专利名称：横纤维蜂窝纸芯及纸板的制作方法
技术领域：
本发明涉及包装材料，特别涉及用于蜂窝纸板中的蜂窝纸芯以及 用这种蜂窝纸芯制作的纸板。
背景技术：
我国木材资源短缺，如何用其他环保再生材料代替木材包装材料 已成为一个亟待解决的新课题。蜂窝板正是一种新型的以纸代木的环 保材料，具有质轻、抗压、抗震性能好、可循环使用等优点。蜂窝纸板的结构为上下2层面纸，中间为蜂窝状的纸芯，用胶黏剂粘合成3 层结构，蜂窝板支撑的核心为中间的蜂窝状纸芯，目前的蜂窝纸板， 在蜂窝纸芯原纸纤维方向上都是选择以垂直面纸为主，也就是纸张纵 向(由于纤维排列多为纸张纵向)。选择纵向纤维的理由是认为，在 蜂窝纸板生产中，当纸芯的纤维方向与蜂窝面纸垂直时，其抗压强度较大。这个理论在本行业中己经达成了普遍的认识，例如作者刘晓红、王文明在2005年11月出版的《中国木材工业》第6期19巻中 发表的《蜂窝板托盘的技术条件及生产工艺》文章，作者在该文章中 也明确提出了这一观点。从材料本身的力学理论上来说，这个理论没 有什么错误，但是本发明人认为，上述理论还存在着片面性，对于纸 板在受力过程中产生的变形以及变形后的力学关系分析不够，所以， 也就造成目前的蜂窝纸板抗压性能仍然不够好，提高纸板的抗压性 能，仍然只能依靠提高定量、縮小柱孔孔径的方法来实现。发明内容本发明提供一种横纤维蜂窝纸芯及纸板，在制作蜂窝纸芯时将原 纸的纤维方向设置成平行于面纸，也就是将纸张的横向对应蜂窝纸芯 的厚度，利用植物纤维抗拉性能优异的特性，提高蜂窝纸板的抗压性 能，改变传统理论观念，解决现有技术中蜂窝纸板抗压性能仍然较低 的技术问题。一种横纤维蜂窝纸芯，包括以至少两层原纸重叠间隔粘合后，再展开形成的立体纸芯，该纸芯各层原纸未粘合部分展开后形成上下贯 通、相互连接的蜂窝状柱孔；所述原纸的纵向纤维垂直于柱孔轴线， 原纸的横向纤维平行于柱孔的轴线，在原纸的所有纤维中所述纵向纤 维所占比例大于横向纤维所占比例。以此蜂窝纸芯制成的一种横纤维 蜂窝纸板，包括做为支撑主体的蜂窝纸芯，纸质的上板和下板分别粘 合封闭蜂窝纸芯中各蜂窝柱孔的上下端口，所述原纸中纵向纤维与横 向纤维所占比例之差大于30%。在原纸制纸过程中，由于， 一般是将主纤维方向布置于纸张的纵 向为主，便于在制纸工艺过程中牵拉的需要，所以，纤维排列多为纸 张纵向，也就是纸张纵向上的纤维比纸张横向上的纤维要多，业界中 基本形成这种概念，即沿纸张纵向排列的纤维为纵纤维，也就是纤维 数量比较多的方向，将沿纸张横向排列的纤维称为横纤维，也既是纤 维数量比较少的方向。用技术指标具体对纵向和纵向纤维的甄别，则 以环压以及抗撕裂能力的差别来区别，纸张纵向的环压远大于纸张的 横向环压，纸张纵向的抗撕裂能力远小于纸张横向的抗撕裂能力，如 果以人肉眼可见方式判断的话，可以在纸张上方的45°观察纸张表 面，可以看出纸张纤维的方向。由此，本发明中判断原纸主流纤维的 方向也以上述三种方式来甄别。本发明中纸板受力时，纸板局部会产生受压产生弯曲变形，在纸 板周围固定的情况下，这种弯曲变形使得纸板的上面板和下面板都产 生局部的微量拉伸，而下面板的变形量更大一些，此时，来自于变形 部位两侧纸板面纸的弹性回复力也将对重物产生支撑力，在纸板面纸 未被戳穿、折断之前，该弹性回复力是始终存在的，而做为纸板主要 支撑体的蜂窝纸芯，在纸板面纸变形时，也同样会产生变形，同样的 道理，在蜂窝纸芯上也会同样产生一个抵抗该变形的回复力，这个回 复力的大小，就将取决于原纸的纤维构成，当柱孔平行方向纤维较多 