CN101549774B - 一种空气包装装置及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种空气包装装置，由两层热塑薄膜经二次热塑封而形成一个可存放空气的空间，包括多个独立的密封气室和主通道，主通道有一气体进口，每个密封气室通过由两层薄膜构成的单向阀与主通道联通，部分气室或全部气室内安装有两个或两个以上的单向阀。所述空气包装装置主要部位增加缓冲，但在不需很多保护的部位减少气柱大小可以有效地减少体积从而降低运费。通过在用户使用现场直接成型的方法能够大大减低运输空间及成本从而解决包装材料长距离运输成本过高的问题。

Description

一种空气包装装置及其生产方法

技术领域

本发明涉及利用自粘膜回绝(单向阀)技术设计生产的立体空气密封包装装置及其生产方法，该装置可以使用在电子产品，玻璃器皿，精密仪器仪表，工艺品，打印耗材等珍贵易碎品以及安全保护性能要求比较高的各种领域。本发明是一种具有耐挤压、抗震动、密封防潮、抗摔跌和缓冲等综合防护性能的新型环保包装材料，可以作为运输过程中作为物品的防护、填充，物品的局部或重要部位的隔垫板和物品全方位的缓冲包装或通过印刷直接使用在销售用外包装。

背景技术

企业的全球化趋势使产品从生产地至消费地的运输距离日益加大，导致对于运输过程中的防护包装需求也同时快速发展。传统的发泡聚苯乙烯(EPS)及聚乙烯泡沫塑料(EPE)类制品必须在生产厂家发泡成型或经过加工处理后才能运输给用户使用，成型后的泡沫塑料的体积庞大非常不便运输及仓储。为了方便运输而开发的现场发泡类材料主要是利用聚氨酯泡沫塑料制品，在内容物旁边扩张并形成保护模型。但是，材料的价格相对较高并对现场的设备有一定要求的同时在工人效率及工作强度要求上不适合大规模流水线产品如电子产品的内包装。同时，发泡聚苯乙烯(EPS)类制品的诸多弊端日显严重，已经成为人皆恶之的“白色污染”。相对只在运输环节短期使用的缓冲产品，永久性聚苯发泡包装的废弃物处理给环境带来严重污染。燃烧产生有毒气体，而堆埋因不能腐蚀而产生地质结构的破坏。近几年来政府及消费者对环境污染问题的关注必将局限此类产品的发展。同时，目前市场上的包装材料几乎无不受制于包装材料本身体积大的影响、运输成本使得这些材料只能近距离销售，从而无法形成规模效益。

随着软塑材料的快速发展，使越来越多的行业能够得益与这种材料特性所带来的设计及功能的拓展。传统的充气包装通常利用热封工艺形成简单的圆点(BUBBLE WRAP，气泡垫)、块状或圆柱状。气泡垫还可以通过包装为卷材运输，但其它形状产品必须在使用现场安装复杂的热封设备来形成气囊。因为此类产品的保护效果及可变形状有限，所以可以使用的领域多为垫片或充填空间用。同时，由于材料的使用及热封工艺的不稳定性造成保气时间不是很长。因此，长期来一直局限了利用空气作为缓冲介质的包装产品发展。

文献中Walker(1981)美国专利局公报4191211，Koyanagi(1987)美国专利局公报4708167都有记载利用软塑材料制成的阀体并结合用于如塑料薄膜或橡胶类材料制成如水袋、咖啡袋、汽球玩具等产品。通过这种简单软塑结构可以提供空气进入或排出的通道但阻止液体或气体的渗漏或进入，形成一个能够储存流体或能排除空气的储藏空间。在此理念的基础上，使用不同的材料可用于不同的领域如救生衣及用来保存流体的密封装置、如球胆。2005年，傅静芳在《包装工程》及刘功等在《包装与食品机械》杂志发表的相关利用空气作为缓冲的可行性研究，为本发明提供了很好的理论依据.

2006年11月22日公开的中国专利申请200510025833.4公开了一种自粘膜止回空气包装材料及其制造方法，该发明涉及一种自粘膜止回空气包装材料及其制造方法，该包装材料由四层塑料薄膜组成，经过局部热封粘接，形成一个可存放空气的空间，利用薄膜自身的粘性和空气压力的作用，使空气不可跑漏出来，并在该空间持久的保存，空气和薄膜共同组成了一种具有耐震动、耐挤压、防潮等功能的自粘膜止回空气包装材料。

