專利名稱：由瓦楞紙板制成的折疊蜂巢及其制造工藝和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂巢芯層，例如用于包裝和結(jié)構(gòu)性場(chǎng)合的夾層材料，以及制造這種蜂巢芯的工藝和裝置。
在航空航天領(lǐng)域，幾十年來已經(jīng)成功地采用蜂巢芯來作為夾層面板和板材的芯層材料，這種材料能抗翹曲和彎曲。這些蜂巢芯大多是六邊形或過膨脹形(over-expanded)的，主要是由鋁或浸漬酚醛樹脂的芳族聚酰胺(aramide)纖維紙構(gòu)成，并且通常是用膨脹工藝來制作的。一具有兩個(gè)通常粘接的覆蓋層的夾層結(jié)構(gòu)可提供非常高的剛度/重量比和強(qiáng)度/重量比。目前，在其它很多工業(yè)分支領(lǐng)域，對(duì)具有優(yōu)良比重材料特性的輕型夾層內(nèi)芯材料的需求正持續(xù)增長(zhǎng)，因此，在此期間有一半以上的蜂巢芯材料用于其它領(lǐng)域。
在汽車和其它與之相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)中，若采用蜂巢來作為包裝材料，就需要快速而連續(xù)地來生產(chǎn)蜂巢芯層，以便獲得能與瓦楞紙板和其它低成本材料相媲美的產(chǎn)品。
帶有蜂巢芯的夾層在材料平面內(nèi)具有較高的單位抗壓縮強(qiáng)度，這是因?yàn)楦采w層具有最佳的、獨(dú)立于實(shí)際取向的支承作用。與帶有瓦楞(波紋)內(nèi)芯(例如瓦楞紙板)的夾層相比，特別是在機(jī)器的加工方向上，可以獲得較佳的邊緣抗壓縮性和抗彎剛性值。于是，可以顯著地降低重量和減少材料。由于有垂直的、相互支承的單元壁，因而在相對(duì)于材料平面成直角的方向上也可以獲得好得多的壓力特性。此外，帶有蜂巢芯的夾層具有較佳的表面質(zhì)量，這對(duì)于印刷包裝材料來說是非常重要的。由于存在這些優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)低成本內(nèi)芯的需求日益增加，因而過去已經(jīng)進(jìn)行了多種努力來降低蜂巢芯的較高的制造成本。
已知有很多工藝，其中是將單個(gè)的材料條帶或連續(xù)的幅材在各個(gè)交替的位置上進(jìn)行粘貼，然后再膨脹拉伸(Bova的US4,500,380、Hering的DE19609309、Schmidlin的US4,992,132、Meier的US5,334,276)。這些工藝已經(jīng)被用于紙制蜂巢的部分自動(dòng)化生產(chǎn)，紙制蜂巢的單元尺寸為大約10mm以上，可以用于內(nèi)包裝、邊緣和角部元件、以及平板架(pallet)。在膨脹過程中所需的力和材料應(yīng)力使得粘合劑的要求以及單元壁之間的粘接的要求變高。借助預(yù)先刻制的折疊線，肯定可以減小這些力，但是蜂巢的幾何結(jié)構(gòu)的規(guī)則性會(huì)由于膨脹過程而變差，特別是在紙制蜂巢具有較小單元尺寸的情況下。在單元尺寸較小的情況下，會(huì)顯著地增加內(nèi)應(yīng)力和所需的膨脹力。為此，這些工藝對(duì)較小的單元尺寸來說是有問題的，并且更難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。此外，生產(chǎn)速度受到紙板的所需橫切的限制。
同樣地，還已知有很多工藝，其中是將單個(gè)的瓦楞形或梯形幅材或條帶以交錯(cuò)的方式來粘貼(Jurisisch的US3,887,418、Fell的US5,217,556、Casella的US5,339,221、Duffy的US5,324,465)。由于各幅材必須要定位和運(yùn)送，因而借助這些工藝很難實(shí)現(xiàn)具有高生產(chǎn)速度的連續(xù)生產(chǎn)過程。
另外，還已知有很多工藝，其中是對(duì)瓦楞紙板進(jìn)行加工來形成蜂巢芯。在其中一種工藝中，將瓦楞紙板用作蜂巢芯的單元壁(Hess的US4,948,445)。在此情況下，供給瓦楞紙板的單張片材，這些片材具有沿生產(chǎn)方向延伸的槽，并用短的橫切口穿過瓦楞紙板的整個(gè)厚度。于是，隨后可以沿生產(chǎn)方向進(jìn)行折疊，從而制造出具有相對(duì)較大的單元尺寸和相對(duì)較厚的單元壁的膨脹、瓦楞化的內(nèi)芯。該工藝與借助連續(xù)幅材進(jìn)行膨脹加工的過程基本相同。
