Усовершенствованный способ и установка для изготовления гофрированного картона
Иллюстрации
Показать всеУстановка для изготовления однослойного гофрированного листа из пористого материала в непрерывном процессе, при этом установка включает: гофрирующий вал; профильный валик для нанесения дискретных капель клея на гребни свежеизготовленного гофрированного листового материала; узел бесконечного рифленого ленточного конвейера, имеющий бесконечную рифленую поверхность, включающую множество примыкающих друг к другу гофров, причем конфигурация гофров соответствует зубьям гофрирующего вала; прижимной механизм, выполненный с возможностью удерживать свежеизготовленный гофрированный листовой материал на рифленой конвейерной поверхности во время нанесения клея клеевым аппликатором; бесконечный натяжной ремень для удержания плоского листового материала вместе с гофрированным листовым материалом для склеивания между ними, при этом прижимной механизм представляет собой вакуумный насос, расположенный только впереди узла бесконечного рифленого конвейера. 3 н.п. ф-лы, 15 ил.
Реферат
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение касается усовершенствованных способа и установки для изготовления гофрированного картона. В частности, настоящее изобретение раскрывает способ и установку для изготовления двухслойного гофрированного картона, а/или в некоторых вариантах воплощения - для изготовления трехслойного гофрированного картона.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Только для облегчения понимания настоящее изобретение будет описано на примере изготовления двухслойного картона, однако, этот вариант не следует считать ограничивающим, поскольку некоторые варианты воплощения настоящего изобретения могут применяться для изготовления трехслойного гофрированного картона.
Применительно к данному описанию термины «гофрированный» и «рифленый», а также их грамматические формы используются взаимозаменяемым образом и относятся к последовательности чередующихся выступов (гребней) и канавок (желобков).
Двухслойный гофрированный картон хорошо известен и широко применяется в промышленности, в особенности для упаковки, где он выполняет функции защитной прокладки и обертки. Его также применяют в качестве базового компонента в производстве стандартного картона (т.е., трехслойного гофрированного картона) и многих конструктивных изделий, например, коробок, панелей, поддонов и т.п.
Листы двухслойного гофрированного картона можно склеивать друг с другом для изготовления многослойного гофрированного картона различной толщины и прочности. Одна из причин широкого применения гофрированного картона состоит в том, что он является относительно легким, жестким и прочным материалом.
Двухслойный гофрированный картон изготовляют путем наклеивания рифленого листового материала (обычно полученного из бумаги вторичной переработки) на лицевой лист. Лицевой лист в типичном случае изготовлен из крафт-бумаги, однако могут использоваться и другие материалы.
В традиционной установке для изготовления двухслойного гофрированного (также называемого рифленым) картона рифленый лист формируется в результате пропускания листа бумаги между двумя гофрирующими валами. Эти два вала расположены таким образом, что зубья, расположенные на наружной поверхности каждого из валов, входят в зацепление друг с другом. Лист бумаги подается между зубьями этих валов и в результате взаимного зацепления зубьев бумага принимает форму гофров. Рифленый лист удерживается в контакте с зубьями на наружной поверхности одного из гофрирующих валов в типичном случае с помощью вакуума, создаваемого внутри гофрирующего цилиндра, по меньшей мере до тех пор, пока не поступит лицевой лист.
На гребни гофров наносится линия клейкого вещества, предназначенного для приклеивания лицевого слоя к рифленой бумаге. В типичном случае лицевой лист бумаги прижимается к гребням с помощью гладкого вала для того, чтобы лицевой слой приклеился к рифленой бумаге, таким образом формируя двухслойный гофрированный (или рифленый) картон.
Ограничивающим фактором в этом процессе является необходимость удерживать рифленый лист в контакте с лицевым в течение периода времени, достаточного для того, чтобы клейкое вещество схватилось, и образовалось клееное соединение. Этот период времени при обычной комнатной температуре и давлении может составлять несколько секунд или больше. Однако в традиционных процессах это время сокращают путем повышения температуры в ходе процесса приклеивания, а также путем приложения давления к месту соединения между гребнем и лицевым слоем.
