CN105035470A - 多层自粘结塑料包装用容器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包装材料领域，具体涉及多层自粘结塑料包装用容器及其制备方法。其包括至少一层支撑层和至少一层缓冲层，其中至少一对相邻的支撑层与缓冲层之间为自粘结固定贴合，所述包装用容器最外层为支撑层。本发明还提供了自粘结固定方法，其一为将缓冲层直接在支撑层上成型，其二为通过加热再次塑化使支撑层与缓冲层之间进行自粘结。本发明提供的包装用容器，通过支撑层和缓冲层多层结构的方式，克服了发泡聚苯乙烯本身较脆，抗冲击性差的问题。提供的制备方法通过支撑层和缓冲层自身加热融合的方式粘结，固定牢固，在负荷较大的范围内具有优良的缓冲性，与EPP或EPO发泡包装箱相比成本大大降低，具有广阔的市场前景。

Description

多层自粘结塑料包装用容器及其制备方法

技术领域

本发明涉及包装材料领域，具体涉及多层自粘结塑料包装用容器及其制备方法。

背景技术

包装箱，广泛用于机械、汽车、家电、轻工、电子等行业，用于盛放物品，保护物品，便于运输、周转、堆放，同时也便于管理，用于各类仓库、生产现场等多种场合，也适用于工厂物流中的运输、配送、储存、流通加工等环节。

现有的包装箱，大都是木质包装箱、纸质包装箱和塑料箱，木质包装箱太过笨重，且缓冲性能不好；纸质包装箱最常见的是瓦楞纸箱，但易受潮且容易破损，用于周转时周转性不强。塑料包装箱具有牢固、轻便、美观和经济等优点，尤其是可塑性强，能适应各种容器对造型的要求，所以塑料在包装材料中占有显著的地位，传统的塑料箱一般采用EPS材料，但EPS本身较脆，抗冲击性较差，并不是特别理想，特别是对于抗冲击性要求较高的电子产品的包装与周转完全无法适用。

EPP制品是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料，以其独特而优越的性能成为目前增长最快的包装。IT产品、电子通讯设备、液晶显示器、等离子彩电、精密电子元器件、精密仪器仪表等高端包装用领域都开始大量采用EPP作包装材料。虽然EPP包装箱性能优良，但由于EPP可发泡颗粒制备难度高，该技术仅掌握在少数国外公司手里，因此价格与EPS相比大大提高，因此成本低廉，耐冲击性强包装箱仍然是亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明提供了一种多层自粘结塑料包装用容器及其制备方法，用以解决EPP或EPO包装箱成本过高、EPS包装箱综合性能差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述多层自粘结塑料包装用容器，包括至少一层支撑层和至少一层缓冲层，其中至少一对相邻的支撑层与缓冲层之间为自粘结固定贴合，所述包装用容器最外层为支撑层。

自粘结是指两层之间不通过第三种部件或物质将两层相对固定，而是通过两层本身通过加工实现固定贴合。

进一步的，所述多层包装用容器包括外层支撑层和内层缓冲层两层。

进一步的，所述支撑层的厚度为0.2～50mm，优选0.5-20mm，具体为当通过吸塑成型时厚度为0.5-3mm，当通过注塑成型时厚度为0.5～20mm，所述缓冲层的厚度为5～100mm，优选10-50mm。

进一步的，所述缓冲层上设有凹槽，所述凹槽内设有与凹槽相匹配的挡条，所述挡条突出于缓冲层内侧面。所述挡条可以避免内容物的尖锐部分对缓冲层造成物理伤害，延长使用寿命，另外，通过更换挡条的突出的高度，可以在不更改外部结构和尺寸的情况下，容纳相似外形，尺寸不同的内容物，使多层自粘结塑料包装用容器的适应性更宽。

进一步的，所述挡条的横截面为长方形、正方形、圆形、梯形、齿形、椭圆形或者不规则形。

进一步的，所述挡条的材料选自EPP(可发泡聚丙乙烯)或EPO(可发泡聚乙烯、苯乙烯聚合物)。

进一步的，所述多层自粘结塑料包装用容器为矩形时，所述缓冲层内侧面的棱角中至少一个设有凹槽及与之匹配的挡条。

进一步的，所述挡条的横截面为角铁型，挡条内侧面拐角处设有避位槽。

进一步的，所述缓冲层内侧面设有避位槽。所述避位槽的设置可以避免缓冲层的顶角或棱处与内容物直接接触，造成损坏。

进一步的，所述缓冲层内侧面设有凸起。特别是在缓冲层侧壁上设置凸起可以防止内容物对缓冲层侧壁的刮擦破坏。

进一步的，所述支撑层的材料选自PS(聚苯乙烯)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)或ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，所述缓冲层的材料选自EPS(可发泡聚苯乙烯)、EPE(可发泡聚乙烯)或EPO(可发泡聚乙烯、苯乙烯聚合物)。优选的是，所述支撑层的材料为PS，所述缓冲层的材料为EPS。EPS成本低，成型方便，但抗冲击性差，较脆，通过外层支撑层的辅助，可以兼顾成本低及抗冲击性能，并且，吸塑用PS与发泡用EPS的本质均为聚苯乙烯树脂，因此两者软化温度类似，融合效果好。

