CN107735338B - 用于生产容器承载件的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本文提供了一种用于制造柔性容器承载件(10)的装置和方法。围绕圆筒(70)缠绕的柔性磁性模具板(80)具有：两条斜边(85)，所述两条斜边(85)在板(80)围绕圆筒(70)缠绕时彼此邻接；和/或嵌套边缘，所述嵌套边缘包括在板(80)的一个边缘上的指状物和在板(80)的相对边缘上的接收凹槽。

Description

用于生产容器承载件的方法和装置
发明背景
技术领域
本发明涉及使用旋转模具制造的用于承载多个容器的柔性承载件。
现有技术
常规的容器承载件通常用于将多个类似尺寸的容器(诸如罐、瓶、坛子和盒子)和/或需要一体化的类似容器一体化。柔性塑料环形承载件是一种此类常规的容器承载件。
具有各自接合相应容器的多个容器接收孔的柔性塑料环形承载件可以用于将成组的四个、六个、八个、十二个容器或其他合适的成组容器组合为方便的复合包装。
通常，柔性环形承载件通过进给挤出的塑料材料(例如低密度聚乙烯)片材经由垂直往复式冲压机而以大致连续的串被制造。因此，传统的冲压机冲压离散行的承载件，其中每个承载件连接到在同一行内的相邻承载件。取决于所形成的承载件的尺寸和承载件材料幅材(web)的宽度，可以在幅材中同时形成多个行。为了将与当材料幅材穿过冲压机时的转位(indexing)变化相关的问题最小化，相邻行的承载件已被冲压成彼此间隔开。当幅材传递出冲压机时，承载件被提供成离散的行，并且随后被卷绕到单独的供应卷筒或卷轴上或被层叠到盒内。
市场需求已经倾向于在单个包装中包装更多的容器。因此，需要较大的承载件，例如十二个装的承载件，其中六个容器接收孔构成的两个阵列设置在中央幅材的每一侧上。即使是对于相对较小的容器，这种类型的两行十二个装的承载件也显著较长。
此外，市场需求已推动了对印刷容器承载件的需求。印刷工艺传统上已将增加的复杂性引入到容器承载件的制造中，因为印刷往往需要仔细地转位经冲压的承载件以在承载件的适当区域中印刷，或者需要仔细地转位冲压工艺以生产对应于印刷片材严格覆盖的容器承载件。
对于制造中的速度和效率，通常使用冲压机的每个冲程冲压至少一个整个承载件，并且将幅材向前转位至少一个承载件长度以准备下一个冲程。随着承载件长度增加，转位行程增加，并且转位误差放大。另一个问题在于，冲压成行的承载件可能“漂移”离开冲压机，从而导致幅材的未冲压部分的不对准，以及冲压在幅材中的后续承载件中的部分的畸形。
如可以理解的，用于固持容器的容器接收孔的位置、尺寸和形状对于承载件的正常功能至关重要。尺寸过小、尺寸过大、错误定位或变形的容器接收孔可能不适当以保持容器，从而使容器从承载件掉落。在自动机械中的将承载件附接至容器的承载件的故障会造成显著困难，并大大缩减产量。在最好的情况下在组装好的包装的运输过程中发生的故障也是不方便的。
如上文部分描述的，冲压机具有速度限制、噪音大、需要昂贵的模具、需要复杂的转位、并且在可以以高速冲压的形状方面受限。因此，需要一种用于制造此类塑料环形承载件的替代方法。
发明内容
本发明涉及一种使用旋转模具和旋转模压机制造的用于包装容器的柔性承载件。根据本发明的优选实施方案，将塑料材料片材引导通过旋转模压机，并且以大致连续的方式形成三行或更多行或“多巷道”的容器承载件。
所得承载件可以包括复杂的细节、严密的公差切口、复杂穿孔图案(包括非线性穿孔)，所有这些均具有较少的废料。转位复杂的多巷道容器承载件也不再是如本文所述的本发明的问题。
此外，可以在工艺过程中印刷根据本发明的承载件，从而消除在后处理中重新转位的需要。因此，可以将承载件材料片材送入根据本发明的机器中，然后印刷和切割以形成大致连续串的印刷的容器承载件。
附图说明
从以下结合附图的详细描述将更好地理解本发明的上述和其他特征以及目的，其中：
