專利名稱：鉸蓋盒的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于容納香煙、雪茄、煙條、潤喉糖片、糖果和其它物品的鉸蓋盒或鉸蓋容器。本發(fā)明涉及用于制造所說鉸蓋盒的方法，尤其涉及一種用于把頸圈連接到盒部上的方法。
背景技術：
鉸蓋盒是一種包裝形式，通常用于包裝香煙、雪茄和糖果。鉸蓋盒也被稱作翻蓋包裝盒，它們通常由紙板制成，它們包括一盒部；一蓋，該蓋被鉸接在一盒后壁上；一頸圈。頸圈被連接在盒部中，并且頸圈具有一頸圈前壁；頸圈側壁；可選的頸圈后壁。利用頸圈前壁、頸圈側片和可選的頸圈后壁的區(qū)域中的下部連接表面，可以把頸圈連接到包裝盒的內側上。鉸蓋盒通常由坯件制成，這些坯件由薄紙板構成。為了減小材料和節(jié)約成本，通常采用的鉸蓋盒是由一單一整塊的坯件構成，其中，也可被稱作保持件或襯里的一頸圈或一內架可以被連接到鉸蓋盒的一主坯件上。鉸蓋盒也可由被膠粘在一起的一單獨的盒部坯件和一頸圈部坯件構成。
在US5634556中，描述了一單一整塊的坯件。通過膠粘劑連接方式，利用膠粘點在蓋的折疊片區(qū)域中把頸圈連接到一主坯件上。
在GB2267272中，公開了一種用于翻蓋容器的包含兩部分的坯件，這種坯件包括一個外殼形成部分和一個襯里部分。利用位于前面板上的兩條豎直的膠粘線，通過一個定位面板把頸圈膠粘到外殼形成部分上，定位面板被鉸接到頸圈上。
US5462223公開了一種用于把膠粘滴行和條帶涂敷到縱向延伸的鉸蓋盒坯件上的方法。利用固定的膠粘劑噴嘴來涂敷膠粘滴。膠粘劑噴嘴被設計成很大數(shù)目的圓，從而，即使在包裝設備具有很高的工作速度，坯件的輸送速度相應很高的情況下，也能轉送膠粘模式。為了固定頸圈前壁，把兩平行的滴行涂敷到前壁內側。
在US6409646中公開了一種在制造香煙鉸蓋盒期間用于膠粘包裝材料例如膠粘盒的坯件或折疊片的方法。提出了一些措施，這些措施是利用具有輸出能力高的一包裝設備把膠粘劑可靠地免故障地轉送到包裝材料上，這種涂敷很復雜。因此，構造了這樣一種鉸蓋盒，就膠粘劑在側壁和蓋側壁區(qū)域中的布局和形狀而言，使得外部和蓋側片通過窄的連續(xù)的膠粘劑條帶相互連接，這些膠粘劑條帶沿著所說片的縱向延伸，并且在每種情況中優(yōu)選地是采用兩條膠粘劑條帶。蓋部的膠粘過程是利用膠粘滴來執(zhí)行的。
根據(jù)現(xiàn)有技術，也公開了膠粘點，這些膠粘點被設置在包裝盒前壁的區(qū)域中，用于固定一頸圈，頸圈是由一獨立的坯件形成的，它作為鉸蓋盒的一個部分。已經(jīng)提出，通過膠粘劑噴嘴從上部進行短程噴射或注射循環(huán)，在選定的一些位置形成膠粘點，從上部把膠粘劑呈點狀地涂敷到非折疊部分上，也就是說，涂敷到平的坯件上。在頸圈區(qū)域中的膠粘劑涂敷被設計成使得膠粘劑的涂敷由一些膠粘劑點或一條膠粘線構成。
在根據(jù)現(xiàn)有技術的鉸蓋盒中，盡管制造過程所用的紙板相當厚，但是包裝盒的剛度仍不夠。膠粘點或豎直布置的膠粘線并不能提供足夠的盒的剛度。盒的蓋可打開，尤其當盒未充滿物品時或半空時，盒容易屈服扁塌，從而會使象香煙這樣的物品受到損壞和變得不能用了?，F(xiàn)有技術中利用較厚的板來解決了這個問題。因此，很明顯需要有一種用于制造重量輕且具有足夠剛度的鉸蓋盒的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供一些措施，利用這些措施就能把一個也被稱作保持件或襯里的頸圈或一內架固定到鉸蓋盒的坯件或框架板上。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種剛度更大、重量輕、且提高了抗變形能力的鉸蓋盒，這就使得板的基重能被減小，而且不會損失包裝盒的剛度，從而也就能節(jié)省所使用的板。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于制造鉸蓋盒的方法，尤其是一種用于把頸圈膠粘到鉸蓋容器的盒部上的方法。
