CN105209351A - 热绝缘垫料和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造绝缘垫料产品(10)的方法包括以下步骤：(a)使至少一个非平面内层(12)永久变形以形成多个气袋(14)，所述至少一个非平面内层包括纸张；(b)在所述至少一个内层(12)的四个边上以及在所述至少一个内层(12)的顶侧和底侧的上方，利用至少一个片状材料外层(16)围绕所述至少一个内层(12)；以及(c)周向上密封所述至少一个外层(16)以捕获其内的所述至少一个内层(12)，从而所述内层(12)具有主要部分，所述主要部分相对于所述至少一个外层(16)的临近部分自由偏移。

Description

热绝缘垫料和方法
相关申请
本申请要求美国临时申请No.61/786,666的权益，其在此通过引用整体并入。
技术领域
本发明总体属于保护封装材料或垫料的领域，更具体地，关于具有热绝缘特性的垫料产品。
背景技术
用于冷藏船运的常用绝缘容器在纸板盒内使用模制的聚苯乙烯衬垫(通常称为泡沫聚苯乙烯)。冰袋或其它冷却元件也被放置在容器中，以在船运过程中使得盒子的内容物冷却。还可以使用额外的绝缘层避免将内容物与该冷却元件和任何可能围绕该冷却元件或在表面附近冷凝的任何湿气直接接触。
发明内容
尽管在实际的船运过程中功能良好，但是当前的冷藏船运系统有多种问题。例如，在船运时或船运到封装中心之前，聚苯乙烯衬垫需要大量的空间用于储存。聚苯乙烯也是不易循环使用的，且在燃烧时产生了危害性的物质，并且由于它不易分解，故它在环境中会持续地存在。出于所有这些原因，该模制的塑料容器对于这些船运容器的接受者存在着处理问题。
本发明提供了基于纸的绝缘垫料产品，该基于纸的绝缘垫料产品具有足够的绝缘特性以替代当前需要冷藏船运的一些或所有的应用。纸是可再生资源，并且可以回收利用、做成堆肥或燃烧时比起聚苯乙烯有更少的危害性副产品。更具体地说，本发明提供了一种由一张或多张纸形成的垫料产品，该一张或多张纸从它们的平面状态变形以形成包裹在外盖内的多个气袋。该纸相对地不能透过空气，并且垫料产品提供了缓冲特性并且具有绝缘特性的气袋。而且，纸内层可以由相对紧凑的并且更密实的供应的库存材料制成，该库存材料例如一卷纸或层叠(fan-folded)堆叠的纸。此外，如有需要，该垫料产品可以依需求制成。因此，本发明提供了更为紧凑的配置的绝缘垫料产品以用于改进运输并且降低了封装中心的储存需求，同时提供了一种绝缘材料，该绝缘材料更容易被接受者处理或被接受者回收使用。
本发明的示例性实施方式包括绝缘垫料产品，所述绝缘垫料产品包括至少一个非平面的纸张内层，所述非平面的纸张内层永久地变形以形成多个气袋。变形纸张具有周向边缘以及顶侧和底侧。绝缘垫料产品还包括围绕所述至少一个内层的至少一个片材材料的外层。所述外层周向上密封以在所述至少一个内层的全部四个边上以及在在所述至少一个内层的顶侧和底侧的上方捕获在所述外层之间的所述至少一个内层。所述至少一个内层具有主要部分，所述主要部分相对于所述至少一个外层的临近部分自由偏移。
由本发明提供的所述垫料产品还可以包括一个或多个以下特征：所述至少一个片材材料的外层包括纸；所述至少一个外层包括上外层和下外层，其中周向部分被密封以束缚所述至少一个内层；所述至少一个外层由单片材形成，所述单片材围绕所述内层的一边包裹并且密封在所述内层的其它三个边的周缘上；或所述垫料产品包括在所述至少一个外层中的一条或多条折叠线，其中所述内层包括由所述折叠线分开的不连续的区段。
