CN108553924B - 一种可折叠任意吸附的磁性积木及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可折叠任意吸附的磁性积木及制备方法，包括组成积木的不少于一个的单元构件片，其特征在于：所述单元构件在芯层上的设置了4条压痕和紧密联系在芯层外侧的压痕区域外的柔性双性磁性层。本发明积木是一种非刚性的三文治结构，具备积木完整边缘和积木完整面的可精细调整的双重连接方式，边缘连接方式可实现以边缘折痕为轴进行360°的任意角度的自由选择折叠，面连接没有排斥面，且吸力较为均匀，两面互吸后还可以继续挪动和旋转，不受制于现有技术的南北极性的被动选择：最强处吸附且没能自主选择吸附点，通过小孩自主创意拼接，从平面结构创作出多姿多彩的立体空间结构，其益智启蒙效果不同凡响。

Description

一种可折叠任意吸附的磁性积木及其制备方法

技术领域

本发明涉及玩具领域，尤其涉及一种可折叠任意吸附的磁性积木及其制备方法。

背景技术

现有积木玩具的连接方式多种多样，有通过表面凸凹互相镶嵌式实现连接的，有通过在积木内或者积木边缘镶嵌或安装永磁块实现吸附连接：实现边缘吸附或者边缘线段式吸附、实现面上的点吸附。以上连接方式各有千秋，各有局限，但是积木使用的连接的灵活性、益智启蒙性、多样性、安全性是积木制造商的不懈追求。

美国乐高积木大部分都是凸凹咬合连接的，连接面只能设在有凹凸的面上，其他面和边缘都不具备连接功能，虽然产品安全，但留给小孩随意吸附和旋转的创意机会就少了，更不具备折叠功能，且产品是刚性的。

乐高有款正在众筹中的磁性积木PIXIO，每一个立方块都可以通过磁性和其它立方块贴合在一起，但是每个立方块的6个面分别代表了不同的磁场，很显然，是通过面的磁性吸附的，但是吸附面是有选择的，只能是磁极相互异性的相对面才能吸附，磁极相同的两面将相排斥，面面具吸是做不到的。

申请号201610425544.1，一种全方位吸附磁性积木及制造方法，包括主套体，磁体及线形金属，线形金属折弯后与磁体组合，形成几何构件，该几何构件位于积木主套体内部，这样当两个积木互相吸引的时候，位于一方的磁体部位，可以吸附另一方积木的任意位置，从而实现该积木的全方位吸附，该专利对吸力分布的均匀性没做披露，但积木组合后的效果明显是选择边缘吸附，可见边缘吸力效果最强。该专利的的不足之处是磁性积木是刚性的，吸力边缘较强，用户的吸附点是被选择的，非自主控制的，而且该专利以永磁体作为吸附磁力源，虽然解决了面面相斥、实现全方位吸附，但依靠南北极性选择，吸附后便无法进行旋转等进一步的精细操作，作为小孩的用户体验和安全性都有欠缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可折叠任意吸附的磁性积木及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种可折叠任意吸附的磁性积木，包括组成积木的不少于一个的单元构件片，其特征在于：所述单元构件在芯层上设置了4条折痕和紧密联系在芯层外侧两面的折痕区域外的柔性双性磁性层。

优选的，所述芯层为纸类、有机膜片、油画布、织物、皮革类中的至少一种等腰梯形薄片。

进一步优选的，所述的纸类为瓦楞纸、涂布纸、合成纸中的至少一种。

进一步优选的，所述的有机薄膜层为PE、PP、PET、PU、PA、PVC、PVDC、EVOH、PI膜、聚酰亚胺膜层中的至少一种。

优选的，所述4条折痕把芯层分成5个等边三角形区域。

进一步优选的，所述折痕边缘设置了两条平行的压痕，压痕间距不小于单个构件片厚度和芯层厚度之和，折痕两端处可以设置倒角。

优选的，所述等边三角形区域的芯片外侧两面都设置了紧密相连的柔性双性磁性层。

进一步优选的，所述双性磁性层为没有微观交换耦合的永磁材料和软磁材料混合物为填料的柔性高分子聚合物层或者为永磁材料为填料和软磁材料为填料的分层贴合的柔性高分子聚合物层。

进一步优选的，所述双性磁层为没有微观交换耦合的永磁材料和软磁材料混合物为填料的柔性高分子聚合物层为压延方式、流延方式、涂敷方式成型的永磁材料和软磁材料混合物为填料的柔性高分子聚合物层。

进一步优选的，所述双性磁层为永磁材料为填料和软磁材料为填料的分层贴合的柔性高分子聚合物层为压延方式、流延方式、涂敷方式成型的永磁材料和软磁材料分层贴合的柔性高分子聚合物层。

