TWI771938B - 具低密度發泡材料與增強材的彈性複合結構及其防撞填裝物件 - Google Patents

具低密度發泡材料與增強材的彈性複合結構及其防撞填裝物件 Download PDF

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Abstract

本發明係一種具低密度發泡材料與增強材的彈性複合結構及其防撞填裝物件，其中，該防撞填裝物件包括至少一基體與至少一彈性複合結構，且該彈性複合結構能連接至該基體上，其包含一第一本體與至少一增強材，該第一本體至少由密度為小於30 kg/m 3的低密度發泡材料所製成，該增強材能由紙質材、塑化材或軟木材等材料所製成，且該增強材能置入該第一本體中，如此，藉由該增強材之設計，將能增強該低密度發泡材料的結構強度，令該彈性複合結構具有較高的垂直耐壓強度，以能提供較好的緩衝效果與支撐強度。

Description

具低密度發泡材料與增強材的彈性複合結構及其防撞填裝物件
本發明係關於彈性複合結構，尤指一種在低密度發泡材料中設置有增強材料，以共同形成的彈性複合結構，且前述彈性複合結構能作為一防撞填裝物件的一部分。
按，產品在運輸或是販售時通常會被妥善包裝，尤其是愈精密的產品(如：智慧型手機、平板電腦、路由器…等電子設備)，其所使用的包裝材料會愈多，以能提高對於產品的保護性，例如，包裝材料中通常會含有防撞填裝物件，該防撞填裝物件能具有彈性結構，當產品的包裝箱受到撞擊、震動、壓縮(如：堆放時的承載重量)、壓力(如：空運的氣壓影響)等情況時，該防撞填裝物件便能夠提供適當的緩衝與保護，降低產品的受損機率，令產品能夠無損地送到消費者的手中。
一般來說，現有的防撞填裝物件能包括發泡材料與紙材，且通常是在發泡材料的表面裱貼紙材，或是以紙內襯隔板、紙製配件盒等充當緩衝結構。前述結構大多適用於沒有限制緩衝空間的包裝盒(箱)中，意即，該包裝盒內能夠規劃出較大的緩衝空間，以填裝大量的發泡材料，有效保護產品的完整性，然而，前述情況，將會造成包裝盒的體積過大，進而佔用了過多的倉儲空間、運輸空間或店家的販售空間，且會耗費過多的發泡材料，導致資源上的浪費以及包裝成本上升。另外，若是為了考慮標準運輸材積而需要使用固定尺寸的包裝盒(箱)時，由於其內的緩衝空間會受到限制，因此，若是使用低密度發泡材料(即，密度小於30 kg/m 3)時，將會因低密度發泡材料的泡壁偏軟(支撐強度不足)，無法有效地提高良好保護力，造成產品的受損機率上升。故，業者通常會提高發泡材料的密度，以能提供較好的緩衝效果與支撐強度。普遍來說，前述使用的發泡材料，其密度會大於30 kg/m 3，而被稱之為高密度發泡材料。
惟，高密度發泡材料的成本較高，且取得上亦較低密度發泡材料困難，以台灣為例，現有的高密度發泡材料大多是仰賴國外進口，此種情況，將會造成產品的包裝成本居高不下，無疑提高了企業或消費者的支出費用。故，如何有效解決前述問題，以能降低包裝成本與包裝材積並同時提高產品保護力，即成為本發明的重要利基點。
有鑒於現有的防撞填裝物件仍有改善空間，因此，經過多次反覆研究及測試後，開發出本發明之一種具低密度發泡材料與增強材的彈性複合結構及其防撞填裝物件，期能藉由本發明而提供成本低、材積小但保護力充足的包裝結構設計。
本發明之一目的，係提供一種具低密度發泡材料與紙材的彈性複合結構，包括一第一本體與至少一增強材，其中，該第一本體至少由密度為小於30 kg/m 3的低密度發泡材料所製成，其上開設有至少一個開孔；各該增強材能由紙質材、塑化材或軟木材等材料所製成，且能形成柱狀並能伸入至該開孔中，以被置入於該第一本體內，如此，藉由該增強材之設計，將能增強該低密度發泡材料的結構，令該彈性複合結構具有較高的垂直耐壓強度，以能提供較好的緩衝效果與支撐強度。
較佳地，該開孔係靠近於該第一本體的角稜處。
較佳地，該增強材為紙質材，且為瓦楞紙。
較佳地，該瓦楞紙的破裂強度為4~12 kgf/cm 2。
較佳地，該瓦楞紙的厚度為2~4毫米。
較佳地，該增強材的形狀為三角柱。
