由瓦楞纸板制成的折叠蜂窝及其制造工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种折叠蜂巢结构，并涉及由一瓦楞形内芯幅材来制造所述折叠蜂巢结构的方法和装置。这种折叠蜂巢结构具有多个相邻的瓦楞内芯条带，这些条带位于同一平面内，并通过覆盖层条带相互连接。所述覆盖层条带被折叠大约１８０°，并垂直于所述平面。按照本发明专利技术的蜂巢结构制造方法，要制造相互连接的瓦楞内芯条带，先要在一瓦楞内芯幅材中形成多个纵向的刻线。随后，将这些瓦楞内芯条带交替地转过９０°，从而使覆盖层条带被折叠，并形成折叠的蜂巢结构。对应于该方法的装置包括用于形成纵向刻线的多个旋转刀片，以及用使相互连接的瓦楞内芯条带转动的多个引导件。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蜂巢芯层，例如用于包装和结构性场合的夹层材料，以及制造这种蜂巢芯的工艺和装置。在航空航天领域，几十年来已经成功地采用蜂巢芯来作为夹层面板和板材的芯层材料，这种材料能抗翘曲和弯曲。这些蜂巢芯大多是六边形或过膨胀形(over-expanded)的，主要是由铝或浸渍酚醛树脂的芳族聚酰胺(aramide)纤维纸构成，并且通常是用膨胀工艺来制作的。一具有两个通常粘接的覆盖层的夹层结构可提供非常高的刚度/重量比和强度/重量比。目前，在其它很多工业分支领域，对具有优良比重材料特性的轻型夹层内芯材料的需求正持续增长，因此，在此期间有一半以上的蜂巢芯材料用于其它领域。在汽车和其它与之相当的市场中，若采用蜂巢来作为包装材料，就需要快速而连续地来生产蜂巢芯层，以便获得能与瓦楞纸板和其它低成本材料相媲美的产品。带有蜂巢芯的夹层在材料平面内具有较高的单位抗压缩强度，这是因为覆盖层具有最佳的、独立于实际取向的支承作用。与带有瓦楞(波纹)内芯(例如瓦楞纸板)的夹层相比，特别是在机器的加工方向上，可以获得较佳的边缘抗压缩性和抗弯刚性值。于是，可以显著地降低重量和减少材料。由于有垂直的、相互支承的单元壁，因而在相对于材料平面成直角的方向上也可以获得好得多的压力特性。此外，带有蜂巢芯的夹层具有较佳的表面质量，这对于印刷包装材料来说是非常重要的。由于存在这些优点，并且对低成本内芯的需求日益增加，因而过去已经进行了多种努力来降低蜂巢芯的较高的制造成本。已知有很多工艺，其中是将单个的材料条带或连续的幅材在各个交替的位置上进行粘贴，然后再膨胀拉伸(Bova的US4,500,380、Hering的DE19609309、Schmidlin的US4,992,132、Meier的US5,334,276)。这些工艺已经被用于纸制蜂巢的部分自动化生产，纸制蜂巢的单元尺寸为大约10mm以上，可以用于内包装、边缘和角部元件、以及平板架(pallet)。在膨胀过程中所需的力和材料应力使得粘合剂的要求以及单元壁之间的粘接的要求变高。借助预先刻制的折叠线，肯定可以减小这些力，但是蜂巢的几何结构的规则性会由于膨胀过程而变差，特别是在纸制蜂巢具有较小单元尺寸的情况下。在单元尺寸较小的情况下，会显著地增加内应力和所需的膨胀力。为此，这些工艺对较小的单元尺寸来说是有问题的，并且更难以实现自动化。此外，生产速度受到纸板的所需横切的限制。同样地，还已知有很多工艺，其中是将单个的瓦楞形或梯形幅材或条带以交错的方式来粘贴(Jurisisch的US3,887,418、Fell的US5,217,556、Casella的US5,339,221、Duffy的US5,324,465)。由于各幅材必须要定位和运送，因而借助这些工艺很难实现具有高生产速度的连续生产过程。另外，还已知有很多工艺，其中是对瓦楞纸板进行加工来形成蜂巢芯。在其中一种工艺中，将瓦楞纸板用作蜂巢芯的单元壁(Hess的US4,948,445)。在此情况下，供给瓦楞纸板的单张片材，这些片材具有沿生产方向延伸的槽，并用短的横切口穿过瓦楞纸板的整个厚度。于是，随后可以沿生产方向进行折叠，从而制造出具有相对较大的单元尺寸和相对较厚的单元壁的膨胀、瓦楞化的内芯。该工艺与借助连续幅材进行膨胀加工的过程基本相同。另外，还已知有一些蜂巢和工艺，其中是将一瓦楞纸板幅材(Kunz的US3,912,573)或具有横向于生产方向的槽的单个瓦楞幅材(Kunz的WO91/00803)切成条。在将幅材切割成条带之后，将各条带相互粘接而形成蜂巢芯层。该工艺需要单个条带或专用的定位胶带具有一定的尺寸，以便确保其运送。