在包裝材料上施加膠粘劑的方法與設備的製作方法
2023-09-19 04:13:35 1
專利名稱：在包裝材料上施加膠粘劑的方法與設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種方法，該方法用於把膠粘劑尤其是熱融型膠粘劑施加在包裝材料上，最好是施加在用於生產坯件的連續材料帶上，在施加膠粘劑期間該材料被傳送，此種施加是藉助於膠粘劑噴嘴而進行的，該噴嘴具有可閉合的噴嘴開口，在把膠粘劑施加到包裝材料上的一個階段期間，該開口受到壓力-膠粘劑壓力-而帶被供應膠粘劑。另外，本發明還涉及實施這種方法的設備。
背景技術：
把膠粘劑施加到包裝材料上-該材料為單獨的一個個坯件或連續材料帶，對於高速運行的包裝機來說存在著問題。尤其是在以運行周期短的包裝機來製造捲菸包裝件的情況下，更是如此。包裝材料，在此種情況下尤其是材料帶，是在膠粘劑施加的同時被傳送的。為此目的而採用的膠粘劑組件最好裝配了接觸式膠粘劑噴嘴。因此，在施加膠粘劑時，包裝材料就會抵靠著接觸式膠粘劑噴嘴的出口或噴嘴開口。以接觸式膠粘劑噴嘴施加膠粘劑，從EP0765811號專利中可以得知。
發明內容
本發明的目的是提供措施，以便根據即將到來的相應任務而影響施加於包裝材料的膠粘劑區。
為了達到這個目的，符合本發明的方法，其特徵在於作用於膠粘劑上的膠粘劑壓力，可根據單獨的情況而調節，這種情況是由包裝材料或材料帶的傳送速度和/或由膠粘劑的粘度，以及/或者被施加於包裝材料上的膠粘劑區的膠粘劑層厚度所決定的。
根據本發明，在膠粘劑組件或在膠粘劑噴嘴區域中施加於膠粘劑上的膠粘劑壓力，可根據許多參數來設定。因此，傳送速度較大時不僅生效的膠粘劑壓力較高，而且對膠粘劑性狀(粘度)也必須加以考慮。最後，將在包裝材料上產生的膠粘劑區的厚度對於決定膠粘劑壓力也起著作用。
本發明的特殊性能在於對膠粘劑壓力進行動態控制，使該壓力適合於包裝材料的當前傳送速度。本發明尤其牽涉對分解器(resolver)轉動角度變化的調節，以及對速率值(velocity value)的計算，特別是就工作周期而言的速率值的計算。速率值是以存儲在控制器中達到適當壓力值的算法來計算的。作為對膠粘劑壓力所做循環計算的一種可選方式，本發明可以把一條曲線存儲在控制器中，該曲線是每個格式(format)所具備的特徵，即所要生產的坯件的每個尺寸和/或形狀。然後，就可對所要處理的實際格式加以選擇。所施加膠粘劑的厚度，可通過轉化(壓力)曲線而進行修改。
根據本發明，膠粘劑組件連接著(中央)包裝機控制器，該控制器指導著對膠粘劑壓力的調節，尤其是藉助於通向膠粘劑組件的膠粘劑管路中的壓力控制閥門而調節。所以，進入膠粘劑組件的膠粘劑總是根據所考慮的參數而具備所要求的膠粘劑壓力。
符合本發明的設備，採用構造為平直噴射器的接觸式膠粘劑噴嘴。該平直噴射器具有多個噴嘴開口，這些開口能被單個地或成組地啟動。材料帶的(循環)傳送移動受到測量，且所測得的結果送給中央包裝機控制器。後者控制著噴嘴的各切斷裝置(shut-off device)、由膠粘劑泵所供應的膠粘劑、壓力控制閥門，以及壓力控制閥門所用的壓縮空氣控制器。此外，該設備還具有數據輸入器，尤其是個人電腦，藉助於該器具，在生產現場就可由個人把設定膠粘劑壓力的參數輸入了。
本發明另外的特殊性能，在下文根據圖紙所做的說明中講得更詳細，在這些圖紙中圖1顯示帶有一個膠粘劑模式(pattern)的展開坯件；圖2顯示製造捲菸包裝件的包裝機一個部分的側視略圖；圖3顯示膠粘劑組件的概略電路圖；
圖4顯示材料帶活動順序略圖；圖5顯示一次膠粘粘合循環的壓力順序(膠粘劑順序)略圖。
具體實施例方式
