專利名稱：紙板制造方法及其裝置和紙板產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1前序所述的制造多層紙板的方法。
本發(fā)明也涉及適于實施該方法的裝置以及根據(jù)本發(fā)明制造的紙板產(chǎn)品。
為了使紙板變得足夠堅硬，該紙板必須被制得相當(dāng)厚，這樣，需要許多纖維原材料來制造紙板。另一方面，對印刷基層性能的設(shè)定要求越高，越貴的原材料被必須被用來給產(chǎn)品提供高品質(zhì)如足夠高的亮度。因為紙板剛性主要由它的厚度決定，所以材料消耗率及原材料成本幾乎以產(chǎn)品厚度和基重的線性函數(shù)的方式增長。因而，在中間層具有低密度的情況下，用具有高密度和良好印刷性的堅硬材料制造紙板表面會是有利的。過去，紙板卷的密度在其整個橫截面范圍內(nèi)是基本不變的，因為普通生產(chǎn)技術(shù)不能制造出在厚度方向上有相差很大的密度的紙板卷。盡管折疊紙板確實在表面層具有與中間層不同的密度，但甚至在這些等級品中，密度變化太小，以至不能象具有帶槽中間層的瓦楞紙板那樣有效地減少厚紙板的材料消耗。因此，由于人們對堅硬包裝材料的需求的日益增長，在制造包裝時仍然優(yōu)選瓦楞紙板。
瓦楞紙板是包括兩個所謂襯層的外層和一個被稱為槽板的在它們之間的瓦楞中間層的多層產(chǎn)品。在多層瓦楞紙板中，帶槽中間層的數(shù)量可以大于1，并且這些中間層通過與構(gòu)成襯層層的那些層相似的平面紙板層相互分隔開。當(dāng)槽的形狀、內(nèi)頂間距和高度可能變化時，在與原材料卷加工方向垂直的方向上不變地制造所述槽紋。因為不損壞卷側(cè)面的光面連續(xù)性地給中間層所用的整個卷材形成槽，所以槽頂部在要進行粘合的表面上形成了線性連續(xù)粘結(jié)圖案。結(jié)果，中間層的剛性在橫向和縱向上變得不同。在紙板卷中，這些纖維本身在卷材制造過程中主要定向在加工方向，即卷材縱向上。結(jié)果，卷材強度性能在垂直于加工的橫向和加工方向上變得不同。在瓦楞紙板中，這種不同通過中間層在槽方向上有較高剛性被消除。在這里，術(shù)語“槽方向”被用來表示槽頂和槽底的縱向。
雖然瓦楞紙板是一種有利的包裝材料，但它有一些缺點。瓦楞紙板的抗壓強度根據(jù)壓力是被施加到槽頂還是槽底有很大的不同。另外，襯層層不必在所有點上都是平面的，而是它們可能具有由象粘合后的小收縮這樣的因素造成的變形。當(dāng)然，瓦楞紙板的表面層特性取決于襯層的厚度和質(zhì)量，但盡管如此，瓦楞紙板通常不被考慮用作可通過接觸印刷法來印刷的可選材料，這減少了它在一流質(zhì)量包裝中的使用。盡管瓦楞紙板產(chǎn)品一般也趨向于比較厚，但近年來在商業(yè)上已經(jīng)引入了有較小基重的更薄的瓦楞紙板。這種材料的過大厚度限制了它在印刷產(chǎn)品以及因其外部尺寸而受限制的小型零售包裝中的使用。因此，瓦楞紙板通常至少在一流包裝中不用作紙板的替換方式。
瓦楞紙板的另一個缺點是其復(fù)雜的制造過程。三層瓦楞紙板是這樣制造的，首先給中間層卷材形成槽，然后給槽頂涂膠，于是，通過壓制，帶槽中間層與第一平面襯層粘接。在一個獨立步驟中，第二平面襯層被粘接到由此形成的雙層基板上。只給槽頂涂膠就允許涂膠能只借助一個硬面涂敷裝置如輥來進行。這種涂敷法不能保證均勻粘接。兩步制造技術(shù)是昂貴的并且瓦楞紙板生產(chǎn)線變得長而且笨拙，因此需要大型基礎(chǔ)設(shè)施并且涉及較高投資成本。在多層瓦楞紙板的制造中，生產(chǎn)步驟數(shù)與產(chǎn)品層數(shù)成比例地增加。
本發(fā)明的目的是通過由至少兩層并最好是三層這樣制造紙板來實現(xiàn)，即用粘合并且在粘合之前在干燥狀態(tài)下加工中間層卷材，從而獲得了其圖案按照理想且可自由變化的方式映襯在中間層材料表面上的永久變形。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種適于在一個步驟中使紙板層相互粘合的方法。
尤其是，本發(fā)明方法的特征如權(quán)利要求1的特征部分所述。
另外，在權(quán)利要求10的特征部分中描述了本發(fā)明裝置的特征，在權(quán)利要求12的特征部分中描述了本發(fā)明紙板的特征。
本發(fā)明帶來重大利益。
