加热辅助纸箱成型

申请号 CN201380061235.5 申请日 2013-11-21 公开(公告)号 CN104812560A 公开(公告)日 2015-07-29
申请人 印刷包装国际公司; 发明人 J·C·沃尔什;
摘要 一种至少部分地成型纸箱的方法,包括:获取包括至少一条折叠线的坯件;沿着所述至少一条折叠线加热所述坯件的内表面,以形成经过加热的折叠线;以及绕所述经过加热的折叠线折叠所述坯件。
权利要求

1.一种由坯件至少部分地组装纸箱的方法,该方法包括:
获取包括至少一条折叠线的坯件;
沿着所述至少一条折叠线加热所述坯件的内表面,以形成经过加热的折叠线;以及绕所述经过加热的折叠线折叠所述坯件。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述坯件包括具有涂层的外表面,所述内表面没有涂层。
3.如权利要求2所述的方法,其中,所述坯件包括纸板。
4.如权利要求1所述的方法,还包括:沿着所述至少一个折叠线的方向靠近一加热器移动所述坯件。
5.如权利要求1所述的方法,其中,所述加热器构造成将所述坯件的所述内表面加热至一预定温度范围内。
6.如权利要求1所述的方法,其中,所述至少一条折叠线可折叠地连接所述坯件的至少第一板和第二板。
7.如权利要求6所述的方法,其中,所述折叠包括将所述第一板折叠成至少部分地面对面接触所述第二板。
8.如权利要求7所述的方法,还包括:将一附接折片粘附至所述第一板的至少一部分,以形成用于部分组装的纸箱的套筒,所述附接折片可折叠地连接至第二板。
9.如权利要求8所述的方法,还包括:将套筒包装到一包装系统中,以便输送用于多个纸箱的多个套筒。
10.如权利要求1所述的方法,还包括:靠近所述经过加热的折叠线,目视检查部分组装的纸箱的外表面。
11.如权利要求10所述的方法,还包括:确定所述经过加热的折叠线周围的外表面上是否存在视觉缺陷
12.如权利要求11所述的方法,还包括:在不存在视觉缺陷时,粘附和包装部分组装的纸箱,或者在存在视觉缺陷时,改变加热参数。
13.如权利要求12所述的方法,其中,所述加热参数包括所述加热器的温度和所述加热器与所述至少一条折叠线之间的距离中的至少一个。
14.如权利要求13所述的方法,其中,所述加热器是火焰燃烧器电阻加热元件和热鼓风机中的至少一个。
15.如权利要求14所述的方法,其中,改变加热参数包括调节火焰燃烧器的供气。
16.如权利要求14所述的方法,其中,改变加热参数包括调节提供给电阻加热元件的电流/电压平。
17.如权利要求14所述的方法,其中,改变加热参数包括调节热风鼓风机的输出风量。
18.一种用于由坯件至少部分地组装纸箱的系统,该系统包括:
用于将至少一个坯件输送到该系统内的输送器,所述至少一个坯件具有内表面和限定在所述内表面上的至少一条折叠线;
加热器,所述加热器构造成靠近所述至少一条折叠线对所述内表面施加热量,以形成所述坯件的经过加热的折叠线;和
用于折叠所述坯件的所述经过加热的折叠线的折叠机构。
19.如权利要求18所述的系统,其中,所述输送器是皮带或辊输送器。
20.如权利要求18所述的系统,其中,所述加热器包括火焰燃烧器、电阻加热元件和热风鼓风机中的至少一个。
21.如权利要求20所述的系统,还包括用于进给火焰燃烧器的气源和用于可控地释放气体至火焰燃烧器的
22.如权利要求21所述的系统,还包括控制器,所述控制器与所述阀、输送器和加热器可操作地连通。
23.如权利要求22所述的系统,其中,所述控制器构造成改变输送器的速度以及通过阀改变气体流量。
24.如权利要求18所述的系统,还包括控制器,所述控制器与所述输送器和加热器可操作地连通。
25.如权利要求24所述的系统,还包括靠近所述加热器并与控制器连通的温度传感器
26.如权利要求25所述的系统,其中,所述温度传感器是一热电偶
27.如权利要求18所述的系统,其中,所述至少一条折叠线可折叠地连接所述坯件的至少第一板和第二板。
28.如权利要求27所述的系统,其中,所述折叠机构包括至少一个压辊,所述压力辊构造成相对于第二板折叠第一板。
29.如权利要求28所述的系统,还包括一粘附剂施加器,所述粘附剂施加器构造成对第一板或第二板的至少一部分施加粘附剂。
30.一种改善由带涂层的纸板坯件组装的纸箱的外表面的视觉品质的方法,该方法包括:
获取坯件,所述坯件具有内表面、外表面、第一侧板和附接折片,所述外表面具有施加于所述外表面上的涂层,所述第一侧板在第一折叠线处可折叠地连接至第二侧板,所述附接折片在第二折叠线处可折叠地连接至所述第二侧板;
沿着所述第一折叠线加热所述坯件的内表面,以形成经过加热的第一折叠线;
通过在所述经过加热的第一折叠线处折叠所述坯件,将所述第一侧板定位成至少部分地面对面接触所述第二侧板;
沿着所述第二折叠线加热所述坯件的内表面,以形成经过加热的第二折叠线;
通过在所述经过加热的第二折叠线处折叠所述坯件,将所述附接折片定位成至少部分地与所述第一侧板重叠;以及
粘附所述附接折片与所述第一侧板的重叠部分。

