易分裂膠帶及其應用和製造裝置的製作方法

2023-05-31 16:31:46

專利名稱：易分裂膠帶及其應用和製造裝置的製作方法
易分裂膠帶及其應用和製造裝置
本發明涉及一種縱向延伸的膠帶，該膠帶如此地優化，即，該膠帶在
膠帶厚度方向上的力恰好完全相反，在儘可能低的力度下力求斷裂。
因此，這個目標的特殊困難在於兩種強度要求的對立性。然而，對於 技術人員來說，久已熟悉的是製造不結實膠帶，而且也熟悉的是製造結實 膠帶，但對於技術人員來說，長期以來都不熟悉的是製造既結實又不結實 的膠帶。
可是，對這些應在進行所謂的急速接頭時起所謂巻筒搭接件
(Rollenverschluss)作用的膠帶存在著矛盾的要求。
急速接頭在薄幅面狀材料，特別是紙的製備、調質和加工中執行。形 容詞"急速"表達了這樣的事實，即，接頭，也即連接在各生產設備全運 行速度下進行。目前，造紙機中紙幅面的速度通常超過100 km/h，最快甚 至容許130km/h。
紙張調質和加工中需要接頭的原因是，即使在當今常用的巨大尺寸紙 輥的情況下(大至9米寬和2.5米直徑)也會在某一個時候用到頭。因此，必 須用新巻筒代替松巻的巻筒。在造紙中，由於即使最大的巻筒也會在某個 時候巻滿，所以產生類似的需求。
下面選取通過塗覆來調製紙幅面作為例子來闡明為什麼在許多應用領
域中要求可急速實施的接頭。所達到的塗層厚度不僅取決於原紙上側和刮 塗刀下緣之間的距離，而且也取決於紙幅面穿過塗覆縫隙的速度拽得越
快塗層厚度越小。但是，這種塗層厚度減小不僅是幅面速度的函數，而且 也是紙幅面面浸潤傾向性和塗料粘度的函數。粘度又是溫度的函數，而溫 度又受紙幅面速度影響。簡言之只有主要影響參數保持恆定，其中特別 是紙幅面的速度保持恆定，塗覆質量才能穩定。但若不能制動紙幅面來進 行接頭，則必須在全紙幅面速度的情況下進行接頭。
類似於事先處理過的整個表面塗覆，在僅在部分表面塗覆的情況下， 也追求保持所有主要影響參數恆定。部分表面塗覆商業上的最重要情況是
印刷，無論壁紙、書藉或者是雜誌。在不同印刷方法中，凹版印刷被證實 對接頭的要求很高，因為凹版印刷大多數在高光澤的紙上進行，高光澤的 紙通常大量用於雜誌插圖，僅能這樣地獲得其經濟性，即，其含有使紙"脆 化"的組分，也即使其完整無損地吸收短時間力沖擊的能力減退。因此， 在此尤其需要均勻的，也即沖擊低的也或衝擊力低的接頭。
為了在加工中以及在調質的輸入側上，使得新巻筒徑向外端的接頭(在 某種程度上可以說新巻筒的開始端)在大致快用盡巻筒的端頭上產生沖擊盡 可能低，必須以已知的方式將新巻筒加速到這樣的轉速，即，其圓周速度 與舊紙幅面的紙幅面速度相一致。在這種高度加速過程中，徑向外端頭一皮 風推動並被離心力加載。開頭提及的巻筒搭接件用來使巻紙筒經受住這些 力，並且不"爆裂"。巻筒搭接件基本上由新巻筒最後端頭和位於其後的巻繞
層粘接構成。鑑於這種130 km/h的高速度，可以理解，在此情況下產生的 高風力與高離心力，需要相當大的搭接強度。
但是，就在預期的紙幅面急速接頭得以實現的瞬間，原先如此重要的 巻筒搭接件卻幹擾、阻礙新巻筒的打開及其展巻。從此瞬間起，希望想得 到儘可能小的搭接強度。
在努力使尖銳對立的要求(首先高強度然後低強度)，相互協調一致時， 專利申請文件US 3，006，568建議了一種分裂機構，但該分裂機構還設置在 設計為三層結構的附加構件上，尤其參見第3欄第6行最後一個詞至第11 行，以及4幅附圖。在約30年前的出版物WO 91/08159中，為進行巻筒4妻 頭，推薦了一種雙面粘膠帶，該雙面粘膠帶應當在閉鎖器打開的瞬間裂開。 為此不需要附加的中間構件，正如上述美國專利所假定，在此已經公開。 DE 195 44 010 Al在內容上對此作了補充。
然而，所述對比文件還記載了尖端標籤也即短且寬的膠帶段的使用， 這些膠帶段粘貼在這種幅面巻筒的徑向外側端部切割成V-形或W-形或者多 個V-形的起始邊緣的一個或多個尖端上，後來的德國實用新型G92 01 286 和G 92 15 731公開了一種基本上橫向粘貼在新巻筒的膠帶。在該膠帶中， 推薦薄膜作膠帶的載體。這兩份申請文件中的後一個記載了一種由多層構 成的薄膜的分裂機構，該分裂機構用來斷開巻筒搭接件。在其權利要求5 中，推薦了多層膠帶的一個或者兩個邊緣的"特殊的變型"，"例如鋸齒形 的"。作為另一種可能性，也就是在一個產品中結合巻筒搭接件和接頭功能，
G 92 01 286的權利要求5中給出了這樣的教導，即，膠帶底面上粘合劑如 此調節，使之在一次性粘貼後不再能粘住。儘管保持敞開，就像這種不粘 著性的遺留應當準確實現的那樣，但是在此仍作為目標已公開；該權利要 求的從屬權利要求6建議粘合劑相當於"便條籤和膠粘標籤，，的粘合劑。 按照申請文件WO 95/291 15所述，其中用來搭接巻筒的"第三，，粘合
剝離開來，而使所述下面的繞圈外表面處於無粘性狀態"。然而，權利要求 2至4建議了膠粘性小的粘合劑或可再定位的粘合劑或者可通過伸展再脫落 的粘合劑，按照權利要求5所述，應當使用侵蝕性壓敏膠。
