CN108502301A - 一种重复使用的轻质物流包装箱及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重复使用的轻质物流包装箱，其特征在于：由板材沿折叠线折叠而成，所述板材外侧沿着宽度方向有3条平行的折叠线，由左向右分别是A折叠线、B折叠线和C折叠线；与此相对应的，板材内侧形成有与3条平行的折叠线相对应的TPE薄膜，在板材的两侧粘贴有蘑菇搭扣式胶带；板材靠近蘑菇搭扣式胶带位置处形成有开孔，开孔内套接有用于将板材进行包装箱封口锁定的塑料卡扣，塑料卡扣可拆式套接于开孔内；本发明采用玻纤增强热塑性复合材料及泡沫或蜂窝夹心结构来制备包装箱体材质，在降低包装箱重量的同时赋予包装箱优异的韧性、箱体刚度、抗冲击性能、抗压性能及表面耐刮划性能。

Description

一种重复使用的轻质物流包装箱及其制作工艺

技术领域

本发明涉及包装制造技术领域，尤其涉及一种重复使用的轻质物流包装箱及制作工艺。

背景技术

随着电子商务的蓬勃发展，对物流包装箱的需求日益增加。尤其是居民日常网购常用的纸质包装箱，更是需求量惊人。然而经常网购的人都有过纸质包装箱破损玷污、导致内部物品运输中损坏或污染，而不得不拒收的经历。同时快递外包装纸盒上缠绕着好几圈胶带，好不容易打开盒子，纸质包装箱已经彻底损坏而无法重复利用。而即使想卖废纸，也由于纸箱上缠着太多的胶带很少有人愿意回收。大量的一次性废弃纸质包装盒造成了巨大的资源浪费和环境污染。

针对以上问题，故，有必要对其进行改进。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是: 现有的纸质包装箱，不可重复使用，耐潮湿性、抗压能力、韧性、抗冲击性能均有所不足，表面耐破坏能力较差，易损坏。同时纸质包装箱多采用粘性塑料胶带缠绕封口，塑料胶带拆开包装后难去除，影响回收；大量塑料胶带的不规则缠绕也影响包装的美观。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种重复使用的轻质物流包装箱，由板材沿折叠线折叠而成，所述板材外侧沿着宽度方向有3条平行的折叠线，由左向右分别是A折叠线、B折叠线和C折叠线；与此相对应的，板材内侧形成有与3条平行的折叠线相对应的TPE薄膜，在板材的两侧粘贴有蘑菇搭扣式胶带；板材靠近蘑菇搭扣式胶带位置处形成有开孔，开孔内套接有用于将板材进行包装箱封口锁定的塑料卡扣，塑料卡扣可拆式套接于开孔内。

作为本发明的一种优选方案，所述蘑菇搭扣式胶带包括布设于板材内侧的蘑菇搭扣的蘑菇头面和布设于板材外侧的蘑菇搭扣的搭扣面；蘑菇头面和搭扣面可拆式连接。

作为本发明的一种优选方案，所述板材包括两层玻纤增强聚丙烯片材和一层聚丙烯发泡片层；两层玻纤增强聚丙烯片材分别位于聚丙烯发泡片层的上下两面；两层玻纤增强聚丙烯片材和一层聚丙烯发泡片层通过加热热压复合制成长方形板材。

作为本发明的一种优选方案，所述聚丙烯发泡片层为泡沫夹心结构、蜂窝夹心结构或瓦楞芯结构。

作为本发明的一种优选方案，所述聚丙烯发泡片层内形成有若干微孔，该微孔均匀分布于聚碳酸酯微孔发泡片材的中心部位。

作为本发明的一种优选方案，所述微孔的泡孔尺寸20～100微米，为闭孔结构。

作为本发明的一种优选方案，所述聚丙烯发泡片层的厚度为20～150 um。

作为本发明的一种优选方案，所述板材内侧或者外侧的表面贴敷有用于识别物流信息的RFID标签。

一种重复使用的轻质物流包装箱的制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：轻质高强箱体材料制备：选择厚度为0.5mm, 玻纤体积含量50%的连续玻纤增强聚丙烯片材A，以及厚度4毫米的聚丙烯发泡片层B，将玻纤增强聚丙烯片材A和聚丙烯发泡片层B按照ABA的排列方式进行叠加；

