專利名稱：彎折包裝疊層的方法、包裝疊層以及包裝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種彎折包裝疊層的方法，該疊層由纖維素纖維制造，該包裝疊層包括主體促進層(a bulk promoting layer)，此處被稱為主體層，它包括纖維素纖維的網絡結構；以及在主體層的至少一側上的至少一個側部層，該側部層與該主體層在它們相互面對的整個表面上相互直接地或間接地結合在一起。
背景技術：
在包裝的制造中，對通常由包裝疊層構成的材料進行彎折，由此，彎折裝置用于在材料中形成凹痕。所述彎折裝置可以成形為具有圓而光滑的邊緣的薄劃線板，或具有圓而光滑的邊緣的壓槽輪，它將材料壓到模具中精細成型的凹陷內。借助此凹陷，材料在所謂的彎折線處被弱化。在彎折中，疊層材料被折向疊層平面之外，由此，在折線處在疊層的一側，即凹痕形成側的相對側上形成凸起。于是，折線用作折疊壓痕，以使材料到所需角度的筆直折疊成為可能，該角度通常是90°，但也可是其它角度，例如180°也可出現。彎折劃線板等以及模具的不同幾何形狀用于不同材料性能的不同材料質量(相應于不同的疊層質量和疊層類型)，以獲得盡可能好的所確定的彎折壓痕。通常被改變的是劃線板或一些其它彎折裝置的厚度，模具中壓痕的寬度或彎折深度，即彎折裝置壓多深。
傳統折疊的特征是，遠離制出材料壓痕的一側折疊。于是，在折疊連接位置形成的彎角的內側形成凸出部分(bulge)。在例如180°的折疊處，這意味著折疊的疊層將具有一厚度，此厚度大于雙層疊層厚度的兩倍。另外，在更小的角度處，此彎折和折疊將導致一凸起，此凸起在彎角內側上沿折線延伸。
折疊傳統疊層時形成凸出部分的原因是，在折疊處受擠壓的疊層的側部上，出現了擠壓裂縫。經由將通過彎折劃線板形成的凸起(projection)折疊擠壓成凸出部分的動作，擠壓裂縫增大。由于折疊線內材料的集中，疊層傾向于彈回其原始平面形狀。這意味著，折疊邊緣容易變成圓形，尤其是與受到載荷有關，例如，在平行六面體形的包裝上或在彼此堆疊的若干個包裝上用手握持時。
于是，與傳統疊層的傳統彎折相關的問題和缺點是平面外材料的轉移和/或向彎折線的材料轉移，這產生了凸起部分并使折疊疊層厚度增加，而與之相關的其它問題是折疊線因變形將不會非常地直，除了不美觀外，還將產生并排地或互相重疊地堆放的不同形狀的包裝。在可能的包括例如鋁膜、塑料膜、漆膜等的擋板層或薄膜層上，折疊線的變形也可以成為斷裂壓痕。如果，例如薄膜已經涂鍍在疊層的一側上，且膜材料比疊層的紙板更脆，則在折疊處出現的凸起部分或其它不規則部分可能在膜層中引起裂紋。可能要求高質量印刷或表面涂飾的高級紙板質量可以用深顏色、漆等涂覆、印刷。從而，彎折劃線板的壓印可能導致表面涂層的損壞，當折疊遠離彎折劃線板凹痕處進行時，該損壞可能成為顯露下部纖維材料的裂紋。
一種減小該凸起部分的問題的已知方法在專利SE 467 302中得以描述，其中，凸出的彎折劃線板變形通過機械加工消除。然而，該方法具有許多缺點，例如強度降低、粉化等。
另一種旨在減小凸起部分變形效應的已知方法在專利SE 432 918中得以描述，其中，使用了輔助彎折線以將材料從彎折線自身中轉移出去。
排列若干平行彎折線也是眾所周知的，由此，一個角被分解為若干彼此貼近排列的多個角。然而，此方法的缺點在于，得到了非常大的總厚度。例如，在180°的折疊處，總厚度將變得明顯比雙層疊層厚度大。
