专利名称：用后可丢弃的/可重复使用的托盘及制造托盘的方法
技术领域：
本发明一般涉及托盘，该托盘用来支撑和运输一个包括多个包装件的载重，并且，特别是，涉及用后可丢弃的和/或可重复使用的托盘以及制造托盘的方法。
托盘一般用来支撑一个包括多个包装件的载重，载重可以通过一种起重车比如说一个叉车被提升和运输。若干层包装件可以置于一个托盘上，为了使托盘上的载重稳定，载重可以用，例如，柔性缠绕材料或者热收缩缠绕材料环绕着载重的周边固定。
一些托盘具有一个承载包装件的平台以及一个基座，基座上具有用于接收一个叉车的“叉形物”的通道。这些托盘，在本文的以下部分中称为“台式托盘”，一般采用木材或者塑料制成，并且可以多次使用。使用这种类型托盘的弊端包括制造托盘的费用，存放托盘所需的空间以及费用，把托盘以及托盘上的载重运输到它们的目的地的费用，以及为了托盘的重复使用，把托盘从目的地运输回来的费用和不便。使用相对较重的托盘(例如，木质托盘)会使运输费用更加显著增加，由于重量的限制，使用相对较重的托盘会使被运输产品的数量减少。此外，因为这些托盘通常是重复使用的，因此它们会经常遭受破损(尤其是木质托盘)。
一种相对较薄和较轻的台式托盘的替代物被称为“片型板(slipsheet)”或者“片型托盘(slip pallet)”。参照
图1，例如一种常规的片型托盘10可以是由较轻的材料制成的薄板，比如具有一个或者多个延伸边缘12的塑料制品。片型托盘10承载包装件20并且为了使载重22稳定，包装件通常环绕着载重的周边(也就是说环绕着一个竖直的轴线)缠绕起来，一个专门制造的起重车24抓住片型托盘的一个边缘，例如边缘12，把片型托盘10拖到一个平台26上，然后以所需的方式提升和运输载重22。当载重22被提起并且运输到平台26上时，载重22的重量从头端14转移到尾端(后端)16上(如“L1”和“L2”所示)，可能被损坏的包装件(例如20a，20b)位于这两端14，16的最低几层18上。提升角“A”越大，施加在位于后端16的包装件(例如，20b)上的重量“L2”越大，特别是在那些位于最低几层18上的包装件。
无论是使用台式托盘还是片型托盘，在运输的过程中由于载重的振动和挤压都可能会使最低几层的包装件受损。
回顾前述内容，本发明的一个目的是提供一个托盘，该托盘主要的功能是作为一种用后可丢弃的/可重复使用的台式托盘。本发明的另一个目的是提供一种在运输载重的过程中可以产生减震效果的托盘。本发明更进一步的目的是提供一种制造这种托盘的方法。
一种用于支撑一个包括多个包装件的载重的托盘被公开。托盘包括一个支撑结构，该结构包括用来缠绕载重的至少其中一层(例如，最底层)的柔性膜。柔性膜环绕着两根大致互相垂直的轴线缠绕并且这两根轴线优选的位于相同的平面内，以至于柔性膜覆盖层的绝大部分表面。托盘还包括一个粘附到柔性膜上的基座，该基座用于接收一个叉车的叉形物。基座可以由多个采用一种较轻的材料制成的部件组成，该材料优选为一种用后可丢弃的/可重复使用的材料比如塑料泡沫(又称聚苯乙烯泡沫塑料)。
一种制造本发明中托盘的方法同样被公开。方法包括最初的步骤，即用一种柔性膜环绕着一个第一轴线缠绕载重的至少其中一层，然后用一种柔性膜环绕着一个第二轴线缠绕相同的层，该第二轴线大致垂直于第一轴线并且优选的两轴线位于相同的平面内。然后，上面所述的基座被粘附到柔性膜上。如果使用塑料泡沫比如聚苯乙烯泡沫塑料，基座可以粘附到柔性膜上，通过提供没有完全熟化的塑料泡沫部件，把塑料泡沫部件紧压到柔性膜上，然后让塑料泡沫部件完全熟化，从而使得部件粘附到柔性膜上。一个可以选择的方法是利用其中一个表面可以再熔化的塑料泡沫部件然后粘附到柔性膜上。
附图中示出本发明释义性的和目前优选的实施例，其中
图1是一个起重车的一个侧视图，该起重车正在处理放置在一个常规片型托盘上的载重；图2是一个放置在本发明托盘上的一个载重的等轴图；图3是图2中所示托盘移去载重后的一个等轴分解视图；图4是图2中所示托盘的一个底部平面视图；图5是托盘另一个实施例的一个底部平面视图；图6是一个图2中所示托盘上的一个载重的前视图，该载重被一个叉车的叉形物提升。
