用于处理多层缓冲产品的系统和用于使多层缓冲产品膨胀的系统的操作方法与流程

1.本发明涉及用于处理多层缓冲产品的系统，该多层缓冲产品包括至少一个幅材层和包括水基可热膨胀粘合剂(wbhea)的至少一个可膨胀层。此外，本发明涉及包括多层缓冲产品的布置以及系统，该多层缓冲产品包括至少一个幅材层和包括水基可热膨胀粘合剂(wbhea)的至少一个层。而且，本发明涉及用于使多层缓冲产品膨胀的系统的操作方法，该多层缓冲产品包括至少一个幅材层和包括水基可热膨胀粘合剂(wbhea)的至少一个可膨胀层。优选缓冲产品包括封套、靠垫或包装袋，其用于在运输或邮递期间容纳易碎和/或易腐物体作为保护性包装。


背景技术：

2.传统和广泛使用的保护性包装材料包括用于冲击保护的各种填补或填充材料。例如，衬有塑料气泡包裹物的包装袋(所谓的厚层信封)或发泡插入件可用于运输易碎物体。此类填补的包裹物可用于形成允许以保护方式运输产品的保护袋或封套。此类保护产品传统上使用闭孔挤出聚苯乙烯泡沫来形成塑料“气泡包裹物”材料，其依赖于塑料层之间的气隙或气泡，从而形成保护垫。因为此类传统保护性包装材料的大部分由塑料制成，所以它们不会生物降解并且因此对环境具有负面影响。制造更环保的保护性包裹物的尝试具有包括增加的运输重量、保护层的不均匀性和不一致的保护质量的缺点。另外的缺点包括非常大的处理系统尺寸和处理时间。
3.us 2017 0 130 399 a1描述了使用粘合剂组合物，该粘合剂组合物具有被提供用于保护性包装和包裹物的类垫性质。形成了此类包装，其中粘合剂涂层中的气隙夹在两个衬底之间以便提供隔离。粘合剂涂层使用常规烘箱加热来固化/聚结粘合剂聚合物，这意味着用于允许水蒸发的延长工艺时间和大制造空间。
4.为了实现较短处理时间，wo 2019/040624 a1表明微波加热可提供控制水分和空气水平的机会。wo 2019/040624 a1描述了保护包裹物或包装可具有一个或多个幅材，该一个或多个幅材涂覆有包括水基聚合物和多个可热膨胀微球体的水基可热膨胀粘合剂(wbhea)的图案。通过将所述wbhea暴露于射频(rf)或微波(mw)辐射，其膨胀以形成保护填补包裹物。然而，rf加热器具有许多实际缺点：rf加热在能量方面非常无效，从而导致非常高的操作成本，并且间接地对缓冲产品的总体经济平衡有害，因为大能量消耗与同样大的二氧化碳排放相关。由于环境、健康和安全性(ehs)担忧，已经显示rf和mw加热通常不适合紧密靠近手动操作者使用。已知过度暴露于射频(rf)或微波(mw)具有健康风险。长期暴露于rf/mw场可导致体温的不健康增加，以及甚至损坏或灼伤内部组织。此外，rf/mw场干扰金属植入物(诸如心脏起搏器)并且干扰对rf/mw辐射敏感的装备(诸如配电盘或控制面板)，使得无法在rf/mw辐射源附近安装那些，因为它们可能被损坏。因此，只有专门有资格的人员可被委派使用rf/mw加热器，并且甚至那些人员需要使用专门防护和远程操作的设备。因此，已知rf/mw加热系统通常被认为是太大且太复杂的。
5.本发明的目的是克服现有技术的缺点，并且具体地提供用于快速、有效地和安全地使多层缓冲产品膨胀的系统、布置和/或操作方法，该多层缓冲产品包括至少一个幅材层和包括水基可热膨胀粘合剂的至少一个层。本目的由独立权利要求的主题解决。


技术实现要素：

6.本发明的第一方面涉及多层缓冲产品的处理，该多层缓冲产品包括至少一个幅材层和包括水基可热膨胀粘合剂(wbhea)的至少一个可膨胀层。
7.多层缓冲产品可作为单独物品提供，诸如袋、封套等。另选地，多层缓冲产品可作为环形或半环形幅材材料提供，诸如非膨胀的多层缓冲产品的卷绕卷轴。可以不连续、逐步和/或顺序地向系统提供多层缓冲产品的一个或多个物品。可将多层缓冲产品的幅材馈送到系统以连续进行辐照处理。缓冲产品的宽度(x方向上的延伸)可小于1m，具体地小于80cm，更具体地小于40cm。多层缓冲产品的物品可具有彼此不同的不超过一个数量级(因子十)的宽度和长度尺寸。例如，与多层缓冲产品的物品的长度相比，多层缓冲产品的物品的宽度可不小于其10％，优选地不小于其50％，和/或不超过其500％，优选地不超过其300％。多层缓冲产品的物品可以是片状的。多层缓冲产品(它是物品或单独的物品或幅材)的宽度优选地小于至少一个辐射器模块的宽度和/或小于输送机的宽度。输送机和/或辐射器模块的横向尺寸可在与缓冲产品通过系统的输送方向交叉的方向上限定。半环形缓冲产品可具有宽度和总长度，其中总长度可以比宽度大一个、两个或更多个数量级。
8.术语幅材层可与幅材衬底和幅材带互换使用。幅材层可包括纤维板、木屑压合板、波纹板、波纹介质、实心漂白板(sbb)、实心漂白亚硫酸盐板(sbs)、实心未漂白板(sub)、白色内衬木屑压合板(wlc)、牛皮纸、牛皮板、涂覆纸、硬纸板、金属纸、金属纸板、纸、纸板、木材或箔；再循环或可回收纸、再循环或回收塑料或塑料膜。虽然纸被示为优选实施方案，但可理解，其他材料可用于形成幅材层。另选地，可采用涂蜡纸；具有塑料、或耐水性或耐染色涂层的纸。纸或其他材料的预印刷卷可用于提供最终产品上的广告或其他信息。优选地，幅材层可由纤维素材料(诸如纸)制成。纸、硬纸板或另一种材料的克重可在至少10g/m2到至多400g/m2的范围内。具体地，克重可以是至少50g/m2和/或至多200g/m2。幅材层可具体地包括50g/m2的轻型纸。另选地，幅材层可具体地包括200g/m2的重型纸产品。