步骤二：将铺好层的材料放入热压机中，在170°C温度下，施加2MPa的压力，保压1分钟，然后自然冷却，得到最终平均厚度为4mm的复合材料层压板；

步骤三：将上述4mm厚度复合材料放置于热压机加热区内，四周以夹具固定。将塑料板材加热到表面软化温度，然后热压机闭合，用加热模板在复合材料局部区域按图纸压出折痕及局部薄区，取出复合板材进行冷却；

步骤四：对板材按照箱体展开图进行切边、开槽；

步骤五：在箱体折边区域，贴合一层0.3mm的TPE薄膜，同时在箱体材料上热贴合RFID标签；

步骤六：在板材局部减薄区域，贴上对应的蘑菇搭扣结构；

步骤七：折叠构成箱体，放置需包装运输物品；

步骤八：用塑料卡扣做封箱锁定处理。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用玻纤增强热塑性复合材料及泡沫或蜂窝夹心结构来制备包装箱体材质，在降低包装箱重量的同时赋予包装箱优异的韧性、箱体刚度、抗冲击性能、抗压性能及表面耐刮划性能；

2.而采用热塑性弹性体薄膜包覆折边区域，可以利用热塑性弹性体优异的耐折叠性来实现包装箱体的反复展开及折叠，增加包装箱的重复使用寿命；

3.采用热塑性复合材料及夹心结构制备的包装箱体，其材质可重复使用，即使在箱体遭到严重破坏不能使用时，依然可以进行回收粉碎，以制备新的箱体。这使得包装盒的重复回收利用成为可能，从而减少了资源浪费和固体废弃物污染。更从根本上避免了造纸工业常伴随的环境污染；

4.本发明通过对箱体展开构型特殊设计，在部分区域粘贴蘑菇搭扣式胶带，从而实现箱体的快速成型及展开。从而避免了纸箱包装所常用的胶带缠绕步骤，节省了包装时间，同时使得包装箱外观更加整齐美观；

5.本发明通过在箱体封口局部开孔或开槽，并利用仅可一次性使用的膨胀塑料卡扣或捆扎带等进行包装锁定确认，可以有效解决包装箱物流运输中常见的开箱失窃，而收货人收件时难以判定的问题；

6.本发明通过在复合层压三明治型箱体内部或表面植入RFID标签，以完成物流信息的读写。可以避免纸质包装快递单上个人信息泄漏的问题，并方便物流公司或发货人全程跟踪物流，实现物流的高效自动化分拣投递等功能。

附图说明

图1为本发明实施例的板材结构剖视图；

图2为本发明实施例的箱体外侧展开结构图；

图3为本发明实施例的箱体内侧展开结构图；

图4为本发明实施例的塑料卡扣结构图；

图中附图标记：玻纤增强聚丙烯片材1，聚丙烯发泡片层2，微孔2-1，A折叠线3，B折叠线4，C折叠线5，TPE薄膜6，蘑菇头面7，搭扣面8，开孔9，塑料卡扣10，RFID标签11。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。

实施例1：如图1-4所示，一种重复使用的轻质物流包装箱，由板材沿折叠线折叠而成，所述板材外侧沿着宽度方向有3条平行的折叠线，由左向右分别是A折叠线3、B折叠线4和C折叠线5；与此相对应的，板材内侧形成有与3条平行的折叠线相对应的TPE薄膜6，在板材的两侧粘贴有蘑菇搭扣式胶带；在箱体需要折边的区域，可以选择使用热塑性弹性体薄膜或硅胶、聚氨酯胶、热熔胶等橡胶类材料包覆来增强折叠性；热塑性弹性体，简称TPE是Thermoplastic Elastomer的缩写，常温下具有橡胶的弹性，高温下可塑化成型。热塑性弹性体的结构特点是由化学键组成不同的树脂段和橡胶段，树脂段凭借链间作用力形成物理交联点，橡胶段是高弹性链段，贡献弹性。塑料段的物理交联随温度的变化而呈可逆变化，显示了热塑性弹性体的塑料加工特性。热塑性弹性体具有良好的抗冲击、抗疲劳性能、低温柔韧性、对化学物质，油品，溶剂和天气的抵抗能力、高抗撕裂强度及高耐摩擦性能等。将此类TPE材料以薄膜形式包覆于箱体折边区域，可以使得箱体反复展开或折叠，而不会在折边处开裂。从而延长了箱体的循环使用寿命。TPE的包覆可以采用将TPE薄膜和复合三明治箱体材质加热贴合的方法来实现。也可以使用有机硅胶、聚氨酯胶、热熔胶或其他类似橡胶，利用常用的打胶枪或挤出涂覆设备，将TPE、有机硅胶、聚氨酯胶等在折边处涂覆来实现。

