ПЛАВНО ГНУЩИЙСЯ КАРТОН Российский патент 2016 года по МПК B32B3/28 B32B29/08 B32B37/28 

Область техники

Настоящее изобретение относится к плавно гнущемуся картону, содержащему средний слой, первый внешний слой, присоединенный к среднему слою, и второй внешний слой, присоединенный к среднему слою. Изобретение также относится к способу изготовления плавно гнущегося картона.

Уровень техники

В настоящее время желательно иметь возможность создания искривленных форм для привлечения потребителей, например, в контексте развития стендов торговых точек или упаковки или других особенностей в целях маркетинга. Примерами могут служить цилиндрические или овальные упаковки и стенды торговых точек, используемые для построения крупномасштабных моделей банок безалкогольных напитков или баночек для специй и т.д., которые можно использовать, например, в супермаркетах, в целях маркетинга.

В настоящее время стенды или упаковку можно изготавливать из листового картона или различных типов гофрированного картона, либо одностороннего гофрированного картона, либо двустороннего гофрированного картона. Проблема с этими материалами состоит в том, что они не позволяют избегать вопросов, связанных с искривленными стендами или упаковками.

Листовой картон высокой плотности и двусторонний гофрированный картон могут деформироваться при слишком малом радиусе изгиба. Листовому картону и одностороннему гофрированному картону недостает устойчивости, и возможность закрепления на них более тяжелых предметов без деформации или смятия ограничена, что затрудняет конструирование, например, демонстрационных стендов. Вследствие недостатка устойчивости, односторонний гофрированный картон непригоден для операций преобразования.

Таким образом, существует необходимость в усовершенствованном плавно гнущемся картоне.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение обладающего признаками изобретения плавно гнущегося картона, позволяющего избавиться от вышеупомянутых проблем. Эта задача решается посредством признаков отличительной части пункта 1, в котором второй внешний слой имеет более низкую жесткость на изгиб согласно ISO 5628, чем первый внешний слой, вследствие чего плавно гнущийся картон сгибается наружу только в направлении, в котором обращен второй слой.

Изобретение относится к плавно гнущемуся картону, содержащему средний слой, первый внешний слой, присоединенный к среднему слою, и второй внешний слой, присоединенный к среднему слою, где второй внешний слой имеет более низкую жесткость на изгиб согласно ISO 5628, чем первый внешний слой, вследствие чего плавно гнущийся картон сгибается наружу только в направлении, в котором обращен второй слой.

Что касается жесткости на изгиб, измерения жесткости на изгиб производятся согласно ISO 5628.

Возможность плавного изгибания в этой заявке определяется как способность материала изгибаться согласно плавному и непрерывному радиусу, в данном случае, способность первого внешнего слоя изгибаться согласно плавному и непрерывному радиусу. После изгибания первого внешнего слоя, первый внешний слой не должен демонстрировать никаких нарушений, например, изломов.

Современный гофрированный картон может изгибаться с образованием искривленных форм, имеющих радиус около 400-440 мм при изгибе перпендикулярно трубкам гофра. При использовании этого материала, помимо того, что не достигается радиус менее около 400 мм, возникает ряд других проблем, связанных с изгибанием современного гофрированного картона перпендикулярно гофрам. Поскольку для изгибания материала требуется довольно большая сила, при достижении радиуса 400 мм легко возникают изломы. Для создания круглой формы, имеющей этот радиус, требуется лист гофрированного картона длиной 2760 мм, исключающий любое необходимое перекрытие. Лист такого размера в настоящее время недоступен.

Вследствие жесткости гофрированного картона, трудно также соединять концы материала таким образом, чтобы получить приемлемую круглую форму. Другая проблема в отношении изгибания материала перпендикулярно гофрам состоит в том, что жесткость материала на изгиб в вертикальном отвесном направлении снижается. Поэтому максимальная нагрузка, которую выдерживает, например, демонстрационный стенд, будет весьма ограниченной. Если гофрированный картон, напротив, изгибать вдоль гофр, радиус должен быть примерно в 3-4 раза больше во избежание изломов.

Нижеследующее описание, в основном, посвящено плавно гнущемуся картону, где средний слой гофрирован, т.е. содержит гофр. Однако описание внешних слоев пригодно для случаев, когда средний слой содержит материал, отличный от гофра, например, термоформованную сердцевину.

