CN114030205A - 一种包装箱及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种包装箱及其制作方法，应用于包装箱技术领域，该制作方法包括：对用于制作包装箱的模具的表面进行预处理；在预处理后的表面上制备纤维材料层；其中，所述纤维材料层包括树脂和纤维增强材料；在所述纤维材料层上依次铺设干态纤维、骨架和蒙皮，形成包装箱的预制体；对所述预制体进行注胶固化处理，得到包装箱。本发明能够提供一种包装箱，其具备稳定不易开裂的优异性能。

Description

一种包装箱及其制作方法
技术领域
本发明涉及包装箱领域，特别涉及一种包装箱及其制作方法。
背景技术
包装箱的制作方法多采用真空辅助树脂注射(VARI)工艺，这是一种低成本制作复合材料制件的成型技术。
但是在使用真空辅助树脂注射(VARI)工艺制作箱体时，由于箱体拐角或几何突变区域的干态纤维无法服帖地铺在单面模具中，致使该类区域易出现树脂富集现象，树脂富集区域在高低温或湿热环境下容易开裂，开裂会导致箱体局部结构失效，最终影响箱体的正常使用。
因此，急需一种包装箱的制作方法，使制得的包装箱稳固不易开裂。
发明内容
本发明实施例提供了一种包装箱及其制作方法，能够提供一种包装箱，其具备稳定不易开裂的优异性能。
第一方面，本发明提供了一种包装箱的制作方法，包括；
对用于制作包装箱的模具的表面进行预处理；
在预处理后的表面上制备纤维材料层；其中，所述纤维材料层包括树脂和纤维增强材料；
在所述纤维材料层上依次铺设干态纤维、骨架和蒙皮，形成包装箱的预制体；
对所述预制体进行注胶固化处理，得到包装箱。
优选地，所述对用于制作包装箱的模具的表面进行预处理，包括：
对用于制作包装箱的模具的表面进行工装清理；
在工装清理后的表面上依次涂覆脱模蜡和胶衣。
优选地，所述纤维材料层为一层纤维复合材料层；
所述在预处理后的表面上制备纤维材料层，包括：
在预处理后的表面上依次涂覆一层树脂和一层纤维增强材料，并对所述树脂和所述纤维增强材料进行压紧，形成一层纤维复合材料层。
优选地，所述纤维材料层为至少两层纤维复合材料层；
所述在预处理后的表面上制备纤维材料层，包括：
在预处理后的表面上依次涂覆一层树脂和一层纤维增强材料，并对所述树脂和所述纤维增强材料进行压紧，形成一层纤维复合材料层；
按照预设次数循环执行所述形成一层纤维复合材料层的步骤，形成至少两层纤维复合材料层；其中，所述预设次数大于1。
优选地，所述树脂为通过在室温固化型树脂中加入促进剂和固化剂制得的液态树脂混合物。
优选地，所述纤维增强材料包括玻璃纤维毡和/或碳纤维毡。
优选地，所述纤维材料层的厚度为0.1～0.5mm。
第二方面，本发明提供一种包装箱，采用上述第一方面中任一所述的包装箱的制作方法制得。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
在本发明中，包装箱的制备方法包括在制作包装箱的模具上进行预处理，然后在经过预处理的模具上铺设纤维材料层，再于纤维材料层上依次铺设干态纤维、骨架和蒙皮形成包装箱的预制体，再对预制体进行注胶固化，脱模后得到具备稳固不易开裂性能的包装箱。通过在预处理的模具上铺设纤维材料层，将其压紧与模具贴合，在箱体易富集树脂的拐角处和几何突变区形成纤维骨架，纤维骨架使拐角处和几何突变区的纤维含量达到70～80％，避免了树脂的富集，增加了包装箱的使用强度，使制得的包装箱稳固不易开裂。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”等方位词不应理解为对本发明实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
本发明提供了一种包装箱的制作方法，包括；
对用于制作包装箱的模具的表面进行预处理；
在预处理后的表面上制备纤维材料层；其中，纤维材料层包括树脂和纤维增强材料；