另外，還已知有一些蜂巢和工藝，其中是將一瓦楞紙板幅材(Kunz的US3,912,573)或具有橫向于生產(chǎn)方向的槽的單個(gè)瓦楞幅材(Kunz的WO91/00803)切成條。在將幅材切割成條帶之后，將各條帶相互粘接而形成蜂巢芯層。該工藝需要單個(gè)條帶或?qū)Ｓ玫亩ㄎ荒z帶具有一定的尺寸，以便確保其運(yùn)送。由于條帶具有一定的尺寸，因而在條帶轉(zhuǎn)動(dòng)之后，會(huì)使幅材的寬度尺寸顯著減小。為了使蜂巢芯層的寬度不致太小，需要在另一個(gè)生產(chǎn)步驟中將條帶切開，并將它們粘接起來而形成一蜂巢塊，隨后再沿著橫向于生產(chǎn)方向的方向以相當(dāng)慢的速度來傳送。對(duì)于高度較小的蜂巢而言，如果需要，必須將蜂巢塊切開。用這樣一種工藝生產(chǎn)的蜂巢具有介于單個(gè)瓦楞形或梯形單元壁條帶之間的單個(gè)直條。還已知的是，這種加強(qiáng)型蜂巢可以通過一蜂巢塊的手工生產(chǎn)(Darfler的WO95/10412)來獲得。在此，是將單個(gè)的平層放在各瓦楞層之間并與它們相粘接。
還已知有一些蜂巢及其生產(chǎn)工藝，其中在引入切割之后，先使一連續(xù)的幅材瓦楞化或形成梯形，隨后再使連接起來的單元壁相互抵住而折疊和粘接(Pflug的WO97/03816)。為了節(jié)約包裝用的材料(特別是與瓦楞紙板相比)，最好是采用很輕的紙(40g/m2到80g/m2)。當(dāng)使這些低克數(shù)的紙瓦楞化時(shí)，有利的是，在將它粘接到一幅材上而成形之后，立即使槽穩(wěn)定下來。特別是，在橫向于生產(chǎn)方向進(jìn)行瓦楞化的情況下，與通常以高達(dá)350m/min的速度生產(chǎn)瓦楞紙板的情況一樣，必須立即將一個(gè)覆蓋層(如已知的那樣，是一襯墊)粘上去。瓦楞化的幅材本身不能吸收因幅材的快速傳送而產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力。
另外，還已知有一些在瓦楞紙板中引入切縫的工藝和裝置(Cummings的US5,690,601)。這些切縫是沿著瓦楞紙板的各片材的槽的方向(橫向于瓦楞紙板的實(shí)際生產(chǎn)方向)形成的，以允許進(jìn)行一限定的折疊。在該工藝中，折疊是朝著切割線進(jìn)行的，以便將后者封閉。
本發(fā)明是基于這樣的目的而作出的，即，提供一種蜂巢芯層，以及一種工藝和一種裝置，借助該工藝和裝置，能以堪與瓦楞紙板的生產(chǎn)速度相媲美的速度來連續(xù)地生產(chǎn)具有相對(duì)較小的單元尺寸的蜂巢。此外，可以獲得優(yōu)良的表面質(zhì)量以及可靠而快速的覆蓋層連接。
該目的可以基于如權(quán)利要求1、7和14所述的措施并且借助如權(quán)利要求23所述的中間產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)，并且可以借助各從屬權(quán)利要求的附加特征來進(jìn)一步地發(fā)展。
在本發(fā)明中，提供了一瓦楞形或梯形幅材，該幅材具有至少一個(gè)，最好是兩個(gè)覆蓋層。這可以是瓦楞紙板或者是塑料纖維復(fù)合物或金屬的瓦楞內(nèi)芯板。此外，可以采用一具有多個(gè)瓦楞內(nèi)芯，例如一雙槽瓦楞紙板(BC槽、AA槽)的幅材。覆蓋層最好也由很薄的材料(單位面積的重量是在60g/m2和100g/m2之間)組成，而瓦楞內(nèi)芯由厚度為覆蓋層兩倍的材料制成，這是因?yàn)樵谡郫B蜂巢的較佳變化形式中，覆蓋層是成雙布置的。在此情況下，對(duì)覆蓋層質(zhì)量方面的要求很低，對(duì)瓦楞內(nèi)芯幅材的厚度誤差和表面質(zhì)量的要求也很低，這是因?yàn)檫@些因素對(duì)最終產(chǎn)品的表面質(zhì)量的影響極小。
瓦楞紙板幅材的厚度決定蜂巢單元的尺寸。為了支承覆蓋層，單元尺寸為4.7mm(A槽)或單位面積的重量很低、3.6mm(C槽)就足夠了，這是因?yàn)槠降耐呃銉?nèi)芯覆蓋層條帶提供額外的支承，并且可以減少各單元內(nèi)覆蓋層起波紋的缺陷。然而，也可以利用具有較小和較大高度的槽(例如K槽)的瓦楞內(nèi)芯幅材制造出具有較小和較大單元尺寸的瓦楞內(nèi)芯。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，首先是在傳送方向上設(shè)置多層幅材，在幅材的上下兩側(cè)具有多個(gè)連續(xù)的折疊線。折疊線例如可以通過對(duì)幅材進(jìn)行壓制或縱向切割而形成。切割線并沒有在幅材的厚度方向上完全切穿，而總是留下一個(gè)連續(xù)的覆蓋層(或覆蓋層和槽峰)。在此情況下，上側(cè)面的切割線要盡可能精確地定位在下側(cè)面切割線的中間。覆蓋層中的不規(guī)則部分(這對(duì)瓦楞紙板是很正常的)和各槽的峰頂之間的不同的切割力可導(dǎo)致覆蓋層在切割點(diǎn)上被部分地或全部地切穿。若瓦楞內(nèi)芯條帶仍保持沿橫向連接，這樣是非常理想的。覆蓋層的這種輕微的切穿或穿孔，或者對(duì)折疊線施加另外的預(yù)先壓刻，可以減小所需的折疊力。也可以先將瓦楞內(nèi)芯條帶完全切穿，同時(shí)或緊接著借助粘合薄膜將它們粘接起來。與幅材相比，這樣的材料更便于彎折或折疊。因此，術(shù)語(yǔ)“形成為一體”不但包括通過一覆蓋層相互連接的瓦楞條帶，而且包括通過粘合薄膜相互連接的單獨(dú)的瓦楞條帶。相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶的寬度與高度之比最好是在0.5-2.0之間。