9.可膨胀层可优选地包括水基可热膨胀粘合剂(wbhea)，例如在wo 2019/040624 a1、us 9,480,629、us 8,747,603、us 9,273,230、us 9,657,200、us 20140087109、us 210170130399、us 2017 013-0058或us 2016 026-3876中描述的。wbhea可包括选自由以下组成的组的乳液基聚合物：淀粉-乙酸乙烯酯乙烯分散体、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯/聚乙烯醇共聚物、右旋糖酐稳定的聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯共聚物、乙酸乙烯酯/乙烯共聚物、乙烯基丙烯酸类、苯乙烯丙烯酸类、丙烯酸类、苯乙烯丁基橡胶、聚氨酯及它们的混合物。wbhea可包括多个可热膨胀微球体。wbhea可包括选自由以下组成的组的一种或多种添加剂：增塑剂、促进剂、增粘剂、保湿剂、防腐剂、抗氧化剂、杀生物剂、另外的颜料、染料、稳定剂、流变改性剂、聚乙烯醇及它们的组合。wbhea ea包装可以通过wbhea的连续或不连续施加而形成的一个或多个图案定位在幅材层上；从而具体地允许空间膨胀。图案可包括wbhea的离散区域，其包括两个或更多个离散区域之间的通过wbhea桥进行的一个或多个连接。wbhea的图案可包括离散元件(珠粒)的阵列。珠粒可具有长度和宽度，那些尺
寸的最短尺寸在约0.05英寸至约2.0英寸的范围内，并且那些尺寸的最长尺寸在约0.2英寸至约2.5英寸的范围内。
10.可膨胀层可具有初始紧凑或未膨胀状态和膨胀状态。在从紧凑状态改变为膨胀状态时，可膨胀层的体积可增加。具体地，可膨胀层的体积可相对于层在紧凑状态下的体积以至少2、至少5、至少10、至少15或至少20的因子膨胀。通过将缓冲产品暴露于红外辐射，可致使可膨胀层从其紧凑状态改变为其膨胀状态。可优选的是，一个或多个幅材层的厚度小于可膨胀层在其膨胀状态下的厚度。通过改变可膨胀层的状态，整个缓冲产品的体积可从缓冲产品的初始紧凑状态增加到缓冲产品的膨胀状态。
11.在一个特定实施方案中，多层缓冲产品包括围绕一个可膨胀层的两个幅材层。具体地，缓冲产品由围绕可膨胀层的两个幅材层组成。在另选实施方案中，缓冲产品包括各自围绕一个相应可膨胀层的两对两个幅材层。在一个实施方案中，缓冲产品可由两对幅材层组成，每对围绕相应可膨胀层。在一个实施方案中，缓冲产品可具有软管状截面(或：o形截面)，从而具有限定缓冲产品的内表面的内幅材层、限定缓冲产品的外表面的外幅材层，其中可膨胀层在内幅材层和外幅材层之间布置和居中。
12.根据本发明的系统包括用于辐照多层缓冲产品的至少一个辐射器模块，该至少一个辐射器模块包括用于在至少600℃和至多3000℃的操作温度下发射红外辐射的至少一个发射器，诸如细丝、面板等。发射器可由一个或多个电阻器组成或包括一个或多个电阻器，该一个或多个电阻器用于将电能转换成热能和红外辐射。至少一个辐射器模块具有至少10kw/m2和/或至多300kw/m2的功率输出密度。根据本发明的系统包括用于使缓冲产品相对于至少一个辐射器模块移动的输送机。
13.系统具有至少一个辐射器模块。具体地，系统可包括一个、两个或更多个辐射器模块。处理系统的优选实施方案包括恰好两个辐射器模块。优选地，包括两个或更多个辐射器模块的系统可被配置为使得一个或多个第一辐射器模块和一个或多个第二辐射器模块被布置用于在多层缓冲产品的不同、优选相对的侧面处发射红外辐射。如本技术中使用，术语辐射器模块可被称为“辐射器场”或“加热场”。
14.辐射器模块具有至少一个发射器。发射器可被称为“加热元件”。优选地，辐射器模块包括两个或更多个发射器。辐射器模块的优选实施方案可包括恰好两个发射器、恰好三个发射器、恰好四个发射器或恰好五个发射器。辐射器模块的优选实施方案包括恰好六个发射器。具体地，辐射器模块包括至少两个、至少三个或至少四个发射器。辐射器模块优选地包括至多20个发射器、至多十个发射器、至多八个发射器或至多六个发射器。
15.辐射器模块可被实现为容纳在共同模块化壳体内的一组发射器。辐射器模块可指共享用于整个辐射器模块的电力供应的单个共同插头和/或接头的一组发射器。辐射器模块优选地是指容纳共同壳体内的一组两个或更多个发射器，该共同壳体设置有用于从系统的电源向发射器供应电力的共同供电插头和/或供电插座。
16.辐射器模块壳体可设置有一个或多个反射表面，诸如反射镜、不透明玻璃和铝反射器、金反射器等。辐射器模块可包括保护屏障，诸如保护网和/或窗口，其用于屏蔽一个或多个发射器免受辐射器模块的周围环境的影响和/或反之亦然，例如用于防止操作员或缓冲产品与一个或多个发射器的直接接触。辐射器模块可包括具有用于冷却液体的一个或多个导管的壳体。冷却液体可指流体或气体，具体地环境空气。辐射器模块的壳体可包括一个