本發(fā)明使制造高質(zhì)量可印刷包裝級紙板產(chǎn)品成為可能，其中剛性與原料且尤其是纖維原料的消耗率之比基本上比傳統(tǒng)紙板等級要有利得多。紙板性能容易變化并且也可以被生產(chǎn)成非常輕的產(chǎn)品。就基重而言，產(chǎn)品體積大并且其強度和抗彎性高。實際上，產(chǎn)品剛性甚至可能超過瓦楞紙板。相反，與有相等剛性和強度的產(chǎn)品相比，可以使用較少纖維原料制造出根據(jù)本發(fā)明制成的紙板。因此，新型紙板的生產(chǎn)費效比更高并且它給環(huán)境帶來的負(fù)擔(dān)要比其中所有板層都是堅硬層的傳統(tǒng)紙板更低。該產(chǎn)品可以完全且容易地回收，假定產(chǎn)品的所有層都由纖維素纖維材料制成。如果該產(chǎn)品需要隔濕層或阻氣層，則可以用傳統(tǒng)的箔/薄膜材料來實現(xiàn)。在此，產(chǎn)品的回收性取決于所用的箔/薄膜材料的類型，由此，為了獲得高回收性，有利地選擇可與纖維原料一起回收的箔/薄膜材料。
可以通過多種方式改變紙板性能。通過改變在中間層內(nèi)形成的圖案的形狀和尺寸，可以控制終產(chǎn)品的厚度以及在不同方向上的強度特性，同時，可以改變襯層質(zhì)量以獲得理想的紙板印刷性能。紙板襯層例如可以是涂覆呀砑光級產(chǎn)品，從而給產(chǎn)品提供良好的印刷性。因為紙板的厚度剖面形狀按照均勻厚度被標(biāo)準(zhǔn)并且紙板在與其表面垂直的方向上的抗壓強度不均勻，所以可使用傳統(tǒng)的接觸型印刷技術(shù)設(shè)備如膠印機、苯胺印刷機和數(shù)字印刷機來高質(zhì)量地印刷新型紙板。
可以在一個輥縫中制造紙板，并且因為可以使用許多不同技術(shù)來實現(xiàn)涂膠，其中一項技術(shù)是噴涂，所以實際卷材層相互粘合并給其涂膠是簡單操作。在最優(yōu)選的形式中，產(chǎn)品馬上就能用，這意味著，它不需要干燥或存放，而可以直接被送去進一步轉(zhuǎn)變。由于不加熱地機械壓力加工中間層卷材，所以中間層形成方法可以非常簡單。因為本發(fā)明可以適用于不同類型的材料，所以紙板可以由在某個時刻能獲得的費效比最高的原材料制成。例如，當(dāng)不要求產(chǎn)品有高亮度時，可以利用這一個特點，由此一來，可通過使用漂白少的纖維或完全沒有經(jīng)過漂白的再生纖維來有利地降低材料成本。也可通過使用不同種類的膠來改變產(chǎn)品強度。例如，可使用填充產(chǎn)品孔腔并由此明顯提高產(chǎn)品剛性的發(fā)泡膠來進行粘合。產(chǎn)品的一層以上可以由聚合物或金屬箔構(gòu)成，另外，其中一層可以涂有形成所需薄膜類型或阻隔層的材料。例如，液體包裝或不透或略透濕氣和氣體的包裝及熱封產(chǎn)品包裝需要這些等級的紙板。當(dāng)然，可以在單個產(chǎn)品中層疊這些不同的箔/薄膜。
上述方法可能牽涉到許多不同步驟，以下根據(jù)不同生產(chǎn)線替換方案及其步驟來考察這些步驟。
本發(fā)明的目的用于資源需求小的消費包裝的紙板的制造，因此，這樣，本發(fā)明的目的是降低包裝所用原材料的消耗率。為此，本發(fā)明的紙板被指定為一般有100g/m2-500g/m2基重的多層包裝紙板。產(chǎn)品厚度一般為0.5mm-1.5mm，這使得產(chǎn)品能與多種不同的印刷技術(shù)兼容。通過其中干燥纖維卷通過涂膠相互粘合而獲得兩層或多層層疊材料的方法，進行紙板制造。本發(fā)明基于對干燥中間層卷進行機械加工，從而在該卷材上形成永久的凸起變形。就在中間層卷的一面或兩面被粘到一頂襯層、一底襯層或中間層卷之前，有利地實施該變形步驟。膠作為均勻?qū)颖煌康揭粋€未變形卷材的表面上，由此一來，頂襯層表面定尺同時進行，由此進一步提高產(chǎn)品強度。卷材相互粘合在單個輥縫中進行，該輥縫也控制并確定產(chǎn)品的最終厚度。
產(chǎn)品所用的卷材可以是基重為30g/m2-200g/m2的未完工卷材或轉(zhuǎn)換卷材。這種卷可以是通過涂覆和/或砑光而制成的等級產(chǎn)品以及通過各種不同方式進行表面加工的多層卷材或?qū)盈B箔/薄膜。中間層卷材甚至可以是可以滿足預(yù)期強度的薄紙。產(chǎn)品的一個或多個纖維卷可以用聚合物或金屬箔層來代替。
在粘合前，可以在相同的加工線上如通過成圖來處理襯層卷4、6。在上述實施例中，通過在輥縫14中進行的表面粗糙化技術(shù)來機械加工襯層卷4。另外，卷材可以被涂上如阻隔層材料。在示范實施例中，在輥縫15中對其中一個襯層卷進行這種處理。使用功能阻隔層處理劑或漆或者通過在卷材表面上粘上一個具有理想性能的箔/薄膜，可以進行該處理。在本文的上下文中，術(shù)語“阻隔層涂覆”指使產(chǎn)品不透水或不透氣的處理。把這樣的處理劑涂覆并固定到卷材上在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的并且?guī)追N方法可以被用于完成任務(wù)。
