CN101218151A - 具有单向阀和多个气泡的可充气的空气包装装置的结构 - Google Patents

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Abstract

气泡包装板具有简单的结构并且可以容易地可充气所有的气泡以包装被保护的物品。气泡可以通过产生空气管的管分隔密封和通过将空气管分隔为多个串连的气泡的气泡分隔密封构成。可以改进管分隔密封和气泡分隔密封的形状和尺寸以改变气泡的形状和气泡包装板上气泡的密度。为每个空气管提供了气泡包装板用单向阀。单向阀可以由具有曲折形空气通道的空气流动迷宫部分和为当前的空气管的空气流动迷宫部分以及下一空气管的空气流动迷宫部分提供空气的公共的空气管部分构成。

Description

具有单向阀和多个气泡的可充气的空气包装装置的结构
技术领域
本发明涉及一种具有单向阀的空气包装装置，用于包装产品以保护产品免受冲击和振动，并且更具体地，涉及一种具有多个可充气气泡和一个或多个单向阀的空气包装装置，其中当包装物品时通过单向阀气泡充满压缩空气。
背景技术
在诸如产品运送的产品分配渠道中，聚苯乙烯形式的包装材料已经用来包装商品和工业产品。尽管聚苯乙烯形式包装材料具有诸如很好的保温性能和很轻的重量的优点，但其同样具有许多的缺点：聚苯乙烯进行再循环是不可能的，当燃烧时产生黑烟，由于其脆弱性当其被划破时有薄片或碎片脱落，生产需要昂贵的模子，并且需要相对较大的仓库进行存储。
因此，为了解决上述问题，已经提出其它的包装材料和方法。一种方法是流体容器(下文中“空气包装装置”)，该容器容易密封包含诸如液体或气体的流体，典型地，空气。空气包装装置具有优良的特性以解决聚苯乙烯存在的问题。首先，由于空气包装装置只是由塑料薄膜的薄片制成，除非空气包装装置被充气，其不需要很大的仓库存储它。第二，由于其简单的结构，不需要生产它的模子。第三，空气包装装置产生对精密产品可能有不良影响的碎片或灰尘。同样，对形成空气包装装置的薄膜可以使用可再生材料。此外，可以用低成本生产并且可以用低成本运输空气包装装置。
图1示出了现有技术中的空气包装装置的例子。空气包装装置10a由第一和第二热塑薄膜13和14，以及单向阀11构成。典型地，每个热塑薄膜由三层材料构成：用适当的胶粘剂或其它装置粘合在一起的聚乙烯，尼龙和聚乙烯。第一和第二热塑薄膜13和14在预定密封部分12a，12b热封在一起从而连接单向阀11后被气密地闭合。因此，如图1所示形成了密封有热封部分12a，12b的一个空气包装装置10a。
图2A-2B示出具有多个空气容器的空气包装装置10b的另一例子，其中每个空气容器都具有单向阀。具有多个空气容器的主要目的是增加可靠性。即，即使一个空气容器由于一些原因漏气，由于通过相应的单向阀空气容器彼此是独立的，其它空气容器是完整无损的，为了保护产品空气包装装置仍然可以起缓冲或减震器的作用。
参照图2A，该流体容器10b由沿矩形外围23a粘合在一起并且在两个空气容器22的每个边界也粘合在一起从而产生导管通道21和空气容器22的第一和第二热塑薄膜制成。当第一和第二热塑薄膜13和14粘合在一起时，如图2A所示，单向阀11也连接到空气容器22的每个进口。通过连接单向阀11，每个空气容器22变得彼此独立。当使用例如空气压缩机将流体(典型地空气)填充至每个空气容器22时，使用空气包装装置10b的进口24。
图2B示出了当用空气充气时图2A的空气包装装置10b。首先，每个空气容器22充满了来自进口24通过导管通道21和单向阀11的空气。为了避免由于环境温度的变化产生的空气容器的破裂，当空气容器22可充气至其完全可充气率的约90％时，通常停止进入容器的空气。填充空气后，由于每个单向阀11防止了空气的逆流，每个空气容器的可充气被保持。典型地，空气压缩机具有计量器以监视供给的空气压力并且当压力到达预定值时自动地停止供给空气至空气包装装置10b中。
单向阀11通常由粘合在一起形成流体管的两个矩形的热塑塑料阀薄膜制成。流体管具有端开口和阀体以允许流体通过流体管从端开口流动但阀体防止逆流。单向阀的结构的例子在美国专利号5,209,264，5,927,336和6,629,777中更详细地进行了说明。在空气包装装置的制造过程中或以后，单向阀连接到空气包装装置的热塑薄膜上。
如图2C-2E所示，现有的单向阀具有问题。例如，当空气包装装置10b充气时，单向阀体的两侧23a和23b由于空气容器22的充气被向内压缩。压力的方向由图2C中的箭头25示出。结果，单向阀11变为如图2D所示的波浪状，尽管在空气包装装置10b充气之前连接部分12是直的。
如上所述，单向阀11通常由两个热塑薄膜板制成。通过如上所述的压力，有时，在空气容器22的单向阀11中的热塑薄膜之间会产生缺口。因此，如图2E所示，空气通过该缺口泄漏出，其中单向阀11中的泄漏由箭头27示出。换句话说，在该例子中，发生通过单向阀11在空气容器中的逆流并且来自空气容器的空气流入导管通道21中。
当使用上述单向阀时，由于当空气容器很长并且导管通道21很窄时，需要填充流体容器的压力可以很大。当每个空气容器由多个串连的空气单元构成时由于空气不得不通过许多空气单元从一端供给到空气包装装置的另一端，这尤其真实。当空气压缩机没有很大的动力用高压力供给空气时，这可能是一个问题，或较接近空气输入处的空气包装装置的部分可能被损害。
关于具有如上所述的现有的单向阀的空气包装，仍然存在其它问题，即安装单向阀时装置的非柔性。如图2A-2B所示，单向阀11必须接近导管通道21定位，即，空气进口24。由于导管通道21在空气包装装置10b的最后端定位，设计空气包装装置的形状的自由度严重地受到限制。