本发明还提供了所述多层自粘结塑料包装用容器中所述自粘结固定贴合的两种方法。

方法一，包括如下步骤：将已经成型的支撑层放入缓冲层发泡成型模具内，然后通过入料发泡，在支撑层一侧形成与其自粘结的缓冲层。

进一步的，所述支撑层通过吸塑成型、注塑成型或模压成型，所述缓冲层通过可发性珠粒发泡法成型。

可发性珠粒发泡法是指将预发泡颗粒注入模具型腔中，加压升温后，型腔内的预发泡颗粒膨胀粘接为一体，该方法具有工艺成熟，操作简便，设备模具投入成本低等优点。

方法二，包括如下步骤：将已经成型支撑层和缓冲层按设计的相对位置放入发泡成型模具中加热完成两者的自粘结固定。

进一步的，所述支撑层通过吸塑成型、注塑成型或模压成型，所述缓冲层通过可发性珠粒发泡法成型。

进一步的，所述自粘结固定在蒸箱发泡成型机或泡沫塑料成型机中完成。

此处蒸箱发泡成型机和泡沫塑料成型机的主要区别在于：蒸箱发泡成型机是将原料填入模具型腔后合模，而泡沫塑料成型机则是合模后，将预发泡颗粒通过喷枪或气流注入模具型腔中。

进一步的，所述方法二中，缓冲层完成发泡成型，开模后不脱模，将支撑层放入，然后合模完成自粘结固定后再开模脱模，取出制品。如此操作提高了生产效率，并且可以不完全冷却模具，利用余热实现自粘结，节约了能源。

本发明提供的包装箱，通过支撑层和缓冲层多层结构的方式，克服了发泡聚苯乙烯本身较脆，抗冲击性差的问题。提供的制备方法通过支撑层和缓冲层自身加热融合的方式粘结，固定牢固，并且避免了使用胶类等有毒害的物质，在负荷较大的范围内具有优良的缓冲性，与EPP或EPO发泡包装箱相比成本大大降低，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是图1中A-A向剖视图；

图3是本发明实施例2的结构示意图；

图4是图3的B-B向剖视图；

图5是本发明实施例3的大型号内容物装配图；

图6是本发明实施例3的小型号内容物装配图；

图7是本发明实施例4的结构示意图。

图8是图7的C-C向叠放截面图。

图中所示：

10-内容物；

图1和2中：11-支撑层、12-缓冲层、13-凹槽、14-挡条、15-避位槽；

图3和4中：21-支撑层，22-缓冲层，23-第一避位槽，24-第二避位槽，25-凸起；

图5和6中：31-支撑层，32-缓冲层，33-凹槽，34-挡条、35-避位槽；

图7和8中：41-第一支撑层、42-缓冲层、43-第二支撑层、44-凸起。

具体实施方式

本发明具体实施方式中，多层自粘结塑料包装用容器制备过程中：

所述支撑层可以通过模压、注射或吸塑等常规塑料成型工艺获得，所用树脂材料为热塑性聚合物，具体加工工艺已非常成熟，根据所需外型设计相应的模具，设定所需工艺条件获得特定形状的支撑层。

多层自粘结塑料包装用容器中，支撑层与缓冲层通过自粘结固定方法固定，其实现原理在于，热塑性树脂受热软化变成液态时具可塑性，冷却时则回到固态，并可交替反复进行。因此在特定温度和压力下，支撑层软化可塑与成型过程中或再次软化可塑的缓冲层之间相互融合实现自粘结。

需要指出的是，多层自粘结塑料包装用容器中，相邻的支撑层和缓冲层可以全部通过自粘结方式固定，也可以仅仅是其中一对通过自粘结方式，其他层可以通过胶粘或者套设可拆卸方式完成。

另外，可以通过发泡模具设计，使支撑层从缓冲层的外侧或内侧与之自粘结。

并且，当自粘结固定是通过已经成型后支撑层和缓冲层再次加热实现时，可以是待缓冲层冷却后与支撑层复合在模具中再次加热自粘合，也可以是缓冲层成型后不完全冷却，开模后不脱模，直接将支撑层放入模具或缓冲层一侧，合模完成自粘合。

