包裝緩衝結構系統的製作方法
2023-05-23 05:55:16 1
專利名稱：包裝緩衝結構系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及商品緩衝包裝技術領域，一種用於商品運輸包裝的減振緩衝結構。
背景技術：
為了避免商品在運輸過程中因振動、衝擊造成破損，通常在其包裝箱內放置各類緩衝材料和緩衝結構(如發泡塑料、氣泡墊、紙漿模塑、紙板摺疊等)，用以減弱外部振動、 衝擊的峰值和能量。如商品包裝中大量採用的發泡塑料，雖然其緩衝性能較好，但使用後的廢棄物對環境的影響較大；氣泡墊緩衝結構相對於發泡塑料緩衝結構在塑料用量上有較大幅度的減少，但氣泡內的氣體壓力隨環境溫度和大氣壓變化，造成其彈性緩衝性能不穩定， 如在平原或冬季環境下完成設計並試驗證明滿足緩衝要求的包裝，當其運輸在低氣壓的高原地區或高溫的夏季時，容易因氣墊變硬、緩衝性能下降導致物品在流通中破損；紙漿模塑和紙板摺疊結構振動緩衝能力有限，還受環境溼度影響。上述現有各種緩衝包裝在結構上往往採用簡單的方式，一般只被動地利用材料自身的阻尼，從而導致包裝緩衝不足，常常通過過度包裝，如增加用料等來滿足包裝緩衝要求，不僅提高了包裝成本、降低被包裝物的市場競爭力，同時，浪費了材料資源和能源，不利於社會經濟的可持續發展。因此，本發明通過對現有包裝緩衝結構的分析，和不同材料的彈性性能試驗，以及平衡式氣墊及阻尼結構的研究試驗基礎上，推出一種耗材較少的、緩衝性能較佳的包裝緩衝結構系統，不僅可以降低包裝成本，有利於環境的改善，符合現代經濟發展戰略。
發明內容
本發明的目的在於提供一種包裝緩衝結構系統，用相對較少的材料來對其中的被包裝物體(以下簡稱內裝物)提供較穩定、可靠的緩衝保護、以降低內裝物在運輸過程中因外來衝擊、振動造成失效的概率。為了達到上述目的，本發明的包裝緩衝結構系統(見圖1)包含一包裝箱1和置於其中的，至少一個緩衝結構2。該緩衝結構由封底21 (見圖2A)、緩衝部20、裝載部22組成。其中，緩衝部的結構為至少一節波紋的彈性波紋管形式，垂直于波紋管軸線的橫截面為至少四條邊的多邊形、或圓形、或包含圓弧的多邊形。緩衝部波紋管沿軸線的一端與裝載部22相連，該裝載部具有與內裝物部分表面配合的形腔221，用於固定內裝物；緩衝部波紋管沿軸線的，相對於連接裝載部的另一端與封底21相連接，當緩衝結構2被置入包裝箱內時其連接封底的一端面與包裝箱內的一個面接觸定位。前述緩衝部20的每一節波紋包含一陽面203和一陰面204 ；陽面的外端和陰面的外端通過過渡圓弧205相連接並形成第一夾角201，陽面的內端和其相鄰一節波紋的陰面內端通過過渡圓弧206相連並形成第二夾角202 ；由此重複連接形成多節波紋結構。其中，過渡圓弧的半徑根據需要確定，當該半徑減小到接近陰面、陽面厚度時，對應的第一夾角201或第二夾角202頂端形成摺痕線。第一夾角201和第二夾角202為銳角、直角或鈍角。當緩衝部的材料、厚度、陰面及陽面寬度等參數為常數時，其軸線方向的剛度隨第一夾角和第二夾角角度而變化，即第一夾角和第二夾角在設計時可用作調整緩衝剛度的設計參數之一。緩衝部20、封底21及裝載部22組成全包圍結構，形成氣囊23，其在包裝箱1受到外來衝擊或振動時對內裝物3起到氣墊的緩衝作用。在形成氣囊23全包圍結構的表面上開有至少一個透氣孔231、或一條透氣縫232。 透氣孔231的最大直徑或透氣縫232的最大長度及分布位置不能影響緩衝結構的強度，當透氣孔直徑、或透氣縫長度受緩衝結構強度限制不能滿足透氣量要求時，則設置多個透氣孔、或多條透氣縫，或兩者組合。