Одно условие получения плавного и непрерывного радиуса состоит в том, что второй внешний слой должен выгибаться между каждым пиком гофрированного среднего слоя когда материал подвергается изгибанию в направлении, допускающем изгиб. Когда каждая секция второго внешнего слоя демонстрирует выгибание, изгиб может распределяться по каждой секции материала. Вышеизложенное можно теоретически описать формулой Эйлера для 4-го случая выгибания,

где

Pk=выгибающая сила, т.е. сила, которая соответствует моменту, когда материал начинает выгибаться,

EI=жесткость материала на изгиб, и

λ=расстояние между двумя пиками гофрированного среднего слоя, т.е. расстояние между точками присоединение гофра ко второму внешнему слою.

Когда плавно гнущийся картон согласно изобретению подвергается изгибанию, материал во втором внешнем слое начинает выгибаться между вершинами гофрированного среднего слоя, если жесткость на изгиб второго внешнего слоя достаточно низка.

Если жесткость на изгиб второго внешнего слоя слишком высока, второй внешний слой, напротив, будет разрушаться, т.е. получать излом, когда прилагаемая сила Pk достигает прочности материала на сжатие согласно короткопролетному испытанию на сжатие согласно ISO 9895, в дальнейшем именуемому SCT. В случае слишком высокой жесткости на изгиб второго внешнего слоя, второй внешний слой не будет подвергаться выгибанию и, таким образом, материал не обязательно будет изгибаться согласно плавному и непрерывному радиусу.

Если жесткость на изгиб первого внешнего слоя достаточно высока, хотя второй внешний слой не подвергается выгибанию, материала все же можно изгибать с образованием более или менее точной искривленной формы. Однако результат будет не столь хорош, как в случае, когда второй внешний слой подвергается выгибанию.

Чтобы секции второго внешнего слоя демонстрировали выгибание, прочность на сжатие (SCT) второго внешнего слоя должна быть выше, чем выгибание Pk (измеренное в Н/м), т.е. Pk<SCT.

Используя это неравенство и преобразуя уравнение 1, получаем

где

= жесткость на изгиб второго внешнего слоя.

Для получения материала, который будет изгибаться согласно плавному непрерывному радиусу требуется выполнение второго условия. Жесткость на изгиб второго внешнего слоя должна быть ниже жесткости на изгиб первого внешнего слоя. Когда плавно гнущийся картон подвергается изгибанию, второй внешний слой должен деформироваться внутрь или складываться между пиками гофрированного среднего слоя. Место приложения изгибающего момента будет определять, где второй внешний слой, прежде всего, начнет изгибаться или складываться. Если жесткость на изгиб второго внешнего слоя слишком высока по отношению к первому внешнему слою, материал не будет изгибаться с плавным непрерывным радиусом. Высокая жесткость на изгиб второго внешнего слоя требует высокого изгибающего момента для изгибания/складывания второго внешнего слоя и, стало быть, плавно гнущегося картона. Когда второй внешний слой начинает изгибаться/складываться между двумя пиками гофра среднего слоя, т.е. в случае приложения большого момента, первый внешний слой легко получит излом, если его жесткость на изгиб недостаточно высока, вследствие внезапного падения жесткости на изгиб второго внешнего слоя при складывании второго внешнего слоя. Когда первый внешний слой получает излом, материал не будет изгибаться с плавным непрерывным радиусом. Если второй внешний слой изогнулся/сложился между двумя пиками гофрированного среднего слоя, разность относительно требуемого момента между изгибанием/складыванием следующей секции второго внешнего слоя и повторным изгибанием/складыванием уже изогнутой секции второго внешнего слоя, должна быть как можно меньше. Поэтому падение жесткости на изгиб второго внешнего слоя между двумя пиками после изгибания/складывания должно быть как можно меньше. Другими словами, жесткость на изгиб должна быть как можно меньше. Однако, если первый внешний слой имеет более высокую жесткость на изгиб, допустима более высокая жесткость на изгиб второго внешнего слоя.