與此相反，公開說明書DE 196 28 317 Al和DE 196 32 689 Al則再次 涉及原先的建議，在實現拼接之後通過分裂來斷開搭接。在此情況下，接 頭功能和搭接功能結合在一種產品中，而且這種能分裂的載體由紙構成。 DE 199 02 179 Al進而發展了這種構思，把這種含有一定填充料的分裂條帶 粘到接頭膠帶上。
同時，由於上一段中所述複雜的構思已能非常廣泛的流行，多家竟爭 的著名膠帶製造商進行了嘗試，以建立多層分裂體系，為此例如參見出版 物WO 99/46196和WO 2002/0056784。
本發明依照這種有關分裂的構思來斷開巻筒的搭接，並解決這樣的問 題，即，進一步增大在高度加速時希望的高強度和在斷開搭接時刻希望的 低強度之間的差距。
加拿大的公開文件CA 2 039 631或證明其優先權的德國專利申請DE 40 10 704可以看作相關的現有技術，在

圖14中，權利要求5看來屬於此圖， 指出了一種非直線形的膠粘邊緣；然而，所論及的主題是有關紙張沿一個 穿孔破裂，而不是由於對紙張厚度方向加載所致的。同一申請人的DE40 33 900中的內容類似。
上面提及的德國實用新型G 92 15 731,尤其其權利要求5，被視作最 接近的現有技術。該實用新型記敘了一種"巻筒粘合劑"，其特徵在於，"多 層膜"的一個或者兩個邊緣不平行，而是特別成形的，例如設計為鋸齒形。 以此為基礎出發，產生的所要解決的技術問題是，確定可分裂膠帶的邊緣 輪廓，儘管搭接強度高仍允許輕而易舉地斷開搭接。
如已經在德國實用新型G92 15 731中所建議的那樣，在申請人的公司
裡也用鋸齒狀邊緣輪廓做了試驗。對一般的技術人員來說，這種結構不僅 由於其可特別簡單地描述，而且也因其最精確地相當於已有的V形粘接及 後來的多重V形粘接。可是，實踐表明，可想而知的假定，即，這種設計 結構會使所要克服的紙張強度隨時間完全均勻化，是不正確的，而是與以 往在其他方面相同而兩側邊緣平直的分裂條帶的具體結構相比，導致了可 分裂膠帶的每個鋸齒形邊緣惡化。除了意欲達到的高抗分裂強度平均值和 尤其意欲達到的低揭開阻力平均值完全不利以外，主要還是所有情況下達 到的平均值波動更大。這些結果導致業內人士長久摒棄這種構思。
本發明的命題在於，最初的不利的試驗結果，其原因不是由於偏離直 線性，而實際上是鋸齒形。此外曾假定，尤其每個齒前沿端上的尖銳頂端
起著妨害作用，並因此建議作為本發明的技術方案的最重要的組成部分
即，把準備大致軸向粘貼到被黏附巻筒(一般為巻筒紙、但也可以是塑料薄 膜或者金屬薄膜等等)的膠帶的突出部倒圓(也就是沒有尖銳的角)，所述膠 帶用來在所黏附巻筒旋轉過程中對所黏附巻筒進行加速。也可以把這種倒 圓稱作可連續微分的輾平，其結果是，在每個突出部上有一條切線平行於 膠帶整個縱向延伸。
從現在起已能用實驗室試驗證明，所推薦的前沿部位倒圓，實際上導 致初始分裂力降低，並藉此在鬆開巻筒固定的瞬間，降低新接合紙幅面中
進一步降低。對一般專業人員來說，這種可喜結果是出乎預料的，因為先 前已知的直線形膠帶邊緣的異化，即鋸齒形，全然相反地導致惡化。
該技術方案不顯而易見的另一個原因是，它首次促成了放棄使作用到 新接合紙幅面上的張力完全一致化的原先目標。本發明滿足了縮小最大力
脈沖的目標；儘管如此，這個更加合適的目標被可靠實現。
本身已知的波形的已知的有稜角的結構產生不利效果由此解釋實際 上目標是不要可分裂紙因巻紙筒切線方向上的力而撕裂(例如，DE 38 34 334 Al中所示圖5或者CA2 039 631 [德國Voith公司的DE 40 10 704]，在該出 版物中，尤其權利要求5結合圖14)，也即實際上沒有被軸向平面和徑向平 面所拉緊的辦裂平面，而撕裂則是巻紙筒徑向上的力所致的，也即切線方 向同軸向平面所拉緊的撕裂平面。但為此需要首先建立足夠大的、此後僅 僅產生必要撕力的面積(在這個特定方向上也稱為"分裂力")。在準備接合的幅面行進方向的膠帶邊緣上，已知的鋸齒尖部同樣產生 這樣一個問題在該鋸齒尖部處仍(由於在幅面行進方向(也即膠帶寬度)上
初始力的粘結面、以便產生希望的切向撕裂並由此開始進一步分裂。在通 過這種鋸齒尖端時，應變粘結面積則以二次冪增加，但在這種情況下，從 分裂阻力被克服的時候起，就不能再精確控制，而且直到那時已經有一些 變形能在接合紙幅面中被吸收，該變形能在裂開瞬間被釋放掉。力決定的 機制，例如它應該是一種機制，由於其間所存在的連同其所有波動(紙張是
一種天然物製品！)而已經與大得多的分散結合成譬如 一 種由幾何結構決定 的體系。本發明技術方案的決定性的優點是，可分裂紙的這種(希望的！)
斷裂，確實從一開始就可靠地位於開裂上，而且起初沒有其他斷裂模式能出現。
本發明設計要求能夠提供一種重要的改進。
當然，本發明中建議的可分裂膠帶的邊緣波狀的可採取幅度不是任意 的，因為這種可分裂膠帶確實還得在其繼續加工中-特別是其與這樣一種 膠帶結合，該膠帶應當在快用盡幅面的那端與新幅面的開始端之間產生結 合-能經受處理。如果不使用傳送膠帶來進行這種處理，則該幅度至多宜 為膠帶寬度的三分之一，特別優選約膠帶寬度的四分之一。在第一種情況 下，膠帶的直線的殘留帶的寬度為膠帶總寬度的三分之一，在第二種情況 下，為膠帶總寬度的一半。如果使用那種確實在一定程度上能分裂敏感分 裂條帶的轉粘帶，也可以選擇較大幅度。