或多个排气管，其用于从经处理的缓冲产品和/或从红外辐射区域或处理区移除排气、蒸汽和/或颗粒。具有壳体和/或供电插座和/或插头的辐射器模块可促进系统的处理、维护、组装和拆卸。
17.在系统的至少一个辐射器模块中，辐射器模块的每个单独发射器可提供至少1kw/m，优选地至少2kw/m，具体地至少3w/m的功率输出。系统的至少一个辐射器模块，每个单独发射器可具有不超过20kw/m，优选地不超过10kw/m，具体地不超过7kw/m的功率输出。功率输出可被定义为电输入能量除以发射器的纵向延伸。发射器的纵向延伸可被称为发射器或辐射器模块的有效长度、或辐射器模块(具体地发射器)的红外发射长度(诸如细丝的长度、面板等的长度等)，该发射器或辐射器模块发射红外辐射。发射器的纵向延伸可在横向方向上延伸和/或相对于输送方向交叉延伸。
18.在一个实施方案中，至少一个发射器可被实现为面板，如红外面板，诸如陶瓷面板或由包围有半导体材料等的不透明玻璃基质制成的面板。在一个实施方案中，至少一个发射器可被实现为细丝，例如由碳、贵金属、耐火金属或它们的组合制成的细丝。贵金属包括ru、rh、pd、os、ir、pt、cu、ag和au。耐火金属包括ni、mo、ta、w和re。发射器可以是卤素和/或nir(近红外)发射器、短波红外发射器、快速响应中波红外发射器、碳红外发射器或中波红外发射器、或长波红外发射器。
19.在一个实施方案中，红外发射器是卤素/nir发射器，该卤素/nir发射器包括由耐火金属(具体地钨)制成的细丝，其被配置为在卤素气体气氛内部在2300℃与3000℃之间操作，具体地以便在0.7μm与2.0μm之间的波长频谱下发射发射器的能量的大部分。
20.在一个实施方案中，红外发射器是短波发射器，该短波发射器包括由耐火金属(具体地钨)制成的细丝，其被配置为在惰性气体气氛内部在1800℃与2200℃之间操作，具体地以便在0.7μm与2.0μm之间的波长频谱下发射发射器的能量的大部分。
21.在一个实施方案中，红外发射器是快速响应中波发射器，该快速响应中波发射器包括由耐火金属(具体地钨)制成的细丝，其被配置为在惰性气体气氛(具体地包括氩气)内部在1400℃与1800℃之间操作，具体地以便在1.5μm与3.0μm之间的波长频谱下发射发射器的能量的大部分。
22.在一个实施方案中，红外发射器是cir(碳红外)发射器，该cir(碳红外)发射器包括由碳制成的细丝，其被配置为在惰性气体气氛(具体地包括氩气)内部在900℃与1500℃之间操作，具体地以便在2.0μm与4.0μm之间的波长频谱下发射发射器的能量的大部分。
23.在一个实施方案中，红外发射器是中波红外发射器，该中波红外发射器包括由金属合金(诸如镍铬铁合金，具体地包括镍、铬、铁和可能的其他元素中的至少一者)制成的细丝，其被配置为在惰性气体气氛内部或者在没有保护气体气氛的情况下在800℃与1000℃之间操作，具体地以便在2.0μm与4.0μm之间的波长频谱下发射发射器的能量的大部分。
24.在一个实施方案中，红外发射器是长波红外发射器，该长波红外发射器包括附接到由金属合金(诸如镍铬铁合金，具体地包括镍、铬、铁和可能的其他元素中的至少一者)制成的细丝的陶瓷面板，其被配置为以至多900℃的细丝温度和介于300℃与800℃之间的面板表面温度进行操作，具体地以便在高于4.0μm的波长频谱下发射发射器的能量的大部分。
25.在一个实施方案中，红外发射器是黑红外
tm
发射器，该发射器包括附接到由金属合金(诸如贵金属，具体地铂金，或诸如镍铬铁合金，具体地包括镍、铬、铁和可能的其他元素
中的至少一者)制成的细丝的不透明面板(该不透明面板包括无定形的无机(具体地石英玻璃)基质材料和分散在基质材料内的至少一种半导体材料)，其被配置为以介于800℃和1200℃之间的面板表面温度进行操作，具体地以便在2.0μm与4.0μm之间的波长频谱下发射发射器的能量的大部分。
26.在一个实施方案中，红外发射器是金属片发射器，该金属片发射器包括其中有绝缘粉末和由金属(诸如镍铬铁合金，具体地包括镍、铬、铁和可能的其他元素中的至少一者)制成的细丝的金属面板，其被配置为以介于500℃与800℃之间的片发射器表面温度进行操作，具体地以便在高于4.0μm的波长频谱下发射发射器的能量的大部分。
27.根据一个实施方案，至少一个发射器具有介于0.8μm与4.0μm之间的峰值波长。具体地，发射器具有至少2.0μm或至少2.5μm的峰值波长。另选地或另外地，发射器可具有至多2.5μm或至多3.0μm或多达3.5μm的峰值波长。已经显示了，通过峰值波长为约2.5μm至3.0μm的发射器提供辐照会允许多层缓冲产品的最有效的膨胀处理。
28.在一个实施方案中，至少一个辐射器模块具有至少50kw/m2，具体地至少60kw/m2的功率输出密度。另选地或另外地，至少一个辐射器模块具有至多150kw/m2，更具体地至多100kw/m2的功率输出密度。在优选实施方案中，至少一个辐射器模块的功率输出密度为至少50，优选地至少60kw/m2和/或至多85kw/m2，优选地至多75kw/m2。