的时候，对该变形的抵抗能力较弱，甚至将其撕裂，而当柱孔垂直方 向纤维较多的时候，将产生比较强的抵抗力，对纸芯也会有比较强的 辅助支撑，另外，由于纸芯与表面面板是粘合为一体的，这样在面板 受力时，力量会沿纸芯原纸的方向向四周分散，使周围的蜂窝组织共 同承担压力，纸芯原纸中柱孔平行方向纤维较多，也就具有足够的拉力应对这部分压力，可以对表面面板提供更强的支撑，对于纸质材料 而言，即使是蜂窝状的纸芯可以提供比较高抗压能力，但是与纸张的 抗拉能力相比，仍然相差很多，所以，采用以横向纤维为主的蜂窝纸 芯，其抗压能力比以纵向纤维为主的纸芯还要强。本发明采用将原纸的纤维方向设置成平行于面纸，做成的纸芯可 以具有更强的抗压能力。
图1是本发明横纤维蜂窝纸芯的立体示意图。图2是本发明横纤维蜂窝纸板的立体示意图。图3是本发明蜂窝纸板受压变形后的受力示意图。图4是本发明蜂窝纸板局部受压变形后周围纸芯的受力示意图。具体实施方式
结合上述
本发明的具体实施例。由图1中可知， 一种横纤维蜂窝纸芯，包括以至少两层原纸10 重叠间隔粘合后，再展开形成的立体纸芯20，该纸芯20各层原纸10 未粘合部分展开后形成上下贯通、相互连接的蜂窝状柱孔30;所述 原纸10的纵向纤维11垂直于柱孔30的轴线，所述原纸10的横向纤 维12平行于柱孔30的轴线，在原纸10的所有纤维中所述纵向纤维 11所占比例大于横向纤维12所占比例，所述原纸10中纵向纤维11 与横向纤维12所占比例之差大于30%。由图2至图4中可知，这种以横纤维蜂窝纸芯为主制作的纸板， 包括做为支撑主体的蜂窝纸芯20，纸质的上板40和下板50分别粘 合封闭蜂窝纸芯20中各蜂窝柱孔30的上下端口，所述原纸10包括 垂直于柱孔30轴线的纵向纤维11以及平行于柱孔30轴线的横向纤 维12，在原纸10的所有纤维中所述纵向纤维11所占比例大于横向 纤维12所占比例，所述原纸10中纵向纤维11与横向纤维12所占比 例之差大于30%。结合图3和图4对纸芯和纸板受力情况进行详细的分析，在纸板受到重物W的压力F'时，纸板局部会产生受压产生弯曲变形，在纸板 周围固定的情况下，这种弯曲变形使得纸板的上板40和下板50都产 生局部的微量拉伸，纸板被拉长延伸了一定的长度AL，而下板50的 变形量更大一些，重物W在纸板的上板40和下板50都会形成了向变 形部位的水平拉力F2，根据作用与反作用力原理，必然产生一个来自 于变形部位两侧纸板上板40和下板50的弹性回复力F/ ，这个反作 用力F/将产生两个方向的分力，其中垂直方向上的分力必将对重物 W产生一个支撑力，也就是加强了纸芯抵抗压力F,的反作用力F,'， 而水平方向上的分力将保护纸板不被破坏，在纸板未被压垮、折断之 前，该弹性回复力是始终存在的。而做为纸板主要支撑体的蜂窝纸芯 20，在纸板的上板40和下板50变形时，也同样会产生变形，在这个 变形中不但有垂直方向的压縮变形，而且还有在水平方向上的拉伸变 形，对于压力作用点来说，该变形带给该点的是垂直压力F,，对于该 压力作用点周围的组织来说，该变形带来的更多的是拉伸力F2，这个 变形在蜂窝纸芯20上也会同样产生一个抵抗回复力F,'和F/的一 部分，因为无论是横向纤维还是纵向纤维的纸芯，垂直抵抗回复力 F/基本上差距不大，这个回复力(也就是支撑力)的大小，就将取 决于F/ ，当原纸的纤维构成中柱孔平行方向纤维较多的时候，F2' 比较小，对该变形的抵抗能力较弱，甚至将其撕裂；而当柱孔垂直方 向纤维较多的时候，F2'比较大，将产生比较强的抵抗力，对纸芯也 会有比较强的辅助支撑，就如蹦床原理一样。