但處理時產生褶皺的危險也受那些"波長"的影響，所謂"波長"指的是
前舌形部與當前舌形部的距離距離選擇得越大，則褶皺也越大。希望波 長宜在可分裂膠帶寬度的0.6倍和2.4倍之間。
此外，有利的是，用特別易分裂的材料來製造本發明的可分裂條帶， 並將其從目前常用可分裂條帶約10mm的寬度轉變成約12mm至14 mm。
此外，根據權利要求2所述，有利的是，其最遠凹進端點(z)上的非直 線邊緣同樣倒圓，但在這些端點上彎曲部分比隆起的端點上的彎曲部分明 顯更尖銳。關於前句中概念"明顯"的進一步詳細解釋，要作如下說明 為了最佳的空間利用，各突出部最前沿的(=隆起的)尖端曲率半徑該是同一 邊緣的最後緣(-凹進的)各尖端的兩倍，進一步優選為五倍；然而，甚至在凹進的尖端上也應當避免十分尖銳的角，以便接頭膠帶在其縱向延伸方向 上加載時不因過大的缺口效應而在生產過程中喪失可操縱性。類似於討論 相宜幅度已說明的那樣，藉助於轉粘膠帶來"分裂"可分裂膠帶時，可選 擇特別小的最凹進尖端曲率半徑，因此仍有較多 一點的空間騰出來容納隆 起部位的結構，並且在該空間中能使曲率半徑更大一點。
按本發明從鋸齒形到波浪形轉變的必然結果是，突出部各側面上有拐 點。理論上的進一步思考可引生出，側壁略呈S形的走向一定導致最適宜 的張力分布，並因此一定導致搭接的斷開能持續不斷進行。因此，權利要 求3建議，各隆起最遠的端點(V)和最靠近其的凹進最遠的各端點(Z)之間的 非直線邊緣可以連續微分，並具有三個拐點。
對確定最佳波形輪廓曲率半徑尺寸極限值已說明過的同 一最佳空間分
隔觀點，也導致優選_如權利要求6中所指點-各凹進部(Z)的凹形構型比
鄰接突出部(v)的凸形窄小。
通過本發明也可能使分裂力分布更平均，更確切地說，按照權利要求7 這樣來使之平均即，非直線邊緣具有兩組或兩組以上(V1、 V2)的突出部 (V)、所述突出部按有規律的圖案不同程度向外突出。分裂在隆起較遠的突 出部上起始得比隆起不太遠的突出部要早些。但是，剛起始的分裂比已起 始分裂的延續需要更大的力。因此，雖然力沖擊數提高了(兩組時加倍、三 組時為三倍，以此類推)，但其各自數目卻減低。
本發明確實根本上由於更深地貫穿分裂起始時的機械過程而產生。在 基本上軸向粘貼到待固定巻筒上-是否事先(如優選的時候)用接頭膠帶結 合或者不如此都無所謂-之後，這發生在此後前沿邊緣上。此外，按本發 明，還推薦以一種與此協調的方式來設計後隨邊緣。如果邊緣保持筆直， 則可分裂的膠帶會有下述兩種可能的缺點中的至少一者 a)在其突出部位上膠帶寬度太大，並因此使完成分裂所需的能量輸入太高， 或者b)在其凹進部部位上，膠帶寬度不足，並因此在那裡甚至在高度加速 過程中就開始斷開巻筒搭接。
缺點b)完全是致命的，而缺點a)會再次"吃掉"至少大部分在分裂起始 更好分布中獲得的優點。為了克服缺點，權利要求8建議，在周期長度相 同的情況下，膠帶的兩個邊緣均為非直線的。在兩種波形邊緣之間以不存 在相位偏移為宜。
由於先導波形和後隨波形的幅度互相適當協調，所以，在斷開巻筒搭 接件時，能夠調準儘可能小的膠帶伸展脈衝。最佳值大致在後隨邊緣上幅 度約為前導邊緣上幅度的85%之處。數學上很好而且非常簡單的解決辦法
是，對後隨邊緣使用與對先導邊緣一樣的函數，但幅度乘以係數0.85。
但是，為了這樣來製造，必須接受下面任一事實，
a) 從母帶(製成寬度宜在0.5 m和4m之間的前期製品)上裁切單獨的帶時， 產生廢棄物，而且每條帶必需形成兩個切口，或者，
b) 波形函數是點對稱的-這雖然阻礙了突出部和凹進部之間曲線上的微分 -而且沖壓輥沿其軸向平面交替地具有一個高波幅沖壓環和一個低波幅沖 壓環；此外，再從所產生的那套各別膠帶抑或(在軸向平面上逐一點數)取出 第一、第三、第五、第七…以此類推，並圍繞其縱軸線旋轉一次，抑或就 取出第二、第四、第六、第八…以此類推，以便最終又產生一套相同的、 相互同向並排平放的單條膠帶；此外，它們應能大致軸向拽開，在此之後 可分裂膠帶的各別膠帶條才能抑或按現狀巻繞起來並可供(單獨的)巻筒固 定之用，抑或-優選情況下_它們可用能使新舊幅面間結合的膠帶拼合(行 話"結婚")。(作為各別膠帶轉動的其他可能性，當然也可能是，先巻繞 起來(也即不直接結婚)，然後每隔一個巻筒翻轉一下。)
但由於為成形先導邊緣和後隨邊緣而在確定波形幅度大小時所預期的 最佳值(100%對85%)是很淺的，有利的是，按照權利要求9，使膠帶先導邊 緣和後隨邊緣相互平行地延伸，因此，儘管膠帶兩個邊緣為非直線，但膠 帶寬度仍處處相等。為作此變更，沖壓輥上的所有沖壓環都相同地製作。
在這種實施例的情況下，與a)相比，避免了廢棄物，這就降低了材料 成本，而且每條單獨可分裂膠帶只需切割一次(除最後一條膠帶以外)，這不 僅在維護方面，而且在衝壓環的設備投資成本方面費用都減半，而且與b) 相比，能使突出部結構比凹進部更為圓鈍、更為平坦，而且還避免了不得 不每隔一條帶旋轉一下的費用。