根據圖1來看，膠粘劑被施加在紙、塗覆的紙或薄膜所制的坯件上。坯件被設計成捲菸包裝件的外包裝件，即綑紮包裝件(bundlepack)10(捲菸箱)。坯件形成了前壁11、側壁12及後壁13。與側壁12相對著的側壁，構成了兩個彼此重疊的摺疊片，即邊緣折條14、15。這些折條的(局部)重疊處由膠粘劑而使該折條彼此粘合地連接著。為達到此目的，處於外面的較寬的那個邊緣折條15，其內側上帶了膠粘劑，即帶了多處膠粘劑區16。因此，長條的邊緣折條15就不是連續整條都帶了膠粘劑，而是帶了有多處間隔的矩形膠粘劑區16，具體說在本實施例中是帶了6處膠粘劑區。
為了使綑紮包裝件10的相互相對末端壁形成，設置了旁側末端折片17，以及作為末端壁外蓋的對應覆蓋折片18。該折片的尺寸基本上等同於末端壁的尺寸。覆蓋折片18由衝壓切口19而與毗連的末端折片17互相分界。覆蓋折片18也帶有膠粘劑，即帶有長條的膠粘劑條20。
在生產綑紮包裝件期間，坯件從連續材料帶21上切割下來，並被餵送給摺疊架22。在後者的區域中，坯件被圍著一組捲菸包裝件而摺疊，在所示實施例中是圍著已經形成的綑紮包裝件10而摺疊。施加給坯件的膠粘劑區16與膠粘劑條20(見圖1)由熱融膠粘劑構成。當邊緣折條14、15及末端折片17、18被分別摺疊之後，這種硬結的膠粘劑就被加熱激活，使得摺疊片由於施加壓力而被彼此結合，具體說，這是在摺疊架22的區域內進行的。
(初始的)流體膠粘劑由膠粘劑組件23施加於材料帶21。膠粘劑組件23具有膠粘劑噴嘴24，具體說，是具有一個平直噴射器或多個平直噴射器，該噴射器帶有許多鄰接的窄縫狀噴嘴開口25、26。為了達到這個目的，膠粘劑組件23被定位於材料帶21的實質上豎立的材料帶區段(web section)27區域內。處於此位置上的材料帶被順著朝下方向傳送，至少在膠粘劑施加期間，該材料帶被施加或壓靠在膠粘劑組件23上，具體說是在膠粘劑開口25、26的區域內。為了達到這個目的，一個可位移的即樞轉的壓力施加件28就暫時被材料帶21壓靠在膠粘劑噴嘴24上。
坯件(見圖1)被定位於材料帶21之內，從而，壁11至15就順著傳送方向而彼此跟隨。一方面是膠粘劑模式即膠粘劑區16，另一方面是膠粘劑條20，一方面由垂直於傳送方向的噴嘴開口25、26的寬度所決定，另一方面則由噴嘴開口25、26的作用即敞開的持續時間，也就是與順著材料帶移動方向的膠粘劑區相關的尺寸所決定。旁側噴嘴開口26在該開口對應敞開時向膠粘劑條20施加膠粘劑。鄰接的膠粘劑區16則由對應同樣數量的噴嘴開口25同時形成，而這些開口的敞開時間相應較短。
對於形成精確的膠粘劑模式而言，重要的是要對膠粘劑組件23加以準確的控制及調節。每個噴嘴開口25、26，或者多個噴嘴開口25，分配給了切斷裝置即(電)閥門29、30。兩個中間的閥門29，每個均分配給了多個(3個)噴嘴開口25，而每個閥門30則分配給了旁側噴嘴開口26。對於閥門29所做的控制，是膠粘劑組件23或包裝機工作周期的一個功能，具體而言，在所示特定實施例中，是由包裝件的(中央)包裝機控制器31進行的。
膠粘劑，尤其是其熱融實施品，經由(共用)膠粘劑管路32而被餵送給膠粘劑組件23。這條管路最好被加熱，即當採用熱融膠粘劑時加熱。膠粘劑由於膠粘劑泵34所施加的壓力而從膠粘劑儲罐中提取出來，並被推入膠粘劑管路32中。在膠粘劑管路32中，產生了較高的壓力，即高達20巴的壓力。膠粘劑的餵送及膠粘劑泵34都是由控制器35所控制的，該控制器藉助於信號線路36而連接著包裝機控制器31。
本發明的一個特殊性能在於其對所分配膠粘劑的精確控制，從而就保障了膠粘劑的恆穩施加，此種施加同膠粘劑層的厚度有關，但卻同材料帶21與膠粘劑組件23之間的相對移動無關，也同膠粘劑的特性無關。為了達到這個目的，就可以調節在膠粘劑噴嘴24區域或在噴嘴開口25、26區域內施加於膠粘劑的壓力，且調節因此而施加於膠粘劑壓力本身的壓力。