從彎折線將凸起部分去除的又一種方法在專利SE 507 095中得以描述，疊層中不同層之間的粘接被消除了，于是它們彼此獨立地變形。
在與彎折有關的變形導致的折疊線內材料轉移的問題的解決方案的所有上述例子中，典型的是，措施是從折疊線中去除或轉移材料，或另一種方案是避免折疊線中材料的聚集。
在涉及另一種問題的專利EP 565 013中，描述了由若干層組成的材料，芯部由擠壓的碎紙形成。也表明，該材料可用設置多個凹槽，這使之柔韌，并由此它能用于包裹不同形狀的物體。因而，在文字的確定含義中，該文獻未涉及通過折疊形成的包裝，并且未顯示彎折線或彎折方法。
在專利EP 484 726中，描述了如何在折疊中擠壓發泡的或膨脹的約束劑，以減少鋁箔層中的拉伸應力。
在專利EP 546 956中，描述了具有膨脹的纖維素纖維的中心層的材料，它被陳述為具有改善的可加工性。
從專利US 2,770,406中，已知了一種包裝疊層，該疊層包括多孔的主體層，該層在折疊時被壓縮。根據該文獻，主體層由發泡塑料層，尤其是具有封閉單元的聚苯乙烯層制造。這種材料在1956年的確是很好，但是鑒于環境要求，即現在的循環利用等要求，它絕對不是所需要的材料。在專利US2,770,406中還敘述了，在與此處所示的相似類型的一種紙板材料中，在成型時，裂紋將在紙板的彎角處在牛皮紙做的最外層上出現裂紋。于是，根據此文獻，裂紋形成的問題僅在由纖維素和塑料構成的疊層中解決了，但在主要由纖維素纖維形成的疊層內卻明確沒有。此外，該文獻事實上根本沒有描述彎折方法自身是如何進行的。
專利FR 1,341,855描述了由波紋紙板制造的疊層，它當然包括纖維素纖維，但是它不同于根據本發明的疊層，因為，主體層不是用纖維素纖維的網絡結構形成的，該疊層基本上在它們相互面對的整個表面上與纖維素纖維的側部層結合。在專利FR 1,341,855的圖2a-b中，示出了與該應用有關的現有技術，它被描述為造成了與損壞與變形相關的問題。于是，根據圖2a-b的彎折被描述為導致該問題的方法。在圖3a-b中，示出了一種傳統的彎折，它被描述為在一定程度上好于圖2a-b中示出的那個，但是根據專利FR 1,341,855的發明的解決方案替代性地包括了圖4a-c中示出的，即最外層被切開或打孔的“彎折”。
發明內容
本發明的目的在于為由纖維素纖維制造的包裝疊層提供一種彎折方法，該包裝疊層包括一主體促進層，此處被稱為主體層，以及在主體層的至少一側上的至少一個側部層，該側部層與該主體層在它們相互面對的大致整個表面上直接地或間接地結合在一起，該方法目的是避免上述問題。
本發明還涉及一種具有根據本方法的彎折線的包裝疊層，以及一種通過折疊這種疊層而制造的包裝。該疊層優選地用作用于包裝液體和固體食品以及還用于包裝工業貨物和其它商品的材料，或者用作一種用于生產此材料或其它最終產品的中間產品。
通過本發明，描述了一種根據權利要求1的用于包裝疊層的彎折方法。
于是，彎折方法借助于在疊層的第一側上被下壓入疊層內的彎折裝置并通過疊層相反側上平面夾持工具的使用來執行。因此，對于不同類型的彎折線，夾持工具可以包括一個且相同的平面和穩定的支撐。既關于彎折方法自身又關于變化的彎折幾何形狀，這將僅通過由彎折裝置構成的樣式的改變來給出一個明顯簡化的、更快的和更便宜的方法。在傳統彎折中，當彎折幾何形狀必須改變時，彎折裝置的樣式和模具都必須改變。
根據本發明的一個方面，側部層(一層或多層)排列在疊層的所述第一側上，由此，在本方法中，在彎折線上，使所述側部層陷入主體層中，并由此，陷入的側部層(一層或多層)的相對側上的疊層在彎折線的區域內基本保持平面狀。
