CN104487249B - 用于薄膜层压的方法和机器以及用其制造的物品 - Google Patents

Abstract

实施方案提供了一种用于将薄膜层压至诸如背包的内表面的物品的织物的层压机。该层压机可以包括罩，具有耦合至罩的顶面的旋转的空气连接部分。可以将薄膜与物品匹配，并且随后可以将塞插入到物品的顶部的开口中。可以将塞与旋转的空气连接部分相耦合。旋转的空气连接部分可以通过塞中的入口将压缩的空气泵送至物品的内部中。加热器可以对物品周围的区域进行加热，以激活设置在薄膜与物品的内表面之间的粘合剂。此外，旋转的空气连接部分可以旋转塞，由此旋转物品组件以便于热量的分布。

Description

用于薄膜层压的方法和机器以及用其制造的物品

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年7月25日提交的题为“PROCESSANDMACHINEFORMEMBRANELAMINATIONANDARTICLEPRODUCEDWITHSAME(用于薄膜层压的方法和机器以及用其制造的物品)”的第61/675,670号美国临时专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用被完整地纳入本文。

技术领域

本文中的实施方案涉及制造领域，并且更具体地涉及用于薄膜层压的方法和机器。

背景技术

在诸如背包、袋和/或衣服的许多物品中，薄膜被层压至物品以提供保护和/或其他功能。例如，许多物品包括层压到织物以提供免受液体和/或其他物质的防水薄膜。然而，可能难于用均匀的粘附力和/或以有效方式将薄膜层压至织物。

附图说明

结合附图和所附的权利要求，通过下列详细描述将容易地理解实施方案。通过非限制性的实施例参照随附附图来阐释实施方案。

图1示出根据各个实施方案的层压机和背包；

图2示出根据各个实施方案的层压机和背包的近视与局部分解图；

图3示出根据各个实施方案的背包的横截面视图；以及

图4示出根据各个实施方案的背包和塞的横截面视图。

具体实施方式

在下列详细描述中，参考了形成此部分的附图，并且通过以说明被实施的例证实施方案在附图中示出。将理解，在不背离保护范围的情况下，可以使用其他实施方案并且可以进行结构的或逻辑的改变。因此，下列详细描述不被理解为限定意义，而是由所附的权利要求和其等同来定义实施方案的保护范围。

可以以有助于理解实施方案的方式将各个操作依次描述为多个分离的操作；然而，描述的顺序并不应当被解释为意指这些操作是顺序依赖的。

描述可以使用诸如上/下，后/前以及顶部/底部的基于透视图的描述。这种描述仅用于方便讨论，而不旨在限制所公开实施方案的申请。

可以使用术语“耦合(coupled)”和“连接”以及它们的派生词。应当理解，这些术语并不旨作为彼此的同义词。而是，在特定实施方案中，“连接”可以用于指示两个或更多个元件彼此直接的物理接触或电接触。“耦合”可以表示两个或更多个元件直接的物理接触或电接触的意思。然而，“耦合”还可以表示两个或更多个元件彼此不直接的接触，但是仍然彼此配合或相互作用的意思。

为了描述，“A/B”形式的或“A和/或B”形式的说法表示(A)、(B)或(A和B)的意思。为了描述，“A、B和C中的至少一种”形式的说法表示(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)的意思。为了描述，“(A)B”形式的说法表示(B)或(AB)的意思，即，A是可选元件。

描述可以使用术语“实施方案”或“多个实施方案”，其各自可以指一个或多个相同的或不同的实施方案。此外，如关于实施方案所使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的，一般意指为“开放的”术语(例如，术语“包含”应当被解释为“包含但不限于”，术语“具有”应当被解释为“至少具有”，术语“包括”应当被解释为“包括但不限于此”等)。

关于本文中任意复数的和/或单数的术语的使用，如适合于上下文和/或申请，本领域技术人员能够从复数的译成单数的和/或从单数的译成复数的。为了清楚，可以在本文中明确地提出各种单数的/复数的变换。

