CN114368193B - 一种波纹膜的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种波纹膜的制作方法，包括以下步骤：a)将两层膜材料叠放后一端缝合形成第一道缝合线；b)以第一道缝合线为起始，采用波纹支撑结构使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲，缝合形成第二道缝合线，从而形成第一条波纹结构；所述波纹支撑结构包括固定横杆和垂直设置在所述固定横杆上的支撑竖杆、左侧卡条和右侧卡条；所述左侧卡条和右侧卡条在所述支撑竖杆两侧平行设置；c)再以第二道缝合线为起始，重复步骤b)的缝合过程，依次形成若干条波纹结构，得到波纹膜。本发明提供的制作方法通过特定缝合方式将二维膜材料形成三维膜块结构(波纹膜)，能够使波纹膜结构的波纹均匀排布，波纹间距及波峰可调，提高了产品的精度。
Description
技术领域
本发明涉及膜材料制作技术领域，更具体地说，是涉及一种波纹膜的制作方法。
背景技术
目前，各类膜材料已广泛应用于各行各业中，由于应用场景的不同，二维膜材料经常被制作成各种三维结构应用在不同环境下，如折纸、剪纸等结构。波纹膜结构包含上下两层膜，上层膜为波纹状，下层膜为平面状，两层膜组合在一起后会在膜之间形成大量的空隙，同样尺寸的波纹膜是普通平板膜表面积的1.1～2.0倍，因此波纹膜结构被广泛应用于需要空气流通的环境中，同时提高使用效率。
波纹膜有一大部分膜材料为复合材料，以常见的阴离子交换膜为例，它是由粉末状颗粒混合基底材料拉片热压形成的多孔膜结构，同时在膜的上下表面另附两层尼龙纱网，最终形成多层多孔的复合型膜。目前市面上也有各种各样的多层复合膜，这类多层膜材料在使用过程中本身就存在分层风险，在制作波纹膜过程中如果使用粘接法，由于要预先形成波纹，层与层之间首先会产生切应力增加分层风险，加上外层膜粘接紧密，在使用拉扯过程中，内层膜更容易分层；其他的多层复合膜也会存在类似问题。同时，用粘接法制作出的波纹膜，使用时间久了以后，容易出现粘接处失效的情况；如图1所示，这类波纹膜经常用在高湿度的环境中，使用过程中出现了粘接开胶现象；粘接剂无法保证在高湿、高温或者干燥环境中依然有良好的粘接效果。此外，粘接法需要预先把上层膜通过折叠或热压等方式形成波浪状，再把上下两层膜通过粘接剂粘接；然而并不是所有膜都能够预先形成波浪状，比如弹性模量较低的膜(硅胶膜)，自身支撑性较差的膜(薄尼龙膜)等，通过折叠热压，是无法形成折痕或者使其保持褶皱，因此粘接法的适用范围有限；如果一定要粘接，以硅胶膜为例，需要将其在波纹形状的模具中预先浇筑成波纹状，再进行粘接，这无疑大大增加了成本，降低效率。
上述问题可以通过缝合来解决，缝合不仅能够避免粘接法中的开胶问题，还能够大大降低多层复合膜的分层风险，同时适用范围能够涵盖弹性模量较低的膜及自身支撑性较差的膜等，其缝合前不需要预先形成折痕或褶皱，通过配套使用支撑件就可以实现波纹效果。但是，人工缝合人力成本高、误差大、效率低；人工缝合时，无法保证缝合精度，波纹间距、波峰高度等仅靠肉眼和手感无法保证；而为了提高精度，往往会预先在膜上打好小孔或做好标记(穿针点位)，再依靠人工对孔穿针，在制作过程中形成波纹；这种方式虽然在一定程度上保证了精度，却大大降低了效率，在实际操作过程中，制作一条长20cm宽8cm的波纹膜结构，仅对孔穿针，就需要花费人工至少2h。而机械缝合，传统的缝纫机压脚属于双边型(参见图2所示)，针孔与波纹脚有一定距离，无法准确缝出波纹脚。
综上，针对多层复合膜、高弹性膜、支撑性较差的膜等不适合使用粘接法制作波纹结构的膜材料，目前还没有非常高效的制作方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种波纹膜的制作方法，本发明提供的制作方法通过缝合将二维膜材料形成三维膜块结构(波纹膜)，能够使波纹膜结构的波纹均匀排布，波纹间距及波峰可调，提高了产品的精度；缝合后不易散开，结实耐用；提高多层膜材料在制作成波纹结构后的自身结构稳定性，使多层膜不易分层；使用范围广，除了能够应用在常规膜上，还适用于多层复合膜、高弹性膜、支撑性较差的膜等；同时大大提高了缝合效率，降低了波纹膜的制作成本。
