专利名称：包装用的插入件和包装方法
技术领域：
本发明涉及一种包装用的插入件和包装方法。
背景技术：
传统的以纸为基础的包装材料常常不适宜于满足在运送物品过程中吸收冲击和震动的要求。在某些情况下，减震取决于包装材料的结构比如装在里面的波纹状的垫的失效，例如，在由材料结构的失效获得减震效果之前，材料的压扁需要将很大的作用力即很大的G负载施加在物品上。在其它情况下，在使用以更容易变形的聚合物例如聚苯乙烯泡沫材料为基础的材料中通过材料压缩提供减震效果，足够的厚度典型地仅只能够吸收一次冲击。即使由于冲击聚苯乙烯泡沫材料可能仅只一部分被压缩，但是，易碎的物品容易重复地冲击到运输容器上。包装材料的性能也可能由于使用者包装物品的方式而改变。
此外，许多传统的包装材料造成环境和成本的问题。例如许多结构失效的材料的使用典型地要求使用大体积的包装。这些材料可能占据过大的仓储空间，并且要求较大的运输容器，这些容器买起来和运送起来更费钱。许多可以变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仅只能以25％的比例再循环，为再次使用产生出适当的物理性能，并且，废物的储存提出了环境的问题。
因此，包括性能，成本和环境废物的权衡使得许多传统的包装材料和结构不合需要。
参考下面的附图可以理解本发明的示例性实施例。附图中的部件不必然成比例。同样，在附图中，在所有的几个附图中相同的附图标记表示相应的部件。
图1是一个运输容器，一件要运输的物品和至少一个按照本发明的一个实施例的包装插入件的部件分解透视图；
图2是按照本发明的一个实施例的图1所示的其中一个包装插入件在它的平铺状态的平面图；图3A到3E是运输容器和按照本发明的一个实施例的图2所示的包装插入件在不同的冲击阶段的剖面图；图4是按照本发明的一个实施例的具有一个被柔韧薄膜覆盖的开孔的包装插入件的部件分解透视图；图5是一个部件分解图，示出了一个被按照本发明的一个实施例的在图4中所示的包装插入件的两个单元支承的用于运输的物品；以及图6是运输容器的剖面图，该容带有按照本发明的一个实施例的包装插入件和定位在运输容器内的图5的物品。
具体实施例方式
图1示出了一个运输容器100，其包封用于运输的物品102，比如一台计算机的打印机或者其它装置。该运输容器100可以是刚硬的或者是半刚硬的，且可由多种材料制成，例如硬纸板、波纹状的纤维板、塑料或者其它适当的材料，提供经受运输和处理载荷的结构强度。将顶包装插入件、底包装插入件、前包装插入件、后包装插入件、左横向包装插入件和右横向包装插入件106、108、110、112、114和116被放置在运输容器100中，以保护物品102不受冲击和震动作用力的作用。底包装插入件108和顶包装插入件106可定位成分别与底表面118和顶表面盖折片120接触，使得在包装插入件106、108与物品102之间有相当紧密的配合布置。类似地，前、后、左横向和右横向插入件110、112、114和116可定位成分别与运输容器100的纵向侧壁122、124、126、128接触。
包装插入件106、108、110、112、114和116可以由可以生物降解的材料比如以纤维素为基础的产品制成，这些材料包括但不限于纸、硬纸板、波纹状的纤维板产品，这些产品包括由带沟槽的介质分开的两片或多片纸。替代地可以使用其它材料，例如柔性的塑料和橡胶，这些材料使用的是否合意取决于性能、成本以及再循环比率等。
图2以平铺的方式表示了包装插入件的一个示例性实施例，例如包装插入件114(见图1)。在使用之前可以平面地储存包装插入件114，并且在对物品102进行包装时可以将它做成一个三维的单元。包装插入件114包括一个中间支承台板202和四个伸展的侧壁204、206、208和210。侧壁204、206、208和210可以与支承台板202成为一个整体，或者可以例如用胶带或者用替代的方法把它们接附到台板上。伸展的侧壁204、206、208和210可相对于支承台板202运动，并且它们能够为物品衬上软垫，使它不受冲击，如下面将进一步描述的那样。
