CN110329659A - 一种新型密封包装盒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型密封包装盒，所述包装盒包括用于盛放物品的盒体和密封覆盖物，所述盒体设有开口，所述开口的周缘设有向外侧延伸的平台，所述平台与密封覆盖物接触密封的部位具有凹陷和/或凸起，所述凹陷和/或凸起的高度为10～500微米、宽度为10～1000微米、在平台上的排列密度为4～10⁴个/平方毫米，所述凹陷和/或凸起的最大高度与最小底面宽度之比为0.01～50。这种包装盒可以承受一定的内外压差，显著提高盒体的密封性，可以适用于特殊(如内压强大于外压强)环境下使用的物品或普通环境但对密封性要求特别高的物品(如避孕套)的包装，降低包装盒在运输、储存过程中发生意外破损的风险；另外，本发明提供的包装盒同时具有易于开启、方便使用的特点。

Description

一种新型密封包装盒

技术领域

本发明涉及盒体包装技术领域，特别涉及一种密封性更好、可以承受一定内外压差的包装盒。本发明提供的包装盒，盒体与密封覆盖物充分贴合，可以避免出现极细缝隙，还可以承受一定的内外压差，显著提高了盒体的密封性，增加了可应用环境；另外，本发明提供的包装盒可以同时保留易于开启的特点。此包装盒特别适合用于存放一些对密封性要求特别高、需要能够承受一定压力的产品，如高空或水下使用的产品、避孕套、含药注射器等。

背景技术

盒体密封包装是在日常生活中广泛使用的一种包装形式，其目的是为了将包装内外的环境隔绝开，从而达到防止泄露和包装内外的交叉污染，果冻盒包装是一种常见的盒体包装。盒体包装技术的两个核心要素为密封性能和易于启封，提供一种密封性能更好、而同时又易于启封的包装是此领域技术人员长期追求的目标。

通过多次试用调查，对于一个成年人，启封力要控制在50N以内，相对容易开启包装盒。

常压环境下包装盒的内外压强一致，不存在压差，包装盒的密封处没有受力，只要封装时密封完全，包装盒内外环境完全隔绝，包装的密封性就能较好的保持。

然而在特殊环境下，包装盒所处的外环境压强会发生变化，导致包装盒的内外压强不一致，产生内外压差，例如：当包装盒处于高空时(如高空食品)，外部气压降低，包装内的压强会高于外部压强；当包装盒处于水下时(如水下运输的物品)，外部压强升高，包装内的压强会低于外部压强。当包装盒的内外压强不一致时，包装盒的密封处会产生应力，若密封处的密封强度不足以抵抗应力，则会在应力的作用下出现密封开裂的情况。因此在有内外压差的存在的情况下，对包装盒有更高的密封性要求，以抵抗内外压差导致的应力。

某些特殊产品虽然也是在常压环境中使用，但出于安全性方面的考虑，人们希望其密封包装有更高的密封性。以避孕套为例，避孕套作为一种用于生育控制和预防性传播疾病(STD)传播的医疗器械，对每个产品的独立包装的密封性有严格的要求；因为密封不合格会导致产品润滑剂的泄露，以及产品暴漏在空气中从而加快产品的老化、降低安全性能。避孕套独立包装的密封性是以密封包装在存在内外压差的情况下是否能抵抗内外压差导致的应力，维持包装完整性、不出现泄露的能力来评价的。具体的是要达到ISO 4074-2015《Natural rubber latex male condoms——Requirements and test methods》附录N的要求才为合格，其要求为：每个独立避孕套包装在(20±5)kPa的真空压力下能通过至少60秒的耐受测试，在60秒内包装无破裂泄露情况出现。

避孕套果冻盒包装是近年新出现的避孕套的包装形式，因为其具有更丰富的设计形式和更好的视觉效果，深受年轻人的喜爱。如上所述，作为避孕套的独立包装，避孕套果冻盒同样必须满足ISO 4074-2015的要求，同时更为理想的是，可以在上述更严苛环境下保持密封性。

