一种自动糊盒机以及基于该糊盒机的水性胶封口工艺

摘要

本发明提供了一种用于水性胶封口工艺的自动糊盒机，至少包括设备基座、金属胶槽、输纸器、输送平台、预折装置以及压合装置，金属胶槽内设置有温度传感器；在金属胶槽的外壁上设置有一层保温隔热材料，保温隔热材料与金属胶槽的外壁之间还设置有加热元件；所述的设备基座上设置有透明隔离罩，所述透明隔离罩覆盖在压合装置及输送平台上，将压合装置及输送平台与外界相隔离，所述透明隔离罩上设置有热风循环系统及抽湿装置。本发明还提供了基于上述自动糊盒机的水性胶封口工艺。本发明提供的自动糊盒机解决了现有技术中的不足，采用该自动糊盒机能够使封口效率、速度、质量避免受到工作环境中温度、湿度的影响，尤其是受低温和高湿度环境的影响。

说明书

技术领域

本发明提供了一种自动糊盒机，尤其涉及一种采用水性胶进行封口的糊盒机，还提供了一种基于该糊盒机的水性胶封口工艺，属于印刷包装技术领域。

背景技术

以纸制品为材料的纸制品大量用于形形色色的商品包装中，与人类生活密切相关，是每天需要接触的产品。彩印纸品是方形(或长方形)的，印刷完后往往还需要在纸品上覆膜或涂覆光油，成为纸塑复合或涂覆光油的复合纸制品，这些复合纸制品制作纸制品时需先经模切机一次性整体模切、压痕成为半成品，然后用胶粘剂将“口”粘结牢固就成为成品商品包装，业内称这个环节为“封口”，“封口”可人工完成，也可用半自动或全自动的糊盒机完成。现有技术全自动糊盒机自动化程度高、运转速度非常快，能高速、全自动地完成从半成品到成品的工作。占市场主流的全自动糊盒机，额定运转速度不低于200米/分钟，最先进的全自动设备额定运转速度可以达到400～700米/分钟。其封口过程与半自动的设备相比，两者的区别在于：

1、在全自动糊盒机中，纸制品经初步压合、输出后，落入紧接其后的、运转速度很慢的、新增加的一个不间断运转的“保压”装置的输送平台上，纸制品先是在平台上自动堆积成梯形状，然后慢慢进入“保压”装置(装置由“扁长环形压力输送带”组成，内环由密集的辊筒传动，它与输送平台上下之间的距离、压力可调，且运行方向与设备的前段保持一致)带压运行，纸制品输出后即宣告完成并可点数、打包。“保压”装置保压是区分全自动糊盒机与半自动糊盒机的主要特征。

2、全自动糊盒机的“保压”装置与独立的平面液压机“保压”相比，纸制品被保压的时间急剧缩短，因为当速度一定时，现有技术全自动糊盒机不间断的“保压”方法装置的长度决定着纸制品通过的时间：由于这类装置的长度一般短的只有1.5米，长的也不超过6米，所以即使在运转速度很慢的情况下，纸制品通过的时间最短的仅有几秒，长的也只有近二十秒。也就是说“保压”装置的长度提供的“保压”时间实际上就是提供给封口胶初步固化的时间，由此似乎可以得出结论：只要能在几秒至多二十秒的时间内初步固化的胶粘剂就完全可以保证满足全自动糊盒机高效率、高速度、高质量的封口要求。

其实不然，因为在全球商业流通领域，涉及人类使用的商品包装的胶粘剂入门的质量标准是多方面的，具体要求如下：

1、快粘标准：初粘性及快粘性能确保相粘材料在几秒到十几秒内初步固化。

2、持粘性标准：在承受设定重量的条件下，封口处的胶粘剂不能脱开，在外力破坏下，底材可以破坏，相粘材料处的胶粘剂也不能破坏。

3、耐温标准：能较长时间经受—25℃或以下的低温不脆化，经受70℃或以上的高温不熔化。

4、耐水标准：能较长时间在80％以上的高湿度的环境里不溶化。

5、环保标准：原料必须符合美国FDA条规21CFR175.105“粘合剂”的标准，成品则必须能通过欧盟化学品的注册、评估、授权与限制“法规”(简称REACH法规)第1907/2006号指令的SGS检测。

