一種自動糊盒機以及基於該糊盒機的水性膠封口工藝的製作方法
2023-06-01 14:06:46 1
一種自動糊盒機以及基於該糊盒機的水性膠封口工藝的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種用於水性膠封口工藝的自動糊盒機，至少包括設備基座、金屬膠槽、輸紙器、輸送平臺、預折裝置以及壓合裝置，金屬膠槽內設置有溫度傳感器；在金屬膠槽的外壁上設置有一層保溫隔熱材料，保溫隔熱材料與金屬膠槽的外壁之間還設置有加熱元件；所述的設備基座上設置有透明隔離罩，所述透明隔離罩覆蓋在壓合裝置及輸送平臺上，將壓合裝置及輸送平臺與外界相隔離，所述透明隔離罩上設置有熱風循環系統及抽溼裝置。本發明還提供了基於上述自動糊盒機的水性膠封口工藝。本發明提供的自動糊盒機解決了現有技術中的不足，採用該自動糊盒機能夠使封口效率、速度、質量避免受到工作環境中溫度、溼度的影響，尤其是受低溫和高溼度環境的影響。
【專利說明】一種自動糊盒機以及基於該糊盒機的水性膠封口工藝
【技術領域】
[0001] 本發明提供了一種自動糊盒機，尤其涉及一種採用水性膠進行封口的糊盒機，還 提供了一種基於該糊盒機的水性膠封口工藝，屬於印刷包裝【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 以紙製品為材料的紙製品大量用於形形色色的商品包裝中，與人類生活密切相 關，是每天需要接觸的產品。彩印紙品是方形（或長方形）的，印刷完後往往還需要在紙品 上覆膜或塗覆光油，成為紙塑複合或塗覆光油的複合紙製品，這些複合紙製品製作紙製品 時需先經模切機一次性整體模切、壓痕成為半成品，然後用膠粘劑將" 口"粘結牢固就成為 成品商品包裝，業內稱這個環節為"封口"，"封口"可人工完成，也可用半自動或全自動的糊 盒機完成。現有技術全自動糊盒機自動化程度高、運轉速度非常快，能高速、全自動地完成 從半成品到成品的工作。佔市場主流的全自動糊盒機，額定運轉速度不低於200米/分鐘， 最先進的全自動設備額定運轉速度可以達到400?700米/分鐘。其封口過程與半自動的 設備相比，兩者的區別在於：
[0003] 1、在全自動糊盒機中，紙製品經初步壓合、輸出後，落入緊接其後的、運轉速度很 慢的、新增加的一個不間斷運轉的"保壓"裝置的輸送平臺上，紙製品先是在平臺上自動堆 積成梯形狀，然後慢慢進入"保壓"裝置（裝置由"扁長環形壓力輸送帶"組成，內環由密 集的輥筒傳動，它與輸送平臺上下之間的距離、壓力可調，且運行方向與設備的前段保持一 致）帶壓運行，紙製品輸出後即宣告完成並可點數、打包。"保壓"裝置保壓是區分全自動糊 盒機與半自動糊盒機的主要特徵。
[0004] 2、全自動糊盒機的"保壓"裝置與獨立的平面液壓機"保壓"相比，紙製品被保壓 的時間急劇縮短，因為當速度一定時，現有技術全自動糊盒機不間斷的"保壓"方法裝置的 長度決定著紙製品通過的時間：由於這類裝置的長度一般短的只有1. 5米，長的也不超過6 米，所以即使在運轉速度很慢的情況下，紙製品通過的時間最短的僅有幾秒，長的也只有近 二十秒。也就是說"保壓"裝置的長度提供的"保壓"時間實際上就是提供給封口膠初步固 化的時間，由此似乎可以得出結論：只要能在幾秒至多二十秒的時間內初步固化的膠粘劑 就完全可以保證滿足全自動糊盒機高效率、高速度、高質量的封口要求。
[0005] 其實不然，因為在全球商業流通領域，涉及人類使用的商品包裝的膠粘劑入門的 質量標準是多方面的，具體要求如下：
[0006] 1、快粘標準：初粘性及快粘性能確保相粘材料在幾秒到十幾秒內初步固化。
[0007] 2、持粘性標準：在承受設定重量的條件下，封口處的膠粘劑不能脫開，在外力破壞 下，底材可以破壞，相粘材料處的膠粘劑也不能破壞。