Если все секции второго внешнего слоя демонстрируют выгибание, и жесткость на изгиб первого внешнего слоя достаточно высока по сравнению со вторым внешним слоем, (как упомянуто выше) плавно гнущийся картон будет изгибаться с плавным и непрерывным радиусом. Однако разные секции второго внешнего слоя будут, в итоге, получать изломы с уменьшением радиуса изгиба. Эти изломы не будут влиять на функцию материала. Однако, если второй внешний слой каким-то образом будет открыт потребителям, было бы преимущественно (с точки зрения конструкции), если бы изломы отсутствовали. Во избежание этих изломов, требуется выполнить следующее условие:

$${\sigma }_{MAX}^{*}<SCT$$ , (уравнение 3),

где

$${\sigma }_{MAX}^{*}=\frac{t}{2}\frac{E*}{\left(\left(\frac{\lambda }{1_6}\left(\frac{1}{\beta }{\left(\frac{R_0}{R_0+T}\right)}^2+\beta \right)\right)\right)}$$ , (уравнение 4),

где

E*=E·t,

$$\beta =\sqrt{\left(1-\frac{R_0}{R_0+T}\right)}$$ ,

E=модуль Юнга,

t=толщина второго внешнего слоя,

R₀=радиус изгиба, который измеряется для второго внешнего слоя,

T=полная толщина картона, т.е. расстояние между внешней поверхностью первого внешнего слоя и внешней поверхностью второго внешнего слоя.

Наличие картона, сгибаемого по существу только в одном направлении, дает возможность создавать привлекательные стенды и рекламный материал, например, для супермаркетов и т.п. Из плавно гнущегося картона можно формировать новые типы цилиндрических или овальных упаковок и стендов. Использование плавно гнущегося картона дает возможность, например, построения крупномасштабных моделей банок безалкогольных напитков или баночек для специй и т.п., которые можно использовать в качестве стендов в целях маркетинга. Другое преимущество состоит в использовании свойства изгибаемости плавно гнущегося картона для облегчения открывания упаковок, которые, например, открываются приложением силы с каждой стороны.

По сравнению с односторонним гофрированным картоном, описанный здесь плавно гнущийся картон совместим с традиционным оборудованием преобразования, например, печати и штанцевания.

Кроме того, поскольку обе стороны плавно гнущегося картона согласно изобретению имеют гладкие поверхности, тогда как односторонний гофрированный картон имеет гофрировку, обращенную к одной стороне, плавно гнущийся картон согласно изобретению с меньшей вероятностью застревает в бумагоперерабатывающем оборудовании.

Возможны другие применения, где используется признак встроенной пружины, поскольку материал возвращается в свое исходное положение после изгибания, для построения интеллектуальных открывающихся устройств, например, самооткрывающихся упаковок или усовершенствованных салунных дверей и т.д.

Плавно гнущийся картон согласно изобретению можно сделать более толстым, не увеличивая его вес, по сравнению с аналогичной конструкцией, выполненной из листового картона, что облегчает крепление разных объектов, например, полок и пр. к плавно гнущемуся картону. Плавно гнущийся картон согласно изобретению также можно сделать более крепким и более устойчивым, чем аналогичная конструкция из листового картона.

Дополнительно, можно получать цельные конструкции и конфигурации искривленной формы с использованием плавно гнущегося картона согласно изобретению по сравнению с обычным гофрированным картоном или листовым картоном без деформации материала. Это может представлять интерес применительно к упаковке, поскольку возможность создания искривленной формы малого радиуса может быть привлекательна для потребителей.

Благодаря тому, что первый внешний слой имеет более высокую жесткость на изгиб, чем второй внешний слой, затрудняется изгиб плавно гнущегося картона в направлении, в котором обращен первый внешний слой.

Плавно гнущийся картон может иметь средний слой, который представляет собой гофрированный слой, содержащий гофр. Плавно гнущийся картон может сгибаться наружу только в направлении, в котором обращен второй слой, где направление, по существу перпендикулярно гофру среднего слоя.

Плавно гнущийся картон может иметь жесткость на изгиб второго внешнего слоя, выбранную так, чтобы каждая секция второго внешнего слоя демонстрировала выгибание согласно уравнению

.

Первый и/или второй внешний слой может быть выполнен из материала, имеющего поверхность, пригодную для печати.

Как упомянуто ранее одно применение плавно гнущегося картона предусматривает его использование в качестве рекламных стендов или упаковок. Наличие предназначенных для этого поверхностей упрощает изготовление и обработку.

Первый внешний слой может быть выполнен из одного из вкладыша, бумаги или пластика или ламината любых двух или более из вкладыша, бумаги или пластика или композитного материала.

Эти материалы демонстрируют желаемые характеристики жесткости на изгиб для первого внешнего слоя и легко адаптируются к разным требованиям, предъявляемым к плавно гнущемуся картону, для использования в разных целях. Например, допустима любого рода поверхность, пригодная для печати, либо присоединяемая непосредственно к гофру, либо наслаиваемая поверх другой поверхности, присоединенной к гофру или другой форме среднего слоя.

