用于制作包装基材的热膨胀型粘合剂/涂层的加速活化工艺制造技术

一种用于制造多层片材的方法，其包括：在片材穿过机器系统过程中的某一时刻，用微波加热器加热所述多层片材，以便使涂覆到所述多层片材上或内的热膨胀型粘合剂或涂层膨胀。根据所使用的步骤和所述热膨胀型粘合剂或涂层的涂覆，可以形成各种类型的多层基材。此外，单层片材可以先涂有热膨胀型涂层的图案，然后所述单层片材再穿过所述机器系统，所述机器系统加热所述单层片材，以使涂覆到所述单层片材的所述热膨胀型涂层膨胀。所述机器系统使用的所述微波加热器可以是平面型，而且可以具有围绕成供所述片材穿过的空间的多个微波波导。所述微波加热器可以多个频率运行。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2011年8月24日提交的申请号为201180041962.6(PCT国际申请号为PCT/US2011/048928)、专利技术名称为用于制作包装基材的热膨胀型粘合剂/涂层的加速活化工艺的专利技术专利申请的分案申请。早期申请的申请案的参考本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张2010年9月1日申请的标题为“用于制作包装基材的热膨胀型粘合剂/涂层的加速活化工艺(PROCESSOFEXPEDITINGACTIVATIONOFHEAT-EXPANDABLEADHESIVES/COATINGSUSEDINMAKINGPACKAGINGSUBSTRATES)”的第61/379,030号美国临时专利申请案的权益，所述申请案全文以引用的方式并入本文中。
技术介绍
消费者经常购买用包装基材(packagingsubstrate)制成的容器包装的现成产品，例如，食品和饮料以及其他产品。针对热或冷的液体或食品，例如，热咖啡、冰茶或披萨，可以使用热绝缘容器。这些容器可以通过减少从内容物到消费者手部的热或冷传递来维持液体或食品内容物的温度。为了有助于将消费者手部与食品或饮料容器的内容物进行热或冷隔绝，已经针对开微槽的板或其他包装基材开发出热膨胀型粘合剂和涂层。这种膨胀型粘合剂和涂层在加热到一定温度之后发生膨胀。
技术实现思路
揭示一种方法，用于在制造过程中使用微波加热器来加热用于容器的片状或卷状幅材(“片材”)和其他基材，从而使涂覆到片材或基材的热膨胀型粘合剂或涂层迅速膨胀，并使其加速活化。热膨胀型粘合剂或涂层膨胀，以便使材料绝缘并具有刚性，这有助于将材料变换成包装或容器，使容器中的流体和固体内容物保持冷或热的状态，以及使此类内容物在人握持容器的过程中与人接触绝缘。该方法完全自动进行，且使用卷材和/或其他片材，例如，单面材料和开槽板材料。所述热膨胀型粘合剂或涂层可以是单位重量的淀粉或其他粘结剂的一些膨胀型微球体的组成物以及适当的组成物，例如，下文论述的那些组成物。材料由微波加热器在工艺的不同时刻加热，但尤其在涂覆所述热膨胀型粘合剂或涂层之后加热。多层片材可以被层压和传送，以便进行最终加工，例如，以待压印、冲切、从坯料移除和/或以其他方式装配成容器。单层片材还可以通过热膨胀型涂层来形成图案，所述单层片材受热之后也可以直接加工成容器。在仔细阅读以下附图和详细说明后，所属领域的技术人员将清楚地了解本专利技术的其他系统、方法、特征和优点。所有此类额外的系统、方法、特征和优点意图包括在该说明中，属于本专利技术的范围之内，并受所附权利要求书的保护。附图说明图1是装配有外壁的杯子的透视图。图2是双壁杯子的侧视剖视图。图3是带有杯子的套的截面图。图4是制作用于容器的包装材料和基材的示例性机器系统的视图。图5是置于传送带上方的示例性工业微波加热器的透视示意图。图6是图5所示的微波加热器的俯视平面示意图。图7是图5所示的工业微波加热器的侧视平面示意图。图8是图5所示的工业微波加热器的前视截面示意图。图9是用于在工艺中制造多层片材的示例性方法的流程图，该工艺包括对多层片材进行微波加热，以便使热膨胀型粘合剂或涂层加速膨胀。具体实施方式包装、容器或容器套可以由诸如膨胀型粘合剂或涂层等绝缘材料制成，和/或用该绝缘材料进行绝缘。在包装材料或基材形成容器的形状之前或之后，绝缘材料可以固定到容器或者可以涂覆到可拆除的套。诸如热膨胀材料等绝缘材料可以涂覆到容器或涂覆在容器材料内，或者可以涂覆到容器的外壁，或者以上项的组合。绝缘材料可以在到达最终使用者之前膨胀，例如，在制造容器和/或容器套时膨胀，和/或绝缘材料可以只在最终使用时膨胀并且只响应于温度等而膨胀。绝缘材料可以用来增强容器和/或容器套的绝缘能力，和/或增加容器和/或容器套的刚性，例如，减小容器和/或容器套的材料组分的厚度。用于制作包装、容器和/或容器套的片材可以采用自动装配线工艺在传送机型机器系统上进行制造，这将在下文更详细地论述。膨胀型粘合剂或涂层可以采用诸如滚涂等传统涂覆方法涂覆，或者喷涂或以其他方式涂覆到片材，例如，在衬里层压到瓦楞原纸上之前，先涂覆到瓦楞原纸上。因此，在制造过程中，膨胀型粘合剂或涂层膨胀之前可以先位于两层某种片材之间。