隨后，以這樣一種方式使每個(gè)相互連接的芯條帶轉(zhuǎn)過90°，即，將切割線打開，使相鄰條帶的互連的覆蓋層折過180°。由于各條帶相互連接，因而不必沿厚度方向或縱向進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。各條帶借助連接的覆蓋層而一個(gè)接一個(gè)平面布置，并形成折疊蜂巢。它們能以其它任何方式粘接，或者在粘有新覆蓋層的情況下通過新覆蓋層來相互結(jié)合?？山柚?zhàn)?、噴嘴或刷子來涂敷粘合劑，其中能涂敷相?duì)較少數(shù)量粘合劑的方式是較為理想的。當(dāng)采用具有兩個(gè)覆蓋層的瓦楞內(nèi)芯幅材時(shí)，與只有一個(gè)覆蓋層的情況相比，各瓦楞內(nèi)芯條帶要穩(wěn)定得多，并且可以借助一些壓力來粘接。在此，瓦楞內(nèi)芯的可能的變形(這些變形經(jīng)常在瓦楞紙板的生產(chǎn)中破壞表面質(zhì)量)是沿寬度方向發(fā)生的，因而對(duì)折疊蜂巢的表面質(zhì)量和厚度誤差沒有影響。
平的瓦楞內(nèi)芯覆蓋層條帶在蜂巢中是垂直的，它們能調(diào)節(jié)生產(chǎn)方向上的拉伸應(yīng)力，并允許幅材的快速傳遞。其次，這些覆蓋層條帶能提高蜂巢的抗剪切和抗壓縮特性，從而使瓦楞紙板的所有材料都可以被用于由其折疊而成的蜂巢內(nèi)芯。
為了制造一蜂巢紙板材料，緊接在蜂巢制造過程之后，可以將新的覆蓋層連續(xù)地粘貼在蜂巢芯層上。在此情況下，蜂巢的高抗壓縮強(qiáng)度就變得非常有用。通過在引入縱向切縫的過程中對(duì)邊緣進(jìn)行略微的去纖維(defibering)，就能將覆蓋層良好地附連于蜂巢。除了瓦楞內(nèi)芯層的邊緣之外，折疊瓦楞內(nèi)芯的覆蓋層條帶的小側(cè)面還能另外用于覆蓋層的連接。
下面將結(jié)合附圖來描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的蜂巢芯層、其制造工藝和裝置，附圖中

圖1是以平面圖和側(cè)視圖的形式示出了瓦楞內(nèi)芯幅材和縱向切縫的位置；
圖2是一前視圖，示出了瓦楞內(nèi)芯幅材中的縱向切縫的位置；圖3示出了略微折疊的、相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶；圖4示出了折過30°的、相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶；圖5示出了折過60°的、相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶；圖6示出了幾乎完全折疊好的、相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶；圖7是一略微折疊的瓦楞內(nèi)芯幅材的立體圖；圖8是一折過30°的瓦楞內(nèi)芯幅材的立體圖；圖9是一折過60°的瓦楞內(nèi)芯幅材的立體圖；圖10是幾乎完全折疊好的瓦楞紙板制的蜂巢的立體圖；圖11是用瓦楞紙板來制造折疊蜂巢的工藝的平面圖；圖12是用瓦楞紙板來制造折疊蜂巢工藝的立體圖；圖13是幅材被引導(dǎo)至其平面以外的側(cè)視圖；圖14是仍為平的瓦楞內(nèi)芯幅材的前視圖；圖15示出了一折過5°的瓦楞內(nèi)芯幅材在幅材平面以外的變形；圖16示出了一折過45°的瓦楞內(nèi)芯幅材在幅材平面以外的變形；圖17示出了在每個(gè)第三瓦楞內(nèi)芯條帶進(jìn)行三級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下在幅材平面以外的變形；圖18是用于引入縱向切縫以便制造折疊蜂巢的裝置的前視圖；圖19是用于可變地引入縱向切縫的裝置的前視圖；圖20示出了用于將相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶轉(zhuǎn)動(dòng)并折疊起來以從瓦楞紙板來制造折疊蜂巢的裝置的一部分；圖21示出了用于使相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶轉(zhuǎn)動(dòng)和折疊起來的可變裝置的一部分。