说明书全文

加热辅助纸箱成型

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求享受2012年11月30日提交的美国临时专利申请No.61/797,141的优先权。
[0003] 通过参考引入
[0004] 这里为了所有目的,通过参考而引入2012年11月30日提交的美国临时专利申请No.61/797,141的公开内容,就好像其全部内容呈现在这里一样。

背景技术

[0005] 本发明总体上涉及成型纸箱的方法。更特别地,本发明涉及纸箱的加热辅助成型。

发明内容

[0006] 总的来说,本发明的一个方面旨在一种至少部分地成型纸箱的方法。该方法包括:获取包括至少一条折叠线的坯件;沿着所述至少一条折叠线加热所述坯件的内表面,以形成经过加热的折叠线;以及绕所述经过加热的折叠线折叠所述坯件。
[0007] 在另一个方面,本发明总的来说旨在一种用于由坯件成型纸箱的系统。该系统包括用于将至少一个坯件输送到该系统内的输送器。所述至少一个坯件具有内表面和限定在所述内表面上的至少一条折叠线。该系统还包括:加热器,所述加热器构造成靠近所述至少一条折叠线对所述内表面施加热量,以形成坯件的经过加热的折叠线;和用于折叠所述坯件的经过加热的折叠线的折叠机构。
[0008] 在另一个方面,本发明总的来说旨在一种改善由带涂层的纸板坯件组装的纸箱的外表面的视觉品质的方法。该方法包括获取坯件,所述坯件具有内表面、外表面、第一侧板和附接折片,所述外表面具有施加于所述外表面上的涂层,所述第一侧板在第一折叠线处可折叠地连接至第二侧板,所述附接折片在第二折叠线处可折叠地连接至所述第二侧板。该方法还包括:沿着所述第一折叠线加热所述坯件的内表面,以形成经过加热的第一折叠线;以及通过在所述经过加热的第一折叠线处折叠所述坯件,将所述第一侧板定位成至少部分地面对面接触第二侧板。该方法还包括:沿着所述第二折叠线加热所述坯件的内表面,以形成经过加热的第二折叠线;通过在所述经过加热的第二折叠线处折叠所述坯件,将所述附接折片定位成至少部分地与第一侧板重叠;以及粘附所述附接折片与所述第一侧板的重叠部分。
[0009] 参照示例性实施例的如下详细描述并结合附图和根据附带的权利要求书,可以更全面地明白本发明的其它目的、特征和细节。
[0010] 本领域技术人员通过参照下面列出的附图阅读这些实施例的如下详细描述,将会明白上述优点及其它优点以及各种另外的实施例的好处。此外,下面所讨论的附图的各个特征没有必要按比例绘制。附图中的各个特征和元件的尺寸可以扩大或减小,以更清楚地示出本发明的实施例。

