專利名稱：將帶狀材料包裝成首尾相連的并排疊層的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種形成帶狀材料包的方法。
背景技術：
帶狀材料用在許多最終用途中，包括但不限于制造尿布以及其它具有吸收性的產品。在生產線上縱向間隔的橫向切割線處切割帶材，以將該帶材分割成用于制造各個吸收性產品的單片材料。通常，還出于各種原因例如使產品形狀能更好地匹配用戶體形以及使產品形狀具有更強的美觀性，可沿著這些帶材的長度將其切割成不同寬度。目前大多數這類模具的工作方式都是由單一帶材切割出片材，該帶材的寬度至少等于所要求的最大寬度，切割該帶材的兩側部分以形成較窄的荷葉邊(scalloped width)，并將由此形成的兩側處的廢料扔棄。一般通過磨碎該廢棄部分，并使其返回至帶材制造者，來試圖再利用該廢棄部分。但是，近來的發展已經增大了材料的復雜性，從而導致成本增加，并使得再利用更加困難。因此就不得不減少廢棄量。
以往采用稱之為“結彩(festooning)”的技術來包裝連續帶材，在該項技術中，來回地折疊帶材，從而將一連串帶狀部分來回折疊放置，每個帶狀部分都繞橫向于該帶材的直線且相對于下一部分折疊。此結彩技術已經使用多年，且用于包裝各種不同類型的材料，特別是諸如織物(web)、無紡帶等之類具有纖維特性的材料。在該項技術中，通常將帶材引入諸如紙板盒一類的接收容器中，同時進行第一往復移動和第二往復移動，其中，第一往復移動使帶狀部分橫置于接收容器內并來回折疊該帶狀部分，第二往復移動使帶狀部分在接收容器內的位置橫移過先前已折疊的帶狀部分。通常，該接收容器包括一剛性矩形容器，至少該剛性矩形容器的一部分由紙板制成，且具有一個基底和四個直立側面。
在1999年10月19日公開的美國專利5966905，以及1998年12月30日公開且公開號為No.WO98/58864的PCT國際申請No.PCT/CA98/00592中，O’Connor等人公開了一種帶狀材料的包裝方式，其中，包裝由多個并排疊層(stack)組成，每個疊層都包括一段扇狀折疊的帶材長度，每個疊層的底端都經由一接合部分與相鄰的下一疊層的頂端連接，這樣，該帶材就連續地經過整個包裝。
在2000年9月14日公開且公開號為No.WO00/53513的PCT國際申請No.PCT/CA00/00196中，公開了一種在上述專利所述類型的以包裝材料折疊并包裹包裝結構的裝置。
這種裝置已經取得了重大的商業成功，該裝置可將連續帶材高速供應給終端使用機器，例如用于生產尿布或女性衛生用品的加工線。但是，該帶材也可用于其它的最終用途。
在2001年1月11日公開的PCT國際申請WO01/02143中，Eberle公開了一種與O’Connor所述相同的包裝方式，其中，不是將帶材完全切開使每個帶狀部分都與下一帶狀部分相互分離，而是以沿著切開線的長度定期地留下較小橋連部分方式使帶材分離，以在折疊及堆疊過程中保持帶狀部分可并排地放置。
在德國申請19918765.7中也提供了一種Eberle式包裝結構(轉讓給Gevas)，特別地，包括在包裝的端部設置接合連接部。
同樣在Eberle的德國申請中(也已轉讓給Gevas)，還公開了一些折疊方案的細節，將織物折疊成扇狀折疊疊層，且該織物具有部分切開的帶狀部分。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種形成帶狀材料包裝的改進方法。
一般而言，本發明提供了這樣一種形成帶狀材料包裝的方法，包括形成多個并排的帶狀材料疊層，其中，一個疊層的帶狀材料與相鄰的下一疊層的帶狀材料分離，從而足以獨立于其它疊層的帶狀材料依次地折疊和抽取各疊層和帶狀材料；在每個疊層中，重復性地來回折疊帶材，使該疊層包括多個相互疊置的帶狀部分，每個帶狀部分都沿橫向于帶材的第一折線相對于相鄰的第一帶狀部分折疊，同時還沿橫向于帶材且與該第一折線相間隔的第二折線相對于相鄰的第二帶狀部分折疊；使每個疊層的帶狀部分在該包裝的一端形成多條第一折線，并在該包裝相對的相對端形成多條第二折線；使每個疊層的帶狀部分具有通常平行于該疊層頂面及底面的第一表面及第二表面，每個疊層的帶材在該底帶狀部分和該頂帶狀部分之間連續地經過該疊層；使多個該疊層并排放置，且每個疊層的帶狀部分側邊位于相鄰的下一疊層側邊附近，并平行于該包裝的兩側；利用一接頭連接部分連接每個疊層的底帶狀部分與另一疊層的頂帶狀部分，以通過連接疊層形成一段連續的帶狀材料；以及，利用包裝材料包裹并排放置的疊層以及該疊層之間的接頭連接部分，以在運輸過程中包圍并保護該疊層內的帶狀材料。
依照本發明的一個方面，包裝材料包括通常為平面的頂部頂蓋件，通常為平面的底部頂蓋件以及覆蓋至少一部分頂部頂蓋件和底部頂蓋件的柔性環繞袋。
優選的，頂部頂蓋件由一種片材組成，例如紙板，但也可采用其它的半剛性或剛性材料，該片材限定了一個平面部分和多個側壁，該側壁以直角向下翻轉，從而沿著包裝的各個側面及端部放置。
優選的，底部頂蓋件由例如廉價且比較硬的板組成，該底部頂蓋件為夾層結構，該夾層結構包括頂片、底片以及連接該頂片和底片的加強件。
優選的，袋包括預成形為袋狀且一端密封的筒形件，或者包括上端線性密封以覆蓋頂部頂蓋件的筒形件。
優選的，將該袋熱密封到底部頂蓋件的下側上，更優選的，僅將該袋熱密封到底部頂蓋件的外緣周圍，而暴露該底部頂蓋件的中央部分。為此，該底蓋板包括一種易于與袋熱密封的材料，例如一層塑料材料，但也可采用其它連接方式使袋與板連接，例如粘接。
