本发明专利技术公开了一种具有双向波纹夹心层的纸质缓冲型板材。包括上下面板和夹心层，夹心层布置在上下面板间形成三明治结构，夹心层的特征为双向波纹状，两个波纹方向相互垂直；夹心层由数个胞元立体结构在上下面板之间的二维平面上紧密填充得到的；胞元立体结构由呈田字形布置的四块平行四边形板材折叠成型。本发明专利技术不仅易于加工成型，其结构的高度变化范围广，解决了单瓦楞纸板厚度受限的问题；单位质量承载能力和缓冲吸能特性优异，实现了提高夹层板总厚度前提下力学性能的同步提升。层板总厚度前提下力学性能的同步提升。层板总厚度前提下力学性能的同步提升。
【技术实现步骤摘要】
一种具有双向波纹结构夹心层的纸质缓冲型板材
[0001]本专利技术属于新材料
的一种纸质板材，尤其是涉及一种具有双向波纹夹心层的纸质缓冲型板材。
技术介绍
[0002]由于环境保护的需求，纸质缓冲型板材的用量和市场需求一直很旺盛。目前市面上纸质缓冲型板材大多为三层瓦楞纸板、多层瓦楞纸板或蜂窝纸板。三层瓦楞纸板(也称单瓦楞纸板)具有相对较高的抗压强度，但缓冲性能不佳，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型的高度也只能达到6.6
‑
7.0mm；多层瓦楞纸板虽然能通过多个瓦楞芯层叠加或多个单层瓦楞纸板的粘接来增加结构的整体厚度，但其加工过程复杂，层间结合强度也会对整个材料的力学性能产生较大影响，并且由于相邻的瓦楞芯层或相邻的单瓦楞纸板的瓦楞峰、谷并不能完美对齐，导致最终得到的多层瓦楞纸板缓冲性能尚可但抗压强度不佳的问题，更为不利的是，多层瓦楞纸板制作过程中，原材料和胶黏剂的消耗量大，成本较高，不够环保；蜂窝纸板的特点是平压强度高、纸板厚度基本不受限制，但其加工困难、成型粘合用胶量大，每单位面积蜂窝纸板原材料消耗量大，并且蜂窝胞元两端是封闭的，板间湿度不能很好地耗散，并不适合在潮湿、冷藏等环境下使用。
[0003]三层瓦楞纸板和蜂窝纸板均为三明治结构，即由上下两层面纸和中间的夹心层粘接而成，他们的区别在于中间的夹心层结构不同。也正是由于夹心层结构上的差异，带来三层瓦楞纸板和蜂窝纸板在力学性能和缓冲吸能特性上的巨大差异。这也证明，对三明治结构的夹心层结构进行重新设计以得到性能不同的新型缓冲型板材是可行的。如何在现有三层瓦楞纸板结构特征的基础上，通过对芯层结构的再设计，改善三层瓦楞纸板缓冲性能不佳和瓦楞高度受限的问题，提出新型的纸质缓冲型板材，这是缓冲包装材料研究领域的新课题。
技术实现思路
[0004]针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种具有双向波纹夹心层的纸质缓冲型板材，该板材具有三明治结构，夹心层是由简单胞元拓扑而成的，具有双向波纹的特征，该板材不仅易于加工成型，高度变化范围广，而且具有与单瓦楞纸板可比拟的承载能力和缓冲吸能特性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]所述纸质缓冲型板材包括上面板、下面板和夹心层，夹心层布置在上面板、下面板之间形成三明治结构，夹心层的特征为双向波纹状，即两个相互垂直的方向上均具有波纹截面。
[0007]所述夹心层是由数个胞元立体结构为基础拓扑结构在上面板和下面板之间的二维平面上紧密填充得到的；
[0008]所述胞元立体结构由胞元平面结构按照预设折痕线折叠而成，主要由呈田字形布
置的四块完全相同的平行四边形板材构成，四个平行四边形板材分别为胞元第一构成平面、胞元第二构成平面、胞元第三构成平面和胞元第四构成平面，胞元第二构成平面和胞元第三构成平面构成的整体与胞元第一构成平面和胞元第四构成平面构成的整体呈镜像对称布置；
[0009]每个平行四边形板材均为平行四边形，其中两条对边平行上面板/下面板布置作为平行边，其余两条对边不平行上面板/下面板布置作为倾斜边，相邻两条边的夹角为α。
[0010]所述胞元第一构成平面与胞元第二构成平面通过胞元第一构成平面与胞元第二构成平面之间的折线连接，胞元第二构成平面与胞元第三构成平面通过胞元第二构成平面与胞元第三构成平面之间的折线连接，胞元第三构成平面与胞元第四构成平面通过胞元第三构成平面与胞元第四构成平面之间的折线连接，胞元第四构成平面与胞元第一构成平面通过胞元第四构成平面与胞元第一构成平面之间的折线连接；
[0011]所述胞元第三构成平面与胞元第四构成平面之间的折线为内折线，胞元第一构成平面与胞元第二构成平面之间的折线、胞元第二构成平面与胞元第三构成平面之间的折线、胞元第四构成平面与胞元第一构成平面之间的折线均为外折线；
[0012]所述胞元第三构成平面与胞元第四构成平面之间的折线、胞元第一构成平面与胞元第二构成平面之间的折线、胞元第二构成平面与胞元第三构成平面之间的折线连接、胞元第四构成平面与胞元第一构成平面之间的折线相交于胞元顶点；
[0013]所述胞元第二构成平面与胞元第三构成平面之间的折线、胞元第四构成平面与胞元第一构成平面之间的折线所构成的平面与上面板平行，胞元第三构成平面与胞元第四构成平面之间的折线、胞元第一构成平面与胞元第二构成平面之间的折线倾斜且由胞元第三构成平面与胞元第四构成平面之间的折线、胞元第一构成平面与胞元第二构成平面之间的折线所构成的平面同时垂直于上面板和下面板。
