CN111891520A - 一种热塑复合材料包装箱及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种柱状体热塑复合材料包装箱及其制备方法，包括主体柱状结构由至少三个芯体单元板依次连接组成，芯体单元板为由中间的主体中空芯体层和设置在两侧的主体支撑层组成的三明治结构，相邻芯体单元板对应面的支撑层连接为一整体，相邻芯体单元板的芯体层之间设有芯体粘合层；端盖设置在主体柱状结构两端形成箱体结构；箍紧扎带缠绕箍紧在主体柱状结构外。本发明包装箱折弯处的结构强度较高，不会受到折弯影响，能够有效保证包装箱强度，因此无需再设置单独的加强层，有效降低成本；主体柱状结构外缠绕有箍紧带，进一步提高包装箱强度；包装箱通过热压成型坡口槽，再翻转折叠制成，制造方法简单，并且能够有效提高结构强度，普及性强。

Description

一种热塑复合材料包装箱及其制备方法

技术领域

本发明涉及包装箱技术领域，具体涉及一种热塑复合材料包装箱及其制备方法。

背景技术

随着市场产品的多样化，市场对产品包装箱的要求也越来越多样化，从小的手机盒包装到大的家电包装，从快递包装到军用炮弹包装箱，不同的产品对包装箱有着不同的要求，有的要求能耐冲击，耐摔，有的要求重量轻，有的要求便宜，有的要求好看，目前市场上常见的包装有纸盒、木箱、金属箱和塑料箱等，其中纸盒包装成本低重量轻，但刚度差，无法承载很重的物品；木箱刚度较高，但其缓冲性能差，不耐摔且密封性很差，并且成本远远高于纸箱；金属箱，虽然刚性好，但其防震性能也较差且重量太重，不适合需要经常搬运的物品，并且成本过高普及性不强；塑料箱绝热功能好，密封性好，重量轻，但不耐冲击且刚性要比木箱或金属箱差。

专利号为CN 208291689U的实用新型专利“一种重复使用的轻质物流包装箱”公开了一种包装箱的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。

上述板材采用三明治结构的热塑性复合材料板作为箱体的主体材料，其两面采用纤维增强的热塑性复合材料，中间采用泡沫或蜂窝芯夹心结构，解决了普通塑料箱刚性差，不耐冲击等缺点，适用于要求抗摔，且重量较重的物品。然而三明治结构板材的刚性较大，上述专利直接采用折叠方式进行弯折，制造难度高，并且会大大降低弯折处箱体强度，还需要在弯折处设置加强薄膜以提高强度，制造成本高，普及性不强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柱状体热塑复合材料包装箱及其制备方法，该柱状体热塑复合材料包装箱强度高，重量轻，成本低，制造方法简单，普及强。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明公开了一种柱状体热塑复合材料包装箱，包括：

主体柱状结构，所述主体柱状结构由至少三个芯体单元板板依次连接组成，所述芯体单元板板为由中间的主体中空芯体层和设置在两侧的主体支撑层组成的三明治结构，相邻所述芯体单元板对应面的所述支撑层连接为一整体，相邻所述芯体单元板的芯体层之间设有芯体粘合层；

端盖，所述端盖设置在所述主体柱状结构两端形成箱体结构；

箍紧扎带，所述箍紧扎带缠绕箍紧在所述主体柱状结构外。

通过采用上述方案，主体柱状结构由芯体单元板板依次连接组成，相邻芯体单元板板的主体中空芯体层通过芯体粘合层粘合成一体，相邻芯体单元板板对应面的支撑层连接为一整体，大大提高主体柱状结构弯折处的箱体强度，从而有效提高包装箱强度；箍紧扎带缠绕箍紧在主体柱状结构外，进一步提高强度。

进一步的，所述端盖为由中间的端盖中空芯体层和设置在两侧的端盖支撑层组成的三明治结构。

进一步的，所述端盖包括与所述主体柱状结构对应的端板以及与所述芯体单元板一一对应的侧板。

通过采用上述方案，端盖为与主体柱状结构分离的独立结构，通过将侧板插入主体柱状结构内部实现端盖关闭。

进一步的，所述端盖包括与所述主体柱状结构对应的端板，所述端板一侧面与一侧所述芯体单元板连接为整体，所述端板其他侧面设有与其他所述芯体单元板一一对应的侧板。

通过采用上述方案，端盖的端板一侧面与主体柱状结构连接为一整体，其他侧面连接侧板，将侧板插入主体柱状结构内部实现端盖关闭。

进一步的，所述端板与侧板连接处以及侧板之间连接处对应面的所述端盖支撑层连接为一整体，所述端板与侧板连接处以及侧板之间连接处的相邻端盖中空芯体层之间设有端盖粘合层。