以上五项标准缺少任何一项都会使封口后的纸制品在商品流通领域失去实用性价值，例如：

1、现有技术的热熔胶属于热熔冷固型胶粘剂，熔融状态下初粘性、快粘性极好，固化速度快，也符合环保要求，遗憾的是它可以粘结纯纸类盒(箱、袋)但经济上极为不划算，还可以粘结纸塑类纸制品，但封口处又不能长时间满足耐高、低温的要求，而热熔胶对UV油纸制品又粘不住。

2、现有技术的溶剂型油性胶粘剂也可满足初粘性、快粘性的质量要求，但持粘性、耐温性、环保标准又不可能达标。

由于热熔胶和溶剂型油性胶粘剂都不具备国际商品流通领域涉及人类使用的商品包装胶粘剂的质量标准，那么唯一选择只有水性胶粘剂了。但是现有技术的水性胶粘剂产品，环保标准、耐水标准、耐低温性满足以上质量标准没有多大问题，难点在于初粘性、快粘性及相粘材料在几秒到十几秒内的时间内初步固化的性能及耐高温性，这对于以水为溶剂的胶粘剂来说无疑是极大的挑战，因为：

1、水的挥发速度制约水性胶粘剂的初步固化需要的时间和固化的速度：水是羟基型或醇型化合物，沸点是100℃，溶剂甲苯的沸点是110℃高于水的沸点，但甲苯的挥发速度却比水要快10倍，因此水性胶粘剂的固化速度必然慢于甲苯溶剂型油性胶，更慢于降温即固化的热熔胶。现有技术提高水性胶的固化速度可以采用提高固含量的办法，首先，即使提高固含量，它的固化速度也无法与热熔胶和甲苯溶剂型油性胶相媲美，其次，现有技术很难生产出70～80％以上固含量的水性胶，再次，提高固含量会使成本大幅度增加且会不必要地浪费不可再生的资源。

2、外界温度影响水性胶挥发速度和固化时间，水的沸点是100℃这意味着：A.当温度越接近水的沸点水的挥发速度会越快，温度越低于水的沸点水的挥发速度越慢。B.常温下水份是不可能瞬间挥发的。C.摄氏零度以下水份的挥发近乎停止。由此可见，外界温度越高水性胶粘剂中水的挥发速度越快胶水固化的时间自然越短。

3、外界湿度也是影响水性胶挥发速度和固化时间的因素：在非真空的状态下，水的挥发速度与空气湿度密切相关，空气湿度越高水的挥发速度自然越慢，水性胶的固化时间自然越长，反之，空气湿度越低水的挥发速度自然越快，胶水固化时间自然越短。

4、相互粘结的材料的性质制约现有技术全自动设备的工作效率和速度：在工作环境温度25℃以上，空气湿度50％以内的条件下，现有技术的水性封口胶只能满足纯纸类盒(箱、袋)产品170～500米/分钟或纸塑复合、UV油类盒(箱、袋)产品60～150米/分钟的封口速度要求。纸塑复合或UV油类盒(箱、袋)产品即使改用超高速(400～700米/分钟)的全自动设备进行封口，其工作速度也仍然只能维持在60～150米/分钟。由此可见设备的运转速度并不能决定盒(箱、袋)产品实际的工作速度。为什么？从水性胶粘剂的粘结特性看，纯纸类盒(箱、袋)产品的粘结属于多孔材料与多孔材料之间的粘结，多孔材料表面张力高，易被水浸润、附着、吸收及使水份挥发，属于易粘材料，因此可以使用成膜温度较高的水性胶粘剂粘结、封口。成膜温度高的水性胶粘剂干率好，对水的释放性也好，所以在工作环境温度25℃以上，空气湿度50％以内的条件下，可以满足高速或超高速设备170～500米/分钟的速度需求。而纸塑复合类或UV油类的盒(箱、袋)属于无孔材料与多孔材料(易粘材料与难粘材料)之间的粘结，纸塑或UV油复合纸制品的表面张力低，难以被水浸润、附着、吸收及使水份挥发，加上难粘材料胶粘剂本身的成膜温度低、干率差，对水的释放性也差，所以纸塑和UV油类的盒(箱、袋)即使采用超高速设备封口，速度也难以超过150米/分钟。