這些優點被認為如此重大，以至於所有稍後還會詳細說明的、追述該 技術方案的實施例前導邊緣和後隨邊緣的設計都相同。
為製造這種可分裂(=易分裂的)膠帶，首先以本身已知的方式製造母帶， 也即至少一側上塗有自粘組合物的、很寬可分裂的紙帶。這可最終產生按 權利要求ll所述的產品。簡略地從基本構思出發，可對此進一步的闡明
與直到上個世紀70年代中期仍佔上風的、由用戶塗覆的膠料或者用水 溼潤可產生粘性的粘合組合物(類似郵票背面塗層)不同，這導致對顧客來說 簡便得多而且不太容易產生缺陷地塗覆到待黏附於舊紙幅面的新巻紙筒 上。這樣也避免了水遷移到待接合的紙張中，而水在紙張中會導致褶皺和 強度降低，也即增加撕裂的可能性。相宜的是，將至少單面的粘合劑塗層 在其製成之後立即用襯裡(例如矽酮處理過的紙張)蓋住，以防最終用戶使用 產品之前受汙染。
在產品應用中，能自粘的、徑向朝內的那側屬於為拼接作好準備的新巻筒。
優選將這種可分裂的膠帶同另一(但不易分裂的)膠帶上粘牢("結婚")， 該不易分裂的膠帶實際產生與舊幅面的接合。這種固定可任意地進行，舉 例來說藉助置於不可分裂膠帶的相應底面上的粘合劑條，或者通過可分裂 的膠帶第二側面上的粘合劑塗敷層，其中膠粘劑優選為自粘類型的(因為自
粘組合物在膠帶製造商那兒特別容易得到)，但也可以是固化型的。
回到基本構思上來塗覆後，進一步以本身已知的方式將這種很寬、 在紙載體上把可分裂的膠帶"切割"成許多更加狹窄的膠帶。可以理解的 是，為了製造本發明的可分裂膠帶(=能分裂的膠帶)，這種"切口"不得再 是直線的，因此迄今沿用的巻筒紙刀就不適合了。在稍遠的將來，可考慮 將"切割"在保護氣體氣氛下用-為減少水汽而可能運動的-雷射來進行，其 中相宜的是使雷射束群周期性地橫向於膠帶前進方向運動，並且相宜的是 (因其質量小，而且因此甚至在前進速度高時具有高度操作重現性)藉助可調 式反射鏡；在此情況下不需要每條切割光束有一個反射鏡，因為也可以通 過一個共用的可調式反射鏡。-然而，由於爆炸危險與火燒危險更加容易 控制，這種非直線形"切割"也可能用沖壓具進行；特別優選的是一種附 有相應波形沖壓環的連續滾動式沖壓輥。
雖然，近來竟爭者們又使本質上陳舊的構思重新活躍起來，-該陳舊 構思也就是，可裂紙由兩個紙層一起粘結而成，並且將分裂安排在粘結劑 層上，也即不在材料紙上-通過一層結構到阻擋層/粘合劑層/阻擋層類型 的三層結構的進一步改進，但由於現在想得到的偏偏特別是有助於裂開的 高度各向異性特性，這最好可以用纖維狀膠帶來實現，權利要求IO所述的、 按本發明的可分裂膠帶，正如本身同樣先前公知的那樣(DE 196 28 317),優
選具有一個一體地用紙製成的載體(2)。在此情況下，分裂優選能大致在整 張製造的紙的中心發生。雖然，在此情況下，為獲得恆定的抗分裂強度， 確實需要豐富的經驗和嚴密的質量監控；然而，最後申請人確信，在大批 量生產中，本發明遠超出之前的階段，並且比以前製造由太多同屬之前階 段的單獨部件構成的複合件更可靠地實現。同時，本發明也可用於不太有 前景的多層分裂體系。
下面參照附圖詳細闡明本發明。附圖示出
圖1以按比例的俯視圖示出兩個邊緣都具有本發明的波形的膠帶，其 中兩個邊緣上波形相同，並且凸起成兩組，
圖2示出了從圖1中分離的波形，^^與X方向相比，y方向上比例方文
大了，
圖3類似圖2，其中所有凸起處於"同步"的波形， 圖4示出了按圖2所示波形的變換，其中凸起(超前的邊緣)分成三組， 圖5示出了圖2所示波形的變換，其中凹進處中倒圓更大， 圖6類似圖1以按比例的俯視圖示出了帶有按圖5所示的曲線的邊緣 的膠帶，
圖7按比例以俯視圖示出本發明的模型以及波紋狀邊緣數學簡化描述 的曲線，
圖8示出了紙條在整個行程上的分裂力，其中，所述紙條具有直的邊 緣(現有技術)，
圖9以類似圖8的圖中示出紙條的分裂力分布，該紙條的邊緣呈波形， 但其它方面與圖8中的相同，
圖10以不按比例的剖切端側視圖示出了本發明接頭-膠帶，該膠帶底 面上配設有按本發明的、邊緣呈波形的可分裂膠帶
以及
圖11以不按比例的側視圖示出了新巻紙筒，其開始端為急速接到即將 用盡的舊紙幅面上作好準備，也就是說通過使用圖3所示的接頭膠帶。
圖1在按比例的俯視圖中示出膠帶1,該膠帶不僅在其左邊緣l上，而 且在其左邊緣r上，均帶有按本發明的波形。在此，"左"和"右"的概念 來源於可分裂膠帶製造界；在打算的應用中，也就是至少基本上在軸向上 粘貼到新的、並且待加速到與圓周速度同步的巻筒上的情況，可分裂膠帶
兩側中的一側就成為"超前的"，而另一側成為"後隨的'，；在所有的情況 下，具有較扁平、倒的更圓的凸起的邊緣，在此是右邊緣，是先導的邊緣。
在圖1中所示的本發明最優選的設計中，凸起V分成V1、 V2兩組； 在此情況下，凸起VI比凸起V2凸出得更遠。