[0008] 3、耐溫標準：能較長時間經受一25°C或以下的低溫不脆化，經受70°C或以上的高 溫不熔化。
[0009] 4、耐水標準：能較長時間在80%以上的高溼度的環境裡不溶化。
[0010] 5、環保標準：原料必須符合美國FDA條規21CFR175. 105 "粘合劑"的標準，成品則 必須能通過歐盟化學品的註冊、評估、授權與限制"法規"（簡稱REACH法規）第1907/2006 號指令的SGS檢測。
[0011] 以上五項標準缺少任何一項都會使封口後的紙製品在商品流通領域失去實用性 價值，例如：
[0012] 1、現有技術的熱熔膠屬於熱熔冷固型膠粘劑，熔融狀態下初粘性、快粘性極好，固 化速度快，也符合環保要求，遺憾的是它可以粘結純紙類盒（箱、袋）但經濟上極為不划算， 還可以粘結紙塑類紙製品，但封口處又不能長時間滿足耐高、低溫的要求，而熱熔膠對UV 油紙製品又粘不住。
[0013] 2、現有技術的溶劑型油性膠粘劑也可滿足初粘性、快粘性的質量要求，但持粘性、 耐溫性、環保標準又不可能達標。
[0014] 由於熱熔膠和溶劑型油性膠粘劑都不具備國際商品流通領域涉及人類使用的商 品包裝膠粘劑的質量標準，那麼唯一選擇只有水性膠粘劑了。但是現有技術的水性膠粘劑 產品，環保標準、耐水標準、耐低溫性滿足以上質量標準沒有多大問題，難點在於初粘性、快 粘性及相粘材料在幾秒到十幾秒內的時間內初步固化的性能及耐高溫性，這對於以水為溶 劑的膠粘劑來說無疑是極大的挑戰，因為 ：
[0015] 1、水的揮發速度制約水性膠粘劑的初步固化需要的時間和固化的速度：水是羥基 型或醇型化合物，沸點是100 °c，溶劑甲苯的沸點是110°C高於水的沸點，但甲苯的揮發速 度卻比水要快10倍，因此水性膠粘劑的固化速度必然慢於甲苯溶劑型油性膠，更慢於降溫 即固化的熱熔膠。現有技術提高水性膠的固化速度可以採用提高固含量的辦法，首先，即使 提高固含量，它的固化速度也無法與熱熔膠和甲苯溶劑型油性膠相媲美，其次，現有技術很 難生產出70?80%以上固含量的水性膠，再次，提高固含量會使成本大幅度增加且會不必 要地浪費不可再生的資源。
[0016] 2、外界溫度影響水性膠揮發速度和固化時間，水的沸點是KKTC這意味著：A.當 溫度越接近水的沸點水的揮發速度會越快，溫度越低於水的沸點水的揮發速度越慢。B.常 溫下水份是不可能瞬間揮發的。C.攝氏零度以下水份的揮發近乎停止。由此可見，外界溫 度越高水性膠粘劑中水的揮發速度越快膠水固化的時間自然越短。
[0017] 3、外界溼度也是影響水性膠揮發速度和固化時間的因素：在非真空的狀態下，水 的揮發速度與空氣溼度密切相關，空氣溼度越高水的揮發速度自然越慢，水性膠的固化時 間自然越長，反之，空氣溼度越低水的揮發速度自然越快，膠水固化時間自然越短。
[0018] 4、相互粘結的材料的性質制約現有技術全自動設備的工作效率和速度：在工作環 境溫度25°C以上，空氣溼度50 %以內的條件下，現有技術的水性封口膠只能滿足純紙類盒 (箱、袋）產品170?500米/分鐘或紙塑複合、UV油類盒（箱、袋）產品60?150米/分 鐘的封口速度要求。紙塑複合或UV油類盒（箱、袋）產品即使改用超高速（400?700米/ 分鐘）的全自動設備進行封口，其工作速度也仍然只能維持在60?150米/分鐘。由此可 見設備的運轉速度並不能決定盒（箱、袋）產品實際的工作速度。為什麼？從水性膠粘劑 的粘結特性看，純紙類盒（箱、袋）產品的粘結屬於多孔材料與多孔材料之間的粘結，多孔 材料表面張力高，易被水浸潤、附著、吸收及使水份揮發，屬於易粘材料，因此可以使用成膜 溫度較高的水性膠粘劑粘結、封口。成膜溫度高的水性膠粘劑幹率好，對水的釋放性也好， 所以在工作環境溫度25°C以上，空氣溼度50 %以內的條件下，可以滿足高速或超高速設備 170?500米/分鐘的速度需求。而紙塑複合類或UV油類的盒（箱、袋）屬於無孔材料與 多孔材料（易粘材料與難粘材料）之間的粘結，紙塑或UV油複合紙製品的表面張力低，難 以被水浸潤、附著、吸收及使水份揮發，加上難粘材料膠粘劑本身的成膜溫度低、幹率差，對 水的釋放性也差，所以紙塑和UV油類的盒（箱、袋）即使採用超高速設備封口，速度也難以 超過150米/分鐘。