如图2中所示，本发明中的托盘100适用于支撑一个包括多个包装件52的载重50，载重可以通过一种常规的起重车比如一个叉车被提升和运输。通常一个载重50由若干层54组成，并包括一最底层54a。包装件52可以是，例如，如图中所示的矩形的纸板箱。然而，这些包装件52仅仅是示例性的，应该理解的是本发明中的托盘100可以适用于支撑其它形式的包装件。此外，所示载重50的尺寸同样也仅仅是一些示例性的，本发明中的托盘100可以适用于支撑其它的载重构造。例如，若干个载重50和托盘100可以堆叠在另外一些载重和托盘的顶部，并且最下面的托盘100可以适用于支撑所有堆放在其上的其它载重50和托盘100。
如图2-3中所示，托盘100可以包括一个基座102以及一个支撑结构104。支撑结构104利用载重50的最低几层中的至少一层(例如，54a)作为用于支撑其它层54的一个“平台”。当相对于支撑结构104来描述最底层54a时，应该理解的是两层或者更多的层54可以被用来作为支撑结构104。
参照图3，包装件52的层54a以一种所需的构造彼此相邻设置，例如一种正方形或者矩形的构造(通常指一种“托盘结构”，或者把包装件排列成具有一个托盘大小的层)。包装件52的层54a可以包括一个顶面60，一个底面62，一个第一侧面64，一个第二侧面66，一个第三侧面68，一个第四侧面70。包装件52的层54a然后以下面所描述的方式被缠绕在一种柔性膜110里，以至于所有的表面60，62，64，66，68，70(或者至少这些表面的大部分)被柔性膜110覆盖，从而使得已经缠绕起来的层54a可以作为一个“支撑结构”来支撑其余的层54(图2)，这与一种台式托盘的平台相类似。然后，基座102被粘附到层54a的底面62的柔性膜110上，该基座可以由多个采用较轻的材料制成的部件106组成。把包装件52的其余层54装载到托盘100上之后，整个载重50(图2)，例如如现有技术中所公知的，可以用柔性缠绕材料或者热收缩缠绕材料环绕着它的周边固定(也就是说，环绕着层54a的侧面64，66，68，70以及其余层54的相应侧面固定)，从而使载重在托盘上的稳定。通过利用载重50的一层或者更多的层54作为支撑结构104，整个托盘100可以在到达它的目的地后拆除，并且整个托盘100以及载重50可以被利用，重复使用，和/或丢弃。尤其是，用于作为支撑结构104的包装件52的层54，当然可以被最后一位用户同其余的载重50一块使用。用于覆盖层54的柔性膜110以及基座102可以由用后可丢弃的/可重复使用的材料制成。因此，在拆卸托盘100时，柔性膜110和基座102用后可丢弃和/或重复使用。该申请中所用的术语“用后可丢弃的/可重复使用的”的含义包含了“用后可丢弃的”和“可重复使用的”的常规定义，因为拥有一种用后可丢弃的/可重复使用的产品的一个最终用户通常具有选择是否丢弃或者重复使用该产品的权力。
柔性膜110可以是，例如，一种塑性可拉伸材料，该材料是由俄克拉荷马州，ADU Stretch Films of Tulsa公司生产。柔性膜110可以用常规的可拉伸缠绕材料的设备比如由佛罗里达，Mima OfTamarac公司销售的设备(参见“www.itwmima.com”)缠绕在包装件52的外面。如图3所示，包装件的层54a优选的被柔性膜110环绕着两根轴线AA，BB缠绕。尤其是，柔性膜110可以环绕着轴线AA，在一个第一方向上，比如R1方向(这个方向可以是顺时针方向也可以是反时针方向)覆盖到顶面60，第一侧面64，底面62，和第二侧面66上。膜110沿着载重在D1方向上平移，优选的与已经缠绕起来的一部分相重叠，直到所有的表面60，62，64，66(或者至少这些表面的大部分)被柔性膜110覆盖。正如下面将要详细描述的，需要用超过一层的柔性膜110覆盖表面60，62，64，66。然后，柔性膜110环绕着轴线BB，在一个第二方向上，比如R2方向(这个方向同样也可以是顺时针方向或者反时针方向)覆盖到顶面60，第三侧面68，底面62和第四侧面70上。膜沿着载重在D2方向上平移，优选与已经缠绕起来的一部分相重叠，直到所有的表面60，62，68，70(或者至少大部分表面)被柔性膜110覆盖。正如下面将要详细描述的，同样需要用超过一层的柔性膜110覆盖表面60，62，68，70。同样还需要在一个或者多个表面(尤其是在底面62以及一个或者多个侧面65，66，68，70上)的柔性膜110上留出一个或者多个开口(图中没有显示)，该开口允许一个泄漏的包装件52排流。轴线AA，BB最优选为位于相同的平面内(例如水平面ABAB)，并且这两根轴线AA，BB大致互相垂直，如图3中所示，以至于顶面60和底面62覆盖两倍于侧面64，66，68，70的柔性膜110层。