附图说明

[0011] 图1是依照本发明一实施例的系统图;
[0012] 图2A是图1中部分地成型纸箱的系统的示意图;
[0013] 图2B是用于进一步成型纸箱的替换系统的示意图;
[0014] 图3A-3C显示了图1中系统的不同形式的加热器;
[0015] 图4是图1中系统的详细示意图;
[0016] 图5显示了图4中部分地成型纸箱的系统;
[0017] 图6是依照一实施例的加热辅助纸箱成型方法的流程图
[0018] 图7是依照一实施例的加热辅助纸箱成型方法的流程图;
[0019] 图8描绘了加热辅助纸箱成型的试验结果;
[0020] 图9描绘了传统纸箱成型的结果;和
[0021] 图10是加热辅助纸箱成型的结果的对比。
[0022] 在整个附图中,相应的部件由相应的附图标记表示。

具体实施方式

[0023] 本发明总的来说涉及用于至少部分地成型和包装纸箱以便输送的方法和系统。该系统和方法可以包括:沿着至少一条折叠线加热纸箱的一部分,以帮助相对于折叠线或绕折叠线折叠纸箱,同时通过传统成型技术,减少表面异常,例如裂纹、裂缝、变色和/或其它外观缺陷
[0024] 通常,纸箱可以由坯件形成,所述坯件由硬纸板、纸板或任何其它适合的材料构成,并且纸箱可以包括在其至少一个表面上的涂层或表面处理部。通常,粘土涂层是常见的一种在磨机上应用于纸张和纸板的表面处理。该粘土涂层被应用于纸板的表面,以提供光滑的单色(例如白色)表面,在该光滑的单色表面上将印刷高分辨率图形。但是,在刻痕和折叠纸箱坯件期间,这种粘土涂层易于开裂。随着要折叠的纸板变厚,这种开裂加重(即,材料越厚,在折叠期间迫使粘土涂层拉伸越大)。另一种表面涂层是多薄膜。某些类型的多薄膜阻止拉伸,在刻痕和折叠期间可能开裂。但是,在应用本文所述的加热辅助折叠技术时,多薄膜或粘土涂层能够松弛和拉伸更大,以抵抗开裂。
[0025] 下面详细描述用于至少部分地成型纸箱的系统。
[0026] 转到图1,显示了用于至少部分地成型纸箱的系统1。该系统1可以包括加热器3,该加热器布置成与用于成型纸箱的坯件的至少一条折叠线对准或对齐。加热器3可以包括适合的加热器,包括带有至少一个明焰的气体或燃料/空气加热器。加热器3构造成将坯件的内表面加热至一预定温度范围内。替代性地,加热器3可以包括任何其它适合的加热器,包括电加热器或电阻加热器,这些都不脱离本发明的范围。
[0027] 该系统1还包括布置成可控地升高/降低加热器3的温度的控制器5。例如,依照一个实施例,控制器5布置成通过控制9可控地增大/减小来自燃料源7和燃料管线8的流量。控制器5可以是任何适合的控制器,包括但不限于:专用可编程逻辑控制器(PLC),微控制器,计算机处理器,计算机设备,或任何其它适合的控制器。燃料源7可以包括任何适合的燃料,包括但不限于:电,油,甲烷,丙烷,天然气,或任何其它燃料。燃料源7还可以包括专用燃烧化学物,例如构造成进一步提高加热器3的燃烧的(在使用明焰的情况下)。控制阀9可以包括任何适合的控制机构,包括但不限于:电磁阀,功率晶体管,电力控制器,线性阀,蝶形阀,或任何其它机构或动力控制结构。如进一步所示的,温度反馈可以从靠近加热器3布置的温度测量装置11接收。温度测量装置11可以包括任何适合的装置,包括但不限于:热电偶二极管,金属半导体结,或任何其它适合的装置。控制器5、燃料源7、控制阀9和温度测量装置11可以以其它方式改变、构造、布置和/或从所给出的和所示出的例子中省略而不脱离本发明的范围。