本发明还提供了一种用于制造绝缘垫料产品的方法。所述方法包括以下步骤：(a)使至少一个非平面内层永久变形以形成多个气袋，所述至少一个非平面内层包括纸张；(b)在所述至少一个内层的四个边上以及在所述至少一个内层的顶侧和底侧的上方，利用至少一个片材材料外层围绕所述至少一个内层；以及(c)周向上密封所述至少一个外层以捕获在其内的所述至少一个内层，从而所述内层具有主要部分，所述主要部分相对于所述至少一个外层的临近部分自由偏移。
本发明提供的方法还可以包括以下特征中的一者或多者：(i)所述变形步骤包括将卷或层叠形式的纸转变成相对不太密实的垫料产品；(ii)所述围绕步骤包括利用纸外层围绕所述至少一个内层；(iii)所述围绕步骤包括将所述至少一个内层放置在两个纸层之间；(iv)所述围绕步骤包括通过具有粘接涂层的片材材料围绕所述至少一个内层；(v)所述围绕步骤包括在所述至少一个内层的相对两侧上利用两个单独的片材围绕所述至少一个内层；(vi)还包括在至少所述至少一个外层中形成折叠线的步骤；(vii)所述形成步骤包括在所述至少一个内层的部分之间在所述至少一个外层中形成折叠线，以便将所述至少一个内层的部分用折叠线分开；(viii)所述形成步骤包括形成两条折叠线，以分开所述至少一个内层的三个区段；(ix)包括将所述垫料产品放置在容器中以覆盖所述容器的三个侧面的步骤；(x)还包括重复所述放置步骤以当容器闭合时覆盖所述容器的所有的侧面的步骤；或(xi)包括将所述垫料产品放置在所述容器中、将冷却元件放置在容器中的该垫料产品上、以及在添加待船运的物件之前将另一垫料产品放置在冷却元件上的步骤。
本发明的前述特征和其它特征在下文中全面地进行描述并且特别地在权利要求中指出，下文的描述以及附图详细地提出了在本发明的一个或多个示例性实施方式。然而，这些实施方式不过是可采用本发明的原理的多种不同方式。当结合附图考虑时，本发明的其它目的、优点和特征从本发明的以下的详尽描述中变得显而易见。
附图说明
图1是由本发明提供的绝缘垫料产品的示意性示图；
图2是示例性绝缘垫料产品的透视图；
图3是另一示例性绝缘垫料产品的透视图；
图4是由本发明提供的示例性垫料产品当它形成时的透视图；
图5是封装有由本发明提供的绝缘垫料产品的容器的示意性截面图。
具体实施方式
尽管在实际的船运过程中功能良好，但是当前的冷藏船运系统有多种问题。例如，在船运时或船运到封装中心之前，聚苯乙烯衬垫需要大量的空间用于储存。聚苯乙烯也是不易循环使用的，且在燃烧时产生了危害性的物质，并且由于它不易分解，故它在环境中会持续地存在。出于所有这些原因，该模制的塑料容器对于这些船运容器的接受者存在着处理问题。
在认识到这些问题以后，本发明提供了基于纸的绝缘垫料产品，该基于纸的绝缘垫料产品具有足够的绝缘特性以替代当前需要冷藏船运的一些或所有的应用。纸是可再生资源，并且可以回收利用、作为堆肥或燃烧时比起聚苯乙烯有更少的危害性副产品。更具体地说，本发明提供了一种由一张或多张纸形成的垫料产品，该一张或多张纸从它们的平面状态变形以形成包裹在外盖内的多个气袋。该纸相对地不能透过空气，并且垫料产品提供了缓冲特性以及具有绝缘特性的气袋。而且，内纸层可以由相对紧凑的并且更密实的供应的库存材料制成，该库存材料例如一卷纸或层叠堆叠的纸。此外，如有需要，该垫料产品可以依需求制成。因此，本发明提供了更为紧凑的配置的绝缘垫料产品以用于改进运输并且降低了封装中心的储存需求，同时提供了一种绝缘材料，该绝缘材料更容易被接受者处理或被接受者回收使用。