Второй внешний слой может быть выполнен из одного из вкладыша, бумаги или пластика или ламината любых двух или более из вкладыша, бумаги или пластика или композитного материала.

Первый внешний слой и/или второй внешний слой может быть выполнен из одного из высокосортной бумаги, суперкаландрированной бумаги, бумаги односторонней гладкости, жиростойкой бумаги, газетной бумаги или бумаги машинной гладкости, вкладыша, металлической фольги, металлизированной пленки или композитного материала или ламината любых двух или более из высокосортной бумаги, суперкаландрированной бумаги, бумаги односторонней гладкости, жиростойкой бумаги, газетной бумаги или бумаги машинной гладкости, вкладыша, металлической фольги, металлизированной пленки или композитного материала, например, полимеров, армированных целлюлозным волокном (включая, например, наноцеллюлозу).

Эти материалы демонстрируют желаемые характеристики жесткости на изгиб для второго внешнего слоя и легко адаптируются к разным требованиям, предъявляемым к плавно гнущемуся картону, для использования в разных целях.

Гофрированный средний слой может содержать любой из размеров гофра A, B, C, E, F, G или K или состоять из какого-либо другого пригодного материала сердцевины, например, термоформованной структурированной сердцевины, содержащей полости. Это может быть, например, материал сердцевины с чашевидными отпечатками (точечная опора). Термоформованная сердцевина может формировать непрерывный средний слой или может формировать средний слой, где термоформованная материал сердцевины присутствует с промежутками между первым и вторым слоями. Термоформованная сердцевина может быть выполнена, например, из пластмасс или материала на основе целлюлозы. В случае использования термоформованной сердцевины, термоформованная сердцевина должна быть гибкой, чтобы иметь возможность повторять изгиб первого и второго внешних слоев.

Изобретение также относится к способу изготовления плавно гнущегося картона, содержащего средний слой, первый внешний слой и второй внешний слой, где способ содержит:

- присоединение первого внешнего слоя к среднему слою для создания одностороннего картона;

- присоединение второго внешнего слоя к среднему слою,

причем второй внешний слой имеет более низкую жесткость на изгиб согласно ISO 5628, чем первый внешний слой, вследствие чего плавно гнущийся картон сгибается наружу только в направлении, в котором обращен второй слой.

Способ также может содержать:

- размещение одностороннего картона таким образом, чтобы он был плоским до присоединения второго внешнего слоя к среднему слою.

Это гарантирует, что плавно гнущийся картон не изгибается в нежелательном направлении.

Способ также может содержать:

- использование первоначально искривленного одностороннего картона, искривленного в направлении, в котором обращен первый слой, и приведение первоначально искривленного одностороннего картона в плоское состояние до присоединения второго внешнего слоя.

Благодаря использованию одностороннего гофрированного картона, первоначально искривленного в направлении гофрированного среднего слоя, и его приведения в плоское состояние до присоединения второго внешнего слоя; плавно гнущемуся картону труднее спонтанно изгибаться в направлении, в котором обращен второй слой. С использованием этого способа изготовления, можно увеличивать сопротивление изгибу материала (в направлении второго внешнего слоя).

Способ также может содержать:

- присоединение первого внешнего слоя к среднему слою для создания одностороннего картона;

- приведение одностороннего гофрированного картона в состояние, в котором он был искривлен в направлении, в котором обращен второй слой;

- присоединение второго внешнего слоя к искривленному гофрированному среднему слою.

В результате получается первоначально искривленный материал, который не может возвратиться к плоской фазе, но все еще способен сгибаться в направлении, в котором обращен второй слой и перпендикулярном к гофрам гофрированного среднего слоя.

Способ можно использовать, когда средний слой плавно гнущегося картона представляет собой гофрированный слой, содержащий гофр или другой пригодный материал сердцевины, например, термоформованную сердцевину. Согласно вышеописанному способу, второй внешний слой можно присоединять к среднему слою до присоединения первого внешнего слоя к среднему слою. Первый внешний слой и второй внешний слой также могут одновременно присоединяться к среднему слою.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1a схематически демонстрирует односторонний гофрированный картон согласно уровню техники;

фиг. 1b схематически демонстрирует двусторонний гофрированный картон согласно уровню техники;

фиг. 2a схематически демонстрирует плавно гнущийся картон согласно изобретению в плоском состоянии;

фиг. 2b схематически демонстрирует плавно гнущийся картон согласно изобретению, изгибающийся наружу в направлении, в котором обращен второй слой и перпендикулярном к гофру гофрированного среднего слоя;

фиг. 3 схематически демонстрирует принцип выгибания второго внешнего слоя.