優選的，在頂部頂蓋件與袋之間的包裝上設置標記，該標記提供與包裝相關的識別標記。
優選的，袋的外圍大于包裝的外圍，利用周圍的烘箱(oven)使該袋熱收縮，以與包裝的外圍接合。
優選的，對包裝施加壓力，以在收縮該袋之前降低包裝的高度。但是，也可在略微壓縮或無壓縮的情況下包裹該包裝。
優選的，為便于運輸，將兩個包裝中一個垂直放置在另一個頂部上地堆疊起來，且通過相對于預定壓縮量選擇堆疊高度，使該兩個包裝的組合高度與運輸容器的允許高度相匹配，由此使運輸效率最大化。選擇性的，可獨立地以及側面水平堆疊地包裹及運輸包裝。
優選的，利用拉伸包裝薄膜將包裝包裹在一起，并留下用于提升以及存儲的相對位置。
這里，接頭連接件包括一褶曲部(twist)，該褶曲部優選位于頂蓋板下方的疊層頂部上，但也可位于包裝側面上。
優選的，包裝包括連續帶材的前端和尾端，在該前端和尾端以相互區分的方式打上標記。
依照本發明的第二方面，包裝材料包括一底蓋板以及繞該包裝包裹的袋，在底蓋板的下方，將該袋熱密封到底蓋板的底面上。
優選的，底板為夾層結構，該夾層結構包括頂片、底片以及連接該頂片和底片的加強件。
優選的，底板的底面上具有一層塑料材料，該塑料材料用以與繞過底板的袋或者層壓到底板上的片材熱密封。
優選的，利用位于底板下方的真空孔向內吸該袋的底部，以使其位于合適位置上，從而與底板熱密封。
優選的，底板大于包裝的底部。
依照本發明的第三方面，利用至少一個系緊構件保持連接部分依附在端面上，該系緊構件橫向延伸過該端面，且將該系緊構件的相對端部塞入各個最靠外疊層的兩個帶狀部分之間。
優選的，具有在公共端面上垂直間隔設置的多個系緊構件。
優選的，系緊構件由帶狀材料的備用部分(spare portion)制成，但也可由其它材料制成。
可在系緊構件上標上用以識別包裝的標記。
依照本發明的第四方面，在供應站的下游以及折疊站之前，提供一接頭檢測器，該接頭檢測器響應于織物上存在的供應接頭(supplysplice)提供表示該供應接頭的輸出；當檢測到所包含的供應接頭數量大于預定數量時，該包裝照這樣識別。
優選的，折疊并定位供應接頭，以維持該供應接頭的數量少于預定數量。
依照本發明的第五方面，利用超聲波加熱帶狀部分，并使該帶狀部分相互接觸，由此連接該帶狀部分。
帶狀部分可略微重疊，但優選的是該帶狀部分端對端地對接。
現在將結合以下附圖描述本發明的實施例，其中圖1是依照本發明的一種連續帶材包裝的側視圖，包括用于包裹并容納該包裝的包裝材料；圖2是圖1所示包裝的端視圖，為便于圖示除去了柔性包裝材料；圖3是圖1所示包裝的頂視圖，包括柔性包裝材料，且頂蓋隨時放置在包裝的頂部上；圖4是用于形成圖1所示包裝的壓縮裝置及包裹裝置的側視圖；圖4是圖5設備的頂視平面圖。
圖5是一部分圖1所示包裝的放大側視圖，表示了在該包裝側面的系緊構件(tie member)的位置；圖6是多個圖1所示包裝被包裹及堆積以供運輸的側視圖；圖7示意性地表示了由所供應織物形成并排的帶狀材料疊層的方法；圖8是利用超聲波能量形成的兩帶狀部分之間接頭(splice)的頂視圖；圖9是圖8所示接頭的側視圖；圖10是利用超聲波能量形成的一種對縫接頭(butt splice)的側視圖；圖11是利用超聲波能量形成的另一種接頭形式的側視圖；圖12是可用于形成圖8所示接頭的一組可供選擇的接合頭(splicehead)圖案。
在不同附圖中，相同的參考數字代表相同部件。
具體實施例方式
首先轉至圖7，其示意性表示了在以上專利申請中所述的一種通常類型的堆積折疊機。該機器包括一織物供應部10，自該織物供應部10供應織物11，該織物11的寬度基本上等于完成后包裝的寬度。該織物供應部包括兩個安裝軸12A和12B，每個安裝軸用于接收各自的織物供應卷(roll)13。織物自其中一個織物供應卷13起經由供應系統14以及一個引導輥15被輸送至控制及切割部16。每次都選擇其中一個供應卷13供應織物，當此供應卷用完后，再供應另一供應卷的織物，并在接合裝置17處使另一供應卷的前端13A與所用完供應卷的尾端接合。利用傳感系統18A，18B來檢測該軸12A或12B上剩余的材料量，以確定供應卷何時將要用完，從而允許操作員在供應卷將要用完時暫停該供應系統和機器的操作，并在接合站17處接合上述前端和尾端。在一種可供選擇的裝置(未表示)中，可在接合站17處提供一蓄能器(accumulator)，該蓄能器允許在實現上述接合的同時，連續供應織物。
在控制及切割部16中提供有一織物引導系統，該織物引導系統示意性地標識為19，其控制織物的前進速度并左右調節織物的橫向位置，以相對于滾剪機(slitting roller)20定位該織物。
該滾剪機是以上Gevas專利申請中所表示的那種滾剪機，其用于在多個橫向間隔的縱剪線處對織物進行打孔，從而提供沿著縱剪作業線的多個切口，相鄰每個切口被經由較短的橋連部分分隔。在實踐中，該切口的長度可以約為0.5英寸，該橋連部分的長度可為約0.005英寸。但是，可對這些尺寸做出較大的改變并進行選擇，以使上述尺寸與形成該織物的特定材料性質相關，使得由該織物形成的帶狀部分能按照并排的方式疊合在一起以進行進一步的處理，這樣該并排的帶狀部分就相互連接，但是通過沿著縱剪作業線撕開切口就可輕易地分離各帶狀部分。
