CN115709844A - 一种可循环使用充气式货物包装箱及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可循环使用充气式货物包装箱及其制作方法，包装箱的主材面料是由聚乙烯加尼龙构成的九层共挤膜，九层共挤膜依次由PE+TIE+PA+TIE+PE+TIE+PA+TIE+PE组成；充气式货物包装箱的箱体内部为可充放气防护内胆；在内胆的外侧套设有一层外罩，外罩的原料为九层共挤膜和PET聚酯材料塑钢带，可充放气防护内胆为三层面料通过热压加工工艺封闭组合，形成连续通气的多腔体结构。本包装箱可以替代市场上大量使用的瓦楞纸包装箱，更防水、更防潮、耐磨损、耐高温抗寒、可修复、密封性能好、充气后箱体支撑性好、保温效果好、抗冲击性能好、重量低于三层瓦楞纸箱、回收时不占空间、不使用胶带、易清除粘性标签。

Description

一种可循环使用充气式货物包装箱及其制作方法

技术领域

本发明属于货物包装箱技术领域，具体的说是涉及一种可循环使用充气式货物包装箱及其制作方法。

背景技术

现有技术中市场上流通的货物传统包装大多数采用的是瓦楞纸材料包装箱。瓦楞纸包装箱的防护原理主要是通过波浪形纸制品与平整型纸制品构建成多个空间最终实现防摔缓冲空间，通过材料的支撑性实现物品整齐落高摆放，方便物流。其优点是材料易回收、材料易降解、加工成包装箱工艺简单。缺点是材料不防水不防潮、容易破损、破损后不可逆、回收再利用加工过程中有污染，行业属于高能耗、属于老旧产能。首先瓦楞纸包装材料不能防水，在历年洪涝灾害发生时因商品包装处于一楼或地下室等仓储条件下受到不同程度的损坏，导致商品不能再进行销售或降价赔本销售的情况时有发生。我国在物流或快递行业相当发达，人们在网上购物也是形成了习惯，商品的暴力分拣等现象时有发生，好多寄递商家或生产企业为商品提供了多重包装防护，甚至在使用包装箱上的胶带都有全包不留空隙的过度情况。而且胶带属于不易降解的材料，在瓦楞纸包装箱回收再制作纸浆时还要增加工艺和成本去除胶带等。在我国浙江、广东、福建等地区每年都有一段时间的回南天的季节，空气湿度非常高，货物包装容易受损。国家烟草集团的香烟瓦楞纸包装箱从2016年开始尝试回收再利用，在回收瓦楞纸包装箱时发现其存在占用空间大、重量重、运输相对成本高等特点，在重复使用包装箱再包装香烟时发现由于瓦楞纸的材料特点造成收集过程中箱体有折损、局部箱体材料不平整等情况导致自动化包装流水线间歇性包装效率下降。瓦楞纸包装箱包装好货物到达终端用户手里拆封时需要简单的工具，可能会有暴力分拣造成的货物破损，收取货物需要两手捧着拿回家等一系列开箱体验不佳的问题出现。许多种类商品在包装防护上使用聚乙烯发泡定型材料同样是不可降解材料，也不容易实现全部或大部分回收。近年来包装市场上出现了一种用空心塑料板材通过材料的折叠收纳方式实现包装箱的循环再利用，该材料包装箱制作成本略高、占用空间大、重量大、回收成本高等和瓦楞纸包装箱具有相同的特点，不同的是材料相比更防摔、更坚固、可回收再利用率高。以上两种材料的包装箱通常在平整的箱体上都使用的是全背胶形式的快递面单，同样存在用户信息不易销毁或隐秘的特点，导致用户的体验不佳。

