CN113148440A - 一种用于食品空投的包装箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于食品空投的包装箱，所述包装箱包括包装箱壳体以及位于壳体内的分装包装袋，所述壳体的结构为上盖下底结构，连接处使用自锁式卡扣。壳体材料选用三层三明治形式，采用先中层发泡，再内外铺设内层和外层材料热压的成型方法成型，采用长纤维增强聚丙烯(LFT‑PP)作为空投箱外层材料，提供足够的强度；分装包装袋用来有效隔离不同种类食品，防止空投过程中食品外漏，其结构采用内外两袋并反向封口。本发明的包装箱能够承受较大的冲击力不变形不破裂，并且保证内部食品不发生外露。

Description

一种用于食品空投的包装箱
技术领域
本发明涉及一种用于食品空投的包装箱。
背景技术
传统空投托盘与空投箱等用于物料递送的材料包括木材、橡胶、钢材与热固 性树脂等，这些都是不可再生资源，且多采用降落伞辅助降速；而且用于作战时 这些包装材料的投递往往无法及时将急需品(如食品、油料、救护器材与药品、 物资与设备等)及时送达。更为严重的是，在空投落地瞬间下降速度达到最大值， 即使是高韧性材料也会转变为脆性材料，受到强烈撞击从而失效，进而导致所投 运材料的形状、功能和性质等直接破坏或泄露，从而很大程度上延误战场后勤供 应与抢救时机。急需新型无伞空投包装材料的开发。
本项目以通用塑料为基材，通过原材料优选、配方设计，开发内部具有大量 微孔的夹芯层材料，进而探索开发新型无伞空投包装材料；针对无伞空投物资种 类和着陆环境进行产品结构设计，减少用料和自重，降低生产和运输成本，结合 成型模具结构设计优化确定空投包装的成型方法与工艺，开展产品试制和组装工 艺研究，同时进行摩擦磨损、冲击与碰撞测试试验，对材料的抗冲击性能、耐损 耗性能进行***性评价，确定材料用于食品、油料、救护器材与药品、物资与设 备等多种空投物资包装的安全性、可靠性和质量可控性，采用直升机空投物资在 一般土地、草地、沙漠、厚雪、水域等不同着陆环境的精确高效、全天候、全地 域无伞投递；材料本身具有绿色环保可回收性，对材料进行二次回收制作，研究 二次回收材料所制作产品的综合性能，验证了该材料的具有可回收利用性，减少 生产成本和环境污染。
发明内容
本发明提供了一种用于食品空投的包装箱，所述包装箱包括包装箱壳体以及 位于壳体内的分装包装袋，所述壳体的结构为上盖下底结构，连接处使用自锁式 卡扣。壳体材料选用三层三明治形式，采用先中层发泡，再内外铺设内层和外层 材料热压的成型方法成型，采用长纤维增强聚丙烯(LFT-PP)作为空投箱外层材 料，提供足够的强度；采用PP微孔的夹芯层作为中间的填充缓冲材料；内层采 用高韧PP进一步保障冲击时不受损。分装包装袋用来有效隔离不同种类食品， 防止空投过程中食品外漏，其结构采用内外两袋并反向封口。内袋材料选用食品 级PP，可直接与食物接触无毒无害，外袋材料选用普通PP，阻止不同食物混合 污染。本发明的包装箱能够承受较大的冲击力不变形不破裂，并且保证内部食品 不发生外露。具体的方案如下：
一种用于食品空投的包装箱，所述包装箱包括包装箱壳体以及位于壳体内的 分装包装袋，所述壳体的结构为上盖加下底的结构，所述上盖和下底的连接处使 用自锁式卡扣；壳体材料选用三层三明治形式，采用先中层发泡，再内外铺设内 层和外层材料热压的成型方法成型，其特征在于：采用长纤维增强聚丙烯材料 (LFT-PP)作为空投箱外层材料，其中所述长纤维增强聚丙烯材料含有第一助剂； 采用PP微孔的夹芯层作为中间的填充缓冲材料，所述夹心层含有第二助剂；采 用高韧PP材料作为内层材料，所述高韧PP材料含有第一助剂。
进一步的，其中所述长纤维增强聚丙烯材料由以下成分组成：聚丙烯110-120 质量份，长玻璃纤维20-22质量份，氯丁橡胶20-25质量份，含羟基的丙烯酸酯 15-20质量份，环氧树脂12-15质量份，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物4-6质量份， 氧化锌6-8质量份、二氧化钛4-6质量份、以及第一助剂20-22质量份。