盡管在這種方案中優選得是在縱剪作業線上留有橋連部分，但在隨后將要詳述的構造中，也可完全切斷帶材，將織物分離成單個的帶狀部分，并利用隨后將要描述的技術來包裝該帶材。
在切割部16的下游，織物進入包裝部22，示意性表示的該包裝部22為以上Gevas專利中所表示的那種包裝部。由此，折疊機包括一臺面23，可在千斤頂24上垂直移動該臺面23，從而可隨著已折疊的織物疊層25的高度增大而升高和降低臺面23。利用一對折疊輥26和27來回地折疊織物，該折疊輥26和27選擇性地夾住和釋放織物，以將該織物拉至疊層的端部25A和25B。該疊層25支承在一底板28上，該底板28本身承載在一水平支撐板29上，該水平支撐板29可相對于臺面23在支承件30A和30B上來回擺動。
每個輥26和27都具有徑向相對設置的一夾具G和一插入桿I，這樣，當上述輥轉動時，在兩輥最接近的那一點上，其中一個輥的插入桿I就將織物插入另一輥的夾具G內，接著該兩輥就與所夾的織物一起轉動，以朝著疊層25的相應端部移送織物。
由此，通過兩輥的來回折疊動作增大該疊層的高度，直至達到由操作條件所確定的規定高度。在達到規定高度之后，就向下移動支撐板29至與傳輸機31并排的某個位置，然后使支承板28與支撐板29分離，并將該支承板28移至傳輸機31上，該傳輸機31設置用以接收堆疊后的織物和支承板28，并將它們輸送至隨后將要描述的其余工作站。
折疊部22還包括一尾端形成輥22A，該輥用于卷繞先前已形成疊層中的一部分織物，這樣織物的尾端部分22B就暴露在疊層的底部，并沿著該疊層的一端將該尾端部分向上輸送給輥22A。因此，當疊層的折疊操作完成后，一部分織物就沿著疊層的端部25B延伸，當將疊層從臺面23移至傳輸機31上時，卷繞在輥22A上的該部分織物就拉緊疊層的端部25B，并被放置在該疊層的頂部25C上。
供應輥13包括示意性標識為32的供應接頭，當消耗到又一主卷(master roll)的前端時，在該供應接頭處使原始主卷與下一主卷的前端接合，由原始主卷切割出供應卷。這種供應接頭當然是公知的，在這種類型的卷中是普遍存在的。除供應接頭之外，當然的，在已消耗卷13在其尾端與下一卷13的前端連接時，還提供有另外的接頭。
在一種方式中，利用粘接膠帶來提供接頭，將該粘接膠帶粘附到織物對接邊緣的兩面上。該機器還包括位于供應部下游以及滾剪機20上游的一接頭檢測器33。這種類型的接頭檢測器是公知的，可操縱該接頭檢測器來檢測織物的密度，在接頭處檢測到密度增大，由此可向控制單元34指示接頭位置。
該控制單元34用于控制機器的每個驅動部件，并在這些部件之間提供必要的相互關聯，以控制操作速度，從而將相關織物正確地折疊為所需的疊層構造。該控制單元響應于接頭控制器以及傳感器18A和18B，以控制向折疊機提供織物。控制器響應于接頭檢測器33檢測到的接頭數量并控制所形成的疊層高度，這樣當超過預定最大數量的額外接頭將要進入該疊層構件內時，就停止該形成疊層的操作。由此，利用該控制單元，可確定疊層內供應接頭的數量，并可利用標簽印刷機35將該數量記錄在一標簽上。另外，該控制單元還可將有關材料性質的信息附加在標簽上，識別材料原產地以及所形成疊層的識別號等。
將所完成的織物疊層移動到傳輸機31上，該織物上具有利用滾剪機形成的縱切線，由于各個帶狀部分之間具有橋連部分，因此可保持該疊層為一個整體構造，可將疊層輸送到傳輸機上，而不會有該切分帶材發生分開和個別破裂的危險。選擇疊層的高度，使該疊層能保持穩定，而不會傾倒，這樣就可直接將該疊層輸送到傳輸機上，而不需要側壁。在傳輸機上，首先將所完成的疊層移至一接合站36，然后自該接合站36移至一包裹站37。
現在轉到圖2，其表示了接合站，在這里，疊層25位于傳輸機31的一部分上。圖1和3也表示完成后的接合疊層。
圖2更詳細地表示了支承板28，該支承板28基本上由一塊剛性板組成，該剛性板由上片28A、下片28B以及插入的波狀加強層28C所限定。因此，該板的剛性足以抵抗彎曲，該彎曲是由隨后將要描述的壓力所導致的。
在圖2所示接合站36，將織物的端部22B分開成單個帶狀部分，并沿著疊層的端面25B將這些帶狀部分放置到頂部25C上。在那個位置上，使來自第一疊層的帶材端部移動至與第二疊層對齊的位置，并在接頭38A處與第二疊層頂端連接。接合之前，在39A處褶曲該帶材。通過每個乘下的疊層接頭連接在38B，38C，38D，38E和38F接頭處繼續(圖3所示)。
類似的，在39B，39C，39D，39E和39F處褶曲帶材。由此，每個疊層就與相鄰的下一疊層連接，使前端40在第一疊層和尾端41在最后一疊層。在該前端40上印制適當的識別標記，該識別標記示意性地表示為M1，且在該尾端上印制區分標記，該區分標記示意性地表示為M2，這樣最終用戶就可清楚地區分前端和尾端，以便于分別連接下一個相鄰包裝的尾端和前端。
在完成接合和褶曲之后，利用一頂蓋板42覆蓋該包裝的頂部25C，該頂蓋板42由諸如紙板一類的適當片材制成，且具有用以覆蓋該包裝端部及側面的一個面板42A及四個下垂側板42B。如果接頭和褶曲處位于頂部上，則它們因此在頂部頂蓋的下方被保護，且不會在從包裝底部起沿著端面延伸至包裝頂部的那段帶材上暴露。但是，如圖2所示，該接頭和/或褶曲處也可由頂面移動到側面，實際上，這是褶曲處的優選位置。側面為優選位置是因為包裝上的帶材位置將在該褶曲處由與第一疊層對齊的位置橫移至與第二疊層對齊的位置。因此如圖2所示，當連接兩疊層的尾端經過第二疊層的頂部拐角后，其將被擱在該第二疊層上。按照這種方式，在使用該包裝的過程中，在展開第一疊層時，其尾端將被支承并保持被支撐，直至第一疊層全部展開并轉換到該第二疊層。