圖1示出了所供給的瓦楞內(nèi)芯幅材，該幅材具有橫向于生產(chǎn)(線)方向的槽，并且在平面圖和側(cè)視圖中示出了縱向切縫的位置。瓦楞內(nèi)芯幅材可以基于塑料、織物、纖維復(fù)合材料、紙、紙板或類似的材料。每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶1都是由兩條切縫2和3來界定的。借助這些切縫(在厚度方向不需完全切穿幅材)，可以從上下兩面交替地切割瓦楞內(nèi)芯幅材。隨后，在該位置，圍繞折疊線4和5對(duì)剩余材料(一覆蓋層和/或瓦楞內(nèi)芯的槽的峰頂)加以折疊。圖2是示出縱向切縫的位置和折疊線的前視圖。每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的寬度與高度之比最好是0.5-2。
圖3-6是示出相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶的一個(gè)折疊步驟的前視圖。在對(duì)瓦楞內(nèi)芯覆蓋層條帶進(jìn)行折疊之前，可以在其上涂敷一層用于包裝目的的粘合劑6(最好是基于淀粉或聚乙烯醇(PVA))。可以將粘合劑涂敷于整個(gè)表面，也可以只涂敷在各槽峰或槽谷與相鄰的瓦楞內(nèi)芯條帶相遇的位置上。圖7-10是各中間制造步驟的相應(yīng)立體圖。
圖11是由瓦楞紙板制造折疊蜂巢的工藝過程的平面圖。圖12示出了各個(gè)加工步驟的位置。首先，在位置10，在幅材中引入縱向切縫。接著，在位置11-13，使材料條帶轉(zhuǎn)動(dòng)。在此，可以在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中(例如在位置12處)，有選擇地引入一粘合劑。在位置14，可以將覆蓋層施加于折疊的蜂巢。
在這種連續(xù)的加工過程中，會(huì)由于相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。由于薄而且窄的條帶的扭轉(zhuǎn)剛度較小，因而扭轉(zhuǎn)應(yīng)力也比較小。因此，如果幅材的寬度沒有變化，則該加工步驟的長(zhǎng)度可以相對(duì)較短(＜0.5m)。瓦楞內(nèi)芯幅材的厚度與蜂巢芯層的厚度之比必須對(duì)應(yīng)于兩種帶材的寬度之比(b蜂巢＝b瓦楞·t蜂巢/t瓦楞)。
應(yīng)該最好是將瓦楞內(nèi)芯的厚度(t瓦楞)選擇成等于蜂巢芯的厚度(t蜂巢)，以便獲得一個(gè)恒定的加工寬度(b蜂巢＝b瓦楞)。然而，在材料條帶的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在任何情況下，幅材的最大寬度都可以用 來獲得。在材料厚度t瓦楞＝t蜂巢相同的情況下，寬度的變化應(yīng)該是bmax＝1.41·b瓦楞。通過將材料條帶引導(dǎo)至幅材平面之外，就可以防止幅材寬度發(fā)生變化。
圖13是將幅材引導(dǎo)至幅材平面以外的側(cè)視圖。這種相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶可以在作90°扭轉(zhuǎn)的過程中略微彎折。然而，將扭轉(zhuǎn)的瓦楞內(nèi)芯條彎折需要扭轉(zhuǎn)區(qū)域具有較大的長(zhǎng)度。因此，較方便的是，將幅材做成沿寬度方向略微呈波浪狀，以便以這種方式來限制離開幅材平面的變形。圖14-16示出了相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶在離開幅材平面以避免幅材寬度變化的可能的變形過程的各個(gè)步驟。
此外，如果瓦楞內(nèi)芯條帶一個(gè)接一個(gè)地轉(zhuǎn)動(dòng)，則可以大大減小寬度變化。在此情況下，特別有利的是，首先使每個(gè)第三瓦楞內(nèi)芯條帶轉(zhuǎn)動(dòng)。在此方式下，所有的瓦楞內(nèi)芯條帶都可以分三步轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)使寬度有任何顯著的變化。圖17是一前視圖，示出了每個(gè)第三瓦楞內(nèi)芯條帶的三步式轉(zhuǎn)動(dòng)，以及最終獲得的偏離幅材平面的輕微變形。也可以將單個(gè)的瓦楞內(nèi)芯條帶或很多個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶以不同的順序一個(gè)接一個(gè)地轉(zhuǎn)動(dòng)，以便限制寬度的變化。