现在详细地参考附图，图1示出了由本发明提供的绝缘垫料产品10，绝缘垫料产品10被切开以显示其内部。垫料产品10包括至少一个非平面的纸张内层12，所述非平面的纸张内层12永久地变形以形成多个气袋14。牛皮纸是内层12的示例性纸。形成内层12的该变形纸张具有周向边缘和顶侧和底侧。
示例性的内层为皱褶的或永久性变形的纸张，例如由垫料转换机器制成的纸张，该垫料转换机器将卷或层叠形式的纸转换为可以封在外层内的相对较不密实的垫料产品。内层可以采用缓冲垫的形式，例如在美国专利No.5,807,229中示出，或其它永久性变形片材，例如，在美国专利No.7,955,245或美国专利No.5,667,871中示出。这些形式的内层的每一者限定了以褶皱折叠或变形形式的多个气袋。图1示出的垫料产品10包括由两张纸形成的内层12。
绝缘垫料产品10还包括环绕至少一个内层12的至少一个片材材料外层16。该外层或多个外层16周向上密封以捕获在它们之间的一个内层或多个内层12。图1示出的垫料产品10具有两个外层，即上外层18和下外层20。外层16在内层12的所有四个边上捕获内层12，包括覆盖内层12的顶侧和底侧。沿着外周22将外层16密封以束缚内层12。可以使用任何密封手段，包括在外层的相对表面上的粘接涂层、在外层的周向部分上的胶接、或外层16之间的机械连接。不管外层16如何密封，然而，内层12通常都不附接到外层16。因此，内层12具有主要部分，该主要部分相对于所述外层16的临近部分自由偏移。
尽管图1示出的垫料产品10包括形成外层的两个片材18和20，但是垫料产品10可替选地可以使用单个片材来形成外层16。如图2所示，垫料产品30包括单材料片材，该单材料片材形成围绕内层36包裹的顶层32和底层34。在内层36的三个侧面上，外层32和外层34之后被密封以形成垫料产品30。在示出的实施方式中，外层32和外层34尚未被密封，示出了内层36。在该情况下，内层36为根据美国专利No.7,955,245提供的褶皱的垫料产品。图3示出了在外层32的周向部38已经在三个侧面上被密封之后，该绝缘垫料产品30的外观。
图2和图3的垫料产品30全部由纸制成。相应地，两个内层36由纸制成，并且外层32和外层34包括纸。内层36设置了缓冲物和用于绝缘的气袋，且这些气袋被外层32和外层34密封，以最小化或防止空气进入垫料产品30或从垫料产品30出来，以提供绝缘特性。该外层可以以耐湿气的材料或涂层(例如，塑料或蜡)的形式提供，以在船运过程中保护该防护性和绝缘性的内层36免受潮湿。为了进一步保护该内层36免受潮湿，外层32和外层34可以由塑料袋形成，该塑料袋可以密封任何湿气，并且防止空气从由内层36提供的绝缘空间任意移动出去。
为了便于使矩形纸板盒或其它容器绝缘，垫料产品40可以设置有间隔一定距离的折叠线42，该距离通常匹配该容器的尺寸，如图4所示。在该示例中，一个内层或多个内层包括布置在一条线上的三个不连续的区段44、区段46、区段48。在每一区段44、区段46、区段48之间，外层50被压折以形成每一内区段44、区段46、区段48之间的折叠线42。该折叠线42使得垫料产品40被折成C形，从而中央区段46将覆盖容器60的一侧，并且端区段44和端区段48将覆盖容器60的相邻侧，如图5所示。可以使用另一个三区段垫料产品40以使容器60的其它三侧绝缘。因此，完成的垫料产品40的每一区段44、区段46、区段48的尺寸近似地相当于容器60的相应的尺寸。