Для нагревания цилиндров, по которым двигаются рифленая бумага и лицевой слой, обычно применяют пар высокого давления, в результате чего повышается температура бумаги. В типичном случае диапазон рабочих температур гофрирующих валов может составлять приблизительно 150-200°С.
Давление к местам соединения между облицовкой и каждым гребнем может прикладываться под воздействием нажимного валика, установленного таким образом, чтобы прижимать лицевой слой к гребням, покрытым клейким веществом. Поскольку продолжительность контакта между нажимным валиком и гофрирующим валом (который удерживает рифленый лист) относительно небольшая, то для существенного ускорения процесса приклеивания обычно требуется прикладывать высокое давление.
При таком типе организации процесса (нагревание плюс высокое давление) время приклеивания может быть сокращено до нескольких сотых долей секунды, что позволяет изготовлять двухслойный картон с высокой скоростью. Однако одной из проблем такой организации процесса является то, что высокое давление, прикладываемое нажимным валиком, может деформировать бумагу и оставлять уродливые отметины на поверхности лицевого слоя бумаги, что снижает ценность готового продукта.
В некоторых установках применяются другие приспособления для прижатия лицевого листа к рифленому по мере их продвижения вокруг гофрирующего вала, например, бесконечные ремни. Поскольку в этом случае увеличивается продолжительность приложения давления, то можно применять более низкие значения давления во избежание деформирования поверхности картона.
Типичная конструкция установки для изготовления двухслойного картона, в целом описанной выше, раскрыта в патенте США №5951817, принадлежащем Томасу (Thomas).
В оборудовании, описанном в патенте США №5951817, длительность контакта между рифленым листом и лицевым (а, следовательно, и время приклеивания) ограничена, поскольку рифленый лист/лицевой слой находятся в контакте только с одной третью окружности гофрированного колеса. Такая ограниченная длительность контакта требует применения быстросхватывающихся клейких веществ, например, таких как клей на основе крахмала, обычно применяемый в данной отрасли. К сожалению, для активации клеев на основе крахмала требуется нагревание (до температуры порядка 150°С или около того). Это приводит к возникновению описанных выше проблем.
Применение нагревания может сократить время, требуемое для образования клееного соединения между рифленым листом и лицевым, позволяя получить высокую скорость производства, однако для этого требуется решить ряд технических вопросов, что значительно повышает стоимость оборудования и расходы на выполнение процесса. Для применения пара высокого давления требуется наличие бойлеров, трубопроводов и корпусов, обеспечивающих постоянное нахождение пара в закрытом пространстве. Необходимо также предпринимать дополнительные меры безопасности, обеспечивающие надлежащее производство пара и обращение с ним, а также отсутствие опасности повреждения вследствие нагрева паром в процессе работы машины. В типичном случае для эксплуатации бойлера и обслуживания системы нагревания требуется наличие инженера-теплотехника, что прибавляет расходы на оплату квалифицированного труда, а также приводит к потенциальной возможности остановки производства в случае отсутствия инженера с надлежащей квалификацией.
Добавление системы пара высокого давления к базовым элементам машины неминуемо приводит к увеличению размеров машины, а, следовательно, и к увеличению пространства, требуемого для ее работы. Требование дополнительного пространства увеличивает производственные расходы по изготовлению двухслойного рифленого картона.
Кроме того, пар высокого давления оказывает значительное коррозионное воздействие на многие материалы, поэтому детали машины, открытые для воздействия пара, например, гофрирующие валы, должны быть изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. Такие материалы, например, стальной сплав 48 CrMo, упрочненный по стандарту HRC 58-62, обычно являются дорогостоящими и тяжелыми. Для установки, изготовленной из таких материалов, может потребоваться соответствующая опорная конструкция, позволяющая сохранять конструктивную целостность машины.