如上所述，替代聚苯乙烯包装，使用单向阀空气包装装置对包装商业产品和工业产品非常有用。然而，现有的单向阀存在如上所述的问题。因此，非常需要可以解决上述问题的单向阀和使用新的单向阀的空气包装装置。
空气包装装置的另一例子是广泛地用于包装产品的气泡包装板。气泡包装板的例子在图2F的透视图中被示出。气泡包装板107包括包装板105和每个都在其中包含空气的多个气泡103。当气泡包装板107包装产品时，气泡103保护产品。  在它们被制造出时，气泡103永久地捕集空气。
尽管在包装各种尺寸和结构的产品时气泡包装板是通用的，但它们具有由于充满空气气泡体积很大的缺点。由于当气泡包装板被制造出时气泡包含空气，因为气泡包装板的卷很大，运送至使用气泡包装板的地方效率很低。由于它们很大，同样需要很大的存储空间。此外，虽然气泡充满了空气，但由于气泡中的空气不是压缩空气，每个气泡不具有很强的弹力。因此，为了充分保护其中的产品，通常需要用气泡包装板将产品包装两次或更多次，这样消耗了大量的气泡包装板。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种具有单向阀和多个气泡的空气包装装置的结构，其中只是在包装被保护产品之前立即通过压缩空气将空气包装装置充气。
本发明的另一目标是提供一种结合在空气包装装置中的单向阀的结构，其中空气包装装置是包装板以允许压缩空气填充在气泡中并且抑制压缩空气的逆流。
本发明的进一步目标是提供一种具有单向阀和多个气泡的空气包装装置，其中在使用之前没有填充空气的情况下空气包装装置是平的薄板从而可以用低成本容易地运输和存储大量的空气包装装置。
本发明的一方面是空气包装装置，该空气包装装置是可以密封地包含用于保护产品的空气(流体)的气泡包装板。空气包装装置包括彼此叠置的第一和第二热塑薄膜，管分隔密封以产生空气管，位于管分隔密封之间以将空气管分隔为多个空气管的气泡分隔密封，其中气泡分隔密封的长度比两个相邻管分隔密封之间的宽度短，并且其中第一和第二热塑薄膜的预定部分在管分隔密封处粘合以产生空气管并且在气泡分隔密封处粘合以产生气泡。
其还包括在第一和第二热塑薄膜之间建立的多个单向阀，用于相应的空气管，每个单向阀允许压缩空气在单向阀的预定方向流动，并且还包括在单向阀之一上形成的空气输入处以通过单向阀将压缩空气供给所有的空气管。
单向阀由空气流动迷宫部分和公共的空气管部分构成，所述空气流动迷宫部分形成用于供给空气至具有一个或多个串连气泡的对应的空气管的曲折形形状的空气通道，所述公共的空气管部分为当前的空气管的空气流动迷宫部分以及下一空气管的空气流动迷宫部分提供空气。
可以改进气泡分隔密封和管分隔密封的尺寸和形状以改变气泡的形状和气泡的密度。气泡分隔密封构成为在空气管的方向上较宽。气泡分隔密封形成向内弯曲的结构以形成圆形的气泡。本管分隔密封较宽从而每个相邻空气管彼此相隔很远。管分隔密封也可以形成弯曲的波浪状结构以形成圆形的气泡袋。
本发明的另一方面是提供一种密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装，该气泡包装除以上结构外还具有连接到单向阀的空气输入处的进口，以及位于主进口的一端的主耐久单向阀，其中压缩空气从主耐久单向阀通过主进口供给到每个单向阀以可充气每个空气管和气泡。
附图说明
图1是示出了在现有技术中具有单个空气容器的空气包装装置的结构的例子的示意图。
图2A-2E是示出了在现有技术中具有多个空气单元和对应的单向阀的空气包装装置的结构的例子的示意图。图2F是示出了在现有技术中气泡包装板的结构的例子的示意图。
图3A-3D示出了本发明的单向阀的基本概念，其中图3A是示出了空气包装装置上的单向阀和气泡的结构的平面视图，图3B是示出了当压缩空气供给到那里时包括由虚线箭头表示的空气的流动的单向阀和气泡的平面视图，图3C是示出了用于将单向阀板粘合至空气包装装置的塑料薄膜中的一个上的热封部分的平面视图，以及图3D是示出了用于将单向阀板和空气包装装置的两个塑料薄膜粘合的热封部分的平面视图。
图4是示出了用于生产本发明的空气包装装置的设备的例子的示意图。
图5是示出了由单个层薄膜构成并且形成在空气包装装置的热塑薄膜的一个上的本发明中的单向阀的内部结构的例子的横截面视图。
图6是示出了由双层薄膜构成并且形成在空气包装装置的热塑薄膜的一个上的本发明中的单向阀的内部结构的另一例子的横截面视图。
图7A是示出了本发明的单向阀的内部结构和当充气时空气包装装置的空气单元中空气流动的横截面视图，以及图7B是示出了单向阀的内部结构和空气包装装置充分充气从而单向阀通过空气压力关闭时的空气流动的横截面视图。
图8A是示出了本发明的空气包装装置的内部结构的例子和当充气空气包装装置时其中的空气流动的横截面视图，以及图8B是示出了本发明的空气包装装置的内部结构和空气包装装置充分充气从而单向阀由空气压力关闭时其中的空气流动的横截面视图。
图9是示出了本发明的空气包装装置的部分平面视图，该空气包装装置是未充气的气泡包装板，其中每个空气通道中的密封形成气泡并且箭头表示当充气气泡包装板时空气的流动。
图10A至10G是示出了空气包装装置的结构的例子的部分平面视图，该空气包装装置具有各种热封的结构从而根据本发明改变气泡包装板上气泡的形状和气泡的密度。
图11是示出了应用到气泡包装板的本发明的空气包装装置的例子的平面视图。
图12是示出了应用到气泡包装板的本发明的空气包装装置的另一例子的部分的平面视图。
图13是基于本发明的空气包装装置，示出了充气的气泡包装板的例子的透视图。