在纤维材料层上依次铺设干态纤维、骨架和蒙皮，形成包装箱的预制体；
对预制体进行注胶固化处理，得到包装箱。
在本发明中，包装箱的制备方法包括在制作包装箱的模具上进行预处理，然后在经过预处理的模具上铺设纤维材料层，再于纤维材料层上依次铺设干态纤维、骨架和蒙皮形成包装箱的预制体，再对预制体进行注胶固化，脱模后得到具备稳固不易开裂性能的包装箱。通过在预处理的模具上铺设纤维材料层，将其压紧与模具贴合，在箱体易富集树脂的拐角处和几何突变区形成纤维骨架，纤维骨架使拐角处和几何突变区的纤维含量达到70～80％，避免了树脂的富集，增加了包装箱的使用强度，使制得的包装箱稳固不易开裂。
在本发明中，干态纤维和蒙皮采用玻璃纤维毡制得，骨架采用钢架或木料组件制得。
在本发明中，在注胶固化前还包括贴密封胶条、铺敷脱模布、铺敷导流网、铺设注胶管道、铺设抽气管道和铺敷真空袋膜的步骤，各步骤的具体操作如下：
贴密封胶条，先撕下模具裙边上的美纹纸，用棉布蘸丙酮擦拭模具裙边去除污垢，沿模具裙边边缘从端头两边同时粘贴密封胶条，不能扯拽封胶条，密封胶条不能对接，必须搭接，搭接量为10mm～20mm。
铺敷脱模布，以一头为齐，留出拐角余量，脱模布之间搭接量为100mm。将脱模布疏松铺设在内蒙皮上，使用喷胶局部固定；脱模布可褶皱但不可绷紧，脱模布边缘要超出内蒙皮200mm。
铺敷导流网，以一头为齐，留出拐角余量，每层之间搭接量为50mm。导流网纹要按模具横向铺敷，与导胶方向一致，铺设在脱模布上，用密封胶条把导流网点粘在模具上。
铺设注胶管道，铺设时用密封胶条将缠绕管固定在导流网上，在每条缠绕管中心线位置均放置一个注胶底座。
铺设抽气管道，在模具端口向外延伸距内蒙皮100mm，环形闭合放置缠绕管，使用喷胶使脱模布包裹缠绕管。在模具四周缠绕管上分别等距放置抽气管，连接抽气管至真空泵。
铺敷真空袋膜，将真空袋膜粘在预先贴在模具裙边的密封胶条上，使真空袋膜与模具形成密封空间。
在本发明中，注胶固化的注胶需在真空环境下进行，采用连接抽气管的真空泵对真空袋膜与模具形成的密封空间进行抽真空处理，待真空度达到极限真空后，保压20分钟，密封空间内真空度不大于-0.080MPa时合格，否则要对真空系统进行检漏，捡漏后再次进行真空测试，直至符合要求。
密封空间内真空度不大于-0.080MPa，使树脂快速充分地填充进密封空间，进入密封空间的树脂将内部的胶衣、纤维材料层、干态纤维、骨架和蒙皮包裹住，且树脂填充封闭空间后其内部不会产生气泡。
需要说明的是，在抽真空前需要确保真空袋膜压实，用橡皮锤结合木质工装对拐角以及加强筋进行轻砸以使预制体充分帖服模具。
在本发明中，注胶固化的过程为截取足够长度的注胶管，把注胶管的一端先插进配制好的树脂桶中，在另一端的端口处缠上密封胶条，其中，密封胶条超过端口2cm左右，将缠好密封胶条的端口插入注胶底座中，并同时用端口所缠的密封胶条密封。树脂导入顺序是从箱底往箱口方向，逐个注胶口导入，当第一个流道的树脂完全超过第二个流道，则可开启第二个流道，当开启第三个流道的时候需关闭第一个流道，依次类推，只需要保持两个注胶管在同时注胶。依据导流管中的胶液进行固化判断，导流管中的常温胶液凝胶并不粘手时，模具内部即已达到脱模强度。常温固化24h后，方可脱模。去除真空袋膜、管道、导流网及脱模布等辅材；用吊车将模具放倒，拆下紧固螺栓；在模具吊孔处穿上缆绳，用吊车将模具吊起悬空；用木塞从模具中心对称两端打入，使产品与模具松动、脱落；将脱落后的模具用有机溶剂(如酒精)清洗干净，合模待用。
需要说明的是，上述配制好的树脂为通过在室温固化型树脂中加入促进剂和固化剂制得的液态树脂混合物。
需要说明的是，产品固化反应放热峰过后30min～40min关闭真空泵。
根据一些优选地实施方式，对用于制作包装箱的模具的表面进行预处理，包括：
对用于制作包装箱的模具的表面进行工装清理；
在工装清理后的表面上依次涂覆脱模蜡和胶衣。