本领域技术人员知道，果冻盒包装一般采用聚丙乙烯(PP)或聚氯乙烯(PVC)片材通过吹(吸)塑形成盒；在放入产品后，将膜覆于盒口，然后通过热压使盒体开口平台与膜贴合密封。

由于果冻盒的密封是通过将盒体开口处的平台和膜材热压粘合，在现有的材料和技术条件下直接通过调节温度和压力来达到足够的压封强度是困难并且不经济的。例如，以现有的技术方案，常用的片材如聚苯乙烯(PS)在热封温度超过125℃后会过软化变形导致无法顺利加工成盒体；而在相对低温(110℃)时，在压力达到100MPa热压密封的果冻盒依然无法满足ISO 4074-2015的密封性要求。

另外，果冻盒密封包装启封的难易程度和盒体平台与膜材之间的粘合程度有关，粘合程度越高，越难启封。而避孕套独立包装的密封性是以包装在(20±5)kPa的真空压力下的耐受力来表征，因此粘合程度越高，意味着包装密封性越好。所以，果冻盒包装存在一个矛盾的问题：密封性越好，越难以启封。

因此，如何将果冻盒密封包装这种包装形式应用于避孕套包装，既保障避孕套果冻盒包装满足避孕套产品标准的密封性要求，保障避孕套使用时的安全性，同时还能让消费者使用果冻盒包装的避孕套产品时容易启封，兼顾产品使用的便利性，是目前避孕套行业的一个技术性难题。类似的情况也出现在一些其他的特殊环境，例如需要在高海拔或低压环境中使用的密封包装等情况。

为了克服上述技术问题，提供一种密封性更好、同时易于启封的盒体包装方案，本领域技术人员做了各种尝试：

中国专利CN 1228216C公开了一种通过在包装盒的边缘形成两重的密封线的技术方案，旨在确保密封性和易打开。但是经过分析发现，这种包装可以满足普通环境下的密封性要求，但是不适用于上述存在内外压差的特殊环境，也不适用于避孕套的包装。

因此仍需要提供一种密封性能更好、同时易于启封的，可用于特殊物品(如避孕套)或在特殊(如存在内外压差)环境下仍能符合密封要求的包装盒。

发明内容

基于上述问题，本发明克服现有技术的不足之处，提供一种可以承受一定的内外压差(内压强大于外压强)，显著提高盒体的密封性，可以适用于对密封性要求特别高的物品(如避孕套)的包装，降低包装盒在运输、储存过程中发生意外破损的风险；另外，本发明提供的包装盒同时具有易于开启、方便使用的特点。本发明以避孕套果冻盒密封包装为例，更好的说明本发明技术方案的创造性和实用性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种新型密封包装盒，如图1所示，包括用于盛放物品的盒体1和密封覆盖物2，所述盒体设有开口，所述开口的周缘设有向外侧延伸的平台3，所述密封覆盖物与所述平台接触并密封在一起，所述平台与所述密封覆盖物接触的部位具有凹陷4和/或凸起5，其中所述凹陷和/或凸起的最大高度为10～500微米，所述凹陷和/或凸起的最小底面宽度为10～1000微米，所述凹陷和/或凸起在平台上的排列密度为4～10⁴个/平方毫米，所述凹陷和/或凸起的最大高度与最小底面宽度之比为0.01～50。封装时将物品放置于盒体中，通过加热、加压、粘合剂粘合等方法使盒体平台与密封覆盖物贴合密封，达到隔绝盒体内物品和外界大气环境的效果。

本发明提供的新型密封包装盒，平台与密封覆盖物接触的部位具有凹陷和/或凸起，这样可以增加平台与密封覆盖物密封后的接触面积，从而在盒体与密封覆盖物具有相同粘合程度的情况下，获得较平台全部为平整面时更高的密封强度。将凹陷和/或凸起的最大高度和最小底面宽度以及密度限定在上述范围，可以使密封包装盒在25kPa真空压力下通过密封性测试(在水中维持(60±5)秒，无稳定连续气泡溢出)；同时将所述凹陷和/或凸起的最大高度与最小底面宽度之比控制在0.01～50，可以将启封力控制在50N以内。