利用標簽印刷機35將表示為35A的標記打印并施加到頂蓋板42的頂部上。該標記用于識別包裝的特征，并包括其包裝號。
利用多個系緊構件44使沿包裝端面25B延伸的接頭連接部22B壓靠在該端面上。每個系緊構件44都包括橫過該端面且由帶材的一帶狀部分，其被施加橫跨端面而兩個端部44A和44B暴露于包裝的側面之外。將這兩個端部塞進圖5中表示為45A和45B的兩個帶狀部分之間，這樣就可簡單地將該端部壓入適當位置，并利用帶狀部分之間的摩擦將它們保持在該適當位置上。可簡單地褶曲用于形成該系緊構件的帶材，這樣，就可將表示為44C平地插入帶狀部分45A和45B之間。這種方式可簡單地將系緊構件放置在其適當位置上，同時使其平地壓靠在端面25B上，由此使部分22B壓靠在端面上。可根據包裝的高度選擇系緊構件的數量，以確保將帶材的端連接部保持在適當位置上，并防止其自由飄動以及變得歪曲。系緊構件的數量可隨著包裝的高度和壓縮量而改變。采用在生產工藝中易得到的帶材作為系緊構件，就可避免采用其它材料可能在包裝中被污染。
另外除以上標記外，可將表示為44D的額外標記附加到一個或多個系緊構件上，作為包裝的額外識別號。
在輸送機31上將接合包裝(splice package)由接合站移動至包裹站。在包裹站，圖4所示包裝包括其底板28、頂蓋42，以及為便于圖示在圖4中沒有表示的接頭及連接部分，這些部分安裝在一支承平臺50上，該支承平臺50可在適當千斤頂51上自輸送機的水平高度起垂直提升至某個提升位置。該平臺包括一平臺表面52，該平臺表面52的尺寸足以支承底板28上的包裝構件，同時還使位于該底板的中央區域之外的外部暴露于平臺的外側。該平臺可轉動，以繞一中央垂直軸將該包裝定向為所要求的包裝取向。
示意性表示為53的一袋供應系統設置在平臺50的上方，其包括一筒形袋材料供應源以及多個夾持件，該夾持件夾住筒形袋材料并向下拉該袋材料以使該袋材料越過包裝的側面接合。該筒形袋材料具有如圖4所示的外圍，其外圍遠遠大于包裝的外圍，這樣袋材就可容易地經過該包裝，而不會摩擦包裝的側面。袋材供應源包括一熱封裝置，用于在將袋55供應到包裝上之前或之后，密封該袋55頂部的接縫54。袋的長度是這樣的，使得材料的筒形袋的底緣56伸出底板28并伸至平臺50的區域內。該平臺50內提供有通常示意性表示為57的抽吸系統，該抽吸系統57具有多個部分開口(section openings)58，該多個部分開口58環繞平臺的外圍表面并由此面對袋55的下部56。由此，位于板28下方的部分用于環繞該板28以及朝向平臺向內拉該袋。
包裹站還具有一烘箱(oven)裝置60，其支承在平臺50的上方。該烘箱裝置60和袋供應源53是這樣設置的，使得它們可相互無干擾且獨立地移入適當位置并進行操作，這樣就可將袋供應源移出其適當位置，然后將烘箱裝置60移入至環繞包裝及袋并位于該包裝及袋上方的位置。
該烘箱裝置60包括頂壓板61和下垂側壁62。該頂壓板61簡單地形成了一個剛性構件，該頂壓板61可在示意性表示為63的支座上相對于平臺50向下移動，這樣就可在平臺50和頂壁61之間壓縮包裝，從而可通過壓縮帶材并排出該帶材縫隙內的空氣來逐漸地向下擠壓包裝，以縮短該包裝的高度，由此縮短疊層的高度并減少帶材的每個帶狀部分的厚度。可根據最終用戶的需要以及形成疊層的材料性質，對壓縮量做較大的改變。在壓縮疊層時，空氣經由疊層的側面以及端部排出，然后經由袋的底端釋放到環境中或者抽吸系統57中。該抽吸系統57可幫助抽取空氣，但壓縮主要是在平臺與頂板61之間機械實現的。板28伸出平臺的側面之外，但該板28的剛性足以承受壓力，而不會彎折或者破裂。
在壓縮時，啟動下垂側壁62內的加熱件64，以在烘箱范圍內向袋材55提供熱量。選擇該袋材使其具有熱收縮性，這種類型的傳統材料是公知的，且對本領域技術人員而言是容易獲得的。烘箱提供的熱收縮作用足以將該袋材向內拉至側面，如圖66所示，同時還足以將該袋的底端向上拉至板28的底面上，如67所示。利用一種熱封塑料材料68包裹該板28，包括疊層下方的上表面69和板28下方的底表面70。在一種優選方案中，使塑料片材形成套管，然后將該套管插入到板上，這樣該套管就覆蓋了板的兩面。但是在另一種方案中，可將塑料材料層壓到至少該板28的底表面上，這樣就利用所連接的塑料片材70覆蓋該底表面，該塑料片材70用于與袋材熱封連接。如上所述，塑料材料68環繞底板以進行熱封，至少在該塑料材料68的頂層69上具有打孔凹坑(perforated dimples)69A，以增大帶的材料與塑料片材之間的摩擦，從而改進首次在板28上折疊帶材時的折疊操作。人們已經驚奇地發現這種方法可減少在折疊機上進行折疊的過程中帶材相對于該板28滑移的趨勢，從而提高包裝質量。對塑料材料進行選擇，使得在來自烘箱60的熱量作用下，底層70與袋的材料之間可進行熱封。由此，烘箱的熱作用既可向內拉該袋，使該袋緊緊地包裹疊層，同時該烘箱的熱作用還可使袋熱封在圍繞平臺外部的區域的底板28的底部上。
在熱作用結束以及收縮和熱封完成之后，就利用烘箱的支座63撤回烘箱，使包裝和平臺冷卻一段時間，該時間足以確保袋材凝結。這還可以冷卻包裝內的空氣，利用空氣的冷縮將該袋更緊地拉向包裝外側。此時，設置在頂板42頂面上的標記35A將密封在袋的頂面下方，但可經由透明的袋材看到該標記35A。同時，也可經由袋材的側面看到系緊構件44上的數字。