29.功率输出密度可被定义为辐射器模块的电力供应除以辐射器模块的红外发射面积(发射窗口)。辐射器模块的红外发射面积可被定义为辐射器模块壳体的包括要指向处理区或缓冲产品的累积面积。红外发射面积可被定义为辐射器模块的红外发射器的累积面积。具体地，可基于操作期间的实际功率输出来计算功率输出密度。例如，在50kw的功率负载下操作的具有1m
×
1m的发射窗口的辐射器模块将具有50kw/m2的功率输出密度；然而以50kw的功率负载操作的具有1m
×
0.5m的发射窗口的辐射器模块将具有100kw/m2的功率密度。红外辐射器模块具有100kw/m2的标称最大安装功率输出密度但以标称最大安装功率输出密度的65％进行操作，则功率输出密度将为65kw/m2。
30.在实施方案的优选进一步开发中，在连续操作期间，系统可被配置为使得辐射器模块以标称最大操作输出功率密度的至少40％、具体地至少50％，和/或至多80％、具体地至多75％、更具体地至多60％进行操作。包括两个或更多个辐射器模块的系统可被配置为使得在连续操作期间，第一辐射器模块和第二辐射器模块以不同操作输出功率密度进行操作。例如，第一辐射器模块可被配置为以与第二辐射器模块相比更低的操作功率输出密度进行操作。优选地，系统的两个或更多个辐射器模块被构建为相同规格。例如，第一辐射器模块(顶部发射器)可以标称最大功率输出密度的45％至65％，具体地50％至60％运行。具体地，第二(下部)辐射器模块可以与第一(上部)辐射器模块相比更高的操作功率输出密度运行。在一个实施方案中，第二辐射器模块可以标称最大输出功率密度的至少65％和至多85％，优选地75％的操作功率输出密度运行。
31.在一个实施方案中，至少一个辐射器模块被布置成相对于缓冲产品相距50mm至500mm，具体地100mm至200mm，更具体地150mm的距离。至少一个辐射器模块可布置在缓冲产品上方和/或下方。具体地，至少一个辐射器模块被布置在缓冲产品上方。具体地，至少一个辐射器模块被布置在缓冲产品下方。在包括两个或更多个辐射器模块的系统的优选实施方案中，第一辐射器模块布置在缓冲产品上方，并且第二辐射器模块布置在缓冲产品下方。在
包括一个或多个辐射器模块的系统中，至少一个辐射器模块可仅布置在缓冲产品上方或仅布置在缓冲产品下方。在包括两个或更多个辐射器模块的系统中，辐射器模块可在相对侧面上布置在缓冲产品上方和下方。第一辐射器和第二辐射器可在缓冲产品上面对彼此，或者它们可被布置成彼此偏移。如果期望具有特别紧凑尺寸的系统，则具有相邻的面对面发射器模块的布置是优选的。如果辐射器要避免彼此的相互辐照，则具有偏移辐射器模块的布置是优选的。应清楚的是，术语“上方”和“下方”指定系统相对于处理区或待处理的多层缓冲产品的相互相对的侧面。例如，在其中多层缓冲产品可在水平平面(在x方向和y方向上延伸)中布置和/或输送的系统中，如本文所用，术语“上方”和“下方”可指分别竖直地位于缓冲产品上方和下方的辐射器模块的布置。在其中多层缓冲产品可在竖直平面(在z方向上以及在x方向或y方向上延伸)中输送和/或布置的另选系统中，辐射器模块可竖直地布置在地面上方的相同高度，其中第一辐射器模块可被布置在缓冲产品的左侧并且第二辐射器模块可被布置在缓冲产品的右侧。换句话说，术语“上方”或“左侧”通常应被理解为指第一方向。如本文所用，术语“下方”或“右侧”通常应被理解为涉及第二方向，该第二方向相对于第一方向为不同的，具体地相对的。
32.缓冲产品与红外辐射器模块之间的距离可由缓冲产品的大致平面或二维(上或下)外表面与辐射器模块的前侧面(具体地面向缓冲产品的辐射器模块壳体或其发射窗口)之间的距离限定。在包括布置在缓冲产品的相对侧面处的两个或更多个辐射器模块的系统中，可能优选的是，第一辐射器模块和第二辐射器模块被布置成与缓冲产品相距相同或大致相同的距离，具体地80mm-220mm，优选地150mm
±
15mm。
33.在一个实施方案中，输送机是用于使缓冲产品相对于至少一个辐射器模块移动的带式输送机，更具体地是开放网状带式输送机。输送机可包括一个或多个输送机元件。具体地，系统被配置用于在处理期间(即在系统的操作期间)在输送机上运输缓冲产品。
34.打开一个特定实施方案，输送机具有处理区段，其中输送机皮带沿水平或基本上水平的平面移动。基本上水平的平面可稍微倾斜，具体地不超过5％和/或不超过2％。具体地，在系统的处理区内，系统的至少一个辐射器模块面向输送机的处理区段。输送机的处理区可由面向缓冲产品的辐射器模块的发射窗口限定。至少一个辐射器模块可布置在缓冲产品上方和/或下方。第一辐射器模块可竖直地布置在输送机皮带上方，由此在竖直向上(z-)方向上限制处理区段。第二辐射器模块可竖直地布置在输送机皮带下方，由此在竖直向下方向上限制处理区段。第二辐射器模块可竖直地布置在输送机皮带下方并且布置在输送机的输送区段下方。可能优选的是，与缓冲产品上方的第一辐射器模块相比，以更高的操作功率输出密度操作输送机元件下方的第二辐射器模块，以便允许输送机元件的附加热容量。第一辐射器和第二辐射器可在缓冲产品上面对彼此，或者它们可被布置成彼此偏移。如果期望具有特别紧凑尺寸的系统，则具有相邻的面对面发射器模块的布置是优选的。如果辐射器要避免彼此的相互辐照，则具有偏移辐射器模块的布置是优选的。