如前所述，基座102粘附到层54a底面62的柔性膜110上。基座102因此必须足够的结实以支撑整个载重50(此外还包括，如前所述的堆叠在这个载重顶上的其它的载重和用后可丢弃的/可重复使用的托盘)，并且基座优选的是由一种较轻的，可重复使用的/用后可丢弃的材料制成，比如一种“聚苯乙烯泡沫塑料”的塑料泡沫。通过利用一种有弹性的材料比如塑料泡沫，基座102可以产生一种减震的效果并且成为一种谐波振荡的减震器，该基座可以使由于搬运过程中载重50的振动和挤压所造成的对包装件52的损坏减到最小。然而，基座102也可以由其它的材料制成，比如橡胶，塑料，或者木材，以及那些先前已经被重复使用的材料，比如预制木材。
基座102可以通过任何一种常规的粘附剂，比如说双面胶粘附到底面62的柔性膜110上。然而，通过利用一种注模材料比如一种塑料泡沫(又称聚苯乙烯泡沫塑料)，可以不需要使用一种单独的粘附剂。尤其是，当塑料泡沫从一个模子上取下，在一定的时间段里仍然具有粘性。在第一种方法里，由一种塑料泡沫制成的基座102在其还具有粘性的时候紧压到包装件52底面62的柔性膜110上，然后让其完全熟化，从而把基座102固定到柔性膜110上。在另外一种方法中，基座102由已经完全熟化的塑料泡沫制成。基座102的至少一个表面(比如图3中每个部件106的表面107)可以被加热，直到表面107具有了粘性或者部分熔化。然后，粘性表面107可以被紧压到包装件52底面62的柔性膜110上。当基座102冷却下来时，基座被粘附到柔性膜110上。
如图2和4所示，基座102优选的包括用来接收一个叉车的叉形物(例如图6中的56)的多个通道108。基座102可以如图中所示的从任何侧面120，122，124，126接收叉车的叉形物，或者如图5中所示，基座只能从两个侧面，例如120，122，接收叉车的叉形物。为了形成如图2和4中所示的多个通道108，一个示例的基座102可以包括多个如前所述的部件106。为了形成如图5中所示的多个通道208，细长的部件206可以被提供，除了细长的形状之外，部件206同这里所述的部件106完全一样。可选择的(图中没有显示)，基座102可以由一单个的材料部件组成，只要通道108，208可适用于一个叉车。例如，示出的部件106，206可以通过位于通道108，208内的较细的材料部件连接。
部件106应该具有一个相对一致的高度“H1”(图3)，该高度在载重50下留出一个足够高的间隙“H2”(图2)，该间隙允许一个叉车的叉形物(例如图6中的56)可以容易的插入到通道108中。例如，部件的高度“H1”可以在大约3至4英寸之间。间隙“H2”应该等于部件“H1”的高度减去由于载重50的重量所造成部件106的任何下沉量(settling)，下沉量(settling)的大小取决于基座102所采用的材料。
现在参照图4，部件106可以具有任何所需的表面尺寸，例如，“W2”和“W3”。虽然在图中显示的是矩形的部件106，应该可以理解的是部件106可以具有任何截面形状，例如，正方形的、圆形的、或者多边形的。此外，每个部件106的表面尺寸不需要与其它任何一个部件106的表面尺寸相等，除非需要形成足够的通道108。基座的“覆盖区域”等于整个表面面积之和，例如部件106的“A1”+“A2”+ “A3”+ “A4”+“A5”+“A6”+“A7”+“A8”+“A9”之和，在这，每个部件的表面面积，比如“A1”，等于每个部件的表面尺寸的乘积，例如，“W2”乘以“W3”。与底面62的整个表面面积“W4”乘以“W5”相比，所需的覆盖区域取决于载重50的重量以及基座102所采用的材料，如下面例子中所示的。