图14A是示出包括两组或更多组的单向阀的气泡包装板的另一实施例的平面视图，以及图14B是示出括两组或更多组的单向阀和主单向阀的气泡包装板的进一步的实施例的平面视图。
图15是示出了结合了与图3A-3D和图14不同类型的单向阀的未充气的气泡包装板的另一实施例的平面视图。
图16A-16B是示出了根据本发明在图15的气泡包装板中使用的单向阀的详细结构的例子的示意图。
图17是示出了在本发明的图15的气泡包装板中使用的用于解释当充满压缩空气时两个单向阀薄膜如何成对地紧密地关闭的图16A-16B的单向阀的横截面视图的示意图。
图18A-18B是示出了用于执行用于生产本发明的空气包装装置的热封处理的生产系统的结构的另一例子的示意图，其中图18A是其平面视图以及图18B是其正视图。
具体实施方式
本发明提供一种具有在气泡包装板中使用的单向阀的空气包装装置的结构。因此，下文中，术语“空气包装装置”和“气泡包装板”可以互换地使用。传统的气泡包装板不具有单向阀从而在最初的产品中气泡充满了具有很低的空气压力的空气。因此，一卷气泡包装板的尺寸变得很大，这样降低了从气泡包装板的制造者向使用者分配的效率。因为气泡包装板的卷很大，制造者和使用者需要很大的存储空间用于存储气泡包装板。
本发明中，由于气泡包装板具有一组单向阀，只有当使用气泡包装板时使用者可以通过单向阀填充压缩空气。换句话说，当不使用时，气泡包装板是薄板。因此，大量的气泡包装板可以通过很小运载工具运输的并且存储在很小的存储空间中。此外，由于单向阀，压缩空气可以在相对高的压力下填充气泡包装板的气泡，因此，当通过压缩空气充气时气泡包装板具有充分高的弹力和厚度。通过一次包装物品，气泡包装板可以充分地保护其中的物品。即，不同于传统的包装板，其不需要以两次或更多的次数包装物品。
单向阀具有简单的结构并且可以连接到气泡包装板的任意位置。此外，在现有制造设备没有很大的变化的情况下，可以很容易制造出本发明中的单向阀。典型地，与本发明的单向阀相结合的气泡包装板将被保护的物品包装起来，并且打包在集装箱中。应当注意，尽管本发明说明使用空气充气气泡包装板的情况是起示意性的目的，但也可以使用诸如其它类型的气体或液体的其它流体。
参照附图，将详细说明本发明。图3A-3D是示出了用于空气包装装置(气泡包装板)的单向阀的结构以及本发明中的气泡包装板的基本结构的平面视图。图3A示出了单向阀35和气泡包装板30的一部分的结构。具有单向阀35的气泡包装板30由两排或更多排的空气管道(空气容器)33构成。每排空气管道33具有多个串连的气泡42。如将在下文中详细说明的，每个空气管33都被气泡分隔封条43隔开以形成多个气泡42(每个管只示出了两个)。
在供给空气以将气泡包装充气之前，气泡包装板30具有由第一(上部)热塑膜62和第二(下部)热塑膜64(图4-6)制成的延伸的长方形板的形状。每个都具有串连气泡42的空气管33以平行方式对准定位从而气泡42以矩阵的方式在气泡包装板30上布置。为了产生这样的结构，空气管通过由分隔线(热封线)32将第一热塑膜62和第二热塑膜64结合而形成。
因此，平行产生多个空气管33，每个都具有多个串连的气泡42。每个空气管33都可以独立地通过单向阀充满空气。同样地，第一热塑膜62和第二热塑膜64在气泡分隔密封43处热封，从而在每个空气管33上产生彼此串连连接的气泡42。如图所示，分隔密封43的两端从分隔线(侧密封或管分隔密封)32间隔开。这样的间隔充分提供了空气通过的通道。
具有多个单向阀35的单向阀膜60连接到热塑膜62和64中的一个上。当连接单向阀膜60时，由阴影线表示的脱离载体37被应用到在单向阀板和塑料薄膜62和64中的一个之间的密封线32上的预定位置。例如，脱离载体37是具有高热阻的一种油漆，从而其阻止第一和第二热塑膜62和64之间的热粘合。因此，即使当沿热封线(管分隔密封)32对第一和第二薄膜作用粘合时，第一和第二薄膜将不会在脱落载体37的位置处彼此粘合。
脱落载体37还允许空气输入处31在气泡包装30中充满空气时被很容易地打开。当由相同材料制成的上下薄膜62和64在一起成层时，存在两个薄膜彼此粘合的趋势。印在热塑膜上的脱离载体37防止这样的粘合。因此，当充气气泡包装板30时促进了将空气压缩机的空气喷嘴很容易地插入气泡包装板30的进气输入处31。
本发明的单向阀35由公共的空气管部分38和空气流动迷宫部分36构成。空气管部分38作为管道从而允许空气从进气输入处31流到每组空气管33中。空气流动迷宫部分36防止气泡包装板30与外面之间的空气的自由流动，即，其起反对空气流动的闸门的作用。为了完成该闸门功能，空气流动迷宫部分36由两个或更多的壁(热封)36a-36c构成，从而来自公共空气管部分38的空气将不会直接地流入空气管而是不得不以曲折的方式流入。在空气流动迷宫部分36的末端，形成了出口34。通过使用迷宫部分36地相对复杂地结构，可以减小单向阀35的尺寸。
本发明的气泡包装板30与单向阀35和空气管33相结合，其中每个空气管33包括串联的气泡42。在气泡包装板30中，供给到空气输入处31以充气具有气泡42的空气管33的压缩空气以图3B所示的方式流入。图3B所示的平面视图包括与图3A相同的单向阀35的结构并且还包括示出单向阀35和空气管33中的空气流动的虚线箭头39。如箭头39所表示的，来自单向阀35的空气在气泡包装板30的向前的方向和向后的方向上都流动。
即，当空气从空气压缩机(未示出)供给到进气输入处31时，空气经由空气管部分38和空气流动迷宫部分36向出口34流动以及经由空气管部分38向下一个相邻的空气管33流动。从出口34排出的空气通过在气泡包装板30的向前和向后方向(图3B中的左右方向)流动可充气空气管33，由此可充气串联的气泡42。移动到下一空气管的空气以相同的方式流动，即，向出口34和向下一相邻的空气管33流动。这样的操作从第一空气管33至最后的空气管33连续进行。换句话说，空气管部分38允许空气通过空气流动迷宫部分36流入本空气管33或流入下一空气管33。