[0014]数个胞元立体结构紧密阵列且连接布置，在上面板和下面板之间的二维平面上设有垂直正交布置的第一方向和第二方向；
[0015]在沿第一方向上的相邻两个胞元立体结构之间，一个胞元立体结构中胞元第一构成平面与胞元第二构成平面的处于下侧的水平边分别和另一个胞元立体结构中胞元第四构成平面和胞元第三构成平面的处于下侧的水平边均通过内折线连接；
[0016]在沿第二方向上的相邻两个胞元立体结构之间，一个胞元立体结构中胞元第一构成平面的处于外侧的倾斜边和另一个胞元立体结构中胞元第二构成平面的处于外侧的倾斜边通过内折线连接，一个胞元立体结构中胞元第四构成平面的处于外侧的倾斜边和另一个胞元立体结构中胞元第三构成平面的处于外侧的倾斜边通过外折线连接。
[0017]所有的胞元立体结构均在同一块板材上，由一块板材按照预设的折痕线折纸而成。
[0018]通过调整胞元立体结构中的单个平行四边形的相邻两条边的边长比进而调整纸质缓冲型板材的变形模式、承载能力和缓冲吸能效果。
[0019]所述的胞元立体结构有三种不同的类型，分别为第一类型胞元立体结构、第二类型胞元立体结构和第三类型胞元立体结构；
[0020]第一类型胞元立体结构的平行四边形边长比a:b等于1，适用于对承载能力和能量吸收要求较高的场合，能够以稳定可控的变形方式吸收冲击能量，为产品提供保护；第二类
型胞元立体结构的平行四边形边长比a:b小于1，适用于产品可能经受的二次冲击需要予以保护的场合；第三类型胞元立体结构的平行四边形边长比a:b大于1，适用于空间填充时对承载要求不高，但需要较大的板材厚度的场合。
[0021]所述夹心层的材料是牛皮纸、瓦楞芯纸、纸板、微型瓦楞纸板、杜邦纸等平板状高分子材料。
[0022]所述上面板和下面板的材料是牛皮纸、纸板或者胶合板、石膏板、木片等平板状材料。
[0023]本专利技术不仅易于加工成型，其结构的高度变化范围广，可根据实际需要通过选择胞元结构几何参数实现板材厚度的灵活定制，解决了单瓦楞纸板厚度受限的问题；同时，该板材的单位质量承载能力和缓冲吸能特性优于同规格的三层瓦楞纸板和五层瓦楞纸板，实现了提高夹层板总厚度前提下力学性能的同步提升。
[0024]与
技术介绍
相比，本专利技术具有的有益效果是：
[0025]1、具有简单的三明治结构，夹心层是由简单本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有双向波纹夹心层的纸质缓冲型板材，其特征在于：所述纸质缓冲型板材包括上面板(21)、下面板(22)和夹心层(23)，夹心层(23)布置在上面板(21)、下面板(22)之间形成三明治结构，夹心层(23)的特征为双向波纹状，即两个相互垂直的方向上均具有波纹截面。2.根据权利要求1所述的一种具有双向波纹夹心层的纸质缓冲型板材，其特征在于：所述夹心层(23)是由数个胞元立体结构为基础拓扑结构在上面板(21)和下面板(22)之间的二维平面上紧密填充得到的；所述胞元立体结构主要由呈田字形布置的四块完全相同的平行四边形板材构成，四个平行四边形板材分别为胞元第一构成平面(31)、胞元第二构成平面(32)、胞元第三构成平面(33)和胞元第四构成平面(34)，胞元第二构成平面(32)和胞元第三构成平面(33)构成的整体与胞元第一构成平面(31)和胞元第四构成平面(34)构成的整体呈镜像对称布置；每个平行四边形板材均为平行四边形，其中两条对边平行上面板(21)/下面板(22)布置作为平行边，其余两条对边不平行上面板(21)/下面板(22)布置作为倾斜边，相邻两条边的夹角为α。3.根据权利要求1或者2所述的一种具有双向波纹夹心层的纸质缓冲型板材，其特征在于：所述胞元第一构成平面(31)与胞元第二构成平面(32)通过胞元第一构成平面与胞元第二构成平面之间的折线(312)连接，胞元第二构成平面(32)与胞元第三构成平面(33)通过胞元第二构成平面与胞元第三构成平面之间的折线(323)连接，胞元第三构成平面(33)与胞元第四构成平面(34)通过胞元第三构成平面与胞元第四构成平面之间的折线(334)连接，胞元第四构成平面(34)与胞元第一构成平面(31)通过胞元第四构成平面与胞元第一构成平面之间的折线(314)连接；所述胞元第三构成平面与胞元第四构成平面之间的折线(334)为内折线，胞元第一构成平面与胞元第二构成平面之间的折线(312)、胞元第二构成平面与胞元第三构成平面之间的折线(323)、胞元第四构成平面与胞元第一构成平面之间的折线(314)均为外折线；所述胞元第三构成平面与胞元第四构成平面之间的折线(334)、胞元第一构成平面与胞元第二构成平面之间的折线(312)、胞元第二构成平面与胞元第三构成平面之间的折线(323)连接、胞元第四构成平面与胞元第一构成平面之间的折线(314)相交于胞元顶点(30)；所述胞元第二构成平面与胞元第三构成平面之间的折线(323)、胞元第四构成平面与胞元第一构成平面之间的折...
【专利技术属性】
技术研发人员：鄂玉萍，朱先梅，杨光，
申请(专利权)人：浙江理工大学龙港研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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