[0019] 5、在低溫和高溼的環境下，再先進的糊盒機，水性膠粘劑封口的速度和質量都會 下降：前述的純紙類或紙塑複合類、UV油類的盒（箱、袋）的綜合生產數據是現有技術中最 好的水性封口膠產品在工作環境溫度25°C以上，空氣溼度在50%以內的條件下得到的。而 當工作環境溫度逐步降低，甚至低於13°C以下（如冬季）時或工作環境的空氣溼度在80% 以上（如雨季）時，此時如仍用相同的設備、半成品、水性封口膠，依舊沿用工作環境溫度 25°C以上，空氣溼度在50%內時的速度生產，則經不間斷的"保壓"方法的裝置保壓後的盒 (箱、袋）產品"口"封不住的質量問題就會經常發生，而且設備工作環境溫度越低或溼度越 高，速度上不去，" 口"封不住的問題就會越多，這一直是困擾糊盒機使用水性封口膠封口的 老大難問題。這是因為低溫環境下水性封口膠塗膠時的膠溫與膠粘劑聚合物粒子最低共凝 聚溫度太接近，這導致水性膠粘劑聚合物成膜特性、潤溼性、初粘性、快粘性、附著力、內聚 力都全面急劇下降。
[0020] 以上糊盒機上尤其是高速全自動糊盒機上使用水性膠封口存在的且亟待解決的 五個問題一直困擾著印刷包裝行業。一方面人類使用的商品包裝使用環保型水性膠粘劑是 唯一選擇，另一方面是現有技術糊盒（箱、袋）先進設備工作方法不適應水性膠粘劑的應用 特點，導致在現有最先進技術的糊盒機上，使用現有最先進技術的水性膠粘劑，既滿足不了 先進設備滿負荷的工作需求，又不能滿足企業一年四季能正常地高效率、高質量、低成本生 產的最基本的期望，因此破解現有技術的糊盒機水性膠封口方法的技術難題，提高現有技 術糊盒機的使用水性膠粘劑時的效率、質量、速度是社會、企業和用戶的強烈期望。
【發明內容】
[0021] 本發明提供了一種用於水性膠封口工藝的自動糊盒機，該自動糊盒機解決了現有 技術中的不足，採用該自動糊盒機能夠使封口效率、速度、質量避免受到工作環境中溫度、 溼度的影響，尤其是受低溫和高溼度環境的影響。
[0022] 實現本發明上述目的所採用的技術方案為：
[0023] -種用於水性膠封口工藝的自動糊盒機，至少包括設備基座、金屬膠槽、輸紙器、 輸送平臺、預折裝置以及壓合裝置，金屬膠槽內設置有溫度傳感器，在槽外對應設置顯示 器，用於顯示金屬膠槽內水性膠的溫度；在金屬膠槽的外壁上設置有一層保溫隔熱材料，保 溫隔熱材料與金屬膠槽的外壁之間還設置有加熱元件，加熱元件通過金屬膠槽對槽內的水 性膠進行加熱，加熱元件與溫度調節器連接，並能夠在溫度調節器的控制下調節溫度；所述 的設備基座上設置有透明隔離罩，所述透明隔離罩覆蓋在壓合裝置及輸送平臺上，將壓合 裝置及輸送平臺與外界相隔離，所述透明隔離罩上設置有熱風循環系統及抽溼裝置，所述 熱風循環系統由加熱裝置、進風裝置、抽風裝置和控制裝置組成，其中進風裝置和抽風裝置 分別安裝於透明隔離罩的兩側，加熱裝置位於進風裝置的前方，所述控制裝置通過導線與 加熱裝置、進風裝置和抽風裝置連接，用於控制溫度及風力的大小；所述的抽溼裝置安裝在 透明隔離罩的頂部。
[0024] 所述的金屬膠槽內水性膠的溫度能夠在20°C?70°C的範圍內調整。
[0025] 所述的透明隔離罩的一側設置有可開啟的窗口。
[0026] 所述的透明隔離罩內的溫度能夠在20°C?80°C的範圍內調整，溼度控制在50% 以下。
[0027] 本發明同時還提供了一種基於上述自動糊盒機的水性膠封口工藝，包括以下步 驟：