本文中的实施方案提供了一种用于将薄膜层压至诸如背包的物品的织物的层压机。尽管本文参照背包讨论了层压机，但是，明显的是层压机可以用于将薄膜层压至任意合适类型的物品，例如，背包，袋或其它包裹，茄克衫，裤子，全身跳伞服和/或别的物品。考虑到设备的配置，与其他层压设备相反，本文中的实施方案对于诸如背包，裤子等的较大物品尤其的有用。

在各个实施方案中，薄膜可以是防水的和/或可以具有一个或多个其他合适的特性。薄膜可以是或还可以不是透气的。

在各个实施方案中，层压机可以通过将压缩的空气泵送到物品的内部中以使薄膜压靠物品的内表面来将薄膜层压(例如，粘附)至物品的内表面。压缩的空气的压力可以在物品的内表面提供基本均匀的压力，由此便于薄膜至织物的均匀的粘附力。此外，本文中所描述的层压方法可以无需在薄膜和/或物品的接缝处使用接缝密封件。尽管本文参照压缩的空气来讨论层压方法，但是在其他实施方案中可以使用诸如空气和/或氮的任意合适类型的流体。

可以将粘合剂设置在薄膜与物品的内表面之间，以将薄膜粘附至物品。在一些实施方案中，粘合剂可以是热激活的。层压机可以使用热量来使热激活的粘合剂激活。在一些实施方案中，层压机可以对物品周围的空气加热。可选地，或此外，可以对泵送到物品的内部中的空气(例如，在被泵送到内部中之前和/或之后)进行加热。

在一些实施方案中，粘合剂可以被预涂覆到薄膜上和/或与薄膜相融合。在其他实施方案中，在层压过程期间，可以将粘合剂涂覆至薄膜和/或物品的内表面。粘合剂可以在薄膜上形成连续层，和/或可以以诸如点阵、成排和/或以别的方向/配置的图案布置粘合剂。对图案化粘合剂的使用避免了薄膜的完全闭塞，并且由此协助保持薄膜的透气性。

在一些实施方案中，可以将一个或多个附加层和/或材料包括在薄膜中。例如，薄膜可以包括防水层，热激活的粘合剂以及保护层。在一些实施方案中，可以将粘合剂设置在防水层的第一面上，并且可以将保护层设置在防水层的第二面上。保护层可以使防水层免受(例如，由背包里面的物品所引起的)磨损。保护层可以包括诸如单丝尼龙编织(例如，2-丹尼尔半经编针织物)的任意合适的材料。单丝尼龙编织具有高耐磨性和低水分棉芯(例如，以防止水依靠毛细作用被带到背包的其他层内)。

在一些实施方案中，在使薄膜与物品匹配之前，可以以对应于物品的内表面的形状的三维形态形成薄膜。例如，可以通过耦合在一起(例如，通过缝合、粘合剂和/或胶带密封)的一个或多个板来形成薄膜。在一些实施方案中，这些板可以在边缘处与邻近的板相重叠。这些板可以与一个板的粘合剂层相重叠，该一个板的粘合剂层抵靠着邻近板的粘合剂层，或抵靠着邻近板的保护层。

随后，可以将薄膜抵靠着物品的内表面放置。在被配置用于背包的实施方案中，三维薄膜可以包括薄膜的顶部处的开口。在一些实施方案中，不增加空气压力和/或具有相对低的空气压力就可以将薄膜放置到物品的内部中。然后，可以(例如，通过泵送压缩的空气)增大空气压力，以使薄膜压靠物品的内表面。在实施方案中，在引入空气之前和/或期间，还可以从物品的外部或内部将热量施加于薄膜/物品。

在一些实施方案中，开始可以将物品的里面向外翻出(例如，内表面对着外面)并且可以将薄膜放置在物品之上。然后可以反转物品与薄膜，使得薄膜在物品的里面上(例如，内表面向内)。在实施方案中，在引入空气/热量之前，可以按上面指出的将物品与薄膜反转。

在一些实施方案中，在将物品放置在层压机中之前，可以将热量选择性地施加于薄膜和/或物品的一个或多个部分以激活一个或多个区域中的粘合剂。例如，可以将热量选择性地施加于物品的内表面的底部和/或物品的上边缘处或附近以激活粘合剂，并在那些区域中将薄膜粘合至物品。可以通过诸如熨斗的任意合适的机械装置选择性地施加热量。在一些实施方案中，可以沿由内而外的方向选择性地将热量应用于物品以便于进入到内表面。在其他实施方案中，在将物品组件放置到层压机中之前，可以不向物品施加热量。

