專利名稱：用于制備折疊線的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在基于紙板的層壓材料上制備折疊線以制造容器的方法。本發(fā)明還涉及一種用于在基于紙板的層壓材料上制備折疊線以制造容器的設(shè)備。本發(fā)明特別是涉及纖維復(fù)合材料，其具有可熱激活的溶劑，后者與防止該溶劑逸出的蒸汽勢壘結(jié)合使用。
背景技術(shù)：
在由紙板制造包裝時，在第一生產(chǎn)步驟的框架內(nèi)由帶材制造下料，所述下料通常設(shè)有折疊部以實施所述紙板復(fù)合體的折疊來形成待制造的容器。在折疊層合體狀的紙板復(fù)合體時，在折疊區(qū)域中不僅產(chǎn)生彈性膨脹而且產(chǎn)生塑性膨脹。所述塑性膨脹可導(dǎo)致折疊鉸鏈區(qū)域中的材料移位。所述材料移位在各個紙板纖維覆層之間在與材料相關(guān)的極限值以內(nèi)生成剪切應(yīng)力。在該極限值、即所謂的剪切斷裂應(yīng)力被超過時進(jìn)行材料覆層的脫層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，這樣地改善本文開頭所述類型的方法，使得剪切斷裂應(yīng)力的可預(yù)給定的局部降低有利于該區(qū)域中的局部脫層并且由此支持折疊鉸鏈的形成。根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過以下方式解決，S卩，至少一個被設(shè)置用于提供折疊線的區(qū)域被這樣地?zé)峒虞d，使得層合體內(nèi)部的連接部部分地并且暫時地脫開并且從而有利于所述材料在該區(qū)域中的至少部分的脫層。本發(fā)明的另一任務(wù)在于，這樣地設(shè)計本文開頭所述類型的設(shè)備，使得支持折疊鉸鏈的可預(yù)給定的形成。根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過以下方式解決，S卩，鄰近用于待設(shè)有折疊線的層合體的導(dǎo)向裝置地設(shè)置加熱裝置，該加熱裝置具有足夠的加熱功率用于使該層合體在折疊線的區(qū)域中的剪切斷裂應(yīng)力可預(yù)給定地至少區(qū)域地局部降低。特別是考慮，通過剪切斷裂應(yīng)力的可預(yù)給定的局部降低有利于相關(guān)區(qū)域內(nèi)的局部脫層并且由此支持折疊鉸鏈的形成。特別是也考慮，對相關(guān)區(qū)域進(jìn)行這樣的熱處理，使得所述層合體內(nèi)部的連接部局部地并且暫時地脫開并且從而支持折疊鉸鏈的形成。對于脫層特別是理解為層合體內(nèi)部的各個覆層的分離。根據(jù)本發(fā)明在預(yù)給定的折疊線的區(qū)域中使材料內(nèi)部的連接部至少區(qū)域地脫開，這有助于期望的折疊鉸鏈的形成。不僅導(dǎo)致可逆的剛度降低而且也導(dǎo)致強(qiáng)度降低，由此在外部機(jī)械載荷的情況下支持局部脫層。特別是考慮，動態(tài)地按照熱震原理實施層合體的熱處理，因為由此可考慮紙板復(fù)合體中的熱補(bǔ)償過程。通過層合體的熱支持的折疊可實現(xiàn)一系列的優(yōu)點。一方面保證了包裝密封性的提高，因為相對于普通的用于提供折疊線的壓紋過程可大大降低材料預(yù)損傷。與僅僅通過壓紋過程產(chǎn)生折疊線相比也在可壓紋的區(qū)域方面避免了幾何結(jié)構(gòu)限制。此外可實現(xiàn)包裝物穩(wěn)定性的改善，因為在所述層合體塑化和恢復(fù)彈性時在涂層中降低了存在的材料應(yīng)力。此外可實現(xiàn)包裝物的邊緣剛度的提高。在包裝物密封性方面已經(jīng)提及的材料預(yù)損傷的避免此外同樣導(dǎo)致包裝物穩(wěn)定性的提高。所述折疊線的熱制備允許在后繼處理步驟中增大過程窗。一般需要注意的是，材料的復(fù)位時間上升并且復(fù)位力矩降低。例如可以在后繼的封裝時縮短過程時間。如果完全放棄實施附加的機(jī)械壓紋過程，則可以將折疊線制備集成到已經(jīng)存在的過程步驟中并且由此降低所需的過程步驟的數(shù)量。例如可以將以熱空氣運行的對于形成底部所需的活化頭也用于折疊線制備過程。此外所述折疊線的熱制備對于待制造的包裝物允許很多附加的造型。特別是可實現(xiàn)多種多樣的折疊圖案幾何形狀。通過以下方式實現(xiàn)保護(hù)材料的折疊，S卩，通過局部有利的脫層支持折疊鉸鏈的形成。對于提高穩(wěn)定性有利的是，折疊鉸鏈具有空腔。根據(jù)一個實施方式提出，通過所述熱加載產(chǎn)生可逆的剛度降低。為了在扁平形狀物體的主伸展平面中生成具有高溫度梯度的溫度曲線，所述加熱按照熱震原理動態(tài)地進(jìn)行。由此使得熱力學(xué)上的補(bǔ)償過程最小化。在此同樣可以生成在包裝材料厚度方向上的溫度曲線。通過以下方式實現(xiàn)純可逆的剛度降低，S卩，所述層合體在變熱區(qū)域中被加熱到最高100°c的溫度。通過以下方式允許紙板剩余水分的蒸發(fā)，S卩，所述層合體在變熱區(qū)域中被加熱到 110°C至120°C的溫度。