在本彎折方法中，在彎折線內，主體層被壓縮，這形成了一個大的優點。壓縮實現了主體層中由單獨的纖維素纖維形成的網絡結構的弱化。通過網絡結構的弱化，當這依次受到與彎折線內后續的折疊相關的載荷時，它不能抵擋側部層獲得的壓縮載荷。這將導致側部層陷入主體層中。由此，在后續折疊中，與凸出部分的形成、分層和側部層中裂紋的可能形成相關的問題得以避免，該問題在傳統彎折方法中出現。如果在本發明中使用特殊的優化疊層，則主體層的壓縮行為可以實現，該材料在平行的專利申請SE-A0-9802967-1中得以描述。
根據本發明的一個方面，主體層基本上或完全由一張紙或紙板形成，用以其后被層合在該側部層(一層或多層)上，或直接形成在該側部層(一層或多層)上，該層獨立于纖維素纖維形成。從而，可以使用主體層的濕法敷設(wet laying)或干法敷設(dry laying)。
根據本發明的一個方面，主體層包括40-95％的具有550-950ml CSF的排水度的纖維素纖維，側部層具有比主體層更大的密度，以及疊層具有大于2.5Nm7/kg3但小于14Nm7/kg3的彎曲剛度系數，此值作為對機器方向和機器橫向的幾何平均值而計算。
根據本發明的另一個方面，至少60％的主體層由具有大于600ml CSF排水度值的纖維組成，疊層具有大于3.0Nm7/kg3的彎曲剛度系數，或更優選地至少60％的主體層由具有大于650ml CSF的排水度值的纖維組成，最優選地至少為700但小于850ml CSF，疊層具有大于4.0Nm7/kg3的彎曲剛度系數。特別優選的是，疊層具有大于5.0Nm7/kg3的彎曲剛度系數。
適宜地，主體層具有50-300kg/m3的密度，優選地為70-200kg/m3，而更優選的是100-180kg/m3。側部層優選地具有至少兩倍、優選地至少三倍且更優選地至少四倍于主體層密度的密度，側部層適宜地具有300-1500kg/m3，優選地是400-850kg/m3的密度。主體層適宜地具有30-300g/m2的定量，優選地40-120g/m2的定量，側部層(一層或多層)適宜地具有20-150g/m2的基本層，且疊層適宜地具有50-500g/m2的定量、優選地具有90-200g/m2的定量。
有利的是，所述具有低密度的主體層可以用基于例如TMP的具有高排水度的軟木的化學熱機械漿料(CTMP)或一些其它“機械”漿料的干法敷設或濕法敷設制造。從一個方面，干法敷設是優選的，由此可以使用任何公知的技術，但獨立于敷設技術，漿料的排水度應當大于550CSF，優選地大于600CSF，而更優選的是大于650CSF，最優選地是大于700CSF。用于所述第一層的纖維材料的高排水度確保薄片可以與薄片的脫水和壓實一起被擠壓，而不會將密度增加到一個不需要的程度。在某種程度上，過多具有高濕回彈性的纖維原材料可以是主體層的一部分，例如化學交聯的纖維，它們一般具有低的脫水抵抗力和濕法壓制后的高回彈性，但是它們不是優選的，至少因為成本的緣故。
其它可想像的纖維原材料是合成纖維，例如聚酯、聚乙烯(polyeten)以及聚丙烯纖維，它們也具有低的脫水抵抗力和濕狀態下的高回彈性。在優選實施例中，假設漿料具有以上指定的排水度值，用于主體層的低密度層的原材料，它一般將形成疊層中的中間層，完全或基本上選自機械生產的所謂高產量的漿料，例如具有至少75％、適宜地至少80％木含量的漿料，例如基本上基于軟木的CTMP和TMP的紙漿。
