[发明专利]在机器方向上对腹板开波纹的方法和设备

说明书

相关专利申请的相互引用

本申请要求2012年11月1日提交的美国临时专利申请No.61/721,079的好处，在此通过引用合并该美国临时专利申请。

背景技术

与相同材料的无瓦楞(即，平坦)腹板相比，瓦楞腹板具有升高的强度并且尺寸稳定。例如，为了给予强度，在贮藏箱和运输箱以及其他包装材料中广泛采用瓦楞纸板或者瓦楞卡纸板。被称为“双壁”的典型瓦楞卡纸板结构包括插在对置的被称为“挂面(liner)”无瓦楞纸板腹板之间的瓦楞纸板腹板。通常通过将每个挂面粘合到瓦楞腹板的相邻波纹顶，将对置挂面粘附到瓦楞腹板的对置面，以产生复合瓦楞结构。首先以平面复合板制造该结构，然后，切割、折叠、粘合该结构或者以其他方式将该结构形成为要求的构造，以产生包装箱或者其他包装型式。

诸如纸板的瓦楞腹板在瓦楞机中由平坦腹板形成。传统的瓦楞机通过位于当从上方观看时在垂直于腹板的行进方向上的轴上旋转的一对瓦楞辊之间的辊隙馈送平坦腹板。每个瓦楞辊都具有多个纵向延伸的肋，用于限定围绕外周分布的交替的峰和谷并且在辊的长度上延伸。布置辊，使得在一个辊的肋容纳在相邻辊的谷中的情况下，其各肋在辊隙处互锁。互锁的肋限定瓦楞格，在腹板经过辊隙时，腹板通过瓦楞格行进。在通过瓦楞格拉出腹板时，强制腹板符合瓦楞格的构造，因此，成型为与经过瓦楞格的通路的尺寸接近的腹板波纹或者腹板瓦楞。因此，应当明白，在传统的瓦楞机中，波纹沿着与腹板行进通路横切的方向成型为腹板；即，波纹在相对于腹板的行进方向(机器方向)的横向(垂直于机器方向)上延伸。更简单地说，传统上，波纹沿着位于其横向边缘之间的腹板的宽度延伸。这种传统工艺的例子见美国专利No.8,057,621(请参见其图7和7a)，在此通过引用合并该美国专利。

以这种方式使腹板成瓦楞可能破坏纸板或者其他腹板材料，因为这样对进入并且同时穿过瓦楞辊隙的腹板产生波动非常大的摩擦力和拉力。简单地说，当在瓦楞辊之间拉出腹板并且迫使腹板经过瓦楞格时，腹板的张力以及垂直于进入的腹板的平面的压应力因为由于瓦楞肋相对于腹板的往复运动并且由于在其正在形成瓦楞时通过瓦楞格的腹板中发生滚动变化和拉动变化而形成连续波纹从而导致波幅和方向发生波动。通过瓦楞辊之间的瓦楞格的腹板张力的波动特性有良好的记载；请参见例如Clyde H.Sprague,Development of a Cold Corrugating Process Final Report,The Institute of Paper Chemistry,Appleton,Wisconsin,Section 2,p.45,1985。因为被形成瓦楞，所以导致腹板张力的巨大循环波幅在腹板中产生某些结构破坏。

除了不希望的张力影响，在垂直于机器方向的方向上对腹板形成瓦楞将造成与纸板纤维横切延伸的波纹，纸板纤维通常在机器方向上沿着腹板的长度延伸。因此，在垂直于机器方向的方向上形成波纹必然在纸纤维中产生重定向并且造成起伏，这样还可能导致强度降低。

解决上述问题的一种方式是在机器方向上对腹板形成瓦楞，使得波纹沿着腹板行进通路方向，即，腹板自己的纵向延伸。这通常被称为“纵向成瓦楞”或者“直线成瓦楞”。纵向成瓦楞的一个问题是，因为形成纵向延伸的波纹，要将原始平坦腹板转变为具有丘和谷的腹板，纵向延伸的波纹必需占用腹板宽度(即，腹板在垂直于机器方向的横向上的宽窄)。换句话说，为了产生纵向延伸的波纹，腹板必须以垂直于机器方向的方向收紧，使得其形成波纹后的总宽度小于形成波纹前的腹板宽度。形成瓦楞之前的原始平坦腹板的宽度与其形成瓦楞之后的宽度之比被称为“收缩比(take-up ratio)”。在传统横向成瓦楞方法中，对于标准波纹尺寸，收缩比众所周知。例如，传统横向成瓦楞的A波纹腹板呈现为1.56的典型收缩比，因为A波纹的波幅和间距是这样的，使得对腹板产生A波纹使腹板长度(即，其在与波纹横切的方向上的直线尺寸)缩短了64％，即，使开始长度与结束长度之比等于1.56。从另一方面说，在传统的成瓦楞中，如果希望横向成瓦楞的腹板的结束尺寸为100码，则考虑到产生A波纹消耗的腹板长度，必须对瓦楞机馈送156码的平坦腹板。