在图5所示的容器60中，三区段绝缘垫料产品40示出为放置在容器60的底部中，其中中央区段46临近容器60的底壁62，并且相邻区段44和相邻区段48对着侧壁64和侧壁66分别向上延伸。冷却元件70放置在中央区段46上，并且单个区段绝缘垫料产品72放置在冷却元件70上以将待船运的物件74与冷却元件70以及来自冷却元件70的任何冷凝物分开。在容器60被闭合并且密封待船运之前，另一绝缘垫料产品40或多个绝缘垫料产品40放置在待船运的物件74上方，并且临近容器60的其它侧。
本发明还提供了一种用于制造绝缘垫料产品的方法。所述方法包括以下步骤：(a)使至少一个非平面内层永久变形以形成多个气袋，所述至少一个非平面内层包括纸张；(b)在所述至少一个内层的全部四个边上以及在所述至少一个内层的顶侧和底侧的上方，利用至少一个片材材料外层围绕所述至少一个内层；以及(c)周向上密封所述至少一个外层以捕获在其内的所述至少一个内层，从而所述内层具有主要部分，所述主要部分相对于所述至少一个外层的临近部分自由偏移。
本发明提供的方法还可以包括以下特征中的一者或多者：(i)所述变形步骤包括将卷或层叠形式的纸转变成相对不太密实的垫料产品；(ii)所述围绕步骤包括利用纸外层将所述至少一个内层围绕；(iii)所述围绕步骤包括将所述至少一个内层放置在两个纸层之间；(iv)所述围绕步骤包括通过具有粘接涂层的片材材料围绕所述至少一个内层；(v)所述围绕步骤包括在所述至少一个内层的相对两侧上利用两个单独的片材围绕所述至少一个内层；(vi)还包括在至少所述至少一个外层中形成折叠线的步骤；(vii)所述形成步骤包括在所述至少一个内层的部分之间在所述至少一个外层中形成折叠线，以便将所述至少一个内层的部分用折叠线分开；(viii)所述形成步骤包括形成两条折叠线，以分开所述至少一个内层的三个区段；(ix)包括将所述垫料产品放置在容器中以覆盖所述容器的三个侧面的步骤；(x)还包括重复所述放置步骤以当容器闭合时覆盖所述容器的所有的侧面的步骤；或(xi)包括将所述垫料产品放置在所述容器中，将容器中的冷却元件放置在该垫料产品上，以及在添加待船运的物件之前将另一垫料产品放置在冷却元件上的步骤。
总之，本发明提供了一种绝缘垫料产品10，绝缘垫料产品10包括至少一个非平面的纸张内层12，非平面的纸张内层12永久性变形以形成多个气袋14。该变形的纸张具有周向边缘以及顶侧和底侧。绝缘垫料产品10还包括围绕所述至少一个内层12的至少一个片材材料外层16。该外层16周向上密封以在所述至少一个内层12的全部四个边上以及在顶侧和低侧的上方捕获该外层16之间的所述至少一个内层12。所述至少一个内层12具有主要部分，所述主要部分相对于所述至少一个外层16的临近部分自由偏移。
尽管已经关于某一优选的实施方式或某些优选的实施方式示出并描述了本发明，但显而易见的是，对于本领域技术人员在阅读并理解本说明书和附图时，会进行等效的替选实施方式和修改实施方式。特别是关于以上描述的部件所执行的各种功能，除非另有说明，否则用来描述这种部件的术语(包括提到的“装置”)旨在对应于执行所描述的部件的具体功能的任何部件(即功能等效)，即使结构不等同于在本文中执行在本发明所说明的示例性实施方式中的功能的公开的结构。另外，虽然本发明的特定特征可以根据数个实施方式中的仅一个实施方式进行了公开，但是如果对于任何给定的应用或特定的应用是可以期望且有利的，这些特征可以与其它实施方式的一个或多个其它的特征结合。

Claims (17)

1.一种绝缘垫料产品，包括：
至少一个非平面的纸张内层，所述非平面的纸张内层永久地变形以形成多个气袋，所述变形的纸张具有周向边缘以及顶侧和底侧；以及