图3C-3D示出了用于解释如何在气泡包装板30上产生单向阀35的本发明的单向阀的放大视图。如上所述，单向阀薄膜60连接到气泡包装板30的热塑膜62或64中的任一个上。图3C和3D的例子示出了单向阀薄膜60连接到上部(第一)热塑膜62上的情况。附图中的粗线表示薄膜之间的热封(粘合)。
本发明的气泡包装片通过用加热器将第二(下部)热塑膜64，单向阀薄膜60，以及(上部)热塑膜62压制而粘合在一起制造成。由于每个薄膜都由热塑性材料制造成，当施加热量时它们将粘合(焊接)在一起。在该例子中，单向阀薄膜60连接在上部热塑膜62上，然后，单向阀薄膜60与上部热塑膜62粘合到下部热塑膜64上。
首先，如图3C所示，通过在由粗线表示的部分处热封两个薄膜，单向阀薄膜60连接到上部热塑膜62上。通过该处理，预先作用在单向阀薄膜60上的脱离载体37通过粘合线29a和29b连接到上部薄膜62上以产生空气管部分38。此外，通过粘合线36a-36c等产生空气流动迷宫部分36。在迷宫部分36的端部，敞开空气通道以建立空气出口34。
然后，如图3D所示，在由粗线(管分隔密封)32表示的部分处通过热封，单向阀薄膜60和上部热塑膜62连接到下部热塑膜64上。通过该处理，由于两个空气单元之间的边界由粘合线(管分隔密封)32封闭，每个空气管33彼此分离开来。然而，由于脱离载体禁止在薄膜之间热封，具有脱离载体37的粘合线32的范围不是封闭的。结果，产生了允许空气以图3B所示的方式流动的空气管部分38。尽管在图3D中未示出，如图3A和3B所示，还通过在每个空气管33上热封气泡分隔密封43产生串连的气泡42。
在上述例子中，如图3A-3D所示，单向阀薄膜60上的脱离载体37具有字母“L”的形状。该形状的优点是其允许诸如空气压缩机的空气源的喷嘴安装到空气输入处31上以将空气充满气泡包装板30。典型地，在图4的生产过程的结束时气泡包装板30被切断。例如，空气包装装置可以以这样的方式切断，即在图3A的最高位置处的单向阀35的脱离载体37的″L″形状的垂直线可以起空气输入的作用。因此，当通过水平线获得空气管部分38的充分的尺寸的同时，L形状的脱离载体37适于通过垂直线建立适当的空气输入处31。然而，脱离载体37可以采用其它各种形式以建立本发明的单向阀。
图4示出了用于制造与单向阀结合的本发明的气泡包装板30的制造设备的例子。如上所述参照图3C-3D，在气泡包装板的制造过程过程中构造单向阀35。图4的制造设备的结构仅仅是例子，并且本领域技术人员将会领会到用图4的设备的概念会存在许多其它形成用于制造气泡包装板的形式。例如，如在下文中将要简要说明的图18A和18B示出了由本发明的受让人使用的另一制造系统。
图4中的制造(生产)设备70由薄膜供给装置71，薄膜传送辊子72，阀热封装置73，上下辊子控制器74，用于供给延伸的塑料薄膜的传感器79，主薄膜热封装置75，用于主热封操作的皮带传送器77，以及补充热封装置76。在主热封装置75能够热封上下薄膜62和64所有的必须部分的情况下，可以省略补充热封装置76。
为了改进单向阀的定位性能，为制造设备70提供了上下辊子控制器74。为了精确地调整单向阀薄膜60的位置，上下辊子控制器74在垂直方向(上或下)将辊子74b移动到制造流程方向H。同样，为了改进热封性能，为制造设备70提供在其表面上具有在高温下有很高的机械强度的诸如聚四氟乙烯薄膜或聚酯薄膜的塑料薄膜的带传送带77。
参照图4，说明了整个制造过程。首先，薄膜供给装置71供给上热塑薄膜62，下热塑薄膜64，以及单向阀薄膜60。制造设备70中在不同位置的薄膜传送辊子72向前引导并且发送上热塑薄膜62，下热塑薄膜64，单向阀薄膜60。
热封处理的第一阶段是由阀热封装置73进行的。这是通过将单向阀薄膜60连接到上热塑薄膜62上用于形成单向阀35的处理。每个薄膜的位置基于来自传感器79的信号通过上下辊子控制器74调整。在该处理过程中，单向阀薄膜60用由图3C的粗线所表示的方式(粘合线)粘合到上热塑薄膜62上。
热封处理的第二阶段是由主热封装置75和皮带传送器77进行的。主热封装置75是用于粘合上下热塑薄膜用图3A和3B的线条示出的粘合线32和分隔密封43产生许多空气管33和气泡42的加热器。典型地，主热封装置75是大型加热器以产生诸如图10A-10G以及11-13所示的气泡包装板30的板。在该处理过程中或通过独立的处理，通过粘合上下热塑薄膜还产生了气泡分隔密封43以在每个空气管33中产生串连的气泡42。
带传送器77用来通过主热封装置75防止热封部分延伸或中断。带传送器77具有两个轮77b和由诸如聚酯薄膜或聚四氟乙烯薄膜的高耐热性薄膜制成或覆盖的带77a。在热封处理中，来自主热封装置75的热量通过传送器皮带77a上的聚四氟乙烯薄膜施加到上下薄膜62和64上。热封处理后，立即将聚四氟乙烯薄膜暂时地粘在上/下薄膜62和64中的一个上。如果聚四氟乙烯薄膜立即与上/下薄膜62和64分离，则上/下薄膜的热封部分可能变形或甚至折断。
因此，在图4的制造设备中，在聚四氟乙烯薄膜没有立即与上下薄膜62和64分离的情况下，由于带传送器77，聚四氟乙烯薄膜以与上下薄膜62和64相同的供给速度移动。在该过程中，当它们暂时粘在带77a上的聚四氟乙烯薄膜上的同时，高温的热封部分自然地冷却。因此，在带传送器77的端部，上下薄膜62和64可以可靠地与聚四氟乙烯薄膜分离。