2007年11月21日公开的中国专利申请200580016507.5公开了一种具有改善的冲击吸收性能的空气包装装置的结构，该装置具有改善的冲击吸收性能的、用于保护容器箱中的产品的空气包装装置。该空气包装装置包括：第一和第二塑料薄膜，它们在预定位置处被粘接从而产生多个气室，每个空气容器具有多个串接相连的气室；设置在相应的空气容器的入口处、用于使压缩空气沿向前方向流动的多个单向阀；与所述多个单向阀公共地连接的空气入口；形成在空气包装装置的侧边缘上的热封凸缘。通过后热封处理，所述空气容器上的预定点和热封凸缘被粘接在一起，从而当空气包装装置被充入压缩空气时，产生具有用于将产品包装在其中的开口的容器部以及支承所述容器部的衬垫部。

上述专利申请公开的空气包装装置如图1所示，空气通过主通道1经单向阀2进入各个气室3内，气室2的直径大小都基本相同，所充气体及所承受的最大压力基本相同，当包装好的物体坠落时，所有气室相当于平面受力，能承受的压力相对较小，缓冲效果不是很理想。

另一方面，充气完成后，其内部空间所能容纳的物体的大小基本为一定的，如果包装物体体积过大，无法放置到空气包装装置内，如果所容纳包装物体体积过小，则该物体在空气包装装置内会产生窜动，撞击，击破空气包装装置，从而无法实现包装的缓冲保护作用。对于那些体积差距不大的包装物体(如14寸和15寸笔记本电脑)，需要两套生产工艺和模具，大大增加了生产成本。同时增大包装的体积，使运输的成本增加，对于现在全球化的采购、生产、运输和销售，则大大增加了最终产品的成本

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种大大增强缓冲效果、适用于不同尺寸包装物体的空气包装装置，该包装装置可减少待包装物体包装后的体积，从而大大节省运输费用。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种空气包装装置，由两层热塑薄膜经二次热塑封而形成一个可存放空气的空间，包括多个独立的密封气室和主通道，主通道有一气体进口，每个密封气室通过由两层薄膜构成的一个单向阀与主通道联通，其特征在于，部分/全部气室内安装有两个或两个以上的单向阀。

由于气室直径越大，其受压的承载能力越大，保护效果将更好，因此，在有限的空间内，增大气室的直径，将会提高空气包装装置的受压承载能力，但气室直径变大，其充气时间相对增长，将会影响工作所需时间，因此在一个较大直径的气室内安装两个或两个以上的单向阀，解决了充气时间的问题。

其中，所述密封气室具有大小不同的主直径。

由于气室的主直径大小有所不同，充气后，位于同一面上的主直径较大的气室和主直径较小的气室，形成波纹状，就象包装纸箱中的那层瓦楞纸结构，大大增加了包装装置的承载能力。

由于气室直径越大，其受压的承载能力越大，保护效果将更好，因此，在有限的空间内，增大气室的直径，将会提高空气包装装置的受压承载能力，但由于空间有限，为了提高某些重要部位的受压承载能里，增大这些部位的气室的主直径，相应减少其他部位的气室的主直径。增加局部的气室直径大小的另一主要目的是为了减少包装体积。在主要部位增加缓冲，但在不需很多保护的部位减少气室直径大小可以有效地减少体积从而降低运费。如果气室大小一样，体积就很大。

其中，优选的是，所述包装装置的大小气室交替分布。

这种结构充气完成后，大气室和小气室，形成波浪状，只有大直径气室与内包装的物体接触，如瓦楞纸包装一样，自身的承压能力大于相同气室形成的基本平面的接触面，

其中，优选的是，所述包装装置为一端开口的矩形袋。

这样，包装物体时，需要使用两个包装装置，套在物体的两侧，这样，一个矩形包装物体只要有一侧的尺寸适合包装装置，就可以使用。使用范围较宽。

其中，优选的是，所述包装装置为包状。

包状包装装置，适用于包装要求相对较高的包装物体，使被包装物体的各个面均受到很好的保护。

其中，优选的是，所述包装装置两侧的多个气室的主直径较小，中间的气室主直径较大。

其中，优选的是，两侧的一个或多个主直径较小的气室的单向阀上采用热塑封封闭单向阀，关闭该气室的进气通道。

这样，只需在原来的产品的基础上，增加一道侧压气室旁的小气室的热塑封闭工序，就可以获得另一种尺寸规格的包装物体的包装装置，无需重新开模具，大大节省了生产成本，而且可以根据需要随时调整生产线上的工序，满足实际需要，减少库存量。

一种包装装置的生产方法，包括一次塑封和二次塑封，其特征在于，一次塑封包括以下步骤：

1)使用一次塑封方法生产具有多单向阀的大气室的包装半成品，成卷待用；

2)将上述半成品在一次塑封机械上再经一次塑封，将部分多单向阀的大气室进一步分割成所需的独立的小直径气室或联通的空间。

采用本发明的生产方法，可以预先使用一次塑封机械加工多种统一标准的具有多单向阀大直径气室的一次塑封半成品备用，当接到订单后，直接在备用的半成品的基础上加工分割线，将大气室分割成独立的小气室。这样在闲时做好基础的工作，有订单时，能大大提高了一次塑封的生产速度，从而大大提高了成品的生产速度。这样也便于工厂的安排生产。