根據(jù)本發(fā)明的方法中的一些特征被記載在權利要求中。
已發(fā)現(xiàn)利用本發(fā)明中的方法，就能實現(xiàn)上述發(fā)明目的，并且能避免或至少基本上減小現(xiàn)有技術中所采用的解決方案中一些缺陷。本發(fā)明中的用于制造鉸蓋盒的方法包括一些步驟，在這些步驟中，膠粘劑以水平均勻的膠粘線的方式被涂敷到頸圈的坯件上的在成品盒中仍然被覆蓋著的一個區(qū)域上和/或水平地被涂敷到要與頸圈相連接的盒部坯件的對應區(qū)域上，這些水平膠粘線的數(shù)目至少為二條，優(yōu)選地是三條。


圖1表示出了典型的鉸蓋香煙包裝盒的結構。
圖2表示出了這種包裝盒的尺寸大小。
圖3表示出了在有限元分析中所用的包裝盒的網(wǎng)格。
圖4表示出了在包裝盒的兩側面板上施加對稱的擠壓力。
圖5表示出了側向加載的剪切荷載。
圖6表示出了根據(jù)本發(fā)明的水平膠粘線。
圖7表示出了在受到對稱荷載作用下的翻蓋關閉的包裝盒的典型的變形形狀。
圖8表示出了在受到對稱荷載作用下的翻蓋打開的包裝盒的典型的變形形狀。
圖9表示出了在翻蓋關閉情況下，對于內架(頸圈)的不同膠粘方式所獲得的有限元分析結果。
圖10表示出了在翻蓋打開情況下，對于內架(頸圈)的不同膠粘方式所獲得的有限元分析結果。
圖11表示出了關閉的翻蓋、基重的影響。
圖12表示出了打開的翻蓋、基重的影響。
圖13表示出了在關閉翻蓋情況下的作用力抵抗能力。
圖14表示出了在打開翻蓋情況下的作用力抵抗能力。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，通過改變膠粘區(qū)域的大小和幾何形狀，就能顯著地提高鉸蓋盒的剛度，這樣就能在不失去剛度的情況下使板的基重減小。此外，還發(fā)現(xiàn)，膠連接對包裝剛度起重要作用。通過改變膠粘區(qū)域的大小和幾何形狀就能大大地提高包裝盒剛度或抗變形能力。
根據(jù)本發(fā)明的用于制造鉸蓋盒尤其用于把頸圈膠粘到鉸蓋容器的盒部分上的方法，包括一些步驟，在這些步驟中，膠粘劑以均勻水平膠粘線的方式被涂敷到頸圈的坯件上和/或被水平地涂敷到盒部的坯件的對應區(qū)域上，該對應區(qū)域是指頸圈將要連接的區(qū)域，并且，水平膠粘線的數(shù)目至少是二條，優(yōu)選地是三條。優(yōu)選地是，這些膠粘線被涂敷成使得至少一條膠粘線水平地穿過頸圈的整個坯件，并且至少一條膠粘線水平地穿過頸圈坯件的下部。膠粘線也可以水平地被涂敷到頸圈坯件的上部。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，這些膠粘線可形成一個覆蓋住頸圈坯件整個區(qū)域的表面，該表面在成品盒中仍然被覆蓋著。膠粘區(qū)域的幾何形狀是線形或條帶形。優(yōu)選地是，膠粘線的寬度至少是4毫米。由于彎曲變形是最常見的變形模式，因此，優(yōu)選地是采用條帶形的膠粘區(qū)域幾何形狀，并且，條帶的取向應遵循弓形彎曲并且不垂直。