进一步优选的，所述双性磁性层颜色为赤橙黄绿青蓝紫中的至少一种或者其中的任意混合组合。

优选的，所述一种可折叠的任意吸附的磁性积木所述单元构件制造方法包括以下步骤：a，双性磁性层的制作，包括双性磁性层的磁胶层的制作、颜色印刷、充磁、背胶、带定位边框的模切同时底纸不断；b，带压痕芯层材料模切；c，贴合：经过a步骤完成的双性磁性层在经b步骤完成的芯层外侧双面定位贴合；d，检验包装。

进一步优选的，所述一种可折叠的任意吸附的磁性积木所述单元构件制造方法上量后的生产包括以下步骤：a，双性磁性层的制作，包括双性磁性层的磁胶层的制作、颜色印刷、充磁、背胶、卷状磁性层模切同时底纸不断；b，带压痕芯层材料模切；c，贴合，经过a步骤完成的双性磁性层在经b步骤完成的芯层外侧双面定位可视自动贴合设备精密高速贴合；d，检验包装。

进一步优选的，所述a、b步骤不分先后。

本发明的有益效果是：

1.本发明是一种非刚性的三文治结构，积木的安全性得以保障。

2.本发明实现了积木完整边缘和积木完整面的可精细调整的双重连接方式。

3.本发明的积木边缘连接方式可实现以边缘折痕为轴进行360°的任意角度的自由选择折叠，且因其采用材质特殊，具备绝对的安全性。

4.本发明的面连接没有排斥面，面面具吸，且吸力较为均匀，安全可靠，两面吸附后可以继续挪动和旋转，不受制于现有技术的南北极性的被动选择，提供了更多的创意空间。

5.本发明的积木的任意面都可以吸附在铁性或磁性面上进行展示。

6.本发明给小孩提供不少于一个的平面单元构件制作出多姿多彩的立体空间结构，通过小孩自主创意拼接，而不是磁力最强处被动实现吸附，其益智启蒙效果不同凡响。

7.可以实现量产，储存运输占据空间小。

下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不能理解为对本专利的限制。

附图说明

图1是本发明一个单元构件片平放时的俯视结构示意图；

图2是本发明一个单元构件片平放时的面对梯形下底时的侧视结构示意图；

图3是本发明一个单元构件片芯层平放时的俯视结构示意图；

图4是本发明一个单元构件片双性的磁性层的结构示意图，一个箭头代表一个磁畴，一条横线代表一软磁；

图5是本发明一个单元构件片的双性磁性层的另一结构示意图，一个箭头代表一个磁畴，一条横线代表一软磁；

图6是对比例一种磁性积木的结构示意图，一个箭头代表一个磁畴。

图7是本发明的双性磁性层一种平面线性多极充磁的磁力线示意图；

图8是本发明的一个积木造型；

图9是本发明的另一个积木造型。

具体实施方式

一种可折叠任意吸附的磁性积木，包括组成积木的不少于一个的单元构件片，其特征在于：所述单元构件在芯层1上设置了4条折痕2和紧密联系在芯层外侧两面的折痕区域外的柔性双性磁性层3。

优选的，所述芯层为纸类、有机膜片、油画布、织物、皮革类中的至少一种等腰梯形薄片。

进一步优选的，所述的纸类为瓦楞纸、涂布纸、合成纸中的至少一种。

进一步优选的，所述的有机薄膜层为PE、PP、PET、PU、PA、PVC、PVDC、EVOH、PI膜、聚酰亚胺膜层中的至少一种。

优选的，所述4条折痕把芯层分成5个等边三角形区域。

进一步优选的，所述等边三角形边长范围可以是1cm到10cm。

进一步优选的，所述折痕2边缘设置了两条平行的压痕4，压痕间距不小于单个构件片厚度和芯层厚度之和，折痕两端处可以设置倒角5，折痕中间可以设置也可以不设置刀孔虚线。

优先的，所述芯层面积为等边三角形和折痕面积之和。

优选的，所述等边三角形区域的芯片外侧两面都设置了紧密相连的柔性双性磁性层。

进一步优选的，所述双性磁性层为没有微观交换耦合的永磁材料和软磁材料混合物为填料的柔性高分子聚合物层或者为永磁材料为填料和软磁材料为填料的分层贴合的柔性高分子聚合物层。

进一步优选的，所述双性磁层为没有微观交换耦合的永磁材料和软磁材料混合物为填料的柔性高分子聚合物层为压延方式、流延方式、涂敷方式成型的永磁材料和软磁材料混合物为填料的柔性高分子聚合物层。

进一步优选的，所述双性磁层为永磁材料为填料和软磁材料为填料的分层贴合的柔性高分子聚合物层为压延方式、流延方式、涂敷方式成型的永磁材料和软磁材料分层贴合的柔性高分子聚合物层。