本发明提供了一种波纹膜的制作方法，包括以下步骤：
a)将两层膜材料叠放后一端缝合形成第一道缝合线；
b)以第一道缝合线为起始，采用波纹支撑结构使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲，缝合形成第二道缝合线，从而形成第一条波纹结构；所述波纹支撑结构包括固定横杆和垂直设置在所述固定横杆上的支撑竖杆、左侧卡条和右侧卡条；所述左侧卡条和右侧卡条在所述支撑竖杆两侧平行设置；
c)再以第二道缝合线为起始，重复步骤b)的缝合过程，依次形成若干条波纹结构，得到波纹膜。
优选的，步骤a)中所述膜材料包括皮革膜、纸张膜、塑料膜、阴离子交换膜、硅胶膜、PDMS膜、尼龙薄膜和布料膜中的一种或多种。
优选的，步骤a)中所述缝合的过程采用缝纫机；所述缝纫机的压脚为双边压脚或单边压脚。
优选的，步骤b)中所述采用波纹支撑结构使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲的方式为：
将波纹支撑结构平铺在下层膜材料上，同时将上层膜材料从左侧卡条和支撑竖杆之间插入，再从支撑竖杆和右侧卡条之间穿出，再将波纹支撑结构推至第一道缝合线处并卡紧，使卡在支撑竖杆上方的膜材料形成弯曲结构。
优选的，步骤b)中所述缝合形成第二道缝合线的过程采用缝纫机；所述缝纫机的压脚为单边压脚。
优选的，所述单边压脚的针孔设置在单边压脚一侧，为圆弧形。
优选的，在缝合形成第二道缝合线的过程中，所述单边压脚一侧的针孔紧贴波纹支撑结构的右侧卡条。
优选的，步骤c)中所述依次形成若干条波纹结构的每个波纹结构的波峰与左右两侧缝合线间距相同，同时相邻两条缝合线以波峰为中线对称分布。
优选的，步骤c)中所述波纹膜进行多层堆叠形成长方体三维膜块。
优选的，步骤c)中所述波纹膜进行单层或多层卷曲包裹形成圆柱体三维膜块。
本发明提供了一种波纹膜的制作方法，包括以下步骤：a)将两层膜材料叠放后一端缝合形成第一道缝合线；b)以第一道缝合线为起始，采用波纹支撑结构使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲，缝合形成第二道缝合线，从而形成第一条波纹结构；所述波纹支撑结构包括固定横杆和垂直设置在所述固定横杆上的支撑竖杆、左侧卡条和右侧卡条；所述左侧卡条和右侧卡条在所述支撑竖杆两侧平行设置；c)再以第二道缝合线为起始，重复步骤b)的缝合过程，依次形成若干条波纹结构，得到波纹膜。与现有技术相比，本发明提供的制作方法通过特定缝合方式将二维膜材料形成三维膜块结构(波纹膜)，能够使波纹膜结构的波纹均匀排布，波纹间距及波峰可调，提高了产品的精度；缝合后不易散开，结实耐用；提高多层膜材料在制作成波纹结构后的自身结构稳定性，使多层膜不易分层；使用范围广，除了能够应用在常规膜上，还适用于多层复合膜、高弹性膜、支撑性较差的膜等；同时大大提高了缝合效率，降低了波纹膜的制作成本。
同时，本发明提供的制作方法工艺简单、易操作，所用设备成本低，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为现有技术中波纹膜在高湿度的环境中使用出现粘接开胶现象的示意图；
图2为传统的缝纫机压脚的示意图；
图3为本发明实施例提供的波纹支撑结构的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的单边压脚的结构示意图；
图5为本发明实施例采用波纹支撑结构和单边压脚配合使用进行波纹膜制作的示意图；
图6为本发明实施例依次形成的若干条波纹结构的示意图；
图7为本发明实施例制作的波纹膜进一步形成的长方体三维膜块的示意图；
图8为本发明实施例制作的波纹膜进一步形成的圆柱体三维膜块的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明提供了一种波纹膜的制作方法，包括以下步骤：