伸展的侧壁204、206、208和210中的每一个侧壁包括第一折叠线212、第一侧壁部214、第二折叠线216和第二侧壁部218。因此，第一侧壁部214将第二侧壁部218与支承台板202分开。第一折叠线212使得第一侧壁部214可相对于支承台板202运动，而第二折叠线216使得第二侧壁部218可相对于第一侧壁部214运动。
在按照本发明的一个实施例对用于运输的物品102进行包装的过程中，把伸展的侧壁204的第一侧壁部214向内朝向支承台板202折叠，并且把第二侧壁部218向外离开支承台板202并朝向运输容器100折叠。可以例如通过一种粘接剂、薄膜或胶带，或者由伸展的侧壁204、206、208和210延伸的突片，或者由支承台板202延伸的突片将包装插入件114的伸展的侧壁204、206、208和210连接在一起，从而在侧壁204、206、208和210与支承台板202之间和在运输容器100与支承台板202之间形成一个空气袋(或气穴)。
伸展的壁204、206、208和210中的每一个侧壁可选地包括在交替的相反方向上折叠的三个或者更多个侧壁部分，例如214、218、222(在图2中示出)。例如，伸展的侧壁214可选地包括第三折叠线220和第三侧壁部222。在这种情况下，第三折叠线220使得第三侧壁部可相对于第二侧壁部218运动，并且将第三侧壁部222向内朝向第二侧壁部218折叠。在一个替代的实施例中，包装插入件214可以包括第四侧壁部(未示出)，它连接到第三侧壁部222上，并且它向外朝向运输容器100折叠。在又一个实施例中，包装插入件115可以进一步包括第五侧壁部，它向内朝向第四侧壁部折叠。
包装插入件114的整个深度可以部分地由侧壁204、206、208和210的长度来确定。伸展的侧壁204、206、208和210的侧壁部可以与物品102结合起来弹性地充满运输容器100。侧壁部的数目和长度可以部分地取决于要运输的物品102的载荷和用于包装插入件114的材料，并且，可由本领域技术人员确定此数目和长度。侧壁部的相对长度，例如第一与第二侧壁部214、218的相对长度可能影响包装插入件114所提供的减震的程度，如下面将进一步描述的那样。
参见图1，按照本发明的一个实施例，通过把底包装插入件108放入到运输容器100的底部，并且沿着运输容器100的纵向侧壁122、124、126和128放置四个包装插入件110、112、114和116，使每个包装插入件的支承台板面向运输容器100的内部可以将物品102包装起来用于运输。接着，将要在运输容器100中运输的物品102放进运输容器100中，并且把顶包装插入件106放到物品102上，使得在把顶表面盖折板120密封起来之前，包装插入件106的支承台板面向运输容器100的里面。虽然示出的是在把物品102包装在运输容器100中使用了六个包装插入件，但是在运输容器100中使用的包装插入件的数目可以按照运输容器100的几何形状以及要运输的物品的性质进行改变。
图3A是例如位于运输容器100内部的包装插入件114的部分剖面图，该容器转向在它的纵向侧壁122(见图1)。首先，分别在折叠线212、216、220将第一、第二和第三侧壁部214、218、222折叠(见图2)，并且当插入运输容器100中时把插入件保持在其位置。包装插入件114座放在运输容器100内部，使得第一和第二侧壁部214、218把支承台板202由运输容器100的内侧表面304悬置起来。把第一侧壁部214(图2的侧壁204)的面向内的表面306向内朝向支承台板202的面向外的表面302折叠，使得支承台板202和第一侧壁部214形成V字的形状。将第一侧壁部214相对于支承台板202以一个角度alphaα定位。
把第二侧壁部218向外朝向第一侧壁部214的面向外的表面308折叠。第一侧壁部214和第二侧壁部218形成V字的形状，并且将第二侧壁部218相对于第一侧壁部214以一个角度betaβ定位。把第三侧壁部222向内朝向第二侧壁部218的面向内的表面306折叠。第三侧壁部222与第二侧壁部218也形成V字的形状，并且将第三侧壁部222相对于第二侧壁部218以一个角度phi定位。当把包装插入件114放在运输容器100内时或者在预加载的条件下，角度alpha和phi小于大约90度。角度beta可以小于大约180度。在一个替代的实施例中，角度phi的范围在由大约35度到大约80度，而角度beta的范围在由大约35度到大约180度。