板材靠近蘑菇搭扣式胶带位置处形成有开孔9，开孔9内套接有用于将板材进行包装箱封口锁定的塑料卡扣10，塑料卡扣10可拆式套接于开孔9内；所述蘑菇搭扣式胶带包括布设于板材内侧的蘑菇搭扣的蘑菇头面7和布设于板材外侧的蘑菇搭扣的搭扣面8；蘑菇头面7和搭扣面8可拆式连接。

本发明进一步通过对箱体展开构型特殊设计，在部分区域粘贴蘑菇搭扣式胶带，从而实现箱体的快速成型及展开；蘑菇搭扣是一种可开启的闭合系统，固定牢固，拆卸容易；正拉和剪切强度很大。一般蘑菇搭扣由两条塑料背材带组成，背材带上有蘑菇状的塑料突起（蘑菇头），每平方英寸有不同的蘑菇头的目数，170、250、400目，目数越高，闭合强度就越大。蘑菇头的背后可根据需要选择不同的背胶或不带背胶；当蘑菇搭扣的两片压在一起时，蘑菇头会相互锁定。如果需要可打开，可重复用1000次；蘑菇搭扣属于隐藏式粘接，具有更大的设计灵活性，可以实现顺滑洁净表面，改进外观，同时采用蘑菇搭扣可大量节约时间和劳力，提升包装及物流效率。要使用蘑菇搭扣，箱体展开构型需要特殊的设计，必须保证有足够的重叠面积来安装蘑菇搭扣，并赋予箱体足够的结构强度和承载能力；同时为实现顺滑洁净的箱体表面，在安装蘑菇搭扣的区域，可以有选择的对箱体三明治材料进行局部热压，减薄该区域的厚度，从而保证蘑菇搭扣区域和箱体其他区域具有近似相同的高度及平整度。

本发明中，在箱体的封口区域利用冲切工艺开有局部槽或开孔9，可以在箱体包装完成后，利用膨胀塑料卡扣10、一次性铆钉或捆扎带等进行包装箱封口锁定确认；采用一次性塑料卡扣10、困扎带或铆钉，目的在于，第一进一步增强箱体的强度和承载能力，保证蘑菇搭扣相互间锁定良好，并赋予更好的正拉和抗剪切强度;第二则是保证箱体一旦封闭，除非破坏一次性塑料卡扣或铆钉，无法再次打开箱体。通过该种方法，在最终用户端能快速判断是否包装箱完整性存在可疑，可以有效减少物流运输过程中中途打开包装箱窃取物品或调换物品的可能。

板材内侧或者外侧的表面贴敷有用于识别物流信息的RFID标签11，设置RFID标签11，以完成物流信息的读写；也可以在热压时将RFID芯片包覆入三明治型箱体材料内部，从而实现更为长效安全的物流信息标记。RFID无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便，在物流运输中经常使用。采用RFID技术，可以避免纸质包装快递单上个人信息泄漏的问题，并方便物流公司或发货人全程跟踪物流。在自动化的包装及物流运输流水线上，整个商品的包装流程及物流各个环节均被置于严密的监控和管理之下。与物流处理系统相结合，能够更准确地追踪包裹，帮助包裹及时交付，从而实现物流系统的自动化分拣、高效率和高准确度，更帮助改善包裹投递运送，提升客户服务水平。