在包裝冷卻后，平臺50下降，將包裝再次放置到輸送機31上，以將該包裝輸送至運輸站。在如圖6所示的運輸站，將表示為70和71的兩個或多個已包裹疊層一個位于另一個頂部上地堆疊起來，這樣上包裝的底板28就位于下包裝的頂蓋板42頂部上。然后，利用傳統包裝機的拉伸包裝材料73螺旋狀地包裹這些包裝，該傳統包裝機可繞堆疊包裝轉動。該拉伸包裝材料可用于保護袋材，并向包裝的外表面施加額外的壓力，還可連接兩個堆疊包裝，使它們作為一個可整體提升的構件固定在一起。
應注意的是，底板28的尺寸略大于包裝軌跡(footprint)的尺寸，這樣該底板的側緣就伸出包裝的側邊及端部。這就可以保護位于該底板上的包裝的拐角，并可阻止袋向內拉和破裂或彎折包裝底部的帶狀部分。類似的，具有下垂側壁42B的頂蓋板也可防止在頂帶狀部分將袋材向內拉且在帶部分內或者在包裝頂面上的折疊及接頭處彎折造成折縫。
相對于預定壓縮量選擇最初折疊的疊層高度，從而使兩個堆疊包裝的高度H等于所規定的運輸高度。特別的，用于運輸產品的容器尺寸是根據運輸方法預先確定的，基于該容器的最大高度可計算出最初折疊疊層的高度，這樣在壓縮和包裝兩個或多個疊層，并當一個疊層位于另一個頂部上時包裝該兩個或多個疊層后，其總高度H將等于所規定的運輸高度。接著如圖6所示，將經包裝的堆疊包裝并排地插入預定容器內。
現在轉到圖8至11，它們表示了用以形成超聲波熱封接頭的幾種方案，該超聲波熱封接頭用來代替先前所述的膠帶接頭。
在圖8和9中表示了第一種連接方案，其中，織物或帶的兩個端部80和81相互略微重疊，然后利用傳統加熱系統82經由一加熱頭83向板84上供應超聲波能量。
干法成形紙(air laid paper)中存在的合成纖維的含量通常約為12至15％，但此含量可在較大范圍內變化，已經發現上述含量已足以使材料內的纖維粘合，從而在兩個端部80和81之間進行熱封連接。類似的，已經發現如果干法成形紙中不含有合成纖維，但如果該紙內含有足量的其它熱可結合材料，仍然可實現兩端之間的熱封連接。例如，干法成形紙中通常含有其它粘合劑例如乳膠或者合成粉，它們可作為這種熱封連接的粘接劑。加熱頭83用于向相互間隔的塊狀區域(patches)85提供熱量，該塊狀區域85之間留有未加熱的部分86，因此該部分86沒有進行粘合。在該帶材用在最終可吸收性產品的帶最終使用過程中，這些間隔允許流體運動進入材料內，并沿著該材料由一個帶狀部分至下一個帶狀部分縱向移動。
圖10表示了另一種可供選擇的接頭，該接頭為一種位于兩端部88和89之間的對縫接頭，如90所示意性表示的，其中具有充分的纖維連接，由以下實現利用超聲波能量所施加的熱能使纖維熱密封，從而將端部88和89對接到一起。
在圖11所示的另一種可供選擇的方案中，通過附加另一纖維性材料91來提供且支持對縫接頭，該材料91穿過對接端部88和89之間并位于該兩端部每一個上，該纖維材料91與帶材內的可熱封纖維相互粘合。在圖11中，將無紡織物插入兩對接端部之間，并平行于兩個帶放置。但是，可根據纖維含量以及其它各種特征，對不同種類的材料采取不同技術。因此，也可采用這樣一種未表示出的方法來形成接頭，利用分配器或其它技術將散纖維(即，bico，PET等)加至對縫接頭的連接區域，然后利用超聲波能量啟動散纖維以與所述連接粘合？目前干法成形制造(air laid manufacturing)中采用的標準接頭技術是膠帶接頭。將膠帶粘附到正在連接的干法成形基片兩端的一面、或者通常兩面上。在最終用戶產品中膠帶通常是不能接受的，因此在轉換(converting)過程中這些膠帶要被扔棄。這就導致用戶浪費的損失，由此促使人們尋找這樣一種接頭材料和/或方法，其允許接頭包括在最終產品中。
以上所述可供選擇的連接技術提供了這樣一種方法，其可避免扔棄包含接頭的產品。超聲波設備可允許具有較寬的連接寬度。利用超聲波在折疊織物的上游進行連接，就不需要在最終產品中扔棄這些接頭。
當在干法成形機上制造干法成形紙幅時，首先將織物卷繞成大卷。然后重新卷繞這些大卷，并在重繞機/縱切機上將其縱切成較窄寬度。在此過程中，出于各種原因有時也進行接合。此時，將縱切后的卷送入折疊工序，現在將該縱切后的卷稱為主卷。隨著主卷的展開和折疊，將它們一個接一個地連接起來以進行連續的折疊。每列包裝或疊層中都包括在這些上游操作工序中形成的接頭。最后，又使每列包裝與相鄰的一列包裝接頭接合。由此可見，在包裝中可能具有相當大量的接頭。實際上，可規定單獨一個包裝中存在的最大接頭數量；這是限制由于接頭達到用戶規定的最大量的次品。目前，大多數用戶都認為接頭數量過多是一個缺點。如果全部接頭都是所述包括在最終產品中的那種接頭，那么對于減少廢棄物以及提高包裝率而言是一個優點。
當前，通過將織物端部粘接到一起，來在包裝上形成并列對對的接頭。這種方式具有許多缺點，例如需要消耗膠帶、膠帶將隨著時間的流逝而變弱、需要進行乏味且緩慢的手動接合操作、以及用戶需要扔棄連接部分。人們研究出一種代替接合膠帶的新技術是超聲波焊接。這種技術可以消除以上所述接合膠帶的全部缺點。在這種技術中，將相當高頻率的振動施加給集中區域(concentrated area)內的基片，從而在局部區域內加熱并熔融該基片。為了能發生熔融，要求該基片包含最少量的合成材料。在連接干法成形材料時，雙組分纖維或其它熱可結合材料含量(content)允許織物的端部焊接到一起。