如果绝缘材料是涂层，那么在受热膨胀之前，绝缘材料可以涂覆到单层(或单个)片材，或者涂覆到多层薄片的外表面。作为补充或替代，在装于两片材料之间之前，膨胀型粘合剂或涂层可以受热膨胀。同样有可能存在其他实施例，如下文论述。在一些实施例中，热膨胀型粘合剂/涂层在传送机型机器装配工艺期间受热，因此，在制造容器的过程中发生膨胀。在传统的机器系统中，热源是由温度源支持的，例如，源于热风器或者红外(IR)加热器或红外灯。传统的加热方法，例如，在机器系统上安装成行的热风炉和/或红外加热器并不能有效地以通常为250英尺/分(fpm)到600fpm的生产速度来充分活化热膨胀型微球体。这部分归因于空间和热功率限制，以及主要基于传导、对流和辐射的这些方法的加热机制。因此，使用这些热源时，便会出现以下技术问题：热能受限、膨胀效率低，因而工艺速度较低。速度较低会减慢传统机器系统对容器的生产。本专利技术提议应用源于工业微波加热器的微波能，所述微波加热器适于在工艺过程中对穿过该微波加热器的片材加以辐射。因此，与热温度源或其他热源相比，来自微波加热器的微波为膨胀型粘合剂或绝缘涂层供给能量，从而致使它们更快地变热。这是因为热膨胀型粘合剂/涂层中的水和其他极性分子在很短的时间内吸收了大量的热。例如，当放有微球体的混合物因暴露于较强的微波能而快速变热时，混合在粘合剂/涂层中的膨胀型微球体可以迅速膨胀。热膨胀型粘合剂或绝缘材料可以包括淀粉基胶，可以基于合成物，而且可以作为层压粘合剂涂覆在瓦楞板产品中，以便使容积更大、减少用纸，或这两者。瓦楞板又可以变换成许多可用的食品和非食品瓦楞包装产品，例如但不限于，开槽的套、开微槽的蛤壳，以及开E形槽的盒和盒中袋。这些热膨胀型粘合剂/涂层可以用传统的瓦楞成形机(corrugator)或层压机进行涂覆，而且在工业微波加热器的帮助下膨胀，以便提高效率和速度。其他热膨胀型涂层可以采用完全覆盖或图案的形式涂覆到纸质基材上，随后在微波加热器的作用下膨胀，以便形成具有不同最终用途益处的泡沫层或结构，其中一些会在下文解释。图1示出了容器100，例如杯子，其具有内壁102和外壁104，这两个壁可能是由先前提及且图4中示出的机器系统制造的纸板等片材制成的。外壁104的坯料可以采用以下形式：容器套，或者容器100的壁或主体。容器100并不限于杯子，而是可以为任何其他容器，包括但不限于，散装咖啡容器、汤盆、压制成形的容器、盘子、套(例如，单面瓦楞纸板、双面瓦楞纸板、无瓦楞纸板等)、折叠纸盒、托盘、碗、蛤壳，以及有或没有盖或套的其他容器。容器100可以是圆柱形的杯子，或者是具有其他几何构型，包括锥形、矩形等的容器。外壁104的坯料并不限于瓦楞冲切坯料，而是可以由任何种类的纸板、纸、箔、膜、织物、泡沫、塑料等构成。外壁104可以由任何标称纸料制成，包括但不限于，天然单面纸料、白边单面纸料、带涂层的漂白顶端单面纸料、瓦楞纸料、开槽的瓦楞纸料，或者以上项的组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造用于包装的多层基材的方法，该方法包括：用传送系统推送瓦楞基材；用所述传送系统推送第一无瓦楞基材；将热膨胀型粘合剂涂覆到所述推送瓦楞基材和第一无瓦楞基材的至少一者，所述热膨胀型粘合剂包括粘结剂及膨胀型微球体；将所述第一无瓦楞基材接合到所述瓦楞基材从而致使所述热膨胀型粘合剂处于所述瓦楞基材和所述第一无瓦楞基材之间以使所述基材固定在一起，而同时所述基材由所述传送系统推送；以及用工业微波加热器加热所述热膨胀型粘合剂从而致使所述膨胀型微球体膨胀并将所述基材固定在一起。

【技术特征摘要】
2010.09.01 US 61/379,0301.一种制造用于包装的多层基材的方法，该方法包括：用传送系统推送瓦楞基材；用所述传送系统推送第一无瓦楞基材；将热膨胀型粘合剂涂覆到所述推送瓦楞基材和第一无瓦楞基材的至少一者，所述热膨胀型粘合剂包括粘结剂及膨胀型微球体；将所述第一无瓦楞基材接合到所述瓦楞基材从而致使所述热膨胀型粘合剂处于所述瓦楞基材和所述第一无瓦楞基材之间以使所述基材固定在一起，而同时所述基材由所述传送系统推送；以及用工业微波加热器加热所述热膨胀型粘合剂从而致使所述膨胀型微球体膨胀并将所述基材固定在一起。2.根据权利要求1所述的方法，其中将热膨胀型粘合剂涂覆包括：将所述热膨胀型粘合剂涂覆到所述瓦楞基材的第一侧的凹槽的尖端部分。3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述第一无瓦楞基材固定到所述瓦楞基材形成一系列由所述瓦楞基材的第一侧，所述热膨胀型粘合剂以及所述第一无瓦楞基材界定的空气间隙。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述热膨胀型粘合剂包括淀粉基粘合剂。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·Z·付，M·R·库克，
申请(专利权)人：LBP制造业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US