所述透氣孔、或透氣縫具有兩個作用一是平衡大氣壓力作用，避免環境溫度和大氣壓力變化時引起氣囊內空氣壓力變化而導致緩衝性能的變化；二是阻尼吸振作用，當包裝件在運輸過程中受到振動、衝擊時，緩衝部彈性波紋管被壓縮，氣囊受到壓迫，內部壓力高於外部壓力，空氣通過其流出，內部壓力隨之降低，達到平衡後在波紋管彈性恢復力作用下，氣囊內形成一定的真空度，空氣由外部通過其吸入，由此完成振動能量吸收，實現減振效果。透氣孔、或透氣縫結構有固定型、流出張大型、流入張大型三種，其中固定型的透氣孔、或透氣縫為平面型結構，無論氣體流入還是流出，風口面積始終保持不變，氣體流出和流入截面狀態示意如圖2B1和圖2B2所示。流出張大型結構的透氣孔、或透氣縫為向外推開式的立體結構，氣體外流時風口被吹大，截面狀態示意如圖2C1所示；氣體流入時風口回彈縮小、或閉合，截面狀態示意如圖2C2所示。採用這一結構當包裝件在運輸過程中受到衝擊時，氣囊受壓引起內部壓力上升，從氣囊內通過透氣孔、或透氣縫的氣流較大，氣囊縮小較快，氣墊力較小，緩衝較好；當波紋管彈性回復吸氣時，氣囊內部形成一定真空度，氣體通過透氣孔或透氣縫向內流，風口縮小，氣流量較小，用以吸收更多的、由波紋管彈性回復釋放出來的能量，從而減少回跳次數，降低對內裝物的影響，因此，流出張大型結構的透氣孔、或透氣縫比較適合如圖3所示的案例。流入張大型結構的透氣孔、或透氣縫與流出張大型結構相反，氣體流入時風口被吹大，截面狀態示意如圖2D2所示；氣體流出時風口回彈縮小、或閉合，截面狀態示意如圖 2D1所示。採用這一結構可使包裝件在下跌過程中，由於失重，將原來因內裝物重力對波紋彈性體的壓縮量在跌落過程的短時間內得到較大的回彈恢復，在包裝件跌落到達地面前， 為衝擊峰值留出更大的緩衝空間。因此，流入張大型結構的透氣孔、或透氣縫比較適合如圖 4所示案例中的下面的緩衝結構2。前述透氣孔、或透氣縫的三種結構可以根據內裝物脆值，包裝件流通環境等條件在設計時單獨採用，或三種結構組合採用。前述緩衝結構的材料為高分子塑料、紙板(包括瓦楞紙板)、紙漿模塑、金屬片， 或前述材料中的兩種、或兩種以上材料組合。前述緩衝結構成型工藝為吹塑、摺疊粘接、模塑、衝壓、滾壓成型。本發明提供的包裝緩衝結構系統，還採用兩個及以上緩衝結構，以並聯或串聯的形式實施。本發明提供的包裝緩衝結構系統，通過將材料彈性緩衝和氣囊氣墊緩衝的組合， 在空氣平衡孔所形成的阻尼效應配合下，能夠以較少的材料獲得良好而穩定的緩衝減震性能，有利於降低包裝成本，節約資源和改善環境。
圖1為本發明包裝緩衝結構系統基本組成裝箱位置關係三維示意圖；圖2A是本發明包裝緩衝結構系統的緩衝結構(右半圖為剖視圖)示意圖；圖2B1、2B2為圖2A中透氣孔或透氣縫的固定型結構氣體流出和流入截面狀態放大示意圖；圖2C1、2C2為圖2A中透氣孔或透氣縫的流出張大型結構氣體流出和流入截面狀態示意圖；圖2D1、2D2為圖2A中透氣孔或透氣縫的流入張大型結構氣體流入和流出截面狀態示意圖；圖3是本發明包裝緩衝結構系統第一實施例的平面剖視示意圖；圖4是本發明包裝緩衝結構系統第二實施例的平面剖視示意圖；圖5是本發明包裝緩衝結構系統第三實施例的平面剖視示意圖；圖6是本發明包裝緩衝結構系統第四實施例的平面剖視示意圖；圖7是本發明包裝緩衝結構系統第五實施例的平面剖視示意圖。圖中1.包裝箱10.側體板14.定位件2.緩衝結構20.緩衝部201.第一夾角205.過渡圓弧21.封底22.裝載部221.形腔23.氣囊231.透氣孔3.內裝物4.上定位片5.鎖扣
具體實施例方式參見圖1，其為本發明包裝緩衝結構系統基本結構裝箱位置關係三維示意圖。內裝物3置入緩衝結構2的裝載部22的形腔221定位，其上覆蓋上定位片4。由緩衝結構2、內
11.端體板 12.側搖蓋 13.端搖蓋
202.第二夾角 203.陽面 204.陰面 206.過渡圓弧