35.输送机可包括一个皮带，该皮带用于将缓冲产品输送到处理区内并且进入处理区和/或离开处理区。在另选实施方案中，输送机可具有若干输送元件，例如被指定用于仅在处理区内移动缓冲产品的一个输送元件(诸如输送机皮带)，以及用于在处理区外部移动缓冲产品的一个或多个输送元件。
36.在一个实施方案中，系统包括控制器，该控制器用于控制由至少一个辐射器模块
向缓冲产品引起的辐射的剂量。控制器可包括若干可单独操作的控制元件，诸如手动控件。控制器可包括例如用于辐射器模块的功率控制的一个晶闸管。控制器可另选地或另外地包括用于输送机的速度控制的另一个控制元件。在另外的实施方案中，控制器被配置用于设置缓冲产品相对于至少一个辐射器模块的移动速度。另选地或另外地，在系统的一个进一步开发中，控制器被配置用于设置至少一个辐射器模块的辐射输出。
37.在进一步开发中，系统包括至少一个温度传感器，其中控制器操作地耦接到温度传感器以用于基于由温度传感器感测的温度来控制由至少一个辐射器模块向缓冲产品引起的辐射的剂量。具体地，温度传感器可以是用于感测缓冲产品的表面上的温度的表面温度传感器，诸如高温计。另选地或另外地，温度传感器可以是具体地用于测量辐照处理系统的空气温度的空气温度传感器。空气温度传感器可被布置成感测系统的出口管道(诸如用于排放来自缓冲产品的颗粒、蒸汽和/或气体的排气管道)处的空气温度。
38.在一个实施方案中，关闭触发器致使至少一个辐射器模块(具体地所有辐射器模块)在10秒或更短时间内，具体地在5秒或更短时间内，更具体地在2秒或更短时间内停止辐照缓冲产品。应清楚的是，“停止辐照”应被理解为从辐射器模块提供给缓冲产品的辐射从操作功率输出密度减小到低于标称最大操作功率输出密度的15％，具体地低于10％；具体地低于5％，更具体地低于2％。系统可致使一个或多个辐射器模块通过屏蔽缓冲产品免受至少一个辐射器模块的影响来停止辐照缓冲产品。另选地或另外地，可致使辐射器模块通过关闭辐射器模块(具体地通过中断到辐射器模块的电力供应)来停止辐照缓冲产品。
39.本发明进一步涉及包括一个多层缓冲产品或多个多层缓冲产品和以上详述的系统的布置，该多层缓冲产品包括至少一个幅材层和包括水基可热膨胀粘合剂(wbhea)的至少一个层。
40.本发明进一步涉及用于使多层缓冲产品膨胀的系统(具体地如上详述的系统和/或如上详述的布置)的操作方法，该多层缓冲产品包括至少一个幅材层和包括水基可热膨胀粘合剂(wbhea)的至少一个可膨胀层。在根据本发明的操作方法中，缓冲产品由红外辐射器模块辐照，该红外辐射器模块包括至少一个发射器，诸如细丝、面板等，该发射器在至少600℃和至多3000℃的操作温度下发射红外辐射，其中缓冲产品被提供有不小于10mj/cm2并且不超过50mj/cm2以用于引起可膨胀层中的wbhea的膨胀。在操作方法的特定实施方案中，缓冲产品被提供有不小于17mj/cm2和/或不超过25mj/cm2。缓冲产品相对于辐射器模块输送通过由至少一个辐射器模块辐照的处理区。
41.在操作方法的一个特定实施方案中，缓冲产品被提供有21mj/cm2±
2mj/cm2。向缓冲产品提供能量应被理解为涉及缓冲产品的表面区域以及由系统中的至少一个辐射器模块提供给缓冲产品的能量。例如，能量可涉及在缓冲产品的物品或缓冲产品的幅材的区段通过处理区的输送期间提供给缓冲产品的表面区域的能量。
42.在一个实施方案中并且提供了操作方法，其中以至少0.7μm和至多5.0μm的波长，具体地介于2.0μm和4.0μm之间的峰值波长，具体地以2.5μm至3.5μm的峰值波长；最具体地以3.0μm
±
0.25μm的峰值波长向缓冲产品提供辐射。
43.根据一个实施方案，提供了一种操作方法，其中至少一个辐射器模块以至少10kw/m2，具体地至少15kw/m2，更具体地至少20kw/m2的功率输出密度进行操作。另选地或另外地，提供了一种操作方法，其中至少一个辐射器模块以至多150kw/m2，具体地至多100kw/m2，更
具体地至多60kw/m2的功率输出密度进行操作。可能优选的是，系统具体地在连续操作模式期间以2kw/m2至40kw/m2或以30kw/m2至50kw/m2进行操作。
44.在操作方法的进一步开发中，至少一个辐射器模块能够在启动模式期间以第一功率输出水平运行并且在连续模式期间以第二功率输出水平运行，其中第二功率输出水平低于第一功率输出水平。第一功率输出水平可介于50kw/m2与100kw/m2之间，优选地介于60kw/m2与80kw/m2之间，更具体地为约65kw/m2。第二功率输出水平可介于10kw/m2与50kw/m2之间，具体地介于20kw/m2和40kw/m2之间。