可以根據(jù)現(xiàn)有技術中適合于對包裝盒和盒進行膠粘的任何膠粘技術來執(zhí)行膠粘。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，鉸蓋盒可由一個單塊坯件構成，也可以由兩塊坯件構成，另一塊坯件是用于頸圈的坯件，也可以由兩塊以上的坯件構成。頸圈的形式可以采用傳統(tǒng)中的任何形式，也可以采用V形。頸圈前部的形狀和結構可以改變，較大的前部能使其一部分形成一較大的膠粘區(qū)域，從而提高盒的剛度。頸圈部分的坯件也可以包括這樣一個部分，該部分局部地或完全地穿過盒的后壁?？蛇x擇地，頸圈可以被打印和/或涂層。
鉸蓋盒的坯件是由板或紙制成的，當頸圈和盒部由分開的坯件制成時，頸圈可由與盒部相同的材料制成，也可以由較厚材料制成。根據(jù)本發(fā)明，能采用較薄和較輕的板，而且不會失去包裝盒的剛度。根據(jù)外形和結構以及受力變形模式，與當前用于制造香煙盒的0.3毫米厚的板或紙相比，本發(fā)明的板或紙的基重能被減小20-30％，例如從215克/平方米至200克/平方米。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種鉸蓋盒的頸圈，該頸圈支撐著所說盒的前壁，從而明顯提高了所說盒的剛度。于是，就獲得了一穩(wěn)定的梁狀結構。根據(jù)本發(fā)明制成的鉸蓋盒其重量輕，并且具有足夠的剛度，抗變形能力高，從而即使當鉸蓋盒幾乎是空的時候，它們也能保持它們的外形，并且蓋緊密地閉合。這種方法使得能采用較輕的板，從而節(jié)省了原材料消耗，于是便減小了使用資源。
根據(jù)本發(fā)明的方法制造的鉸蓋盒，可以用于包裝香煙、雪茄、煙條、潤喉糖片、糖果和其它粒狀或丸狀物品。
下面將通過例子來描述本發(fā)明，但是，本發(fā)明的范圍并不局限于這些例子。
例子例1利用有限元法來模擬受到外力作用的一個空的香煙包裝盒。并對香煙包裝盒進行結構分析。這種研究的目的是檢驗內架(inframe)和包裝盒之間的膠粘接對包裝盒剛度的影響，并且調查是否通過改變膠粘區(qū)域的大小和幾何形狀就能提高包裝盒的剛度，以便在不損失包裝盒剛度的情況下減小板的基重。此外，為了測量材料特性還對紙板作了一些實驗，為了獲得一些實驗數(shù)據(jù)，對香煙包裝盒作了一些實驗，并把這些實驗數(shù)據(jù)與通過有限元分析(FEA)[1-2]所獲得的結果進行比較，這就提供了對包裝盒結構進行分析所用的數(shù)字工具。在計算機內建立香煙包裝盒的模型，并且對其結構進行研究。計算出受到外力作用的香煙包裝盒的變形。這種分析為評價包裝盒剛度提供了基礎，并且為能夠減小板的基重提供了指導。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，膠粘接對包裝盒剛度起到重要作用。實驗表明，通過改變膠粘區(qū)域的大小和幾何形狀，就能大大地提高包裝盒剛度或抗變形能力，并且在不失去包裝盒剛度的情況下，能減小紙板的基重。根據(jù)這種分析結果，包裝盒的基重能被從215克/平方米減小到200克/平方米。
有限元分析模型(FE模型)采用了商用的有限元分析程序MARC[3]。建立了圖1所示的香煙包裝盒的模型，其中，1表示一膠粘點，2表示翻蓋，3表示內架，4表示前面板，5表示側面板，6表示后面板。翻蓋能被打開，也能被關閉。內架通過膠粘點被連接到盒上(在下文中，術語“盒”將被用于表示不帶內架的包裝盒)。圖2表示出了包裝盒的尺寸大小(未按比例)。圖2中表示還表示出了纖維取向，即紙板的加工方向(MD)。這些面板利用折皺區(qū)域被連接在一起。如圖2所示，在某些邊緣上存在一些間距7。