[0028] 该系统1还可以包括至少一个输送器,该输送器包括达13、皮带15和辊17。在一些实施例中,可以通过控制器5控制马达13,或者替代性地,可以通过任何其它适合的机构控制马达,包括变频驱动器直接驱动器、马达控制器和/或马达控制继电器。在一些实施例中,马达13可以是交流电动力马达,交流电动力马达设置成用通过市政电力网提供的三相工业用电供以动力。皮带15可以是任何适合的皮带,包括输送器的一部分或包括构造成输送和折叠坯件从而由所述坯件至少部分地成型纸箱的自动化折叠机构的一部分。皮带15可以包括可调节的张力和/或速度。在一些实施例中,辊17可以包括多个分离辊。辊
17或多个辊可以构造成为皮带15确定路径并引导该皮带,以促进自动化纸箱成型工艺。辊
17或多个辊可以包括可调节的位置、张力和/或速度,以进一步促进自动化纸箱成型工艺。
马达13、皮带15和辊17可以以其它方式改变和/或省略而不脱离本发明的范围。
[0029] 一般而言,系统1有利于沿着方向A1靠近加热器3传送用于成型纸箱的坯件。当传送坯件时,坯件在折叠线周围或附近的一部分或靠近折叠线的一部分被加热器3加热。这更加详细地描述在下文,参照图2A至3C。
[0030] 如图2A所示,用于成型纸箱的坯件20可以插入到系统2中。系统2大体上类似于系统1,但是为了论述清楚,系统2已经被简化。为了论述相对距离和位置,设有笛卡儿坐标轴L1、L2和L3。坯件20可以包括第一表面21(例如,内表面)和布置在所述第一表面21上的第一折叠线23。一般而言,依据一些实施例,第一折叠线23可以为大体上直的折叠线。该坯件20还包括第一侧板25,所述第一侧板在第一折叠线23处可折叠地连接至第二侧板27。在至少一个实施例中,该坯件20还包括在第二折叠线30处可折叠地连接至第二侧板27的附接折片32。坯件20可以包括更多或更少的板、附接折片、端部折片和/或其它特征部而不脱离本发明。
[0031] 坯件20可以插入到系统2中,并布置成靠近加热器3行进,使得折叠线23与加热器3基本对准。一般而言,坯件20被插入,使得不带涂层的内表面靠近加热器3,带涂层的外表面不靠近加热器3。这样,加热器3对不带涂层的表面起作用。另外,依照一些实施例,折叠线23可以与加热器3基本共面。本文中所使用的"基本共面"意味着折叠线23或其绝大部分在加热器3下方行进,同时沿方向A1移动。加热器3可以与折叠线23分开一预定距离或所要求距离D1。该距离D1是可调节的分开距离,该距离可以根据任何所要求的对本文教导的实施来控制。
[0032] 当坯件20沿着方向A1穿过系统2行进时,来自加热器3的热量加热坯件20的靠近折叠线23的区域,从而提高构成和/或涂覆该坯件的材料的柔韧性。随后或者大体上同时地,坯件20可以沿着方向A2绕折叠线23折叠,使得坯件20的第一侧板25相对于第二侧板27枢转。依照一个实施例,第一侧板25被折叠成与第二侧板27成一定度。依照一个实施例,第一侧板25被折叠成与第二侧板27面对面接触。然后或者大体上同时地,可以将粘附剂施加至坯件20的一个或多个表面,以部分地形成一部分成型的纸箱的内部。该部分成型的纸箱接着可以被包装起来以便输送,例如,通过将部分成型的纸箱重复地插入到输送载体(例如瓦楞箱)中并放在托板上。粘附剂的施加和纸箱内部的部分成型在下文更加详细地描述,参照图2B,图2B描绘了替换实施例。