為了支持各個纖維材料層之間的連接部的松脫建議，所述層合體在變熱區(qū)域中被加熱到120°C以上的溫度。通過以下方式實現(xiàn)折疊線區(qū)域中的強(qiáng)度降低，S卩，通過所述溫度加載使得層合體中的剩余水分至少部分地蒸發(fā)。所產(chǎn)生的水蒸汽特別是可被用來使所述層合體中的纖維連接裂開。為了提供折疊鉸鏈特別是考慮，通過所述脫層使得所述層合體的覆層至少區(qū)域地彼此分開。通過以下方式進(jìn)行器具技術(shù)上的實現(xiàn)，S卩，在使用熱空氣噴嘴的情況下實施所述熱加載。根據(jù)一個方法變型方案提出，除了所述熱加載之外在所述折疊線的區(qū)域中實施機(jī)械式壓紋。也通過以下方式允許剩余水分蒸發(fā)，S卩，將所述加熱裝置構(gòu)造為微波發(fā)生器。根據(jù)另一變型方案也可以將所述加熱裝置構(gòu)造為紅外輻射器、激光器或熱接觸加熱器。


在附圖中示意性示出本發(fā)明的實施例。其中
圖1是具有配屬的加熱裝置的層合體的橫截面的部分視圖，圖2是在開始折疊過程之后圖1中的層合體，具有經(jīng)標(biāo)記的變熱區(qū)域，圖3是圖1和2中的在繼續(xù)進(jìn)行折疊過程之后并且開始區(qū)域地脫層時的層合體，圖4是圖1至3中的在結(jié)束折疊過程之后的層合體，具有構(gòu)造好的折疊鉸鏈，圖5是用于構(gòu)造折疊鉸鏈的示意圖，圖6是圖5中的在繼續(xù)進(jìn)行折疊過程之后的折疊鉸鏈，圖7是圖5和6中的折疊鉸鏈，處于最大折疊的狀態(tài)中。
具體實施例方式
按照圖1中的實施方式，層合體1由覆層2構(gòu)成，所述覆層本身可以由一個或多個層3構(gòu)成。加熱裝置5定位在所述層合體1的表面4附近。所述加熱裝置5被構(gòu)造用于將熱能引入到所述層合體1中。所述加熱裝置5為此例如可構(gòu)造為熱空氣噴嘴、微波源或紅外輻射器、激光器或熱接觸加熱器。特別是考慮，在實施加熱過程期間使所述層合體1相對于加熱裝置5運動。根據(jù)圖2的視圖，層合體1已經(jīng)被加載輕微的彎曲。圖中示出變熱區(qū)域6。圖3示出在繼續(xù)進(jìn)行彎曲過程之后的層合體1。在變熱區(qū)域6之內(nèi)或者在變熱區(qū)域6的周圍進(jìn)行部分的脫層，所述脫層導(dǎo)致空腔7的形成。圖4示出進(jìn)一步繼續(xù)折疊過程之后的層合體1。在此已經(jīng)形成折疊鉸鏈8，所述折疊鉸鏈限定空腔7。通過層合體1的由加熱裝置5導(dǎo)致的變熱可以有目的地影響折疊鉸鏈8的形成。 如果將構(gòu)造為紙板復(fù)合體的層合體1加熱到110°c以下的溫度，則進(jìn)行可逆的剛度降低。在 110°C與120°c之間的溫度時，在不與周圍環(huán)境進(jìn)行蒸汽壓力補(bǔ)償?shù)那闆r下紙板剩余水分開始沸騰。所述層合體1通常設(shè)有由聚乙烯構(gòu)成的涂層并且所述涂層至少部分地熔融。由此導(dǎo)致層合體1的剛度的降低。此外，所述紙板的一些纖維連接也松脫，由此又使得剛度稍稍降低。由聚乙烯構(gòu)成的涂層的熔融此外導(dǎo)致有效材料厚度的降低并且從而導(dǎo)致得到的彎梁橫截面的降低。由此導(dǎo)致的是，靜阻力矩相對于彎曲部降低，從而又導(dǎo)致彎曲剛度的降低。 聚乙烯在變形狀態(tài)下的彈性恢復(fù)反作用于紙板的復(fù)位力。由此使得通過折疊產(chǎn)生的包裝物穩(wěn)定。如果所述層合體1被加熱到120°C以上的溫度，則在熱力學(xué)上支持所述脫層。紙板剩余水分在這種溫度下轉(zhuǎn)換為水蒸汽，從而使得通過水蒸汽壓力支持紙板纖維連接的裂開。通過由單個覆層3制造紙板材料的層2，在單個覆層3之間在單個材料纖維之間比覆層 3內(nèi)部存在較少的連接部。通過自由的水蒸汽的作用降低了存在的連接部并且由此降低剪切斷裂應(yīng)力和拉斷應(yīng)力。由此降低用于形成折疊鉸鏈8所需的彎曲力矩。在所述水蒸汽冷卻和冷凝后通常建立新的纖維連接。如果在使用熱折疊的情況下產(chǎn)生具有底部形狀和/或山墻形狀的包裝物，則可實現(xiàn)窄邊的對稱折疊。為了進(jìn)一步闡明折疊鉸鏈8的原理，在圖5中在一個預(yù)給定的折疊狀態(tài)下示出該折疊鉸鏈。在圖6中，圖5中的折疊鉸鏈8以更強(qiáng)烈地折疊狀態(tài)示出。在圖7中可看到該折疊鉸鏈8的幾乎最大的折疊。折疊鉸鏈8的圖中示出的四個邊的長度在此基本上保持相同，僅僅是各個邊相互間的角度位置不同。
權(quán)利要求