优选的，所述凹陷和/或凸起的最大高度与最小底面宽度之比为0.02～3。由此，可以进一步使启封力控制在20N以内，更易启封。

优选的，所述密封覆盖物的抗压破裂强度≥0.1MPa。

优选的，所述凹陷和/或凸起在所述平台上以行列点阵、等压线状、辐射状、网格状中的至少一种方式分布排列，凹陷和/或凸起的有序排列有助于密封的均匀性，同时也可以使包装盒在启封时所需的力保持恒定。

优选的，所述平台以内侧为起点至距内侧0.1～1毫米处的部位为平整面；所述平整面在是指平台表面为平的、无任何凹陷和/或凸起，由此，可以避免平台上的凹陷和/或凸起与盒体内物品产生可能的接触，造成物品的损伤。

优选的，所述凹陷和/或凸起为柱状、锥状、棱台状、球缺状中的至少一种，或是垂直于中心线的截面形状为三角形、梯形、矩形、割圆中至少一种的线型立体结构。

本发明提供的新型密封包装盒的一种优选方案为：所述平台以内侧为起点至距内侧0.1～1毫米处的部位为平整面，其余部位有凹陷和/或凸起，所述凹陷和/或凸起以4～10²个/平方毫米的密度、以行列点阵的方式或以盒体中心为圆心的同心圆方式等距离排列在所述平台上，所述凹陷和/或凸起的最大高度为10～300微米、最小底面宽度为100～500微米，所述凹陷和/或凸起的最大高度与最小底面宽度之比为0.02～3。由此，可以使启封力控制在20N以内，容易启封；同时可以使平台与密封接触物的接触面积增加的更多，密封性更好，不仅在25kPa真空压力下能通过密封性测试(在水中维持(60±5)秒，无稳定连续气泡溢出)，在更严苛的条件如20kPa、15kPa、10kPa、5kPa甚至0kPa同样能通过密封性测试。

优选的，所述新型密封包装盒的容积≥2.4cm³。

本发明所提供的新型密封包装的盒体可以采用聚丙乙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等高分子材料中的一种或者多种的共混材料，或者高分子材料与金属的复合材料制成。

本发明所提供的新型密封包装盒，密封覆盖物可以是金属、高分子、或金属与高分子复合制成的软质膜或硬质膜。

优选的，所述盒体采用PVC材质，所述密封覆盖物为铝塑复合膜。

本发明所提供的新型密封包装盒，可以通过加热或者加压将密封覆盖物覆盖在所述平台而使盒体密封，也可以通过粘合剂将密封覆盖物粘合在所述平台上而使盒体密封。

优选的，所述新型密封包装盒用于包装高空或水下使用的产品，如避孕套、含药注射器等。

综上所述，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种新型密封包装盒，其特征为盒体开口平台与密封覆盖物接触的部位具有凹陷和/或凸起。这种新型密封包装盒与平台全部为平整面的密封包装盒相比，密封性能显著提高，适用于特殊(如存在一定的内外压差)环境或密封性要求高的物品(如避孕套)；同时，本发明提供的技术方案，还兼具易于启封的特点，使用便利。

附图说明

图1为本发明密封包装盒的一种实施例启封后的示意图；

图2为本发明密封包装盒的一种实施例启封后的示意图，其中平台具有倒四棱台形凹陷；

图3为图2的细部放大斜视图；

图4为图2的细部放大俯视图；

图5为本发明密封包装盒的一种实施例启封后的示意图；其中平台具有球缺状凸起；

图6为图5的细部放大斜视图；

图7为图5的细部放大俯视图；

图8为常见密封包装盒方案的一种示意图；

其中，1、盒体，2、密封覆盖物，3、平台，4、凹陷，5、凸起。

具体实施方式

下面对本发明中涉及的一些名称、测试样品、测试方法、引用标准进行简要的说明：

测试样品

本发明实施例以果冻盒密封包装盒(内放置避孕套)为例，来说明本发明所提供的技术方案的目的和有益效果。

用于本发明实施例中的避孕套果冻盒密封包装，盒体的片材为PVC材质，密封覆盖物为铝塑复合膜。

用于本发明实施例中的避孕套果冻盒密封包装，均采用一致的生产参数进行制备。

启封力(强度)测试

将完好的避孕套果冻盒密封包装样品铝塑复合膜朝上固定在拉力测试机下部夹具上，上部夹具夹住铝塑复合膜的启封点；采用50毫米/分钟的拉伸速度运行拉力测试机，沿垂直于盒口的方向对果冻盒包装进行启封；记录拉力——时间曲线，读取曲线上的相对稳定的极大值F，即为启封力(强度)。