45.在操作方法的一个实施方案中，将缓冲产品加热到至少80℃，具体地至少90℃的峰值温度，和/或至多160℃，具体地至多140℃的峰值温度。缓冲产品的峰值温度被定义为缓冲产品具体地在系统中，更具体地在系统的处理区中达到的最大温度。缓冲产品的峰值温度是缓冲产品在正常操作期间达到的最高温度。可例如通过引导到缓冲产品的外表面上的高温计间接测量峰值温度。例如，可通过用infrared cameras inc.的ici-7320usb相机和伴随的ir 15flash软件(版本2.12.12.7)测量表面温度来确定峰值温度。另选地，可使用布置在缓冲产品的表面上(具体地与缓冲产品的外表面直接接触)的热电偶来确定峰值温度。热电偶可以是k型热电偶，其用于测量介于-270℃和1260℃之间的温度，具体地具有不超过
±
2.2℃或
±
0.75℃的公差。另选地，热电偶可以是j型热电偶，其用于测量介于-210℃和760℃之间的温度，具体地具有不超过
±
2.2℃或
±
0.75℃的公差。热电偶可附接到表面，具体地上部外表面或下部外表面。另选地，为了测量内部温度，热电偶可附接到内部袋表面。热电偶可使用金属或金属化胶带(诸如放在聚酰亚胺胶带中的铝箔、银箔或铝箔)来附接到表面。
46.在操作方法的一个实施方案中，缓冲产品被辐照持续1秒至10秒，优选地持续4秒至8秒，更具体地持续5秒至6秒。对缓冲产品的辐照的持续时间可由将缓冲产品输送通过系统(具体地其处理区)所花费的持续时间(停留时间)限定。暴露的持续时间可被确定为在缓冲产品暴露于来自至少一个辐射器模块的红外辐射期间的持续时间。停留时间可例如通过接通辐射器模块持续期望持续时间并且然后关闭，和/或通过控制辐射器模块和缓冲产品之间的热屏障以使缓冲产品暴露于辐射器模块的辐照持续期望持续时间来限定。
47.在操作方法的一个实施方案中，缓冲产品相对于辐射器模块(具体地平行于辐射器模块)输送通过由至少一个辐射器模块辐照持续1秒至10秒，具体地4秒至8秒，更具体地5秒至6秒的停留时间的处理区。
48.另外地或另选地，操作方法包括以至少5mm/s、具体地至少8mm/s、更具体地至少10mm/s，和/或至多20mm/s、具体地至多15mm/s、更具体地至多12mm/s的连续输送速度输送产品。
49.停留时间可通过取决于加热场的辐射器模块的纵向尺寸(在平行于输送机的输送方向c限定的y方向上确定的长度)以及缓冲产品在处理区的期望停留时间设置期望输送速度来限定。
50.另选地，可取决于辐射器功率输出、处理区的纵向延伸、缓冲产品的输送速度和/或要处理的缓冲产品的尺寸来限定或设置停留时间，使得缓冲产品被提供有不小于10mj/cm2，具体地不小于17mj/cm2和/或被提供有不超过50mj/cm2，具体地不超过25mj/cm2。
51.在操作方法的进一步开发中，用于相对于辐射器模块运输产品的输送机在启动模
式期间以第一输送速度运行并且在连续模式期间以第二输送速度运行，其中第二输送速度比第一输送速度更快。如果输送机以间歇方式移动，则第一或第二输送速度可被限定为在操作的一分钟的持续时间内计算的平均输送速度。通过将启动模式期间的功率输出密度设置为较高水平和/或通过将启动模式期间的输送速度设置为较低速度(相对于正常操作模式期间的输送速度设置和/或功率输出密度设置)，即使在启动模式期间(在该启动模式期间，处理区尚未达到操作条件)，也可以快速启动系统并提供完全处理的缓冲产品。
52.在操作方法的一个实施方案中，缓冲产品被保持成相对于至少一个辐射器模块(具体地平行)相距50mm至500mm的距离，具体地100mm至200mm的距离，更具体地150mm的距离。
53.在操作方法的一个实施方案中，致使至少一个辐射器模块(具体地所有辐射器模块)在十秒或更短时间内，具体地在五秒或更短时间内，更具体地在两秒或更短时间内停止辐照缓冲产品。在该实施方案中，操作方法被设置有关闭模式以安全地从红外辐射移除缓冲产品，例如在可造成火灾危险的故障的情况下。
54.除非另有说明，可假设在23℃的环境温度和100kpa(0.986atm)的环境空气压力及50％的相对湿度下进行测试。
附图说明
55.以下示意图示出了本发明的方面以用于结合一些示例性图示改进对本发明的理解，其中
56.图1示出了用于使多层缓冲产品膨胀的系统的示意图；
57.图2示出了图1的系统的沿截面线ii截取的剖视图；并且
58.图3示出了用于使多层缓冲产品膨胀的系统的辐射模块的示意图。
具体实施方式
59.根据本发明的用于处理多层和分层缓冲产品以使其膨胀的系统大体用参考标号1指定。系统1包括用于辐照多层和分层缓冲产品3a、3b、3c的至少一个辐射器模块5、6作为其主要组成，该辐射器模块5、6包括至少一个发射器7(诸如细丝、面板等)。发射器7被配置为在操作期间发射红外辐射9，并且发射器的操作温度为至少600℃和至多3000℃。
60.尽管根据图1和图2的示意图描绘了相同系统1，但示意图的不同之处在于，图1示出了多层缓冲产品3a、3b的单独物品，然而图2示出了包括处理连续网状缓冲产品3c的系统1的布置2。
61.在图示中，用x指定的方向指定了可定义系统或布置的部件的“宽度”的方向。用y指定的方向大体上涉及按照可相对于输送方向c水平地和/或对应地(具体地平行地)布置的方向的长度。z方向是相对于重力的竖直方向。竖直方向z通常可对应于相对于由系统1搁置在其上的地板限定的平面的法线。术语“上方”和“下方”可涉及关于竖直方向z的两个或更多个部件相对于彼此的相对布置。