进一步的，其中所述PP微孔的夹芯层由以下成分组成：聚丙烯树脂90-100 质量份，聚乙烯辛烯共弹性体16-20质量份，聚丙烯发泡剂12-15份，聚对苯二 甲酸丁二醇酯16-18质量份，碳酸氢钠8-10质量份，以及第二助剂18-20质量份。
进一步的，其中所述高韧PP材料由以下成分组成：聚丙烯110-120质量份、 氯丁橡胶30-35份，聚乙烯25-30质量份、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物8-10质 量份，环氧树脂1-3质量份，硬脂酸钙8-12质量份，以及第一助剂12-15质量份。
进一步的，所述第一助剂由以下成分组成：聚对苯二甲酸丙二醇酯14质量 份，异氰酸酯6质量份，癸基三甲氧基硅烷2质量份、马来酸酐与丙烯酸甲酯的 共聚物3质量份，N-羟基正辛酰胺2质量份。
进一步的，所述第二助剂由以下成分组成：季戊四醇双二甲基硅酸酯12质 量份，聚乙二醇4质量份，马来酸酐接枝聚乙烯6质量份，羧甲基纤维素6质量 份，对苯二胺3质量份。
进一步的，所述长玻璃纤维的长度为15-20mm，纤维直径为0.3-0.5mm。
进一步的，所述分装包装袋包括外袋以及位于外袋内的内袋，其结构采用内 袋和外袋反向封口的结构，即内袋的封口侧位于外袋的底部，与外袋的封口侧方 向相反。
进一步的，所述内袋的材料选用食品级PP，所述外袋的材料选用普通PP。
本发明具有如下有益效果：
1)、外层长纤维增强聚丙烯材料通过改进配方工艺，并且将第一助剂加入到 长纤维增强聚丙烯材料中，使的外层材料具有极高的耐摩擦磨损性能、抗冲击与 碰撞性能，以及耐老性能。
2)、PP微孔的夹芯层通过改进配方工艺，并且加入第二助剂，能够吸收撞击 产生的冲击力，同时缓解外层和内层之间的机械应力，提高复合壳体的耐冲击性 能，能够经受住高空坠落撞击而保持结构不变，并且极大的降低的包装箱的质量。
3)、内层的高韧性pp材料通过改进配方工艺，并且加入第一助剂，具有高 韧性，高弹性的特点，能够保护盛装物，并且在撞击时能够起到固定外层，防止 内装物泄露的作用。
4)、发明人发现，第一助剂和第二助剂之间存在配合作用，当内层和外层加 入第一助剂，中间层中加入第二助剂，能够提高三层之间的连接强度，能够防止 壳体在撞击时发生层间脱离，防止壳体变形或破碎。
附图说明
图1本发明包装箱的立体图
图2本发明包装箱的剖面图
图3本发明包装袋的示意图
具体实施方式
本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并 不受限于这些实施例。包装箱包括包装箱壳体以及位于壳体内的分装包装袋，所 述壳体的结构为上盖加下底的结构，所述上盖和下底的连接处使用自锁式卡扣； 壳体材料选用三层三明治形式，采用先中层发泡，再内外铺设内层和外层材料热 压的成型方法成型，其特征在于：采用长纤维增强聚丙烯材料(LFT-PP)作为空 投箱外层材料。所述分装包装袋包括外袋以及位于外袋内的内袋，其结构采用内 袋和外袋反向封口的结构，即内袋的封口侧位于外袋的底部，与外袋的封口侧方 向相反。所述内袋的材料选用食品级PP，所述外袋的材料选用普通PP。
实施例1
长纤维增强聚丙烯材料由以下成分组成：聚丙烯110质量份，长度为15mm 纤维直径为0.3mm的长玻璃纤维20质量份，氯丁橡胶20质量份，含羟基的丙 烯酸酯15质量份，环氧树脂12质量份，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物4质量份， 氧化锌6质量份、二氧化钛4质量份、以及第一助剂20质量份。
PP微孔的夹芯层由以下成分组成：聚丙烯树脂90质量份，聚乙烯辛烯共弹 性体16质量份，聚丙烯发泡剂12份，聚对苯二甲酸丁二醇酯16质量份，碳酸 氢钠8质量份，以及第二助剂18质量份。