包装插入件114把要保护的物品102与运输容器100分开，以经受由冲击传递来的载荷，并且防止这些载荷中的过多的部分传递到物品102上。物品102预加载到支承台板202上将第二侧壁部218保持在其位置，使得当在处于压力下时该结构必须变形。
可选的第三侧壁部222帮助将第二侧壁部218引向运输容器100的角部306。把第二侧壁部218定位在运输容器100的角部306中可以帮助确保第二侧壁部218保持基本不动，以在载荷情况下支持支承台板202，下面将进一步描述它的细节。
图3B到3E示出了按照本发明的一个实施例在运输容器100经受冲击的不同阶段包装插入件114的运动。在图3B中，在冲击到运输容器100的纵向侧壁122(见图1)上时，由物品100(见图1)施加在包装插入件114上的向下作用力，如箭头310所表示的那样，造成第一和第二侧壁部214、218的弯曲变形。第一和第二侧壁部214、218的弯曲变形在支承台板202的面向外的表面302上产生相反的气体压力和机械阻力，由箭头330表示，以减小物体在冲击下的加速度。因此，在包装插入件114具有折叠在支承台板202下面的四个伸展的侧壁204、206、208和210(见图2)情况下，当由于冲击台板快速地朝向运输容器100运动时，产生一个相反的气压作用力。例如，把包装插入件114的任何敞开的接缝例如在包装插入件114的四个伸展的侧壁204、206、208和210在角部230连接起来所产生的接缝密封起来将会增加气压作用力。例如可以用粘接材料比如胶带或薄膜把接缝和开口密封起来。
在图3C中，当迫使物品102(见图1)朝向运输容器100，台板202运动，更靠近第一侧壁部214。当角度alpha接近零时，物品102所施加的减速载荷压缩被支撑在运输容器100上的第二侧壁218。图3D示出了当第二侧壁部218在第二侧壁部218的折叠线216、220(图2)之间弯曲时的机械失效。图3E示出了即使在第二侧壁部218的结构失效的条件下，当支承台板202的面向外的表面302与第一侧壁部214接触时，仍然防止支承台板202与运输容器100接触。
业已发现，第一侧壁部214和第二侧壁部218的相对长度造成包装插入件114的不同减震效果。例如，当第一侧壁部214的长度比第二侧壁部218的长度短时，向下的作用力造成第二侧壁部218的机械失效，如在图3D和3E中示出的所描述的那样。当支承台板202塌缩抵靠在有比第二侧壁部218较短长度的第一侧壁部214上时，角度phi可能大于大约45度，并且第二侧壁部218支撑着支承台板202。
在本发明的另一实施例中，第一侧壁部214的长度可以比第二侧壁部218的长度长。参见图3A到3E，当支撑台板202朝向运输容器100运动并且角度alpha接近零时，第一侧壁部214将与支撑台板202的面向外的表面接触，并且第一侧壁部214将拉动相对较短的第二侧壁部218，使它离开角部306。因此，当支承台板202继续朝向运输容器100运动时，第二侧壁部218将不能抵靠运输容器100的角部306支撑支承台板202，角度phi将变成比大约45度小，并且第二侧壁部将基本上平着抵靠在容器100上，或者抵靠在第三侧壁部222上，如果它存在。
在本发明的另一实施例中，第一侧壁部214的长度可以近似地等于第二侧壁部218的长度。在这种情况下，当支撑台板202在载荷的作用下朝向运输容器100运动时，第二侧壁部218将对着侧壁部214折叠，并且它将不能由运输容器100的角部306支撑着支承台板202。这就是说，第二侧壁部218将塌缩，抵靠在运输容器100上，或者抵靠在第三侧壁部222上，如果它存在。
然而，在所有上面的实施例中，由箭头320(见图3B)表示的一个相反的气压作用力施加到支承台板202上，并且当第二侧壁部218的长度比第一侧壁部214的长度长时，包装插入件114既用于空气减震，也用于机械失效减震。在吸收冲击之后，材料的可以变形能力和包装插入件114的设计中的固有弹性使得第一侧壁部214和第二侧壁部218可以返回或者恢复到它们原始的或者接近原始的形状和位置，并且因此可以吸收重复的震动冲击，而将性能的变差减到最小。