與已有的鋸齒形相比，特別重要的是，將凸起V最前面的部位v是倒 圓的，因此，不是尖端進入分裂起始區域，而是圓鈍或甚至是扁平的區域 進入分裂起始區域。合宜的是，在凸出不太遠的凸起V2最前部位上，鈍度 或扁率比凸出較遠的凸起VI最前部位上，應當更顯著一些。
在分裂起始階段的後面的某個位置設置對在新巻筒的整個寬度上繼續 分裂負責的區域，所述分裂起始階段由於按本發明的設計而大大增加了可 靠性，不管該設計現在被稱作尖端倒圓或者被稱作尖端平整。在該區域， 邊緣必須斜地延伸，就是說不僅在新巻筒切線方向上延伸。為了容許分裂 起始所致的沖擊逐漸減弱到某種程度，在引入繼續撕裂所需的附加載荷之 前，有利的是，在分裂起始部位和繼續分裂部位之間還設有一個小過渡區 域，在該過渡區域中，繼續撕裂的附加載荷至少由於相對切線方向較小程 度的邊緣傾斜而減小；在此所述的圖1中，該過渡區域ii甚至這樣地強烈 地形成，即，在此邊緣稍微逆向地傾斜，因此在固定剛打開的新巻筒的切 線方向上分裂寬度的進展，不僅減弱，而是分裂寬度甚至稍微下降。這樣， 在每個凸起V的最前部位v之後形成特徵性的微小收縮。
與在此凸出兩個不同寬度的凸起V不同，凹進部Z(這些凹進部自然出 現在如凸起的、緊接著的邊緣1上)的極限值z高度相等。當然，儘管在此 未示出，為使沖擊再更好地分布，還可以將結構進一步發展成更多組不同 程度延伸的凸起，舉例來說三組凸起V1、 V2和V3。合宜的是，有兩組不 同寬度的凹進部Z1和Z2。凹進部的組數應當總是比凸起的組數少1。
圖2示出了從圖1中分離出來的波形，然而，與X軸相比，y軸上比 例放大了。該波形，由於所提及的在中間區域的收縮，不能描述成函數y(X); 而是y(X)僅是一種對應關係。暫且不論發明人是否認為波形在其過渡區域 不那麼強烈地形成收縮時會有最佳的技術效果，但發明人確信這樣的數學 描述恰恰必須這樣設計，即，可順利地進行這樣的數學描述。發明人引入 一個表示成"a"的參數實現了這種描述，並且不僅y而且x都定義成該 參數的函數，最終用x對y映射，也即關係y(x)。
在此情況下(a以度計)
y(a) = sin(兀/180 * a) * (1 + h*sin(i*7t/180*a)) - h + j*sin(l + 7i/180*a/k) 式中j-0.2 h = 0.4 i= 1 j =-兀/4 k = 2 以及
x(a) = a + a *(1 - b*cos(c*7t/180*a)) + d*(l - e*cos(f*7i/180 * a)) 式中a= 1.2 b= 16 c = 3 d = 0.4 e= 12 f=5
圖3示出圖2的簡化圖，其中凸起V均處在唯一的一條直線上。在此 情況下(a以度計)
y(a) = sin(7i/180*a)*(l + h*sin(i*7i/180*a》 其中h = 0.4
i= 1
而x的函數保持不變，也即 x(a) = a + a (1 - b*cos(c*兀/180承a)) + d*(l - e*cos(f*兀/180本a)) 其中a=〗.2
b= 16
c = 3
d = 0.4
e= 12
f=5
為使分裂起始所致的衝擊再更好地分布，當然可以形成三組凸起，譬 如如圖4所示。為得到該關係，函數如下
y(a)=sin(W180*a)*(l + h*sin(i*7i/180*a)) - h + j*sin(l + 7t/180*ot/k)
其中j = 0.2
k = 4
函數類型與圖2所示的相同，僅I和K使用其它值。
此時X的函數在此情況下也保持不變，即 x(ot) = a + a*(l - b*cos(c*7t/180*a)) + d*(l - e*cos(f*7i/180 * a)) 其中a= 1.2
b= 16
c = 3
d = 0.4
e= 12
f=5
為闡明起見，在各側面中的一個側面上標出了三個拐點W。在此，這 三個拐點中凹進最遠的那個拐點已幾乎在凹進部本身的最深的位置上。可 以理解為，若人們按詞的本義想要把它移到尖端，則此拐點完全在凹進部 最深端點上，並且在那裡與最接近的下一個側面的、凹進最遠的拐點重合。
圖5示出了圖3所示的波形的變換，也即凹進處倒圓程度更大。這使 得可以更容易地將由具有這種邊緣的可分裂膠帶所製造的接頭膠帶使用到 最初待固定的新巻筒上，該巻筒接著須加速到與快用盡的舊幅面同步的速 度。這種可更加容易使用的原因在於，凹進部的最外部的位置z上缺口效應 減少。為拼接作準備的人員使接頭膠帶受應力，也就是為了大約在其縱向 上，即在待固定巻筒的軸向上進行無褶痕地塗覆。在此，由此產生的輕微 地拉伸，甚至使粘在下面的、邊緣呈按本發明的波狀的可分裂膠帶也不完 全不受影響，並因此在凹口形凹進部上產生應力集中，那裡的曲率半徑越 窄小，則該應力集中必然也越明顯。
此外，對於接頭膠帶製造商來說，更平緩的、不太尖銳的彎曲部分使
得下面的可分裂體系和上面的連接膠帶之間的結合變得容易；因為，甚至
在這種配對式粘合過程中， 一般將再承受一定的拉應力。
在此，作為例子，在一個側面上示出這些拐點。在此情況下，為使凹
進部z上曲率平緩得多些，後面最遠的拐點離凹進部極限值遠得多。另外 要引起注意的是，在此情況下，中間拐點處的曲率變化明顯比圖4中所示
