用于制備波紋產(chǎn)品的設(shè)備和方法
【專利說明】用于制備波紋產(chǎn)品的設(shè)備和方法
[0001]本申請是申請人BJ2有限責(zé)任公司于2013年3月6日進(jìn)入中國國家階段的申請?zhí)枮?01180042856.X(國際申請?zhí)枮镻CT/US 2011043062，國際申請日為2011年7月6日)的申請的分案申請。
[0002]相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請依據(jù)35U.S.C.§ 119(e)要求2010年7月7日提交的美國臨時專利申請序列號61/362，115以及2010年11月9日提交的美國臨時專利申請序列號61/411，898以及2011年6月6日提交的美國臨時專利申請序列號61/493，655的權(quán)益，其內(nèi)容通過引用全部并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明一般涉及制造波紋材料的工序和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0005]波紋材料是極其有用的，因為較之于重量以及能夠形成范圍涉及箱盒、襯墊、結(jié)構(gòu)部件等的成品材料，其成本低廉且強(qiáng)度高。但是，雖然波紋卡紙板極其有用，但是它存在若干缺點(diǎn)。首先，卡紙板的外觀可能不那么令人滿意。其次，表面粗糙且堅硬且易于起皺。第三，雖然波紋卡紙板對應(yīng)于其重量而言相對牢固，但是它仍對沉重的作業(yè)仍缺乏所需的支撐力，當(dāng)置于側(cè)向壓力下時往往彎曲并折疊。第四，波紋紙材料的耐水性差，暴露在濕氣之后，無論是環(huán)境濕氣還是直接濕氣，變成漿狀。
[0006]用于波紋處理的當(dāng)前技術(shù)包括如下工序。為了將介質(zhì)模壓成所需的波形，典型地，在類似寬齒輪的兩個輥子之間對介質(zhì)施壓。這些齒輪的輪齒緊密地嚙合在一起。當(dāng)介質(zhì)在這兩個輥子之間送料時，凹槽將介質(zhì)壓成期望的波形，從而形成瓦楞。波形的頻率和振幅由輥子上的凹槽的頻率和這些凹槽的深度來確定。通常使用膠水將波紋層粘合到平整層。通常使用不同的波紋處理工序來將金屬片材和塑料片材波紋處理，其中瓦楞與材料行進(jìn)的方向平行。通過材料上方和下方上交錯的輥子將瓦楞壓成材料。由此，不同基材的波紋需要針對每個基材定制的不同類型的技術(shù)。
[0007]常規(guī)波紋處理工序的局限包括:(I)最終波形的頻率和振幅并不可容易地調(diào)整，以及肯定不可實時地調(diào)整。這是因為波形的具體頻率和振幅由所使用的輥子尺寸確定。為了進(jìn)行任何更改，必須以一組不同的輥子更換這些輥子。這需要在更換期間停工時間。(2)多組輥子是成本昂貴的；因此，制造商通常所擁有的輥子數(shù)量有限。這限制了設(shè)定數(shù)量的離散頻率和振幅的產(chǎn)生。(3)此常規(guī)方法非常適于具有范圍在1/8至1/4"的振幅的更小波紋處理。但是，對于范圍在I"最大若干英尺的較大波紋，它變得更為困難。較大振幅的波紋處理需要如此大的輥子，以致于輥子的成本不可接受。(4)常規(guī)方法僅非常適于在由波紋處理輥子模壓之后將固定其形狀的材料。典型地，在波紋處理之前，必須將紙張加熱和進(jìn)行蒸汽處理，以使之將良好地保持其形狀。具有低可塑性且高記憶的材料(如橡膠或某些塑料)在通過波紋處理輥子之后可能不會保持其形狀，因此難以使用常規(guī)方法進(jìn)行波紋處理。