Подробное описание чертежей

В чертежах, аналогичные признаки обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

На Фиг. 1a схематически представлен односторонний гофрированный картон 1 согласно уровню техники. Односторонний гофрированный картон 1 содержит первый внешний слой 2, присоединенный к гофрированному слою 3, содержащему гофры. Односторонний гофрированный картон 1 не демонстрирует значительную величину жесткости, поскольку он предназначен для оборачивания вокруг хрупких объектов, выполненных, например, из стекла или фарфора.

На Фиг. 1b схематически представлен двусторонний гофрированный картон 4 согласно уровню техники. Двусторонний гофрированный картон 4 содержит, помимо первого внешнего слоя 2 и гофрированного слоя 3, содержащего гофр, второй внешний слой 5. Второй внешний слой 5 аналогичен первому внешнему слою 2 и служит для придания двустороннему гофрированному картону 4 высокой степени жесткости и прочности, поскольку он предназначен для упаковки. В то же время он не является сгибаемым в высокой степени без деформации.

На Фиг. 2a схематически представлен плавно гнущийся картон 6 согласно изобретению. Плавно гнущийся картон 6 согласно изобретению содержит первый внешний слой 2, средний слой 3 и второй внешний слой 5, выполненный из материала с более низкой жесткостью на изгиб, чем первый внешний слой 2. Хотя плавно гнущийся картон, представленный на фиг. 2 имеет гофрированный средний слой 3, средний слой 3 не ограничивается гофрированным слоем.

Нижеследующее описание также применимо к плавно гнущемуся картону, имеющему средний слой, выполненный, например, из термоформованной сердцевины. Когда речь идет о гофрированном среднем слое, может, напротив, подразумеваться термоформованная сердцевина. Первый внешний слой 2 или второй внешний слой 5 плавно гнущегося картона 6 согласно изобретению могут представлять собой либо единичный слой, либо ламинат двух или более слоев, имеющих вышеупомянутые характеристики. Внешние слои также могут быть покрыты еще одним слоем, например, пленкой, или образовывать с ним слоистую структуру, для обеспечения барьерных свойств, например, барьера против влаги, водяного пара, жира, запахов, кислорода, или миграции летучих веществ, например, компонентов минерального масла и свободных радикалов и УФ-чернил или других летучих веществ. Гофрированный слой 3, содержащий гофры, может содержать единичный слой гофрировки или два или более слоев гофрировки, где каждый слой может иметь один и тот же размер гофров или разные размеры гофров.

Первый внешний слой 2 и второй внешний слой 5 может иметь поверхность, пригодную для печати, известную в технике.

Фиг. 2b схематически демонстрирует плавно гнущегося картона 6 согласно изобретению, изгибающийся наружу в направлении, в котором обращен второй слой 5 и перпендикулярном к гофрам гофрированного среднего слоя 3. Такая возможность обеспечивается за счет низкой жесткости на изгиб второго внешнего слоя 5 в сочетании с высокой жесткостью на изгиб первого внешнего слоя 2. Те же характеристики затрудняют изгибание плавно гнущегося картона 6 в противоположном направлении без деформации одного или более слоев 2, 3 или 5.

Плавно гнущийся картон 6, показанный на фиг. 2b, изготавливается нанесением второго внешнего слоя 5 на односторонний гофрированный картон, например, показанный на фиг. 1a. Второй внешний слой 5 наносится на односторонний гофрированный картон посредством крахмального клея, расплавленного адгезива или любого другого рода крепежного средства, пригодного для присоединения слоя к слою гофрировки. Крепежное средство может содержать другие функциональные компоненты, например для обеспечения вышеупомянутых барьерных свойств.

Второй внешний слой, в общем случае, наносится, когда односторонний гофрированный картон плоско располагается на поверхности. Чтобы удостовериться в том, что плавно гнущийся картон 6 остается плоским, целесообразно использовать первоначально искривленный односторонний гофрированный картон в направлении гофрированного среднего слоя 3, и приводит его в плоское состояние до присоединения второго внешнего слоя 5. Это может затруднять спонтанное изгибание плавно гнущегося картона 6 в направлении, в котором обращен второй слой. С использованием этого способа изготовления, можно увеличивать сопротивление изгибу материала (в направлении второго внешнего слоя).

