專利名稱：包裝用的插入件和包裝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包裝用的插入件和包裝方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的以紙為基礎的包裝材料常常不適宜于滿足在運送物品過程中吸收沖擊和震動的要求。在某些情況下，減震取決于包裝材料的結構比如裝在里面的波紋狀的墊的失效，例如，在由材料結構的失效獲得減震效果之前，材料的壓扁需要將很大的作用力即很大的G負載施加在物品上。在其它情況下，在使用以更容易變形的聚合物例如聚苯乙烯泡沫材料為基礎的材料中通過材料壓縮提供減震效果，足夠的厚度典型地僅只能夠吸收一次沖擊。即使由于沖擊聚苯乙烯泡沫材料可能僅只一部分被壓縮，但是，易碎的物品容易重復地沖擊到運輸容器上。包裝材料的性能也可能由于使用者包裝物品的方式而改變。
此外，許多傳統(tǒng)的包裝材料造成環(huán)境和成本的問題。例如許多結構失效的材料的使用典型地要求使用大體積的包裝。這些材料可能占據(jù)過大的倉儲空間，并且要求較大的運輸容器，這些容器買起來和運送起來更費錢。許多可以變形的材料或者泡沫材料例如由塑料制成的材料的使用一般僅只能以25％的比例再循環(huán)，為再次使用產生出適當?shù)奈锢硇阅?，并且，廢物的儲存提出了環(huán)境的問題。
因此，包括性能，成本和環(huán)境廢物的權衡使得許多傳統(tǒng)的包裝材料和結構不合需要。


參考下面的附圖可以理解本發(fā)明的示例性實施例。附圖中的部件不必然成比例。同樣，在附圖中，在所有的幾個附圖中相同的附圖標記表示相應的部件。
圖1是一個運輸容器，一件要運輸?shù)奈锲泛椭辽僖粋€按照本發(fā)明的一個實施例的包裝插入件的部件分解透視圖；
圖2是按照本發(fā)明的一個實施例的圖1所示的其中一個包裝插入件在它的平鋪狀態(tài)的平面圖；圖3A到3E是運輸容器和按照本發(fā)明的一個實施例的圖2所示的包裝插入件在不同的沖擊階段的剖面圖；圖4是按照本發(fā)明的一個實施例的具有一個被柔韌薄膜覆蓋的開孔的包裝插入件的部件分解透視圖；圖5是一個部件分解圖，示出了一個被按照本發(fā)明的一個實施例的在圖4中所示的包裝插入件的兩個單元支承的用于運輸?shù)奈锲?；以及圖6是運輸容器的剖面圖，該容帶有按照本發(fā)明的一個實施例的包裝插入件和定位在運輸容器內的圖5的物品。
具體實施例方式
圖1示出了一個運輸容器100，其包封用于運輸?shù)奈锲?02，比如一臺計算機的打印機或者其它裝置。該運輸容器100可以是剛硬的或者是半剛硬的，且可由多種材料制成，例如硬紙板、波紋狀的纖維板、塑料或者其它適當?shù)牟牧?，提供經受運輸和處理載荷的結構強度。將頂包裝插入件、底包裝插入件、前包裝插入件、后包裝插入件、左橫向包裝插入件和右橫向包裝插入件106、108、110、112、114和116被放置在運輸容器100中，以保護物品102不受沖擊和震動作用力的作用。底包裝插入件108和頂包裝插入件106可定位成分別與底表面118和頂表面蓋折片120接觸，使得在包裝插入件106、108與物品102之間有相當緊密的配合布置。類似地，前、后、左橫向和右橫向插入件110、112、114和116可定位成分別與運輸容器100的縱向側壁122、124、126、128接觸。
包裝插入件106、108、110、112、114和116可以由可以生物降解的材料比如以纖維素為基礎的產品制成，這些材料包括但不限于紙、硬紙板、波紋狀的纖維板產品，這些產品包括由帶溝槽的介質分開的兩片或多片紙。替代地可以使用其它材料，例如柔性的塑料和橡膠，這些材料使用的是否合意取決于性能、成本以及再循環(huán)比率等。