盡管如此，在具有較大厚度(t蜂巢＞t瓦楞)的蜂巢芯層的制造過程中的幅材寬度減小以及在具有較小厚度(t蜂巢＜t瓦楞)的蜂巢芯層的制造過程中的幅材寬度增大可能在一定程度上是有利的，因?yàn)檫@些能為系統(tǒng)賦予一定的靈活性。在此情況下，瓦楞內(nèi)芯層的厚度(t瓦楞)和蜂巢芯層的厚度(t蜂巢)之比最好是在0.5-2之間。圖18示出了一用于引入縱向切縫的裝置。該裝置可以包括簡(jiǎn)單的縱向切刀20，這些切刀在一上軸21和一下軸22上轉(zhuǎn)動(dòng)，或者可以在多個(gè)分開的軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。上切刀和下切刀相互之間的距離和其本身相互間距應(yīng)該盡可能地均勻，以便獲得較高的切割精度，進(jìn)而獲得非常恒定的蜂巢芯厚度。此外，幅材應(yīng)該被盡可能準(zhǔn)確地引導(dǎo)(例如借助輥?zhàn)?，以便獲得準(zhǔn)確的切縫深度。目前在瓦楞紙板的生產(chǎn)過程中，已經(jīng)能在生產(chǎn)方向上對(duì)瓦楞內(nèi)芯進(jìn)行快速準(zhǔn)確的切割。除了較理想地采用旋轉(zhuǎn)切刀之外，還設(shè)想可以采用固定刀片來進(jìn)行切割。相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶形成了一個(gè)相對(duì)較為穩(wěn)定的幅材，因而在引入了切縫之后，可以借助位于縱向切刀下游的輥?zhàn)踊蚱韨魉屯呃銉?nèi)芯幅材。
圖19示出了一個(gè)用于引入縱向切縫的可變裝置24。通過在寬度方向上對(duì)各切刀20的間距進(jìn)行均勻的調(diào)節(jié)，就可以制造出具有不同厚度的蜂巢芯層。此外，還設(shè)想(例如利用回轉(zhuǎn)頭系統(tǒng))快速地更換全部切割輥?zhàn)印?br> 圖20示出了一用于使相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶轉(zhuǎn)動(dòng)和折疊在一起的裝置。該裝置可以包括簡(jiǎn)單的固定引導(dǎo)件23、轉(zhuǎn)動(dòng)輥或傳送帶。這些引導(dǎo)件的幾何結(jié)構(gòu)可決定相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶在相互抵靠的傳送和折疊過程中是怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)的。因此，既可以進(jìn)行順次轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)，前者的結(jié)果是在寬度方向上形成稍微呈階梯狀的波浪，后者的結(jié)果是在寬度方向上形成一較大的波浪。
圖21示出了一用于將相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶(在寬度方向上形成波浪)同步轉(zhuǎn)動(dòng)并折疊在一起的可變裝置。圖17示出了各個(gè)材料條帶的引導(dǎo)件是如何在每個(gè)第三瓦楞內(nèi)芯條帶分三步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)其如何加以引導(dǎo)的。在這種變化形式中，有利的是，只要這樣做就足夠了，即，引導(dǎo)相應(yīng)的不轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)內(nèi)芯條帶向上或向下，以使介于兩者之間的相應(yīng)的瓦楞內(nèi)芯條帶轉(zhuǎn)過90°。
這種由瓦楞紙板制成的折疊蜂巢、所述的工藝和裝置允許制造出在各種材料特性方面都顯著優(yōu)于瓦楞紙板的蜂巢材料。這種蜂巢芯層的厚度最好是大于4mm，因?yàn)檫@樣的話可以大大節(jié)省材料(與具有兩個(gè)疊置的瓦楞內(nèi)芯的瓦楞紙板相比)。然而，即使蜂巢的高度較低，它們還是可以提供好得多的材料特性。這種材料可以用相同甚至更輕的紙(牛皮紙或試紙)以及基于淀粉或PVA的普通粘合劑，借助制造設(shè)備來制造，這種制造設(shè)備的重要部件均等同于廣泛使用的瓦楞紙板制造設(shè)備。兩個(gè)附加的加工步驟(引入縱向切縫并折疊相互連接的瓦楞紙板條帶)可以借助上述的簡(jiǎn)單裝置來執(zhí)行，不會(huì)降低生產(chǎn)速度。
利用上述可調(diào)節(jié)的縱向切割和引導(dǎo)裝置和調(diào)換瓦楞紙板制造業(yè)中普通的輥?zhàn)雍推渌鼧?gòu)件，一臺(tái)單槽瓦楞紙板制造設(shè)備可以很靈活地生產(chǎn)出具有不同厚度的折疊蜂巢。希望生產(chǎn)成本能低于兩層式瓦楞紙板的生產(chǎn)成本。此外，基于單槽瓦楞紙板制造設(shè)備的蜂巢紙板生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)速度將可能高于目前常用的雙槽瓦楞紙板制造設(shè)備。