對于主體層，也可以添加廢紙最高達干重的25％。此處，廢紙被定義為紙或紙板疊層的低級別產品，它已在制漿機中濺濕并且主要具有分離的纖維。
主體層也包括至少一種粘合劑，優選地是一種乳膠粘合劑，含量為疊層重量的1-30％，優選地為5-30％，更優選地是7-30％，而最優選的是10-20％，按干重計算。
根據本發明的一個方面，側部層的至少任何一個包括漂白的或未漂白的化學硫酸鹽、亞硫酸鹽或有機溶膠纖維素紙漿，它優選地由主要包括軟木和/或硬木的纖維素原材料制造。側部層還可以包括一個或多個擋板層，例如金屬箔層，優選地是鋁箔、聚合物膜、金屬化的聚合物膜或漆膜。特別地，在疊層的正面側上，最外層可以包括具有高光潔度的任何剛提及材料的膜。
將認識到的是，當包裝疊層在主體層的側部具有多個側部層時，所有的這些側部層將陷入關于本彎折方法的主體層中，該主體層在彎折線(一條或多條)內陷下去。
關于通過折疊具有根據本發明的彎折線的疊層而形成包裝，本發明的再一個優點是折疊可以要么朝向要么遠離形成彎折線的凹痕進行。在具有根據傳統彎折方法的彎折線的疊層的折疊中，折疊必須總是遠離通過彎折裝置形成的凹痕。朝向凹痕的折疊將導致很大的益處，特別在具有容易被破壞的表面光潔度和在正面側部上對表面性質具有高要求的疊層中，于是該疊層反而可以從背側被彎折。
以下，本發明將參照附圖得以描述，其中圖1A-D示出包裝疊層的傳統彎折；圖2示出傳統彎折中略為彎曲的包裝疊層；圖3示出從側面看到的設置有根據本發明的彎折線的包裝疊層；圖4示出在彎折線上被折疊后的圖3中的疊層；以及圖5示出根據本發明彎折的特別優選的包裝疊層的折疊。
具體實施例方式
圖1A-D示出通過傳統的彎折方法彎折的傳統包裝疊層，紙板疊層在模具上被彎折劃線板的彎折(圖1A)，根據以上說明的現有技術的問題傳統彎折后凸出平面的永久變形(圖1B)，折疊線上凸出部分/分層的形成(圖1C)，以及在達到180°的折疊處厚度上的永久性增加(圖1D)。
圖2示出在傳統彎折中，受到擠壓載荷的側部層上的起始壓縮裂縫。于是，根據圖1C，壓縮裂縫將增長至凸起部分形成。
在圖3中，示出了用于包裝疊層的根據本發明的彎折方法。疊層包括主體促進層1、疊層第一側部上的側部層2b和疊層第二側部上的兩個側部層2a、3。在所示實施例中，在疊層第二側部上的最外側部層3包括具有高光潔度的專有表面層。疊層被彎折裝置6彎折，由此形成彎折線4，并由此使主體層在彎折線4的區域內具有壓痕5。于是，使側部層2b陷入主體層1中。在疊層的第二側上，包括側部層2a和3的疊層為平面形的，這歸功于彎折方法中使用的夾持工具7是平面形的。
在圖4中，示出了如何在彎折線4上進行90°的折疊。于是，明確的是，折疊朝向層2b進行，該層陷入疊層第一側的側部。這意味著，無論是在彎折中，還是在折疊中，專有的且脆的側部層3都不會被損壞。另外，仍清楚的是，最為有利地是，凸起部分或類似的變形不在折疊線上形成，分層或裂紋的形成也不會發生。
圖5是顯微照片，示出特殊優化的疊層的側部層是如何陷入主體層中的。此圖說明了本發明的原理，這在圖4中得以簡述。
本發明不限于上述實施例，而可以在所附權利要求的范圍內改變。于是，例如，需要意識到，在一些情況下，在疊層被彎折裝置彎折的側部上可以沒有側部層，由此，主體層在沒有側部層的陷入的情況下被壓縮。還應意識到，本方法不局限于具有特定排水度值的主體層的以及具有特定的彎曲剛度系數的疊層，這種類型的疊層僅用于構造實現本發明的優選疊層。
權利要求