Проблема, связанная с обоими способами приложения давления (с помощью валика и с помощью ремня) состоит в том, что под воздействием прикладываемого давления часть клейкого вещества может выдавливаться из мест контакта между лицевым слоем и гребнем рифленого листа, что приведет к увлажнению близлежащих участков бумаги. Выдавленное с гребня (т.е. с линии контакта) клейкое вещество не будет высыхать настолько быстро, как клейкое вещество на гребне, поскольку оно не будет находиться под давлением, и в типичном случае не будет формировать клееное соединение между двумя листами материала. Вследствие этого излишнее (выдавленное) количество клейкого вещества будет оставаться влажным дольше, что приведет к возникновению проблем в виде деформирования картона, поскольку он будет высыхать с разной скоростью, а разрезание картона или его дальнейшая обработка будут затруднены до его полного высыхания. Обычное решение этой проблемы состоит в дополнительном нагревании для высушивания бумаги и излишнего (выдавленного) клейкого вещества. Однако это увеличивает производственные расходы и может ограничить скорость процесса.
Выдавленное клейкое вещество также может попадать на поверхность приспособления, прикладывающего давление (например, на валик или ремень), в результате чего такую поверхность необходимо будет постоянно очищать. Кроме того, часть выдавленного клейкого вещества может попадать на наружную поверхность лицевого слоя, что может привести к появлению проблем при хранении в рулоне, поскольку соседние листы могут склеиваться друг с другом, приводя продукт в негодность. В дополнение к этому, излишнее клейкое вещество может оставлять следы на поверхности, ухудшая внешний вид и снижая ценность гофрированного картона.
Еще один недостаток традиционных машин состоит в том, что в типичном случае и подающие валики (применяемые для подачи на гофрирующие валы бумаги, предназначенной как для гофрирования, так и для использования в качестве лицевого слоя), и гофрирующие валы нагревают с целью высушивания бумаги до нанесения клейкого вещества. Это делается с целью снижения содержания влаги в бумаге и для сокращения времени приклеивания. Производство пара высокого давления для нагревания гофрирующих валов и предварительного подогрева бумаги может потребовать значительных затрат энергии. Все указанные выше факторы могут значительно повысить стоимость двухслойного гофрированного картона, изготовленного с помощью традиционных процессов и машин.
Многие из этих вопросов заявитель пытался решить ранее в заявке РСТ WO 2009/145642. Однако было бы полезно иметь способ и формулу, которые можно было бы применить для:
- манипулирования конфигурацией машины; и/или
- точного прогнозирования скорости производства;
при изготовлении гофрированного листового материала с помощью холодного процесса.
В частности, было бы полезно получить оптимизированный способ производства.
Ранее в заявке WO 2009/145642 заявитель считал, что скорость производства определяется диаметром и скоростью вращения второго (большего) гофрирующего вала. Заявитель также считал фактом то, что бесконечный ремень, охватывающий три четверти окружности второго гофрирующего вала, фиксирует скорость вращения на уровне приблизительно 20 оборотов в минуту. Заявитель отмечал, что для второго гофрирующего вала диаметром 1,6 м скорость производства трехслойного гофрированного картона составляла приблизительно 100 м/мин.
Однако вскоре стало очевидно, что указанное выше значение скорости производства является очень грубым оценочным значением, и что для конструирования машины для производства двухслойного гофрированного картона необходима более точная формула для определения скорости производства с тем, чтобы быть уверенным в том, что машина обеспечит удовлетворение ожидаемой потребности. Необходимость более точной формулы для определения производительности является насущной, в особенности с учетом времени, расходов и средств, требуемых для изготовления гофрирующей установки. Было бы полезно заранее иметь более точный способ определения скорости производства.
В настоящее время вследствие применения нагревания при изготовлении гофрированного листового материала нет возможности приклеивать листовой материал с предварительно напечатанной на нем информацией непосредственно на гофрированный листовой материал, поскольку высокая температура может повредить печать.
Поэтому для нанесения печатной информации обычно применяется флексография резиновыми стереоформами, но такой способ приводит к повреждению гофров рифленого листового материала, поскольку он включает приложение давления для нанесения краски на лицевой слой, приклеенный к гофрированному листовому материалу. Некоторое смятие гофров резиновыми стереоформами в процессе флексографической печати приводит к снижению прочности (т.е. конструктивной прочности) картона. Кроме того, качество печати чернильными валиками на картоне может быть довольно низким, например, таким, какое можно видеть на многих ящиках для яблок или других фруктов.