Плавно гнущийся картон 6 согласно изобретению должен иметь возможность изгибаться с радиусом, который соответствует менее чем минимальному радиусу, с которым может изгибаться стандартный гофрированный картон. После изгибания плавно гнущегося картона 6 согласно изобретению не должно быть фальцовки, т.е. складывания первого внешнего слоя 2 картона. Первый внешний слой 2 плавно гнущегося картона 6 становится выпуклым после изгибания. На фиг. 2 выгибание второго внешнего слоя 5, в целях иллюстрации, не представлено. Принцип выгибания показан на фиг. 3.

Фиг. 3 демонстрирует увеличенный вид плавно гнущегося картона 6, представленного на фиг. 2b. Согласно фиг. 3 первый внешний слой демонстрирует плавный и непрерывный радиус без фальцовки. Гофрированный средний слой 3 содержит некоторое количество пиков 7, обращенных ко второму внешнему слою 5 и некоторое количество впадин 8, обращенных к первому внешнему слою. Между пиками 7 второй внешний слой содержит секции 9. Одно условие получения плавного и непрерывного радиуса состоит в том, что второй внешний слой 5 должен выгибаться между каждым пиком 7 гофрированного среднего слоя 3, когда материал подвергается изгибанию в направлении, допускающем изгиб. Когда каждая секция 9 второго внешнего слоя 5 демонстрирует выгибание, изгиб может распределяться по каждой секции материала. Согласно фиг. 3, размер выгибания второго внешнего слоя показан в целях иллюстрации и может изменяться в зависимости, например, от степени изгибания и выбора материалов.

Принцип выгибания более подробно описан выше.

Когда плавно гнущийся картон 6 согласно изобретению подвергается изгибанию, материал во втором внешнем слое 5 начинает выгибаться между вершинами 7 гофрированного среднего слоя 3, если жесткость на изгиб второго внешнего слоя 5 достаточно низка.

Для проведения испытаний, до какого минимального радиуса может изгибаться плавно гнущийся картон, не вызывая повреждения материала, был разработан особый испытательный стенд. Испытательный стенд содержит шесть труб с гладкой поверхностью, имеющих диаметры 102 мм, 75 мм, 34 мм, 33 мм, 20 мм и 12 мм. Трубы, предпочтительно, выполнены из металла и смонтированы на основании, например, балке или столе для устойчивости.

Ширина образцов для испытаний всех видов картона равна 105 мм, т.е. размеру бумаги A4, разрезанной на два половины. Длина образцов для испытаний равна 297 мм, т.е. длине бумаги A4. Все образцы для испытаний обрабатываются согласно ISO 187 (предварительно обрабатываются при относительной влажности 30%, 23 градусов C, и после этого обрабатываются при относительной влажности 50%, 23 градусов C).

Выбранный образец для испытаний сначала изгибается вокруг наибольшей трубы и после этого визуально обследуется для обнаружения любых повреждений материала. Образец для испытаний изгибается на 180°, т.е. таким образом, что оба конца образца для испытаний указывают в одном и том же направлении. В отсутствие визуально обнаружимого повреждения, образец для испытаний изгибается вокруг второй после наибольшей трубы и оценивается таким же образом. Эта процедура повторяется с использованием трубы меньшего диаметра, пока в процессе изгибания не возникает повреждение материала или пока материал успешно не пройдет изгибание вокруг трубы наименьшего диаметра 12 мм. Помимо испытания разных типов гофрированного плавно гнущегося картона выбирается ряд разновидностей листового картона. Помимо PE-ламинированного гофрированного картона, испытывается класс 483E (гофр E, используемый для наружного стенда, 610 г/м², где гофрировка наслоена на вкладыш+PE-слой+MG-бумагу).

Стол 1 иллюстрирует результат испытания на изгибание. "Успех" означает, что повреждение визуально не наблюдаются. "Неудача" означает, что повреждение, например изломы, наблюдаются визуально в любом из внешних слоев. "*" до обозначения класса указывает, что картон выполнен согласно изобретению.