本發明之另一目的，係提供一種具低密度發泡材料與紙材之防撞填裝物件，該防撞填裝物件能被置入於一箱體中，且包括至少一基體與至少一彈性複合結構，其中，該彈性複合結構能由一第一本體與至少一增強材所構成，且該第一本體至少由密度為小於30 kg/m 3的低密度發泡材料所製成，其內設有由紙質材、塑化材或軟木材等材料所製成的該增強材，如此，該防撞填裝物件不需要太大的緩衝空間，也能提供產品良好的保護力。
較佳地，該基體係為紙材。
較佳地，該基體係為發泡材料。
較佳地，該彈性複合結構係位於該基體與該箱體之間。
為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：
為使本發明之目的、技術內容與優點更加清楚明白，以下結合具體實施方式並參照附圖，對本發明所公開的實施方式進一步詳細說明。本領域之技藝人士可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果，且本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更，另外事先聲明，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸進行描繪。
應理解，在本發明之說明書中任何地方所使用的實施例，包括任何術語的使用，都僅是說明性，絕不限制本發明或任何術語的範圍與含義。同樣地，本發明並不侷限於說明書所揭露的各種實施例。雖然本文中可能使用術語第一、第二或第三等來描述各種元件，但各該元件不應受前述術語的限制，前述術語主要是用以區分一元件與另一元件，而不應對任何元件施加任何實質性限制，且不應限制各個元件在實際應用上的組裝或設置順序。另外實施例中提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明的保護範圍。
再者，本文中所使用的“實質上(substantially)” 或 “近似(approximately)”等用語，可以指一被為本領域之技藝人士所承認或決定於某特定值的偏差範圍之數值或複數數值的平均值，包括考慮受到測量系統或設備之限制，而對該特定值進行測量時之可能產生之一定特定之誤差，例如，實質上(substantially)所述及的數值，能夠包括該特定值的±5%、±3%、±1%、±0.5%、± 0.1%或一個或多個標準差範圍。
本發明係一種具低密度發泡材料與增強材的彈性複合結構及其防撞填裝物件，請參閱第1圖所示，為方便後續說明，係以第1圖之右下方作為元件之前方，第1圖之左上方作為元件之後方，第1圖之右上方作為元件之右方，第1圖之左下方作為元件之左方。在一實施例中，該彈性複合結構1包括一第一本體11與至少一增強材12，其中，該第一本體11係由低密度發泡材料所製成，且其密度實質上能小於30 kg/m 3，又，該第一本體11略呈長形柱狀，其前側面開設有二個開孔110，該開孔110能呈三角形狀，且能夠朝該第一本體11的後側面方向延伸，並貫穿該第一本體11。
承上，請參閱第1及2圖所示，該增強材12至少能由紙質材、塑化材或軟木材等材料所製成，例如：紙質材能為瓦楞紙或其他紙材；塑化材能為聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)等，在本發明的實施例中，該增強材12係以紙質材為例。又，當該增強材12為瓦楞紙時，其破裂強度能為4~12 kgf/cm 2，其厚度能為2~4毫米(mm)，但不以此為限。又，該增強材12能被捲摺成柱狀或被製成條板狀，並能伸入至對應的開孔110中，以被置入於該第一本體11內。在該實施例中，該增強材12為三角柱，以匹配該開孔110的形狀，但不以此為限。此外，在將該增強材12置入於該開孔110之前，該開孔110還能先進行一加熱程序，以使該開孔110的孔壁固化，且便於該增強材12組裝至該第一本體11中。如此，藉由在該第一本體11(低密度發泡材料)中增設該增強材12(紙質材)，進而形成的該彈性複合結構1，能夠增強該低密度發泡材料的結構，令該彈性複合結構1具有較高的垂直耐壓強度，以能提供較好的緩衝效果與支撐強度，且其耗費的成本還會低於習知高密度發泡材料所耗費金額。