至少一个片材材料外层，所述至少一个片材材料外层围绕所述至少一个内层，且周向上密封以在所述至少一个内层的全部四个边上以及在所述至少一个内层的顶侧和底侧的上方捕获在所述至少一个片材材料外层之间的所述至少一个内层；
其中，所述至少一个内层具有主要部分，所述主要部分相对于所述至少一个外层的临近部分自由偏移。
2.如权利要求1或任何其它产品权利要求所述的绝缘垫料产品，其中，所述至少一个片材材料外层包括纸。
3.如权利要求1或任何其它产品权利要求所述的绝缘垫料产品，其中，所述至少一个外层包括上外层和下外层，其中，周向部分被密封以束缚所述至少一个内层。
4.如权利要求1或任何其它产品权利要求所述的绝缘垫料产品，其中，所述至少一个外层由单片材形成，所述单片材围绕所述内层的一边包裹并且在所述内层的其它三个边的周缘上密封。
5.如权利要求1或任何其它产品权利要求所述的绝缘垫料产品，包括在所述至少一个外层中的一条或多条折叠线，其中，所述内层包括由所述折叠线分开的不连续的区段。
6.一种用于制造绝缘垫料产品的方法，包括以下步骤：
使至少一个非平面的内层永久变形以形成多个气袋，所述至少一个非平面的内层包括纸张；
在所述至少一个内层的四个边上以及在所述至少一个内层的顶侧和底侧的上方，利用至少一个片材材料外层围绕所述至少一个内层；
周向上密封所述至少一个外层以捕获在其内的所述至少一个内层，从而所述内层具有主要部分，所述主要部分相对于所述至少一个外层的临近部分自由偏移。
7.如权利要求6或任何其它方法权利要求所述的方法，其中，所述变形步骤包括将卷或层叠形式的纸转变成相对不太密实的垫料产品。
8.如权利要求6或任何其它方法权利要求所述的方法，其中，所述围绕步骤包括利用纸外层围绕所述至少一个内层。
9.如权利要求6或任何其它方法权利要求所述的方法，其中，所述围绕步骤包括将所述至少一个内层放置在两个纸层之间。
10.如权利要求6或任何其它方法权利要求所述的方法，其中，所述围绕步骤包括利用具有粘接涂层的片材材料围绕所述至少一个内层。
11.如权利要求6或任何其它方法权利要求所述的方法，其中，所述围绕步骤包括在所述至少一个内层的相对两侧上利用两个单独的片材围绕所述至少一个内层。
12.如权利要求6或任何其它方法权利要求所述的方法，还包括在至少所述至少一个外层中形成折叠线的步骤。
13.如权利要求6或任何其它方法权利要求所述的方法，其中，所述形成步骤包括在所述至少一个内层的部分之间在所述至少一个外层中形成折叠线，以便利用所述折叠线分开所述至少一个内层的部分。
14.如权利要求6或任何其它方法权利要求所述的方法，其中，所述形成步骤包括形成两条折叠线，以分开所述至少一个内层的三个区段。
15.如权利要求14或任何其它方法权利要求所述的方法，包括将所述垫料产品放置在容器中以覆盖所述容器的三个侧面的步骤。
16.如权利要求15或任何其它方法权利要求所述的方法，还包括重复所述放置步骤以当所述容器闭合时覆盖所述容器的所有侧面的步骤。
17.如权利要求6或任何其它方法权利要求所述的方法，包括以下步骤：将所述垫料产品放置在所述容器中、将冷却元件放置在所述容器中的所述垫料产品上、以及在添加待船运的物件之前将另一垫料产品放置在所述冷却元件上。
CN201480016148.2A 2013-03-15 2014-03-14 热绝缘垫料和方法 Active CN105209351B (zh)

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