232.透氣縫裝物3和上定位片4形成的組件整體放入包裝箱1，順序關閉包裝箱兩端的端搖蓋13和前後兩側的側搖蓋12後形成本發明包裝緩衝結構系統的第一實施例，如圖3所示。其中，緩衝結構2的結構如圖2A所示，氣囊23由裝載部22、緩衝部20和封底21包圍而成；在緩衝部20的第一層波紋的陰面204中央設置了透氣孔231 (透氣孔數量、位置分布和直徑可根據設計參數的需要進行改變)。裝載部22的形腔221採用了底部無支撐的懸掛結構，在波紋管彈簧、氣墊及空氣阻尼的結合下，具有優良的緩衝性能，適合各種中小型、脆值較低的商品包裝，尤其適合貴重商品，如精密儀器、儀表、筆記本電腦、手機、手錶、化妝品、禮品等的包裝。圖4為本發明的第二實施例，在包裝箱1內放入一底部向下的緩衝結構2，內裝物 3放入其上，由形腔221定位，該內裝物3上面倒置放上另一緩衝結構2』，緩衝結構2』朝上的波紋管封底端由固定在包裝箱1內部上端的一組定位件14固定；兩緩衝結構波紋管的， 連接承載部的一端被一組鎖扣5相互鎖住，上下兩形腔221和221』包圍的內裝物3被懸空在包裝箱1內；當緩衝主要針對一般路面振動，上下緩衝結構2和2』的透氣孔可採用固定型結構(如圖2B1、2B2)；當緩衝主要針對跌落形成的衝擊時，下緩衝結構2的透氣孔可改用流入張大型結構，同時上緩衝結構2』的透氣孔則改用流出張大型結構。第二實施例的緩衝性能相對於第一實施例則更高，但結構則有所複雜。圖5為本發明的第三實施例，是在第一實施例的基礎上，採用大小兩個緩衝部內外並聯的結構形式，即緩衝結構2的氣囊內部增加了一個尺寸較小的緩衝部20』，該較小緩衝部20』被置入較大緩衝部20的體內，小緩衝部20』的上端與形腔221的底面連接，下端與封底21連接，在原氣囊23內部形成一較小的氣囊23』，其上同樣開有透氣孔231』或透氣縫232』。本實施例相對於第一實施例而言，加強了形腔221的承載能力，適合較重的內裝物。圖6為本發明的第四實施例，也是在第一實施例的基礎上，採用緩衝結構2和緩衝結構2』兩個並聯的結構形式，提高了對內裝物的總體承載能力，適合較重、較大的內裝物。圖7為本發明的第五實施例，基本結構類似於第一實施例，不同的是緩衝結構2 採用變剛度結構，其緩衝部的各波紋尺寸隨軸線變化，當包裝件跌落接觸地面瞬間，波紋管壓縮位移較小，剛度較低，可以吸收較大的衝擊加速度峰值；隨著波紋管壓縮位移的增加， 衝擊加速度快速衰減，波紋管的剛度隨位移提高，因此，在同樣緩衝效果下減少了總的位移量，從而可以減少緩衝空間。以上為本發明部分典型實施例，本領域技術人員在本發明的精神範圍內，可以根據包裝件設計條件，在一個包裝箱內裝載多個內裝物，或在多個方向，以相同或不同尺寸配置多個緩衝結構或緩衝部，彼此間採用串聯、並聯或串並聯組合的方式作出各種實施案例； 還可以通過上述剛度不同的緩衝結構或緩衝部的組合形成剛度與彈性位移呈一定函數要求變化的變剛度緩衝結構的各種實施案例；因此，以上所述的實施例並非為本發明的保護範圍，本發明的權利保護範圍以權利要求書的範圍為準。
權利要求
1.一種包裝緩衝結構系統，包括 一包裝箱；一緩衝結構，置於該包裝箱中，該緩衝結構包括一緩衝部，其結構為至少一節波紋的彈性波紋管形式，每一節波紋包含一陽面和一陰面，陽面的外端和陰面的外端通過過渡圓弧相連接並形成第一夾角，陽面的內端和其相鄰一節波紋的陰面內端同樣通過過渡圓弧相連並形成第二夾角；一裝載部，與緩衝部波紋管軸線的一端相連，該裝載部具有與內裝物部分表面配合的形腔，用於固定內裝物。
2.如權利要求1所述的一種包裝緩衝結構系統，其緩衝結構的緩衝部還包括一封底，與緩衝部波紋管軸線，相對於連接裝載部的另一端連接，該封底、緩衝部及裝載部形成一全包圍結構的氣囊，該氣囊具有氣墊緩衝作用。