5、在低温和高湿的环境下，再先进的糊盒机，水性胶粘剂封口的速度和质量都会下降：前述的纯纸类或纸塑复合类、UV油类的盒(箱、袋)的综合生产数据是现有技术中最好的水性封口胶产品在工作环境温度25℃以上，空气湿度在50％以内的条件下得到的。而当工作环境温度逐步降低，甚至低于13℃以下(如冬季)时或工作环境的空气湿度在80％以上(如雨季)时，此时如仍用相同的设备、半成品、水性封口胶，依旧沿用工作环境温度25℃以上，空气湿度在50％内时的速度生产，则经不间断的“保压”方法的装置保压后的盒(箱、袋)产品“口”封不住的质量问题就会经常发生，而且设备工作环境温度越低或湿度越高，速度上不去，“口”封不住的问题就会越多，这一直是困扰糊盒机使用水性封口胶封口的老大难问题。这是因为低温环境下水性封口胶涂胶时的胶温与胶粘剂聚合物粒子最低共凝聚温度太接近，这导致水性胶粘剂聚合物成膜特性、润湿性、初粘性、快粘性、附着力、内聚力都全面急剧下降。

以上糊盒机上尤其是高速全自动糊盒机上使用水性胶封口存在的且亟待解决的五个问题一直困扰着印刷包装行业。一方面人类使用的商品包装使用环保型水性胶粘剂是唯一选择，另一方面是现有技术糊盒(箱、袋)先进设备工作方法不适应水性胶粘剂的应用特点，导致在现有最先进技术的糊盒机上，使用现有最先进技术的水性胶粘剂，既满足不了先进设备满负荷的工作需求，又不能满足企业一年四季能正常地高效率、高质量、低成本生产的最基本的期望，因此破解现有技术的糊盒机水性胶封口方法的技术难题，提高现有技术糊盒机的使用水性胶粘剂时的效率、质量、速度是社会、企业和用户的强烈期望。

发明内容

本发明提供了一种用于水性胶封口工艺的自动糊盒机，该自动糊盒机解决了现有技术中的不足，采用该自动糊盒机能够使封口效率、速度、质量避免受到工作环境中温度、湿度的影响，尤其是受低温和高湿度环境的影响。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种用于水性胶封口工艺的自动糊盒机，至少包括设备基座、金属胶槽、输纸器、输送平台、预折装置以及压合装置，金属胶槽内设置有温度传感器，在槽外对应设置显示器，用于显示金属胶槽内水性胶的温度；在金属胶槽的外壁上设置有一层保温隔热材料，保温隔热材料与金属胶槽的外壁之间还设置有加热元件，加热元件通过金属胶槽对槽内的水性胶进行加热，加热元件与温度调节器连接，并能够在温度调节器的控制下调节温度；所述的设备基座上设置有透明隔离罩，所述透明隔离罩覆盖在压合装置及输送平台上，将压合装置及输送平台与外界相隔离，所述透明隔离罩上设置有热风循环系统及抽湿装置，所述热风循环系统由加热装置、进风装置、抽风装置和控制装置组成，其中进风装置和抽风装置分别安装于透明隔离罩的两侧，加热装置位于进风装置的前方，所述控制装置通过导线与加热装置、进风装置和抽风装置连接，用于控制温度及风力的大小；所述的抽湿装置安装在透明隔离罩的顶部。

所述的金属胶槽内水性胶的温度能够在20℃～70℃的范围内调整。

所述的透明隔离罩的一侧设置有可开启的窗口。

所述的透明隔离罩内的温度能够在20℃～80℃的范围内调整，湿度控制在50％以下。

本发明同时还提供了一种基于上述自动糊盒机的水性胶封口工艺，包括以下步骤：

(1)将待封口的纸制品由糊盒机的输纸器输入，经预折装置自动预折后，由金属胶槽内持续转动的滚胶轮在纸制品的预留边上滚涂水性胶水；

(2)、纸制品涂完胶后，经折叠、对位、封口后由输送平台进入压合装置，在透明隔离罩的隔离环境下，经由压合装置压合后出纸，完成封口。

本发明提供的自动糊盒机与现有技术相比，由于金属胶槽内设置有温度传感器，在槽外对应设置显示器，用于显示金属胶槽内水性胶的温度；在金属胶槽的外壁上设置有一层保温隔热材料，保温隔热材料与金属胶槽的外壁之间还设置有加热元件，加热元件通过金属胶槽对槽内的水性胶进行加热，加热元件与温度调节器连接，并能够在温度调节器的控制下调节温度，因此无论外部环境的温度如何，水性胶粘剂涂布时的温度始终可处在一个稳定的、高于胶粘剂聚合物粒子最低共凝聚温度的最佳状态，这个状态可以使得水性封口胶的润湿性、流动性、凝聚性、内聚力、初粘性、快粘性相应达到最佳，从而使得纸制品封口、初步压合时的效率、速度、质量不但不再受外部低温环境的制约，还可以做得比正常环境温度时更好。