的小。這樣產生的側面中部幾乎直形的結構，適合於那種起始分裂力和繼 續分裂所必需的力區別相對少的紙張質量的待分裂材料。
凹進部不太尖銳的代價當然是，扁率略小的凸起結構更狹窄及/或繼續 分裂區域中側面傾斜更加急劇。專業人員可以藉助於 一 系列試驗來確定個 別待接合幅面材料的最佳折衷措施。
在本段落中，原則上要說明的是，待接合紙幅面材料的特性怎麼產生 影響在幅面材料非常敏感且具脆性的情況下，例如在用於雜誌插圖裝飾 的大批量生產的薄高光澤紙情況下，人們將接受敏感性更高-為接頭作準 備人員的要求， 一種相當尖銳的凹進部結構，並利用如此獲得的空間來使
分裂起始及/或繼續分裂特別平緩，就是說凸起強烈倒圓/整平及/或角(3較小 的側面F向切線方向U傾斜(例如參見圖3)。與此相反，對更堅固及/或加工 不太快的紙張來說，也可接受分裂起始所引起的較大應力沖擊，並且結果 人們將使用窄長的凸起及/或較大側面角度P ，而且因此也將獲得強烈倒圓 的凹進部，隨之製造更加容易並且更加容易施用具有可分裂體系的接頭膠 帶-換句話說， 一般而言一種可分裂膠帶-邊緣呈按本發明波狀的。
為使此變化的本質不被其它變化隱蓋，特別不被凸起成多少組的問題 隱蓋，在本發明情況下，所有凸起V都處於唯一的一條線上。
形成曲線的各方程式內容不變(oc以度計)
formula see original document page 16式中不變的值為
h = 0.4
i= 1
而X的函數保持不變，也即
formula see original document page 16
式中不變的值為 a=1.2 c = 3 d = 0.4 e= 12 f=5
但選擇b-4來代替原先的16。這清楚表明，b減小，凹進部銳度減低。當然，對於技術人員來說，不超出本發明的保護範圍的更小變化也是 可能的。特別是，h可以選得更大，以使凸起更扁平(其中，超過凸起中心 0.5會形成凹陷)也或稍微小些，這導致似哥德式的突起官窿，而當初始分裂
被證實比起過渡到繼續分裂來不太成問題時，則可能是相宜的。用i = 0.2
代替1,還可以形成比前述實施例中所示三個要複雜得多的組。
圖6示出類似圖1的按比例圖，圖中所示膠帶邊緣由圖5中所示曲線
通過壓縮y軸而產生。可以清楚地看出，在凹進部Z的最外端點Z上(這些 術語總是涉及前導邊緣-類似圖1-在此為右邊緣r),在這種可分裂膠帶1 中這時存在一種坡度較平緩的彎曲部分，其相對縱向拉力的缺口效應也比 較平緩。在另一邊緣l上，凹進部看起來同凸起相同。
圖7以1:1比例的平面圖示出載體用整塊可分裂紙製成的更寬膠帶。在 本發明方法中，在此再使可分裂膠帶的兩個邊緣呈波形，即具有凸起V, 這些凸起的隆起最遠的各端點v被倒圓。為了產生這種斷面曲線並對之進 行數學描述，簡單地將半圓形交替相互反置。在此，各半圓形的半徑為5 mm， 並且因此也為波幅，這時波長為半圓形半徑的四倍，也即2cm。
首先，這種波形具有的優點是，能夠更容易地通過手工製備優等試樣， 以便能夠證明最初以單純抽象形式產生的發明的功能能力。
因此，與膠帶寬度為lcm相比，此時波幅選擇得非常大；之所以這樣選 擇， 一方面是為了能夠證明，儘管曲線形狀大大簡化了，效應卻特別大(突 出得多，凹進也得多)，另一方面因為先粘合到接頭膠帶底面上，再同該接 頭膠帶一起粘合到新紙幅面材料巻筒上所產生的矛盾，對最初的實驗室試 驗而言還必須是無關緊要的。
不管用哪 一 種紙質來製造這樣的波狀載體_試驗了許多種，這中間也 試驗了製造商Schneider und Sdhne所產牌號"Piano Dynamic Office"的商業 複印紙-初始分裂阻力並因而分裂力曲線最高值都降到邊緣平直時所得值 的40 % 。
這種結構的膠帶，不僅符合權利要求1的要求，也還符合描述邊緣的 權利要求8和9中的要求，而且還優選符合權利要求10和11的要求。但是， 儘管另一曲線(一次的)可連續微分性，每個側面卻還是只有一個拐點，而圖 1至圖6中所示邊緣形狀則每個側面有三個拐點。
為了得到 一種對後來的實踐而言儘可能現實的功能測試，正如EP 1 022
245更詳細記敘的那樣，首先，使按圖7設計的可分裂膠帶和50 mm寬的 先導邊緣接頭膠帶結合， 一方面在接頭膠帶的先導邊緣間具有偏移，另一 方面可分裂膠帶為2mm。此外，為了同已知的現有技術進行比較起見，還 將偏移量同直形邊緣可分裂膠帶同樣的接頭膠帶，在底面上同在其它方面 相同的材料一起結合。
圖8示出以曲線圖示出了前述在可分裂下膠帶上具有直的邊緣的膠帶 組合的分裂力的分布曲線-即在整個剝離歷程上的分裂力。遵循曲線圖， 在整個所指定接頭膠帶的50 mm寬度上，在刻度接近5的y軸上絕對極大 值為17mm，最初陡然升高約14mm。
圖9以類似圖8的曲線圖示出邊緣呈本發明所述波形的紙條，特別是 邊緣按照圖7的紙條的分裂力分布曲線。試樣的所有其他性能和試驗條件 都不變，因此可與說明現有技術的圖8進行比較。(偶然在複印時出現的其 它尺寸，沒有技術上的意義；在此刻度同圖8中一樣。)