通过采用上述方案，端板与侧板连接处以及侧板与侧板连接处的端盖中空芯体层之间通过端盖粘合层固定，同时对应面的端盖支撑层连接为一整体，大大提高连接处的强度，从而提高包装箱整体强度。

进一步的，所述侧板与所述芯体单元板之间设有匹配的卡扣结构，所述卡扣结构包括开设在所述侧板或芯体单元板上的凹槽以及设置在所述芯体单元板或侧板上的凸棱。

通过采用上述方案，侧板与芯体单元板之间通过卡扣结构固定，提高包装箱端盖密封稳定性。

进一步的，所述主体中空芯体层和端盖中空芯体层的材料为热塑材料蜂窝芯板、热塑材料中空板、PET发泡材料、PP发泡材料或聚氨酯发泡材料。

进一步的，所述箍紧扎带包括箍紧带和设置在箍紧带两端的锁扣机构。

通过采用上述方案，箍紧带通过两端匹配的锁扣机构连接为一整体，将主体柱状结构箍紧。

进一步的，所述主体支撑层、端盖支撑层和箍紧带均为由中间的主体层和两侧的界面层组成的三明治结构，所述主体层采用至少一层连续纤维增强热塑材料制造而成，所述界面层采用至少一层连续纤维增强热塑材料、热塑树脂膜、铝板、不锈钢板或热固复合材料板制成。

进一步的，所述连续纤维增强热塑材料由热塑树脂材料和增强纤维材料复合组成，所述热塑树脂材料为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯或尼龙6，所述增强纤维材料为玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。

进一步的，所述箍紧带与至少一个所述芯体单元板板热熔固定或粘合固定。

通过采用上述方案，箍紧带与芯体单元板板之间固定，避免箍紧带掉落。

进一步的，所述箱体结构内部放置有密封封装袋单元，所述密封封装袋单元内部填充有保护气体。

通过采用上述方案，将物品首先放置在密封封装袋单元内部，之后在密封封装袋单元内填充氩气等保护气，提高运输安全性，适用于贵重易碎物品的包装。

进一步的，所述主体柱状结构外侧面设有抗紫外线膜层。

通过采用上述方案，避免运输过程中外部紫外线影响内部结构稳定性。

第二方面，本发明公开了一种柱状体热塑复合材料包装箱的制备方法，包括如下步骤：

S1、通过热复合工艺制作三明治复合板和箍紧扎带，复合板两侧的面板以及箍紧带为三层连续增强热塑材料板，复合板的中间层为热塑材料蜂窝芯板、热塑材料中空板、PET发泡板、PP发泡板或聚氨酯发泡板；

S2、按照柱状体包装箱展开平面图的几何原理，对三明治复合板进行裁剪，并对折叠位置划线确认轨迹；

S3、在三明治复合板上端盖的侧板位置上热压成型至少一条凸棱或凹槽，在三明治复合板上芯体单元板对应位置热压成型与所述凸棱或凹槽匹配的凹槽或凸棱；

S4、采用热压工艺，按照划线位置通过热压模具热压成型“V”型坡口槽；

S5、将三明治复合板折线位置朝坡口槽一侧翻转折叠得到连接为一体的主体柱状结构和端盖；

S6、采用热融复合工艺或粘胶工艺或铆接工艺将所述的箍紧扎带与所述主体柱状结构固定得到柱状体热塑复合材料包装箱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明主体柱状结构折弯处以及端盖的折弯处的结构强度较高，不会受到折弯影响，能够有效保证包装箱强度，因此无需再设置单独的加强层，有效降低成本；

2、本发明主体柱状结构外缠绕有箍紧带，进一步提高包装箱强度；

3、本发明包装箱通过热压成型坡口槽，再翻转折叠制成，制造方法简单，并且能够有效提高结构强度，普及性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明的实施例一的结构示意图。

图2是图1中A-A面的剖视结构示意图。

图3是图1中B-B面的剖视结构示意图。

图4是本发明的实施例一的展开结构示意图。

图5是本发明的实施例一的三明治复合板翻转折叠前的剖视结构示意图。

图6是本发明的实施例二的结构示意图。

图中所示：

1、主体柱状结构；101、芯体单元板；102、主体中空芯体层；103、主体支撑层；104、芯体粘合层；105、凹槽；

2、端盖；201、端盖中空芯体层；202、端盖支撑层；203、端板；204、侧板；205、凸棱；206、端盖粘合层；

3、箍紧扎带；301、箍紧带；302、锁扣机构；

4、密封封装袋单元；

5、抗紫外线膜层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例一：

如图1至5所示，本实施例公开了一种柱状体热塑复合材料包装箱，包括主体柱状结构1，端盖2和箍紧扎带3。

主体柱状结构1由四个芯体单元板101依次连接组成，芯体单元板101为由中间的主体中空芯体层102和设置在两侧的主体支撑层103组成的三明治结构，相邻芯体单元板101对应面的支撑层连接为一整体，相邻芯体单元板101的芯体层之间设有芯体粘合层104。