这儿所用的柔性膜110，缠绕材料以及基座102所具有的特定特征相应于载重50的特定特征而变化。举一个例子，一个包装件52的载重50(例如该包装件可以包括装有饮料的罐)大约重2200磅。为了提供本发明的一个具有足够强度并且成本经济的托盘100，一种柔性膜110被使用，比如一种膜厚大约在0.0075至0.0095英寸之间的塑性可拉伸缠绕材料，并且最优选为约0.008英寸。膜110可以具有一个大约为100％至200％的预拉伸，但是最优选的约200％。施加在可拉伸缠绕材料设备上的拉伸力设置在大约20磅至50磅之间，并且最优选为25磅。应该注意的是膜厚和拉伸力的设置应该参考包装件可承受的强度以及内装物仔细的选取。尤其是，一个较厚的膜往往需要一个较高的拉伸力设置，并且一个过高的拉伸力设置可能导致包装件52(尤其是纸箱包装件)的损坏。
在该例子中，前面所提到的重叠部分可以大约为柔性膜110宽度“W1”(图3)的25％至40％，并且最优选为约30％。发现当只有相对较小的重叠时(例如在该例子中大约为“W1”的25％)，“角部塌陷(corner crush)”损坏可以降到最小。然而，当相对较大部分重叠在一起时(例如，大约为“W1”的50％)，包装件52的水平移动可以减到最小。因此，重叠可以被调节到使所不需要出现的效果减至最低。环绕着每根轴线AA、BB的整圈缠绕材料的总数量可以在3到5之间，也就是说，在该例子中，柔性膜110的总层数可以在6和10之间。如果需要得到一个更加结实的托盘，和/或一个更重的载重被放置在托盘上，柔性膜的总层数会很容易的增加，尤其是因为柔性膜本身的成本一般都相对较低。为了得到上面所述的托盘100，一个示例的由多个部件106组成的基座102可以被利用，该部件由40磅至60磅级别的聚苯乙烯泡沫塑料制成，并且“H2”的高度大约为3英寸。一个具有这些特征的基座102可以承受一个最大大约为40磅/英寸2的载重。示例的2200磅的载重优选利用一个基座，该基座具有一个覆盖区域(如前面所定义的)，该覆盖区域为层54a的底面62的总表面积“W4”乘以“W5”的约25％至40％，并且最优选为约30％。当使用一个具有较大覆盖区域的基座时，覆盖区域越大，叉车的叉形物(例如图6中的56)插入到通道108中越困难。可以清楚的看出本发明中的基座102比常规的托盘少用了许多材料。此外，可以理解的是塑料泡沫/聚苯乙烯泡沫塑料与常规的托盘所用的材料相比，例如塑料或者木材，是一种相对比较便宜的材料。
参照图2和图3，通过用柔性膜110缠绕一层或者多层(例如54a)，并把一个基座102粘附到柔性膜上从而形成托盘100，其余的层54可以被放在托盘100上。然后，为了使载重50的周边固定，整个载重50可以沿着它的周边用柔性膜缠绕，例如，环绕着轴线CC(一个垂直的轴线，该轴线大致垂直于轴线AA和BB，以及面ABAB)，该柔性膜比如可以是可拉伸缠绕材料，热收缩缠绕材料，或者是该技术领域中公知的类似材料。
图6显示了本发明中一个示例的放在托盘100上的载重50，该载重被一个叉车(图中没有显示)的叉形物提起。当缠绕起来的载重50被提起时，叉形物56作用在载重50上的提升力“L3”，“L4”与载重的外周边210(比如，排在外面的包装件列)的重量“L5”，“L6”综合作用会导致载重形成拱状(如“DD”所示)。然而，因为托盘100的支撑结构104在两个方向上(例如，环绕着如图3中的轴线AA和BB)被稳定的缠绕，并且由于缠绕的支撑结构104里的单个包装件之间(例如在包装件130和132之间，132和134之间，134和136之间)的相互摩擦，支撑结构104不会使这种拱状效果影响到载重50的稳定。
参照图1-6，一种制造上述托盘100的方法被公开。该方法可以包括第一步骤，该步骤是用一种柔性膜110环绕着一个第一轴线AA或BB，把载重50的多层中的至少一层(例如最底层54a)缠绕起来。第二步包括用一种柔性膜110环绕一个第二轴线BB或AA把相同层54a缠绕起来，所述第二轴线大致垂直于第一轴线并且优选与第一轴线位于相同的平面ABAB内。然后，一个基座102被粘附到柔性膜110上。如果一种塑料泡沫比如聚苯乙烯泡沫塑料被用来作为基座102，把基座102粘附到柔性膜110上的步骤可以包括，提供没有完全熟化的塑料泡沫部件，把塑料泡沫部件紧压到柔性膜上，然后使塑料泡沫完全熟化，因此使得组件粘附到柔性膜110上。可选择的，正如前面所提到的，也可以使用一个由完全熟化的塑料泡沫部件组成的基座102。基座102上至少一个表面(例如图3中所示的每一个组件106的表面107)可以被加热，直到表面107具有粘性或者部分熔化。然后，粘性表面107可以被紧压到包装件52底面62的柔性膜110上。当基座102冷却下来时，基座被粘附到柔性膜110上。
