專利名稱：包裝材料的模壓工藝的制作方法
一般來說，本發(fā)明涉及包裝材料的生產(chǎn)，具體來說涉及包裝材料的模壓工藝。
在本領域模壓工藝是眾所周知的。在典型的模壓加工過程中，欲被模壓的材料被壓在兩個對置的通常的是平的印刷板之間。模壓板的表面形成有預制模型。模板之一(“陽”板)具有凸起(即突出)的模型，而另外一個模板(“陰”板)具有與凸起的模型互補的下沉(即凹進)互補模型?！瓣帯蹦Ｐ蜕陨源笥诨パa的“陽”模型，因此，在模壓過程中，被模壓的材料將占據(jù)兩個模型之間的空間。在“陽”模型和“陰”模型之間的尺寸之差通常取決于被模壓材料的類型和厚度。模板由硬質材料例如鋅制成。例如，這樣的方法用來模壓帶有商標或者標識語的設計圖案的消費品包裝的表面。
例如用于飲料的人字屋頂式或者消毒容器的液體包裝在本領域是眾所周知的。用于生產(chǎn)液體包裝材料的一種已知加工方法包括在旋轉刻痕/切割機上對包裝材料進行刻痕和切割。這樣的機器示意性地示于

圖1中。
示于圖1的機器包括一個旋轉刻痕工位16，該工位包括一個陽刻痕滾筒18和一個陰刻痕滾筒20。陽刻痕滾筒18的表面形成有與希望的刻痕線圖案對應的預制的凸起(即突出)模型，而陰刻痕滾筒20的表面形成有與希望的刻痕線圖案對應的下沉(凹陷)模型。在刻痕工位16的下游，刻痕/切割機包括一個旋轉切割工位10，該工位包括一個載有預先布置的切割刀片28的切割輥12和一個大致光滑的支撐輥14。
刻痕/切割加工如下進行。一種連續(xù)的包裝材料片22，例如預印有所需圖案并且被預先處理成耐受液體(例如通過一種低密度聚乙烯薄鍍層)的紙板卷被供入刻痕工位16的滾筒18和20之間。在刻痕步驟中，刻痕滾筒18和20被彼此驅使著并且沿著相反的方向轉動，以便使包裝材料22前進，同時在其上制出該預制的刻痕圖案。在包裝材料22上的刻痕圖案能夠在包裝過程中使包裝材料隨后折疊成預制的三維結構，例如人字屋頂容器。
出自刻痕工位16的連續(xù)的有刻痕的包裝材料片22被供入切割工位10的輥子12和14之間。在切割步驟中，包裝材料22被切成多個具有所希望的適于隨后包裝要求的形狀的片23。切割片23的形狀由在切割輥12上的刀片28的布置情況來限定。輥子12和14彼此驅使著并且沿著相反的方向轉動，使得包裝材料22可以前進，同時被切成分開的片23。
連續(xù)片22供入刻痕工位16被校準，以便保持在滾筒18和20上的刻痕模型和在片22上的預印圖案之間的正確配準。同樣，被刻痕的包裝材料22供入切割工位10開始也要被校準，以便保持在切割輥12上的刀片28的布置與在包裝材料22上的預印的和刻痕的圖案之間的正確配準。
目前，由較軟材料，例如在兩側涂有一薄層低密度聚乙烯的紙板制成的液體容器不包括模壓圖案，因而沒有用于在液體包裝材料上進行模壓或者產(chǎn)生凸起圖案或者文字的工藝。
本發(fā)明提供一種利用一個轉動刻痕裝置在對包裝材料進行刻痕期間在包裝材料上模壓預定的圖案的方法。
根據(jù)本發(fā)明，對于給定類型的液體容器，不同的模壓圖案可以在包裝材料上產(chǎn)生出來，而對給定類型的容器無需改變由轉動刻痕裝置所采用的刻痕元件。
根據(jù)本發(fā)明的方法，至少一對組合模板，即一個陽模板和一個陰模板，形成有預定的模型。陽模板形成有與模壓圖案對應的凸起的(即突出的)模型，而陰模板形成有與凸起的模型互補的下沉的(即凹進的)模型。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，陽模板和陰模板安裝在轉動刻痕裝置的對置的刻痕滾筒上，其所在的區(qū)域不與形成在這些滾筒上的刻痕模型相交。該組合模板彼此配準安裝，即使得在刻痕滾筒的每個旋轉過程中，在組合板上的互補的凸起的和下沉的模型對齊。當刻痕滾筒被彼此相向驅使和轉動并且液體包裝材料被供入滾筒之間時，模壓和刻痕圖案被轉移到包裝材料上。
用于本發(fā)明的組合模板的材料最好是足夠柔性的，以便能夠使組合板安裝在刻痕滾筒的彎曲的表面上。然而，該材料最好是在豎向上非可塑性的和穩(wěn)定的，以便避免在組合板上的模型受到在模壓期間所施加壓力的壓縮。另外，組合板最好是足夠薄，以便不與在刻痕滾筒上的刻痕模型的作用相干涉。在本發(fā)明的一個實施例中，組合模板由具有上述性質的諸如尼龍的塑料薄板所制成。