采用了八節(jié)點薄殼單元。圖3表示出了有限元分析(FEA)中所用的包裝盒的網(wǎng)格。表1中列出了紙板(正交材料)的材料特性。在采用轉動的彈性單元來把折皺引入這個模型中。折皺的轉動剛度由折疊實驗來確定。利用剛度的連接單元來模擬膠粘點。
表1 紙板機械特性(Avanta Ultra)

在分析中，考慮了兩種不同的邊界和荷載條件a.如圖4所示，對兩個側面板進行對稱地擠壓，圖中，8表示壓力荷載，9表示移動輸出模型。
這種荷載情況簡單地模擬了把香煙包裝盒握在手中并對其進行擠壓。包裝盒的兩個側面板都被擠壓。在圖4中，壓力荷載被施加在陰影區(qū)域上。根據(jù)對稱的情況，包裝盒被限制了?？紤]了打開的和封閉的翻蓋包裝盒。
b.圖5中表示出了側向荷載(剪切荷載)，圖中，10表示固定點，11表示點區(qū)域。
在這種情況中，關注的焦點在于折皺對包裝盒剛度的影響。為了暴露出折皺剛度的影響，翻蓋未被考慮(圖5)。在后面板上的三個點把包裝盒固定(零移動和轉動)在一側面板上施加一個點荷載。
由于面板的薄柔特性以及面板相應的大偏移，因此，進行了幾何線性分析。對于受到對稱荷載作用的具有閉合翻蓋的包裝盒，利用一些接觸單元來模擬內架和翻蓋之間的接觸和相對移動。材料被認為是線性的。
包裝盒的前面板和后面板不總是很平，幾乎都具有一些彎曲，盡管這些彎曲通常都非常小。在對對稱擠壓的情況進行結構分析時，這些小的初始彎曲是非常重要的。通過在包裝盒的前面板和后面板上施加第一小的初始干擾力，從而引入這些小的初始彎曲。
包裝盒剛度和粘接區(qū)域的大小和幾何形狀如圖1所示，內架通常在三個點處被膠粘到盒上。膠粘區(qū)域可被認為是直徑約為10毫米的一個圓。在這種分析中，圓形膠粘區(qū)域由四邊形單元來近似模擬。
考慮了兩種變型的膠粘情況。根據(jù)本發(fā)明，內架和前面板之間的膠粘點被改變成3條膠粘線。圖6a所示實施例中表示出了這些膠粘線的大小和幾何形狀以及長度和寬度。在圖6b中，表示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，其中，第一膠粘線水平地穿過整個頸圈部分，第三膠粘線水平地穿過頸圈的下部。內架被完全地膠粘到盒上。
對對稱擠壓的分析結果圖7(變形的包裝盒，翻蓋閉合)和圖8(變形的包裝盒，翻蓋打開)分別表示出了翻蓋閉合和打開的包裝盒在受到相同的對稱荷載情況下的通常變形形狀。對于翻蓋閉合的包裝盒而言，隨著所施加的區(qū)域的增大，翻蓋就會滑動打開。當內架被彈出時就停止計算。為了獲得這種聚然形變而采用的進一步的計算需要小的荷載增量和長的計算時間(在本研究中未被考慮)。對于翻蓋打開的包裝盒而言，當變形變得太大時，即前面板上的最大位移超過約8毫米時，就停止計算。為了表明包裝盒的變形特征，采用了圖4中所表示出的在前面板上的一點(接近前面板的最大位移點)處的位移。
圖9(膠粘區(qū)域的影響，翻蓋關閉)和圖10(膠粘區(qū)域的影響，翻蓋打開)表示出了對于采用不同方式來膠粘內架的有限元分析結果。通過壓力與壓力作用面積相乘來計算作用在一個側面板上的總的作用力(Y軸)。在分析過程中計算出用于表征包裝盒變形特征的前面板上的點的位移(圖4)，并且將其表示在X軸上。采用了兩種板材Avantaultra C200和CX200?！?p”表示在3點處膠粘的內架，“3l”表示在3條線膠粘的內架，“fy”表示被完全膠粘的內架。圖中的虛線是一些輔助線，用于表示代表包裝盒剛度的作用力斜率和位移彎曲。
