[發明專利]具有雙向波紋結構夾心層的紙質緩沖型板材的制作方法

在審

• 申請號: 202111078538.0
• 申請日: 2021-09-15
• 公開（公告）號: CN113910688A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 朱先梅;鄂玉萍;楊光
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學;浙江理工大學龍港研究院有限公司
• 主分類號: B31F1/20
• 分類號: B31F1/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種具有雙向波紋夾心層的紙質緩沖型板材的制作方法。制作平板形的上面板和下面板；制作由多個胞元平面結構組成的胞元紙板，使得多個胞元平面結構在同一紙板上緊密陣列連接布置；胞元平面結構主要由呈田字形布置的四塊完全相同的平行四邊形板材通過折線連接構成，將胞元紙板通過自身的折痕線進行折紙形成由多個胞元立體結構構成的夾心層；將夾心層分別和上面板、下面板進行粘接形成紙質緩沖型板材。本發明制作的板材不僅易于加工成型，結構高度變化范圍廣，解決了單瓦楞紙板厚度受限的問題；單位質量承載能力和緩沖吸能特性優異，實現了提高夾層板總厚度前提下力學性能的同步提升。

技術領域

本發明屬于新材料技術領域的一種紙質板材的制作方法，尤其是涉及一種具有雙向波紋夾心層的紙質緩沖型板材的制作方法。

背景技術

由于環境保護的需求，紙質緩沖型板材的用量和市場需求一直很旺盛。目前市面上紙質緩沖型板材大多為三層瓦楞紙板、多層瓦楞紙板或蜂窩紙板。三層瓦楞紙板(也稱單瓦楞紙板)具有相對較高的抗壓強度，但緩沖性能不佳，并且瓦楞高度受限，A型瓦楞高度一般在4.6～4.9mm，特大型瓦楞K型的高度也只能達到6.6-7.0mm；多層瓦楞紙板雖然能通過多個瓦楞芯層疊加或多個單層瓦楞紙板的粘接來增加結構的整體厚度，但其加工過程復雜，層間結合強度也會對整個材料的力學性能產生較大影響，并且由于相鄰的瓦楞芯層或相鄰的單瓦楞紙板的瓦楞峰、谷并不能完美對齊，導致最終得到的多層瓦楞紙板緩沖性能尚可但抗壓強度不佳的問題，更為不利的是，多層瓦楞紙板制作過程中，原材料和膠黏劑的消耗量大，成本較高，不夠環保；蜂窩紙板的特點是平壓強度高、紙板厚度基本不受限制，但其加工困難、成型粘合用膠量大，每單位面積蜂窩紙板原材料消耗量大，并且蜂窩胞元兩端是封閉的，板間濕度不能很好地耗散，并不適合在潮濕、冷藏等環境下使用。

三層瓦楞紙板和蜂窩紙板均為三明治結構，即由上下兩層面紙和中間的夾心層粘接而成，他們的區別在于中間的夾心層結構不同。也正是由于夾心層結構上的差異，帶來三層瓦楞紙板和蜂窩紙板在力學性能和緩沖吸能特性上的巨大差異。這也證明，對三明治結構的夾心層結構進行重新設計以得到性能不同的新型緩沖型板材是可行的。如何在現有三層瓦楞紙板結構特征的基礎上，通過對芯層結構的再設計，改善三層瓦楞紙板緩沖性能不佳和瓦楞高度受限的問題，提出新型的紙質緩沖型板材，這是緩沖包裝材料研究領域的新課題。

發明內容

針對背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種具有雙向波紋夾心層的紙質緩沖型板材的制作方法，該板材具有三明治結構，夾心層是由簡單胞元拓撲而成的，具有雙向波紋的特征，該板材不僅易于加工成型，高度變化范圍廣，而且具有與單瓦楞紙板可比擬的承載能力和緩沖吸能特性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

S1、制作平板形的上面板和下面板；

S2、制作由多個胞元平面結構組成的胞元紙板，使得多個胞元平面結構在同一紙板上緊密陣列連接布置；

S3、將胞元紙板通過自身的折痕線進行折紙形成由多個胞元立體結構構成的夾心層；

S4、將夾心層分別和上面板、下面板進行粘接形成紙質緩沖型板材。

所述S2中，胞元平面結構主要由呈田字形布置的四塊完全相同的平行四邊形板材通過折線連接構成，四個平行四邊形板材均布置在同一平面上，按象限分布排序分別為胞元第一構成平面、胞元第二構成平面、胞元第三構成平面和胞元第四構成平面，胞元第一構成平面和胞元第二構成平面之間、胞元第二構成平面和胞元第三構成平面之間、胞元第三構成平面和胞元第四構成平面之間、胞元第四構成平面和胞元第一構成平面之間均通過折痕線連接，胞元第二構成平面和胞元第三構成平面構成的整體與胞元第一構成平面和胞元第四構成平面構成的整體呈鏡像對稱布置；

胞元第三構成平面和胞元第四構成平面之間的折痕線以及胞元第二構成平面和胞元第一構成平面之間的折痕線在同一直線上。