膠粘劑壓力是由共用壓力控制閥門37所決定的。該閥門連接著膠粘劑組件23外殼的一側，並決定著整個膠粘劑噴嘴24以及所有噴嘴開口25、26所用的膠粘劑壓力，具體說是膠粘劑管路32中的壓力。作為一種可選方式，可以採用多個可編址壓力控制閥門(在膠粘劑組件23中)，以便以單個或成組的噴嘴開口為基礎來就有效率的膠粘劑壓力加以調節。由壓力控制閥門37所決定的膠粘劑壓力，範圍在4巴至最大為20巴之間。
對壓力控制閥門37的控制，是由壓縮空氣控制器38執行的，此控制器一方面藉助於壓縮空氣管路39而連接著壓縮空氣源，且另一方面藉助於壓縮空氣管路40而連接著壓力控制閥門37。
一個特殊性能在於藉助於數據輸入裝置對膠粘劑壓力的可調節性，該裝置在圖3所示示範實施例中為個人電腦54。此電腦經由信號線路55而連接著控制器或包裝機控制器31。顯示屏幕56顯示進入了的數據，該數據在此處以曲線圖來表示。個人電腦54的裝配，是為了輸入可變的技術說明或參數，尤其是與處理操作有關的相關特殊膠粘劑性能的說明或參數，例如膠粘劑粘度。另外，可以規定包裝機上的合乎要求的膠粘劑層厚度。所以，該個人電腦能用來設定膠粘劑壓力，從而使得膠粘劑條20的膠粘劑層厚度不同於膠粘劑區16的膠粘劑層厚度。噴嘴開口25、26的敞開時間及敞開周期-尤其在每種情況下作為所生產坯件尺寸大小的函數，能被輸入包裝機控制器31中。所要考慮的其他數據和參數，例如在任何既定時間的材料帶傳送速度，也被送入其他地方的包裝機控制器31中。
在所示示範實施例中，材料帶21的傳送移動，是在材料帶21的區域中直接確定的。為了達到這個目的，根據傳送速度而轉動的一個部件，尤其是材料帶所用兩個引入輥42中的一個，就分配給掃描裝置即分解器43。後者由於引入輥42的轉動而探測材料帶21的移動。分解器43也藉助於信號線路44而連接著包裝機控制器31。相應地，包裝機控制器31在材料帶21的(循環)牽拉期間察覺到材料帶的移動順序。隨後，壓力控制閥門37被壓縮空氣控制器38開啟，結果就在膠粘劑噴嘴24中產生膠粘劑壓力，該壓力對等於所必須的傳送移動參數及其他參數。噴嘴開口25、26所要求的敞開時間，是由閥門29、30所適當決定的。
一方面是材料帶21的傳送速度與其他參數的相互作用，另一方面是對應的膠粘劑壓力，均顯示於圖4和圖5的示範性曲線圖中。
圖4顯示了水平的時間軸45和直立的速度軸46。所描繪出的線條47、48、49涉及各種各樣尺寸(大小)的坯件的速率曲線，以及材料帶21的對應牽拉長度及傳送速度。線條47顯示的速度曲線圖，反映了帶有對應較大的最大速度的較大坯件情況。線條49則涉及較小坯件的有特性的移動曲線。
這種相互作用也顯示在圖5所描繪的水平的時間軸45和直立的壓力軸50中。線條51、52、53在內容上對等於圖4所示線條47、48、49。圖5顯示了作為時間函數的壓力曲線圖和壓力水平。每條線條51、52、53或曲線，均被分配給在圖示上與圖4一致的曲線或線條47、48、49。這也就是說，與線條47即與材料帶41的最大速度一致的工作或移動周期，可分配給(壓力/時間)線條53，且因此，對於較低的壓力，如果由於設定參數的緣故，例如膠粘劑粘度和/或所要求的膠粘劑層厚度的緣故，對應於線條53的壓力標繪圖是適當的。另外，曲線即線條51、52、53可以具有非均勻的標繪圖，以便代表在一個工作周期期間即膠粘粘合階段期間，可根據設定的程序而使壓力故意改變。在膠粘劑條20上較大的膠粘劑層厚度，對於圖1所示坯件是合乎要求的，因為較厚的膠粘劑層會使末端壁區域中的摺疊處固定。用於連接邊緣折條14、15的膠粘劑區16可具有較小的膠粘劑層厚度，因為充分的固定可由多個膠粘劑區16達到。