不出所料，采用3-線和完全膠粘的內架，使得包裝盒剛度提高了。翻蓋打開(圖10)的包裝盒的剛度增大量要大于翻蓋關閉(圖9)的包裝盒的剛度增大量。這是一個合理的結果，因為在翻蓋打開的情況下，前面板被內架加強的效果被顯現(xiàn)出來了。通過改變內架的膠粘方式就能大大提高包裝盒的抗變形能力。以圖9為例，對于采用了3-點膠粘內架的包裝盒而言，當位移大于0.75毫米時，剛度大大減小(曲線斜率的變化由虛線表示)。然而，對于采用了3-線和完全膠粘的內架的包裝盒而言，當位移大于0.75毫米時，包裝盒的剛度變大。在3-線和完全膠粘的內架之間區(qū)別特別小。這表明存在一種最佳的方式用于膠粘所說的內架，以便使包裝盒剛度的增大量達到最大。板材Avanta Ultra C和CX之間的不同所造成的影響很小。
圖11(基重的影響，翻蓋關閉)和圖12(基重的影響，翻蓋打開)表示出了對于不同的板基重所獲得的結果。在這些包裝盒中，內架在3個點處被膠粘到盒上。圖中的虛線是一些輔助線，用于表示包裝盒的初始剛度。不出所料，包裝盒的剛度隨著板基重的增大而增大。在小變形處，增大基重對剛度影響最大(對于不同基重的所有曲線都具有類似的形狀)。在翻蓋關閉的容器中，增大基重對包裝盒剛度的影響要大于通過改變內架在小變形處的膠粘方式對包裝盒剛度的影響(圖9和圖11)。對于在翻蓋打開的包裝盒而言，采用3-線和完全膠粘的內架(圖10)的包裝盒和采用增大基重為230克/平方米的包裝盒(圖12)，在小變形處的剛度幾乎相同。在大變形處，采用3-線和完全膠粘的內架的包裝盒更強硬，而增大基重卻影響較小。
圖13(抵抗力能力，翻蓋關閉)和圖14(抵抗力能力，翻蓋打開)表示出了在前面板上的點的特定位移處的抵抗力(圖4)。在這些圖中，“200+3p”，“215+3p”和“230+3p”分別代表基重為200，215和23克/平方米且具有3-點膠粘內架的包裝盒?！?00+3l”表示基重為200克/平方米且具有3-線膠粘內架的包裝盒。對于翻蓋關閉的包裝盒(圖13)而言，改變內架的粘接似乎對包裝盒的剛度的影響不是很大。影響的大小更取決于包裝盒的基重，這是由于翻蓋具有鎖定的效果。圖13表示出了在小位移(0.5和0.75毫米)處，基重為200克/平方米且具有3-線膠粘內架的包裝盒(200+3l)與基重為215和230克/平方米且具有3-點膠粘內架的包裝盒(215+3p和230+3p)剛度是不一樣的。當位移增大到1毫米時，基重為200克/平方米且具有3-線膠粘內架的包裝盒(200+3l)的剛度能與基重為215克/平方米且具有3-點膠粘內架的包裝盒(215+3p)的剛度相當。
對于翻蓋打開的包裝盒(圖14)，通過改變內架的膠粘方式，就能使包裝盒的剛度大大增加。與翻蓋關閉的包裝盒不一樣，在小位移和大位移處均能看見剛度的增大。這表明當翻蓋打開時，加強的膠粘效果起主要作用。
上述分析表明，通過改變內架的膠粘方式，可以把基重從215克/平方米減小到200克/平方米，同時還能保持包裝盒的剛度。
參考文獻1.T.R.Chandrupatla和A.D.Belegumdu，“工程中的有限元介紹”，Prentice Hall，Englewood Cliffs，新澤西，19912.O.C.Zienkiewicz，“有限元法”，第三編，McGraw-Hill出版公司，19793.MARC理論和用戶信息，A冊，K7版，MARC分析研究公司，Palo Alto，CA，1997.