此外，又由于设备基座上设置有透明隔离罩，所述透明隔离罩覆盖在压合装置及输送平台上，将压合装置及输送平台与外界相隔离，所述透明隔离罩上设置有热风循环系统及抽湿装置，因此涂完胶的纸制品在折叠、对位、封口后由输送平台进入压合装置，在透明隔离罩的隔离环境下，经由压合装置压合后出纸，完成封口。在压合的过程中，所述的透明隔离罩内的温度能够在20℃～80℃的范围内调整，湿度控制在50％以下。因此尽管纸制品通过这个隔离环境的时间极为有限，但这秒秒必争的效果非常显著，为水性胶加速固化提供了良好的条件。

综上所述，本发明提供的技术方案，采用水性胶对纸制品进行封口处理，一年四季中可不再受设备所处的外界环境温度或湿度的制约，尤其是还可获得比温度在25℃左右，空气湿度在50％以上的自然环境条件下更快的封口速度和更好的封口质量。

附图说明

图1为本发明提供的金属胶槽的整体结构示意图；

图2为透明隔离罩的整体结构示意图；

图中：1-金属胶槽，2-温度传感器，3-滚胶轮，4-加热元件，5-保温隔热材料，6-透明隔离罩，7-加热装置，8-进风装置，9-抽风装置，10-抽湿装置。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。

本发明提供的用于水性胶封口工艺的自动糊盒机，至少包括设备基座、金属胶槽1、输纸器、输送平台、预折装置以及压合装置，上述部件与现有全自动糊盒机基本一致。本实施例中金属胶槽1的结构如图1所示，在金属胶槽1内设置有温度传感器2，在槽外对应设置显示器，用于显示金属胶槽内水性胶的温度；在金属胶槽1的外壁上设置有一层保温隔热材料5，保温隔热材料5与金属胶槽1的外壁之间还设置有加热元件4，加热元件4通过金属胶槽1对槽内的水性胶进行加热，所述的金属胶槽1内水性胶的温度能够在20℃～70℃的范围内调整。加热元件4与温度调节器连接，并能够在温度调节器的控制下调节温度。

本实施例中由于采用以上结构，因此无论外部环境的温度如何，水性胶粘剂涂布时的温度始终可处在一个稳定的、高于胶粘剂聚合物粒子最低共凝聚温度的最佳状态，这个状态可以使得水性封口胶的润湿性、流动性、凝聚性、内聚力、初粘性、快粘性相应达到最佳，从而使得纸制品封口、初步压合时的效率、速度、质量不但不再受外部低温环境的制约，还可以做得比正常环境温度时更好。

所述的设备基座上设置有透明隔离罩，透明隔离罩6的结构如图2所示，透明隔离罩6覆盖在压合装置及输送平台上，将压合装置及输送平台与外界相隔离。所述的透明隔离罩6的一侧设置有可开启的窗口。所述透明隔离罩6上设置有热风循环系统及抽湿装置10，所述热风循环系统由加热装置7、进风装置8、抽风装置9和控制装置组成，其中进风装置8和抽风装置9分别安装于透明隔离罩6的两侧，加热装置7位于进风装置8的前方，所述控制装置通过导线与加热装置7、进风装置8和抽风装置9连接，用于控制温度及风力的大小；所述的抽湿装置10安装在透明隔离罩6的顶部。所述的透明隔离罩内的温度能够在20℃～80℃的范围内调整，湿度能够控制在50％以下。

本实施例中涂完胶的纸制品在折叠、对位、封口后由输送平台进入压合装置，在透明隔离罩的隔离环境下，经由压合装置压合后出纸，完成封口。在压合的过程中，所述的透明隔离罩内的温度能够在20℃～80℃的范围内调整，湿度控制在50％以下。因此尽管纸制品通过这个隔离环境的时间极为有限，但这秒秒必争的效果非常显著，为水性胶加速固化提供了良好的条件。

本实施例中提供的自动糊盒机，其对应的水性胶封口工艺步骤如下：

(1)将待封口的纸制品由糊盒机的输纸器输入，经预折装置自动预折后，由金属胶槽内持续转动的滚胶轮在纸制品的预留边上滚涂水性胶水；

(2)、纸制品涂完胶后，经折叠、对位、封口后由输送平台进入压合装置，在透明隔离罩的隔离环境下，经由压合装置压合后出纸，完成封口。