[0033] 转到图2B,显示了用于部分地成型纸箱或纸箱套筒的系统200。系统200大体上类似于系统1和2,系统200可以包括加热器203,该加热器布置成与用于成型纸箱的坯件的至少一条折叠线对准或对齐。该系统200包括布置成可控地升高/降低加热器203的温度的控制器205。依照该实施例,控制器205布置成通过控制阀209可控地增大/减小来自燃料源207和燃料管线208的燃料流量。如进一步所示的,温度反馈可以从靠近加热器203布置的温度测量装置211接收。控制器205、燃料源207、控制阀209和温度测量装置
211可以大体上类似于系统1、2的相关特征,并且可以与系统1、2结合。
[0034] 如图2B所示,可以将部分折叠的坯件20插入到系统200中。替代性地,系统200可以布置成与系统2协调动作,或者可以与系统2完全或部分地结合,以便不间断地接收部分折叠的坯件20。当部分折叠的坯件20靠近加热器203行进时,折叠线30与加热器203基本对准。一般而言,部分折叠的坯件20被插入,使得不带涂层的内表面靠近加热器3,带涂层的外表面不靠近加热器3。这样,加热器3对不带涂层的表面起作用。另外,依照一些实施例,折叠线30可以与加热器203基本共面。加热器203可以与折叠线30分开一预定距离或所要求距离D2。该距离D2是可调节的分开距离,该距离可以根据任何所要求的对本文教导的实施来控制。
[0035] 当部分折叠的坯件20沿着方向A3穿过系统200行进时,来自加热器203的热量加热坯件20的靠近折叠线30的区域,从而提高构成和/或涂覆该坯件的材料的柔韧性。随后或者大体上同时地,坯件20可以沿着方向A4绕折叠线30折叠,使得坯件20的附接折片32相对于第二侧板27枢转,并至少部分地与第一侧板25重叠。然后或者大体上同时地,可以将粘附剂施加至附接折片32和/或第一侧板25的一个或多个表面,以部分地形成套筒成型件33的内部,如图所示。粘附剂可以通过粘附剂施加器施加(为了清楚起见,没有显示该粘附剂施加器)。
[0036] 如上所述,加热器3、203可以采取任何适合的形式。如图3A-3C所示,加热器3、203可以包括明焰加热器300和/或电加热器302和/或热鼓风机304。明焰加热器300可以包括沿着其长度L4布置的一个或多个喷嘴310。电阻加热器320可以包括沿着其长度L5布置的一个或多个电阻加热元件330或红外元件。热风鼓风机304可以包括沿着其长度L6布置的一个或多个喷嘴305,所述喷嘴305用于引导来自加热器/鼓风机306的热风。一般而言,长度L4、L5和L6可以布置成与上述折叠线23、30对准,例如以提供相对均匀的、可重现的加热特性。加热器300、302和304的配置可以以其它方式改变而不脱离本发明的范围。另外,长度L4、L5和L6可以明显小于折叠线23、30的长度,这不脱离本发明的范围。
[0037] 图4-5显示了系统1、2、200的更详细示意图。如图所示,纸箱坯件20可以在系统1、2、200内行进,以绕折叠线23折叠。如图5所示,通过使用系统1、2、200可以自动实现多次折叠。例如,附接折片32可以绕折叠线30折叠,并与第一侧板25至少部分地重叠,以至少部分地形成纸箱的内部。在一些实施例中,附接折片32也可以粘附至第一侧板25。可以通过利用附加加热器(例如加热器203,为了清楚起见,图5中未显示)和/或粘附剂的热封促进粘附。粘附可以以其它方式改变或构造而不脱离本发明的范围。