图4示出了本发明的另一实施例，在此实施例中，包装插入件400包括一个支承台板402，它形成了一个开口404。此开口404可以足够大，使物品102(见图1)可以穿过支承台板402。支承台板402可以由刚硬的或者半刚硬的材料的平的面板坯料制成，但是它不必须是连续的。即，支承台板402可以由结合在一起的四个或者更多个分离的材料条构成，或者由模具切割的平面或段构成。包装插入件114还包括伸展的侧壁，例如具有第一侧壁部408和第二侧壁部410的侧壁406和具有第一侧壁部414和第二侧壁部416的侧壁412。伸展的侧壁406和412以相同的方式起作用，以通过空气的运动和机械阻力对传递到物品102上的冲击进行减震，如上面关于包装插入件114的侧壁204描述过的那样，这种减震作用是降低冲击的速度以及在某些实施例中通过空气的运动进行减速和降低机械失效。
包装插入件400还包括固定到支承台板402上的一片柔韧薄膜，以把开口404覆盖起来。可以通过把胶粘材料的涂层或者粘接剂施加到柔韧薄膜上，或者施加到支承台板402上，或者施加到两者上将该柔韧薄膜固定到支承台板402上。替代地，柔韧薄膜可以是自粘接的，将它粘接到支承台板402上，并且可以附加地对可以构成支承台板402的分开的面板进行粘接。
包装插入件400的材料结构可以由可以再生的原始材料制成，并且这些材料是可以高达100％的可以生物降解的材料。台板402和伸展的侧壁可以由可以生物降解的材料比如以纤维素为基础的产品，这包括但不限于纸、硬纸板、波纹状的纤维板产品，这些产品包括由带沟槽的介质，或者其它材料，比如橡胶和塑料分开的两片或多片纸，如上面关于包装插入件114(见图1-3)描述过的那样。柔韧的薄膜可以由许多柔性材料中的一种或者多种制成，这些材料是可以生物降解的或者是可以循环使用的，包括但不限于弹性的薄膜，比如聚亚氨酯、聚乙烯、聚丙烯和乙烯树脂，例如一种弹性的层压体；制作织物；以及网织品。如果使用粘接剂把柔韧的薄膜固定到支承台板402上，适合的粘接剂可以是由可以循环使用的聚合物制成的热熔化物，例如包含淀粉的溶剂粘接剂。包装插入件400可以使用比等价的膨胀的聚合物泡沫材料要少的材料，因此与其它的循环使用的材料相比降低了再生成本。可以与运输容器结合起来循环使用包装插入件400也是可能的。
图5示出了按照本发明的一个实施例由在图4中示出的包装插入件支承用于运输的一个物品102的方式。在把包装插入件400、500和物品102放入容器中之前，沿着物品102的两个相反的端部设置包装插入件400和包装插入件500。包装插入件500包括支承台板502，以及伸展的侧壁506、512、522、524。伸展的侧壁例如伸展的侧壁506分别有第一、第二以及可选的第三侧壁部508、510、511，它们可以与上面描述过的侧壁214的第一、第二以及第三侧壁部214、218、222(见图2)相同。支承台板502形成一个开口504，它足够大，使得物品102可以通过它，包装插入件500在形状和结构上与包装插入件400类似。用一层柔韧的薄膜520覆盖开口504，此薄膜可以与柔韧的薄膜420相同。
将物品102与包装插入件400、500的开口404、504对准，并且当把包装插入件400、500抵靠物品固定住的时候，柔韧的薄膜围绕着物品102变形。柔韧的薄膜不会对着物品102皱缩或者实现真空密封，而是柔韧的薄膜420、520可以在物品102的相当大的部分上扩展接触面积。当把包装插入件400、500和物品102插入运输容器100中时，伸展的侧壁506、512、522、524保持在其位置。
图6示出了包封包装插入件400、500的运输容器100的前剖面图，这些插入件使物品102悬置起来。运输和处理载荷由容器100传递到包装插入件400、500上，这些插入件可以通过在支承台板和柔韧薄膜420、520上产生一个气压作用力以及在某些情况下通过将一个机械作用力加在侧壁比如第二侧壁部410和510上对载荷实现减震。此外，柔韧薄膜420、520的张力或者柔韧薄膜420、520与物品102之间的摩擦或者两者可以传递运输和处理载荷。即，柔韧薄膜在一个方向上的类似蹦床的作用以及在另外的方向上物品在柔韧薄膜420、520之间的运动所产生的摩擦阻力可以减小加到物品102上的大的冲击载荷。柔韧薄膜420、520朝向运输容器100的偏移不应该超过围绕着开口404、504的侧壁例如侧壁406、506的深度。