在由瓦楞紙板制造折疊蜂巢的生產(chǎn)過程中，膠粘覆蓋層的步驟可以在通用生產(chǎn)線上進(jìn)行，直接在對(duì)芯層進(jìn)行精整之后進(jìn)行，若要對(duì)蜂巢紙板進(jìn)行進(jìn)一步的加工，可以采用瓦楞紙板加工業(yè)通常使用的切割機(jī)、沖壓機(jī)和印刷機(jī)。
與瓦楞紙板相比，蜂巢紙板在材料平面內(nèi)具有好得多的抗壓縮強(qiáng)度(邊緣抗壓縮性，ECT)，特別是在生產(chǎn)方向(機(jī)器加工方向)上尤其如此。此外，在相對(duì)于材料平面成直角的方向上(平面抗壓縮性，F(xiàn)CT)，可以提供顯著改善的抗壓縮特性和較高的沖擊能量吸收性。在重量和材料方面可能的節(jié)省、與方向無關(guān)的強(qiáng)度和較佳的表面質(zhì)量、以及附加步驟較小開支，使得這種由瓦楞紙板制成的折疊蜂巢紙板可與瓦楞紙板相媲美。
此外，這種折疊蜂巢可以用各種方式來進(jìn)一步地加工以形成芯層部分，無需有疊置于其上的覆蓋層?？梢粤硗庠诜涑矄卧刑畛渑菽蝾愃频牟牧?，以便改善聲學(xué)特性和隔熱性。另外，可以通過浸浴或噴涂來對(duì)蜂巢單元壁進(jìn)行浸漬或涂覆。優(yōu)良的材料特性和較低的生產(chǎn)成本使得這種材料除了可以用于包裝之外，還可以用于其它各種場(chǎng)合，例如用于車輛、家具、地板覆蓋物和墻壁覆蓋物等的內(nèi)包覆構(gòu)件。
本發(fā)明的折疊蜂巢的優(yōu)點(diǎn)如下a)由于具有較佳的表面質(zhì)量，因而改善了可印刷性；b)具有改善的機(jī)械特性，例如平面抗壓縮性和邊緣抗壓縮性、彎折強(qiáng)度、抗撓剛度；c)在具有相同機(jī)械特性的情況下，具有較低的重量；d)在受到撞擊或沖擊之后具有優(yōu)良的抗沖擊性和機(jī)械特性；
e)環(huán)保，例如可以少用20-25％的原料，該折疊蜂巢可應(yīng)用于迄今為止采用非重復(fù)使用性材料的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種折疊蜂巢，包括多個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶，這些條帶并排地布置在一個(gè)平面內(nèi)，并且均包括一帶有至少一個(gè)覆蓋層的瓦楞形或梯形內(nèi)芯，瓦楞內(nèi)芯條帶的覆蓋層相互平行地布置并且橫向于所述平面，每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的瓦楞內(nèi)芯的槽的縱向均橫向于該條帶延伸，各瓦楞內(nèi)芯條帶相互連接，其特征在于，對(duì)至少每個(gè)第二瓦楞內(nèi)芯條帶而言，一個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的覆蓋層都是與相鄰?fù)呃銉?nèi)芯條帶之一的覆蓋層形成為一體，并通過一個(gè)180°的折疊線而連接于相鄰的瓦楞內(nèi)芯條帶。
2.如權(quán)利要求1所述的折疊蜂巢，其特征在于，每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的寬度與高度之比是在0.5到2之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的折疊蜂巢，其特征在于，每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的瓦楞內(nèi)芯材料與覆蓋層材料在單位面積上的重量之比是在1到2之間。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的折疊蜂巢，其特征在于，至少是每個(gè)第二瓦楞條帶的瓦楞形或梯形內(nèi)芯的覆蓋層是在整個(gè)面積上全部或部分地連接于至少一個(gè)相鄰的瓦楞內(nèi)芯條帶的瓦楞形或梯形內(nèi)芯的覆蓋層。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的折疊蜂巢，其特征在于，每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶均包括兩個(gè)覆蓋層和布置在它們之間的一個(gè)瓦楞形或梯形內(nèi)芯，每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的一個(gè)覆蓋層都是與一個(gè)相鄰?fù)呃銉?nèi)芯條帶的一個(gè)覆蓋層形成一體，并通過一個(gè)180°的折疊而與后者相連，而另一個(gè)覆蓋層則與另一個(gè)相鄰?fù)呃銉?nèi)芯條帶的一個(gè)覆蓋層形成一體，并通過一個(gè)180°的折疊而與后者相連。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的折疊蜂巢，其特征在于，至少在并排布置的多個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的一側(cè)上布置有一覆蓋層。