例如，適于利用本發(fā)明方法進行模壓的那種液體包裝材料例在轉讓給本申請的受讓人的美國專利4789575中有所描述。美國專利4789575的公開內容通過引用而結合在本文中。
本發(fā)明通過下面結合附圖對較佳實施例的詳細描述將可以更為充分地予以理解，其中圖1是現(xiàn)有技術的轉動刻痕/切割裝置的一部分的側視橫截面圖2是按照本發(fā)明實施例的刻痕/模壓工位的轉動刻痕/切割裝置的一部分的側視橫截面圖；圖3是圖2的轉動刻痕/切割裝置的俯視圖；圖4是圖2裝置的轉動刻痕/模壓工位的零件分解透視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例在刻痕、模壓和切割以后液體包裝材料片的俯視圖；圖6A和6B分別是根據(jù)本發(fā)明實施例的“陽”刻痕滾筒的刻痕表面的展平的俯視圖和側視橫截面圖；圖6C是圖6B的側視橫截面圖的一部分的放大的橫截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于多容器刻痕/模壓的“陽”刻痕滾筒的刻痕表面的展平的俯視圖；圖8A和8B分別是根據(jù)本發(fā)明實施例的“陰”刻痕滾筒的刻痕表面的展平的俯視圖和側視橫截面圖；圖8C是圖8B的側視橫截面圖的一部分的放大的橫截面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于多容器刻痕/模壓的“陽”刻痕滾筒的刻痕表面的展平的俯視圖。
參閱圖2，其示意性地示出了包括轉動刻痕/模壓工位116的本發(fā)明的轉動刻痕/模壓/切割裝置100?？毯?模壓工位116包括一個陽刻痕滾筒118和一個陰刻痕滾筒120.陽刻痕滾筒118的表面形成有與希望的刻痕線圖案對應的預制的凸起(即突出)模型124，而陰刻痕滾筒120的表面形成有與希望的刻痕線圖案對應的下沉(凹進)的模型126.在切割工位110的下游，刻痕/模壓/切割裝置包括一個轉動切割工位110，該工位110包括一個載有預先布置的切割刀片128的切割輥112和一個大致光滑的支撐輥114，如本領域所知的那樣。
現(xiàn)在參閱圖3和4，其中，圖3示意性地示出了本刻痕/模壓/切割裝置100的俯視圖，而圖4示意性地示出了轉動刻痕/模壓工位116的零件分解透視圖。根據(jù)本發(fā)明，至少一對組合模板，即至少一個陽模板132和至少一個對應的陰模板130被安裝在刻痕模壓工位116的對置的滾筒上。陽模板132形成有預制的凸起的(突出的)模型134，例如商標或者產(chǎn)品的標識語。陰模板130形成有與在模板132上的凸起的模型互補的下沉的(凹進的)模型。在模板130上的凹進模型最好是稍稍大于在模板132上的對應的突出模型，以便在兩個模型之間留出一個用于被模壓材料的間隙，例如大約0.5毫米，間隙的大小取決于包裝材料。
模板130和132利用任何合適的方法比如任何合適的粘結劑分別連接在滾筒118和120上。然而，在本發(fā)明的一個較佳實施例中，不同的模板130和132可以用于相同的一對刻痕滾筒118和120上，因此，模板130和132最好僅僅是臨時(即可拆卸)連接在滾筒118和120的表面上。
在本發(fā)明的一個實施例中，如特別是在圖3中所示，陰模板130安裝在刻痕滾筒118上，其安裝區(qū)域不與凸起的刻痕模型124的任何部分相交。同樣，陽模板132安裝在刻痕滾筒120上，其安裝區(qū)域不與形成在這些滾筒上的下沉的刻痕模型124的任何部分相交。另外，模板130和132最好是安裝得距刻痕模型124或者126的最近部分具有預定的最小分隔距離(例如3毫米)。另外，如在下面將要描述的，模板130和132最好是由薄板構成，例如厚度為0.5-1毫米的塑料板，使得模壓模型通常不厚于刻痕模型。可以理解，在該種布置中，采用模板130和132不會與刻痕/模壓工位116的正常的刻痕作業(yè)相干擾。用于刻痕滾筒118和120表面的較佳構型的詳細實例在下面參照圖6A-圖9予以描述。