Таблица 1
Гофрированный плавно гнущийся картона и листовой картон испытываются на минимальный радиус изгиба Класс 102 мм 75 мм 43 мм 33 мм 20 мм 12 мм * гофр C между EK 165+News print 45 успех успех успех успех успех успех * гофр B между EK 125+News print 45 успех успех успех успех успех успех * гофр E между EK 125+News print 45 успех успех успех успех успех успех * гофр G между EK 125+News print 45 успех успех успех успех успех успех MCK 600 WLC успех успех неудача       Kasur 300 GC1 успех успех неудача      

MCK 450 GT4 успех успех неудача       Invercote Creato 240 успех успех успех успех успех неудача Invercote Duo 450 успех успех успех неудача     Incada Exel 240 успех успех неудача       Eco-Print 300 GT3 успех успех успех успех неудача   483E неудача           * указывает, что картон выполнен согласно изобретению

Из таблицы 1 следует, что все виды плавно гнущегося картона согласно изобретению способны изгибаться с радиусом, который меньше, чем у традиционных видов картона, не демонстрируя визуального повреждения любого из внешних слоев. Из таблицы 1 следует, что класс 483E терпит неудачу уже на трубе диаметром 102 мм.

Ссылочные позиции, указанные в формуле изобретения, не следует рассматривать в порядке ограничения объема защиты формулы изобретения, и их единственной функцией является облегчение понимания формулы изобретения.

Следует понимать, что изобретение допускает модификацию в различных очевидных отношениях, без отклонения от объема нижеследующей формулы изобретения. Соответственно, чертежи и их описание следует рассматривать по сути как иллюстративные, а не ограничительные.

Изобретение относится к картонным материалам для построения крупномасштабных моделей, демонстрационных стендов и касается плавно гнущегося картона. Содержит средний слой, первый внешний слой, присоединенный к среднему слою, и второй внешний слой, присоединенный к среднему слою. Средний слой представляет собой гофрированный слой, содержащий гофры. Жесткость на изгиб второго внешнего слоя выбирается согласно математическому уравнению. Второй внешний слой имеет более низкую жесткость на изгиб согласно ISO 5628, чем первый внешний слой, так что плавно гнущийся картон сгибается наружу только в направлении, в котором обращен второй слой, где указанное направление по существу перпендикулярно гофрам среднего слоя, так что первый внешний слой плавно гнущегося картона становится выпуклым после изгибания. Изобретение обеспечивает создание картона, обладающего устойчивостью к деформации. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

1. Плавно гнущийся картон (6), содержащий средний слой (3), первый внешний слой (2), присоединенный к среднему слою (3), и второй внешний слой (5), присоединенный к среднему слою (3), отличающийся тем, что средний слой (3) представляет собой гофрированный слой, содержащий гофры, и жесткость на изгиб второго внешнего слоя (5) выбирается согласно уравнению

так что каждая секция (9) второго внешнего слоя (5) демонстрирует выгибание согласно

где EI_{второй внешний слой} - жесткость на изгиб второго внешнего слоя (5), SCT - прочность на сжатие второго внешнего слоя (5) согласно короткопролетному испытанию на сжатие согласно ISO 9895, λ - расстояние между двумя пиками (7) гофров среднего слоя (3) плавно гнущегося картона (6) и Pk - выгибающая сила, необходимая для выгибания второго внешнего слоя (5), и тем, что второй внешний слой (5) имеет более низкую жесткость на изгиб согласно ISO 5628, чем первый внешний слой (2), так что плавно гнущийся картон (6) сгибается наружу только в направлении, в котором обращен второй слой (5), где указанное направление по существу перпендикулярно гофрам среднего слоя (3), так что первый внешний слой (2) плавно гнущегося картона (6) становится выпуклым после изгибания.

2. Плавно гнущийся картон (6) по п. 1, отличающийся тем, что первый внешний слой (2) выполнен из одного из вкладыша, бумаги или пластика или ламината, либо композита из любых двух или более из вкладыша, бумаги или пластика, композита.

3. Плавно гнущийся картон (6) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что второй внешний слой (5) выполнен из одного из вкладыша, бумаги или пластика или ламината, либо композита из любых двух или более из вкладыша, бумаги или пластика, композита.

4. Плавно гнущийся картон (6) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что первый внешний слой (2) выполнен из одного из высокосортной бумаги, суперкаландрированной бумаги, бумаги односторонней гладкости, жиростойкой бумаги, газетной бумаги или бумаги машинной гладкости, вкладыша, металлической фольги, металлизированной пленки, композитного материала или ламината любых двух или более из высокосортной бумаги, суперкаландрированной бумаги, бумаги односторонней гладкости, жиростойкой бумаги, газетной бумаги или бумаги машинной гладкости, вкладыша, металлической фольги, металлизированной пленки или композитного материала.