本發(fā)明的基本特征在于，它允許產(chǎn)品容易地加裝上加強條和信息技術(shù)元件如磁條、印刷電路膜和帶共振識別芯片/電路的磁盤或其它數(shù)據(jù)處理技術(shù)的無源/有源件，在這些元件的基礎(chǔ)上，可以識別由本發(fā)明紙板制成的包裝并且可以控制這樣的包裝的制造/使用。加強條或磁條可以從一個卷16中放出并進入粘合輥縫7，而其它類型的附件可以通過適當(dāng)?shù)慕o料機構(gòu)17被送入粘合輥縫或被加到卷材涂膠面上。
紙板的這些襯層卷可以預(yù)先印刷，由此，通常要使印在相對襯層卷上的圖案彼此對齊。這可借助印在襯層卷上的如定位標(biāo)記來完成。標(biāo)記的對準(zhǔn)可以通過照相機或光電元件來控制。本發(fā)明使這種卷的定位變得容易，因為這些卷在一個輥縫7中彼此粘合，由此一來，定位只需要簡單控制這些卷的相對速度。這些定位標(biāo)記也可被用來把上述數(shù)據(jù)處理件送到卷材的理想位置中，從而這些元件在切斷紙板中的適當(dāng)位置上精確對準(zhǔn)，于是，它們正確位于一包裝內(nèi)以便進行讀或?qū)憽?br> 膠被涂在可以是襯層卷或中間層卷的未加工卷材的整個表面上。通過這種方式，可以保證加工過的中間層卷的所有部位都被粘到未加工卷材上，這樣，膠的固化也加強了產(chǎn)品。作為固體膠，所涂敷的膠的量約為1g/m2-3g/m2，這意味著可使用如膜轉(zhuǎn)移涂覆技術(shù)來涂膠。實際上，可以通過現(xiàn)有技術(shù)中的任何已知方法來涂膠，其中的例子就是噴涂、幕簾式層涂、凹版輥涂及噴嘴涂覆。膠可以作為液體或在液基溶液中的固體的泡沫或彌散體進行涂覆。膠也可以如圖中箭頭18所示地直接被送到粘合輥縫7中，尤其是在使用發(fā)泡膠或噴涂方法時。但必須注意，一層均勻的膠必須被涂在未加工卷材的表面上，以便制成堅硬產(chǎn)品并保證中間層完全粘合。有利的是，膠的固體成分應(yīng)該高到能避免進行產(chǎn)品的猛烈干燥。也可以通過適當(dāng)選擇膠來影響產(chǎn)品質(zhì)量，從而粘合步驟可以賦予產(chǎn)品如可控ESD(靜電放電)保護這樣的性能。如果膠作為發(fā)泡成分的形式進行涂覆，則它填充產(chǎn)品空洞，由此尤其增強了它的抗壓強度。挑選基于淀粉的膠的有利的一面在于，用這些制劑粘合的產(chǎn)品易于回收。
在干燥卷上，通過使卷材經(jīng)受壓力以產(chǎn)生永久變形來進行中間層5的壓花。有利的是，卷材表面不被撕裂以保持其最大強度。在干燥狀態(tài)下，卷被壓花，因為在潮濕狀態(tài)下壓花卷需要進行干燥，而干燥會耗能，因而需要有效的干燥裝置的高成本作業(yè)和進而卷材干燥會影響壓花圖案及卷材本身的尺寸，這是因為，濕潤的纖維卷材在干燥時承受急劇的收縮。
除上述實施例外，本發(fā)明可以具有替換實施例。
紙板層數(shù)可以改變并且卷材料可以是除纖維卷外的材料。但是，至少一個卷材應(yīng)該主要由纖維素纖維制成。最優(yōu)選的中間層卷材是由纖維素纖維材料制成的卷，因為它們本身能進行很好的機械加工。另一方面，如果尋找費效比最高的解決方案，則卷材可由磨碎木料漿制成。例如，一種不滲透的包裝級紙板可以有一個或多個由聚合物或薄金屬箔或甚至是經(jīng)過處理的半滲透聚合物膜制成的卷材。盡管根據(jù)本發(fā)明的制造方法和裝置在一個輥縫中有利地使這些卷材彼此粘合，但也可以通過如首先制成一個三層紙板并接著將所需數(shù)量的中間層和襯層粘到該紙板上來制造出多層產(chǎn)品。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，可以用如帶式壓力機等來代替輥縫。
權(quán)利要求
1.制造一個包括至少兩層的紙板產(chǎn)品的方法，其中形成該產(chǎn)品層的紙板原料卷(4，5，6)通過膠而彼此粘合在一起，其特征在于，如此機械加工其中的至少一個卷材，即在該卷材表面上壓出一個凸起圖案，從而使該卷材表面永久變形。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述待機械加工的卷材(5)接受三維變形加工。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述待機械加工的卷材(5)在干燥狀態(tài)下進行加工，由此一來，所述卷材的含水率有利地不大于12％。