1.用于在基于紙板的層合材料上制備折疊線以制造容器的方法，其特征在于，至少一個被設(shè)置用于提供折疊線的區(qū)域被這樣地?zé)峒虞d，使得在該區(qū)域中產(chǎn)生所述材料的剪切斷裂應(yīng)力的至少部分地局部降低，由此支持該區(qū)域中的局部的脫層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，通過所述剪切斷裂應(yīng)力的局部降低支持折疊鉸鏈⑶的形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，形成具有空腔(7)的折疊鉸鏈(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的方法，其特征在于，通過所述熱加載產(chǎn)生局部的可逆的剛度和強(qiáng)度降低。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的方法，其特征在于，實施動態(tài)的溫度加載。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的方法，其特征在于，層合體(1)在變熱區(qū)域(6)中被加熱到最高100°c的溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的方法，其特征在于，所述層合體⑴在變熱區(qū)域(6) 中被加熱到110°C至120°C的溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的方法，其特征在于，所述層合體⑴在變熱區(qū)域(6) 中被加熱到120°C以上的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的方法，其特征在于，通過所述溫度加載使得層合體 (1)中的剩余水分至少部分地蒸發(fā)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項的方法，其特征在于，所述層合體(1)中的纖維連接裂開。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項的方法，其特征在于，通過所述脫層使得所述層合體 (1)的覆層(3)至少區(qū)域地裂開。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項的方法，其特征在于，在使用熱空氣噴嘴的情況下實施所述熱加載。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項的方法，其特征在于，除了所述熱加載之外在所述折疊線的區(qū)域中實施機(jī)械式壓紋。
14.用于在基于紙板的層合材料上制備折疊線以制造容器的設(shè)備，其特征在于，鄰近用于待設(shè)有折疊線的層合體(1)的導(dǎo)向裝置地設(shè)置加熱裝置(5)，該加熱裝置具有足夠的加熱功率用于使該層合體(1)在折疊線的區(qū)域中的剪切斷裂應(yīng)力可預(yù)給定地至少區(qū)域地局部降低。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其特征在于，所述加熱裝置(5)被構(gòu)造用于在所述層合體 ⑴的變熱區(qū)域(6)中產(chǎn)生最高110°C的溫度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其特征在于，所述加熱裝置(5)被構(gòu)造用于在所述層合體 ⑴的變熱區(qū)域(6)中產(chǎn)生110°C至120°C的溫度。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其特征在于，所述加熱裝置(5)被構(gòu)造用于在所述層合體 ⑴的變熱區(qū)域(6)中產(chǎn)生120°C以上的溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項的設(shè)備，其特征在于，所述加熱裝置( 構(gòu)造為熱空氣噴嘴。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項的設(shè)備，其特征在于，所述加熱裝置( 構(gòu)造為微波發(fā)生器。
20.根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項的設(shè)備，其特征在于，所述加熱裝置( 構(gòu)造為選自下述組的結(jié)構(gòu)元件激光器、熱接觸加熱器、紅外輻射器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在基于紙板的層合材料上制備折疊線以制造容器的方法和設(shè)備。在實施折疊后由層合材料形成容器。至少一個被設(shè)置用于提供折疊線的區(qū)域被這樣地?zé)峒虞d，使得在該區(qū)域中產(chǎn)生所述材料的剪切斷裂應(yīng)力的至少部分地局部降低。所述熱加載在使用加熱裝置的情況下進(jìn)行，該加熱裝置鄰近用于層合體的導(dǎo)向裝置地設(shè)置。所述剪切斷裂應(yīng)力的局部降低支持局部的脫層，這有利于折疊鉸鏈的形成。
文檔編號B31F1/00GK102216067SQ200980146050
公開日2011年10月12日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者J·貝格爾, T·施奈德, W·賽歇 申請人:Sig技術(shù)股份公司