Поэтому было бы полезно получить способ приклеивания листового материала с предварительно напечатанной на нем информацией непосредственно на гофрированный листовой материал, и чтобы этот способ являлся частью непрерывного поточного процесса изготовления двухслойного или трехслойного картона. В особенности, было бы выгодно иметь способ, позволяющий формировать лицевой слой из листа с предварительно напечатанной информацией, поскольку это уменьшает количество материала, производственных этапов и времени, требуемых для изготовления коробок и других рекламных материалов из гофрированного картона.
Еще одна проблема традиционного гофрирующего оборудования состоит в том, что:
- осуществляется нагревание бумаги; в сочетании с
- постоянным регулируемым тормозящим усилием, прикладываемым к бумаге, выходящей из держателя рулона, для направления ее по прямолинейному пути;
в результате этого полученный гофрированный картон имеет загибы на углах, а, следовательно, не является идеально плоским листом (что видно невооруженным глазом), который был бы более ценным безотходным конечным продуктом.
Непрерывное торможение требуется потому, что при намотке бумаги в рулон на целлюлозно-бумажном комбинате на нее действуют усилия, растягивающие влево и вправо, что приводит к ее отклонению от прямолинейного пути при разматывании рулона.
Настоящее изобретение направлено на решение указанных выше проблем или на то, чтобы, по меньшей мере, предоставить обществу полезный вариант выбора.
Все материалы, на которые имеются ссылки в данном описании, включая все патенты или патентные заявки, включены сюда путем ссылки. Ни один из цитируемых материалов не является частью существующего уровня техники. При рассмотрении ссылочных материалов указывается то, что утверждают их авторы, и заявитель оставляет за собой право подвергать сомнению точность и релевантность цитируемых документов. Следует отчетливо понимать, что, хотя здесь могут встречаться ссылки на ряд публикаций, связанных с существующим уровнем техники, этот ссылочный материал не содержит признания в том, что любой из этих документов является частью общих знаний в данной области в Новой Зеландии или в любой другой стране.
Общепризнано, что термин «содержит» может применяться либо в исключающем смысле, либо во включающем смысле, в зависимости от сферы деятельности. Применительно к данному описанию и если не оговорено иное, термин «содержит» имеет включающий смысл, т.е. его следует понимать как включающий не только перечисленные компоненты, на которые он прямо указывает, но также и другие, не указанные, компоненты или элементы. Этот же принцип применяется и в случае использования термина «содержит» или «содержащий» по отношению к одному или нескольким этапам способа или процесса.
Другие аспекты и преимущества настоящего изобретения будут понятны из его описания, поданного ниже только в качестве примера.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Применительно к данному описанию термин «непрерывный процесс» относится к процессу, в котором гофрированный листовой материал может приклеиваться к плоскому листовому материалу сразу же после формирования гофрированного листового материала, осуществляемого посредством входящих в зацепление друг с другом большого и меньшего гофрирующих валов, формирующих гофры предварительно на плоском листовом материале, что позволяет изготовлять двухслойный картон в едином непрерывном (т.е. не прерываемом) процессе.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения представлен способ приклеивания практически плоского пористого листового материала к гофрированному пористому листовому материалу в непрерывном процессе, причем указанный способ характеризуется следующими этапами:
а) нанесение дозированного количества клейкого вещества на верхний контактный участок гофрированного листового материала; и
б) удержание соответствующих плоского и гофрированного листов прижатыми друг к другу давлением заданного значения на протяжении заданного периода прессования для образования соединения между ними.
Этапы а) и б) предпочтительно выполняются при температуре окружающей среды.
В некоторых предпочтительных вариантах воплощения изобретения клейкое вещество наносится и схватывается при температуре окружающей среды. В других вариантах воплощения изобретения клейкое вещество может подогреваться до нанесения (в зависимости от типа применяемого клейкого вещества), но во всех таких вариантах воплощения изобретения выбранное клейкое вещество должно быть таким, чтобы оно схватывалось при температуре окружающей среды.