[0028] (1)將待封口的紙製品由糊盒機的輸紙器輸入，經預折裝置自動預折後，由金屬膠 槽內持續轉動的滾膠輪在紙製品的預留邊上滾塗水性膠水；
[0029] (2)、紙製品塗完膠後，經摺疊、對位、封口後由輸送平臺進入壓合裝置，在透明隔 離罩的隔離環境下，經由壓合裝置壓合後出紙，完成封口。
[0030] 本發明提供的自動糊盒機與現有技術相比，由於金屬膠槽內設置有溫度傳感器， 在槽外對應設置顯示器，用於顯示金屬膠槽內水性膠的溫度；在金屬膠槽的外壁上設置有 一層保溫隔熱材料，保溫隔熱材料與金屬膠槽的外壁之間還設置有加熱元件，加熱元件通 過金屬膠槽對槽內的水性膠進行加熱，加熱元件與溫度調節器連接，並能夠在溫度調節器 的控制下調節溫度，因此無論外部環境的溫度如何，水性膠粘劑塗布時的溫度始終可處在 一個穩定的、高於膠粘劑聚合物粒子最低共凝聚溫度的最佳狀態，這個狀態可以使得水性 封口膠的潤溼性、流動性、凝聚性、內聚力、初粘性、快粘性相應達到最佳，從而使得紙製品 封口、初步壓合時的效率、速度、質量不但不再受外部低溫環境的制約，還可以做得比正常 環境溫度時更好。
[0031] 此外，又由於設備基座上設置有透明隔離罩，所述透明隔離罩覆蓋在壓合裝置及 輸送平臺上，將壓合裝置及輸送平臺與外界相隔離，所述透明隔離罩上設置有熱風循環系 統及抽溼裝置，因此塗完膠的紙製品在摺疊、對位、封口後由輸送平臺進入壓合裝置，在透 明隔離罩的隔離環境下，經由壓合裝置壓合後出紙，完成封口。在壓合的過程中，所述的透 明隔離罩內的溫度能夠在20°C?80°C的範圍內調整，溼度控制在50%以下。因此儘管紙制 品通過這個隔離環境的時間極為有限，但這秒秒必爭的效果非常顯著，為水性膠加速固化 提供了良好的條件。
[0032] 綜上所述，本發明提供的技術方案，採用水性膠對紙製品進行封口處理，一年四季 中可不再受設備所處的外界環境溫度或溼度的制約，尤其是還可獲得比溫度在25°C左右， 空氣溼度在50%以上的自然環境條件下更快的封口速度和更好的封口質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發明提供的金屬膠槽的整體結構示意圖；
[0034] 圖2為透明隔離罩的整體結構示意圖；
[0035] 圖中：1-金屬膠槽，2-溫度傳感器，3-滾膠輪，4-加熱元件，5-保溫隔熱材料， 6_透明隔離罩，7-加熱裝置，8-進風裝置，9-抽風裝置，10-抽溼裝置。
【具體實施方式】
[0036] 下面結合附圖及具體實施例對本發明做詳細具體的說明，但是本發明的保護範圍 並不局限於以下實施例。
[0037] 本發明提供的用於水性膠封口工藝的自動糊盒機，至少包括設備基座、金屬膠槽 1、輸紙器、輸送平臺、預折裝置以及壓合裝置，上述部件與現有全自動糊盒機基本一致。本 實施例中金屬膠槽1的結構如圖1所示，在金屬膠槽1內設置有溫度傳感器2,在槽外對應 設置顯示器，用於顯示金屬膠槽內水性膠的溫度；在金屬膠槽1的外壁上設置有一層保溫 隔熱材料5,保溫隔熱材料5與金屬膠槽1的外壁之間還設置有加熱元件4,加熱元件4通 過金屬膠槽1對槽內的水性膠進行加熱，所述的金屬膠槽1內水性膠的溫度能夠在20°C? 70°C的範圍內調整。加熱元件4與溫度調節器連接，並能夠在溫度調節器的控制下調節溫 度。
[0038] 本實施例中由於採用以上結構，因此無論外部環境的溫度如何，水性膠粘劑塗布 時的溫度始終可處在一個穩定的、高於膠粘劑聚合物粒子最低共凝聚溫度的最佳狀態，這 個狀態可以使得水性封口膠的潤溼性、流動性、凝聚性、內聚力、初粘性、快粘性相應達到最 佳，從而使得紙製品封口、初步壓合時的效率、速度、質量不但不再受外部低溫環境的制約， 還可以做得比正常環境溫度時更好。