通过在用户使用现场直接成型的方法能够大大减低运输空间及成本从而解决包装材料长距离运输成本过高的问题。利用软塑材料并通过预制设计使产品在未使用前完全平整，用户使用时利用空气使此材料快速、立体成型并在需保护产品周围形成防护结构。与现有技术相比，本发明的空气立体包装材料具有耐挤压、抗震动、抗摔跌和缓冲等优良的综合防护性能，可以作为物品的填充包装材料，物品的局部或重要部位的隔垫板和物品全方位的外包装用。

附图说明

图1是现有技术的空气包装装置的示意图；

图2是本发明的空气包装装置的第一实施例未二次塑封前的示意图；

图3是本发明的空气包装装置的第二实施例未二次塑封前的示意图；

图4是本发明的空气包装装置的第三实施例未二次塑封前的示意图；

图5是本发明的空气包装装置的第四实施例未二次塑封前的示意图；

图6是图5折叠后二次塑封完成后的示意图；图中显示有二次塑封线；

图7是现有技术的各气室主直径相同的包装装置的纵剖示意图；

图8是本发明的两侧采用比中间气室主直径较小的气室的包装装置的纵剖示意图；

图9是本发明的大小气室交替分布的包装装置的纵剖示意图；

图10是未封闭小直径气室的图6的空气包装装置充气完毕后的示意图；

图11是类似图10的空气包装装置的示意图；

图12是类似图11的成包状的空气包装装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的空气包装装置作进一步的描述。

一次塑封是指将两层热塑薄膜和单向阀经热塑封而形成一个可存放空气的平面袋的过程，二次塑封是指将一次塑封后的半成品折叠后沿二次塑封线再次热塑封形成可容纳物体的立体袋的过程。

图2是本发明的空气包装装置的第一实施例在未经二次塑封前的示意图，其与现有技术的不同在于，第一，两侧的气室3a的主直径相同，且大于中间气室3b的主直径；第二，两侧的气室3a上部与主通道1联通的是两个单向阀2，中间气室3b仍安装一个单向阀2；第三，该空气包装装置的二次塑封线5为左右两侧第一个气室和第二个气室的密封线，使左右两侧的第一气室成为所包装物体的侧部缓冲抗压的侧压气室。将图2中的半成品的主通道的一端封闭后，向上折叠，类似于图6，沿二次塑封线5将图2的上部和下部二次塑封在一起，形成上端敞口的袋状。现场封装使用时，通过主通道1的进气口8将空气压入每个气室中，将两个该包装装置套在包装物体的两端，即可装箱。在一个气室内安装两个单向阀，便于增大气室的直径，这样就相应增大了该气室所承载的压力。两侧的气室主直径大于中间气室的主直径，与图9所示的大小气室交替布置的内部结构类似，气室与包装物体的结合面形成波纹状，类似瓦楞纸结构，根据力学原理，将大大增加包装装置的承载能力。同时，将二次塑封线5设计在两侧第一气室(即左、右侧压气室)和第二气室的密封线上，两侧的侧压气室起到了侧面缓冲的作用，使整个包装物体各个面都收到保护。

图3是本发明的空气包装装置的第二实施例在未经二次塑封前的示意图，其与第一实施例的不同处在于采用不同形状的预置线，图2采用的圆形的预置线7，图3采用“8”字形预置线17，采取预置线的作用是，形成一个或多个封闭空间，空间空气无法注入这个封闭，其四周使充气的气室，该封闭空间处在四周气室的保护下，不承受外部的撞击，适合一些部位对撞击要求较高的包装物体。

图4是本发明的空气包装装置的第三实施例在未经二次塑封前的示意图，其与第一实施例的不同之处在于，两侧气室的主直径更大，安装有三个单向阀3，增大了两侧气室的主直径，从而增加气室的最大抗压承载能力。

图5和图6是本发明的空气包装装置的第四实施例的示意图；图5是在未经二次塑封前的示意图，图6是完成二次塑封后的成品的示意图。其与前面三个实施例的区别在于，紧挨左右两侧的第一气室即左侧压气室65、右侧压气室66的是连续的两个主直径小的气室67、68，气室67、68的中间是多个与左右侧压气室65、66主直径相同的气室。与左右侧压气室65、66紧挨的小直径气室67、68的单向阀上分别有一个塑封线69，将所在气室的单向阀封闭，该气室将无法充气，当整个空气包装装置充气后，其水平方向的长度略大与所有气室均充气后的长度，以便于适用长度方向有一定变化的包装装置，如14寸笔记本电脑和15寸笔记本电脑。由于小直径气室的两侧均为大直径气室，该处不承受撞击产生的压力，该小直径气室没有充气，不影响包装装置的缓冲保护作用。这样只需要增加一道封闭小气室单向阀的塑封工序即可生产出两种规格的包装装置，无需开两套模具，既大大节省的生产费用，又可以根据生产情况随时调整生产线上产品，无需过多的库存。