圖2以平鋪的方式表示了包裝插入件的一個示例性實施例，例如包裝插入件114(見圖1)。在使用之前可以平面地儲存包裝插入件114，并且在對物品102進行包裝時可以將它做成一個三維的單元。包裝插入件114包括一個中間支承臺板202和四個伸展的側壁204、206、208和210。側壁204、206、208和210可以與支承臺板202成為一個整體，或者可以例如用膠帶或者用替代的方法把它們接附到臺板上。伸展的側壁204、206、208和210可相對于支承臺板202運動，并且它們能夠為物品襯上軟墊，使它不受沖擊，如下面將進一步描述的那樣。
伸展的側壁204、206、208和210中的每一個側壁包括第一折疊線212、第一側壁部214、第二折疊線216和第二側壁部218。因此，第一側壁部214將第二側壁部218與支承臺板202分開。第一折疊線212使得第一側壁部214可相對于支承臺板202運動，而第二折疊線216使得第二側壁部218可相對于第一側壁部214運動。
在按照本發(fā)明的一個實施例對用于運輸?shù)奈锲?02進行包裝的過程中，把伸展的側壁204的第一側壁部214向內朝向支承臺板202折疊，并且把第二側壁部218向外離開支承臺板202并朝向運輸容器100折疊。可以例如通過一種粘接劑、薄膜或膠帶，或者由伸展的側壁204、206、208和210延伸的突片，或者由支承臺板202延伸的突片將包裝插入件114的伸展的側壁204、206、208和210連接在一起，從而在側壁204、206、208和210與支承臺板202之間和在運輸容器100與支承臺板202之間形成一個空氣袋(或氣穴)。
伸展的壁204、206、208和210中的每一個側壁可選地包括在交替的相反方向上折疊的三個或者更多個側壁部分，例如214、218、222(在圖2中示出)。例如，伸展的側壁214可選地包括第三折疊線220和第三側壁部222。在這種情況下，第三折疊線220使得第三側壁部可相對于第二側壁部218運動，并且將第三側壁部222向內朝向第二側壁部218折疊。在一個替代的實施例中，包裝插入件214可以包括第四側壁部(未示出)，它連接到第三側壁部222上，并且它向外朝向運輸容器100折疊。在又一個實施例中，包裝插入件115可以進一步包括第五側壁部，它向內朝向第四側壁部折疊。
包裝插入件114的整個深度可以部分地由側壁204、206、208和210的長度來確定。伸展的側壁204、206、208和210的側壁部可以與物品102結合起來彈性地充滿運輸容器100。側壁部的數(shù)目和長度可以部分地取決于要運輸?shù)奈锲?02的載荷和用于包裝插入件114的材料，并且，可由本領域技術人員確定此數(shù)目和長度。側壁部的相對長度，例如第一與第二側壁部214、218的相對長度可能影響包裝插入件114所提供的減震的程度，如下面將進一步描述的那樣。
參見圖1，按照本發(fā)明的一個實施例，通過把底包裝插入件108放入到運輸容器100的底部，并且沿著運輸容器100的縱向側壁122、124、126和128放置四個包裝插入件110、112、114和116，使每個包裝插入件的支承臺板面向運輸容器100的內部可以將物品102包裝起來用于運輸。接著，將要在運輸容器100中運輸?shù)奈锲?02放進運輸容器100中，并且把頂包裝插入件106放到物品102上，使得在把頂表面蓋折板120密封起來之前，包裝插入件106的支承臺板面向運輸容器100的里面。雖然示出的是在把物品102包裝在運輸容器100中使用了六個包裝插入件，但是在運輸容器100中使用的包裝插入件的數(shù)目可以按照運輸容器100的幾何形狀以及要運輸?shù)奈锲返男再|進行改變。