市面上可采用的加熱裝置是Sonobond Ultrasonics，一種合適的超聲波焊接機是Model Sureweld 20。可采用多種焊接型式，這些型式均已經過測試；所有這些型式都具有不連續的構造，以允許能穿過接縫輸送液體。可根據所采用的型式，略微地改變焊接條件，但所有焊接都需要在0.8秒內完成，這個時間段可允許用戶在以上過程中生成整段接頭或者全部接頭，同時還留下一段可接受的時間。定位織物的端部是可行的，以始終如一地將重疊控制到最小程度。要求織物端部最小重疊是為了可靠地接合材料，除非如圖10所示采用額外的合成重疊來提供粘接位置。
對每個試樣進行干拉強度測試、毛細滲濕率測試、以及總吸收量測試表明吸收量和毛細滲濕率都不受接頭的影響。這一點對于接頭可包括在用戶最終產品之中而言很重要。而干拉強度受到潛在的影響。隨著bico含量的增大，焊接接頭的抗沖擊力也增大。但在某些情況中，根據材料的最終使用要求，用戶仍然需要扔棄接頭，那么可將干拉強度降低至可扔棄接頭的程度，但此干拉強度足以抵抗展開工序和轉換工序。
因此，干法成形紙幅的超聲波接頭或者說縫合接頭是傳統膠帶接頭的一種可行替換方式。
可節省損耗品(膠帶)也是這項技術的一個優點。
可在折疊機中對超聲波接頭進行處理，從而允許這種方法可用于提供主卷接頭(在折疊機以及重卷機上)，由此可進一步地減少損耗品以及用戶扔棄品。
圖12表示了一組可以接受的連接頭(splice head)型式，這些型式可形成具有足夠抗拉強度的接頭，同時不會干擾在接頭處或通過接頭的流體流。在圖中，白區域是工具的凸出部分，灰色區域是凹入部分，這樣該白區域在接頭密封時以焊接部分結束，而灰色區域為非焊接部分。
可對本發明作出各種變型，在不脫離權利要求書實質和范圍的情況下可得到許多明顯不同的實施例，本說明書中所包含的內容僅僅是為了對本發明進行說明，并不意味著對其作出限定。
權利要求
1.一種形成帶狀材料包裝的方法，包括形成多個并排的帶狀材料疊層，其中，一個疊層的帶狀材料與下一個相鄰的疊層的帶狀材料充分分離，以使所述疊層的帶狀材料從所述另一疊層的帶狀材料上依次分離地折疊和取出；在每個疊層中，重復性地來回折疊帶材，從而使所述疊層包括多個相互疊置的帶狀部分；每個帶狀部分相對于一個下一個相鄰的帶狀部分繞第一折線折疊，其中，該第一扳線橫向于所述帶材；并且每個帶狀部分相對于第二下一個相鄰的帶狀部分繞第二折線折疊，其中，該第二折線橫向于所述帶材且與所述第一折線相間隔；使每個疊層的帶狀部分在所述包裝的一端形成多條第一折線，并在所述包裝相對的一端形成多條第二折線；使每個疊層的帶狀部分具有通常平行于所述疊層頂面及底面的第一表面及第二表面，每個疊層的帶材在所述底帶狀部分和所述頂帶狀部分之間連續地經過所述疊層；使多個所述疊層并排放置，且每個疊層的帶狀部分側邊位于相鄰的下一相鄰疊層側邊，并平行于所述包裝的兩側；利用一接頭連接部分連接每個疊層的底帶狀部分與另一疊層的頂帶狀部分，以通過被連接的所述疊層形成一段連續的帶狀材料；以及，在包裝材料中包裹所述并排放置的疊層以及所述疊層之間的接合連接部分，以在運輸過程中容納并保護所述疊層內的帶狀材料；其中，所述包裝材料包括頂部通常為平面的頂蓋件，底部通常為平面的頂部頂蓋件以及覆蓋至少一部分所述頂部頂蓋件和所述底部頂蓋件的環繞柔性袋。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述頂部頂蓋件由一種片材組成，所述片材限定了一個平面部分和多個側壁，所述側壁以直角向下翻轉，從而沿著所述包裝的各個側面及端部放置。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述底部頂蓋件由夾層結構組成，所述夾層結構包括由加強件相互連接的頂片、底片。
4.如權利要求1，2或3所述的方法，其特征在于，所述袋包括一上端密封的筒形件以覆蓋所述頂部頂蓋。
5.如權利要求1，2，3或4所述的方法，其特征在于，將所述袋熱密封到所述底部頂蓋件的下側。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，將所述袋熱密封到所述底部頂蓋的僅外緣周圍，而暴露所述中央部分。
7.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，在所述頂部頂蓋與所述袋之間的包裝上設置標簽，所述標記提供與所述包裝相關的識別標記。
8.如權利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述袋的外圍大于所述包裝的外圍，利用周圍的烘箱使所述袋熱收縮，以與所述包裝的外圍接合。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，對所述包裝施加壓力，以在收縮所述袋之前降低所述包裝的高度。
10.如權利要求1至9中任一項所述的方法，其特征在于，為便于運輸，將兩個所述包裝中一個垂直放置在另一個頂部上地堆疊起來，且所述兩個包裝的組合高度與運輸容器的允許高度相匹配。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述包裝被拉伸地包裝在一起。
12.如權利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在于，每個接頭連接都包括位于所述疊層側面上的褶曲部分。