密封性测试

设置一可抽真空的容器，容器中盛水；将32个完好的避孕套果冻盒密封包装置于水面25mm以下；对容器抽真空，当达到设定的真空压力下停止抽真空；维持设定的真空压力(60±5)秒，观察包装中是否有稳定连续的气泡逸出。如有稳定连续的气泡溢出，则未能通过测试，结果记为D；否则为通过测试，结果记为A。

引用标准

ISO 4074：2015《Natural rubber latex male condoms——Requirements andtest methods》

GB 7544：2009《天然胶乳橡胶避孕套技术要求与试验方法》

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。本发明中使用的各参数值，如无特殊说明，皆为多组或多次的平均值。

实施例1

本发明的避孕套果冻盒密封包装的一种实施例，如图2所示(图3～4为图2的细部放大示意图)，平台3与密封覆盖物2接触的部位自距平台内侧0.5毫米(宽度)位置起至距平台外侧0.5毫米(宽度)位置止的部位具有凹陷4；凹陷呈行列点阵等距离排列，密度为4个/平方毫米；凹陷呈倒四棱台状，上边长(最小底面宽度)为L₁，下边长为L₂，高为H。

该实施例样品记为样品1-1、1-2、……1-35，样品的尺寸参数列于表1。

表1平台具有倒四棱台状凹陷的果冻盒

实施例2

本发明的避孕套果冻盒密封包装的一种实施例，和实施例1中样品1-7的区别仅在于凹陷排列的密度为16、36、64、100、10000个/平方毫米。

该实施例样品记为样品2-1、2-2、2-3、2-4和2-5。

实施例3

本发明的避孕套果冻盒密封包装的一种实施例，如图5所示(图6～7为图5细部放大示意图)，平台3与密封覆盖物2接触的部位具有凸起5；凸起以果冻盒中心呈同心圆状等距离排列，密度为4个/平方厘米；凸起为球缺状，球缺底面直径为D，高为H。

该实施例样品记为样品3-1、3-2、……3-17，样品的尺寸参数列于表2。

表2平台具有球缺状凸起的密封果冻盒

序号	球缺底面直径D/μm	球缺底面高度H/μm
			3-1	500	50
3-2	400	50
			3-3	300	50
3-4	200	50
			3-5	100	50
3-6	500	100
			3-7	400	100
3-8	300	100
			3-9	200	100
3-10	100	100
			3-11	500	200
3-12	400	200
			3-13	300	200
3-14	200	200
			3-15	500	300
3-16	400	300
			3-17	300	300

实施例4

取实施例1、实施例2、实施例3中的样品和对照品1、对照品2，测试其启封力(强度)F。

其中对照品1(如图8所示)为平台与密封覆盖物接触的部位全部为平整面的与1-1样品同尺寸的果冻盒；对照品2为与样品1-7除高度参数不同、其它参数均相同的果冻盒，其高度为600微米。

其中对样品1系列和样品2系列，取上边长L₁作为宽度W，计算高宽比H/W；对样品3系列，取球缺底面直径D作为宽度W，计算高宽比H/W。

测试结果列于表3。

表3果冻盒的高宽比及启封力

上述测试结果表明，本发明提供的密封包装盒，平台上具有规定尺寸的凹陷和/或凸起，且将凹陷和/或凸起的最大高度与最小底面宽度的比例控制在0.01～50之间，可以使启封力控制在50N以内，更优选的，如凹陷和/或凸起的最大高度与最小底面宽度的比例控制在0.01～3之间，可以使启封力控制在20N以内，更易启封。