板材可以通过塑料成型领域常用的热压、冲切及折弯等工艺进一步制备箱体外壳；所述板材为复合层压三明治结构，板材包括两层玻纤增强聚丙烯片材1和一层聚丙烯发泡片层2；两层玻纤增强聚丙烯片材1分别位于聚丙烯发泡片层2的上下两面；两层玻纤增强聚丙烯片材1和一层聚丙烯发泡片层2通过加热热压复合制成长方形板材；聚丙烯发泡片层2为泡沫夹心结构、蜂窝夹心结构或瓦楞芯结构；该板材通过热压及裁切制备得到箱体展开构型。

聚丙烯发泡片层2内形成有若干微孔2-1，该微孔2-1均匀分布于聚碳酸酯微孔发泡片材的中心部位；微孔2-1的泡孔尺寸20～100微米，为闭孔结构；聚丙烯发泡片层（2）的厚度为20～150 um。

在面层纤维增强热塑性材料层中，用于增强热塑性复合材料的纤维在热塑性复合材料层中所占的比例为10～60%，热塑性树脂占50～90%；适当的硅烷偶联剂和其他助剂（如增韧性、相容剂、阻燃剂、抗氧剂以及成核剂）合占1～10%；纤维可以是玻璃纤维、玄武岩纤维、天然植物纤维、碳纤维等，热塑性树脂可以是聚烯烃树脂、热塑性聚酯、其他通用树脂或高性能工程塑料中的一种或几种。纤维在增强热塑性复合材料中的存在长度可以是0.2-5mm的短纤，也可以是5-20mm长纤，或者是长度大于20mm的连续纤维。

在泡沫夹心结构层中，可以使用的发泡材料可以是聚烯烃泡沫片材、热塑性聚氨酯泡沫片材、发泡聚烯烃膨胀微球（如EPP、EPE）热压片材、轻型增强热塑性LWRT复合材料、或其他通用树脂或高性能工程塑料泡沫片材中的一种或几种。蜂窝夹心结构可以是聚烯烃蜂窝结构、铝蜂窝、纸蜂窝或塑料蜂窝结构中的一种。瓦楞芯结构可以是单层波浪形夹层，也可以是波浪形夹层和平层结构构成的多层结构，制造瓦楞芯的材料可以是聚烯烃薄膜或者热塑性聚酯薄膜等。多层泡沫、蜂窝结构或瓦楞芯结构的尺寸特征及类型可以依据包装箱的承载要求进行调配选择。泡沫、蜂窝夹心结构和瓦楞芯夹心结构可以提供箱体良好的保温、抗压、比刚度及缓冲性能，同时减轻箱体的重量，降低箱体生产及物流运输的成本。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明为一种3层结构的轻质高强箱体结构，其由两层玻纤增强聚丙烯片材、一层聚丙烯发泡片层组成；玻纤增强聚丙烯片材两层为一组，分别放置于聚丙烯蜂窝层的上下两面；图2为特殊设计的一种箱体展开构型，在部分区域粘贴蘑菇搭扣式胶带，从而实现箱体的快速成型及展开；在图2中折边部位热压复合有TPE薄膜，增加箱体的可反复折叠性；用如图3所示塑料卡扣做封箱锁定处理

具体制作工艺包括以下步骤：

步骤一：轻质高强箱体材料制备：选择厚度为0.5mm, 玻纤体积含量50%的连续玻纤增强聚丙烯片材1，以及厚度4毫米的聚丙烯发泡片层2，将玻纤增强聚丙烯片材A层和聚丙烯发泡片B层按照ABA的排列方式进行叠加；

步骤二：将铺好层的材料放入热压机中，在170°C温度下，施加2MPa的压力，保压1分钟，然后自然冷却，得到最终平均厚度为4mm的复合材料层压板；

步骤三：将上述4mm厚度复合材料放置于热压机加热区内，四周以夹具固定。将塑料板材加热到表面软化温度，然后热压机闭合，用加热模板在复合材料局部区域按图纸压出折痕及局部薄区，取出复合板材进行冷却；