即使在上述邊緣偏移2mm之後，兩個曲線圖中的應力線也比突然上升 要更和緩一些，這個事實與待試驗可分裂條帶本身特性的關係，同試驗裝 置中的彈性比較起來，則少之甚少。試樣兩側上引用的紙幅面截面對此也 產生影響，這些紙幅面截面儘管其彈性方面的缺點-但由於實際上在整個 總幅度上均勻地將力傳遞到試樣中的優點，因而是合理的。因此，為進行 物理學分析，人們想像中合宜的是這樣，似乎x軸的零點位於最初力的相 對最大值處。現有技術描跡曲線非常顯著示出，在x二17mm處，有一個第 一最高值，該第一最高值不僅是相對的最高值，而是絕對的最高值。其高 度位於y軸上約4.8刻度處。
兩個曲線圖中未對y軸給出絕對尺寸，這首先因為尺寸可以另外插入， 它取決於剝離速度(就本試驗而言，選擇了 300 mm/min)而且也取決於紙張 質量和待接頭巻筒的寬度。每單位用於可分裂膠帶的寬度上的抗分裂強度 比起所用紙張的載體來，可以視應用目的而定，介乎每釐米10cN和100 cN 之間。在圖9所示的曲線圖中，分裂起始於X= 18 mm處，《旦在該處可以 看得出來作用還只不過是微弱的，因為高度僅處於為1.6刻度。在X = 22 mm 附近可清楚地看到，分裂力分布曲線輕微升高，這可歸咎於繼續分裂所需 能量消耗提高。在X:28mm處，分裂力分布曲線的絕對極大值高度顯示 出2.2刻度。因此，研究中的本發明方案的這個絕對極大值，位於不足已知
邊緣直形的結構的 一半之處。
該極大值的高度和位置，看來不僅與10mm分裂歷程後，凹進部最外 點分配給先導邊緣的狀態有關聯，而且與該歷程後可分裂帶端部分配給後 隨邊緣的狀態有關聯。
圖10以正視圖示出本發明接頭膠帶，該接頭膠帶基本上由載體7和上 粘膠層6構成，該粘膠層最初覆以兩個襯底8和9 --以本身已知的方式， 所述襯底優選由矽酮處理的紙張構成。本發明可分裂膠帶1具有波形邊緣l 和r(更好"l和r"，儘管由文字處理體系難以得出)，其底面上粘牢在接頭膠 帶上；這種固定在此--正如其特別簡單並且全功能的那樣--這樣來起 作用可分裂膠帶1不僅在其底面上設有自粘組合物層3,而且在頂面上也 設有自粘組合物層4。由於費用上的原因，如果層3和層4中的粘合組合物 相同，則是優選的；與此相反，接頭膠帶在頂面上的粘合劑6則優選選擇 其他粘合劑，即挑選粘著隨時間發生得非常快的粘合劑。此外，可分裂膠 帶的底面還以本身已知的方式用另 一 襯裡5蓋住。
本發明最明顯的特徵，可分裂膠帶1的波形連同其可分裂紙載體2，也 還可以在端面圖中看得出來，特別是雙重顯現的左邊緣。如圖所示，特別 優選的是在將接頭膠帶粘貼到備用巻筒上的同時切斷接頭膠帶，切斷進行 的方式是使切口通過先導的凸起延伸，因為這樣能把邊緣產生褶襉的危險 減少到最低限度。這就是為什麼人們看到圖中右先導邊緣上沒有倍增。
正如本質上為技術人員熟悉的那樣，圖10中所闡明的接頭膠帶應用的 方式是，首先從準備好的新巻筒上將徑向外匝11的開始端抬起或者揭開， 然後從底面上除去襯裡5,再將這樣準備好粘合的接頭膠帶在巻筒端頭附近 -若有疑慮則後移若干釐米-至少基本上軸向貼上。在此情況下，優選將 膠帶完全軸向對準，這一方面防止了橫向位移，而另一方面根據本發明由 於在整個紙幅面長度上分裂能好的多的分布現在也能應付過去。接著，除 去接頭膠帶的後襯裡8，藉此暴露出粘合劑表面6的後隨部分，再將最初抬 起或者揭開的巻筒始端11粘貼到準備好附著的區域。通常，在此之後有些 紙突出於粘合面前緣(無論如何不該發生這種顛倒的情況)，該粘合面邊緣特 別出現在兩個襯底8和9之間的原先分隔接縫處。於是，將突出紙邊緣適 當地向後摺疊成尖銳的摺痕，再將鋒利的刀片插入皺摺中，用刀片裁掉突 出的紙邊緣。於是，在此之後，同樣除去前導的襯裡9，以使粘合劑表面6
的前導部分露出來。
圖11精確示出巻紙筒10上的這種情況。圖11是新巻筒紙10的-未 按比例-側端面視圖。新巻筒紙的開始端現在是封著的-按本發明易於啟 封，並因此為巻筒10高度加速到巻筒圓周速度相當於快用盡幅面運行速度
的轉速作好準備。
同容納新加長幅面中膠帶張力的(主)載體7 —樣，適當與待接合材料精
確匹配，並使所用粘合組合物與發展粘結強度的可用時間匹配，而且又再 使達到的粘合劑面積尺寸與粘合組合物粘結度匹配，因此也就得使可分裂 膠帶l，特別是其初始分裂阻力儘可能精確地與待接合幅面材料匹配。材料 越敏感，則必須挑選越小的初始分裂阻力。本發明的功效基本在於，不<又
能使技術人員有目的地研發用來製造可分裂膠帶1的載體2的可分裂紙， 而且也開闢了改進邊緣輪廓的潛在可能性。在最初的試驗中，這種潛在可 能性已被證明如此重大，以至於又可使用甚至初始分裂阻力少許更高的紙 張。以此能夠容易地獲得高質量穩定性，此外還可能在高度加速時採納更 高的離心力，這甚至在如此敏感的材料如高光澤凹版印刷紙的情況下，可 允許更高的機器運行速度。由於可分裂膠帶同接頭膠帶其他組分之間的緊 密交互作用，以及藉此同與之配套的新巻筒之間的緊密交互作用，對這種 接頭膠帶和配以該接頭膠帶的新巻筒也尋求保護看來是理由充足的，這正 是權利要求10和11所要求保護的。