13.如權利要求1至12中任一項所述的方法，其特征在于，所述包裝包括連續帶材的前端和尾端，且在所述前端和尾端上以相互區分的方式打上標記。
14.一種形成帶狀材料包裝的方法，包括形成多個并排的帶狀材料疊層，其中，一個疊層的帶狀材料與下一個相鄰的疊層的帶狀材料充分分離，以使所述疊層的帶狀材料從所述另一疊層的帶狀材料上依次分離地折疊和取出；在每個疊層中，重復性地來回折疊帶材，從而使所述疊層包括多個相互疊置的帶狀部分；每個帶狀部分相對于一個下一個相鄰的帶狀部分繞第一折線折疊，其中，該第一扳線橫向于所述帶材；并且每個帶狀部分相對于第二下一個相鄰的帶狀部分繞第二折線折疊，其中，該第二折線橫向于所述帶材且與所述第一折線相間隔；使每個疊層的帶狀部分在所述包裝的一端形成多條第一折線，并在所述包裝相對的一端形成多條第二折線；使每個疊層的帶狀部分具有通常平行于所述疊層頂面及底面的第一表面及第二表面，每個疊層的帶材在所述底帶狀部分和所述頂帶狀部分之間連續地經過所述疊層；使多個所述疊層并排放置，且每個疊層的帶狀部分側邊位于相鄰的下一相鄰疊層側邊，并平行于所述包裝的兩側；利用一接頭連接部分連接每個疊層的底帶狀部分與另一疊層的頂帶狀部分，以通過連接的所述疊層形成一段連續的帶狀材料；以及，以包裝材料包裹所述并排放置的疊層以及所述疊層之間的接合連接部分，以在運輸過程中容納并保護所述疊層內的帶狀材料；其特征在于，所述包裝材料包括一底部頂蓋板以及繞所述包裝包裹的袋，在所述底部頂蓋板的下方，將所述袋熱密封到所述底部頂蓋板的底面上。
15.如權利要求5或14所述的方法，其特征在于，所述底板為夾層結構，所述夾層結構包括由加強件相互連接的頂片和底片。
16.如權利要求5，14或15所述的方法，其特征在于，所述底板的底面上具有一層塑料材料用以與所述袋熱密封。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，位于所述底板的底面上的所述塑料材料層由環繞所述底板的一套管形成。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，環繞所述底板的所述套管具有位于所述底板頂部上的上層，所述上層的表面具有相對于帶狀材料增大了的摩擦的表面。
19.如權利要求5，14，15，16，17或18所述的方法，其特征在于，利用位于所述底板下的真空開口孔向內吸所述袋的底部部分。
20.如權利要求5，14，15，16，17，18或19所述的方法，其特征在于，所述底板大于所述包裝的底部。
21.如權利要求1至20中任一項所述的方法，其特征在于，每個接合的連接部分沿著第一和第二端面之一延伸，且利用至少一個系緊構件保持所述連接部分連接到所述端平面上，所述系緊構件延伸跨越所述端平面，且將所述系緊構件的相對端部塞入各個最靠外相應疊層的兩個帶狀部分之間。
22.如權利要求21所述的方法，其特征在于，在公共端平面的垂直間隔開的位置處設有多個系緊構件。
23.如權利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述系緊構件由帶狀材料的備用部分制成。
24.如權利要求21，22或23所述的方法，其特征在于，在所述系緊構件上標有用以識別所述包裝的標記。
25.如權利要求1至24中任一項所述的方法，包括，由一供應卷提供材料織物，所述供應卷可包括一個或多個供應接頭；當所述供應卷用盡時，就將所述供應卷的尾端與第二供應卷的前端接合，以形成一個供應接頭，其中，第二供應卷也可包括一個或多個供應接頭；在所述供應的下游以及在折疊站之前，提供一接頭檢測器，所述接頭檢測器對所述織物上供應接頭的存在起反應以提供指示所述供應接頭的輸出；以及當檢測到所包含的供應接頭數量大于一個預定數量時，識別排除所述包裝。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述預定數量為2。
27.如權利要求25或26所述的方法，包括，折疊并定位所述供應接頭，以維持所述供應接頭的數量少于所述預定數量。
28.如權利要求1至27中任一項所述的方法，其特征在于，所述帶狀部分包括一部分的熱可結合材料，通過在接觸中利用超聲波加熱所述帶狀部分使所述帶狀部分被連接，從而在由所述熱可結合材料形成的部分之間實現熱密封。
29.如權利要求28所述的方法，其特征在于，所述帶狀部分略微重疊。
30.如權利要求28所述的方法，其特征在于，所述帶狀部分端對端地對接。
31.如權利要求28所述的方法，其特征在于，所述熱可結合材料包括一部分的合成熱可密封纖維。
32.如權利要求28，29，30或31所述的方法，其特征在于，對相互間隔的塊狀區域進行加熱，使未密封部分在橫過所述帶狀部分寬度的分隔位置處的所述塊狀區域之間。
33.如權利要求28，29，30，31或32所述的方法，其特征在于，將額外的熱可密封連接纖維加至所述帶狀部分之間的連接處。