实施例5

取实施例1和实施例2中的样品、对照品1和对照品2，在不同的真空压力P下进行密封性测试，其中真空压力为25kPa时为避孕套产品的标准测试条件。

测试结果列于表4。

表4果冻盒密封性测试

上述测试结果表明，本发明的技术方案可以通过增加平台与密封接触物的接触面积，来提高密封性；本发明所有样品在真空压力为25kPa的避孕套标准测试压力下均能通过测试，同时启封力可以控制在50N以内，对于成人较容易启封；对于本发明的优选方案的部分产品，可以在更严苛的条件如真空压力20kPa、15kPa、5kPa或0kPa下通过密封性测试。而对照品1平台上没有凹陷和/或凸起，不能通过密封性测试；对照品2平台虽然有凹陷和/或凸起，但是高宽比过大，启封力达63.5，较难以启封。

综上所述，本发明提供的新型密封包装盒，可以显著提高密封性，同时较易启封，特别适用于对密封性特别高的物品(如避孕套等)或存在一定压差的环境。

Claims (12)

1.一种新型密封包装盒，其特征在于，包括用于盛放物品的盒体和密封覆盖物，所述盒体设有开口，所述开口的周缘设有向外侧延伸的平台，所述密封覆盖物与所述平台接触并密封在一起，所述包装盒启封后，所述平台与密封覆盖物接触的部位具有凹陷和/或凸起，所述凹陷和/或凸起的最大高度为10～500微米，所述凹陷和/或凸起的最小底面宽度为10～1000微米，所述凹陷和/或凸起在盒体上的排列密度为4～10⁴个/平方毫米，所述凹陷和/或凸起的最大高度与最小底面宽度之比为0.01～50；

优选的，所述凹陷和/或凸起的最大高度与最小底面宽度之比为0.02～3。

2.根据权利要求1所述的新型密封包装盒，其特征在于，所述密封覆盖物的破裂强度≥0.1MPa。

3.根据权利要求1或2所述的新型密封包装盒，其特征在于，所述凹陷和/或凸起在所述平台上以行列点阵、等压线状、辐射状、网格状中的至少一种方式分布排列。

4.根据权利要求1～3任一项所述的新型密封包装盒，其特征在于，所述平台以内侧为起点至距内侧0.1～1毫米处的部位为平整面。

5.根据权利要求1～4任一项所述的新型密封包装盒，其特征在于，所述凹陷和/或凸起的几何形状为柱状、锥状、棱台状、球缺状中的至少一种，或是垂直于中心线的截面形状为三角形、梯形、矩形、割圆中至少一种的线型立体结构。

6.根据权利要求4或5所述的新型密封包装盒，其特征在于，所述凹陷和/或凸起以4～10²个/平方毫米的密度、以行列点阵的方式或以盒体中心为圆心的同心圆方式等距离排列在所述平台上，所述凹陷和/或凸起的高度为10～300微米、宽度为100～500微米，所述凹陷和/或凸起的最大高度与最小底面宽度之比为0.02～3。

7.根据权利要求4或6所述的新型密封包装盒，其特征在于，所述新型密封包装盒的容积≥2.4cm³。

8.根据权利要求4～7任一项所述的新型密封包装盒，其特征在于，所述盒体的材质为聚丙乙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等高分子材料中的一种或者多种的共混材料，或者为高分子材料与金属的复合材料。

9.根据权利要求4～7所述的新型密封包装盒，其特征在于，所述密封覆盖物为以金属、高分子、或金属与高分子复合制成的软质膜或硬质膜。

10.根据权利要求4～7所述的新型密封包装盒，其特征在于，所述盒体的材质为PVC，所述密封覆盖物为铝塑复合膜。

11.根据权利要求1～10任一项所述的新型密封包装盒，其特征在于，所述密封覆盖物通过加热覆盖在所述平台使盒体密封，或者加压覆盖在所述平台使盒体密封，或者通过粘合合剂粘合在所述平台而使盒体密封；

优选的，所述密封覆盖物通过热压覆盖在所述平台使盒体密封。

12.根据权利要求11所述的新型密封包装盒，其特征在于，所述新型密封包装盒用于包装避孕套。