a)将两层膜材料叠放后一端缝合形成第一道缝合线；
b)以第一道缝合线为起始，采用波纹支撑结构使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲，缝合形成第二道缝合线，从而形成第一条波纹结构；所述波纹支撑结构包括固定横杆和垂直设置在所述固定横杆上的支撑竖杆、左侧卡条和右侧卡条；所述左侧卡条和右侧卡条在所述支撑竖杆两侧平行设置；
c)再以第二道缝合线为起始，重复步骤b)的缝合过程，依次形成若干条波纹结构，得到波纹膜。
本发明首先将两层膜材料叠放后一端缝合形成第一道缝合线。在本发明中，所述膜材料优选包括皮革膜、纸张膜、塑料膜、阴离子交换膜、硅胶膜、PDMS膜、尼龙薄膜和布料膜中的一种或多种，更优选为皮革膜、纸张膜、塑料膜、阴离子交换膜、硅胶膜、PDMS膜、尼龙薄膜或布料膜；根据实际应用需要，一般选用相同膜材料制作波纹膜。本发明对所述膜材料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述常规膜(可折叠、热压褶皱的皮革膜、纸张膜、塑料膜)、不方便折叠热压的膜(多层复合膜，如阴离子交换膜)、高弹性膜(硅胶膜、PDMS膜)和其他支撑性较差的膜(尼龙薄膜、布料膜)的市售商品即可。
在本发明中，为方便叠放，两层膜材料优选设置为规则结构如长方形，其中宽：相同，长：上层膜材料为了形成波纹结构需要更长；本发明对此没有特殊限制。
在本发明中，所述缝合的过程优选采用缝纫机；所述缝纫机的压脚优选为双边压脚或单边压脚；目的是形成第一道缝合线，使两层膜材料缝合在一起。本发明对所述缝合线的材质没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的棉线、尼龙线、玻璃纤维线或以聚乙烯、聚丙烯、聚酯为主要成分的缝合线等均可。
之后，本发明以上述第一道缝合线为起始，采用波纹支撑结构使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲，缝合形成第二道缝合线，从而形成第一条波纹结构。
在本发明中，所述波纹支撑结构为本发明特殊设计的部件，整体采用三段支撑卡条，参见图3所示；图3为本发明实施例提供的波纹支撑结构的结构示意图。在本发明中，所述波纹支撑结构包括固定横杆和垂直设置在所述固定横杆上的支撑竖杆、左侧卡条和右侧卡条；所述左侧卡条和右侧卡条在所述支撑竖杆两侧平行设置。
在本发明中，所述波纹支撑结构整体的尺寸可根据所需要的波纹膜的形状进行调整，使每一道波纹平行排列，大小一致；中间的支撑竖杆起到支撑作用，调整其高度可控制波纹膜结构的波峰；左右两侧的卡条与中间的支撑竖杆形成卡槽，主要起到固定作用，能够将上层膜材料压实，在缝合时波纹结构不会变形；同时，调整左右两侧的卡条与中间支撑竖杆的间距，可控制波纹膜每一道波纹结构的宽度；此外，右侧卡条可控制缝合线的方向，保证每一道缝合线相互平行。
在本发明中，所述采用波纹支撑结构使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲的方式优选为：
将波纹支撑结构平铺在下层膜材料上，同时将上层膜材料从左侧卡条和支撑竖杆之间插入，再从支撑竖杆和右侧卡条之间穿出，再将波纹支撑结构推至第一道缝合线处并卡紧，使卡在支撑竖杆上方的膜材料形成弯曲结构。
在本发明中，所述缝合形成第二道缝合线的过程优选采用缝纫机；所述缝纫机的压脚优选为单边压脚。
在本发明中，所述单边压脚同样为本发明特殊设计的部件，所述单边压脚的针孔优选设置在单边压脚一侧，为圆弧形；具体可参见图4所示；图4为本发明实施例提供的单边压脚的结构示意图。
在本发明中，在缝合形成第二道缝合线的过程中，所述单边压脚一侧的针孔紧贴波纹支撑结构的右侧卡条；在此基础上，单边压脚沿着右侧卡条从后往前缝出第二道缝合线，此时波纹膜的第一条波纹结构即缝合完毕。