Применительно к данному описанию термин «верхний контактный участок» относится к верхней части гребня гофры гофрированного листового материала, к которому, как к выступающей опоре, прижимается плоский лист на этапе б) процесса. Верхний контактный участок включает верхушку гребней и тот участок на каждой их стороне, к которому плоский (лицевой) лист непосредственно прижимается, а затем приклеивается с помощью нанесенного клейкого вещества. Автор изобретения обнаружил, что в случае выхода клейкого вещества за пределы верхнего контактного участка на боковые стороны гофр возникают значительные проблемы. Эти проблемы включают:
- увеличение времени приклеивания, вызванное тем, что поры лицевого слоя не могут впитывать влагу, если клейкое вещество находится за пределами верхнего контактного участка;
- перерасход клейкого вещества;
- образование углублений на гофрах;
- загибание картона, если данный двухслойный картон применяется для изготовления трехслойного картона.
Заданное значение давления в предпочтительном варианте следует выбрать настолько высоким, насколько возможно, не приводя к нарушению целостности бумаги. В предпочтительных вариантах воплощения изобретения это заданное значение давления является меньше чем, усилие разрыва выбранных пористых листовых материалов. Автор изобретения определил, что чем выше заданное значение давления, тем короче время приклеивания.
Обычно пористым листовым материалом может быть бумага, но он также может включать и другие листовые материалы с подобными характеристиками, позволяющими использовать их для изготовления гофрированного картона. Ключевой характеристикой такого листового материала является достаточная пористость для поглощения большей части влаги, содержащейся в клеящем веществе при прилагаемом заданном давлении.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения представлен способ приклеивания практически плоского пористого листового материала к гофрированному пористому листовому материалу с помощью непрерывного процесса, в целом описанного выше; при этом скорость производства вычисляется по формуле:
RP=DHT/BT,
где RP - это скорость производства в метрах в минуту, DHT - это расстояние в метрах, на протяжении которого два соответствующих листа удерживаются прижатыми друг к другу, а ВТ - это время схватывания клейкого вещества в минутах.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения представлен способ изготовления установки, оснащенной входящими в зацепление друг с другом большим и малым гофрирующими валами, для непрерывного производства двухслойного пористого листового материала; в указанном способе применяется формула:
RP=DHT/BT
для определения диаметра большого гофрирующего вала и процентной доли окружности большого гофрирующего вала, на которую бесконечный ремень должен оказывать давление, чтобы обеспечить требуемую скорость производства;
здесь RP - это скорость производства в метрах в минуту, DHT - это расстояние в метрах, на протяжении которого два соответствующих листа удерживаются прижатыми друг к другу, а ВТ - это время схватывания клейкого вещества в минутах.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения представлена установка, осуществляющая приклеивание практически плоского пористого листового материала к гофрированному пористому листовому материалу для производства двухслойного гофрированного пористого листового материала, представляющее собой часть непрерывного процесса, в котором задействованы большой гофрирующий вал и меньший гофрирующий вал, а также клеевой аппликатор и бесконечный натяжной ремень; при этом скорость производства для этой установки определяется по формуле:
RP=DHT/BT,
где RP - это скорость производства в метрах в минуту, DHT - это расстояние в метрах, на протяжении которого два соответствующих листа удерживаются прижатыми друг к другу, а ВТ - это время схватывания клейкого вещества в минутах.
Применительно к данному описанию термин «заданный период прессования» относится ко времени схватывания клейкого вещества (ВТ), вычисляемому по формуле:
BT=DHT/RP,
где RP - это скорость производства в метрах в минуту, a DHT - это расстояние в метрах, на протяжении которого два соответствующих листа удерживаются прижатыми друг к другу;
Если установка по настоящему изобретению содержит гофрирующий вал большего диаметра, входящий в зацепление с гофрирующим валом меньшего диаметра, то значение DHT определяется так: DHT=X.(π2r), где r - это радиус большего гофрирующего вала, а X - это процентная доля окружности С большого гофрирующего вала, на которую может оказывать давление бесконечный натяжной ремень, оставляя при этом достаточно пространства для клеевого аппликатора и меньшего гофрирующего вала. Максимальные значения X увеличиваются по мере увеличения диаметра большего гофрирующего вала, как будет описано ниже.