1.一種彎折用纖維素纖維制造的包裝疊層的方法，該包裝疊層包括主體促進層(1)，此處被稱為主體層，以及在主體層的至少一側上的至少一個側部層(2b)，該主體層包括纖維素纖維的網絡結構，該側部層與主體層基本上在它們相互面對的整個表面上直接地或間接地彼此結合，其特征在于，在疊層的第一側部上沖壓裝置向下壓，以形成彎折線(4)，同時在與所述第一側部相對的疊層的另一側部上，使用夾持工具，該夾持工具在相應于沖壓裝置位置的區域里基本上是平面形的。
2.如權利要求1所述的彎折方法，其特征在于，在疊層的所述第一側部上排列側部層(2b)，由此，在彎折線上使所述側部層(2b)陷入主體層內，并且，在該下陷的側部層(一層或多層)(2b)的相對側部上在彎折線(4)的區域內保持疊層基本上平面形的。
3.如權利要求1或2所述的彎折方法，其特征在于，在彎折線(4)區域內使所述主體層(1)具有壓縮結構(5)，該結構在基本上沒有發生在層之間的凸起部分或分層的形成，或在疊層的一個或兩個最外層(2b、3)內在彎折線(4)內形成的裂紋的情況下，使彎折線(4)內的折疊變得容易。
4.如前述權利要求中的任一項所述的彎折方法，其特征在于，達到40-95％的主體層(1)包括具有550-950ml CSF的排水度的纖維素纖維，側部層(一層或多層)(2b)具有比主體層更大的密度，以及疊層具有大于2.5Nm7/kg3但小于14Nm7/kg3的彎曲剛度系數，此值作為對機器方向和機器橫向的幾何平均值而計算。
5.如前述權利要求中的任一項所述的彎折方法，其特征在于，至少60％的主體層(1)包括具有大于600ml CSF的排水度值的纖維，疊層具有大于3.0Nm7/kg3的彎曲剛度系數，或更優選地至少60％的主體層(1)包括具有大于650ml CSF的排水度值的纖維，最優選地至少為700，但小于850ml CSF，疊層具有大于4.0Nm7/kg3的、優選地大于5.0Nm7/kg3的彎曲剛度系數。
6.如權利要求1-5中任一項所述的彎折方法，其特征在于，接著，疊層在彎折線(4)處向著疊層的所述第一側部被折疊。
7.一種設置有根據權利要求1-6的任一項的彎折方法制造的彎折線的包裝疊層。
8.如權利要求7所述的設置有彎折線的包裝疊層，其特征在于，將疊層布置成在彎折線(4)處從疊層的所述第一側部，以及朝疊層的所述第一側部折疊。
9.借助通過包裝疊層折疊的形成而生產的包裝，該包裝疊層通過根據權利要求1-6所述的任一項的彎折方法而彎折。
10.如權利要求9所述的包裝，其特征在于，所述包裝通過折疊形成，該折疊經由至少在一條彎折線(4)上朝疊層的所述第一側部折疊該疊層。
全文摘要
本發明公開了一種彎折由纖維素纖維制造的包裝疊層的方法,該包裝疊層包括主體促進層1,此處被稱為主體層,以及在主體層的至少一側上的至少一個側部層2b,該主體層包括纖維素纖維的網絡結構,該側部層與主體層基本上在它們相互面對的整個表面上直接地或間接地彼此結合。在該方法中,在疊層的第一側部上彎折裝置向下壓,以形成彎折線4,同時在與所述第一側部相對的疊層的另一側部上,使用夾持工具,該夾持工具在相應于彎折裝置位置的區域里基本上是平面形的。本發明還涉及一種設置有彎折線的包裝疊層,以及通過對這種包裝疊層的折疊而形成的包裝。
文檔編號B31B1/25GK1352596SQ008081
公開日2002年6月5日 申請日期2000年5月24日 優先權日1999年6月1日
發明者馬茨·弗雷德倫德, 利夫·諾蘭德, 安尼卡·卡爾森 申請人:斯托拉·科帕伯格斯·伯格斯拉格斯公司