最后，本发明再以第二道缝合线为起始，重复上述步骤b)的缝合过程，依次形成若干条波纹结构，得到波纹膜。可参见图5所示；图5为本发明实施例采用波纹支撑结构和单边压脚配合使用进行波纹膜制作的示意图。由图5可以看出，上层膜材料能够稳固地卡在图3的波纹支撑结构中，同时将该波纹支撑结构推至第一道缝合线处，波纹支撑结构的左侧卡条紧贴第一道缝合线，使上层膜材料弯曲，形成第一条波纹结构；再通过图4的单边压脚紧贴着波纹支撑结构的右侧卡条进行缝合，该单边压脚沿着右侧卡条从后往前缝出第二道缝合线，此时波纹膜的第一条波纹结构即缝合完毕；后续取出波纹支撑结构，重复上述缝合过程，依次形成若干条波纹结构，直至波纹膜缝合完毕；所述依次形成若干条波纹结构的示意图可参见图6。
在本发明中，上述特殊结构的单边压脚与所述波纹支撑结构配合使用，使缝合线能够最大限度的贴近右侧卡条，避免了传统双边压脚缝合线与右侧卡条存在一定间距的情况；因此，通过上述特定缝合过程，所述依次形成若干条波纹结构的每个波纹结构的波峰与左右两侧缝合线间距相同，同时相邻两条缝合线以波峰为中线对称分布。
在本发明中，所述波纹支撑结构可进行组合，对于幅度较短的波纹膜产品可一次固定形成多个弯曲结构，再依次缝合，形成波纹膜。
在本发明中，所述波纹膜优选进行多层堆叠形成长方体三维膜块，参见图7所示；此外，所述波纹膜进行单层或多层卷曲包裹形成圆柱体三维膜块，参见图8所示。
本发明提供了一种波纹膜的制作方法具有如下有益效果：
(1)针对手工缝合误差大、效率低、人工成本高的问题，本发明能够使三维膜结构的波纹均匀排布，通过调节波纹支撑结构的尺寸来调节波纹间距及波峰，通过使用特殊结构的单边压脚，使膜结构缝合线准确缝出波纹脚，提高了产品的精确度，提高效率，降低成本；
(2)针对采用粘接的方式容易开胶，在使用过程中两层膜容易分开的问题，本发明的制作方法缝合后不易散开，结实耐用；
(3)针对多层复合膜在粘接后，在使用过程中自身结构存在分层风险的问题，本发明能够提高多层膜材料在制作成波纹结构后的自身结构稳定性，多层膜结构不易分层；
此外，粘接法需要预先将上层膜制成波浪状或进行热压等预处理，制作效率低，制作成本高，且适用范围有限，如弹性模量较低的膜(硅胶膜)，自身支撑性较差的膜(尼龙薄膜)等不适用，而本发明在制作过程中只用到缝合线和一台缝纫机，不需要粘接剂或对膜进行预处理，降低了波纹膜的制作成本，效率更高；除了能够应用在常规膜上，还适用于多层复合膜、高弹性膜、支撑性较差的膜等，适用范围更广。
本发明提供了一种波纹膜的制作方法，包括以下步骤：a)将两层膜材料叠放后一端缝合形成第一道缝合线；b)以第一道缝合线为起始，采用波纹支撑结构使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲，缝合形成第二道缝合线，从而形成第一条波纹结构；所述波纹支撑结构包括固定横杆和垂直设置在所述固定横杆上的支撑竖杆、左侧卡条和右侧卡条；所述左侧卡条和右侧卡条在所述支撑竖杆两侧平行设置；c)再以第二道缝合线为起始，重复步骤b)的缝合过程，依次形成若干条波纹结构，得到波纹膜。与现有技术相比，本发明提供的制作方法通过特定缝合方式将二维膜材料形成三维膜块结构(波纹膜)，能够使波纹膜结构的波纹均匀排布，波纹间距及波峰可调，提高了产品的精度；缝合后不易散开，结实耐用；提高多层膜材料在制作成波纹结构后的自身结构稳定性，使多层膜不易分层；使用范围广，除了能够应用在常规膜上，还适用于多层复合膜、高弹性膜、支撑性较差的膜等；同时大大提高了缝合效率，降低了波纹膜的制作成本。
同时，本发明提供的制作方法工艺简单、易操作，所用设备成本低，具有广阔的应用前景。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