在另一个实施例中，包装插入件400、500能够把要运输的多个物品悬置起来。即，包装插入件400可以包含带有被柔韧薄膜覆盖起来的多个开口(未示出)的支承台板，每个开口被具有与侧壁406、506类似的第一壁部和第二壁部，用于要运输的多个物品。可以使有类似结构并且具有覆盖开口的柔韧薄膜的第二包装插入件与物品在一起，将物品夹在柔韧薄膜之间。
虽然已经关于一些实施例示出并描述了本发明，但是很显然通过阅读和理解本文件本领域技术人员将会找出等价物和改型。本发明包括所有这些等价物和改型，并且仅通过权利要求书的范围进行限制。
权利要求
1.一种用于在运输容器(100)中支承物品(102)的包装插入件(114)，所述包装插入件(114)包括支承台板(202)；以及连接到所述支承台板(202)上的伸展的侧壁(204)，所述伸展的侧壁(204)具有第一侧壁部(214)和第二侧壁部(218)，所述第一侧壁部(214)将所述第二侧壁部与所述支承台板(202)在物理上分开；并且其中，所述第一侧壁部(214)可相对于所述支承台板(202)运动，而其中，所述第二侧壁部(218)可相对于所述第一侧壁部(214)运动。
2.按照权利要求1所述的包装插入件(114)，其特征在于所述第一侧壁部(214)相对于所述支承台板(202)的面向外的表面以小于大约90度的角度定位；并且所述第二侧壁部(218)在预加载的条件下相对于所述第一侧壁部(214)的面向外的表面以小于大约180度的的角度定位。
3.按照权利要求1所述的包装插入件(114)，其特征在于，所述第二侧壁部(218)的长度比所述第一侧壁部(214)的长度长。
4.按照权利要求1所述的包装插入件(114)，其特征在于，所述包装插入件(114)包括纤维素。
5.按照权利要求1所述的包装插入件(114)，其特征在于，所述伸展的侧壁(204)还包括连接到所述第二侧壁部(218)上的第三侧壁部(222)，并且，所述第二侧壁部(218)的面向外的表面和所述第三侧壁部(222)的面向内的侧壁部形成一个比大约90度小的角度。
6.按照权利要求1所述的包装插入件(114)，其特征在于，所述支承台板(202)形成开口(404)，并且，通过一层柔韧的薄膜(420)覆盖所述开口。
7.一种用于在运输容器(100)中支承物品(102)的包装插入件(114)，所述包装插入件(114)包括设置在所述运输容器(100)中的支承台板(202)；用来支承所述支承台板(202)的装置，所述装置基本上与所述运输容器(100)的壁平行，并且在所述支承台板(202)与所述壁之间产生空气袋，以对传送到运输容器(100)上的冲击实现减震；和其中，当冲击被传送到运输容器(100)上时，用来支撑所述支承台板(202)的所述装置对着支承台板(202)产生一个气压作用力。
8.按照权利要求20所述的包装插入件(114)，其特征在于，其还包括用来产生机械结构失效的装置，以在对着所述支承台板(202)产生气压作用力之后对着所述支承台板(202)产生一个作用力。
9.按照权利要求21所述的包装插入件(114)，其特征在于，所述包装插入件(114)由波纹状的硬纸板制成。
10.一种用来组装包装插入件(114)的方法，所述方法包括如下步骤以相对于支承台板(202)的朝向外的表面以小于大约90度的角度定位第一侧壁部(214)的面向内的表面；以及以相对于第一侧壁部(214)的朝向外的表面以小于大约180度的角度定位第二侧壁部(218)的面向外的表面。
全文摘要
一种包装插入件(114)以及用来组装包装插入件(114)的方法。在一个实施例中，用于在一个运输容器(100)中支承一个物品(102)的包装插入件(114)包括一块支承台板(202)和一个具有第一侧壁部(214)和第二侧壁部(218)的侧壁。将第一侧壁部(214)连接到支承台板(202)和第二侧壁部(218)上，使得第一侧壁部(214)将第二侧壁部与支承台板(202)在物理上分开。
文档编号B65D85/30GK1733562SQ20051009115
公开日2006年2月15日 申请日期2005年8月10日 优先权日2004年8月10日
发明者P·G·拉塞尔, M·道姆 申请人:惠普开发有限公司