纸箱包装产品在生产加工过程中存在大量环境污染，属于低技术、高耗能、高排放的产业，在2017年至今的国家环境治理过程中关停和整改了大量相关企业，供需矛盾和治理排放设备的投入导致价格持续上涨。国家对进口固体废物管制政策已于2022年彻底封禁，导致企业原来所需低成本的大量纸浆等原材料没有了来源。国内纸箱和纸制品在废品回收领域目前也只能接近50％的回收比例，废品回收回来的纸制品再加工成瓦楞纸板必须添加一定比例的新木浆和纸浆，这些都是导致纸制品未来涨价的预期因素。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种可循环使用充气式货物包装箱及其制作方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明公开了一种可循环使用充气式货物包装箱，充气式货物包装箱的主材面料是由聚乙烯加尼龙构成的九层共挤膜，九层共挤膜依次由PE+TIE+PA+TIE+PE+TIE+PA+TIE+PE组成；充气式货物包装箱的箱体内部为可充放气防护内胆；在可充放气内胆的外侧套设有一层外罩，外罩的原料为九层共挤膜和PET聚酯材料塑钢带，可充放气防护内胆为三层面料通过热压加工工艺封闭组合，形成连续通气的多腔体结构；充气式货物包装箱的配件部分包括由TPU材料制成的导管式可充放气嘴，在包装箱的一面开口处竖直空气腔的边部安装该导管式可充放气嘴，每个包装箱体设置有一个导管式可充放气嘴，包装箱的封口处采用PET聚酯材料塑钢带复合在共挤膜封口的边部，通过两次向一侧翻折形成箱体的最后封箱。

可充放气防护内胆的三层共挤膜通过热压形成两个相互连通的蜂窝状空气腔，连续多个蜂窝状空气腔有序排列，作为防护缓冲的包装箱内胆，包装箱在预留开口处相连的延展内胆由三层共挤膜防护材料一体制作成型。

包装箱防护内胆的上下两面一体制作成型，与支撑面四面的内胆空气腔使用同样材料的连接通气口热压连接形成整体内胆。

PET聚酯材料塑钢带构成箱体把手，在把手处设置有用于固定标签标贴的突出圆柱点。

包装箱的蜂窝状空气腔呈竖向排列，承重方向为上面或下面，包装箱体内胆直立外防护的主要承重部分与防护内胆的上下两面防护内胆之间设置有空气串联接口。

蜂窝状空气腔由多个充气管组合而成，多个相邻充气管之间设置有通气口，相邻充气管与充气管之间通过熔合面连接。

可充放气导管包括导气管、上限位封条、挡位条、下限位封条、出气口和充放气口，在充放气口的上部设置有导气管，在导气管的尾部设置有出气口，在导气管的中部设置有挡位条，挡位条设置于上限位封条和下限位封条之间。

在外罩上印刷文字或图案，在印有文字或图案的共挤膜面料上覆盖一层铝膜，包装箱外罩热压成型，成型好的防护内胆放入成型好的外罩内，底部四角热压固定。

本发明还公开了一种可循环使用充气式货物包装箱的制作方法，该包装箱的制作方法具体包括如下工艺流程：

内胆工艺流程：原材料为聚乙烯加尼龙九层共挤膜→裁切内胆四周支撑立柱共挤膜→裁切内胆上下面防护层共挤膜→裁切内胆空气串联接口共挤膜→支撑立柱共挤膜两端连续排列通气口打孔→在设计位置处热压空气串联接口→热压安装可充放气导管→三层共挤膜热压成型支撑立柱空气腔，形成空气腔体和两端延展边→三层共挤膜热压成型上下两组防护层空气腔，形成空气腔体和延展边→将成型好的支撑立柱共挤膜与成型好的上下两组共挤膜的串联接口对齐后，将三周的延展边进行热压连接形成箱体内胆；

外罩工艺流程：原料为聚乙烯加尼龙九层共挤膜和PET聚酯材料塑钢带→裁切外罩主材料聚乙烯加尼龙九层共挤膜→裁切PET聚酯材料塑钢带→制作PET聚酯材料塑钢带把手接头→根据客户或产品要求印刷文字或图案→在印有图案的共挤膜面料上覆盖一层铝膜→把包装箱外罩热压成型→将两根PET聚酯材料塑钢带把手与外罩开口处四周热压复合，将带有把手接头的一端留在外部→将成型好的内胆放进成型好的外罩内，底部四角用点式热压机进行热压固定→将成品按设计的尺寸折叠平整→检验包装入库。