通过补充密封装置76执行密封处理的第三阶段。这是最后的热封处理以通过热封剩余的热封部分产生气泡包装板。在主热封装置75能够热封所有的必须部分的情况下，可以不需要通过补充密封装置76的处理。以一个很长的薄膜形式的气泡包装板可以切断或折叠或卷起以运送到使用者处。
图5是示出了由单层薄膜构成并且形成在气泡包装板的热塑薄膜上的本发明的单向阀的内部结构的部分截面正视图，其中只是示出了气泡包装板的一个空气管33。如上所述，在单向阀薄膜60和气泡包装板的上下热塑薄膜62和64中的一个之间产生公共的空气管部分38和空气流动迷宫部分36。在该例子中，单向阀薄膜60以参照图3C所说明的方式通过热封连接到上热塑薄膜62上。
空气流动迷宫部分36具有诸如曲折形空气通道的迷宫结构以产生诸如逆流的空气流动的阻力。通过粘合(热封)线36a-36c产生这样的曲折形空气通道。与直接向前的空气通道不同，通过压缩空气，迷宫部分36很容易完成充气气泡包装板的操作。用于产生空气流动阻力的各种方式都是可能的，并且图3A-3D以及图5所示的迷宫部分36的结构仅仅是一个例子。通常，迷宫结构越复杂，需要的迷宫部分36的面积越小，从而充分地生产与空气流动相反的阻力，即，减小了单向阀的尺寸。
图6是示出了由双层薄膜构成并且形成在气泡包装板的热塑薄膜中的一个上的本发明的单向阀的内部结构的另一例子的截面图，其中只是示出了气泡包装板的一个空气管33。在该例子中，在上热塑薄膜62和单向阀薄膜60之间提供了附加薄膜65。附加薄膜65和单向阀60形成单向阀35b。附加薄膜65这样连接到上薄膜62上从而上热塑薄膜62和附加薄膜65之间的空间将不会传递空气。
图6的这个结构的优点是在防止空气逆流时改进了可靠性。即，图5的单向阀中，当空气填充在空气单元管33中时，具有单向阀35的空气管的上薄膜62是弯曲的。此外，当通过气泡包装板包装物品时，物品的表面突出物可能接触并且使单向阀在其中的空气管(气泡)的外表面变形。由于空气管的弯曲，可能削弱由单向阀产生的密封效果。由于薄膜65本身与上薄膜62无关，附加薄膜65缓解该问题。
图7A和7B是示出了具有单向阀35的空气管33(气泡42)的内部的横截面图。图7A示出了压缩空气通过单向阀35导入空气管33的情况。图7B示出了空气管33充满空气至适当的度从而单向阀35通过内部气压有效地密封的情况。图7A和7B中虚线箭头39表示空气的流动。
如图7A所示，当空气从空气输入处31(图3A-3B)泵入时，空气将朝向每个都具有串连气泡42的空气管33流动。当一部分空气流向下一行空气管33的同时，剩余的空气进入当前空气管以可充气气泡。由于从诸如空气压缩机的空气源作用的压力，空气将流入空气管(气泡)。空气通过空气流动迷宫部分36并且在迷宫部分36的端部的出口34排出。所有的空气管和气泡最终将充满压缩空气。
如图7B所示，当具有单向阀35的气泡可充气到一定程度时，空气的内部压力将向上推动单向阀薄膜60从而其与上热塑薄膜62接触。图7B主要示出了单向阀35的空气流动迷宫部分36以示出单向阀如何工作。当内部压力到达充分高的水平，单向阀薄膜60气密地接触上热塑薄膜62，即，单向阀35关闭，由此防止空气的逆流。
图8A和图8B示出了当压缩空气供给那里时在具有本发明的多个气泡42和单向阀35的气泡包装板中一个完整的空气管的例子。图8A示出了空气没有充分地填充气泡42，因而，空气连续地供给到气泡42的的情况。如图8B所示，当空气充分地填充气泡42时，单向阀35被向上压并且牢牢地与热塑薄膜62接触，由此关闭单向阀35以防止逆流。如上所述由于单向阀35形成在很小的面积中，本发明的单向阀在定位到气泡包装板方面提供了很大的自由度。
以上说明主要是说明单向阀的结构。下面，参照附图详细说明包含压缩空气的气泡的结构。图9示出了当没有充气时本发明的气泡包装板的一部分的结构的例子。箭头91表示当喷射空气充气气泡包装板时的空气的流动。热封(管分隔密封)47将空气管33彼此分开并且气泡分隔密封43c在气泡包装板的每个空气管33上产生气泡42。
为了简化图解，上述的单向阀在图9中没有示出。气泡42由气泡分隔密封43c形成。如上所述，密封(侧面密封或管分隔密封)47在气泡包装板上建立了延伸的空气管33。气泡分隔密封43存在每个空气管中对准定位以为每个空气管33产生串联的气泡42。气泡分隔密封43c比相邻密封47之间的宽度短。因此，在气泡分隔密封43和它们相邻的密封47之间存在很小的开口。如由箭头91所表示的，该空间允许空气流向每个气泡42。通过调整气泡分隔密封43c的长度，可以调整空气通过的间隔空间。
由于每个气泡42由侧密封47和气泡分隔密封43c形成，气泡42可以由相对简单的结构形成。因此，可以很容易地执行本发明的气泡包装板的设计和生产。此外，可以用图4所示的制造设备的进行很小的修改制造本发明的气泡包装板。尽管只是示出了一部分气泡包装板，但可以容易地修改气泡包装板的尺寸和形状以适应计划的目的。
图10A至10G示出了本发明的气泡包装板的其它例子，其中改进了侧面密封(管分隔密封)47和气泡分隔密封43。图10A是示出了本发明的气泡包装板的平面视图。该结构与上述的图9所示的结构相同。图10B示出了另一气泡包装板，其中气泡分隔密封43d比图10A中的气泡分隔密封43c宽。由于气泡分隔密封43d的宽度图10B中的结构允许每个气泡42分开形成，即，气泡42更稀疏地定位。图10B中气泡分隔4密封3d的宽度仅仅是一个例子，并且其可以采用其它矩形形状或正方形形状。
图10C是示出了本发明的气泡包装板的平面视图，其中侧面密封(管分隔密封)47b比上述例子的侧面密封47宽。该结构同样具有空气管和气泡彼此稀疏地定位的效果。通过加厚管分隔密封47和气泡分隔密封43使气泡更加稀疏的分布也是可能的。