Применительно к данному описанию термины «большой вал», «гофрирующий вал большого диаметра» или «входящий в зацепление гофрирующий вал большого диаметра» или подобные им являются взаимозаменяемыми и относятся к гофрирующему валу, диаметр которого по меньшей мере в два раза превышает диаметр «вала меньшего диаметра», «гофрирующего вала меньшего диаметра» или «входящего в зацепление гофрирующего вала меньшего диаметра».
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения представлена установка, осуществляющая приклеивание практически плоского пористого листового материала к гофрированному пористому листовому материалу для изготовления двухслойного гофрированного пористого листового материала в непрерывном процессе, при этом указанная установка содержит гофрирующий вал большого диаметра, входящий в зацепление с гофрирующим валом меньшего диаметра, и бесконечный натяжной ремень, расположенный таким образом, чтобы прикладывать давление на наружную боковую поверхность большого гофрирующего вала, способствуя склеиванию плоского и гофрированного листов; при этом окружность гофрирующего вала большого диаметра, на которую может оказывать давление бесконечный натяжной ремень, определяется по формуле:
С=(RP.BT)/X,
где С - это длина окружности этого вала (т.е. π2r), RP - это скорость производства в метрах в минуту; ВТ - время схватывания клейкого вещества в минутах, а X - максимальная процентная доля окружности, на которую бесконечный натяжной ремень может оказывать давление.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения представлена установка, осуществляющая приклеивание практически плоского пористого листового материала к гофрированному пористому листовому материалу для формирования двухслойного гофрированного пористого листового материала в непрерывном процессе; при этом указанная установка содержит гофрирующий вал большого диаметра, входящий в зацепление с гофрирующим валом меньшего диаметра, и бесконечный натяжной ремень, расположенный таким образом, чтобы прикладывать давление на боковую наружную поверхность большого гофрирующего вала, способствуя формированию слоистой структуры плоского и гофрированного листов; при этом процентная доля окружности большого гофрирующего вала, на которую не оказывает давление бесконечный натяжной ремень, ограничивается исключительно минимальным пространством, необходимым для размещения меньшего гофрирующего вала и клеевого аппликатора.
Автор изобретения определил, что фактор, ограничивающий скорость производства определяется в большей степени не скоростью вращения гофрирующего вала (об/мин.), а формулой:
RP=DHT/BT,
где RP - это скорость производства в метрах в минуту, DHT - это расстояние в метрах, на протяжении которого два соответствующих листа удерживаются прижатыми друг к другу, а ВТ - это время схватывания клейкого вещества в минутах.
В предпочтительном варианте конфигурация устройства натяжного ремня позволяет прикладывать давление к 70%-93% окружности большого гофрирующего вала.
В предпочтительных вариантах воплощения изобретения автор определил, что диаметр большого гофрирующего вала, значение которого может быть практически любым в диапазоне 0,4 м - 2,0 м, определяет максимальную процентную долю окружности самого большого гофрирующего вала, которую может охватывать бесконечный ремень, оставляя достаточно пространства для:
- клеевого аппликатора, который включает клеевой валик; и
- меньшего гофрирующего вала.
Например, для большого вала диаметром 0,4 м максимальная процентная доля окружности, которую может охватывать бесконечный ремень, практически равняется 70%, а для большого вала диаметром 2 м максимальная процентная доля окружности, которую может охватывать бесконечный ремень, практически равняется 93%.
Автор изобретения определил, что среднее значение длины дуги окружности большого вала, требуемое для размещения клеевого валика и меньшего гофрирующего вала в указанном выше варианте воплощения изобретения, составляет приблизительно 0,45 м - 0,5 м.
В предпочтительном варианте воплощения изобретения большой гофрирующий вал может иметь диаметр, равный 0,62 м, а бесконечный ремень оказывает давление приблизительно на 76% окружности большого вала.