蜂窝状空气腔有序排列作为防护缓冲的包装箱内胆，包装箱预留开口处相连延展内胆三层防护材料一体制作成型，用来解决包装箱支撑或承重面。在包装箱一面开口处竖直空气腔的边部安装有导管式可充放气嘴，用以实现箱体本身的重复充放气和循环再包装利用，用一处充放气嘴以实现包装箱整体的便捷展开和收纳，包装箱外层是一层平整共挤膜，负责整体包装箱的透明里层广告印刷、镀铝膜防护隔离层和整体封箱封口作用。在未充气状态下类似一般手提纸袋一样呈扁平状，具有重量轻、体积小、方便收纳和不易损坏等特点。充气后，可用嘴吹气、根据包装箱空气腔室大小确定充气时间大概2-5秒钟，自动扩展成设定好的敞口式箱体结构，待包装物填充摆放好后手动对接两侧突出的充气内胆剩余部分，并拉伸直包装外层封口处塑钢带对接形成提手状，完成全部包装流程。对接后提手处设有一突出圆柱点，用于固定类似快递用标签标贴，方便货物标记并易于撕扯损毁标签，便于回收后包装箱再利用。本发明包装箱的循环使用次数能够实现50次或以上，每次充气后到缺气10％大概在2个月以上，可以带负重再充气。

空气腔竖向排列方式，承重方向为上面或下面。包装箱防护内胆为三层面料通过热压加工工艺封闭组合，形成连续通气的多腔体结构。包装箱封口处延展边部安装有可充放气导管，向下按压导管头部使得导管尾部通气孔按照设计好的导入空间突破或伸出密封口材料叠加处，完成手动放气效果。再向上拔出导管到限位处可实现充气并自动闭气。包装箱体内胆直立外防护主要承重部分与防护内胆的上下两面防护内胆空气串联接口。

国家邮政总局最早在2016年就出台了号召各界团体或公司推出可循环使用快递包装、产品与快递一体化包装等推进绿色环保包装的市场应用。建立健全可循环快递包装、产品与快递一体化包装、合格包装采购管理、绿色包装认证等重点领域标准。鼓励在同城生鲜配送、连锁商超散货物流中推广应用可循环可折叠快递包装、可循环配送箱、可复用冷藏式快递箱，减少一次性塑料泡沫箱等的使用，在这样的政策背景下设计出本发明中的可循环使用充气式货物包装箱。

本发明的有益效果是：本发明包装箱的设计特点是可以替代市场上大量使用的瓦楞纸包装箱，本设计具有以下优势；更防水、更防潮、耐磨损、耐高温抗寒、可修复、密封性能好、充气后箱体支撑性好、保温效果好、抗冲击性能好、抗暴力分拣、重量低于三层瓦楞纸箱、回收时不占空间、不使用胶带、易清除粘性标签。包装袋自带手提把手、包装操作方便快捷、无需借助工具开启和收纳、内袋可抽取负压固定易损物品、环保回收再利用频次高，表面可印刷广告、多种材质规格配置可定制。提升终端用户开箱体验、防护升级的同时降低使用成本。可以实现包装箱堆积摆放落高的要求，通常包装货物第一次充气后60天内少于10％的泄气量，超重货物可能会加大泄气量。正确使用并妥善保管的情况下该包装箱可实现大约50次的循环使用次数。

该包装箱设计属于系列产品，可根据包装物特点或客户需求定制附加功能，例如包装玻璃瓶类啤酒、白酒等货物的包装箱最内侧加装玻璃瓶间隔用充气隔断，防止玻璃瓶间触碰并减少破碎机率。或者类似空气炸锅等小型电器包装就需要增加一层共挤膜独立内胆通过封闭后抽取负压来固定货物并在与防护内胆间隔空气腔施加正压用以替代原有泡沫定型的结构完成整体轻量化和可回收再利用解决方案。