[0008]因此，需要一種提供波紋材料的設(shè)備和工序，以克服上文提到的目前一個或多個缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明令人意想不到地提供一種制作波紋材料的設(shè)備和工序，其具有提高的強(qiáng)度和所有方向的耐壓性，能夠耐水并且能夠調(diào)適成具有更令人滿意的美觀外形，同時更易制造、更高能源效率和使用和產(chǎn)生更少的有毒化學(xué)物質(zhì)。本發(fā)明描述一種用于制作波紋產(chǎn)品的裝置和方法。該裝置能夠結(jié)合任何基材來使用，并且包括用于驅(qū)動上和下基材的上驅(qū)動輥子和下驅(qū)動輥子和用于驅(qū)動中間基材的中間驅(qū)動輥子。當(dāng)中間基材被驅(qū)動在上和下基材之間以形成被錨定在上和下基材之間的瓦楞時，以形成三個層的波紋產(chǎn)品。
[0010]在一個實施方案中，本發(fā)明提供一種用于制備波紋產(chǎn)品的方法，其包括如下步驟:以VjP V 2的速率提供上和下基材，其中上和下基材彼此保持距離S 1;并以V3的速率按碰到上或下基材的軌跡上提供夾在上基材和下基材之間的中間基材，其中速率V3大于速率V1和V2，以使中間基材形成交替接觸上和下基材的瓦楞；其中形成波紋產(chǎn)品。在示范實施方案中，VjP V 2將是相同的。但是，在本發(fā)明的多種示范實施方案中，V jp V 2可以彼此不同。
[0011]在又一個實施方案中，提供一種設(shè)備以制備波紋產(chǎn)品。該設(shè)備包括:
[0012]第一對驅(qū)動輥子，其驅(qū)動中間基材通過送料導(dǎo)引裝置并被致動以具有速度V3;
[0013]設(shè)在第一對驅(qū)動輥子之后的成形導(dǎo)引裝置；其中該成形導(dǎo)引裝置提供導(dǎo)引上基材的上表面和導(dǎo)引下基材的下表面；
[0014]被致動以具有速度V1的第二對驅(qū)動輥子，其中V3大于V1;
[0015]圍繞成形導(dǎo)引裝置的上表面和下表面設(shè)置的粘接裝置，其中粘接裝置將中間基材附接于上和下基材；其中制備波紋產(chǎn)品。
[0016]本發(fā)明提供用于制備波紋產(chǎn)品的設(shè)備的又一個示范實施方案，其包括:
[0017]以速率V3將中間基材送料的第一對驅(qū)動輥子；
[0018]成形導(dǎo)引裝置，其設(shè)為從第一對驅(qū)動輥子接納中間基材的成形導(dǎo)引裝置，該成形導(dǎo)引裝置包括按距離S1隔開的上和下表面，其中該成形導(dǎo)引裝置在其上表面上接納上基材和在其下表面上接納下基材；
[0019]圍繞成形導(dǎo)引裝置的上表面和下表面設(shè)置的粘接裝置，其中該粘接裝置將中間基材的瓦楞附接于上和下基材以提供波紋產(chǎn)品；
[0020]設(shè)在成形導(dǎo)引裝置之后并拖曳波紋產(chǎn)品通過設(shè)備的第二對驅(qū)動輥子；其中制作波紋制品。
[0021]在本實施方案中，成形導(dǎo)引裝置是一組大致平行的平板、平行輥子或其組合。在又一些其他方面中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，提供送料導(dǎo)引裝置以從驅(qū)動輥子接納中間基材并將中間基材送料到成形導(dǎo)引裝置中。在一些實施方案中，送料導(dǎo)引裝置包括按一定距離隔開的兩個平板，該距離能夠改變以接納中間基材。
[0022]在又一個實施方案中，本發(fā)明提供一種制作波紋產(chǎn)品的方法，其包括:
[0023](a)提供上基材和下基材，該上基材以速度V1移動，以及下基材以速度V 2移動，上基材和下基材基本彼此平行且按距離’ S/隔開；
[0024](b)提供中間基材，該中間基材位于上基材和下基材之間并以速度V3移動，其中V3大于％或￥2;
[0025](c)在接觸上基材或下基材的軌跡上推進(jìn)中間基材，在與上基材或下基材接觸時，中間基材向相反方向反彈以接觸對側(cè)基材，其中當(dāng)與對側(cè)基材接觸時，中間基材反彈以接觸另一個基材；以及
[0026](d)將中間基材的接觸點(diǎn)與上基材和下基材附接，以使中間基材在上基材和下基材之間形成瓦楞；
[0027]其中提供波紋產(chǎn)品。