而缓冲层的发泡成型，因可发性珠粒发泡法所需设备模具较简单，可发性珠粒可市购获得，因此作为优选方案，当然采用挤出发泡或注射发泡也可以实现。

最后，支撑层与缓冲层之间可以是全部覆盖，或部分覆盖，所述缓冲层可连续或不连续覆盖支撑层，支撑层可连续或不连续覆盖缓冲层。

实施例1

如图1和2所示，多层自粘结塑料包装用容器为矩形，包括两层分别是外层支撑层11和设置在支撑层11内的缓冲层12，所述缓冲层12内侧面的四个棱角分别设有从容器底面到开口的凹槽13(为了显示凹槽13的结构，图1中左下角处挡条未显示)及与之匹配的挡条14，所述挡条14突出于缓冲层12内侧面。所述支撑层11的材料为PS，厚度为2mm，所述缓冲层12的材料为EPS，厚度为30mm，所述挡条14的横截面为角铁型，挡条14内侧面拐角处设有上下贯通的避位槽15，材料为EPO。

内容物10由四个挡条14嵌在容器内，内容物10的四个尖角位于避位槽15内，避免了与缓冲部件的直接接触。

上述多层自粘结塑料包装用容器的生产过程如下：

1)吸塑成型支撑层11：首先是烤片，调节吸塑机参数，利用吸塑模具塑出坯体，进一步修整获得支撑层11；

2)发泡及自粘结固定：在泡沫塑料成型机中成型，调整发泡成型机参数：蒸汽压力0.6KPa，蒸汽时间20-30秒，冷却时间约200秒；将步骤1)中支撑层11贴附在发泡成型模具的凹模内，开机，从凸模一侧通过喷枪注入预发泡颗粒，按参数设置完成缓冲层12，此时支撑层11与缓冲层12紧密粘合，所述凹槽13可直接发泡成型或者完成后再进一步加工完成；

3)所述挡条14加工成型后，按长度要求进行裁切，分别嵌入四个凹槽13内。

实施例2

如图3和4所示，多层自粘结塑料包装用容器为矩形，包括两层分别是外层支撑层21和设置在支撑层21内的缓冲层22，所述缓冲层22的内侧面四个棱角分别设有从容器底面到开口的第一避位槽23，并且在如图3所示的下底面的左右两侧边设有与第一避位槽23相通的第二避位槽24，在所述第一避位槽23的两侧分别设有从容器底面到开口的凸起25，内容物10由八块凸起25嵌在在容器内。

另外，所述支撑层21的材料为PS，所述支撑层21的厚度为0.5mm，所述缓冲层22的材料为EPS，所述缓冲层22的厚度为40mm。

上述多层自粘结塑料包装用容器的生产过程如下：

1)吸塑成型支撑层21：首先是烤片，调节吸塑机参数，利用吸塑模具塑出坯体，进一步修整获得支撑层21；

2)发泡及自粘结固定：首先，在泡沫塑料成型机中成型，调整发泡成型机参数：蒸汽压力0.6KPa，蒸汽时间15-25秒，冷却时间150秒，开机，从凸模一侧通过喷枪注入预发泡颗粒，按参数设置完成缓冲层22，然后，冷却，开模，将步骤1)中支撑层21嵌入凹模内或者套设在缓冲层22外侧，再次合模，利用余热或者再次加热，使支撑层21与缓冲层22塑化自粘合，所述第一避位角23、第二避位槽24和凸起25直接在发泡模具中发泡成型。

实施例3

如图5所示，所述多层自粘结塑料包装用容器为矩形，包括两层，分别是外层支撑层31和设置在支撑层31内的缓冲层32。

所述缓冲层32的四个侧壁上竖直平行均布有若干宽度和深度一致的凹槽33(为了便于说明凹槽33的结构，图5中上侧壁左端的凹槽33内挡条未显示)，所述凹槽33内分别嵌入有与凹槽33尺寸相匹配的挡条34，挡条34一部分嵌入凹槽33内，一部分凸出于缓冲层32，挡条34的横截面为矩形。

所述多层自粘结塑料包装用容器的侧壁的四个棱角分别设有从容器底面到开口的避位槽35。

所述内容物10被四周的挡条34嵌在容器内。

所述支撑层31的材料为PS通过吸塑成型获得，厚度为1mm；所述缓冲层32的材料为EPS，厚度为20mm，所述挡条34为EPO发泡板或条，按尺寸要求裁切获得，由于挡条的截面一致，所有可根据需要截取相应长度的挡条设置在凹槽内，降低档条34的生产成本。

上述多层自粘结塑料包装用容器的制备包括如下步骤：

1)吸塑成型支撑层31：首先是烤片，调节吸塑机参数，利用吸塑模具塑出坯体，进一步修整获得支撑层31；

2)发泡及自粘结固定：在泡沫塑料成型机中成型，调整发泡成型机参数：蒸汽压力0.6KPa，蒸汽时间20-30秒，冷却时间200秒；将步骤1)中支撑层31贴附在发泡成型模具的凹模内，开机，从凸模一侧通过喷枪注入预发泡颗粒，按参数设置完成缓冲层32，此时支撑层31与缓冲层32紧密粘合，所述避位槽35发泡一体成型；