3.如權利要求2所述的一種包裝緩衝結構系統，在其緩衝結構的氣囊的表面上開有 至少一個透氣孔，或至少一條透氣縫，或至少一個透氣孔和至少一條透氣縫相組合。
4.如權利要求3所述的一種包裝緩衝結構系統，氣囊在靜態穩定時，內部氣壓和外部大氣壓相平衡。
5.如權利要求4所述的一種包裝緩衝結構系統，開有透氣孔，或透氣縫的氣囊在受到衝擊、振動時，空氣通過透氣孔、透氣縫流動，產生阻尼減振效應。
6.如權利要求5所述的一種包裝緩衝結構系統，其氣囊表面上所開的透氣孔、或透氣縫的結構為固定型風口面積不隨氣流方向變化，或流出張大型氣流流出時的風口面積大於流入時的風口面積，或流入張大型氣流流入時的風口面積大於流出時的風口面積。
7.如權利要求1或權利要求6所述的一種包裝緩衝結構系統，其緩衝結構的緩衝部上的第一夾角和第二夾角為銳角，或直角，或鈍角。
8.如權利要求1或權利要求7所述的一種包裝緩衝結構系統，垂直緩衝部彈性波紋管軸線的橫截面形狀為 四邊形，或大於四條邊的多邊形，或圓形，或含有至少一條弧形的四邊形，或含有至少一條弧形的多邊形。
9.如權利要求1或權利要求8所述的一種包裝緩衝結構系統，其緩衝結構的材料為 高分子塑料，或紙板，包括瓦楞紙板，或紙漿模塑，或金屬片材，或上述材料中的兩種、或兩種以上材料組合。
10.如權利要求1或權利要求9所述的一種包裝緩衝結構系統，其緩衝結構成型工藝為吹塑成型，或摺疊和粘接成型，或模塑成型，或衝壓成型，或滾壓成型。
11.如權利要求6或權利要求10所述的一種包裝緩衝結構系統，還包括 一內裝物，置於緩衝結構的形腔內；一上定位片，置於內裝物上和包裝箱體內頂面之間。
12.如權利要求6或權利要求10所述的一種包裝緩衝結構系統，還包括 一內裝物，置於緩衝結構的形腔內；另一緩衝結構，倒置在內裝物上；一組定位件，固定倒置在內裝物上面的緩衝結構底部於包裝箱內的頂面位置； 一組鎖扣，將兩緩衝結構波紋管，連接承載部的一端相互鎖住，使上下兩形腔包圍的內裝物被懸空在包裝箱內。
13.如權利要求11所述的一種包裝緩衝結構系統，其緩衝結構還包括至少一個結構尺寸較小的緩衝部，該緩衝部被置於結構較大的緩衝部內，小緩衝部波紋管軸線方向的一端與形腔的底面連接，另一端與封底連接，在原氣囊內部形成一小氣囊， 其上同樣開有透氣孔或透氣縫。
14.如權利要求1，或權利要求6，或權利要求11，或權利要求12，或權利要求13所述的一種包裝緩衝結構系統，其緩衝部的剛度隨軸線方向的壓縮位移量變化。
15.如權利要求11所述的一種包裝緩衝結構系統，還另外包括至少一個緩衝結構，所有緩衝結構同時置於包裝箱內底部和內裝物之間，組合提供內裝物的承載和緩衝。
16.如權利要求6，或權利要求10，或權利要求11，或權利要求12，或權利要求13，或權利要求14所述的一種包裝緩衝結構系統，還另外包括至少一個內裝物，所有內裝物放入形腔固定。
全文摘要
一種包裝緩衝結構系統，包含一包裝箱、一緩衝結構。該緩衝結構的緩衝部為彈性波紋管形式，並與封底、裝載部一起組成全包圍的氣囊結構，對被包裝物具有緩衝氣墊功效；氣囊上開有平衡氣壓的透氣孔，該透氣孔同時起到阻尼減振作用。本發明公開的包裝緩衝結構系統組合了波紋管結構緩衝、材料彈性緩衝，以及帶有阻尼的氣墊緩衝，其中包括氣墊在內的所有緩衝性能均不受環境氣候的影響，能以較少的材料對被包裝物起到較好而穩定的緩衝減震保護，適用於各種中小型及脆值較低的商品包裝，尤其適合貴重商品，如精密儀器、儀表、筆記本電腦、手機、手錶、化妝品、禮品等的包裝。
文檔編號B65D81/17GK102424197SQ20111021239
公開日2012年4月25日 申請日期2011年7月26日 優先權日2011年7月26日
發明者沈嘉琦, 沈黎明 申請人:沈嘉琦