激光诱导的纸板结构改变制造技术

本发明专利技术涉及一种用于局部改变纸板结构的方法。根据该方法，提供了待压痕的纸板(110)。通过激光辐射(102)来穿透纸板(110)的穿透区域(114)，使得穿透区域(114)中的湿气蒸发，从而局部改变穿透区域(114)的结构。

Structure change of laser induced cardboard

The invention relates to a method for locally changing the structure of cardboard. According to this method, pressboard (110) is required to be indentation. The penetration area (114) of the cardboard (110) is penetrated through the laser radiation (102), which makes the moisture in the penetrating region (114) vaporized, thereby locally changing the structure of the penetrating region (114).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光诱导的纸板结构改变
本专利技术涉及一种用于局部改变纸板结构的方法。此外，本专利技术涉及一种用于局部改变纸板结构的设备。
技术介绍
现在，纸板是包装工业中受欢迎的材料。通常的纸板形成坚固但可成形的包装。此外，纸板适合印刷产品描述和推广符号。为了由纸板形成包装，可应用压痕法。压痕是纸板的局部弱化，以允许纸板沿着特定线弯曲。该方法例如在用于生产纸板箱的包装工业中广泛使用。现在，如图8所示，通过使用压痕模803与常规支承台804的空腔805的机械作用来完成压痕工序，其中，纸板800位于上述常规支承台804上。在压痕过程中，机械压痕模803通常在印刷外衬802上对纸板800进行按压，从而沿着纸板800的内衬801形成压痕线(肋)。一旦形成压痕，则纸板800能够容易地沿压痕线弯曲。内衬801和外衬802是纸板800每一侧上的第一层纤维素。涂层通常覆盖衬垫801、802以增强光滑度和印刷能力。这种压痕法允许光学上适当的压痕线，而内衬801和外衬802在弯曲后不会开裂。然而，在压痕期间，芯层通常会彼此分离，使得结构变得更加柔软而伸长率不会弱化。然而，每个纸板产品都需要其相应的压痕模803和基体。这可能会导致存储问题、成本以及有限的灵活性。压痕模803的安装也是很耗时，这是小批量生产的限制因素。
技术实现思路
本专利技术的一个目的可以是提供纸板有效且平滑的局部结构改变和机械加工。该目的通过根据独立权利要求的用于局部改变纸板结构的方法和用于局部改变纸板结构的设备来解决。根据本专利技术的第一方面，提出了一种用于温和地局部改变纸板结构的方法。根据该方法，提供了待穿透的纸板。通过激光辐射来穿透纸板的穿透区域，使得穿透区域(例如，具体在纸板的芯部)中的湿气蒸发，以改变穿透区域的结构。根据本专利技术的另一方面，一种用于通过如上所述的方法改变纸板结构的设备。该设备包括用于保持纸板的保持设备。此外，该设备包括激光设备，该激光设备用于通过激光辐射来穿透纸板的穿透区域，使得穿透区域(例如，具体在纸板的芯部)中的湿气蒸发，以改变穿透区域的结构。纸板通常从单张厚纸的简单布置到表征为多个波纹层和平坦层的复杂构造的各种强度的重负荷纸张。纸板可以由第一覆盖层和第二覆盖层制成，在该第一覆盖层与该第二覆盖层之间布置有纸板的芯部。覆盖层可以限定出包围芯部的层。第一覆盖层可以是顶层，而第二覆盖层可以是底层，反之亦然。第一覆盖层和/或第二覆盖层例如可以是被涂层的覆盖层或未处理的纸层。具体而言，可以是由例如再生纤维制成的双面纸板。它可以在前侧(例如第一覆盖层)具有适于印刷的三重颜料涂层。背侧(例如第二覆盖层)可以具有提高纸板光滑度的薄涂层。芯可以由约60％的回收纸(PCW)、约20％的工业用后废物(PIW)以及约10％的新机械纸浆制成。除了未印刷的白色PIW层以外，其余都是灰色的。这种类型的纸板便宜，且具有许多包装应用。高质量完全涂层的白色(漂白)纸板可以同时具有带有提高适印性的白色颜料涂层的覆盖层。芯部包括由漂白的化学纸浆制成的层。除了白色的优点以外，由漂白化学纸浆制成的白色纸板具有更加坚硬的优点。在纸板工业中，目的是打印纸板的覆盖层，并且使纸板非常柔和且平滑地压痕和弯曲，而不损坏纸板的结构。根据本专利技术的方法，激光辐射调节成使纸板内的湿气蒸发，而不会燃烧、烧蚀或切割层。湿气可能源自芯部内的空气和/或芯部自身内的纸板材料。蒸发的湿气引起被辐射加热的水蒸气体积增量。这导致纸板芯部中的层、即纤维素纤维层分层。换言之，由于机械应力(即，由于引起的蒸气压力)引起的层之间的粘合弱化和/或消除，因此，蒸发的湿气会引起弱化。因此，穿透区域具有更小的抗弯性，从而在加工期间，例如在弯曲期间，减小了纤维开裂的风险。总之，通过激光辐射来穿透穿透区域，实现了纸板结构的局部改变。例如，可以形成更弱且因此非常柔软的区域，从而可以产生弯曲线。膨胀效应也可以用于在覆盖层中形成复杂且更硬的压印结构(例如图形结构、盲文)。在机械加工、即如上所述的层的压痕或膨胀之后，由于层的分层，纸板可以具有永久的弱化部，使得纸板能够在几天(或几个月)之后折叠。水的作用是蒸发并进行分层的机械作用(即破坏例如内层之间的粘合)。根据另一示例性实施例，上述方法还包括沿着穿透区域对纸板压痕的步骤，其中，穿透区域描绘出压痕线，纸板将沿着该压痕线弯曲。如上所述，可以完成纸板沿着压痕线的平滑且无损伤的压痕。