5. Плавно гнущийся картон (6) по п. 3, отличающийся тем, что первый внешний слой (2) выполнен из одного из высокосортной бумаги, суперкаландрированной бумаги, бумаги односторонней гладкости, жиростойкой бумаги, газетной бумаги или бумаги машинной гладкости, вкладыша, металлической фольги, металлизированной пленки, композитного материала или ламината любых двух или более из высокосортной бумаги, суперкаландрированной бумаги, бумаги односторонней гладкости, жиростойкой бумаги, газетной бумаги или бумаги машинной гладкости, вкладыша, металлической фольги, металлизированной пленки или композитного материала.

6. Плавно гнущийся картон (6) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что гофрированный средний слой (3) содержит любой из размеров гофра А, В, С, Е, F, G или K или комбинацию любых из размеров гофра А, В, С, Е, F, G или K.

7. Плавно гнущийся картон (6) по п. 3, отличающийся тем, что гофрированный средний слой (3) содержит любой из размеров гофра А, В, С, Е, F, G или K или комбинацию любых из размеров гофра А, В, С, Е, F, G или К.

8. Плавно гнущийся картон (6) по п. 4, отличающийся тем, что гофрированный средний слой (3) содержит любой из размеров гофра А, В, С, Е, F, G или K или комбинацию любых из размеров гофра А, В, С, Е, F, G или K.

9. Плавно гнущийся картон (6) по п. 5, отличающийся тем, что гофрированный средний слой (3) содержит любой из размеров гофра А, В, С, Е, F, G или K или комбинацию любых из размеров гофра А, В, С, Е, F, G или K.

10. Способ изготовления плавно гнущегося картона (6), содержащего средний слой (3), первый внешний слой (2) и второй внешний слой (5), при этом средний слой (3) представляет собой гофрированный слой, содержащий гофры, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых:
- выбирают свойства материала второго внешнего слоя согласно уравнению

так что каждая секция (9) второго внешнего слоя (5) демонстрирует выгибание согласно

где EI _{второй внешний слой} - жесткость на изгиб второго внешнего слоя (5), SCT - прочность на сжатие второго внешнего слоя (5) согласно короткопролетному испытанию на сжатие согласно ISO 9895, λ - расстояние между двумя пиками (7) гофров среднего слоя (3) плавно гнущегося картона (6) и Pk - выгибающая сила, необходимая для выгибания второго внешнего слоя (5);
- выбирают свойства материала второго внешнего слоя (5) так, что второй внешний слой (5) имеет более низкую жесткость на изгиб согласно ISO 5628, чем первый внешний слой (2), так что плавно гнущийся картон (6) сгибается наружу только в направлении, в котором обращен второй слой (5), где указанное направление по существу перпендикулярно гофрам среднего слоя (3), так что первый внешний слой (2) плавно гнущегося картона (6) становится выпуклым после изгибания;
- присоединяют первый внешний слой (2) к среднему слою (3) для создания одностороннего картона;
- присоединяют второй внешний слой (5) к среднему слою (3).

11. Способ изготовления плавно гнущегося картона (6) по п. 10, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых:
- используют первоначально искривленный односторонний картон, искривленный в направлении, в котором обращен первый слой (2), и
- приводят первоначально искривленный односторонний картон в плоское состояние до присоединения второго внешнего слоя (5).

12. Способ изготовления плавно гнущегося картона (6) по п. 10, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых:
- присоединяют первый внешний слой (2) к среднему слою для создания одностороннего картона;
- приводят односторонний гофрированный картон в состояние, в котором он искривлен в направлении, в котором обращен второй слой;
- присоединяют второй внешний слой к искривленному гофрированному среднему слою.

13. Способ изготовления плавно гнущегося картона (6) по п. 10, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых:
- выбирают свойства материала среднего слоя (3), первого внешнего слоя (2) и второго внешнего слоя (5) так, что выполняется следующее условие:
$${\sigma }_{MAX}^{\ast }<SCT$$ ,
где
$${\sigma }_{MAX}^{\ast }=\frac{t}{2}\frac{E^{\ast }}{\left(\left(\frac{\lambda }{16}\left(\frac{1}{\beta }{\left(\frac{R_0}{R_0+T}\right)}^2+\beta \right)\right)\right)}$$
и где
E^*=E·t,
$$\beta =\sqrt{\left(1-\frac{R_0}{R_0+T}\right)}$$ ,
Е = модуль Юнга,
t = толщина второго внешнего слоя (5),
R₀ = радиус изгиба, который измеряется для второго внешнего слоя (5),
T = полная толщина картона (6).