在本发明中，工装清理的过程为用足刀清除模具表面多余杂物(如残胶)，然后将杂物清理出模具，再用丙酮清洗模具，直至模具表面无污渍(如油污、水渍)后，涂敷脱模蜡。
涂敷脱模蜡的过程为使用干净棉抹布沾取脱模蜡擦拭模具表面，采用旋转法或十字交叉法擦拭模具，确保模具表面全部擦拭到位，打蜡后等待蜡膜干固，再用干净的棉抹布将蜡渍擦拭干净。
需要说明的是，打蜡后约30分钟后进行胶衣制作。
胶衣制作的过程为将促进剂、固化剂加入胶衣树脂，搅拌均匀，得到胶衣树脂混合溶液，将胶衣树脂混合溶液均匀涂刷到模具表面。
需要说明的是，涂刷结束后，待其固化至不沾手时进行铺设纤维层。
根据一些优选地实施方式，纤维材料层为一层纤维复合材料层；
在预处理后的表面上制备纤维材料层，包括：
在预处理后的表面上依次涂覆一层树脂和一层纤维增强材料，并对树脂和纤维增强材料进行压紧，形成一层纤维复合材料层。
在本发明中，纤维材料层的制作方法为在胶衣层上用毛刷、刮板或浸渍辊子等手糊工具均匀地涂刷一层树脂，然后铺上一层根据模具表面裁剪好的纤维增强材料，随后用成型工具将其刷平、压紧，使之与下层表面紧密贴合，并排出气泡，使纤维增强材料与树脂充分浸渍。
根据一些优选地实施方式，纤维材料层为至少两层纤维复合材料层；
在预处理后的表面上制备纤维材料层，包括：
在预处理后的表面上依次涂覆一层树脂和一层纤维增强材料，并对树脂和纤维增强材料进行压紧，形成一层纤维复合材料层；
按照预设次数循环执行形成一层纤维复合材料层的步骤，形成至少两层纤维复合材料层；其中，预设次数大于1。
在本发明中，相较于铺设一层纤维材料层，铺设两层以上纤维材料层可以使制得的包装箱的稳固性更强。
需要说明的是，不得将两层或两层以上的纤维增强材料同时铺放在箱体模具上，若同时铺放两层以上增强材料，则树脂难以进入增强材料层间，层间树脂过少容易导致成型后的箱体开裂。
根据一些优选地实施方式，树脂为通过在室温固化型树脂中加入促进剂和固化剂制得的液态树脂混合物。
在本发明中，加入促进剂和固化剂的室温固化型树脂可在常温下发生固化反应，树脂在室温发生固化反应使箱体成型条件更宽松，成本更低。
根据一些优选地实施方式，纤维增强材料包括玻璃纤维毡和/或碳纤维毡。
在本发明中，玻璃纤维毡和碳纤维毡厚度薄，产品成熟度高，成本低，易加工，孔隙率高，采用玻璃纤维毡或碳纤维毡可实现其与树脂的浸渍，形成纤维复合材料层。
根据一些优选地实施方式，纤维材料层的厚度为0.1～0.5mm。
在本发明中，纤维材料层包括至少一层纤维复合材料层，纤维材料层在 0.1～0.5mm之间，可提升包装箱的稳固性。更有选的是，纤维材料层厚度为 0.5mm，此厚度既可以使制得的包装箱具备优异的稳固性，不易开裂，又可以节省成本与人力；若纤维材料层厚度超过0.5mm，如厚度为0.6mm，则制得的包装箱的稳固性相较于厚度为0.5mm时无明显提升，且会增加更多成本和耗费更多人力。
本发明还提供一种包装箱，采用本发明提供的包装箱的制作方法制得。
需要说明的是，纤维增强材料需根据模具表面形状进行制作，制作完成后通过整体搭接的方式铺敷在均匀涂敷树脂的模具表面上。完成纤维材料层的铺敷后，在纤维材料层表面上整体对接铺敷干态纤维，干态纤维的厚度可根据包装箱的要求进行灵活调整。完成干态纤维的铺敷后，在干态纤维上放置骨架，骨架的形状根据箱体的要求进行设计，骨架在放置时，应充分贴合模具，防止产生架空。放置好骨架后，将蒙皮整体对接铺敷在骨架上，蒙皮的厚度可根据包装箱的要求进行灵活调整。
实施例1：
根据包装箱模具制备纤维增强材料、干态纤维、骨架和蒙皮，其中，纤维增强材料采取玻璃纤维毡制备，干态纤维和蒙皮采用多层玻璃纤维毡根据厚度要求制备，骨架采用钢架制得；
在室温固化型树脂中加入促进剂和固化剂制得树脂备用；
对模具表面依次进行工装清理、涂覆脱模蜡和涂覆胶衣的步骤；
在胶衣上手工糊制0.5mm纤维材料层，纤维材料层包括多层充分浸染树脂的纤维增强材料；