图1是根据本发明的一个优选实施方案的旋转模压机的侧视图；
图2是根据本发明的一个优选实施方案的磁性模具板和旋转模具的俯视图；
图3是根据本发明的一个优选实施方案的磁性模具板的俯视图；
图4是磁性模具板的传统组件的示意性侧视图；
图5是根据本发明的一个优选实施方案的具有一对斜边的磁性模具板的组件的示意性侧视图；
图6是根据本发明的一个优选实施方案制造的承载件的侧向正视图；
图7是根据本发明的一个优选实施方案制造的承载件的侧向正视图；
图8是根据本发明的一个优选实施方案制造的承载件的侧向正视图；
图9是根据本发明的一个优选实施方案制造的承载件的侧向正视图；以及
图10是根据本发明的一个优选实施方案的具有指状物和凹槽嵌套布置的磁性板的侧视图。
具体实施方式
图1示出了用于形成多个柔性容器的旋转模压机以及所得到的一体化包装的一个实施方案的侧视图。图2至图5以及图10示出了合适的旋转模具和模具板的各种实施方案，而图6至图9示出了根据本发明的实施方案用旋转模具制造的柔性承载件10的各种实施方案。然而，这些附图是示例性的，并且本发明不限于所示的柔性承载件10或旋转模具。例如，柔性承载件10可以替代地配置并用于将六个、八个或任何其他所需数量的容器一体化。
根据本发明的一个优选实施方案，如图1所示，将一层或多层柔性塑料片材进给到旋转模压机60中，以通过冲压所需构型的旋转模具50来形成承载件。这种承载件优选形成三行或更多行或“多巷道”的容器承载件，并且以大致连续的方式形成。根据本发明的优选实施方案，具有第二旋转模具50'的第二旋转模压机160定位在旋转模压机60的下游并且在(第一)旋转模具和第二旋转模具50'之间，以大致连续的方式冲压交替的承载件。
根据本发明使用的旋转模具50的一优选实施方案是使用D2硬化工具钢制造的，但也可以由各种工具钢和粉末状金属合金制造。这种旋转模具优选为单件模具，并且包括一个或多个弯曲刀片以形成待冲压的容器承载件10的周边和内部细节特征。此类细节特征可以定位成在旋转模具中彼此紧邻，并且可以包括紧密的辐射式倒圆角、非线性穿孔、形成为直到承载件的周边的切口以及紧密相邻的细部。
如上所述，旋转幅材加工优选使用“硬质工具”(未示出)来完成。这些工具旨在用于长运转(数百万转)、高速度和高精度的切割操作。一种替代类型的低成本、低体积、较低质量型的切割设备是如图2和图3所示的柔性磁性模具，所述柔性磁性模具与本文所述的旋转模具设备相关联地使用。这些柔性板80可以在制造硬质工具所花费的时间的一部分内制造。这些柔性板80的成本也是硬质工具成本的一部分。如本文所用，“旋转模具50”可以包括硬质工具或者圆筒70和模具板80的组合，其中圆筒70和模具板80中的至少一个优选地是磁性的以用于粘附。
诸如如图2和图6所示的柔性板80优选地安装在圆筒70上，如图2、图4和图5所示，然后将圆筒70以与安装硬质工具相同的方式安装在幅材加工机器内的旋转式压机60内。如上所述，圆筒70和板80中的至少一个是磁性的或两个都是磁性的。使用柔性板80的困难处在于，连续切割不像使用硬质工具时那样可行。大致连续的柔性承载件是旋转幅材加工领域所独有的，因为承载件通常作为连续的单层幅材出售。传统上，幅材包括旋转操作的废料。
图4中示出了传统的磁性板80，所述传统的磁性板80具有方形化的边缘，这是因为在传统的冲压工艺中，不需要或不希望维持连续的幅材，因为所述幅材被丢弃，而经冲压得到的部件传统上包含商品。为了模拟连续切割并且允许有效的去除块状物(slug)，磁性板的边缘轮廓可以成角度或倾斜85以使刀片更靠近在一起，如图5所示。
图5所示的板边缘的这种倾斜使得能够使用磁性板进行连续的幅材切割。然而，当直接通过承载件特征来切割板时，仍然可能出现问题。不管围绕圆筒的相邻刀片有多接近，结果仍然是材料的相对边缘处的两个刀片接触块状物并且倾向于粘附到承载件上。本发明通过以仅横切承载件的外侧剪切边的方式切割柔性板而部分地解决了这个问题。图6示出了从板加工出的指状物90将如何嵌套在相对侧上的凹槽95的内部。