[0038] 下面参照图6-7,详细描述至少部分地成型纸箱的方法。如图6所示,至少部分地成型纸箱的方法600可以包括:在步骤601,获取坯件,并沿着折叠线对所述坯件的表面施加热量。该方法600还包括:在方框602,绕所述经过加热的折叠线折叠所述坯件,以部分地成型纸箱。该方法600还包括:在方框603,粘附该部分成型的纸箱的板,以形成纸箱的内部。该方法600还包括:在方框604,包装该部分成型的纸箱,以便输送。
[0039] 如图7所示,可以实施检查操作,以保持用加热辅助折叠处理的纸箱的视觉品质。例如,用于至少部分地成型纸箱的方法700可以包括:在步骤701,沿着折叠线对坯件的表面施加热量。该方法700还包括:在方框702,绕经过加热的折叠线折叠所述坯件,以部分地成型纸箱。该方法700还包括:在步骤703,目视检查该部分成型的纸箱的外表面和/或内表面。如果在步骤704发现了包括视觉缺陷的缺陷,则方法700包括:在步骤705,改变/调节加热器的温度、压力和/或距离,以在重新开始步骤701的操作之前减少或减轻视觉缺陷。如果在步骤704没有发现缺陷,则该方法700包括:在步骤707、701,粘附和包装该部分成型的纸箱,并继续处理另外的纸箱。
[0040] 图8-10描绘了上述加热辅助折叠操作的试验结果。如图8所示,加热辅助折叠的纸箱800很少有或没有视觉缺陷。与之相比,如图9-10所示,控制折叠的纸箱900(没有加热辅助折叠)显示了多个视觉和表面缺陷901、902(包括其上面的涂层的刻痕开裂)。
[0041] 一般而言,坯件可以由具有一定厚度以使其比常规纸更重、刚度更大的硬纸板构造。坯件还可以由诸如硬纸板的其它材料构造,或由具有适于能够使纸箱起到至少基本如上所述功能的性质的任何其它材料构造。坯件还可以包括多层材料,或者可以包括布置在其上的衬里或其它坯件,这些都不脱离本发明。坯件可以涂覆例如粘土涂层。接着,可以在粘土涂层上印刷产品、广告和其它信息或图像。然后,坯件则可以涂覆清漆,以保护坯件上所印刷的信息。坯件也可以在坯件的任一侧或两侧涂覆例如防潮层。坯件还可以在选定的板或板区层压或涂覆一种或多种片状材料。
[0042] 依照示例性实施例,折叠线可以是有利于沿其折叠的任何大体上线性的(但不一定是直的)弱化形式。更特别地,但不是为了缩小本发明的范围,折叠线包括:划线或类似物,例如用钝的刻痕刀形成的线,其沿着所要求的弱化线在材料中形成破裂或凹陷部分;沿着所需的弱化线部分地伸入材料中的切口,和/或沿着所要求的弱化线部分地伸入和/或完全地穿过所述材料的一系列切口;和这些特征的各种组合。在使用切割产生折叠线的情况下,典型地,切割的范围将不会过大以致正常的用户将折叠线不当地认作是撕裂线。
[0043] 上述实施例可以描述为具有在纸箱实施例的构建期间通过胶合剂粘附在一起的一个或多个板。术语"胶合剂"意在包括通常用于将纸箱板固定就位的所有粘附方式。
[0044] 本发明的前述说明书示出并描述了各个实施例。因为可以在上述构造中做出各种变化而不脱离本发明的范围,所以意在上述说明书以及附图所示的所有内容都应当解释为说明性的,而非限制性的。此外,本发明的范围覆盖上述实施例的各种修改、组合、替代等等。另外,本发明仅仅显示和描述了选定实施例,但是各种其它组合、修改和环境都落在与上述教导等同的和/或在相关领域的技能或认知内的本文所表示的本发明范围之内。此外,每个实施例的某些特征和特性可以选择性地互换并且应用到本发明的其它示出的和没有示出的实施例中。
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