4.GA.Barm，D.C.Brennan和C.C.Habeger，紙的正交彈性常量，TAPPI J.64冊，No.81981，97-101頁。
權利要求
1.一種用于制造鉸蓋盒的方法，其特征在于該方法包括一些步驟，在這些步驟中，通過把膠粘劑以水平均勻的膠粘線的方式涂敷到頸圈的坯件上和/或水平地涂敷到要與頸圈相連接的盒部坯件的對應區(qū)域上，從而把頸圈膠粘到鉸蓋盒的盒部上，這些水平膠粘線的數(shù)目至少為二條。
2.根據(jù)權利要求1所述用于制造鉸蓋盒的方法，其特征在于膠粘線的數(shù)目至少為三條。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于這些膠粘線被涂敷成使得至少一條膠粘線水平地穿過頸圈的整個坯件，至少一條膠粘線水平地穿過頸圈坯件的下部，膠粘區(qū)域的幾何形狀呈線形或條帶形。
4.根據(jù)權利要求1至3之一所述的方法，其特征在于這些膠粘線形成一個覆蓋著頸圈坯件整個區(qū)域的均勻表面，該均勻的表面在成品盒中仍然被覆蓋著。
5.根據(jù)權利要求1至4之一所述的方法，其特征在于鉸蓋盒由一個單塊坯件構成，或者由兩塊坯件構成，另一塊坯件是用于頸圈的坯件，或者由兩塊以上的坯件構成。
6.根據(jù)權利要求1至4之一所述的方法，其特征在于頸圈被打印和/或涂層。
7.一種方法，其特征在于該方法包括一些步驟，其中，膠粘劑以水平均勻的膠粘線的方式被涂敷到頸圈的坯件上和/或水平地涂敷到要與頸圈相連接的盒部坯件的對應區(qū)域上，水平膠粘線的數(shù)目至少為二條。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，用于把頸圈膠粘到鉸蓋容器的盒部上，其特征在于膠粘線的數(shù)目至少為三條。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的方法，其特征在于這些膠粘線被涂敷成使得至少一條膠粘線水平地穿過頸圈的整個坯件，至少一條膠粘線水平地穿過頸圈坯件的下部，膠粘區(qū)域的幾何形狀呈線形或條帶形。
10.根據(jù)權利要求7至9之一所述的方法，其特征在于這些膠粘線形成一個覆蓋著頸圈坯件整個區(qū)域的均勻表面，該均勻的表面在成品盒中仍然被覆蓋著。
11.根據(jù)權利要求7至10之一所述的方法，其特征在于鉸蓋盒由一個單塊坯件構成，或者由兩塊坯件構成，另一塊坯件是用于頸圈的坯件，或者由兩塊以上的坯件構成。
12.根據(jù)權利要求7至11之一所述的方法，其特征在于頸圈被打印和/或涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于容納香煙、雪茄、潤喉糖片、糖果和其它物品的鉸蓋盒或鉸蓋容器。本發(fā)明涉及用于制造所說鉸蓋盒的方法，尤其涉及一種用于把頸圈連接到盒部上的方法。該方法包括一些步驟，在這些步驟中，通過把膠粘劑以水平均勻的膠粘線的方式涂敷到頸圈的坯件上和/或水平地涂敷到要與頸圈相連接的盒部坯件的對應區(qū)域上，從而把頸圈膠粘到鉸蓋盒的盒部上，這些水平膠粘線的數(shù)目至少為二條。
文檔編號B65D85/10GK1832892SQ200480010074
公開日2006年9月13日 申請日期2004年4月15日 優(yōu)先權日2003年4月16日
發(fā)明者呂文濤, S·卡塔亞馬基 申請人:M-雷爾有限公司