端盖2设置在主体柱状结构1两端形成箱体结构，端盖2包括与主体柱状结构1对应的端板203，端板203一侧面与一侧芯体单元板101连接为整体，端板203其他侧面设有与其他芯体单元板101一一对应的侧板204。

端盖2的端板203一侧面与主体柱状结构1连接为一整体，其他侧面连接侧板204，将侧板204插入主体柱状结构1内部实现端盖2关闭。

端板203与侧板204连接处以及侧板204之间连接处对应面的端盖支撑层202连接为一整体，端板203与侧板204连接处以及侧板204之间连接处的相邻端盖中空芯体层201之间设有端盖粘合层206。

端板203与侧板204连接处以及侧板204与侧板204连接处的端盖中空芯体层201之间通过端盖粘合层206固定，同时对应面的端盖支撑层202连接为一整体，大大提高连接处的强度，从而提高包装箱整体强度。

侧板204与芯体单元板101之间设有匹配的卡扣结构，卡扣结构包括开设在芯体单元板101上的凹槽105以及设置在侧板204上的凸棱205。

侧板204与芯体单元板101之间通过卡扣结构固定，提高包装箱端盖2密封稳定性。

本实施例中主体中空芯体层102和端盖中空芯体层201的材料均为热塑材料蜂窝芯板，可以预见其余高强度低重量发泡材料例如热塑材料中空板、PET发泡材料、PP发泡材料或聚氨酯发泡材料等也可以应用在本实施例中。

箍紧扎带3缠绕箍紧在主体柱状结构1外。

箍紧扎带3包括箍紧带301和设置在箍紧带301两端的锁扣机构302。

箍紧带301通过两端匹配的锁扣机构302连接为一整体，将主体柱状结构1箍紧。具体的，本实施例中的锁扣机构302包括设置在箍紧带301一端的锁钩和开设在另一端的锁孔。可以预见其余所扣机构也可以适用于本实施例中，上述锁扣机构302均为本领域的常用技术手段。

本实施例中芯体单元板101的主体支撑层103、端盖2的端盖支撑层202和箍紧带301均为由中间的主体层和两侧的界面层组成的三明治结构(图中未画出)，主体层采用一层连续纤维增强热塑材料制造而成，界面层采用一层连续纤维增强热塑材料制成。

连续纤维增强热塑材料由热塑树脂材料和增强纤维材料复合组成，热塑树脂材料为PP，增强纤维材料为碳纤维。

其他热塑树脂材料例如PET、PC、PCTG或PA6等，以及其他增强纤维材料例如玻璃纤维、芳纶纤维等也可以应用在本实施例中。

箍紧带301与一个芯体单元板101热熔固定或粘合固定，避免箍紧带301掉落。

本实施例箱体结构内部还放置有密封封装袋单元4，箱体结构内部填充有保护气体。

密封封装袋单元采用真空袋形式，将物品首先放置在密封封装袋单元4内部，之后内部填充氩气等保护气，提高运输安全性，适用于贵重易碎物品的包装。

本实施例主体柱状结构1外侧面设有抗紫外线膜层5，避免运输过程中外部紫外线影响内部结构稳定性。抗紫外线膜5可以是玻璃膜也可以是塑料薄膜等，均为领域的常用技术手段。

本实施例的包装箱的制备方法如下：

S1、通过热复合工艺制作三明治复合板和箍紧带301，复合板两侧的面板以及箍紧带301为三层连续增强热塑材料板，复合板的中间层为热塑材料蜂窝芯板，在箍紧带301两端设置锁扣机构302；

S2、按照柱状体包装箱展开平面图的几何原理，对三明治复合板进行裁剪，并对折叠位置划线确认轨迹；

S3、在三明治复合板上端盖2的侧板204位置上热压成型一条凸棱205，在三明治复合板上芯体单元板101对应位置热压成型与凸棱205匹配的凹槽105；

S4、采用热压工艺，按照划线位置通过热压模具热压成型“V”型坡口槽；

S5、将三明治复合板折线位置朝坡口槽一侧翻转折叠得到连接为一体的主体柱状结构1和端盖2，之后通过热熔工艺将主体柱状结构1两端芯体单元板101的连接处连接固定；

S6、采用热融复合工艺将的箍紧扎带3与主体柱状结构1固定得到柱状体热塑复合材料包装箱。

实施例二：

如图6所示，本实施例的包装箱的结构与实施例一基本相同，不同之处在于本实施例包装箱的端盖2为与主体柱状结构1分离的独立结构。

本实施例端盖2包括与主体柱状结构1对应的端板203以及与芯体单元板101一一对应的侧板204。

因此，在本实施例包装箱制备过程中需要在三明治复合板上单独裁剪端盖2和主体柱状结构1展开后的平面结构，再对折叠位置划线，之后按照实施例一剩下步骤进行得到端盖2和主体柱状结构1分离的包装箱。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (14)