膠粘劑壓力是由於採用材料帶的當前傳送速度而動態調節的。尤其要說明，改變分解器43的轉動角度，是周期性地決定的，例如是按6ms的間歇而決定的，並被轉換為速率值。該值是以存儲在控制器中達到相應壓力值的算法來計算的，實質上是採用下列方程式來計算p＝p1+m×v上式中p表示隨速率而變的膠粘劑壓力，p1表示設定的最大壓力(見圖5)，m表示根據單獨可調節的膠粘劑層厚度而來的因數(factor)，v表示與類似於材料帶速度的一個數。此外，還可以把其他參數考慮在內，即把膠粘劑區的膠粘劑層厚度的不同值考慮在內。
所示把膠粘劑施加於包裝材料上的方法，在運送單個的未製成坯件期間也可以應用。另外，當以循環方式傳送材料帶，此種材料帶以非均勻的速度行進時，例如在包裝機起動期間或其運行時的任何延遲期間，使用此種方法是明智的。
附圖標記10綑紮包裝件 34膠粘劑泵11前壁 35控制器12側壁 36信號線路13後壁 37壓力控制閥門14邊緣折條 38縮空氣控制器15邊緣折條 39縮空氣管路16膠粘劑區 40控制空氣管路17末端折片 41信號線路18覆蓋折片 42引入輥19衝壓切 43分解器20膠粘劑條 44信號線路21材料帶 45時間軸22摺疊架 46速度軸23膠粘劑組件 47線條24膠粘劑噴嘴 48線條25噴嘴開 49線條26噴嘴開 50力軸27材料帶區段 51線條28壓力施加件 52線條29閥門 53線條30閥門 54個人電腦31包裝機控制器 55信號線路32膠粘劑管路 56顯示屏幕33膠粘劑儲罐
權利要求
1.一種用於把膠粘劑施加在包裝材料上的方法，在施加膠粘劑期間該材料以單獨坯件或用於生產包裝件所用坯件的連續材料帶的形式被傳送，此種施加是藉助於膠粘劑噴嘴(24)而進行的，該噴嘴具有可閉合的噴嘴開口(25、26)，在把膠粘劑施加到包裝材料上的階段期間，該開口在壓力-膠粘劑壓力一下被供應膠粘劑，其特徵在於作用於膠粘劑的膠粘劑壓力，可根據單獨的基礎而調節，這種基礎是由包裝材料或材料帶(21)的傳送速度和/或由膠粘劑的粘度，和/或被施加於包裝材料上的膠粘劑區域-膠粘劑區(16)和膠粘劑條(20)-的膠粘劑層厚度所決定的。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於為了達到生產不同任務所用帶有多個膠粘劑區域的坯件的目的，膠粘劑區域被根據其功能而設定，此種設定是通過在膠粘粘合期間或在包裝材料傳送移動期間，調節膠粘劑壓力以便達到合乎要求的膠粘劑層厚度而進行的。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於膠粘劑壓力和/或膠粘劑噴嘴(24)的或者噴嘴開口(25、26)的敞開階段，是由共用控制器(31)所調節的。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於在膠粘劑施加期間，或在為了產生帶有不同膠粘劑層厚度的膠粘劑區域-膠粘劑區(16)和膠粘劑條(20)-的工作周期期間，膠粘劑壓力被改變。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所被膠粘粘合的材料帶(21)的移動特性線條，是由分解器(43)在偏轉輥或引入輥(22)的區域中所決定的，該分解器連接著共用控制器。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於材料帶(21)在膠粘劑組件(22)區域中以非均勻方式被傳送，尤其是在固定周期操作的情況下被傳送，即從靜止狀態被加速到最大速度，然後必須以恆穩的速度被傳送，且隨後減速回到靜止狀態，使得膠粘劑壓力被控制器動態調節到瞬時速度。
7.如權利要求1所述的方法，以下列性能為特徵a)包裝材料的傳送速度，是動態地根據分解器(43)轉動角度的改變而決定的，並被轉換為速率值；b)速率值是以存儲在控制器中達到適當壓力值即膠粘劑壓力的算法來計算的。
8.一種把膠粘劑施加在包裝材料上的設備，在施加膠粘劑期間包裝材料以單獨坯件或用於生產包裝件所用坯件的連續材料帶(21)的形式被傳送，可以把包裝材料移動得通過膠粘劑組件(23)，該組件具有可閉合的噴嘴開口(25、26)，這樣，至少在膠粘劑施加的階段期間，使包裝材料與噴嘴開口(25、26)接觸，其特徵在於在膠粘劑組件(23)內或在膠粘劑噴嘴(24)中作用於膠粘劑的壓力，即膠粘劑壓力，可被調節，此種調節是由包裝材料或材料帶(21)的傳送速度和/或膠粘劑粘度和/或所需膠粘劑層厚度決定的。
9.一種把膠粘劑尤其是熱融膠粘劑施加在包裝材料上的設備，在施加膠粘劑期間包裝材料被傳送，膠粘劑最好施加在用於生產被膠粘的坯件的材料帶(21)，可以把包裝材料尤其是材料帶(21)移動得通過膠粘劑組件(23)，該組件具有可閉合的噴嘴開口(25、26)，最好至少在膠粘劑施加期間，使包裝材料與噴嘴開口(25、26)接觸，且可以在施加膠粘劑期間，由包裝材料的傳送速度所決定而調節施加於膠粘劑上的壓力即膠粘劑壓力，其特徵在於膠粘劑壓力還可以由其他標準決定而被調節，尤其是由膠粘劑粘度和/或膠粘劑區域-膠粘劑區(16)和膠粘劑條(20)-的預期膠粘劑層厚度決定。
10.如權利要求8所述的設備，其特徵在於膠粘劑組件(23)具有作為膠粘劑噴嘴(24)的窄縫狀噴嘴，該噴嘴帶有多個窄縫狀噴嘴開口(25、26)，這些開口能被單獨閉合或成組閉合，具體說是藉助於電啟動切斷裝置即閥門(29、30)而閉合，該閥門被分配給每個噴嘴開口(26)或一組噴嘴開口(25)，並連接著共用控制器。
11.如權利要求8或9所述的設備，其特徵在於膠粘劑組件(23)或膠粘劑噴嘴(24)經由膠粘劑管路(32)而被供應膠粘劑，在膠粘劑管路(32)中安置著壓力控制件(37)。
12.如權利要求10所述的設備，其特徵在於壓力控制件為壓力控制閥門(37)，經由壓縮空氣控制器(38)而藉助於壓縮空氣，使壓力控制閥門(37)或壓縮空氣控制器(38)連接著共用控制器-包裝機控制器(31)，就可調節該閥門。
13.如權利要求9所述的設備，其特徵在於膠粘劑管路(32)連接著膠粘劑的供應處即膠粘劑儲罐(33)，並藉助於膠粘劑泵(34)而受到高壓，就被供應膠粘劑。
14.如權利要求8所述的設備，其特徵在於包裝材料或材料帶(21)的傳送速度，在材料帶(21)的偏轉輥(42)區域中，藉助於與該輥相關的分解器(43)而可被掃描。
15.如權利要求8所述的設備，其特徵在於每個膠粘劑組件(23)或每組膠粘劑組件均被分配了一臺個人電腦(54)作為數據輸入裝置，單獨的一個個參數可輸入該裝置中，這些參數是有關包裝材料傳送速度的和/或膠粘劑粘度的，以及/或者膠粘劑區域的合乎要求的膠粘劑層厚度的，數據輸入裝置即個人電腦(54)藉助於信號線路(55)而連接著包裝機控制器(31)。
全文摘要
在把膠粘劑尤其是熱融膠粘劑施加給坯件所用材料帶(21)期間，膠粘劑的傳遞依賴於材料帶(21)的傳送速度及其他參數而定。尤其是膠粘劑壓力，該壓力根據材料帶的移動而施加於膠粘劑上，是藉助於壓力控制閥門(37)而調節的，該閥門連接著中央包裝機控制器(31)。這樣就確保了膠粘劑的均勻配送。
文檔編號B05D1/26GK1517274SQ20041000145
公開日2004年8月4日 申請日期2004年1月8日 優先權日2003年1月8日
發明者英戈·費貝爾, 託馬斯·克拉克, 克拉克, 英戈 費貝爾 申請人:福克有限公司