权利要求
1.一种用于支撑一个包括多层包装件的载重的托盘，所述托盘包括a)一个支撑结构，该支撑结构包括环绕着一个第一轴线和一个第二轴线缠绕在所述多层中的至少一层上的柔性膜，所述第一轴线大致垂直于所述第二轴线，由此所述柔性膜至少覆盖了所述多层中的所述至少一层上的大部分表面；并且b)一个粘附到所述柔性膜上的基座，该基座适用于接收一个叉车的叉形物。
2.如权利要求1所述的托盘，其中，所述多层中的所述至少一层是所述载重的最底层。
3.如权利要求1所述的托盘，其中，所述第一轴线和所述第二轴线位于相同的平面内。
4.如权利要求1所述的托盘，其中，所述柔性膜和所述基座由用后可丢弃的/可重复使用的材料制成。
5.如权利要求1所述的托盘，其中，所述基座是由多个采用较轻的材料制成的部件组成。
6.如权利要求5所述的托盘，其中，所述较轻的材料是塑料泡沫。
7.如权利要求1所述的托盘，其中，所述基座的整个表面积为所述多层中的所述至少一层的一个底面的整个表面积的约25％至40％。
8.一种制造托盘的方法，该托盘用于支撑一个包括多层包装件的载重，所述方法包括a)用一种柔性膜环绕着一个第一轴线缠绕所述多层中的至少一层；b)用一种柔性膜环绕着一个第二轴线缠绕所述多层中的所述至少一层，所述第二轴线大致垂直于所述第一轴线；c)把一个基座粘附到所述的柔性膜上。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所述多层中的所述至少一层是所述载重的最底层。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一轴线和所述第二轴线位于相同的平面内。
11.如权利要求7所述的方法，其中，把一个基座粘附到所述柔性膜上的步骤包括a)提供至少一个没有完全熟化的塑料泡沫部件；b)把所述至少一个塑料泡沫部件紧压在所述柔性膜上；并且c)使所述至少一个塑料泡沫部件完全熟化，从而使得所述至少一个塑料泡沫部件粘附到所述柔性膜上。
12.如权利要求7所述的方法，其中，把一个基座粘附到所述柔性膜上的步骤包括a)提供至少一个具有一个第一表面的塑料泡沫部件；b)加热所述至少一个塑料泡沫部件的所述第一表面，使得所述第一表面具有粘性；c)把所述至少一个塑料泡沫部件的所述第一表面紧压在所述柔性膜上；并且d)使所述至少一个塑料泡沫部件的所述第一表面冷却，从而使得所述至少一个塑料泡沫部件粘附到所述柔性膜上。
13.一种用于支撑一个包括多层包装件的载重的托盘，所述托盘包括a)用于支撑所述包装件载重的支撑装置，所述支撑装置包括环绕着一个第一轴线和一个第二轴线缠绕在所述多层中的至少一层上的柔性膜，所述第一轴线大致垂直于所述第二轴线，由此所述柔性膜至少覆盖所述多层中的所述至少一层上的大部分表面；并且b)粘附到所述支撑装置上用于接收一个叉车的叉形物的基座装置。
全文摘要
本发明公开了一种用于支撑一个包括多个包装件的载重的托盘。托盘包括一个支撑结构，该支撑结构包括缠绕在载重多层中的至少一层上的柔性膜。柔性膜环绕着两根轴线缠绕，这两根轴线大致互相垂直且优选的位于相同的平面内，以至于柔性膜至少覆盖层的大部分表面。托盘还包括一个粘附到柔性膜上的基座，该基座适用于接收一个叉车的叉形物。基座可以由多个采用一种用后可丢弃的/可重复使用的材料制成，比如塑料泡沫(又称聚苯乙烯泡沫塑料)。
文档编号B65D71/00GK1496323SQ02806487
公开日2004年5月12日 申请日期2002年2月22日 优先权日2001年3月14日
发明者菲利普·J·卢卡斯, 利奥·W·迈耶, W 迈耶, 菲利普 J 卢卡斯 申请人:科尔斯·布鲁茵公司, 科尔斯 布鲁茵公司