7.一種折疊蜂巢的連續(xù)生產(chǎn)工藝，包括如下步驟a)形成相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶，這些內(nèi)芯條帶包括一具有至少一個(gè)覆蓋層的瓦楞形或梯形內(nèi)芯，至少是對(duì)每個(gè)第二瓦楞內(nèi)芯條帶而言，一瓦楞內(nèi)芯條帶的覆蓋層連接于一相鄰?fù)呃銉?nèi)芯條帶的覆蓋層；以及b)使相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶彼此相對(duì)地轉(zhuǎn)過大約90°，藉以使各瓦楞內(nèi)芯條帶的覆蓋層在連接線處折過大約180°。
8.如權(quán)利要求7所述的工藝，其特征在于，每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的寬度與高度之比是在0.5到2之間。
9.如權(quán)利要求7或8所述的工藝，其特征在于，每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的瓦楞內(nèi)芯材料與覆蓋層材料在單位面積上的重量之比是在1到2之間。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，所述的接觸面通過預(yù)先涂敷的粘合劑或以其它方式牢靠地相互連接。
11.如權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，至少一個(gè)覆蓋片材層壓在所述折疊蜂巢上。
12.如權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，形成所述相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶的步驟包括完全切開瓦楞內(nèi)芯幅材，以形成單獨(dú)的瓦楞內(nèi)芯條帶。
13.如權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的工藝，其特征在于，所述形成相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶的步驟包括將一瓦楞內(nèi)芯幅材沿縱向切割而形成相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶。
14.一種用于制造折疊蜂巢的系統(tǒng)，包括a)一第一裝置，用于形成相互連接的各芯條帶，所述條帶位于一由帶有至少一個(gè)覆蓋層的瓦楞形或梯形內(nèi)芯組成的平面內(nèi)，至少是在每個(gè)第二瓦楞內(nèi)芯條帶上，一瓦楞內(nèi)芯條帶的覆蓋層連接于一相鄰?fù)呃銉?nèi)芯條帶的覆蓋層；以及b)一第二裝置，用于使相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶彼此相對(duì)地轉(zhuǎn)過大約90°，藉以使各瓦楞內(nèi)芯條帶的覆蓋層在連接線處折過大約180°。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，用于形成相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶的裝置包括一用于完全切穿一瓦楞內(nèi)芯幅材以形成各單獨(dú)的瓦楞內(nèi)芯條帶的裝置。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，用于形成相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶的裝置包括一用于對(duì)瓦楞內(nèi)芯幅材進(jìn)行縱向切割以形成相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶的裝置。
17.如權(quán)利要求14-16中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的寬度與高度之比是在0.5到2之間。