每對模板130和132彼此精確配準安裝，即使得在模板上的突出的和凹進的互補模型134和136當模板在刻痕滾筒118和120轉動期間相嚙合時會配準。模板130和132的材料最好是選擇得足夠柔軟，以便能夠使模板適應刻痕滾筒118和120的彎曲表面。然而，該材料也應當是在豎向上基本非塑性的和穩(wěn)定的，以便避免由在刻痕/模壓期間施加的壓力而將模板上的模型134和136壓縮。另外，模板最好是足夠薄，以便不與上述的在刻痕滾筒上的刻痕模型作業(yè)相干擾。在本發(fā)明的一個實施例中，模板由具有上述性質的例如尼龍的薄塑料板制成。由從BASF可以得到的尼龍片S083(0.83毫米厚)或者尼龍片S094(0.94毫米厚)制成的板適用于制造模板130和132。尼龍片S080(0.80毫米厚)或者S096(0.96毫米厚)也是適用的。模型可以利用適用于這種塑性板的任何已知的模壓技術制成在模板130和132上。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，刻痕/模壓/切割加工是如下進行的。將可能預印有比如本領域已知的色圖或者文字的設計圖案的連續(xù)板或者包裝坯料122在滾筒118和120之間的嚙合部位144(圖2)供入刻痕/模壓工位116。
包裝材料122可以由在兩側涂有一薄層低密度聚乙烯(“LDPE”)的紙板構成，如在美國專利4789575中所述，其公開內容通過引用結合在本文中。包裝材料的欲用內表面，即欲與被包裝的液體接觸的表面可以有選擇地涂有附加屏障層，如本領域所知的那樣。
在刻痕/模壓步驟中，刻痕滾筒118和120被彼此驅使著并且沿著相反的方向轉動，使得包裝材料122前進，同時在其上產(chǎn)生預制的刻痕圖案138和預制的模壓圖案140。
在本發(fā)明的另外一個實施例中(附圖中未予示出)，分開的板或包裝坯料而不是連續(xù)的板被供入刻痕/模壓工位116。
在刻痕的和模壓的包裝材料122從刻痕/模壓工位116出去以后，該包裝材料在輥子112和114之間的嚙合部位142(圖2)被供入切割工位110。在切割步驟期間，連續(xù)的板122被切割成具有適于隨后包裝要求的形狀，例如適于產(chǎn)生人字屋頂容器形狀的分開的板123，如圖所示。板123被切割成的形狀由在切割輥112上的刀片128的布置情況來限定。輥子112和114被彼此驅使著并且沿著相反的方向轉動，使得包裝材料可以前進同時被切割成板123。
適于產(chǎn)生人字屋頂紙板容器的經(jīng)過充分加工的即被刻痕/模壓的和切割的包裝材料板123示意性地示于圖5中。在包裝材料板123上的刻痕圖案138可以在包裝過程中使板123隨后折疊成預定的三維結構，例如可以填充以液體比如飲料的人字屋頂容器。圖5還示出了在板123上的最終的模壓圖案140。在本發(fā)明的一些實施例中，板123被預印有相當于模壓圖案140的著色圖案，如在本領域中所知的那樣，因此，圖案140在板123上被模壓得與預印圖案對齊。
可以理解，只是帶有不同的切割和刻痕圖案的基本上與上述相同的加工可以用來生產(chǎn)任何其他希望類型的液體容器，例如無菌(即“磚”型的)容器。
包裝材料122供入刻痕/模壓工位116最好是被校準，以便保持在滾筒118和120上和在模板130和132上的刻痕和模壓圖案之間以及它們在包裝材料122上的目標位置上的正確配準。例如，包裝材料122可能載有也應當予以模壓的預印圖案，并且在這種情況下，模壓圖案134和136應當保持與預印圖案對齊。同樣，刻痕和模壓的材料122被供入切割工位110也應當被校準，以便保持切割刀片128與在包裝材料122上的刻痕的、模壓的和預印的圖案的面對面的正確定位。
包裝材料122供入刻痕/模壓工位116可以利用本領域已知的任何適當?shù)姆椒▉碛枰孕?。在本發(fā)明的一個較佳實施例中，輥子112和114的轉動比如是借助一組齒輪機械地連接著滾筒118和120的轉動的，如本領域所知的那樣。在這樣的布置中，一旦至刻痕/模壓工位116的供入被校準，則至切割工位110的供入也將被校準。