将标准缝纫机自动平缝机的压脚换成单边压脚，由于两层膜较厚，将压脚与底部推动条间距调大(压脚保持宽松即可)，顶线和底线均采用普通尼龙线，缝合针为11号针，针孔直径为0.77mm，缝合步长为8mm，缝合结束自动剪线。将蓝色阴离子交换膜(厚度为0.8mm)裁成长30cm宽8cm的长方形片，将两层膜材料叠放后一端缝合形成第一道缝合线，以第一道缝合线为起始，采用波纹支撑结构(中间支撑结构宽5mm，高8mm)使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲，缝合形成第二道缝合线，从而形成第一条波纹结构。随后将支撑结构抽出，重复上一条的步骤，缝合出第二道缝合线，形成第二条波纹结构。以此类推，缝合出后续的波纹结构。当上层膜不够时，取新膜继续续上缝合即可。
将实施例1制作的波纹膜进行多层堆叠形成长方体三维膜块，参见图7所示。
实施例2
将标准缝纫机自动平缝机的压脚换成单边压脚，压脚与底部推动条间距正常，膜能够正常运动即可。顶线和底线均采用普通棉线，缝合针为6号针，针孔直径为0.55mm，缝合步长为8mm，缝合结束自动剪线。将白色纸基膜(厚度为0.4mm)裁成长30cm宽8cm的长方形片，将两层膜材料叠放后一端缝合形成第一道缝合线，以第一道缝合线为起始，采用波纹支撑结构(中间支撑结构宽3mm，高6mm)使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲，缝合形成第二道缝合线，从而形成第一条波纹结构。随后将支撑结构抽出，重复上一条的步骤，缝合出第二道缝合线，形成第二条波纹结构。以此类推，缝合出后续的波纹结构。当上层膜不够时，取新膜继续续上缝合即可。
将实施例2制作的波纹膜进行单层卷曲包裹形成圆柱体三维膜块，参见图8所示。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种波纹膜的制作方法，包括以下步骤：
a）将两层膜材料叠放后一端缝合形成第一道缝合线；
b）以第一道缝合线为起始，采用波纹支撑结构使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲，缝合形成第二道缝合线，从而形成第一条波纹结构；所述波纹支撑结构包括固定横杆和垂直设置在所述固定横杆上的支撑竖杆、左侧卡条和右侧卡条；所述左侧卡条和右侧卡条在所述支撑竖杆两侧平行设置；所述缝合形成第二道缝合线的过程采用缝纫机；所述缝纫机的压脚为单边压脚；
c）再以第二道缝合线为起始，重复步骤b）的缝合过程，依次形成若干条波纹结构，得到波纹膜。
2.根据权利要求1所述的波纹膜的制作方法，其特征在于，步骤a）中所述膜材料包括皮革膜、纸张膜、阴离子交换膜、硅胶膜、PDMS膜、尼龙薄膜和布料膜中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的波纹膜的制作方法，其特征在于，步骤a）中所述缝合的过程采用缝纫机；所述缝纫机的压脚为双边压脚或单边压脚。
4.根据权利要求1所述的波纹膜的制作方法，其特征在于，步骤b）中所述采用波纹支撑结构使下层膜材料平铺，上层膜材料弯曲的方式为：
将波纹支撑结构平铺在下层膜材料上，同时将上层膜材料从左侧卡条和支撑竖杆之间插入，再从支撑竖杆和右侧卡条之间穿出，再将波纹支撑结构推至第一道缝合线处并卡紧，使卡在支撑竖杆上方的膜材料形成弯曲结构。
5.根据权利要求1所述的波纹膜的制作方法，其特征在于，所述单边压脚的针孔设置在单边压脚一侧，为圆弧形。
6.根据权利要求5所述的波纹膜的制作方法，其特征在于，在缝合形成第二道缝合线的过程中，所述单边压脚一侧的针孔紧贴波纹支撑结构的右侧卡条。
7.根据权利要求6所述的波纹膜的制作方法，其特征在于，步骤c）中所述依次形成若干条波纹结构的每个波纹结构的波峰与左右两侧缝合线间距相同，同时相邻两条缝合线以波峰为中线对称分布。
8.根据权利要求1所述的波纹膜的制作方法，其特征在于，步骤c）中所述波纹膜进行多层堆叠形成长方体三维膜块。
9.根据权利要求1所述的波纹膜的制作方法，其特征在于，步骤c）中所述波纹膜进行单层或多层卷曲包裹形成圆柱体三维膜块。
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