图10D示出了本发明的气泡包装板的另一个例子，其中侧面(管分隔)密封47c具有波浪形状，以这种方式气泡42变得比上述例子更圆。在该例子中，由于管分隔密封47是以围绕每个气泡42方式弯曲的，气泡42比上述例子中的气泡更圆。
本发明中的气泡包装板可以形成没有彼此对准的气泡。图10E是示出了本发明的气泡包装板的这样的结构的平面视图，其中在X轴方向(左右)空气管中的气泡分隔密封43d没有与相邻空气管中的气泡分隔密封43d相同地对准。当图10E中的气泡包装板可充气时，气泡42没有彼此对准。
图10F是示出了本发明的气泡包装板的结构的平面视图，其中气泡分隔密封43e比图10E中的气泡分隔密封43d具有较大的尺寸。在通过增加气泡之间空间形成气泡时，这样的结构也具有减少气泡形成密度的效果。气泡分隔密封43的形状也可以修改以改变气泡的形状。如在图10G可替换的实施例中所示，气泡分隔密封43e可以是在两侧向上弯曲的以产生更加圆形状的气泡。
如上所述，本发明使得通过侧面密封和气泡分隔密封微小的修改，使气泡包装板容易地改变气泡的形状和尺寸。大多数情况下，如上所述通过简单地改变气泡分隔密封43和侧面密封47的宽度可以调整气泡的密度。
图11是示出了本发明充气的气泡包装板的平面视图。通过诸如图9所示可充气气泡包装板，获得该充气的气泡包装板。当每个气泡42充气时，发生很小的变形从而由于空气压力每个气泡变得更圆。图13示出了可充气的气泡包装板的透视图。由于压缩空气被喷射到每个空气管中，气泡42可充气。可充气的气泡为要保护的包装提供抗震性。
图14A示出了本发明的气泡包装板的另一实施例。在该例子中，使用了两组单向阀35，其中每组具有多个单向阀35。与图3A-3D所示的相比，每个单向阀35的空气流动迷宫部分36可以更加简化，从而可以最小化单向阀35的尺寸。然后，空气将以类似于图3B所示的方式流动。通过每组单向阀35的开口(空气输入处)31供给空气。由于结合了两组或更多组的单向阀35，一旦充满压缩空气，即使每个单向阀35具有很小和简化的形状，气泡包装板可靠地将压缩空气保持在其中。
图14B示出了本发明的气泡包装板的另一实施例。在该例子中，正如图14A的结构所述，气泡包装板具有主单向阀41，该主单向阀41是气泡板上的所有空气管33公共的单向阀。主单向阀41可以是惯用的单向阀或由如上所述的本发明中的薄膜层制成的单向阀。与图14A的例子类似，使用了两组单向阀35，其中每组具有多个单向阀35。空气通过主单向阀41供给并且将到达每组单向阀35的开口(空气输入处)31。然后，空气将以类似于图3B所示的方式流动。由于主单向阀41加强了气泡包装板以防止空气泄漏，该结构允许很高的耐久性。即，即使单向阀35中的一个由于任何原因失灵，主单向阀41防止了空气的逆流。
图15示出了结合了参照图16A，16B和17更详细地说明的可替换的单向阀的本发明的气泡包装板的另一个例子。一组单向阀88在气泡包装板上的每个空气管33的一端上。每个空气管33具有串联的气泡42。空气导管83共同地连接到单向阀88上以将压缩空气供给到每个空气管33的气泡42中。
图16A和16B示出了在图15的例子中使用的单向阀88的结构。图16A是平面视图并且图16B是单向阀88的横截面视图。图16B示出了沿图16A中线II的单向阀88的横截面视图。此外，图16B的横截面视图示出了压缩空气没有供给到气泡包装板的空气管84的情况。
图16A和16B中，如图16A所示在单向阀进口83a附近形成加固密封部分92。如图16A所示，这些部分以与进口部分83a的每个边缘相接触的方式布置。密封部分92对空气导管通道83和空气管84之间的边界加固，并且防止当可充气时空气管84破裂。本发明中，加固密封部分92并不是必须的并且可以省略。
在流体容器84中，两个单向阀薄膜82a和82b并列布置(叠加)并且夹在靠近导管通道83的两个容器薄膜81a和81b与固定密封部分91-92，85和87之间。固定密封部分91-92是指出口部分，固定密封部分85是指延伸(或加宽)部分，并且固定密封部分87是指变窄的部分。这些固定密封部分还形成单向阀88的结构并且同时将阀固定到第一容器塑料薄膜81a上。只是通过用第一塑料容器薄膜81a熔化单向阀塑料薄膜82a和82b而制成固定密封部分85。作为粘结的结果，单向阀88在空气管84内部构造成。
如上所述，单向阀88由两个柔性的热塑薄膜81a-81b制成并且在第一单向阀薄膜82b和第二单向阀薄膜82a之间产生空气管98。压缩空气如何通过单向阀88是通过由数字97a，97b和97c表示的白色箭头表示。压缩空气从空气导管通道83通过空气管98供给到空气管84。
单向阀88中，尽管存在固定密封部分85，87和91-92，但向前的空气相对容易地通过流体管98流动。然而，阀中的逆流将不容易通过空气管98。换句话说，如果空气管98中存在逆流，则由于逆流本身的压力其被防止。如图17所示，并且将在下文中进行说明的，通过该压力，使得彼此相对的单向阀薄膜82a和82b的两个表面无间隙地接触。
如已经说明过的，图16A-16B中，固定密封部分85，87和91-92同样起将压缩空气导向从而在单向阀88中流动的作用。固定密封部分由将两个单向阀薄膜82a和82b粘合在一起的部分91a，92a，85a和87a，和将第一容器薄膜81a和第一单向阀薄膜82b粘合在一起的部分91b，92b，85b和87b构成。因此，作为排除了固定密封部分91a，92a，85a和87a的在两个单向阀薄膜82a-82b之间形成的空间，形成了单向阀88中的空气管98。