В другом варианте воплощения изобретения большой гофрирующий вал может иметь диаметр 2 м, а бесконечный ремень оказывает давление приблизительно на 93% его окружности.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения представлен способ осуществления работы гофрирующего вала большого диаметра, входящего в зацепление с гофрирующим валом меньшего диаметра, и бесконечного натяжного ремня, содержащий этап прессования, в котором натяжной ремень располагается таким образом, чтобы прикладывать давление к части боковой наружной поверхности большого гофрирующего вала для формирования клееного соединения между практически плоским пористым листовым материалом и гофрированным пористым листовым материалом, содержащий дополнительный этап применения значения процентной доли окружности большого гофрирующего вала, охватываемой ремнем, для определения скорости производства.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения представлен способ применения натяжного ремня и гофрирующего вала большого диаметра, входящего в зацепление с гофрирующим валом меньшего диаметра, а также клеевого аппликатора для производства двухслойного гофрированного картона из пористого плоского листового материала и пористого гофрированного листового материала; указанный способ содержит этап нанесения клейкого вещества на гофрированный листовой материал при температуре окружающей среды с последующим удержанием соответствующих плоского и гофрированного листов прижатыми друг к другу посредством натяжного ремня на протяжении заданного периода времени.
Автор изобретения определил, что максимальная скорость производства для установки, включающей входящие друг с другом в зацепление гофрирующие валы большого и меньшего диаметров, определяется формулой:
RP=X(π2r).ВТ,
где RP - это скорость производства в метрах в минуту, ВТ - время схватывания клейкого вещества в минутах, а X - процентная доля окружности большого гофрирующего вала, на которую бесконечный натяжной ремень оказывает давление.
Установка для изготовления двухслойного гофрированного картона из пористого листового материала, отличающаяся тем, что максимальная скорость производства указанной установки определяется формулой:
RP=X(π2r).ВТ,
где RP - это скорость производства в метрах в минуту, ВТ - время схватывания клейкого вещества в минутах, а X - процентная доля окружности большого гофрирующего вала, на которую бесконечный натяжной ремень может оказывать давление.
Способ, в котором применяются большой гофрирующий вал и бесконечный натяжной ремень, и отличающийся тем, что максимальная скорость производства определяется формулой:
RP=X(π2r).ВТ,
где RP - это скорость производства в метрах в минуту, ВТ - время схватывания клейкого вещества в минутах, а X - процентная доля окружности большого гофрирующего вала, на которую бесконечный натяжной ремень оказывает давление.
В порядке объяснения следует заметить, что в представленной выше формуле максимальная скорость производства для входящих в зацепление гофрирующих валов большого и меньшего диаметров вычисляется, исходя из длины окружности валика (т.е., π2r), умноженной на значение X, представляющее собой процентную долю окружности, на которую бесконечный натяжной ремень может оказывать давление, и умноженной на ВТ.
В предпочтительном варианте воплощения изобретения значение RP находится в диапазоне по меньшей мере 25 м/мин. - 200 м/мин.
В предпочтительном варианте воплощения изобретения листовой материал представляет собой крафт-бумагу.
Крафт-бумагу обычно применяют для изготовления двухслойного гофрированного картона. Однако, как указывалось выше, для настоящего изобретения могут применяться и другие пористые листовые материалы, а, следовательно, встречающееся в данном описании упоминание о том, что листовой материал представляет собой крафт-бумагу, не следует считать ограничивающим.
Плоский листовой материал, известный как лицевой, также может быть изготовлен из крафт-бумаги.
Термин «практически плоский» следует считать относящимся к листу или рулону, имеющему практически плоскую поверхность, лежащую в одной плоскости (по меньшей мере при рассмотрении невооруженным глазом).
В отличие от этого термин «гофрированный» следует считать относящимся к листу или рулону, поверхность которого представляет собой чередующуюся последовательность гребней и желобков (т.е. рифлений).