[0028]在又一個實施方案中，本發(fā)明提供包括第一波紋產(chǎn)品的波紋泡沫床墊，該第一波紋產(chǎn)品包括:
[0029]上基材；
[0030]中間基材；
[0031]下基材；
[0032]兩個側(cè)圍部件；以及
[0033]兩個端圍部件；
[0034]其中使中間基材形成瓦楞且這些瓦楞固定到上和下基材以形成單壁波紋產(chǎn)品；以及
[0035]其中將兩個側(cè)邊部件固定到波紋產(chǎn)品的側(cè)邊，將兩個端部部件固定到泡沫產(chǎn)品的端部以封閉床墊的內(nèi)部。
[0036]在一些示范實施方案中，床墊還提供附著于頂部或底部基材的第二波紋產(chǎn)品，其中第二波紋產(chǎn)品包括第二上基材、第二下基材和在第二上和下基材之間以及兩個側(cè)圍部件和兩個端圍部件之間波紋處理的第二中間基材。
[0037]在又一個實施方案中，本發(fā)明提供一種制作包括第一波紋產(chǎn)品的泡沫床墊的方法，其包括:
[0038]制備具有上基材、中間基材和下基材的單壁泡沫波紋廣品；
[0039]其中使中間基材形成瓦楞并且中間基材的這些瓦楞附接到上和下基材；以及
[0040]將泡沫外圍部件環(huán)繞單壁波紋產(chǎn)品的外側(cè)附接以制作泡沫床墊。
[0041]在多種示范實施方案中，制作床墊的方法還包括:附著于頂部或底部基材的第二波紋產(chǎn)品，其中第二波紋產(chǎn)品包括第二上基材、第二下基材和在第二上和下基材之間以及兩個側(cè)圍部件和兩個端圍部件之間波紋處理的第二中間基材。
[0042]雖然披露了多個實施方案，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)下文詳細(xì)描述將顯見到本發(fā)明的又一些其他實施方案。正如所顯見的，本發(fā)明能夠在多個顯著方面進(jìn)行修改，所有修改不背離本發(fā)明的精神和范圍。相應(yīng)地，這些詳細(xì)描述應(yīng)視為本質(zhì)上是說明性的而非限制。
【附圖說明】
[0043]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的波紋產(chǎn)品設(shè)備的一個示范實施方案的示意圖。
[0044]圖2是圖示本發(fā)明的第二示范實施方案的示意圖，其中使用粘合劑將瓦楞粘接到上和下基材。
[0045]圖3是圖示本發(fā)明的第三示范實施方案的示意圖，其中使用超聲波焊接將瓦楞粘接到上和下基材。
[0046]圖4是圖示本發(fā)明的第四示范實施方案的示意圖，其中VjP V 2可以彼此不同。
[0047]圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個實施方案的示意圖，該設(shè)備實施方案具有一組成形輥子而非圖1所示的實施方案中所示的成形導(dǎo)引裝置。在本實施方案中，將中間基材直接送料到驅(qū)動輥子中。
[0048]圖6是圖示本發(fā)明的另一個示范實施方案的示意圖，其中波紋處理設(shè)備既不包含成形導(dǎo)引裝置也不包括送料導(dǎo)引裝置。
[0049]圖7是本發(fā)明用于制作雙波紋產(chǎn)品的一個實施方案的示意圖。在本實施方案中，使用第四和第五介質(zhì)來提供波紋產(chǎn)品的外基材。
[0050]圖8是本發(fā)明用于制作雙壁波紋產(chǎn)品的一個實施方案的示意圖。在本實施方案中，使用第四基材為波紋產(chǎn)品提供單獨(dú)的瓦楞層。
[0051]圖9A是圖示本發(fā)明用于制作單個基材波紋產(chǎn)品的一個實施方案的示意圖，圖9B是圖9A的插圖。
[0052]圖10是圖1-9所示的波紋處理設(shè)備的一個實施方案的CAD渲染的透視圖。
[0053]圖11是圖10的CAD渲染的透視圖，其中已去除支承結(jié)構(gòu)之一以便更好地圖示內(nèi)部輥子。
[0054]圖12是圖11中圖示的內(nèi)部輥子的近拍圖。