62.在图3中详细示出了辐射模块5。辐射模块5包括六个红外发射器7。辐射模块5的红外发射器7可被特别被实现为包括由碳细丝制成的加热元件的红外发射器。
63.在根据本发明的红外辐射处理系统1的优选实施方案中，发射器7是碳红外发射
器，例如总功率输出能力为22.5kw并且辐射器模块的功率密度为72kw/m2的heraeus noblelight cir发射器3750w/230v。辐射器模块5、6的壳体25的宽度可为500mm至1000mm，优选地600mm至900mm，例如865mm。辐射器模块的长度可介于200mm与800mm之间，具体地介于400mm与700mm之间，例如550mm。辐射器模块5、6的加热宽度或发射窗口8可具有大约625mm的宽度和大约500mm的长度。丝网带式输送机13可具有3000mm的长度和950mm的宽度。皮带高度可距地面900mm。
64.发射器7可在发射窗口8后面被布置在辐射器模块5的壳体25中。发射窗口8可被设置有玻璃窗口，优选石英玻璃窗口和/或保护网。辐射器模块5可被配备有一个或多个反射器，诸如相对于发射窗口8在至少一个发射器7后面的反射镜，其用于将来自发射器7的辐射9朝向发射窗口8反射。辐射器模块5可被设置有排气管道19，使得排气颗粒、蒸汽和/或气体可容易地从处理区21移除。
65.发射窗口8限定辐射器模块5的沿x方向的加热宽度和沿y方向的加热长度。对于一些发射器7，具体地对于碳红外(cir)发射器，辐射器模块5的加热宽度可在红外辐射模块5的壳体25的总宽度的三分之二和5/6之间；具体是该总宽度的大约3/4。在y方向上，辐射器模块5的加热长度可在辐射器模块5的总长度的四分之三和95％之间。对于一些发射器7，具体地对于卤素和/或nir发射器，在x方向上，辐射器模块5的加热宽度可在辐射器模块5的总宽度的四分之三和95％之间。
66.系统1可包括布置在处理区21上方或下方的仅一个辐射器单元5或6以用于包括至少一个可热膨胀层的多层缓冲产品。如图1和图2所示，系统1可包括若干辐射器模块，具体地两个辐射器模块5和6。一个第一辐射器模块5可竖直地布置在处理区21上方，并且另一个第二辐射器模块6可竖直地布置在处理区21下方。在处理区21中使用红外辐射9来辐照缓冲产品。
67.处理区21的长度和宽度对应于由辐射模块5和6辐照的区域，具体地对应于其相应发射窗口窗格8的尺寸。辐射器模块5和6可具有相同设计。第一辐射器5和第二辐射器6可具有相同数量的红外发射器7。第一辐射器模块5和/或第二辐射器模块6的若干，具体地所有发射器可彼此相等。
68.控制器15可包括第一热控制单元(未进一步详细地示出)以控制从电源27供应的第一辐射器模块5的操作功率水平。控制器15可包括第二热控制单元以用于控制从电源27供应到第二辐射器模块6的操作功率。控制器可包括速度控制单元以用于控制输送机11的速度。速度控制单元可被实现为开环控制，其取决于速度控制输入向电动马达31提供恒定速度设置。另选地，速度控制可包括用于输送机皮带13速度的闭环控制的速度传感器。
69.控制器15可被配置为以不同于启动模式的连续操作模式运行系统1。在启动模式中，控制器15可控制电动马达31，从而以低于输送机皮带13在正常操作期间的速度的启动速度驱动输送机皮带13。此外，控制器15可被配置为控制一个或多个辐射器模块5、6，从而在启动模式期间在等于或接近最大标称功率输出下操作以便快速加热系统1的处理区21。
70.温度传感器17可被设置并且操作地耦接到控制器15。温度传感器17可感测处理区21的空气温度。另选地或另外地，温度传感器17可被布置成检测经辐照处理的缓冲产品3a、3b或3c的外部的表面温度。温度传感器17可与控制器15操作地耦接，使得控制器15可基于温度传感器17的读数来控制至少一个辐射器模块5、6和/或输送机皮带13的驱动器31。
71.第一辐射器模块5和第二辐射器模块6的标称最大功率输出密度可彼此相等。在连续正常操作期间，控制器15可将下部或第二辐射器模块6设置为介于标称最大输出功率密度的60％与80％之间的操作功率输出密度。控制器15可在操作模式期间将上部或第一辐射器模块5设置为辐射器模块5的标称最大功率输出密度的40％至60％的相对较低的功率输出密度。
72.在启动模式期间，控制器15可将第一辐射器模块5和第二辐射器模块6驱动到最大功率输出密度或其至少90％。在操作模式期间，下部的第二辐射器模块6的功率输出密度可设置为比上部的第一辐射器模块5的功率密度更高的功率密度，以允许下部辐射器模块6与缓冲产品3a、3b、3c之间的网状输送机皮带13的附加加热。
73.可优选的是，控制器15取决于处理区21的纵向延伸和/或要处理的缓冲产品的尺寸来设置输送机皮带13的速度和至少一个辐射器模块5、6的功率输出密度，使得缓冲产品被提供有不小于10mj/cm2，具体地不小于17mj/cm2和/或被提供有不超过50mj/cm2，具体地不超过25mj/cm2。