另外，在實際使用上，該第一本體11的角稜處是較易受到衝擊，因此，在該實施例中，復請參閱第1圖所示，該開孔110的位置能夠靠近該第一本體11的角稜處，例如，第1圖中位於上方的開孔110，其位置是在該第一本體11之前側面靠近左上角的角稜處；第1圖中位於下方的開孔110，其位置是在該第一本體11之前側面靠近左下角的角稜處；如此，透過該增強材12的安裝位置，將能補強該低發泡材料的泡壁強度，避免該第一本體11的角稜處因外力影響而發生塌陷之情事。惟，在本發明之其他實施例中，該第一本體11的形狀，以及其上所開設之開孔110的數量、形狀、位置或貫穿與否，都能根據實際需求而進行調整。
再者，該彈性複合結構1能作為一防撞填裝物件2的一部分元件，復請參閱第1及2圖所示，該防撞填裝物件2能包含至少一基體21與該彈性複合結構1，其中，該基體21能為紙材或發泡材料所製成，其主要是用來固定與保護一產品31(如：電子設備)，在該實施例中，該基體21相對於該產品31的一側面，凹設有一容納槽210，以供該產品31之局部區域能伸入與固定至該容納槽210中(如第2圖所示)。另，該彈性複合結構1能夠位於該基體21背對於該產品31的另一側面，並會鄰近該基體21的左或右側(即，鄰近該基體21的稜處)，又，當該基體21由發泡材料所製成時，該基體21與第一本體11兩者能夠分別為獨立的元件，或者該基體21與第一本體11兩者能夠一體成型為單一元件。
承上，請參閱第1及3圖所示，該防撞填裝物件2連同該產品31能一起被置入一箱體33中，且該彈性複合結構1會位於該基體21與箱體33內側面兩者之間，意即，該基體21相對於該箱體33內側面之另一側設有該彈性複合結構1。惟，在本發明之其它實施例中，根據實際需求，該彈性複合結構1能夠位於該基體21的任一位置上，以能達到保護產品31的需求。如此，由於該增強材12能夠有效提高第一本體11的結構強度，使得該彈性複合結構1與基體21所構成之防撞填裝物件2，不需要太大的緩衝空間，故能取代習知高密度發泡材料，以在提供產品31良好保護力的情況下，縮減整體包裝材料的材積。此外，由於低密度發泡材料與紙材的取得都較為容易，且成本較低，有助於提高與加快該防撞填裝物件2於生產上的便利性。
茲就該彈性複合結構1進行垂直耐壓測試，以體現出其確實具有較佳的耐壓強度，其中，該耐壓測試採用了四種不同型態的測試結構：
[第一種測試結構]：請參閱第4A圖所示，第一本體11的密度為20 kg/m 3，且為矩形塊體，其長/寬/高分別為330mm/300mm/50mm，該第一本體11上開設有複數個開孔110，以供複數個增強材12安裝於其中，又，該增強材12為瓦楞紙，其厚度為3mm，且破裂強度為10 kgf/cm 2以下，該增強材12係呈三角管狀，其橫斷面之最大邊M1的長度為27mm，其橫斷面之中線M2的長度為21mm，其高度M3為45mm。請參閱第5圖所示，該第一本體11連同其內的增強材12，會被置放於一耐壓機的二塊加壓板P1、P2之間，且該二加壓板P1、P2能彼此相對位移，並對該第一本體11進行施壓，令該第一本體11形成不同的潰縮量，其測試結果如下表一所記載： 表一
第一本體11(20 kg/m 3)+增強材12 潰縮量 耐壓強度
1公分(cm) 1,089公斤力(KGF)
2公分(cm) 1,442公斤力(KGF)
3公分(cm) 2,143公斤力(KGF)
[第二種測試結構]：如第4A圖所示，第一本體11的密度為30 kg/m 3，且為矩形塊體，其長/寬/高分別為330mm/300mm/50mm，該第一本體11上開設有複數個開孔110，以供複數個增強材12安裝於其中，又，該增強材12為瓦楞紙，其厚度為3mm，且破裂強度為10 kgf/cm 2以下，該增強材12係呈三角管狀，其橫斷面之最大邊M1的長度為27mm，其橫斷面之中線M2的長度為21mm，其高度M3為45mm。如第5圖所示，該第一本體11連同其內的增強材12，會被置放於該二加壓板P1、P2之間，且該二加壓板P1、P2能對該第一本體11進行施壓，令該第一本體11形成不同的潰縮量，其測試結果如下表二所記載： 表二