因為這種邊緣輪廓看來也不由其他纖維網狀材料已知，所以切割膠帶 上這種非直線形邊緣的工具看來也是新的。這種工具使已發現的、像可分 裂膠帶的邊緣那樣的波浪式曲線能完全一樣地具體實現。因此，對該工具 的保護看來理由也是充足的。
最後，還要講一點關於一些不總是分類學專業用語的概念
業內人士使用的"接頭膠帶"這個詞，令人遺憾地不僅用來指只在頂 面與載體7粘著的膠帶，而且也指結合後所呈現的、並由這種通常先單獨 製得的接頭膠帶與可分裂膠帶構成的膠帶組合體系。但是，在特定情況下， "直，，指的什麼是清楚的。凡提及膠帶組合，人們也欣然將載體7稱作主 載體，因為這種膠帶組合確實還具有第二個載體，即易分裂的載體。
術語"易分裂的"係指可分裂性或者也指分裂能力。
下列附圖標記一覽表是說明書的組成部分
附圖標記一覽表 1可分裂的膠帶
2 1的載體
3 l的下自粘層
4 l的上自粘層
5 可分裂膠帶底面上的襯裡 6接頭膠帶的上粘膠層
7接頭膠帶的(主)栽體
8接頭膠帶的後襯裡，優選矽酮紙
9接頭膠帶的前導襯裡，優選矽酮紙
10巻有幅面材料，如高光澤凹版印刷紙的新巻筒
11新巻筒的外匝
1 1的左邊緣
r1的右邊緣
a過渡區
v V隆起最遠的位置；對本發明重要的是，實際上為將原先設在那裡 的尖端磨鈍或者壓平而倒圓
w 1的波狀邊緣1和r的側壁上的拐點
z Z凹進最遠的，也即每兩個凸起V之間的位置
V正常使用情況下，當新巻筒加速時領先的那些-按本發明為非直線形 的-可分裂膠帶邊緣上的凸起
V,這個V的下位概念涉及第一組凸起，它們具有共同特性，向外突出 同樣遠，也就是說比凸起V2更遠
V2這個V的下位概念涉及第二組凸起，它們具有共同的特性，向外突 出同樣遠，也就是說不比凸起V1遠
Z按本發明的可分裂膠帶邊緣上那些在正常使用情況下，當新巻筒加 速時領先的凹進部。
權利要求
1.一種包括左邊緣(l)和右邊緣(r)的可分裂膠帶(l)，其中，所述兩邊緣(l、r)中的至少一個是非直線的，其特徵在於，所述非直線的邊緣(l)具有凸起(V)，所述凸起在其隆起最遠的位置(V)處被倒圓設計。
2. 按權利要求1所述的可分裂膠帶(l),其特徵在於，所述非直線的邊 緣在其凹進最遠的位置(z)處同樣倒圓地設計，但在這些凹進部位處的曲率 比所述隆起部位處的曲率更尖銳。
3. 按權利要求1或2所述的可分裂膠帶(l)，其特徵在於，在所述隆起 最遠的各位置(V)和最靠近其的凹進最遠的各位置(z)之間的所述非直線邊 緣可連續微分，並具有三個拐點。
4. 按權利要求1或2所述的可分裂膠帶(1)，其特徵在於，在所述各隆 起最遠的位置(V)和最靠近其的凹進最遠的各位置(z)之間的所述非直線邊 緣可連續微分，恰好有一個拐點。
5.按權利要求4所述的可分裂膠帶(l),其特徵在於，所述非直線邊緣 由半圓依次交替構成。
6. 按前列各權利要求中至少一項所述的可分裂膠帶(l)，其特徵在於， 每個凹進部(Z)的凹部都比鄰接的突出部(V)的凸部設計的更窄小。
7. 按前列各權利要求中至少一項所述的可分裂膠帶(l),其特徵在於， 所述非直線邊緣具有按照一規律的圖案不同程度地突出的、兩組(V1、 V2) 或更多組的突出部(V)。
8. 按前列各權利要求中至少一項所述的可分裂膠帶(l),其特徵在於， 所述膠帶的兩個邊緣均為非直線的，且具有相同的周期長度。
9. 按權利要求8所述的可分裂膠帶，其特徵在於，它的前緣及後緣相 互平行地延伸，因此儘管膠帶兩個邊緣非線性，但膠帶寬度仍處處相等。
10. 按前列各權利要求中任何一項所述的可分裂膠帶(l),其特徵在於， 所述可分裂的膠帶以本身已公知的方式具有用紙製成的、 一體的載體(2)。
11. 按前列各權利要求中任何一項所述的可分裂膠帶(l),其特徵在於， 所述可分裂的膠帶以本身已公知的方式在其兩側中的至少一側上具有自粘 組合物。
12. —種接頭膠帶，其包括一體化的巻筒搭接件，其特徵在於，所述巻筒搭接件由前列各權利要求中至少一項所述的可分裂的膠帶構成。
13. —種紙巻筒或薄膜巻筒，其準備用來替換另一快用盡的紙巻筒或薄 膜巻筒，其特徵在於，其粘有如權利要求12所述的接頭膠帶。
14. 一種切割或沖裁工具，其特徵在於，所述工具設有非直線形切割刃或沖裁刃，該切割刃或沖裁刃具有突出部和凹進部，其中，至少所述凹進 部被倒圓，所述凹進部在被切割材料或被沖裁材料上產生互補的突出部。
15. 按權利要求14所述的工具，其特徵在於，其補充包括權利要求2 至權利要求9所述的至少一個特徵。
16. 應用按權利要求14或15所述的工具來形成如權利要求1至9中任 何一項所述的可分裂膠帶的邊緣。
全文摘要
本發明涉及一種包括左邊緣(l)和右邊緣(r)的可分裂膠帶(l)，其中，這兩個邊緣(l、r)中的至少一者是非直線的。非直線邊緣(l)具有突起(V)，該突起在其突起最遠的各點(v)上被倒圓。
文檔編號C09J7/02GK101341086SQ200680048325
公開日2009年1月7日 申請日期2006年10月6日 優先權日2005年10月24日
發明者克勞斯·克萊因霍夫, 克斯廷·戈茨 申請人:蒂薩股份公司