3)嵌入档条34：将档条34按设计尺寸裁切完成，将档条34嵌入缓冲层32的各凹槽33内，产品完成。

如图6所示，当内容物10尺寸变小时，在原有容器尺寸不变的情况下，调整挡条34的尺寸，使凸出缓冲层32的部分变厚即可解决。

需要指出的是，本实施例给出的方案，挡条34可以为矩形、楔形或其他形状。所述凹槽33也可设置在缓冲层32底部，防止内容物底部与缓冲层32过度接触。并且，挡条34可以水平竖直或倾斜，相互之间拼成某种图形均可，可根据内容物情况设计，只要具有避免EPS缓冲层与内容物过度的硬接触即属于发明的发明构思。

实施例4

如图7所示，所述多层自粘结塑料包装用容器为矩形，包括第一支撑层41、设置在第一支撑层41内的缓冲层42和设置在缓冲层42顶部一圈的第二支撑层43，所述缓冲层42内侧面四周分布有若干凸起44，所述内容物10被凸起44嵌在容器内。

所述第一支撑层41的材料为PS，厚度为20mm，所述缓冲层42的材料为EPS，厚度为10mm，所述第二支撑层43的材料为PS经吸塑成型，厚度为0.3mm。

如图8所示，当所述多层自粘结塑料包装用容器叠放堆砌时，第二支撑层43可以防止上层容器的底部对缓冲层43的上圆周造成损伤。

上述多层自粘结塑料包装用容器的制备包括如下步骤：

1)支撑层成型：通过注射成型获得第一支撑层41，通过吸塑成型获得第二支撑层43；

2)发泡及自粘结固定：首先，在泡沫塑料成型机中成型，调整发泡成型机参数：蒸汽压力0.6KPa，蒸汽时间15-25秒，冷却时间150秒，开机，按参数设置完成缓冲层42，然后，冷却，开模，将步骤1)中的第一支撑层41和第二支撑层43放入模具中，再次合模加热，使三者自粘合，完成产品。

性能测试

测试方法参见GB-T4857.5、GB-T4857.15和GBT8171-2008

对比例1为厚度为20mm的EPP经可发性珠粒模压发泡成型制备的包装箱。

对比例2为厚度为30mm的EPS经可发性珠粒模压发泡成型制备的包装箱。

	跌落试验	水平冲击试验
			实施例1	无损坏	无损坏
实施例2	无损坏	无损坏
			实施例3	无损坏	无损坏
实施例4	无损坏	无损坏
			对比例1	无损坏	无损坏
对比例2	部分损坏	部分损坏

Claims (10)

1.一种多层自粘结塑料包装用容器，其特征在于，包括至少一层支撑层和至少一层缓冲层，其中至少一对相邻的支撑层与缓冲层之间为自粘结固定贴合，所述包装用容器最外层为支撑层。

2.根据权利要求1所述一种多层自粘结塑料包装用容器，其特征在于，所述支撑层的厚度为0.2-50mm，优选0.5-20mm，所述缓冲层的厚度为5-100mm，优选10-50mm。

3.根据权利要求1所述一种多层自粘结塑料包装用容器，其特征在于，所述多层包装用容器包括外层支撑层和内层缓冲层两层。

4.根据权利要求3所述一种多层自粘结塑料包装用容器，其特征在于，所述缓冲层上设有凹槽，所述凹槽内设有与凹槽相匹配的挡条，所述挡条突出于缓冲层内侧面。

5.根据权利要求4所述一种多层自粘结塑料包装用容器，其特征在于，所述挡条的材料选自EPP或EPO。

6.根据权利要求3所述一种多层自粘结塑料包装用容器，其特征在于，所述缓冲层内侧面设有避位槽。

7.根据权利要求1-6任一所述一种多层自粘结塑料包装用容器，其特征在于，所述支撑层的材料选自PS、PP、PE、PET、PVC或ABS，所述缓冲层的材料选自EPS、EPE或EPO。

8.权利要求1-7任一所述自粘结固定贴合的方法，其特征在于，包括如下步骤：将已经成型的支撑层放入缓冲层发泡成型模具内，然后通过入料发泡，在支撑层一侧形成与其自粘结的缓冲层。

9.根据权利要求8所述自粘结固定贴合的方法，其特征在于，所述支撑层通过吸塑成型、注塑成型或模压成型，所述缓冲层通过可发性珠粒发泡法成型。

10.权利要求1-7任一所述自粘结固定贴合的方法，其特征在于，包括如下步骤：将已经成型支撑层和缓冲层按设计的相对位置置于发泡成型模具中加热完成自粘结固定贴合。