第一本體11(30 kg/m 3)+增強材12 潰縮量 耐壓強度
1公分(cm) 1,307公斤力(KGF)
2公分(cm) 1,483公斤力(KGF)
3公分(cm) 2,278公斤力(KGF)
[第三種測試結構]：如第4B圖所示，只單純使用密度為20 kg/m 3的第一本體11，且該第一本體11為矩形塊體，其長/寬/高分別為330mm/300mm/50mm，該第一本體11不開設開孔110。如第5圖所示，該第一本體11會被置放於該二加壓板P1、P2之間，且該二加壓板P1、P2能對該第一本體11進行施壓，令該第一本體11形成不同的潰縮量，其測試結果如下表三所記載： 表三
第一本體11(20 kg/m 3) 潰縮量 耐壓強度
1公分(cm) 256公斤力(KGF)
2公分(cm) 658公斤力(KGF)
3公分(cm) 1,347公斤力(KGF)
[第四種測試結構]：如第4B圖所示，只單純使用密度為30 kg/m 3的第一本體11，且該第一本體11為矩形塊體，其長/寬/高分別為330mm/300mm/50mm，該第一本體11不開設開孔110。如第5圖所示，該第一本體11會被置放於該二加壓板P1、P2之間，且該二加壓板P1、P2能對該第一本體11進行施壓，令該第一本體11形成不同的潰縮量，其測試結果如下表四所記載： 表四
第一本體11(30 kg/m 3) 潰縮量 耐壓強度
1公分(cm) 362公斤力(KGF)
2公分(cm) 719公斤力(KGF)
3公分(cm) 1,425公斤力(KGF)
參閱前述測試結果能夠清楚得知，本發明之彈性複合結構1相比於單純無附加增強材12的低密度發泡材料而言，明顯具有較佳的垂直耐壓強度，且不需要太多的緩衝空間，對於需要考慮標準運輸材積的包裝盒來說，能夠在有限的空間中，提供產品31充足的保護力，且其整體包裝成本亦較單純使用高密度發泡材料來說，更為低廉，故能深受業者與消費者的青睞。
按，以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。
[習知] 無 [本發明] 1:彈性複合結構 11:第一本體 110:開孔 12:增強材 2:防撞填裝物件 21:基體 210:容納槽 31:產品 33:箱體 M1:最大邊 M2:中線 M3:高度 P1、P2:加壓板
[第1圖]係本發明之防撞填裝物件與產品的爆炸示意圖； [第2圖]係本發明之防撞填裝物件與產品的組裝示意圖； [第3圖]係本發明之防撞填裝物件與產品被置入箱體的示意圖； [第4A圖]係本發明之彈性複合結構用以進行垂直耐壓測試的爆炸示意圖； [第4B圖]係單純為低密度發泡材料用以進行垂直耐壓測試的示意圖；及 [第5圖]係本發明之彈性複合結構處於二加壓板的示意圖。
1:彈性複合結構
11:第一本體
110:開孔
12:增強材
21:基體
210:容納槽
31:產品

Claims (7)

  1. 一種具低密度發泡材料與增強材的彈性複合結構，包括：一第一本體，至少由密度為小於30kg/m3的低密度發泡材料所製成，其上開設有至少一個開孔；及至少一增強材，係為瓦楞紙，且能形成柱狀或條板狀，並能伸入至該開孔中，以被置入於該第一本體內，其中，該瓦楞紙的破裂強度為4~12kgf/cm2，該瓦楞紙的厚度為2~4毫米。
  2. 如請求項1所述之彈性複合結構，其中，該開孔係靠近於該第一本體的角稜處。
  3. 如請求項1或2所述之彈性複合結構，其中，該增強材的形狀為三角柱。
  4. 一種具低密度發泡材料與增強材之防撞填裝物件，係能被置入於一箱體中，其包括至少一基體，且該基體上設有如請求項1至3任一項所述的彈性複合結構。
  5. 如請求項4所述之防撞填裝物件，其中，該基體係為紙材。
  6. 如請求項4所述之防撞填裝物件，其中，該基體係為發泡材料。
  7. 如請求項4至6任一項所述之防撞填裝物件，其中，該彈性複合結構係位於該基體與該箱體之間。
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