34.一種形成帶狀材料包裝的方法，包括形成多個并排的帶狀材料疊層，其中，一個疊層的帶狀材料與下一個鄰近疊層的帶狀材料充分分離，以使所述疊層的帶狀材料從所述另一疊層的帶狀材料上依次分離地折疊和取出；在每個疊層中，重復性地來回折疊帶材，從而使所述疊層包括多個相互疊置的帶狀部分；每個帶狀部分相對于一個下一個相鄰的帶狀部分繞第一折線折疊，其中，該第一扳線橫向于所述帶材；并且每個帶狀部分相對于第二下一個相鄰的帶狀部分繞第二折線折疊，其中，該第二折線橫向于所述帶材且與所述第一折線相間隔；使每個疊層的帶狀部分在所述包裝的一端形成多條第一折線，并在所述包裝相對的一端形成多條第二折線；使多個所述疊層并排放置，且每個疊層的帶狀部分側邊鄰近下一相鄰疊層側邊，所述疊層的第一折線位于所述包裝的公開第一端平面上，以及所述疊層的第二折線位于所述包裝的公共第二端平面上，由此限定了位于所述包裝相對側面上的兩個最靠外疊層；利用一接頭連接部分連接每個疊層的底帶狀部分與另一疊層的頂帶狀部分，以通過連接的所述疊層形成一段連續的帶狀材料，每個接合連接部分沿著所述第一和第二端平面之一延伸；以及，在包裝材料中包裹所述并排放置的疊層以及所述疊層之間的接合連接部分，以在運輸過程中容納并保護所述疊層內的帶狀材料；其特征在于，利用至少一個系緊構件保持所述連接部分連接到所述端平面，所述系緊構件延伸跨過所述端平面，且將所述系緊構件的相對端部塞入各個最靠外疊層的兩個帶狀部分之間。
35.一種形成帶狀材料包裝的方法，包括由一供應卷提供材料織物，所述供應卷內可包括一個或多個供應接頭；當所述供應卷用盡時，將所述供應卷的尾端與第二供應卷的前端接合，從而形成一個供應接頭，其中，第二供應卷也可包括一個或多個供應接頭；在所述織物內形成多條并列的分離線，所述分離線將所述織物分割成多個帶狀材料，所述一個帶狀材料與下一相鄰的帶狀材料足夠分離，以使從其它帶狀材料依次獨立地展開和取出所述帶狀材料；并排地折疊所述帶材，以形成多個帶狀材料的并排疊層；在每個疊層中，重復性地來回折疊帶材，從而使所述疊層包括多個相互疊置的帶狀部分；每個帶狀部分相對于一個下一個相鄰的帶狀部分繞第一折線折疊，其中，該第一扳線橫向于所述帶材；并且每個帶狀部分相對于第二下一個相鄰的帶狀部分繞第二折線折疊，其中，該第二折線橫向于所述帶材且與所述第一折線相間隔；使每個疊層的帶狀部分在所述疊層的一端形成多條第一折線，并在所述疊層相對端處形成多條第二折線；使每個疊層的帶狀部分具有通常平行于所述疊層頂面及底面的第一表面及第二表面，每個疊層的帶材在所述底帶狀部分和所述頂帶狀部分之間連續地經過所述疊層；使多個所述疊層并排放置，且每個疊層的帶狀部分側邊位于鄰近的下一鄰近疊層側邊；在所述供應的下游以及在折疊之前，提供一接頭檢測器，所述接頭檢測器對所述織物內存在的供應接頭反應提供表示所述供應接頭的輸出；接著進行折疊，利用一接頭連接部分連接每個疊層的底帶狀部分至另一疊層的頂帶狀部分，以形成被連接帶形成的一段連續帶狀材料；以包裝材料包裹所述并排放置的疊層以及其間的接合連接部分，以在運輸過程中包含并保護所述疊層內的帶狀材料；當檢測到所包含的供應接頭數量大于預定數量時，識別排出包裝。
36.一種形成帶狀材料包裝的方法，包括形成多個并排的帶狀材料疊層，其中，一個疊層的帶狀材料與下一個鄰近疊層的帶狀材料充分分離，以使所述疊層的帶狀材料從所述另一疊層的帶狀材料上依次分離地折疊和取出；在每個疊層中，重復性地來回折疊帶材，從而使所述疊層包括多個相互疊置的帶狀部分；每個帶狀部分相對于一個下一個相鄰的帶狀部分繞第一折線折疊，其中，該第一扳線橫向于所述帶材；并且每個帶狀部分相對于第二下一個相鄰的帶狀部分繞第二折線折疊，其中，該第二折線橫向于所述帶材且與所述第一折線相間隔；使每個疊層的帶狀部分在所述包裝的一端形成多條第一折線，并在所述包裝相對的一端形成多條第二折線；使每個疊層的帶狀部分具有通常平行于所述疊層頂面及底面的第一表面及第二表面，每個疊層的帶材在所述底帶狀部分和所述頂帶狀部分之間連續地經過所述疊層；使多個所述疊層并排放置，且每個疊層的帶狀部分側邊位于相鄰的下一相鄰疊層側邊；通過一連接部分連接每個疊層的底帶狀部分至另一疊層的頂帶狀部分，以形成一段連續的由連接的所述疊層形成的帶狀材料；所述帶狀部分包含一部分的熱可結合材料；通過在接觸時利用超聲波加熱所述帶狀部分使所述帶狀部分被連接，從而在由所述熱可結合材料形成的部分之間實現熱密封；以及，在包裝材料中包裹所述并排放置的疊層以及所述疊層之間的接頭連接部分，以在運輸過程中將疊層中帶狀材料容納和保護。
全文摘要
這樣形成帶狀材料包裝，通過縱切織物或者在該織物上打孔以將該織物分割成并排的帶狀部分，然后折疊該織物以形成多個并排的帶材疊層。使每個疊層的帶材與下一疊層的帶材接合，以形成經過整個包裝的連續帶材，可展開該包裝以連續地供應給終端使用機。在壓縮包裝的同時，利用一種包裝材料包裹該包裝，該包裝材料包括底蓋板(28)以及包裹該包裝的熱收縮袋(55)，該熱收縮袋在底蓋板的下方與底蓋板的底表面熱密封。利用一組相互間隔的系緊構件保持該接頭連接部分依附在包裝的端面上，該系緊構件由剩余的帶狀材料制成且橫向伸過該端面，將該系緊構件的相對端部塞入各個最靠外疊層的兩個帶狀部分之間。在供應站的下游以及折疊站的上游，一接頭檢測器(33)響應于織物上所存在的供應接頭，當檢測到所包含的供應接頭數量大于預定數量時，控制單元確定該包裝不合格。通過利用超聲波加熱帶狀部分來連接該帶狀部分，同時優選地通過在對接處采用熱可密封連接纖維來實現該部分之間的熱密封。
文檔編號B65D71/10GK1518513SQ02812324
公開日2004年8月4日 申請日期2002年6月20日 優先權日2001年6月20日
發明者史蒂夫·S·W·拉姆, 阿蘭·J·坎貝爾, 蘭德爾·弗蘭曼, 弗蘭曼, J 坎貝爾, 史蒂夫 S W 拉姆 申請人:Bki控股公司