圖3A是例如位于運輸容器100內部的包裝插入件114的部分剖面圖，該容器轉向在它的縱向側壁122(見圖1)。首先，分別在折疊線212、216、220將第一、第二和第三側壁部214、218、222折疊(見圖2)，并且當插入運輸容器100中時把插入件保持在其位置。包裝插入件114座放在運輸容器100內部，使得第一和第二側壁部214、218把支承臺板202由運輸容器100的內側表面304懸置起來。把第一側壁部214(圖2的側壁204)的面向內的表面306向內朝向支承臺板202的面向外的表面302折疊，使得支承臺板202和第一側壁部214形成V字的形狀。將第一側壁部214相對于支承臺板202以一個角度alphaα定位。
把第二側壁部218向外朝向第一側壁部214的面向外的表面308折疊。第一側壁部214和第二側壁部218形成V字的形狀，并且將第二側壁部218相對于第一側壁部214以一個角度betaβ定位。把第三側壁部222向內朝向第二側壁部218的面向內的表面306折疊。第三側壁部222與第二側壁部218也形成V字的形狀，并且將第三側壁部222相對于第二側壁部218以一個角度phi定位。當把包裝插入件114放在運輸容器100內時或者在預加載的條件下，角度alpha和phi小于大約90度。角度beta可以小于大約180度。在一個替代的實施例中，角度phi的范圍在由大約35度到大約80度，而角度beta的范圍在由大約35度到大約180度。
包裝插入件114把要保護的物品102與運輸容器100分開，以經受由沖擊傳遞來的載荷，并且防止這些載荷中的過多的部分傳遞到物品102上。物品102預加載到支承臺板202上將第二側壁部218保持在其位置，使得當在處于壓力下時該結構必須變形。
可選的第三側壁部222幫助將第二側壁部218引向運輸容器100的角部306。把第二側壁部218定位在運輸容器100的角部306中可以幫助確保第二側壁部218保持基本不動，以在載荷情況下支持支承臺板202，下面將進一步描述它的細節(jié)。
圖3B到3E示出了按照本發(fā)明的一個實施例在運輸容器100經受沖擊的不同階段包裝插入件114的運動。在圖3B中，在沖擊到運輸容器100的縱向側壁122(見圖1)上時，由物品100(見圖1)施加在包裝插入件114上的向下作用力，如箭頭310所表示的那樣，造成第一和第二側壁部214、218的彎曲變形。第一和第二側壁部214、218的彎曲變形在支承臺板202的面向外的表面302上產生相反的氣體壓力和機械阻力，由箭頭330表示，以減小物體在沖擊下的加速度。因此，在包裝插入件114具有折疊在支承臺板202下面的四個伸展的側壁204、206、208和210(見圖2)情況下，當由于沖擊臺板快速地朝向運輸容器100運動時，產生一個相反的氣壓作用力。例如，把包裝插入件114的任何敞開的接縫例如在包裝插入件114的四個伸展的側壁204、206、208和210在角部230連接起來所產生的接縫密封起來將會增加氣壓作用力。例如可以用粘接材料比如膠帶或薄膜把接縫和開口密封起來。