成本测算：包装箱主材聚乙烯加尼龙共挤膜材料批量采购大概每平米0.5元～0.7元。包装箱整体从里到外一共四层薄膜，平铺展开后如果面积是一平米的话主材成本是2～3元，配件部分有TPU材料医用导管式充气嘴批量采购每个大约4分钱左右。封口用PET聚酯材料塑钢带，型号是宽16mm厚1.0mm，每延长米不到1毛钱，每个包装箱封口处的使用量是封口边部的周长，举例包装箱容积是20寸行李箱空间大小，则封口用量长度大约是1.2米。通过不断的设计及成本优化后该设计包装袋规模化生产成本预估同比三层硬质瓦楞纸箱相同容积的情况下接近，容积更大超过0.2立方米的情况下成本优势更高或同比售价低于纸箱。预估同比五层硬质瓦楞纸箱相同容积的情况下容积超过鞋盒子包装同比售价有更大优势。

附图说明

图1是包装箱的正视整体外形图；

图2是包装箱的侧视整体外形图；

图3是把手连接方式图；

图4是包装箱防护内胆的A-A向剖视图；

图5是包装箱防护内胆的立体结构示意图；

图6是包装箱防护内胆的C部局部放大图；

图7是包装箱可充放气导管的剖面结构示意图；

图8是包装箱E-E部的局部剖视图；

图9是导气方式图；

图10是导气结构剖析图，材料为聚乙烯加尼龙九层共挤膜，通过热压形成两孔之间的导气；

图中：1-外罩；2-内胆；3-可充放气导管；4-熔合面；5-充气管；6-通气口；7-导气管；8-上限位封条；9-挡位条；10-下限位封条；11-出气口；12-充放气口；13-左侧把手；14-右侧把手；15-箱体上面；16-箱体侧面；17-开孔；18-热压位置；19-上层材料；20-下层材料。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作详细描述。

如图1至图8所示，本发明公开了一种可循环使用充气式货物包装箱，充气式货物包装箱的主材面料是由聚乙烯加尼龙构成的九层共挤膜，九层共挤膜依次由PE+TIE+PA+TIE+PE+TIE+PA+TIE+PE组成；以达到更好的气密效果，具有良好的防水防潮性、气密性、抗拉伸性、耐候性和耐用性。充气式货物包装箱的箱体内部为可充放气防护内胆2；在可充放气内胆2的外侧套设有一层外罩1，外罩1的原料为九层共挤膜和PET聚酯材料塑钢带，PET聚酯材料塑钢带可多次使用、成本低、耐用性佳；可充放气防护内胆2为三层面料通过热压加工工艺封闭组合，形成连续通气的多腔体结构；充气式货物包装箱的配件部分包括由TPU材料制成的导管式可充放气嘴，在包装箱的一面开口处竖直空气腔的边部安装该导管式可充放气嘴，每个包装箱体设置有一个导管式可充放气嘴，包装箱的封口处采用PET聚酯材料塑钢带复合在共挤膜封口的边部，通过两次向一侧翻折形成箱体的最后封箱。

可充放气防护内胆2的三层共挤膜通过热压形成两个相互连通的蜂窝状空气腔，连续多个蜂窝状空气腔有序排列，作为防护缓冲的包装箱内胆2，包装箱在预留开口处相连的延展内胆2由三层共挤膜防护材料一体制作成型。包装箱防护内胆2的上下两面一体制作成型，与支撑面四面的内胆2空气腔使用同样材料的连接通气口6热压连接形成整体内胆2。PET聚酯材料塑钢带构成箱体把手13，在把手13处设置有用于固定标签标贴的突出圆柱点。包装箱的蜂窝状空气腔呈竖向排列，承重方向为上面或下面，包装箱体内胆2直立外防护的主要承重部分与防护内胆2的上下两面防护内胆2之间设置有空气串联接口。蜂窝状空气腔由多个充气管5组合而成，多个相邻充气管5之间设置有通气口6，相邻充气管5与充气管5之间通过熔合面4连接。