所得承载件可以包括复杂的细节、严密的公差切口、复杂穿孔图案(包括非线性穿孔)，所有这些均具有较少废料。转位复杂的多巷道容器承载件也不再是如本文所述的本发明的问题。这种承载件的各种实施方案在图6至图9中示出。
旋转模压机优选地包括：塑料片材的进料件；旋转模具，用于从塑料片材形成大致连续的一串承载件；一个或多个卷绕和退绕模块120，用于以期望的速度和张力传送塑料片材和/或大致连续的一串承载件通过旋转模具50；一个或多个废弃物模块140，用于抽出和重新定向由冲压过程产生的废料；以及出料件，用于将大致连续的一串承载件从旋转模压机传送到收集站150，收集站150为诸如用于滚动大致连续的一串承载件的卷轴或卷筒的卷筒架或用于将大致连续的一串承载件层叠的箱子。如本文所用，术语“模块”可以包括旋转模压机的整体特征或用于实现所述目的的单独部件。
由柔性承载件10产生的包装包括多个被一体化的柔性容器。柔性承载件10通常通过以下方式施加到容器：在容器周围拉伸围绕容器接收孔25的柔性片材，并且要求被拉伸的承载件10恢复，由此提供紧密接合。
使用柔性板时的承载件幅材路径与用于硬质旋转工具的路径相同，如图1所示。旋转幅材加工机以由松紧调节臂维持的速度将成卷的塑料片材退绕到机器中。当机器加速并且卷未被足够快速地退绕时，调节辊旋转，发信号通知线圈退绕机加速。当机器减速并且卷退绕太快时，操作是相反的。然后通过幅材转向引导件进给材料，所述幅材转向引导件即使在卷不均匀地退绕时也可以使材料保持不偏移。当在材料上进行印刷并将切口对准该印刷时，这点很重要。如果片材横向移动到机器方向，则印刷将始终不对准。
下一个设备优选为电晕处理器130。电晕处理也被称为空气等离子体处理。这种处理有助于增加片材的表面张力，以便稍后在机器中获得在印刷机中的更好的油墨附着。此方法还提供了烧掉低密度聚乙烯材料中的助滑添加剂的附加益处。在挤出片材的几天内将“印花”滑动到表面，并且如果不去除“印花”则会干扰印刷。
机器上的下一个设备优选是轧辊。这是一种橡胶涂层辊，其对材料施加力并且相对于材料速度进行加速或减速以产生和保持张力。适当的张力对于幅材引导和切割至关重要。如果材料松弛，则幅材将会来回乱动。如果幅材太紧，幅材会在我们裁剪承载件形状后断裂。
材料随后优选在两个柔版印刷机135之间行进。每个印刷机135可以将不同的颜色铺设到我们的材料上。第一印刷站将始终铺设印刷图像以及对准标记或“视觉标记”。在柔版印刷机一和二之间的对准标记传感器将与机器通信，因此第二台印刷机准确地知道来自印刷机一的油墨的位置。没有此对准标记，印刷的图像将无法正确地排列。
在第二印刷机135之后，材料经过另一个轧辊。在第一和第二轧辊之间保持张力，使得材料具有适当的张力以供进行印刷。材料随后优选经过一个或多个模具切割站60、160。模具切割站或旋转式压机50、50'包括硬质工具旋转模具50，或包括圆筒70和板80的柔性磁性模具组件。如果材料已被印刷出来，则恰好在模具之前的对准传感器将感测材料上的印刷对准标记，并调整模具的速度或“偏移”，以便将模具与印刷图像对齐。如果在材料上没有印刷，则不需要传感器。模具被替代地设置成具有期望的传动比，该传动比将输出具有正确长度的承载件。
柔性片材在模具和砧座之间行进。优选地施加液压到旋转模具的顶部以切穿材料。当成品从模具出来时，承载件在机器内部遵循的路径对于去除块状物是至关重要的。材料优选地以在20度到50度之间的角度从模具出来，以确保模具内部的排气特征能够具有推压的表面。任何未恰当排出的块状物都会被附加的气刀和空气喷嘴撞击，来帮助移除块状物。幅材路径上的弯曲和转弯也有助于移除块状物。