根据另一示例性实施例，上述设备还包括弯曲设备，该弯曲设备用于沿着穿透区域即压痕线弯曲纸板。弯曲设备可以包括例如两个夹持部，它们夹持纸板的相应夹持部分。该弯曲设备还可以使相应的夹持部相对于彼此移动，使得纸板夹持部分沿着压痕线的压痕和弯曲可以自动完成。根据另一示例性实施例，在穿透穿透区域的穿透步骤中，纸板、特别是芯部以蒸发的湿气使纸板变形并因此改变纸板、特别是至少第一覆盖层的结构的方式被穿透，其中，穿透区域描绘出压印结构，特别是盲文字母、数字或符号。通过添加例如以下更详细描述的添加剂，改变的结构可以形成坚硬且不变形的压印结构。因此，通过以芯部中更多的湿气蒸发的方式来调节激光辐射，芯部和附加的至少第一覆盖层由于蒸发的湿气而膨胀。第一覆盖层的膨胀部具有可见且触觉可感知的凸起和凹陷。因此，通过由于湿气蒸发而使至少第一覆盖层变形，可以将所需的图形符号印刷到第一层上。图形符号例如可以是图片或字母。具体而言，可以是盲文字母、数字或可以在第一层上形成的任意其他符号。根据另一示例性实施例，在穿透穿透区域的穿透步骤之前，在穿透区域处对芯部内的膨胀水平进行调节。在调节膨胀水平的步骤中，引入至少一种适于在激光辐射的影响下膨胀的膨胀添加剂，从而产生更加坚硬的第一层的压印结构。膨胀添加剂适于在芯部和/或第一覆盖层内与激光辐射反应形成硬化结构。因此，可以形成坚固耐用的压印图形结构。根据另一示例性实施例，在穿透穿透区域的步骤之前，在穿透区域处对穿透部、特别是芯部内的湿气水平进行调节。在调节湿气水平的步骤中，引入至少一种湿气调平(调湿)添加剂，用于通过例如在穿透区域处的芯部内的激光辐射来产生气体，以使穿透部弱化。因此，可以调节蒸发的湿气，从而调节被辐射加热的蒸气的体积增量。这使得如上所述的纸板芯部中层的分层得到控制。由于层之间的粘合弱化和/或消除，即由于机械应力(即，由引起的蒸气压力)而弱化和/或消除，因此，得到控制的蒸发的湿气会引起弱化。因此，穿透区域具有更小的抗弯性，从而在加工期间，例如在弯曲期间，减小了纤维开裂的风险。总之，为了实现湿气的充分蒸发，以使穿透区域具有所需的膨胀，可以对湿气、即在芯部内待蒸发的水或其他合适液体的量进行调节。湿气可以例如通过沿着穿透区域布施湿巾进行调节，或者通过局部喷洒、喷墨、印刷水或诸如乙醇、多元醇、有机醚、有机或无机酯、烃、硅油或这些物质中的两种或多种的混合物来进行调节。此外，纸板可以位于人工气候箱(例如干燥器或湿度受控的容器)中，在该气候箱中，可调节所需的湿度(和相应的湿气)以增加纸板的湿气。也可以在通过激光辐射穿透穿透区域之前，将诸如水、饱和盐溶液和/或氢氧化铝之类的液体直接注入芯部。特别地，可以在多层纸板的内层中添加用于产生气体的特定添加剂。特定的气体生产添加剂可能已经存在于纸板中，并且可以特意地添加该添加剂，用以通过蒸发部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于局部改变纸板(110)的结构的方法，所述方法包括：提供纸板(110)的提供步骤(401)；以及通过激光辐射(102)穿透所述纸板(110)的穿透区域(114)的穿透步骤(403)，使得所述穿透区域(114)中的湿气蒸发，从而改变所述穿透区域(114)的结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.11 EP 15020225.71.一种用于局部改变纸板(110)的结构的方法，所述方法包括：提供纸板(110)的提供步骤(401)；以及通过激光辐射(102)穿透所述纸板(110)的穿透区域(114)的穿透步骤(403)，使得所述穿透区域(114)中的湿气蒸发，从而改变所述穿透区域(114)的结构。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：沿着所述穿透区域(114)使所述纸板(110)形成压痕的压痕步骤(404)，其中，所述穿透区域(114)描绘出压痕线(201)，所述纸板(110)将沿所述压痕线(201)弯曲。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纸板(110)包括第一覆盖层(111)，所述第一覆盖层覆盖所述纸板(110)的芯部(113)，在穿透所述穿透区域(114)的所述穿透步骤中，所述穿透区域(114)以蒸发的湿气使至少所述第一覆盖层(111)变形的方式被穿透，所述穿透区域(114)描绘出压印结构，具体是盲文字母、数字或符号。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：在穿透所述穿透区域(114)的所述穿透步骤之前、在所述穿透区域(114)处调节所述芯部(113)内的膨胀水平的调节步骤(402)，其中，调节膨胀水平的调节步骤包括：引入至少一种适于在激光辐射(102)的影响下膨胀的膨胀添加剂，从而产生第一层的压印结构。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：在穿透所述穿透区域(114)的步骤之前、在所述穿透区域(114)处调节所述芯部(113)内的湿气水平的调节步骤(402)，其中，调节湿气水平的调节步骤包括：引入至少一种湿气调平添加剂，用于在所述穿透区域(114)处的所述纸板(110)的所述芯部(113)内通过激光辐射(102)来...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·伊奎斯特，P·霍夫曼，G·菲尔娄内尔，S·瓦彻尔，K·瓦斯莫，
申请(专利权)人：鲍勃斯脱梅克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH