可撕裂芯、包括這種芯的捲筒和可撕裂芯的製造方法與流程

2023-05-30 10:30:16

本發明的一個方面涉及可撕裂芯即圓筒形管，更準確地說是紙板圓筒形管。這種芯找到了在棉紙工業中特別當然非專有的應用，其中吸收性材料幅如棉紙幅或無紡幅纏繞在這種芯上。本發明的另一個方面涉及包括纏繞在本發明的芯上的片材產品的捲筒。本發明的又一個方面涉及芯的製造方法。
背景技術：
：纏繞在芯上的片材形式的產品的捲筒是本領域已知的。這種捲筒作為示例被用為家用和專業應用的紙巾、溼巾或而紙捲筒。根據第一類型的使用，片狀產品能夠例如通過旋轉捲筒從捲筒外側朝向捲筒的芯被切向地分配。根據第二類型的使用，片材形式的產品能夠從捲筒的內側朝向外側徑向/中心地分配。這就是所謂的中心進給式分配。在該第二情形下，在開始分配之前芯必須從捲筒被移除。文獻jph1129263描述了內層釋放紙管。內層釋放紙管有利於基於內周面紙帶的簡單拉動而拆卸和移除紙管以及從內側平滑地釋放纏繞材料。內層釋放紙管由螺旋形紙管組成，其中紙管外周面自此成形的外周面紙帶和紙管內周面自此成形的內周面紙帶被形成。這些紙帶沿側向重疊並且以螺旋方式纏繞成使得紙帶的接縫不重疊。外周面紙帶和內周面紙帶沿外周面紙帶的接縫間斷地結合。文獻wo2011/092590描述了具有可被軸向撕裂的圓柱形壁的芯。芯由兩個疊置的條帶組成，這些分別是與產品接觸的外部條帶以及內部條帶。這些條帶纏繞在彼此之上並且通過例如由粘合產生附連地帶而被接合在一起。內部條帶的至少一個縱緣不附連，或在確定的寬度之上弱附連，以便在其螺旋長度的至少一部分之上形成面向外部條帶的自由和可接近的翼片。上述兩個可撕裂芯需要內部條帶與外部條帶之間粘合的精確和詳細的定位。為此，在製造期間要精細地調整和控制芯製造工序。當製造節奏發生改變時特別會是這樣。因而，需要特別是通過提供不論製造節奏如何改變都易於製造的可撕裂芯來簡化可撕裂芯的製造工藝。技術實現要素：本發明的目的是提出一種可撕裂芯，其克服了上述缺陷且特別是在製造工藝期間便於變換製造節奏。根據一個方面，提供了一種適於纏繞片材產品的可撕裂芯，包括限定縱軸線xx'的縱向孔的圓柱形本體壁，圓柱形本體壁可從邊緣被撕裂，圓柱形本體壁包括外部條帶和內部條帶，外部條帶是可撕裂圓柱形本體壁的適於與纏繞的片材產品相接觸的一部分，內部條帶是可撕裂圓柱形本體壁的面向縱向孔的另一部分，外部條帶和內部條帶螺旋地纏繞於彼此之上並且沿平行於縱軸線xx'的側向移置地重疊，外部條帶和內部條帶通過其相互面對的表面由第一附連地帶緊固在一起，其中：-條帶由具有如此特性的材料組成，該特性使得內部條帶由具有基重大於外部條帶基重、且水滴吸收時間(waterdrop)小於外部條帶水滴吸收時間的紙板製成，或外部條帶由具有基重大於內部條帶基重、且水滴吸收時間小於內部條帶水滴吸收時間的紙板製成；並且-通過將外部條帶緊固在一起來將所述圓柱形本體壁構建為芯管，第一圈外部條帶的第一端部與相鄰圈外部條帶的第二端部通過其相互面對的表面通過第二附連地帶而被疊置和緊固。第一和第二附連地帶被定位成使得外部條帶和內部條帶的兩個相對表面在其中兩個相鄰圈重疊的重疊螺旋狀區域處在限定寬度之上不附連在一起，從而在可撕裂芯的邊緣處形成自由和內部可接近的翼片。外部條帶和內部條帶以及外部條帶的端部可通過其相互面對的表面經粘合劑結合而被緊固在一起，第一和第二附連地帶由粘合劑膜製成，粘合劑膜是連續的或不連續的。外部條帶和內部條帶以及外部條帶的端部可通過它們相互面對的表面由機械緊固而緊固在一起。第一附連地帶可從外部條帶的第一端部延伸至內部條帶的第二端部。外部條帶的寬度w33可等於或小於內部條帶的寬度w34。第二附連地帶可在小於第一附連地帶的寬度的寬度之上延伸。內部條帶的基重可高於外部條帶基重大約50％，並且內部條帶的水滴吸收時間可以是幾分鐘而外部條帶的水滴吸收時間可以是未確定大小的。外部條帶的基重可高於內部條帶基重大約50％，並且外部條帶的水滴吸收時間可以是幾分鐘而內部條帶的水滴吸收時間可以是未確定大小的。一個條帶的單位面積的基重可為100到150g/m2的範圍並且水滴吸收時間可為約為10min，並且另一條帶的單位面積的基重可為400到450g/m2的範圍並且水滴吸收時間可以是未確定大小的。根據另一個方面，提供了包括纏繞在本發明的可撕裂芯上的片材產品的片材產品捲筒。片材產品捲筒可以是棉紙幅。根據其它方面，提供了一種製造可撕裂芯的方法，所述可撕裂芯為限定縱軸線xx'的縱向孔的圓柱形本體壁的形式，圓柱形本體壁可從邊緣被撕裂，所述製造方法包括如下步驟：-外部條帶和內部條帶由具有如此特性的材料組成，該特性使得內部條帶由具有基重大於外部條帶基重、且水滴吸收時間小於外部條帶水滴吸收時間的紙板製成，或外部條帶由具有基重大於內部條帶基重、且水滴吸收時間小於內部條帶水滴吸收時間的紙板製成；-通過在平行於縱軸線xx'的側向上移置地重疊外部條帶和內部條帶來組裝外部條帶和內部條帶，外部條帶和內部條帶通過它們相互面對的表面由第一附連地帶緊固在一起；-螺旋地纏繞組裝好的外部和內部條帶從而通過將外部條帶緊固在一起將所述圓柱形本體壁構建為芯管，一圈外部條帶的第一端部的外表面重疊在相鄰圈外部條帶的第二端部的外表面上並且通過它們相互面對的表面由第二附連地帶緊固在一起；並且-以限定的長度切割可撕裂芯。製造可撕裂芯的方法可進一步包括以實線或虛線在組裝好的外部和內部條帶的外部條帶的第一端部的所述外表面上施加粘合劑。根據本發明，有可能避免至少大大地減少在芯製造工藝期間特別是在製造節奏改變時所需的控制和調整。這可通過構成外部和內部條帶的材料以及第二附連地帶位置的組合來實現。本發明進一步使得能夠在安裝在分配器內之前即開始分配之前保持芯易於定性地被撕裂的能力。其它優點將根據下面本發明的說明書更為清楚。附圖說明本發明通過示例示出並且本發明不局限於附圖，其中相同的附圖標記指示類似的元件：圖1的上部和下部分別示意性地示出當撕裂可撕裂芯時的紙巾捲筒以及在徑向/中心分配期間位於中心進給式分配器中的紙巾捲筒的透視圖；圖2是示意性地和局部地示出包括根據本發明實施例的可撕裂芯和纏繞的吸收產品的捲筒的截面圖；圖3是圖2的可撕裂芯的側視圖，示出重疊的螺旋狀區域；圖4是圖2的可撕裂芯的局部截面透視圖；圖5是示意性地和局部地示出圖2的可撕裂芯的抽取順序的截面圖；圖6是包括用於製造圖2的可撕裂芯的組裝好的紙板外部和內部條帶的條帶的頂視圖；以及圖7示意性地示出用於纏繞和切割圖2的可撕裂芯的製造機器和方法。具體實施方式圖1上部是示意性地示出棉紙捲筒1的透視圖。棉紙捲筒1包括纏繞的吸收產品，例如纏繞在由紙板材料製成的可撕裂芯3上的棉紙片材2。棉紙片材2可設置有便於分離單片棉紙的預切割橫線(未示出)。在開始從捲筒1分配棉紙片材部分之前，通過按照捲筒縱軸線xx'施加拉撕力4來軸向撕裂芯3。在已經撕裂芯並且將其完全地從捲筒3去除之後，能從構成捲筒內部中心的孔抓握棉紙捲筒1的第一內部繞圈。隨後，將捲筒適配在中心進給式分配器5內。圖1下部是示意性地示出在徑向/中心分配期間中心進給式分配器5(如虛線所示)內的棉紙捲筒1(繪線所示)的透視圖。在該示例性實施例中，中心進給式分配器5包括用於容納棉紙捲筒1的例如基本上圓柱形形狀的本體6。圓柱形本體6包括分配口7。當使用者基本上根據捲筒縱軸線xx'施加分配拉力9時棉紙片材8的展開部分穿過分配口7從捲筒1分配出。中心進給式分配器5可進一步包括為了清楚起見未示出的附加元件，例如閉合機構、穿過其分配片材的噴嘴或便於分離棉紙片材8的各部分的切割機構，等等。雖然附圖將縱軸線xx'示為水平軸線，但其它方向也是適宜的，例如中心進給式分配器5可基本上豎直地定位。圖2-4示意性地示出根據本發明優選實施例的本發明的可撕裂芯3。可撕裂芯3包括限定縱軸線xx'的縱向孔35的可撕裂圓柱形本體壁31。圖2是示意性地和局部地示出包括可撕裂芯3和纏繞的吸收產品2的棉紙捲筒1的截面圖。可撕裂芯3的可撕裂圓柱形本體壁31包括外部條帶33和內部條帶34。外部條帶33是可撕裂圓柱形本體壁31的與纏繞的吸收產品2接觸的部分。內部條帶34是可撕裂圓柱形本體壁31的穿過棉紙捲筒1面向縱向孔35的部分。外部條帶33和內部條帶34沿平行於縱軸線xx'的側向移置地重疊。外部條帶33和內部條帶34以適宜的纏繞角度φ和節距δ螺旋地纏繞在彼此之上。外部條帶33和內部條帶34通過它們相互面對的表面通過特定的附連地帶36、37被緊固在一起，從而形成疊置條帶的管子。在本發明的當前實施例中，外部條帶33和內部條帶34通過它們相互面對的表面通過粘合劑結合而緊固在一起。通過在需要結合在一起的相互面對的表面上施加粘合劑膜來完成粘合劑結合。粘合劑膜以連續的方式施加。然而，作為可選方案，它可以以不連續或間斷的方式施加。根據本發明的第一和第三實施例，構成條帶的材料的特性使得內部條帶34由具有基重大於外部條帶33基重、且水滴吸收時間小於外部條帶33的水滴吸收時間的紙板製成。例如，外部條帶33由具有低基重和高水滴吸收時間的紙板製成，而內部條帶34由具有中等基重和低水滴吸收時間的紙板製成。根據第一實施例，內部條帶34的基重比外部條帶33的基重高大約50％，並且內部條帶34的水滴吸收時間是幾分鐘而外部條帶33的水滴吸收時間是未確定大小的。水滴吸收時間評價了紙板材料的吸水率。它通過在紙板表面上滴上一滴水並且用秒/分鐘測量水滴被完全吸收的時間來測量。未確定大小的水滴吸收時間意味著在確定的時段過後水滴仍然未被紙板材料所吸收。更準確地，用於測量水滴吸收時間的方法使用的設備是獨立式的量管和計時器。在開始測試之前，必須檢查下落高度是7釐米加減3毫米。準備好紙板材料的樣本。三個水滴在紙板材料樣品的一側上彼此間隔3cm被放置，並且當水滴被放置時立即啟動計時器。當每個水滴已經被紙板材料樣品完全吸收時記錄時間。對樣本的另一側重複相同的測試操作。對於每側，以分鐘計算測量的平均值。在以下的表格中給出了示例，其中由公司sonoco製造和商品化紙板材料。表1(第一實施例)：外部條帶33內部條帶34基重/單位面積重量(g/m2)400-450150-200水滴吸收時間(min)未確定大小10可選地，根據本發明的第二和第四實施例，構成條帶的材料的以上特性可能是相反的，意味著外部條帶33由具有基重大於內部條帶34基重、且水滴吸收時間小於內部條帶34的水滴吸收時間的紙板製成。表2(第二實施例)：外部條帶33內部條帶34基重/單位面積重量(g/m2)150-200400-450水滴吸收時間(min)10未確定大小表3(第三實施例)：外部條帶33內部條帶34基重/單位面積重量(g/m2)230180水滴吸收時間(min)未確定大小10表4(第四實施例)：外部條帶33內部條帶34基重/單位面積重量(g/m2)180230水滴吸收時間(min)未確定大小10根據第一和第三實施例的可撕裂芯比根據第二實施例的可撕裂芯更容易抽取。根據本發明的第五實施例，構成條帶的材料的特性使得內部條帶34由具有基重基本上類似於外部條帶33基重且水滴吸收時間小於外部條帶33水滴吸收時間的紙板製成。例如，外部條帶33由具有中等基重和高水滴吸收時間的紙板製成，而內部條帶34由具有中等基重和低水滴吸收時間的紙板製成。根據該特定實施例，內部條帶34的水滴吸收時間是幾分鐘同時外部條帶33的水滴吸收時間未確定大小。表5(第五實施例)：外部條帶33內部條帶34基重/單位面積重量(g/m2)180-230180-230水滴吸收時間(min)未確定大小10此外，根據本發明，特定附連地帶36、37的位置被選擇為形成用於支撐纏繞的吸收產品2的堅固芯3，同時提供自由的和內部可接近的翼片50以便於軸向撕裂可撕裂芯3。圖6是包括用於製造圖2的可撕裂芯的組裝好的外部和內部條帶33、34的條帶45的頂視圖。外部和內部條帶都是平坦的。外部條帶33通過第一附連地帶36通過其相互面對的表面移置地重疊和結合於內部條帶34，所述第一附連地帶從外部條帶33的第一端部38延伸至內部條帶34的第二端部39。因此，外部條帶33側邊處的縱向表面40和內部條帶34的另一個側邊處的縱向表面41不被附連在一起。在該階段，這些縱向表面40、41的表面是不塗敷粘合劑的表面。外部條帶33的寬度w33可與內部條帶34的寬度w34相同。可選地，外部條帶33的寬度w33可小於內部條帶34的寬度w34。圖2示出通過螺旋狀纏繞圖6的條帶45獲得的三個連續圈a(局部示出)、b和c(局部示出)的截面。圖4是示出相同部分的局部截面透視圖。在一側處，一圈(例如圈b)的外部條帶33通過圈b的外部條帶33的第一端部38與相鄰圈(例如圈a)的外部條帶33的第二端部42a之間的第二附連地帶37被疊置和連接於相鄰圈a的外部條帶。在另一側處，圈b的外部條帶33通過相鄰圈(例如圈c)的外部條帶33的第一端部38a與圈b的外部條帶33的第二端部42之間的另一個第二附連地帶37a被疊置和連接於相鄰圈c的外部條帶。第二附連地帶37、37a在小於結合外部與內部條帶33、34的第一附連地帶36的寬度的寬度之上延伸。因此，外部條帶33和內部條帶34的兩個相對表面43在兩個相鄰圈重疊於其處的重疊螺旋狀區域44處在限定的寬度之上不被附連在一起。圖3是示出重疊螺旋狀區域44的圖2的可撕裂芯的側視圖。此外，應當注意可撕裂圓柱形本體壁31僅通過外部條帶33的附連地帶37被保持為連貫管。根據以上提及的實施例(結合用於條帶的材料和附連地帶的位置)，在外部條帶33與內部條帶34之間形成的聯合(第一附連地帶36)比外部條帶33的相鄰圈之間的聯合(第二附連地帶37)更強。因此，在第二附連地帶37處形成易碎地帶。內部條帶34用作施加斷開第二附連地帶37的拉撕力的工具。在芯已基本上垂直於縱軸線xx'切割的邊緣(鑲邊)處形成自由的和內部可接近的翼片50。該翼片50易於被抓握以施加圖1所示的拉撕力4。圖5a、5b和5c是示意性地和局部地示出圖2的可撕裂芯的抽取順序的截面圖。使用者抓握自由的和內部可接近的翼片50並且根據基本上平行於縱軸線xx'的方向施加拉撕力4。拉力4的效果是斷裂外部條帶33的靠近可撕裂芯3邊緣51的疊置端部38、42之間在第二附連地帶37處的聯合地帶52a。在進一步施加拉力4時，斷裂效果繼續螺旋狀地傳播並且連續地斷裂第二附連地帶37(不同的斷裂聯合地帶52b、52c和52d在抽取順序中被分步示出)直至到達可撕裂芯3的另一個邊緣。同時，撕裂的芯的直徑減小並且圓柱形本體壁31不再與片材產品2相接觸。因此，可撕裂芯3被軸向撕裂並且使用者能夠從捲筒1內部35接近第一內部片材產品2。圖7示意性地示出以圓柱形管的形式製造芯3。通過以給定的螺旋纏繞角度在圓筒形心軸上螺旋纏繞包括紙板制的預裝好的外部和內部條帶33、34的條帶45來形成螺旋纏繞的管芯3。條帶45被纏繞成使得一圈外部條帶33的第一端部38的外表面重疊在相鄰圈外部條帶的第二端部42的外表面上並且在重疊的螺旋狀區域44內結合在一起以構建圓柱形管。例如，芯具有大約80mm的直徑、大約120mm的寬度w33、大約140mm的寬度w34、大約10mm寬度的相對部分43以及大約40mm寬度的重疊螺旋狀區域44。更準確地，圖7示意性地示出用於纏繞和切割可撕裂芯管3的機器。可撕裂芯3在纏繞單元60內螺旋地纏繞隨後在切割單元64內被切割為所需長度。纏繞單元60包括膠沉積噴嘴61、心軸62和纏繞帶63。膠沉積噴嘴61定位在心軸62和纏繞帶63上遊。膠沉積噴嘴61在預裝好的外部和內部條帶33、34的條帶45的外部條帶33的第一端部38的外表面(縱向表面41)上以實線(如圖所示)或虛線(未示出)施加粘合劑(膠)。線可具有幾個毫米的寬度。通過在心軸62上纏繞條帶45形成可撕裂芯管。心軸62可以是細長形金屬圓筒。纏繞角度φ可以是45°，但是任何其它角度也是可接受的。纏繞帶63接合條帶45並且形成可撕裂芯管3。由於該接合，芯管沿心軸以螺杆的形式推進。外部條帶33的第一端部38的外表面被施加為使得粘著於相鄰圈外部條帶的第二端部42的外表面(縱向表面40)上(參見圖2所示的細節)。這就形成了纏繞帶63下遊的輪廓分明的可撕裂芯管3。切割單元64定位在纏繞單元60下遊。切割單元64切割所需長度l的可撕裂芯管3。切割單元64可包括圓鋸、刀片、壓碎裝置等等。圖3示意性地和局部地示出由圖7所示的機器得到的可撕裂芯管3。總加工過程可以是連續的或不連續的，意味著條帶45在以上所述的機器中被纏繞為管芯之前可被獨立地製造(預裝)隨後臨時地存儲為捲筒(未示出)。根據本發明，簡化了製造，導致可能將生產節奏從30-35m/min增加為80m/min。附圖及其以上描述示出而非限定本發明。所述實施例中相應條帶的尺寸、密度、角度和位置不是限定性的示例。本領域技術人員將很容易認識到，如果期望或認為是獲得所需可撕裂效果或將芯的截面調整為其它尺寸所必須的，可以改變這些尺寸、密度、角度和位置。此外，表中給出的示例是基於當前商業化的紙板材料的非限定性示例；人們能夠想像，將來具有基重降低至80g/m2的紙板材料是可能的。雖然所示和所述的實施例示出外部條帶和內部條帶並且外部條帶的端部通過其相互面對的表面經粘合劑結合而緊固在一起，但是這些條帶或條帶的部分可選地通過其相互面對的表面由機械緊固(例如通過滾花)而緊固在一起。這種情況下，由滾花工序所致的條帶或條帶部分相互面對的表面的變形構成了第一和第二附連地帶。本發明的芯可用於纏繞片材產品例如「片材產品捲筒」。這具有包括作為示例的紙巾捲筒、廁紙、塑料片才等等、金屬片材(例如鋁)等等、食品保藏袋、包裹等等的大量含義。片材產品可被卷繞為連續的非穿孔片材或預穿孔片材。「片材產品捲筒」可用於住宅或商業應用。分配器組件可手動地(使用者可用手拉扯材料片材)或電機輔助地(電機可根據心願輔助片材的自動分配)從片材產品捲筒分配片材產品。這種分配器組件和結構與本發明不密切相關並且不再詳述。權利要求中的任何附圖標記不應當被詮釋為限制權利要求。單詞「包括」不排除權利要求所列之外的其它元件的存在。元件前面的量詞「一個」或「至少一個」不排除多個這種元件的存在。當前第1頁12