74.在操作模式期间，至少一个辐射器模块5、6的红外发射器7在至少600℃和至多3000℃的操作温度下运行。在操作模式期间，发射器7可以介于0.8μm与4.0μm之间，具体地介于2.5μm与3.5μm之间的峰值波长进行操作。发射器的峰值波长应被理解为涉及红外发射器7提供最大辐射功率时的波长。通常，红外发射器7发射分布在相对较大的频谱分布上的辐射，该频谱分布的范围可从可见频谱通过短波频谱进入中波频谱并且可能进入长波频谱。短波频谱应被定义为波长介于0.7μm和2.0μm之间的辐射。中波频谱应被定义为范围为2.0μm至4.0μm的频谱。长波频谱应被定义为波长大于4.0μm的辐射。取决于其温度，红外发射器可以各种波长递送明显不同的辐射。如本文所用，峰值波长是指发射器在其标称操作温度下的峰值波长。
75.应当清楚的是，控制器15可间接控制至少一个辐射器模块5、6的功率输出密度。例如，控制器15可控制供应到辐射器模块5、6的电力。辐射器模块5、6的功率输出密度可通过将提供给辐射器模块5、6的一个或多个发射器7的累积电力供应(功率负载)除以其发射窗口8的尺寸来确定。
76.辐射器模块5和6被供应有来自处理系统1的电源27的电力。输送机11也可被供应有来自电源27的电力。输送机11可包括电驱动器(诸如电动马达31)，触发器16可被配置为中断从电源27到辐射器模块5、6的电能供应。触发器16可被配置为在激活时致使电动马达31停止输送机皮带13。另选地，触发器16可被配置为在激活时加速输送机皮带13的速度。
77.处理系统1可包括辐射器模块5、6、输送机11(包括其皮带13和驱动器31)被安装到的框架22。系统的另外部件也可附接到其框架22。控制器15、触发器16和电源27可附接到处理系统1的框架22。另选地，电源27、控制器15和/或触发器16可以是单独结构(诸如控制面板(未进一步详细示出))的一部分。触发器16可以是测试输送机11是否正在运行的传感器，该传感器将停止信号发送到控制器15和/或辐射器模块5、6以停止辐照。
78.ir辐射处理系统1的框架22可包括用于接收辐射器模块5、6的支撑架26。支撑架26可包括辐射器模块5、6可被放置到其上的轨道。支撑架26的轨道可用于使辐射器模块5或6滑动到处理系统1中。支撑架26可关于辐射模块5、6的壳体25互补地成型。支撑架26可被设置有用于相对于处理区21、输送机11和/或缓冲产品3a、3b、3c将辐射器模块5、6保持在适当
位置的固定装置和/或安全装置。辐射器模块5、6可间隔开300mm布置。每个辐射器模块5、6可被布置成与待处理的缓冲产品相距150mm的距离。
79.图1示意性地示出了对多层缓冲产品3a、3b的处理，该处理使用红外辐射来使包括水基可热膨胀粘合剂(wbhea)的多层缓冲产品3a、3b的可热膨胀层膨胀。当缓冲产品3a、3b在输送方向c上行进通过处理系统1的处理区21时，缓冲产品3a、3b暴露于来自辐射器模块5、6的发射器7的红外辐射9。红外辐射9加热缓冲产品3a、3b的表面，由此加热包括可热膨胀层的缓冲产品3a、3b的附加一个或多个层。
80.例如，处理系统1可经由控制器15运行以使得缓冲产品被馈送通过处理区21，其中停留时间为5到6秒，在该停留时间期间辐射器模块5、6被设置在50kw/m2与80kw/m2之间。在20kw/m2与40kw/m2之间。令人惊讶地示出，足够红外辐射的短期供应足以致使包括水基可热膨胀粘合剂的可膨胀层膨胀。具体地，可膨胀层的体积可在处理期间以至少2、至少5、至少10、至少15或至少20的因子增加。当缓冲产品3a、3b在处理区21内并且暴露于红外辐射9时，整个缓冲产品的体积由此从缓冲产品3a的初始紧凑状态增加到缓冲产品3b的膨胀状态。
81.相比之下，图2示出了连续缓冲产品3c，该连续缓冲产品沿输送方向c馈送通过处理系统1的处理区21，使得缓冲产品3c的沿纵向y方向的不同纵向切面经历处理过程并且由此从处理区21的入口处的紧凑状态膨胀，从而在从处理区21离开时达到膨胀状态。
82.从发射器7到缓冲产品3a、3b、3c的红外辐射9的发射由控制器15结合输送机11的速度控制，使得达到期望的峰值温度。可优选的是，辐射器模块5、6向缓冲产品3a、3b提供红外辐射并且提供具有至少80℃，具体地至少90℃的峰值温度的缓冲产品。可优选的是，操作处理系统以使得缓冲产品的峰值温度不超过160℃，具体地使得其不超过140℃。缓冲产品的过度加热不利地影响膨胀层的体积，并且甚至可导致对缓冲产品的热损坏或点燃缓冲产品。
83.权利要求、说明书和附图中公开的特征对于所要求保护的本发明的不同实施方案(单独地以及以彼此的任何组合)可能是必不可少的。
84.虽然已经详细描述并参考其具体实施方案描述了本发明，但对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种改变和修改。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改和变化，前提是该修改和变化在所附权利要求及其等效物的范围内。