在圖3C中，當迫使物品102(見圖1)朝向運輸容器100，臺板202運動，更靠近第一側壁部214。當角度alpha接近零時，物品102所施加的減速載荷壓縮被支撐在運輸容器100上的第二側壁218。圖3D示出了當?shù)诙缺诓?18在第二側壁部218的折疊線216、220(圖2)之間彎曲時的機械失效。圖3E示出了即使在第二側壁部218的結構失效的條件下，當支承臺板202的面向外的表面302與第一側壁部214接觸時，仍然防止支承臺板202與運輸容器100接觸。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，第一側壁部214和第二側壁部218的相對長度造成包裝插入件114的不同減震效果。例如，當?shù)谝粋缺诓?14的長度比第二側壁部218的長度短時，向下的作用力造成第二側壁部218的機械失效，如在圖3D和3E中示出的所描述的那樣。當支承臺板202塌縮抵靠在有比第二側壁部218較短長度的第一側壁部214上時，角度phi可能大于大約45度，并且第二側壁部218支撐著支承臺板202。
在本發(fā)明的另一實施例中，第一側壁部214的長度可以比第二側壁部218的長度長。參見圖3A到3E，當支撐臺板202朝向運輸容器100運動并且角度alpha接近零時，第一側壁部214將與支撐臺板202的面向外的表面接觸，并且第一側壁部214將拉動相對較短的第二側壁部218，使它離開角部306。因此，當支承臺板202繼續(xù)朝向運輸容器100運動時，第二側壁部218將不能抵靠運輸容器100的角部306支撐支承臺板202，角度phi將變成比大約45度小，并且第二側壁部將基本上平著抵靠在容器100上，或者抵靠在第三側壁部222上，如果它存在。
在本發(fā)明的另一實施例中，第一側壁部214的長度可以近似地等于第二側壁部218的長度。在這種情況下，當支撐臺板202在載荷的作用下朝向運輸容器100運動時，第二側壁部218將對著側壁部214折疊，并且它將不能由運輸容器100的角部306支撐著支承臺板202。這就是說，第二側壁部218將塌縮，抵靠在運輸容器100上，或者抵靠在第三側壁部222上，如果它存在。
然而，在所有上面的實施例中，由箭頭320(見圖3B)表示的一個相反的氣壓作用力施加到支承臺板202上，并且當?shù)诙缺诓?18的長度比第一側壁部214的長度長時，包裝插入件114既用于空氣減震，也用于機械失效減震。在吸收沖擊之后，材料的可以變形能力和包裝插入件114的設計中的固有彈性使得第一側壁部214和第二側壁部218可以返回或者恢復到它們原始的或者接近原始的形狀和位置，并且因此可以吸收重復的震動沖擊，而將性能的變差減到最小。
圖4示出了本發(fā)明的另一實施例，在此實施例中，包裝插入件400包括一個支承臺板402，它形成了一個開口404。此開口404可以足夠大，使物品102(見圖1)可以穿過支承臺板402。支承臺板402可以由剛硬的或者半剛硬的材料的平的面板坯料制成，但是它不必須是連續(xù)的。即，支承臺板402可以由結合在一起的四個或者更多個分離的材料條構成，或者由模具切割的平面或段構成。包裝插入件114還包括伸展的側壁，例如具有第一側壁部408和第二側壁部410的側壁406和具有第一側壁部414和第二側壁部416的側壁412。伸展的側壁406和412以相同的方式起作用，以通過空氣的運動和機械阻力對傳遞到物品102上的沖擊進行減震，如上面關于包裝插入件114的側壁204描述過的那樣，這種減震作用是降低沖擊的速度以及在某些實施例中通過空氣的運動進行減速和降低機械失效。
包裝插入件400還包括固定到支承臺板402上的一片柔韌薄膜，以把開口404覆蓋起來?？梢酝ㄟ^把膠粘材料的涂層或者粘接劑施加到柔韌薄膜上，或者施加到支承臺板402上，或者施加到兩者上將該柔韌薄膜固定到支承臺板402上。替代地，柔韌薄膜可以是自粘接的，將它粘接到支承臺板402上，并且可以附加地對可以構成支承臺板402的分開的面板進行粘接。