机器中的下一个设备优选为轧辊。此轧辊控制模具所在的第二和第三轧辊之间的张力。模具之后的张力过多会使幅材断裂，过少会导致松弛而堆积并堵塞块状物移除真空。在最后一个轧辊之后，承载件重新卷绕到保持空卷筒的轴上。该轴是线性可变的，从而允许我们“匀整卷绕”我们的产品。随着产品的卷绕，轴以进入机器的任何速率和频率进出。这使我们能够在我们的卷筒上获得最佳的数量。
虽然在前述说明书中已经关于本发明的某些优选实施方案描述了本发明，并且出于说明的目的已经阐述了许多细节，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，柔性承载件10和旋转模具以及旋转模压机对其他实施方案也是可用的，并且在不脱离本发明的基本原理的情况下，本文所描述的某些细节可以进行相当大的变化。

Claims (36)

1.一种用于生产容器承载件的装置，包括：
退绕机，所述退绕机提供连续的塑料材料的片材；
旋转模具，所述旋转模具包括圆筒和围绕所述圆筒缠绕的板，所述板具有斜边和相对的嵌套边缘，其中所述嵌套边缘包括在所述板的一个边缘上的指状物和在所述板的相对边缘上的接收凹槽，其中当所述板围绕所述圆筒缠绕时，所述指状物嵌套在所述接收凹槽内,其中包括圆筒和围绕所述圆筒缠绕的板的所述旋转模具将所述塑料材料冲压成具有三行或更多行容器承载件的大致连续串；
出料件，所述出料件用于将所述大致连续串传送到收集站。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述板包括两条斜边，所述两条斜边在所述板围绕所述旋转模具缠绕时彼此邻接。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述圆筒和所述板中的至少一个是磁性的。
4.根据权利要求1所述的装置，还包括第二旋转模具，所述第二旋转模具包括第二圆筒和第二板。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述旋转模具冲压容器承载件，并且所述第二旋转模具冲压相邻的容器承载件。
6.根据权利要求1所述的装置，还包括印刷机，所述印刷机与所述旋转模具对齐定位，所述印刷机用于在所述容器承载件上印刷颜色、文本或产品信息中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述印刷机不在从容器承载件的所述大致连续串排出的废料材料上印刷。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述板从边缘到边缘被印刷。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述容器承载件包括非线性穿孔。
10.根据权利要求1所述的装置，还包括至少一个废弃物模块，所述至少一个废弃物模块用于从所述大致连续串中排出废料。
11.根据权利要求1所述的装置，还包括位于所述旋转模具的上游的电晕处理器。
12.一种用于生产容器承载件(10)的装置，包括：
退绕机，所述退绕机用于提供连续的塑料材料的片材；
旋转模具(50)，所述旋转模具(50)包括圆筒(70)和围绕所述圆筒缠绕的板(80)，所述板具有斜边(85)和嵌套边缘，其中包括圆筒和围绕所述圆筒缠绕的板的所述旋转模具被配置为将所述塑料材料冲压成具有三行或更多行容器承载件的大致连续串；
出料件，所述出料件用于将所述大致连续串传送到收集站，
其中所述嵌套边缘(85)包括在所述板(80)的一个边缘上的指状物(90)和在所述板的相对边缘上的接收凹槽(95)，其中当所述板围绕所述圆筒(70)缠绕时，所述指状物嵌套在所述接收凹槽内。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述板(80)包括两条斜边(85)，所述两条斜边在所述板围绕所述圆筒(70)缠绕时彼此邻接。