固定密封部分87由在附图中的向上的方向延伸的两条对称线段(变窄的部分)构成，并且空气管98的宽度通过这些部分87变窄。换句话说，当其通过宽的空间流到由变窄的部分87产生的窄的空间时，正常的流动可以很容易通过空气管98至空气管84。另一方面，当压缩空气通过由变窄的部分87产生的窄的空间返回时，变窄的部分87趋向于停止来自空气管84的逆流。
靠近变窄部分87形成延伸部分85。延伸部分85的形状与心脏形状类似以使得空气流动转向。通过使压缩空气流过延伸部分85，空气转向，并且空气沿延伸部分85的边缘流动(由箭头97b表示)。当压缩空气进入空气管84(向前流动)时，空气在延伸部分85中自然地流动。另一方面，因为逆流与延伸部分85相碰撞并且在其方向转向，逆流不能直接地流过变窄部分87。因此，由于流动不是自然的，实际上不能发生逆流。因此，延伸部分85同样起防止逆流的作用。
靠近延伸部分85形成出口部分91-92。在该例子中，在单向阀88的上部中心形成了垂直于(制造)流动方向H延伸的出口部分91，并且延伸至(制造)流动方向H的两个出口部分92相对于出口部分91对称地放置。在这些出口部分91和92之间存在一些空间。这些空间构成空气管98的一部分，如箭头97c所示，压缩空气可以通过这些空间。当压缩空气供给空气管84并且通过经过出口部分91-92空气以四个方式向转向时，出口部分91-92形成单向阀88的最后流通部分。
因此，来自空气管84的逆流不能容易地通过空气管98。因此，通过出口部分一定程度地停止了逆流。如已经说明的，从导管通道83至空气管84通过的空气相对平滑地通过单向阀88被传送。此外，形成在单向阀88中的变窄部分87，延伸部分85和出口部分91-92起防止空气逆流的作用。
图17是示出了本发明的单向阀88的效果的横截面视图。该例子示出了当逆流试图在空气管84中发生时单向阀88的内部情况。首先，由于出口部分91和92为空气而起作用空气几乎不进入空气管98中，从而逆流将不会容易地进入出口部分。反而，如箭头51所表示的，空气流入第二容器薄膜81b和第二阀薄膜82a之间的空间，并且如图17所示，空间可充气。通过该膨胀，第二单向阀薄膜82a被压至右侧，并且同时，第一个阀薄膜82b被压至左侧。结果，如用箭头52所表示的，使得两个单向阀薄膜82a和82b紧密地接触。因此，完全地防止了空气的逆流。
正如图4的生产系的例子统所述，在图18A和18B中示出了用于生产空气包装装置的生产系统的另一例子。该生产系统的细节被本发明的同一受让人的美国申请No.10/979,383公开。图18A是生产系统的示意的平面视图以及图18B是生产系统的示意的正视图。生产系统通过在上述气泡包装板中热封热塑薄膜生产空气包装装置。
图18A和18B的生产系统基本上由薄膜供给部分190，第一热封阶段195，第二热封阶段196，第三热封阶段197，供给速度调节器198，和薄膜辊子199构成。薄膜供给部分190包括用于供给第一和第二热塑薄膜181，183和单向阀薄膜182至热封阶段195-197的薄膜辊子191-193。虽然未示出，但是生产系统包括各种传感器以检测和调整热塑薄膜的位置。在热封阶段热塑薄膜181-183反复停止并且前进至下一热封阶段。
薄膜供给部分190包括用于调整薄膜辊子191-193和热封阶段195-197的供给速度的供给速度调节器194。为了运输或其它处理，薄膜辊子199滚动热封热塑薄膜。供给速度调节器198调节薄膜棍子199和热封阶段195-197的供给速度。配置了薄膜供给器(未示出)以在供给方向向前发送热塑薄膜181-183。
由于辊子191-193为了输出热塑薄膜181-183以相同的速度连续地转动，但热塑薄膜181-183不得不在热封阶段195-196反复地停止，薄膜供给速度调节器194调整它们之间的薄膜供给速度。类似地，由于辊子199以相同的速度连续地转动，但热塑薄膜181-183不得不在热封阶段195-196反复地停止，薄膜供给速度调节器98调整它们之间的薄膜供给速度。
第一热封阶段195是通过对薄膜加热使第一(空气包装)热塑薄膜181和单向阀热塑薄膜182粘合。这些是通过将单向阀薄膜182重叠在第一空气包装热塑薄膜181上，并且通过由第一热封阶段195中的加热器加热热塑薄膜将单向阀热塑薄膜182粘合至第一空气包装热塑薄膜181上而完成。结果，为空气包装装置的每个空气容器产生了多个单向阀。
第二热封阶段196是在诸如图10A-10G和图11-15的侧面密封47的预定粘合面积上通过加热薄膜将第一(空气包装)热塑薄膜181粘合到第二(空气包装)热塑薄膜183上。这些是通过将单向阀薄膜182夹在其中的同时，将第二空气包装热塑薄膜183叠置在第一空气包装热塑薄膜181上，并且通过由第二热封阶段196中的加热器加热热塑薄膜将第一空气包装热塑薄膜粘合到第二空气包装热塑薄膜上而完成。因此，在气泡包装板上产生了多个空气管，其中为每个空气管提供单向阀。
第三热封阶段197是在诸如图10A-10G和图11-15的气泡分隔密封43的预定粘合面积上通过加热薄膜将第一空气包装热塑薄膜181粘合到第二空气包装热塑薄膜183上。在第二热封阶段196设计为也执行热封步骤以产生气泡分隔密封43的情况下，将不需要第三热封阶段197。在将热塑薄膜在供给方向向前移动之前每个粘合步骤一结束后，在热塑薄膜和加热器之间提供的耐热薄膜(未示出)在与热塑薄膜的供给方向相反的方向移动。包含耐热薄膜的该操作的细节在以上提及的美国申请No.10/979,383被公开。
尽管在此参照优选实施例说明了本发明，但本领域技术人员将会理解到在没有背离本发明的精神和范围的情况下可以作出各种修改和变化。这样的修改和变化认为是在所附权利要求和其等同形式的范围和范畴内。

Claims (19)