[0039] 所述的設備基座上設置有透明隔離罩，透明隔離罩6的結構如圖2所示，透明隔離 罩6覆蓋在壓合裝置及輸送平臺上，將壓合裝置及輸送平臺與外界相隔離。所述的透明隔 離罩6的一側設置有可開啟的窗口。所述透明隔離罩6上設置有熱風循環系統及抽溼裝置 10,所述熱風循環系統由加熱裝置7、進風裝置8、抽風裝置9和控制裝置組成，其中進風裝 置8和抽風裝置9分別安裝於透明隔離罩6的兩側，加熱裝置7位於進風裝置8的前方，所 述控制裝置通過導線與加熱裝置7、進風裝置8和抽風裝置9連接，用於控制溫度及風力的 大小；所述的抽溼裝置10安裝在透明隔離罩6的頂部。所述的透明隔離罩內的溫度能夠在 20°C?80°C的範圍內調整，溼度能夠控制在50%以下。
[0040] 本實施例中塗完膠的紙製品在摺疊、對位、封口後由輸送平臺進入壓合裝置，在透 明隔離罩的隔離環境下，經由壓合裝置壓合後出紙，完成封口。在壓合的過程中，所述的透 明隔離罩內的溫度能夠在20°C?80°C的範圍內調整，溼度控制在50%以下。因此儘管紙制 品通過這個隔離環境的時間極為有限，但這秒秒必爭的效果非常顯著，為水性膠加速固化 提供了良好的條件。
[0041] 本實施例中提供的自動糊盒機，其對應的水性膠封口工藝步驟如下：
[0042] (1)將待封口的紙製品由糊盒機的輸紙器輸入，經預折裝置自動預折後，由金屬膠 槽內持續轉動的滾膠輪在紙製品的預留邊上滾塗水性膠水；
[0043] (2)、紙製品塗完膠後，經摺疊、對位、封口後由輸送平臺進入壓合裝置，在透明隔 離罩的隔離環境下，經由壓合裝置壓合後出紙，完成封口。
【權利要求】
1. 一種用於水性膠封口工藝的自動糊盒機，至少包括設備基座、金屬膠槽、輸紙器、輸 送平臺、預折裝置以及壓合裝置，其特徵在於：金屬膠槽內設置有溫度傳感器，在槽外對應 設置顯示器，用於顯示金屬膠槽內水性膠的溫度；在金屬膠槽的外壁上設置有一層保溫隔 熱材料，保溫隔熱材料與金屬膠槽的外壁之間還設置有加熱元件，加熱元件通過金屬膠槽 對槽內的水性膠進行加熱，加熱元件與溫度調節器連接，並能夠在溫度調節器的控制下調 節溫度；所述的設備基座上設置有透明隔離罩，所述透明隔離罩覆蓋在壓合裝置及輸送平 臺上，將壓合裝置及輸送平臺與外界相隔離，所述透明隔離罩上設置有熱風循環系統及抽 溼裝置，所述熱風循環系統由加熱裝置、進風裝置、抽風裝置和控制裝置組成，其中進風裝 置和抽風裝置分別安裝於透明隔離罩的兩側，加熱裝置位於進風裝置的前方，所述控制裝 置通過導線與加熱裝置、進風裝置和抽風裝置連接，用於控制溫度及風力的大小；所述的抽 溼裝置安裝在透明隔離罩的頂部。
2. 根據權利要求1所述的用於水性膠封口工藝的自動糊盒機，其特徵在於：所述的金 屬膠槽內水性膠的溫度能夠在20°C?70°C的範圍內調整。
3. 根據權利要求1所述的用於水性膠封口工藝的自動糊盒機，其特徵在於：所述的透 明隔離罩的一側設置有可開啟的窗口。
4. 根據權利要求1所述的用於水性膠封口工藝的自動糊盒機，其特徵在於：所述的透 明隔離罩內的溫度能夠在20°C?80°C的範圍內調整，溼度控制在50%以下。
5. -種基於權利要求1所述自動糊盒機的水性膠封口工藝，其特徵在於包括以下步 驟： (1) 將待封口的紙製品由糊盒機的輸紙器輸入，經預折裝置自動預折後，由金屬膠槽內 持續轉動的滾膠輪在紙製品的預留邊上滾塗水性膠水； (2) 、紙製品塗完膠後，經摺疊、對位、封口後由輸送平臺進入壓合裝置，在透明隔離罩 的隔離環境下，經由壓合裝置壓合後出紙，完成封口。
【文檔編號】B05C9/14GK104085130SQ201410301089
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】郭黛妮, 郭怡君 申請人:武漢捷灃聯合膠粘科技有限公司