1.一种柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，包括：

主体柱状结构，所述主体柱状结构由至少三个芯体单元板板依次连接组成，所述芯体单元板板为由中间的主体中空芯体层和设置在两侧的主体支撑层组成的三明治结构，相邻所述芯体单元板对应面的所述支撑层连接为一整体，相邻所述芯体单元板的芯体层之间设有芯体粘合层；

端盖，所述端盖设置在所述主体柱状结构两端形成箱体结构；

箍紧扎带，所述箍紧扎带缠绕箍紧在所述主体柱状结构外。

2.根据权利要求1所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述端盖为由中间的端盖中空芯体层和设置在两侧的端盖支撑层组成的三明治结构。

3.根据权利要求2所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述端盖包括与所述主体柱状结构对应的端板以及与所述芯体单元板一一对应的侧板。

4.根据权利要求2所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述端盖包括与所述主体柱状结构对应的端板，所述端板一侧面与一侧所述芯体单元板连接为整体，所述端板其他侧面设有与其他所述芯体单元板一一对应的侧板。

5.根据权利要求3或4任一所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述端板与侧板连接处以及侧板之间连接处对应面的所述端盖支撑层连接为一整体，所述端板与侧板连接处以及侧板之间连接处的相邻所述端盖中空芯体层之间设有端盖粘合层。

6.根据权利要求3或4任一所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述侧板与所述芯体单元板之间设有匹配的卡扣结构，所述卡扣结构包括开设在所述侧板或芯体单元板上的凹槽以及设置在所述芯体单元板或侧板上的凸棱。

7.根据权利要求1所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述主体中空芯体层和端盖中空芯体层的材料为热塑材料蜂窝芯板、热塑材料中空板、PET发泡材料、PP发泡材料或聚氨酯发泡材料。

8.根据权利要求2所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述箍紧扎带包括箍紧带和设置在箍紧带两端的锁扣机构。

9.根据权利要求8所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述主体支撑层、端盖支撑层和箍紧带均为由中间的主体层和两侧的界面层组成的三明治结构，所述主体层采用至少一层连续纤维增强热塑材料制造而成，所述界面层采用至少一层连续纤维增强热塑材料、热塑树脂膜、铝板、不锈钢板或热固复合材料板制成。

10.根据权利要求9所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述连续纤维增强热塑材料由热塑树脂材料和增强纤维材料复合组成，所述热塑树脂材料为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯或尼龙6，所述增强纤维材料为玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。

11.根据权利要求9所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述箍紧带与至少一个所述芯体单元板板热熔固定或粘合固定。

12.根据权利要求1所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述箱体结构内部放置有密封封装袋单元，所述密封封装袋单元内部填充有保护气体。

13.根据权利要求1所述的柱状体热塑复合材料包装箱，其特征在于，所述主体柱状结构外侧面设有抗紫外线膜层。

14.一种如权利要求1至13任一所述的柱状体热塑复合材料包装箱的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过热复合工艺制作三明治复合板和箍紧带，复合板两侧的面板以及箍紧带为三层连续增强热塑材料板，复合板的中间层为热塑材料蜂窝芯板、热塑材料中空板、PET发泡板、PP发泡板或聚氨酯发泡板，在箍紧带两端设置锁扣机构；

S2、按照柱状体包装箱展开平面图的几何原理，对三明治复合板进行裁剪，并对折叠位置划线确认轨迹；

S3、在三明治复合板上端盖的侧板位置上热压成型至少一条凸棱或凹槽，在三明治复合板上芯体单元板对应位置热压成型与所述凸棱或凹槽匹配的凹槽或凸棱；

S4、采用热压工艺，按照划线位置通过热压模具热压成型“V”型坡口槽；

S5、将三明治复合板折线位置朝坡口槽一侧翻转折叠得到连接为一体的主体柱状结构和端盖，通过热熔工艺将主体柱状结构两端的芯体单元板粘合成一体；

S6、采用热融复合工艺或粘胶工艺或铆接工艺将所述的箍紧扎带与所述主体柱状结构固定得到柱状体热塑复合材料包装箱。

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