进一步优选的，所述双性磁层为没有微观交换耦合的永磁材料和软磁材料混合物为填充物的柔性高分子聚合物层由以下质量百分比的原料组成：永磁材料5%~88%，软磁材料5%~88%，粘结剂6%~16%，助剂1%~10%。

进一步优选的，所述永磁材料和软磁材料的形貌均为片状。

进一步优选的，所述永磁材料为铝镍钴等永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料中的至少一种。

进一步优选的，所述软磁材料为纯铁、低碳钢、铁硅系合金、铁铝系合金、铁硅铝系合金、镍铁系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、非晶软磁合金、微晶纳米晶软磁合金及含有部分杂质的上述材料中的至少一种。

进一步优选的，所述粘结剂为热塑性塑料、热固性塑料、橡胶、涂料用树脂、涂料用乳液中的至少一种。

进一步优选的，所述助剂为抗氧剂、稳定剂、润滑剂、偶联剂、紫外线吸收剂、分散剂、消泡剂、增稠剂中的至少一种。

进一步优选的，所述双性磁性层颜色为赤橙黄绿青蓝紫中的至少一种或者其中的任意混合组合。

进一步优选的，所述芯层厚度为0.05mm到0.25mm，所述双性磁性层厚度为0.1mm到1.0mm。

优选的，所述一种可折叠的任意吸附的磁性积木制造方法包括以下步骤：a，双性磁性层的制作，包括双性磁性层的磁胶层的制作、颜色印刷、充磁、背胶、带定位边框的模切同时底纸不断；b，带压痕芯层材料模切；c，贴合：经过a步骤完成的双性磁性层在经b步骤完成的芯层外侧双面定位贴合；d，检验包装。

进一步优选的，所述一种可折叠的任意吸附的磁性积木制造方法上量后的生产包括以下步骤：a，双性磁性层的制作，包括双性磁性层的磁胶层的制作、颜色印刷、充磁、背胶、带定位边框的卷状磁性层模切同时底纸不断；b，带压痕芯层材料模切；c，贴合：经过a步骤完成的双性磁性层在经b步骤完成的芯层外侧双面定位可视自动贴合设备精密高速贴合；d，检验包装。

进一步优选的，所述a、b步骤不分先后。

实施例1：

参照图1至图3，本发明一种可折叠任意吸附的磁性积木，包括组成积木的不少于一个的单元构件片，其特征在于：所述单元构件在芯层1上设置了4条折痕2和紧密联系在芯层外侧两面的折痕区域外的柔性双性磁性层3，所述双性磁性层厚度为0.7mm，所述芯层1为厚度0.15mm的等腰梯形合成纸薄片，所述折痕2边缘上设置了2条平行压痕，所述折痕两端设置了倒角，所述折痕宽度不小于1.9mm，所述折痕把芯层分成了5个平面交错紧密排列的等边三角形，三角形边长为48mm，芯层面积为5个等边三角形和4条折痕面积之和。

所述单元构件片制造方法包括以下步骤：a，双性磁性层的制作，包括双性磁性层的磁胶层的制作、颜色印刷、充磁、背胶、带定位边框的模切同时底纸不断；b，带压痕芯层材料模切；c，贴合：经过a步骤完成的双性磁性层在经b步骤完成的芯层外侧双面定位贴合；d，检验包装。其中a、b步骤不分先后。