1.一种密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，包括：
彼此叠置的第一和第二热塑薄膜；
管分隔密封，以通过热封第一和第二热塑薄膜而产生多个空气管；
位于所述管分隔密封之间以通过热封第一和第二热塑薄膜而将每个所述空气管分隔为多个气泡的气泡分隔密封，其中所述气泡分隔密封的长度比两个相邻的管分隔密封之间的宽度短；
在所述第一和所述第二热塑薄膜之间建立的多个单向阀，用于相应的空气管，每个单向阀允许压缩空气在单向阀的预定方向流动；以及
在单向阀的一个上形成的空气输入处，以通过单向阀将压缩空气供给所有的空气管；
其中所述单向阀由空气流动迷宫部分和公共的空气管部分构成，所述空气流动迷宫部分形成用于供给空气至每个都具有串连气泡的空气管的曲折形形状的空气通道，所述公共的空气管部分为当前的空气管的空气流动迷宫部分以及下一空气管的空气流动迷宫部分提供空气。
2.如权利要求1限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个所述气泡分隔密封具有细直线形状。
3.如权利要求1限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个所述气泡分隔密封的宽度在所述空气管的纵向方向扩大以增加相邻气泡之间的距离。
4.如权利要求1限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个所述气泡分隔密封向内部弯曲从而每个所述气泡变为圆形。
5.如权利要求1限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个所述单元分隔密封具有细直线形状。
6.如权利要求1限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个所述管分隔密封的宽度在横向方向扩大以增加相邻空气管之间的距离。
7.如权利要求1限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个所述管分隔密封具有弯曲的波浪状结构从而每个所述气泡变为圆形。
8.如权利要求1限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，所述单向阀建立在在其上印有预定图案的脱离载体的单向阀薄膜上，所述单向阀薄膜连接到第一和第二热塑薄膜中的一个上。
9.如权利要求1限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，第二单向阀薄膜配置在单向阀薄膜与所述第一和第二热塑薄膜中的一个之间。
10.如权利要求1限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，两组或更多组的单向阀配置在气泡包装板的任意需要位置上。
11.如权利要求10限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，在气泡包装板的空气输入处的主单向阀将压缩空气提供至两个或更多组的单向阀。
12.如权利要求1限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，当气泡包装板填充压缩空气至足够的程度时，借助于空气管内的空气压力，通过将单向阀薄膜与第一和第二热塑薄膜中的一个紧密接触的空气将，至少在所述空气流动迷宫部分中的空气通道被关闭。
13.一种密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，包括：
彼此叠置的第一和第二热塑薄膜；
管分隔密封，以通过热封第一和第二热塑薄膜而产生多个空气管；
位于所述管分隔密封之间以通过热封第一和第二热塑薄膜而将每个所述空气管分隔为多个气泡的气泡分隔密封，其中所述气泡分隔密封的长度比两个相邻管分隔密封之间的宽度短；以及
在第一和第二热塑薄膜之间的每个空气管的输入处建立的用于允许压缩空气只在预定方向流动的单向阀，所述单向阀由彼此并列的第一和第二单向阀薄膜形成；
其中所述单向阀粘合到第一或第二热塑薄膜中的一个上，用于当流体的逆流即将发生时紧密地关闭单向阀，由此防止逆流。
14.如权利要求13限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个所述气泡分隔密封具有细直线的形状。
15.如权利要求13限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个所述气泡分隔密封的宽度在所述空气管的纵向方向上扩大以增加相邻空气管的距离。
16.如权利要求13限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个所述气泡分隔密封向内部弯曲从而每个所述气泡变为圆形。
17.如权利要求13限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个单元分隔密封具有细直线的形状。
18.如权利要求13限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个所述管分隔密封的宽度在横向方向扩大以增加相邻空气管之间的距离。
19.如权利要求13限定的密封地包含空气的用于保护产品的可充气气泡包装板，其特征在于，每个所述管分隔密封具有弯曲的波浪状结构从而每个所述气泡变为圆形。
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