Рифления на гофрированном листе, используемом для изготовления двухслойного гофрированного картона, обычно называют гофрами. В типичном случае гофры формируются в результате пропускания листа крафт-бумаги через пару гофрирующих валов, установленных таким образом по отношению друг к другу, чтобы зубья этих гофрирующих валов входили в зацепление друг с другом с обеих сторон крафт-бумаги. Форма полученных гофров зависит от формы и размера зубьев гофрирующих валов. Не ограничивающий перечень примеров формы гофров включает треугольную, синусоидальную, трапециевидную, пилообразную, ромбовидную, квадратную или любую другую повторяющуюся волнообразную форму. Аналогично, размер гофра определяется эквивалентным размером зубьев и может варьироваться в зависимости от конечного применения данного двухслойного гофрированного картона.
В предпочтительном варианте воплощения изобретения гофрированный листовой материал имеет гофры с практически треугольным профилем поперечного сечения.
Преимуществом практически треугольного профиля поперечного сечения гофров является относительная простота формирования таких гофров с помощью зубьев, сформированных стандартным способом на гофрирующих валах.
Кроме того, гофры треугольной формы могут обладать дополнительной прочностью по сравнению с некоторыми другими формами, особенно по отношению к сжатию по длине гофра.
Если облицовочный и рифленый листы изготовлены из крафт-бумаги, то в качестве клейкого вещества для приклеивания лицевого слоя к верхним контактным участкам рифленого листа в типичном случае применяется клей на водной основе.
Это клейкое вещество может быть и клеем не на водной основе при условии, что при нанесении на верхние контактные участки оно ведет себя как жидкость и может впитываться пористым листовым материалом в соответствии с настоящим изобретением.
Термин «дозированное количество клейкого вещества» относится к отмеренному количеству клейкого вещества, которое наносится на верхний контактный участок таким образом, чтобы оно не выходило за пределы этого верхнего контактного участка до или во время соединения этапа б). Следовательно, «дозированное количество клейкого вещества» может подразумевать каплю клея, клеевое покрытие или капельки клея, которые помещаются или наносятся вдоль верхнего контактного участка каждого гребня рифленого листа.
Форма дозированного количества клейкого вещества может варьироваться в зависимости от режима нанесения.
В некоторых вариантах воплощения изобретения эти дозированные количества могут наноситься в форме тонкой линии, мазка, сетки пересекающихся линий, прерывистой линии (линий) или пунктирной линии (линий).
Ключевым фактором для получения соединения между соответствующими листами является обеспечение того, чтобы клейкое вещество сначала смочило гофрированный лист и проникло в него, а затем - чтобы оно смочило второй (лицевой) лист и проникло в него.
Применение дозировки позволяет наносить меньшее количество клейкого вещества на рифленый лист, чем в традиционных способах. Кроме того, благодаря дозировке клейкое вещество не выходит за пределы верхнего контактного участка, в особенности в процессе выполнения этапа б). Следовательно, применение дозированного количества позволяет некоторой части клейкого вещества, выдавливаемого давлением, прикладываемым к облицовочному и рифленому листам, попадать на сухие области соответствующих листов.
В одном предпочтительном варианте воплощения изобретения клейкое вещество наносится на верхний контактный участок в виде отстоящих друг от друга капелек практически так, как описано в ранее поданной заявителем заявке РСТ WO 2009/145642, где капельки наносятся на гребень.
Подразумевается, что капельки могут представлять собой приклеивающиеся к поверхности небольшие количества клейкого вещества круглой или грушевидной формы, однако это не следует считать ограничивающим вариантом.
Предпочтительный размер капельки может зависеть от ряда факторов, включая свойства рифленой бумаги и лицевого слоя, а также тип применяемого клейкого вещества. Однако во всех случаях капельки должны иметь достаточно малый размер для того, чтобы сохранять свою форму и не сплющиваться под своим весом. Это важно, поскольку относительно высокое отношение объема к площади поверхности (по сравнению, скажем, с полоской или линией клейкого вещества) уменьшает скорость испарения влаги из капельки, тем самым увеличивая время, в течение которого капелька клейкого вещества может смачивать гребень рифленой бумаги и лицевой слой и впитываться в них прежде, чем это клейкое вещество высохнет.
Предпочтительный объем капельки составляет приблизительно 0,5 мм3. Предпочтительный размер зазора между капельками вычисляется, исходя из