由于条带具有一定的尺寸，因而在条带转动之后，会使幅材的宽度尺寸显著减小。为了使蜂巢芯层的宽度不致太小，需要在另一个生产步骤中将条带切开，并将它们粘接起来而形成一蜂巢块，随后再沿着横向于生产方向的方向以相当慢的速度来传送。对于高度较小的蜂巢而言，如果需要，必须将蜂巢块切开。用这样一种工艺生产的蜂巢具有介于单个瓦楞形或梯形单元壁条带之间的单个直条。还已知的是，这种加强型蜂巢可以通过一蜂巢块的手工生产(Darfler的WO95/10412)来获得。在此，是将单个的平层放在各瓦楞层之间并与它们相粘接。还已知有一些蜂巢及其生产工艺，其中在引入切割之后，先使一连续的幅材瓦楞化或形成梯形，随后再使连接起来的单元壁相互抵住而折叠和粘接(Pflug的WO97/03816)。为了节约包装用的材料(特别是与瓦楞纸板相比)，最好是采用很轻的纸(40g/m2到80g/m2)。当使这些低克数的纸瓦楞化时，有利的是，在将它粘接到一幅材上而成形之后，立即使槽稳定下来。特别是，在横向于生产方向进行瓦楞化的情况下，与通常以高达350m/min的速度生产瓦楞纸板的情况一样，必须立即将一个覆盖层(如已知的那样，是一衬垫)粘上去。瓦楞化的幅材本身不能吸收因幅材的快速传送而产生的拉伸应力。另外，还已知有一些在瓦楞纸板中引入切缝的工艺和装置(Cummings的US5,690,601)。这些切缝是沿着瓦楞纸板的各片材的槽的方向(横向于瓦楞纸板的实际生产方向)形成的，以允许进行一限定的折叠。在该工艺中，折叠是朝着切割线进行的，以便将后者封闭。本专利技术是基于这样的目的而作出的，即，提供一种蜂巢芯层，以及一种工艺和一种装置，借助该工艺和装置，能以堪与瓦楞纸板的生产速度相媲美的速度来连续地生产具有相对较小的单元尺寸的蜂巢。此外，可以获得优良的表面质量以及可靠而快速的覆盖层连接。该目的可以基于如权利要求1、7和14所述的措施并且借助如权利要求23所述的中间产品来实现，并且可以借助各从属权利要求的附加特征来进一步地发展。在本专利技术中，提供了一瓦楞形或梯形幅材，该幅材具有至少一个，最好是两个覆盖层。这可以是瓦楞纸板或者是塑料纤维复合物或金属的瓦楞内芯板。此外，可以采用一具有多个瓦楞内芯，例如一双槽瓦楞纸板(BC槽、AA槽)的幅材。覆盖层最好也由很薄的材料(单位面积的重量是在60g/m2和100g/m2之间)组成，而瓦楞内芯由厚度为覆盖层两倍的材料制成，这是因为在折叠蜂巢的较佳变化形式中，覆盖层是成双布置的。在此情况下，对覆盖层质量方面的要求很低，对瓦楞内芯幅材的厚度误差和表面质量的要求也很低，这是因为这些因素对最终产品的表面质量的影响极小。瓦楞纸板幅材的厚度决定蜂巢单元的尺寸。为了支承覆盖层，单元尺寸为4.7mm(A槽)或单位面积的重量很低、3.6mm(C槽)就足够了，这是因为平的瓦楞内芯覆盖层条带提供额外的支承，并且可以减少各单元内覆盖层起波纹的缺陷。然而，也可以利用具有较小和较大高度的槽(例如K槽)的瓦楞内芯幅材制造出具有较小和较大单元尺寸的瓦楞内芯。按照本专利技术的一个实施例，首先是在传送方向上设置多层幅材，在幅材的上下两侧具有多个连续的折叠线。折叠线例如可以通过对幅材进行压制或纵向切割而形成。切割线并没有在幅材的厚度方向上完全切穿，而总是留下一个连续的覆盖层(或覆盖层和槽峰)。在此情况下，上侧面的切割线要尽可能精确地定位在下侧面切割线的中间。覆盖层中的不规则部分(这对瓦楞纸板是很正常的)和各槽的峰顶之间的不同的切割力可导致覆盖层在切割点上被部分地或全部地切穿。若瓦楞内芯条带仍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种折叠蜂巢，包括多个瓦楞内芯条带，这些条带并排地布置在一个平面内，并且均包括一带有至少一个覆盖层的瓦楞形或梯形内芯，瓦楞内芯条带的覆盖层相互平行地布置并且横向于所述平面，每个瓦楞内芯条带的瓦楞内芯的槽的纵向均横向于该条带延伸，各瓦楞内芯条带相互连接，其特征在于，对至少每个第二瓦楞内芯条带而言，一个瓦楞内芯条带的覆盖层都是与相邻瓦楞内芯条带之一的覆盖层形成为一体，并通过一个１８０°的折叠线而连接于相邻的瓦楞内芯条带。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔逊普弗勒格，伊尼亚斯韦尔波埃斯特，
申请(专利权)人：鲁汶天主教大学研究开发部，乔逊普弗勒格，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]