[0055]圖13是根據(jù)本發(fā)明制作的床墊的一個實施方案的剖視透視圖。
[0056]圖14是根據(jù)本發(fā)明制作的床墊的一個實施方案的剖視透視圖。
[0057]圖15是根據(jù)本發(fā)明實施方案制作的波紋塑料板的透視圖。
[0058]圖16是圖14所示的波紋塑料板的上平面透視圖，但是上基材在其上具有預(yù)先打印圖畫。
[0059]圖17是圖14所示的波紋塑料板的示意圖，其中圖示根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的板的一些可用尺寸的塑料和板的規(guī)格。
[0060]圖18是使用根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的波紋處理設(shè)備制作的波紋不銹鋼板的上平面透視圖。
[0061]圖19是圖示圖23所示的不銹鋼板的一些可用尺寸和規(guī)格的示意圖。
[0062]圖20是使用波紋處理設(shè)備通過僅改變VjP V 2實時制作的根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的椅子的透視圖。
[0063]圖21是使用根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的波紋處理設(shè)備制作的書架的透視圖。
[0064]圖22是使用根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的波紋處理設(shè)備制作的隔板的透視圖。
[0065]圖23是使用根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的波紋處理設(shè)備制作的波紋柱的透視圖。
[0066]圖24是使用根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的波紋壁板構(gòu)造的建筑物的上平面透視圖。
【具體實施方式】
[0067]在說明書和權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“包含”是開放性術(shù)語，應(yīng)解釋為表示“包括但不限于…”。這些術(shù)語涵蓋更限制性術(shù)語“基本由…構(gòu)成”和“由…組成”。
[0068]務(wù)必要注意，正如本文和所附權(quán)利要求中所使用的，除非上下文明確地另行指出，否則單數(shù)形式“一個”和“所述”包括多個引用項。術(shù)語“一個”、“一個或多個”和“至少一個”可以在本文中可互換地使用。還要注意術(shù)語“包括”、“包含”、“表征為”和“具有”可以可互換地使用。
[0069]除非另外定義，否則本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語均具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員所共識的相同的含義。本文特定地提出的所有公開和專利出于所有目的通過引用全部并入本文，包括描述和披露可結(jié)合本發(fā)明使用的公開中報告的化學(xué)物質(zhì)、器械、統(tǒng)計分析和方法。本說明書中列述的所有參考文獻(xiàn)應(yīng)視為本領(lǐng)域技術(shù)人員水平的指示。本文中任何內(nèi)容均不應(yīng)視為認(rèn)同本發(fā)明不具有依據(jù)在先發(fā)明原則優(yōu)先于此類披露的權(quán)利。
[0070]傳統(tǒng)波紋產(chǎn)品(如卡紙板和紙)首先通過將木材制漿以制作稱為牛皮紙的粗制紙。此類制漿和造紙是化學(xué)和能量密集型工序。在制作卡紙板時，則利用高壓蒸汽將牛皮紙軟化。雖然波紋產(chǎn)品可能具有多個層或基材，但是通常有“掛面板”層，將波紋中間“瓦楞”層膠粘到其上。在將瓦楞層固定到掛面板的