現(xiàn)在參閱圖6A，6B和6C，其中，圖6A和6B分別示意性地示出了本發(fā)明的一個實施例的陽刻痕滾筒118的刻痕表面148的展開的俯視圖和側視截面圖，而圖6C示意性地示出了圖6B的截面圖的一個放大部分。根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例，模板130(未示出)沒有直接連接在表面148上。而是，模板130連接在底板160上(這里也稱為“鍵”160)，而底板160安裝在表面148上的預定位置上。底板160最好是由金屬制成并包括較厚的中央部分161(例如，大約3.5毫米深)和一個較薄的頂層162(例如大約0.3毫米厚)。在本發(fā)明的該實施例中，模板130連接在頂層162的上表面上。
如圖6B和6C所示，底板160的中央部分161嵌入在滾筒118的表面148中形成的預構型的凹槽中。底板160可以借助機械緊固件例如螺釘164固定在表面148上。底板160可以在表面148的預定位置處對模板130提供穩(wěn)定的支撐，因此，能夠使模板130最初就精確地定位在表面148上。該布置也可以降低模板130由于重復的刻痕/模壓，特別是在高速應用場合下在位置和/或變形方面可能的變化。
圖7示意性地示出了適于同時進行多容器刻痕/模壓的本發(fā)明的另外一個實施例的陽刻痕滾筒118的刻痕表面248的展平的俯視圖。本技術領域的普通技術人員可以理解，除了有關表面248的多容器刻痕構型的不同之處以外，該表面的結構和作用與表面148的是基本相同的。
現(xiàn)在參閱圖8A，8B和8C，其中，圖8A，8B分別示意性地示出了本發(fā)明的一個實施例的陰刻痕滾筒120的刻痕表面150的展平的俯視圖和側視橫截面圖，而圖8C示意性地示出了圖8B的橫截面圖的一個放大部分。根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實施例，模板132(未示出)沒有直接連接在表面150上，而是模板132連接在底板170上(在這里也稱為“鍵”170)，而底板170安裝在表面150的預定的位置上。底板170最好是由金屬制成并且包括較厚的中央部分171(例如大約3.5毫米厚)和較薄的頂層172(例如大約0.3毫米厚)。在本發(fā)明的該實施例中，模板132連接在頂層172的上表面上。
如圖8B，8C所示，底板170的中央部分171鑲嵌在在滾筒120的表面150中形成的預構型的凹槽中。底板170可以借助比如螺釘174的機械緊固件固定在表面150上。底板170對在表面150的預定位置處的模板132提供穩(wěn)定的支撐，因此能夠使模板132最初就精確地定位在表面150上。該布置也能夠降低模板132由于重復地刻痕/模壓，特別是在高速應用場合下在位置和/或變形方面可能的變化。
圖9示意性地示出了適于同時進行多容器刻痕/模壓的與圖7的陽刻痕表面248聯(lián)合運作的本發(fā)明的另外一個實施例的陰刻痕滾筒120的刻痕表面250的展平的俯視圖。本技術領域的普通技術人員可以理解，除了有關表面250的多容器刻痕構型的不同之處以外，該表面的結構和作用基本上與表面150是相同的。
本技術領域的普通技術人員可以理解，上述構型的模板130和模板132的精確定位和位置保持可以確保模板130和132在本發(fā)明的刻痕/模壓期間精確地配準。
可以理解，本發(fā)明不限于上述的參閱附圖的具體實施例。而是，本發(fā)明的保護范圍只受下列權利要求的限制。
權利要求
1.一種在包裝材料上模壓預定圖案的方法，其特征在于，其包括下列步驟在第一滾筒的表面上安裝具有與預定的模壓圖案對應的凸起模型的陽模板；在第二滾筒的表面上安裝具有與在陽模板上的凸起模型對應的凹進模型的陰模板；在一個嚙合部位彼此相向地驅使所述的第一和第二滾筒，使得當陽模板和陰模板通過所述的嚙合部位時凸起的和凹進的模板配準；將包裝材料板供入在所述的第一和第二滾筒之間的嚙合部位；以及使所述的第一和第二滾筒轉動，以便使包裝材料板通過所述的嚙合部位前進；其中，當所述的第一和第二模板在所述的嚙合部位嚙合包裝材料板的對置的兩側時，所述的預定圖案被模壓在包裝材料板上。