依次将干态纤维、骨架和蒙皮整体铺设在纤维材料层上，得到包装箱的预制体；
在包括预制体的模具上依次进行贴密封胶条、铺敷脱模布、铺敷导流网、铺设注胶管道、铺设抽气管道和铺敷真空袋膜的步骤；
对预制体进行注胶固化处理，脱模得到包装箱。
实施例2：
根据包装箱模具制备纤维增强材料、干态纤维、骨架和蒙皮，其中，纤维增强材料采取碳纤维毡制备，干态纤维和蒙皮采用多层玻璃纤维毡根据厚度要求制备，骨架采用木料制得；
在室温固化型树脂中加入促进剂和固化剂制得树脂备用；
对模具表面依次进行工装清理、涂覆脱模蜡和涂覆胶衣的步骤；
在胶衣上手工糊制0.4mm纤维材料层，纤维材料层包括多层充分浸染树脂的纤维增强材料；
依次将干态纤维、骨架和蒙皮整体铺设在纤维材料层上，得到包装箱的预制体；
在包括预制体的模具上依次进行贴密封胶条、铺敷脱模布、铺敷导流网、铺设注胶管道、铺设抽气管道和铺敷真空袋膜的步骤；
对预制体进行注胶固化处理，脱模得到包装箱。
对比例1：
根据包装箱模具制备干态纤维、骨架和蒙皮，其中，干态纤维和蒙皮采用多层玻璃纤维毡根据厚度要求制备，骨架采用钢架制得；
在室温固化型树脂中加入促进剂和固化剂制得树脂备用；
对模具表面依次进行工装清理、涂覆脱模蜡和涂覆胶衣的步骤；
依次将干态纤维、骨架和蒙皮整体铺设在胶衣上，得到包装箱的预制体；
在包括预制体的模具上依次进行贴密封胶条、铺敷脱模布、铺敷导流网、铺设注胶管道、铺设抽气管道和铺敷真空袋膜的步骤；
对预制体进行注胶固化处理，脱模得到包装箱。
对实施例1、实施例2和对比例1制得的包装箱进行高低温试验，试验标准按照国标进行，得到测试结果如下：
实施例1制得的包装箱可耐受外界环境温度变化的范围为-40～60℃；
实施例2制得的包装箱可耐受外界环境温度变化的范围为-39～58℃；
实施例1制得的包装箱可耐受外界环境温度变化的范围为-10～35℃；
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种包装箱的制作方法，其特征在于，包括；
对用于制作包装箱的模具的表面进行预处理；
在预处理后的表面上制备纤维材料层；其中，所述纤维材料层包括树脂和纤维增强材料；
在所述纤维材料层上依次铺设干态纤维、骨架和蒙皮，形成包装箱的预制体；
对所述预制体进行注胶固化处理，得到包装箱。
2.根据权利要求1所述的包装箱的制作方法，其特征在于，所述对用于制作包装箱的模具的表面进行预处理，包括：
对用于制作包装箱的模具的表面进行工装清理；
在工装清理后的表面上依次涂覆脱模蜡和胶衣。
3.根据权利要求1所述的包装箱的制作方法，其特征在于，所述纤维材料层为一层纤维复合材料层；
所述在预处理后的表面上制备纤维材料层，包括：
在预处理后的表面上依次涂覆一层树脂和一层纤维增强材料，并对所述树脂和所述纤维增强材料进行压紧，形成一层纤维复合材料层。
4.根据权利要求1所述的包装箱的制作方法，其特征在于，所述纤维材料层为至少两层纤维复合材料层；
所述在预处理后的表面上制备纤维材料层，包括：
在预处理后的表面上依次涂覆一层树脂和一层纤维增强材料，并对所述树脂和所述纤维增强材料进行压紧，形成一层纤维复合材料层；
按照预设次数循环执行所述形成一层纤维复合材料层的步骤，形成至少两层纤维复合材料层；其中，所述预设次数大于1。
5.根据权利要求1所述的包装箱的制作方法，其特征在于，所述树脂为通过在室温固化型树脂中加入促进剂和固化剂制得的液态树脂混合物。
6.根据权利要求1所述的包装箱的制作方法，其特征在于，所述纤维增强材料包括玻璃纤维毡和/或碳纤维毡。
7.根据权利要求1所述的包装箱的制作方法，其特征在于，所述纤维材料层的厚度为0.1～0.5mm。
8.一种包装箱，其特征在于，采用权利要求1至7中任一所述的包装箱的制作方法制得。
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