4.如先前權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述膠被涂在未加工卷材(4，5)的要面對加工卷材(5)的那些面的整個表面上。
5.如先前權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，在涂膠后，在粘合輥縫(7)中使這些卷材(4，5，6)相互粘合，其中正在制造的所述紙板產(chǎn)品的原材料卷(4，5，6)相互壓合，從而使粘合卷材的厚度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述粘合輥縫(7)中，同時進行至少三個卷材(4，5，6)的彼此粘合。
7.如先前權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，其中的至少一個卷材別處理成使該卷材不透水和/或氣。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，能幫助識別所述紙板產(chǎn)品或由該紙板產(chǎn)品制成的包裝的識別件被送入粘合輥縫(7)中。
9.如先前權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，給所述卷材制作定位標(biāo)記并且在壓制步驟中，這些卷材借助所述標(biāo)記相互對齊。
10.制造一個包括至少兩層的紙板產(chǎn)品的裝置，它包括-使至少兩個卷材(4，5，6)進入該裝置的裝置(1，2，3)，-通過膠水來處理至少其中一個卷材的一個表面以便將該表面粘接到另一卷材(5)上的裝置(9)，其特征在于，-用于機械加工至少其中一個卷材(5)以便在該卷材的表面上形成永久變形的裝置(8)，-一個用于在涂膠后使所述卷材(4，5)相互壓合并確定由此獲得的產(chǎn)品的厚度的輥縫(7)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述卷材(4，5，6)的所述輸入輥縫裝置(1，2，3)至少是三個，所述卷材適于同時進入粘合輥縫(7)中。
12.包括至少兩個彼此粘合的層(4，5)的紙板產(chǎn)品，其中一層(4)為平面卷材，其特征在于，所述層中的至少一層(5)經(jīng)過機械加工，從而在所述層的表面上有一個由永久變形構(gòu)成的三維圖案。
13.如權(quán)利要求12所述的紙板產(chǎn)品，其特征在于，膠被涂在至少其中一個平面卷材(4)的要面對經(jīng)過機加工的卷材的那一面的整個表面上。
14.如權(quán)利要求13所述的紙板產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品包括三層，所述經(jīng)過加工的層被粘合在所述平面卷材之間。
15.如權(quán)利要求12所述的紙板產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品的這些層中的至少一層是不透水或不透氣的。
16.如權(quán)利要求12所述的紙板產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品包括能幫助識別所述產(chǎn)品或由所述產(chǎn)品制成的包裝的識別件。
全文摘要
公開一種制造多層紙板產(chǎn)品的方法和適于實現(xiàn)該方法的裝置及根據(jù)該方法制造的紙板，這樣，該紙板由彼此粘合的至少兩層并有利地為三層(4，5，6)制成，中間層(5)的材料在干燥狀態(tài)下經(jīng)過機械加工，以便在粘合前通過在其表面上壓出凸出于卷材(5)表面上的理想圖案來使材料變形。這些層(4，5，6)在單個步驟(7)中彼此粘合。該方法能夠提供一種于具有相同的厚度和強度的現(xiàn)有技術(shù)紙板相比使用更少纖維的強力紙板。
文檔編號B31F1/20GK1469802SQ01817393
公開日2004年1月21日 申請日期2001年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月15日
發(fā)明者J·馬蒂拉, H·蘇克斯, J 馬蒂拉, 慫 申請人:M-真實公司