18.如權(quán)利要求14-17中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的瓦楞內(nèi)芯材料與覆蓋層材料在單位面積上的重量之比是在1到2之間。
19.如權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，用于對(duì)瓦楞內(nèi)芯幅材進(jìn)行縱切的裝置具有多個(gè)旋轉(zhuǎn)的或固定的刀片。
20.如權(quán)利要求14-19中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置具有一縱向波紋，因此，有時(shí)可將瓦楞內(nèi)芯條帶引導(dǎo)至平面以外，或者能以這樣一種方式來對(duì)它們加以引導(dǎo)，即，各個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶或多個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶一個(gè)接一個(gè)地轉(zhuǎn)動(dòng)。
21.如權(quán)利要求14-20中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，一用于將粘合劑涂敷于所述瓦楞內(nèi)芯條帶的覆蓋層的裝置位于瓦楞內(nèi)芯條帶轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域的上游或位于該區(qū)域內(nèi)。
22.如權(quán)利要求16-21中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述用于切割和轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置具有用于可變地設(shè)定刀片與引導(dǎo)元件沿寬度方向之間距的調(diào)節(jié)裝置。
23.多個(gè)并排排列的瓦楞內(nèi)芯條帶，這些條帶相互連接并在一個(gè)平面內(nèi)，每個(gè)條帶均包括一帶有至少一個(gè)覆蓋層的瓦楞形或梯形內(nèi)芯，瓦楞內(nèi)芯條帶的覆蓋層相互平行，每個(gè)瓦楞內(nèi)芯的各槽的縱向相對(duì)于每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶橫向地延伸，各瓦楞內(nèi)芯條帶相互連接，其特征在于，對(duì)至少每個(gè)第二瓦楞內(nèi)芯條帶而言，一個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的覆蓋層都是與相鄰?fù)呃銉?nèi)芯條帶之一的覆蓋層形成為一體，并通過一個(gè)180°的折疊線而連接于相鄰的瓦楞內(nèi)芯條帶。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，每個(gè)瓦楞內(nèi)芯條帶的寬度與高度之比是在0.5到2之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種折疊蜂巢結(jié)構(gòu),并涉及由一瓦楞形內(nèi)芯幅材來制造所述折疊蜂巢結(jié)構(gòu)的方法和裝置。這種折疊蜂巢結(jié)構(gòu)具有多個(gè)相鄰的瓦楞內(nèi)芯條帶,這些條帶位于同一平面內(nèi),并通過覆蓋層條帶相互連接。所述覆蓋層條帶被折疊大約180°,并垂直于所述平面。按照本發(fā)明的蜂巢結(jié)構(gòu)制造方法,要制造相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶,先要在一瓦楞內(nèi)芯幅材中形成多個(gè)縱向的刻線。隨后,將這些瓦楞內(nèi)芯條帶交替地轉(zhuǎn)過90°,從而使覆蓋層條帶被折疊,并形成折疊的蜂巢結(jié)構(gòu)。對(duì)應(yīng)于該方法的裝置包括用于形成縱向刻線的多個(gè)旋轉(zhuǎn)刀片,以及用于使相互連接的瓦楞內(nèi)芯條帶轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)引導(dǎo)件。
文檔編號(hào)B31D3/00GK1345269SQ00805560
公開日2002年4月17日 申請(qǐng)日期2000年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月26日
發(fā)明者喬遜·普弗勒格, 伊尼亞斯·韋爾波埃斯特 申請(qǐng)人:魯汶天主教大學(xué)研究開發(fā)部, 喬遜·普弗勒格