包裝插入件400的材料結構可以由可以再生的原始材料制成，并且這些材料是可以高達100％的可以生物降解的材料。臺板402和伸展的側壁可以由可以生物降解的材料比如以纖維素為基礎的產品，這包括但不限于紙、硬紙板、波紋狀的纖維板產品，這些產品包括由帶溝槽的介質，或者其它材料，比如橡膠和塑料分開的兩片或多片紙，如上面關于包裝插入件114(見圖1-3)描述過的那樣。柔韌的薄膜可以由許多柔性材料中的一種或者多種制成，這些材料是可以生物降解的或者是可以循環(huán)使用的，包括但不限于彈性的薄膜，比如聚亞氨酯、聚乙烯、聚丙烯和乙烯樹脂，例如一種彈性的層壓體；制作織物；以及網織品。如果使用粘接劑把柔韌的薄膜固定到支承臺板402上，適合的粘接劑可以是由可以循環(huán)使用的聚合物制成的熱熔化物，例如包含淀粉的溶劑粘接劑。包裝插入件400可以使用比等價的膨脹的聚合物泡沫材料要少的材料，因此與其它的循環(huán)使用的材料相比降低了再生成本。可以與運輸容器結合起來循環(huán)使用包裝插入件400也是可能的。
圖5示出了按照本發(fā)明的一個實施例由在圖4中示出的包裝插入件支承用于運輸?shù)囊粋€物品102的方式。在把包裝插入件400、500和物品102放入容器中之前，沿著物品102的兩個相反的端部設置包裝插入件400和包裝插入件500。包裝插入件500包括支承臺板502，以及伸展的側壁506、512、522、524。伸展的側壁例如伸展的側壁506分別有第一、第二以及可選的第三側壁部508、510、511，它們可以與上面描述過的側壁214的第一、第二以及第三側壁部214、218、222(見圖2)相同。支承臺板502形成一個開口504，它足夠大，使得物品102可以通過它，包裝插入件500在形狀和結構上與包裝插入件400類似。用一層柔韌的薄膜520覆蓋開口504，此薄膜可以與柔韌的薄膜420相同。
將物品102與包裝插入件400、500的開口404、504對準，并且當把包裝插入件400、500抵靠物品固定住的時候，柔韌的薄膜圍繞著物品102變形。柔韌的薄膜不會對著物品102皺縮或者實現(xiàn)真空密封，而是柔韌的薄膜420、520可以在物品102的相當大的部分上擴展接觸面積。當把包裝插入件400、500和物品102插入運輸容器100中時，伸展的側壁506、512、522、524保持在其位置。
圖6示出了包封包裝插入件400、500的運輸容器100的前剖面圖，這些插入件使物品102懸置起來。運輸和處理載荷由容器100傳遞到包裝插入件400、500上，這些插入件可以通過在支承臺板和柔韌薄膜420、520上產生一個氣壓作用力以及在某些情況下通過將一個機械作用力加在側壁比如第二側壁部410和510上對載荷實現(xiàn)減震。此外，柔韌薄膜420、520的張力或者柔韌薄膜420、520與物品102之間的摩擦或者兩者可以傳遞運輸和處理載荷。即，柔韌薄膜在一個方向上的類似蹦床的作用以及在另外的方向上物品在柔韌薄膜420、520之間的運動所產生的摩擦阻力可以減小加到物品102上的大的沖擊載荷。柔韌薄膜420、520朝向運輸容器100的偏移不應該超過圍繞著開口404、504的側壁例如側壁406、506的深度。
在另一個實施例中，包裝插入件400、500能夠把要運輸?shù)亩鄠€物品懸置起來。即，包裝插入件400可以包含帶有被柔韌薄膜覆蓋起來的多個開口(未示出)的支承臺板，每個開口被具有與側壁406、506類似的第一壁部和第二壁部，用于要運輸?shù)亩鄠€物品?？梢允褂蓄愃平Y構并且具有覆蓋開口的柔韌薄膜的第二包裝插入件與物品在一起，將物品夾在柔韌薄膜之間。
雖然已經關于一些實施例示出并描述了本發(fā)明，但是很顯然通過閱讀和理解本文件本領域技術人員將會找出等價物和改型。本發(fā)明包括所有這些等價物和改型，并且僅通過權利要求書的范圍進行限制。