另外，由于纸芯与表面 面板是粘合为一体的，这样在面板受力时，压力F,会沿纸芯原纸的方 向向四周分散形成拉力F3，促使周围的蜂窝组织产生抵抗拉力R的反 作用拉力F/ ，周围蜂窝组织共同承担压力，如果纸芯原纸中的纵向 纤维多，也就具有足够的反作用拉力F/应对这部分压力，可以对表 面面板提供更强的支撑，对于纸质材料而言，即使是蜂窝状的纸芯可 以提供比较高抗压能力，但是与纸张的抗拉能力相比，仍然相差很多， 所以，采用以当柱孔垂直方向纤维较多为主的蜂窝纸芯，其抗压能力 比以柱孔平行方向纤维较多为主的纸芯还要强。尤其是采用六边形柱 孔的蜂窝纸板，对于横向拉力而言，构成了一个个的三角支撑，所以， 这种六边形对于分散局部压力以及周边对于变形部位的支持都达到 了最佳，这也就是为什么六边形柱孔的蜂窝纸芯抗压性能更优的原因所在，而原纸采用以柱孔垂直方向纤维较多为主，就更能够发挥六边 形柱孔的蜂窝纸板优越性，提供更大的支撑能力，使纸板具有更强的 抗压能力。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详 细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明 所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范 围。
权利要求
1.一种横纤维蜂窝纸芯，包括以至少两层原纸(10)重叠间隔粘合后，再展开形成的立体纸芯(20)，该纸芯(20)各层原纸(10)未粘合部分展开后形成上下贯通、相互连接的蜂窝状柱孔(30)；其特征在于所述原纸(10)的纵向纤维(11)垂直于柱孔(30)的轴线，所述原纸(10)的横向纤维(12)平行于柱孔(30)的轴线，在原纸(10)的所有纤维中所述纵向纤维(11)所占比例大于横向纤维(12)所占比例。
2. 根据权利要求1所述的横纤维蜂窝纸芯，其特征在于所述原纸(10)中纵向纤维(11)与横向纤维(12)所占比例之差大于30%。
3. —种横纤维蜂窝纸板，包括做为支撑主体的蜂窝纸芯(20)，纸质 的上板(40)和下板(50)分别粘合封闭蜂窝纸芯(20)中各蜂 窝柱孔(30)的上下端口，其特征在于所述原纸(10)包括垂 直于柱孔(30)轴线的纵向纤维(11)以及平行于柱孔(30)轴 线的横向纤维(12)，在原纸(10)的所有纤维中所述纵向纤维(11) 所占比例大于横向纤维(12)所占比例。
4. 根据权利要求3所述的横纤维蜂窝纸板，其特征在于所述原纸(10)中纵向纤维(11)与横向纤维(12)所占比例之差大于30%。
全文摘要
一种横纤维蜂窝纸芯，包括以至少两层原纸(10)重叠间隔粘合后，再展开形成的立体纸芯(20)，该纸芯(20)各层原纸(10)未粘合部分展开后形成上下贯通、相互连接的蜂窝状柱孔(30)；所述原纸(10)包括垂直于柱孔(30)轴线的横向纤维(11)以及平行于柱孔(30)轴线的纵向纤维(12)，在原纸(10)的所有纤维中所述横向纤维(11)所占比例大于纵向纤维(12)所占比例。本发明采用横向纤维为主的原纸做纸芯，可以具有更强的抗压能力。
文档编号B31D3/02GK101254669SQ2008100658
公开日2008年9月3日 申请日期2008年3月14日 优先权日2008年3月14日
发明者军 杨 申请人:军 杨