可充放气导管3包括导气管7、上限位封条8、挡位条9、下限位封条10、出气口11和充放气口12，在充放气口12的上部设置有导气管7，在导气管7的尾部设置有出气口11，在导气管7的中部设置有挡位条9，挡位条9设置于上限位封条8和下限位封条10之间。在外罩1上印刷文字或图案，在印有文字或图案的共挤膜面料上覆盖一层铝膜，包装箱外罩1热压成型，成型好的防护内胆2放入成型好的外罩1内，底部四角热压固定。

如图3所示，左侧把手13设置有开口，右侧把手14设置有可折叠的部分。如图9所示，在箱体上面15和箱体侧面17上分别设有用于放置可充放气导管3的开孔17。如图10所示，在上层材料19的两侧均设置有一热压位置18，上层材料19和下层材料20热压在一起。

生产本发明可循环使用充气式货物包装箱的工艺流程为：

内胆2工艺流程：原材料为聚乙烯加尼龙九层共挤膜→裁切内胆2四周支撑立柱共挤膜→裁切内胆2上下面防护层共挤膜→裁切内胆2空气串联接口共挤膜→支撑立柱共挤膜两端连续排列通气口6打孔→在设计位置处热压空气串联接口→热压安装可充放气导管3→三层共挤膜热压成型支撑立柱空气腔，形成空气腔体和两端延展边→三层共挤膜热压成型上下两组防护层空气腔，形成空气腔体和延展边→将成型好的支撑立柱共挤膜与成型好的上下两组共挤膜的串联接口对齐后，将三周的延展边进行热压连接形成箱体内胆2。

外罩1工艺流程：原料为聚乙烯加尼龙九层共挤膜和PET聚酯材料塑钢带→裁切外罩1主材料聚乙烯加尼龙九层共挤膜→裁切PET聚酯材料塑钢带→制作PET聚酯材料塑钢带把手13接头→根据客户或产品要求印刷文字或图案→在印有图案的共挤膜面料上覆盖一层铝膜→把包装箱外罩1热压成型→将两根PET聚酯材料塑钢带把手13与外罩1开口处四周热压复合，将带有把手13接头的一端留在外部→将成型好的内胆2放进成型好的外罩1内，底部四角用点式热压机进行热压固定→将成品按设计的尺寸折叠平整→检验包装入库。

本发明可循环使用充气式货物包装箱的使用方法为：将折叠好的包装箱舒展开→在开口处一侧找到可充放气导管3→将包装箱内胆2充满空气，大约0.6公斤压力，形成立体箱体→将货物放入箱体内胆2内→将内胆2的开口闭合→将外罩1开口部分对其捏合成一条直线，然后向一侧连续翻转两次→将两端的把手13接头插接形成完整的把手13→根据需要在把手13接头处贴上标签或快递单→仓储或货物运输的过程中始终保持按箭头向上的方向摆放。

包装箱封口处延展边部安装有可充放气导管3，向下按压导管头部使得导管尾部通气孔按照设计好的导入空间突破或伸出密封口材料叠加处，完成手动放气效果；再向上拔出导管到限位处可实现充气并自动闭气。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种可循环使用充气式货物包装箱，其特征在于：所述充气式货物包装箱的主材面料是由聚乙烯加尼龙构成的九层共挤膜，所述九层共挤膜依次由PE+TIE+PA+TIE+PE+TIE+PA+TIE+PE组成；所述充气式货物包装箱的箱体内部为可充放气防护内胆；在可充放气内胆的外侧套设有一层外罩，所述外罩的原料为所述九层共挤膜和PET聚酯材料塑钢带，可充放气防护内胆为三层面料通过热压加工工艺封闭组合，形成连续通气的多腔体结构；所述充气式货物包装箱的配件部分包括由TPU材料制成的导管式可充放气嘴，在包装箱的一面开口处竖直空气腔的边部安装该导管式可充放气嘴，每个包装箱体设置有一个导管式可充放气嘴，包装箱的封口处采用所述PET聚酯材料塑钢带复合在共挤膜封口的边部，通过两次向一侧翻折形成箱体的最后封箱。