權利要求
1.一種用于在運輸容器(100)中支承物品(102)的包裝插入件(114)，所述包裝插入件(114)包括支承臺板(202)；以及連接到所述支承臺板(202)上的伸展的側壁(204)，所述伸展的側壁(204)具有第一側壁部(214)和第二側壁部(218)，所述第一側壁部(214)將所述第二側壁部與所述支承臺板(202)在物理上分開；并且其中，所述第一側壁部(214)可相對于所述支承臺板(202)運動，而其中，所述第二側壁部(218)可相對于所述第一側壁部(214)運動。
2.按照權利要求1所述的包裝插入件(114)，其特征在于所述第一側壁部(214)相對于所述支承臺板(202)的面向外的表面以小于大約90度的角度定位；并且所述第二側壁部(218)在預加載的條件下相對于所述第一側壁部(214)的面向外的表面以小于大約180度的的角度定位。
3.按照權利要求1所述的包裝插入件(114)，其特征在于，所述第二側壁部(218)的長度比所述第一側壁部(214)的長度長。
4.按照權利要求1所述的包裝插入件(114)，其特征在于，所述包裝插入件(114)包括纖維素。
5.按照權利要求1所述的包裝插入件(114)，其特征在于，所述伸展的側壁(204)還包括連接到所述第二側壁部(218)上的第三側壁部(222)，并且，所述第二側壁部(218)的面向外的表面和所述第三側壁部(222)的面向內的側壁部形成一個比大約90度小的角度。
6.按照權利要求1所述的包裝插入件(114)，其特征在于，所述支承臺板(202)形成開口(404)，并且，通過一層柔韌的薄膜(420)覆蓋所述開口。
7.一種用于在運輸容器(100)中支承物品(102)的包裝插入件(114)，所述包裝插入件(114)包括設置在所述運輸容器(100)中的支承臺板(202)；用來支承所述支承臺板(202)的裝置，所述裝置基本上與所述運輸容器(100)的壁平行，并且在所述支承臺板(202)與所述壁之間產生空氣袋，以對傳送到運輸容器(100)上的沖擊實現(xiàn)減震；和其中，當沖擊被傳送到運輸容器(100)上時，用來支撐所述支承臺板(202)的所述裝置對著支承臺板(202)產生一個氣壓作用力。
8.按照權利要求20所述的包裝插入件(114)，其特征在于，其還包括用來產生機械結構失效的裝置，以在對著所述支承臺板(202)產生氣壓作用力之后對著所述支承臺板(202)產生一個作用力。
9.按照權利要求21所述的包裝插入件(114)，其特征在于，所述包裝插入件(114)由波紋狀的硬紙板制成。
10.一種用來組裝包裝插入件(114)的方法，所述方法包括如下步驟以相對于支承臺板(202)的朝向外的表面以小于大約90度的角度定位第一側壁部(214)的面向內的表面；以及以相對于第一側壁部(214)的朝向外的表面以小于大約180度的角度定位第二側壁部(218)的面向外的表面。
全文摘要
一種包裝插入件(114)以及用來組裝包裝插入件(114)的方法。在一個實施例中，用于在一個運輸容器(100)中支承一個物品(102)的包裝插入件(114)包括一塊支承臺板(202)和一個具有第一側壁部(214)和第二側壁部(218)的側壁。將第一側壁部(214)連接到支承臺板(202)和第二側壁部(218)上，使得第一側壁部(214)將第二側壁部與支承臺板(202)在物理上分開。
文檔編號B65D85/30GK1733562SQ20051009115
公開日2006年2月15日 申請日期2005年8月10日 優(yōu)先權日2004年8月10日
發(fā)明者P·G·拉塞爾, M·道姆 申請人:惠普開發(fā)有限公司