所述双性磁性层磁性层的制作如下：

制作步骤如下：

配料：参照下表1。

密炼：将材料按照表1的配比，使用密炼机炼胶，炼胶温度达到120~150℃后熟料出料。

开炼：将密炼好的材料使用开炼机再次炼胶。

精炼及破碎：将开炼好的胶片，使用密炼机重新精炼成小团状后再使用破碎机粉碎。

压延：将粉碎的粒料使用压延机直接进行压延加工成厚度为0.7mm的磁胶。

颜色印刷。

充磁：单面多极线性充磁，磁距为1.5m，参照图4和图6。

背胶、带定位边框的模切同时底纸不断。

本实施例积木双性磁性层的磁胶层磁性能的检测结果参照表2。

本实施例积木双性磁性层的吸力检测结果参照表3。

实施例2：

参照图5和图6，本发明一种可折叠任意吸附的磁性积木，本实施例除了双性磁性层的制作如下与实施例1不同之外，其它都与实施例1相同。

所述双性磁性层磁性层的制作如下：

配料：参照下表1。

密炼：将异方性铁氧体粉和软磁粉分别按按照表1的配比，分别使用密炼机炼胶，炼胶温度达到120~150℃后熟料出料。

开炼：将密炼好的材料分别使用开炼机再次炼胶。

精炼及破碎：将开炼好的胶片，使用密炼机分别重新精炼成小团状后再使用破碎机粉碎。

压延：分别将粉碎的粒料使用压延机直接进行压延加工，加工厚度分别为0.35mm的异方性磁胶和软磁胶片。

贴合：以上两胶片贴合成0.7mm的双性磁性层。

颜色印刷。

充磁：单面多极线性充磁，磁距为1.5m。

背胶、带定位边框的模切同时底纸不断。

本实施例积木双性磁性层的磁胶层磁性能的检测结果参照表2。

本实施例积木双性磁性层的吸力检测结果参照表3。

对比例1：

参照图7，一种磁性积木，包括积木主体和设置在积木主体外表的磁性材料层，所述积木主体的材料为木材，方形体，磁性材料为永磁材料为填充物的高分子聚合物薄层。

制作步骤如下：

配料：参照下表1。

密炼：将异性铁氧体粉按照表1的配比，使用密炼机炼胶，炼胶温度达到120~150℃后熟料出料。

开炼：将密炼好的材料分别使用开炼机再次炼胶。

精炼及破碎：将开炼好的胶片，使用密炼机分别重新精炼成小团状后再使用破碎机粉碎。

压延：分别将粉碎的粒料使用压延机直接进行压延加工成厚度为0.7mm的磁胶片。

颜色印刷。

充磁：单面多极线性充磁，磁距为1.5m。

贴合：把以上磁胶片贴合在积木主体的外表面。

本对比例积木磁性层的磁胶层磁性能的检测结果参照表2。

本对比例积木磁性层的吸力检测结果参照表3。

表1配料表

表2磁性能表

表3吸力测量表

备注：

吸力波动百分比=（最大值-最小值）*100/最大值

磁胶对吸错磁路吸力是指：制得的双性磁性胶片样板，样板一裁为二之后，一片磁胶的N极和另一片磁胶的S极完全对应后加以旋转，记录所测最小值。

磁胶完全对磁路吸力是指：制得的双性磁性胶片样板，样板一裁为二之后，一片磁胶的N极和另一片磁胶的S极完全对应，因此，两片磁胶的吸附力最大。

从以上吸力同比可知：实施例1，永磁粉和软磁粉混合料为填料的高分子聚合物层的双性磁性层，吸力波动范围最小，最低值同比最高，磁吸力效果较好：任何一面都可以不同角度地自吸、和永磁体和软磁体互吸，体现在积木吸力上小孩体验效果最好。同比，对比例里吸力最小值最小，吸力波动大，说明不是任何角度，任何位置都能实现自由吸附。

凭借本技术方案面任意吸附特性结合全线段以折痕为轴360°可调节折叠特性，图8和图9为本发明一种可折叠任意吸附的磁性积木的不少于一个的单元构件片拼接后的其中两个立体造型。

Claims (9)

1.一种可折叠任意吸附的磁性积木，包括组成积木的不少于一个的单元构件片，其特征在于：所述单元构件片在芯层（1）上设置了4条折痕（2）和紧密联系在芯层外侧两面的折痕区域外的柔性双性磁性层（3），所述4条折痕把芯层分成5个等边三角形区域。

2.根据权利要求1所述的一种可折叠任意吸附的磁性积木，其特征在于：所述芯层为纸类、有机膜片、油画布、织物、皮革类中的至少一种等腰梯形薄片。

3.根据权利要求2所述的一种可折叠任意吸附的磁性积木，所述的纸类为瓦楞纸、涂布纸、合成纸中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的一种可折叠任意吸附的磁性积木，所述的有机膜片层为PE、PP、PET、PU、PA、PVC、PVDC、EVOH、PI膜、聚酰亚胺膜层中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种可折叠任意吸附的磁性积木，其特征在于：所述折痕（2）边缘设置了两条平行的压痕（4），压痕间距不小于单个构件片厚度和芯层厚度之和，折痕两端处设置倒角（5）。

6.根据权利要求1所述的一种可折叠任意吸附的磁性积木，其特征在于：所述等边三角形区域的芯层外侧两面都设置了紧密相联的柔性双性磁性层。

7.根据权利要求6所述的一种可折叠任意吸附的磁性积木，其特征在于：所述双性磁性层为没有微观交换耦合的永磁材料和软磁材料混合物为填料的柔性高分子聚合物层或者为永磁材料为填料和软磁材料为填料的分层贴合的柔性高分子聚合物层。

8.根据权利要求7所述的一种可折叠任意吸附的磁性积木，所述双性磁性层颜色为赤橙黄绿青蓝紫中的至少一种或者其中的任意混合组合。

9.根据权利要求1所述的一种可折叠任意吸附的磁性积木，其特征在于：所述单元构件片的制备方法包括以下步骤：a，双性磁性层的制作，包括双性磁性层的磁胶层的制作、颜色印刷、充磁、背胶、带定位边框的模切同时底纸不断；b，带压痕芯层材料模切；c，贴合：经过a步骤完成的双性磁性层在经b步骤完成的芯层外侧双面定位贴合；d，检验包装。