2.根据权利要求1所述的一种可循环使用充气式货物包装箱，其特征在于：所述可充放气防护内胆的三层共挤膜通过热压形成两个相互连通的蜂窝状空气腔，连续多个蜂窝状空气腔有序排列，作为防护缓冲的包装箱内胆，包装箱在预留开口处相连的延展内胆由三层共挤膜防护材料一体制作成型。

3.根据权利要求1或2所述的一种可循环使用充气式货物包装箱，其特征在于：所述包装箱防护内胆的上下两面一体制作成型，与支撑面四面的内胆空气腔使用同样材料的连接通气口热压连接形成整体内胆。

4.根据权利要求1或2所述的一种可循环使用充气式货物包装箱，其特征在于：所述PET聚酯材料塑钢带构成箱体把手，在把手处设置有用于固定标签标贴的突出圆柱点。

5.根据权利要求1或2所述的一种可循环使用充气式货物包装箱，其特征在于：所述包装箱的蜂窝状空气腔呈竖向排列，承重方向为上面或下面，包装箱体内胆直立外防护的主要承重部分与防护内胆的上下两面防护内胆之间设置有空气串联接口。

6.根据权利要求1或2所述的一种可循环使用充气式货物包装箱，其特征在于：所述蜂窝状空气腔由多个充气管组合而成，多个相邻充气管之间设置有通气口，相邻充气管与充气管之间通过熔合面连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种可循环使用充气式货物包装箱，其特征在于：所述可充放气导管包括导气管、上限位封条、挡位条、下限位封条、出气口和充放气口，在充放气口的上部设置有所述导气管，在所述导气管的尾部设置有所述出气口，在所述导气管的中部设置有所述挡位条，所述挡位条设置于所述上限位封条和所述下限位封条之间。

8.根据权利要求1或2所述的一种可循环使用充气式货物包装箱，其特征在于：在所述外罩上印刷文字或图案，在印有文字或图案的共挤膜面料上覆盖一层铝膜，包装箱外罩热压成型，成型好的防护内胆放入成型好的外罩内，底部四角热压固定。

9.根据权利要求1或2所述的一种可循环使用充气式货物包装箱的制作方法，其特征在于：所述包装箱的制作方法具体包括如下工艺流程：

(1)内胆工艺流程：原材料为聚乙烯加尼龙九层共挤膜→裁切内胆四周支撑立柱共挤膜→裁切内胆上下面防护层共挤膜→裁切内胆空气串联接口共挤膜→支撑立柱共挤膜两端连续排列通气口打孔→在设计位置处热压空气串联接口→热压安装可充放气导管→三层共挤膜热压成型支撑立柱空气腔，形成空气腔体和两端延展边→三层共挤膜热压成型上下两组防护层空气腔，形成空气腔体和延展边→将成型好的支撑立柱共挤膜与成型好的上下两组共挤膜的串联接口对齐后，将三周的延展边进行热压连接形成箱体内胆；

(2)外罩工艺流程：原料为聚乙烯加尼龙九层共挤膜和PET聚酯材料塑钢带→裁切外罩主材料聚乙烯加尼龙九层共挤膜→裁切PET聚酯材料塑钢带→制作PET聚酯材料塑钢带把手接头→根据客户或产品要求印刷文字或图案→在印有图案的共挤膜面料上覆盖一层铝膜→把包装箱外罩热压成型→将两根PET聚酯材料塑钢带把手与外罩开口处四周热压复合，将带有把手接头的一端留在外部→将成型好的内胆放进成型好的外罩内，底部四角用点式热压机进行热压固定→将成品按设计的尺寸折叠平整→检验包装入库。

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