高韧PP材料由以下成分组成：聚丙烯110质量份、氯丁橡胶30份，聚乙烯 25质量份、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物8质量份，环氧树脂1质量份，硬脂酸 钙8质量份，以及第一助剂12质量份。
第一助剂由以下成分组成：聚对苯二甲酸丙二醇酯14质量份，异氰酸酯6 质量份，癸基三甲氧基硅烷2质量份、马来酸酐与丙烯酸甲酯的共聚物3质量份， N-羟基正辛酰胺2质量份。
第二助剂由以下成分组成：季戊四醇双二甲基硅酸酯12质量份，聚乙二醇 4质量份，马来酸酐接枝聚乙烯6质量份，羧甲基纤维素6质量份，对苯二胺3 质量份。
实施例2
长纤维增强聚丙烯材料由以下成分组成：聚丙烯120质量份，长度为20mm 纤维直径为0.5mm的长玻璃纤维22质量份，氯丁橡胶25质量份，含羟基的丙 烯酸酯20质量份，环氧树脂15质量份，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物6质量份， 氧化锌8质量份、二氧化钛6质量份、以及第一助剂22质量份。
PP微孔的夹芯层由以下成分组成：聚丙烯树脂100质量份，聚乙烯辛烯共 弹性体20质量份，聚丙烯发泡剂15份，聚对苯二甲酸丁二醇酯18质量份，碳 酸氢钠10质量份，以及第二助剂20质量份。
高韧PP材料由以下成分组成：聚丙烯120质量份、氯丁橡胶35份，聚乙烯 30质量份、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物10质量份，环氧树脂3质量份，硬脂 酸钙12质量份，以及第一助剂15质量份。
第一助剂由以下成分组成：聚对苯二甲酸丙二醇酯14质量份，异氰酸酯6 质量份，癸基三甲氧基硅烷2质量份、马来酸酐与丙烯酸甲酯的共聚物3质量份， N-羟基正辛酰胺2质量份。
第二助剂由以下成分组成：季戊四醇双二甲基硅酸酯12质量份，聚乙二醇 4质量份，马来酸酐接枝聚乙烯6质量份，羧甲基纤维素6质量份，对苯二胺3 质量份。
实施例3
长纤维增强聚丙烯材料由以下成分组成：聚丙烯110质量份，长度为15mm 纤维直径为0.3mm的长玻璃纤维20质量份，氯丁橡胶20质量份，含羟基的丙 烯酸酯15质量份，环氧树脂12质量份，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物4质量份， 氧化锌6质量份、二氧化钛4质量份。
PP微孔的夹芯层由以下成分组成：聚丙烯树脂90质量份，聚乙烯辛烯共弹 性体16质量份，聚丙烯发泡剂12份，聚对苯二甲酸丁二醇酯16质量份，碳酸 氢钠8质量份。
高韧PP材料由以下成分组成：聚丙烯110质量份、氯丁橡胶30份，聚乙烯 25质量份、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物8质量份，环氧树脂1质量份，硬脂酸 钙8质量份。
实施例4
长纤维增强聚丙烯材料由以下成分组成：聚丙烯120质量份，长度为20mm 纤维直径为0.5mm的长玻璃纤维22质量份，氯丁橡胶25质量份，含羟基的丙 烯酸酯20质量份，环氧树脂15质量份，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物6质量份， 氧化锌8质量份、二氧化钛6质量份。
PP微孔的夹芯层由以下成分组成：聚丙烯树脂100质量份，聚乙烯辛烯共 弹性体20质量份，聚丙烯发泡剂15份，聚对苯二甲酸丁二醇酯18质量份，碳 酸氢钠10质量份。
高韧PP材料由以下成分组成：聚丙烯120质量份、氯丁橡胶35份，聚乙烯30质量份、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物10质量份，环氧树脂3质量份，硬脂 酸钙12质量份。
测试及结果
按照实施例1-4的组分比例制作外层，内层夹持中间层的平面板材，其中平 面板材的尺寸为80mm*10mm*4mm，其中外层厚度为1mm，内层厚度为1mm， 中间层厚度为2mm。
拉伸性能测试：按ISO527-2标准进行测试，拉伸速度为5mm/min。