步骤四：对板材按照箱体展开图进行切边、开槽；

步骤五：在箱体折边区域，贴合一层0.3mm的TPE薄膜6，同时在箱体材料上热贴合RFID标签11；

步骤六：在板材局部减薄区域，贴上对应的蘑菇搭扣结构；

步骤七：折叠构成箱体，放置需包装运输物品；

步骤八：用塑料卡扣10做封箱锁定处理。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：玻纤增强聚丙烯片材1，聚丙烯发泡片层2，微孔2-1，A折叠线3，B折叠线4，C折叠线5，TPE薄膜6，蘑菇头面7，搭扣面8，开孔9，塑料卡扣10，RFID标签11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种重复使用的轻质物流包装箱，其特征在于：由板材沿折叠线折叠而成，所述板材外侧沿着宽度方向有3条平行的折叠线，由左向右分别是A折叠线（3）、B折叠线（4）和C折叠线（5）；与此相对应的，板材内侧形成有与3条平行的折叠线相对应的TPE薄膜（6），在板材的两侧粘贴有蘑菇搭扣式胶带；板材靠近蘑菇搭扣式胶带位置处形成有开孔（9），开孔（9）内套接有用于将板材进行包装箱封口锁定的塑料卡扣（10），塑料卡扣（10）可拆式套接于开孔（9）内。

2.根据权利要求1所述的一种重复使用的轻质物流包装箱，其特征在于：所述蘑菇搭扣式胶带包括布设于板材内侧的蘑菇搭扣的蘑菇头面（7）和布设于板材外侧的蘑菇搭扣的搭扣面（8）；蘑菇头面（7）和搭扣面（8）可拆式连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种重复使用的轻质物流包装箱，其特征在于：所述板材包括两层玻纤增强聚丙烯片材（1）和一层聚丙烯发泡片层（2）；两层玻纤增强聚丙烯片材（1）分别位于聚丙烯发泡片层（2）的上下两面；两层玻纤增强聚丙烯片材（1）和一层聚丙烯发泡片层（2）通过加热热压复合制成长方形板材。

4.根据权利要求3所述的一种重复使用的轻质物流包装箱，其特征在于：所述聚丙烯发泡片层（2）为泡沫夹心结构、蜂窝夹心结构或瓦楞芯结构。

5.根据权利要求4所述的一种重复使用的轻质物流包装箱，其特征在于：所述聚丙烯发泡片层（2）内形成有若干微孔（2-1），该微孔（2-1）均匀分布于聚碳酸酯微孔发泡片材的中心部位。

6.根据权利要求5所述的一种重复使用的轻质物流包装箱，其特征在于：所述微孔（2-1）的泡孔尺寸20～100微米，为闭孔结构。

7.根据权利要求5所述的一种重复使用的轻质物流包装箱，其特征在于：所述聚丙烯发泡片层（2）的厚度为20～150 um。

8.根据权利要求1所述的一种重复使用的轻质物流包装箱，其特征在于：所述板材内侧或者外侧的表面贴敷有用于识别物流信息的RFID标签（11）。

9.一种如权利要求1-8之任意所述的重复使用的轻质物流包装箱的制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：轻质高强箱体材料制备：选择厚度为0.5mm, 玻纤体积含量50%的连续玻纤增强聚丙烯片材（1），以及厚度4毫米的聚丙烯发泡片层（2），将玻纤增强聚丙烯片材（1）（A层）和聚丙烯发泡片层（B层）按照ABA的排列方式进行叠加；

步骤二：将铺好层的材料放入热压机中，在170°C温度下，施加2MPa的压力，保压1分钟，然后自然冷却，得到最终平均厚度为4mm的复合材料层压板；

步骤三：将上述4mm厚度复合材料放置于热压机加热区内，四周以夹具固定。将塑料板材加热到表面软化温度，然后热压机闭合，用加热模板在复合材料局部区域按图纸压出折痕及局部薄区，取出复合板材进行冷却；

步骤四：对板材按照箱体展开图进行切边、开槽；

步骤五：在箱体折边区域，贴合一层0.3mm的TPE薄膜（6），同时在箱体材料上热贴合RFID标签（11）；

步骤六：在板材局部减薄区域，贴上对应的蘑菇搭扣结构；

步骤七：折叠构成箱体，放置需包装运输物品；

步骤八：用塑料卡扣（10）做封箱锁定处理。