小直径气室的数量可以根据实际情况安排，被封闭的气室可以根据实际情况来选择，可以是一个，也可以是多个。

更重要的是，如图7和图8所示，当包装装置的尺寸相同时，二次塑封线附近的气室采用小直径气室的包装装置所能容纳的包装物体50的体积要大于采用统一大直径气室的包装装置所能容纳的包装物体50的体积，在主要部位增加缓冲，但在不需很多保护的部位减少气柱大小可以有效地减少体积从而降低运费。尽管单个包装装置所能减少的体积有限，但对于大批量，远距离运输，所能节约的运费相当可观。

图10是未封闭小直径气室的如图6的空气包装装置充气完毕后的示意图。图11是类似图10的空气包装装置的示意图。

上述实施例所有的成品空气包装装置，可以根据需要制成上述实施例中的一端敞口的套袋，如图10、11所示，两个相同的包装装置同时使用实现缓充保护作用，也可将一次塑封后的平面袋上下部分向中间部分折叠进行二次塑封形成如图12所示的包状，这样只需一个包装装置即可实现缓冲保护作用。

本发明的空气包装装置的生产方法包括一次塑封和二次塑封，一次塑封包括以下步骤：

1)使用一次塑封方法生产具有多个单向阀的大气室的包装半成品，成卷待用；

2)将上述半成品在一次塑封机械上再经一次塑封，将部分多单向阀的大气室进一步分割，既可以分割成所需的独立的小直径气室，也可以是联通的空间。

最后再使用二次塑封机械将经过二次塑封形成成品。

由于空气包装装置一般是根据客户的订单生产不可能有大量库存，有订单时，生产工期很短，同时由于二次塑封机械的生产速度，较慢，如果按部就班将原料经一次塑封机械将一次塑封线一次加工完成，再经二次塑封机械二次塑封成成品，整个生产时间较长，人员调配困难，同时需要加班加点赶任务，而采用本发明的生产方法，可以预先使用一次塑封机械加工多种统一标准的多单向阀大直径气室的一次塑封半成品备用，当接到订单后，直接在备用的半成品的基础上加工分割线，将大气室分割成独立的小气室，或在局部增加分割变型热封形状用于产品局部防护功能的可变化性。这样在生产有空闲时做好基础的工作，在生产量有突发增加时，能大大提高了一次塑封的生产速度，从而大大提高了成品的生产速度。这样也便于工厂的安排生产。

利用以上发明设计技术方案，可以生产各类形状的功能性包装材料如避光、防水、防潮、防磨损、抗摔、抗震的，如密封袋、U型袋等各类产品。同时，通过利用塑料薄膜的特性可提供其它功能如防静电、导电、抗震缓冲、抗磨损、耐腐蚀、抗锈、可印刷等。本发明设计区别与以往传统的防止空气渗漏的方法，无须另外添加外部辅助装置，仅仅依靠经过特殊处理的内外功能性树脂薄膜，经过一系列简单的局部热封粘结，就可以使空气长时间的存入在一个密闭的空间里，利用这一原理，可以生产出功能型自粘膜空气阻断立体包装材料的一系列相关产品和衍生产品。任何通过改变热封的形状，折叠的方式，热封的规格尺寸，位置或者通过不同的裁剪及不同塑料薄膜特性的选用来使产品的外形及功能发生改变，只要能够达到本发明目的，皆属于本发明的范畴。

根据本发明的实施例已对本发明进行了说明性而非限制性的描述，但应理解，在不脱离由权利要求所限定的相关保护范围的情况下，本领域的技术人员可以做出变更和/或修改。

Claims (1)

1.一种空气包装装置，由两层热塑薄膜经二次热塑封而形成一个可存放气体的空间，包括多个独立的密封气室和主通道，主通道有一气体进口，每个密封气室通过由两层薄膜构成的一个单向阀与主通道联通，部分气室或全部气室内安装有两个或两个以上的单向阀，其特征在于，对应于包装物体折弯处的气室直径小于其他气室直径；经二次塑封而形成的二次塑封线到包装物体折弯处的气室直径小于其他气室直径，并且左右两侧的第一气室成为所包装物体的侧部缓冲抗压的侧压气室，所述侧压气室是相对包装物体折弯处的气室直径具有较大主直径的气室。

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