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一和第二滾筒是具有形成在它們各自表面上的第一和第二互補的刻痕模型的第一和第二刻痕滾筒，并且其中，在所述的第一和第二滾筒上分別安裝所述的陽模板和陰模板的步驟包括在所述的第一和第二刻痕模型不相交的部位安裝所述的陽模板和陰模板。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的陽模板和陰模板由非可塑性材料的薄的柔性板制成。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的模板由塑料材料制成。
5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的陽模板和陰模板由非可塑性材料的薄的柔性板制成。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的板由塑料制成。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括將所述的包裝材料板切割成所希望形狀的步驟。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，它還包括將所述的包裝材料板切割成所希望形狀的步驟。
9.一種用于在包裝材料板上模壓預定圖案的裝置，其特征在于，它包括一個第一轉動滾筒；在一個嚙合部位與所述的第一轉動滾筒嚙合的一個第二轉動滾筒；一個具有與預定的模壓圖案對應的凸起模型并可拆卸地安裝在所述的第一滾筒上的陽模板；以及一個具有與在陽模板上的凸起模型對應的凹進模型并可拆卸地安裝在所述的第二滾筒上的陰模板；其中，當陽模板和陰模板通過所述的嚙合部位時所述的凸起的和凹進的模型配準，并且其中當所述的第一和第二滾筒轉動而使包裝材料板前進通過所述的嚙合部位時，所述的預定模壓圖案被模壓在所述的包裝材料板上。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述的第一和第二滾筒是具有形成在它們各自表面上的第一和第二互補刻痕模型的第一和第二刻痕滾筒，并且其中，所述的陽模板和陰模板分別安裝在刻痕滾筒表面上第一和第二刻痕模型不相交的部位處。
11.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述的陽模板和陰模板由非可塑性材料的薄而柔性的板制成。
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述的板由塑料制成。
13.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述的陽模板和陰模板由非可塑性材料的薄而柔性的板制成。
14.如權利要求13所述的裝置，其特征在于，所述的板由塑料制成。
15.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，它還包括一個用于將所述的包裝材料板切割成所希望形狀的切割工位。
16.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，它還包括一個用于將所述的包裝材料板切割成所希望形狀的切割工位。
全文摘要
一種在包裝材料上模壓預定圖案的方法包括:在第一滾筒的表面上安裝凸起模型的模板;在第二滾筒的表面上安裝凹進模型的陰模板;在一嚙合部位彼此相向驅使第一和第二滾筒,使得當陽模板和陰模板通過該嚙合部位時凸起和凹進模板配準;將包裝材料板供入第一和第二滾筒之間的嚙合部位;使第一和第二滾筒轉動,使得包裝材料板通過嚙合部位;當?shù)谝缓偷诙０逶趪Ш喜课粐Ш习b材料板相對兩側時,預定圖案被模壓在包裝材料板上。
文檔編號B29C59/04GK1277100SQ9910799
公開日2000年12月20日 申請日期1999年6月10日 優(yōu)先權日1999年6月10日
發(fā)明者阿里斯托特萊斯·諾羅尼亞 申請人:國際造紙公司