14.根据权利要求12所述的装置，还包括位于所述旋转模具(50)的每一侧上的一个或多个轧辊，所述一个或多个轧辊维持所述塑料材料通过所述旋转模具时的期望张力。
15.根据权利要求12所述的装置，其中所述圆筒(70)和所述板(80)中的至少一个是磁性的。
16.根据权利要求12所述的装置，还包括第二旋转模具(50')，所述第二旋转模具包括第二圆筒和第二板。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述旋转模具(50)冲压容器承载件，并且所述第二旋转模具(50')冲压相邻的容器承载件。
18.根据权利要求12所述的装置，还包括与所述旋转模具(50)对齐定位的印刷机(136)，所述印刷机用于在所述容器承载件上印刷颜色、文本或产品信息中的至少一种。
19.根据权利要求18所述的装置，其中所述印刷机不在从容器承载件的所述大致连续串排出的废料材料上印刷。
20.根据权利要求12所述的装置，其中所述板(80)从边缘到边缘被印刷。
21.根据权利要求12所述的装置，其中所述容器承载件包括非线性穿孔。
22.根据权利要求12所述的装置，还包括至少一个废弃物模块，所述至少一个废弃物模块用于从所述大致连续串中排出废料。
23.根据权利要求12所述的装置，还包括卷筒架和层叠站中的一个，以用于收集容器承载件的所述大致连续串。
24.根据权利要求12所述的装置，还包括位于所述旋转模具的上游的电晕处理器。
25.一种用于制造柔性承载件的方法，包括：
将材料的塑料片材进给到加工机器中；以及
用包括圆筒(70)和围绕所述圆筒缠绕的板(80)的旋转模具(50)形成具有至少三行容器承载件的大致连续串，所述板具有斜边(85)和嵌套边缘，
其中所述嵌套边缘(85)包括在所述板(80)的一个边缘上的指状物(90)和在所述板的相对边缘上的接收凹槽(95)，其中当所述板围绕所述圆筒(70)缠绕时，所述指状物嵌套在所述接收凹槽内。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括印刷所述材料的塑料片材。
27.一种用于生产容器承载件的装置，包括:
退绕机，所述退绕机提供连续的塑料材料的片材；
旋转模具，所述旋转模具包括圆筒和围绕所述圆筒缠绕的板，所述板具有嵌套边缘，其中所述嵌套边缘包括在所述板的一个边缘上的指状物和在所述板的相对边缘上的接收凹槽，其中当所述板围绕所述圆筒缠绕时，所述指状物嵌套在所述接收凹槽内,其中包括圆筒和围绕所述圆筒缠绕的板的所述旋转模具包括一个或多个弯曲刀片并且被配置成将所述塑料材料冲压成具有三行或更多行容器承载件的大致连续串；
出料件，所述出料件用于将所述大致连续串传送到收集站。
28.根据权利要求27所述的装置，其中所述圆筒和所述板中的至少一个是磁性的。
29.根据权利要求27所述的装置，所述装置还包括第二旋转模具，所述第二旋转模具包括第二圆筒和第二板。
30.根据权利要求29所述的装置，其中所述旋转模具冲压容器承载件，并且所述第二旋转模具冲压相邻的容器承载件。
31.根据权利要求27所述的装置，所述装置还包括印刷机，所述印刷机与所述旋转模具对齐定位，所述印刷机用于在所述容器承载件上印刷颜色、文本或产品信息中的至少一种。
32.根据权利要求31所述的装置，其中所述印刷机不在从容器承载件的所述大致连续串排出的废料材料上印刷。
33.根据权利要求27所述的装置，其中所述板从边缘到边缘被印刷。
34.根据权利要求27所述的装置，其中所述容器承载件包括非线性穿孔。
35.根据权利要求27所述的装置，所述装置还包括至少一个废弃物模块，所述至少一个废弃物模块用于从所述大致连续串中排出废料。
36.根据权利要求27所述的装置，所述装置还包括位于所述旋转模具的上游的电晕处理器。
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