弯曲性能测试：按ISO178标准进行测试,弯曲速度为2mm/min。
抗翘曲变形能力按纵横收缩率比值，测试样板尺寸为150mm×100mm× 4mm。
抗冲击性能测试：按ISO179标准进行测试,弯曲速度为2mm/min
层间分离形变指数：测量层间分离时板的两端所在延长线的夹角度数，弯曲 速度为2mm/min
表1
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
拉伸强度(MPa) 176 180 162 160
弯曲强度(MPa) 185 188 168 164
弯曲模量(MPa) 6350 6380 6150 6150
抗冲击强度(KJ/m<sup>2</sup>) 17.2 17.3 15.4 15.3
层间分离形变指数(度) 45 46 27 28
本发明得到的板材，各项参数均优于现有的板材性能，并且实施例1-2由于 加入了第一助剂和第二助剂，各项参数明显优于实施例3-4的板材性能，尤其是 层间分离形变指数，表示实施例1-2的板材的层间结合力明显提高。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种用于食品空投的包装箱，所述包装箱包括包装箱壳体以及位于壳体内的分装包装袋，所述壳体的结构为上盖加下底的结构，所述上盖和下底的连接处使用自锁式卡扣；壳体材料选用三层三明治形式，采用先中层发泡，再内外铺设内层和外层材料热压的成型方法成型，其特征在于：采用长纤维增强聚丙烯材料(LFT-PP)作为空投箱外层材料，其中所述长纤维增强聚丙烯材料含有第一助剂；采用PP微孔的夹芯层作为中间的填充缓冲材料，所述夹心层含有第二助剂；采用高韧PP材料作为内层材料，所述高韧PP材料含有第一助剂。
2.如上述权利要求1所述的包装箱，其中所述长纤维增强聚丙烯材料由以下成分组成：聚丙烯110-120质量份，长玻璃纤维20-22质量份，氯丁橡胶20-25质量份，含羟基的丙烯酸酯15-20质量份，环氧树脂12-15质量份，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物4-6质量份，氧化锌6-8质量份、二氧化钛4-6质量份、以及第一助剂20-22质量份。
3.如上述权利要求1-2所述的包装箱，其中所述PP微孔的夹芯层由以下成分组成：聚丙烯树脂90-100质量份，聚乙烯辛烯共弹性体16-20质量份，聚丙烯发泡剂12-15份，聚对苯二甲酸丁二醇酯16-18质量份，碳酸氢钠8-10质量份，以及第二助剂18-20质量份。
4.如上述权利要求1-3所述的包装箱，其中所述高韧PP材料由以下成分组成：聚丙烯110-120质量份、氯丁橡胶30-35份，聚乙烯25-30质量份、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物8-10质量份，环氧树脂1-3质量份，硬脂酸钙8-12质量份，以及第一助剂12-15质量份。
5.如上述权利要求2-4所述的包装箱，所述第一助剂由以下成分组成：聚对苯二甲酸丙二醇酯14质量份，异氰酸酯6质量份，癸基三甲氧基硅烷2质量份、马来酸酐与丙烯酸甲酯的共聚物3质量份，N-羟基正辛酰胺2质量份。
6.如上述权利要求3所述的包装箱，所述第二助剂由以下成分组成：季戊四醇双二甲基硅酸酯12质量份，聚乙二醇4质量份，马来酸酐接枝聚乙烯6质量份，羧甲基纤维素6质量份，对苯二胺3质量份。
7.如上述权利要求所述的包装箱，所述长玻璃纤维的长度为15-20mm，纤维直径为0.3-0.5mm。
8.如上述权利要求所述的包装箱，所述分装包装袋包括外袋以及位于外袋内的内袋，其结构采用内袋和外袋反向封口的结构，即内袋的封口侧位于外袋的底部，与外袋的封口侧方向相反。
9.如上述权利要求所述的包装箱，所述内袋的材料选用食品级PP，所述外袋的材料选用普通PP。
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