在各个实施方案中，可以为组合的物品与薄膜组件装配塞，以堵塞薄膜和/或物品的开口。塞可以包括允许压缩的空气被泵送到物品的内部中的入口。

在一些实施方案中，塞还可以包括允许空气漏出的出口。可以选择性地打开和/或闭合出口以允许空气漏出。在一些实施方案中，可以选择性地打开和/或闭合出口，以控制物品的内部中的空气的温度和/或压力。例如，可以以第一温度T1和第一压力P1将压缩的空气引入到内部。可以控制出口和入口/泵，以允许空气漏出和/或引入新的压缩的空气以保持内部中的固定温度和/或压力。例如，可以将温度保持在第二温度T2，并且可以将压力保持在第二压力P2，其中，T1大于T2，并且P2大于P1。

在一些实施方案中，可以将圈(例如，夹圈)应用于塞周围，以使薄膜和/或物品紧紧地固定至塞。在一些实施方案中，可以将外加材料(例如，织物)的套筒耦合至物品的上边缘(例如，顶部的开口处)。可以通过缝合和/或通过其他手段将套筒耦合至物品的上边缘。然后，可以将圈安装在套筒周围。这可以允许物品悬挂在塞的下面，使得压缩的空气可以向物品的整个内表面施加压力，并且能够将薄膜层压至物品而没有来自塞的阻碍。

在一些实施方案中，可以用薄膜构成套管。例如，薄膜可以被设置为抵靠着物品的内表面并且自物品的开口向上延伸。在一些实施方案中，可以在将组合的组件放置在层压机中之前将薄膜耦合至物品的上边缘。在其他实施方案中，可以用区别于薄膜的材料构成套筒。

在各个实施方案中，可以将物品、薄膜和塞插入到层压机中。层压机可以包括罩(例如，壳)，具有进入到罩的内部的门。可以将塞耦合至罩的内部的顶面，并且允许物品自塞自由地悬挂。如上面所指出的，该方向尤其地适合于诸如背包，裤子等大和/或重的物品。

在一些实施方案中，层压机还可以包括耦合至罩的内部的顶面的空气连接器。可以(例如，经由塞的入口)将塞耦合至空气连接器。可以将空气连接器与气源相耦合，以通过塞将压缩的空气引入到物品的内部中。可选地，如上面所指出的，可以使用诸如氮气的另一类流体。在一些实施方案中，在将组合的组件插入到层压机内之前，可以对薄膜施加压力。在这些实施方案中，层压机可以或可以不包括气源。

在一些实施方案中，空气连接器还可以被配置为旋转，由此旋转塞和物品组件。例如，旋转空气连接器可以被耦合至层压机上的马达(例如，电马达)。物品组件的旋转可以便于穿过物品和/或薄膜的热量的分布，以激活粘合剂。在一些实施方案中，可以相对慢地旋转物品，例如，大约每分钟1至3转。

在其他实施方案中，层压机可以包括用于泵送空气通过入口并且用于旋转物品组件的单独的部件。例如，旋转轴可以将塞耦合至马达用于旋转马达，并且可以经由单独的空气连接器将入口耦合至气源。

层压机还可以包括对罩的内部进行加热的一个或多个加热器。层压机可以包括一个或多个风扇，以使遍布罩的内部的经加热的空气循环。在一些实施方案中，层压机可以包括多个风扇，以便于经加热的空气的均匀分布。

在一些实施方案中，除了或替代对物品周围的空气进行加热，加热器可以对被泵送到物品的内部中的空气进行加热。层压机可以包括设置在物品的内部中的风扇，以使内部周围经加热的空气循环，由此便于薄膜和/或粘合剂之上的热量的均匀分布。

在层压过程期间，如上所述，可以将物品与薄膜匹配，并且被耦合至塞，并且可以将组件插入到层压机中。可以将塞与层压机的顶面上的旋转的空气连接器相耦合。然后，可以将压缩的空气泵送到物品的内部中以向薄膜施加压力，由此使薄膜压靠物品的内表面。此外，可以启动加热器和/或风扇以分布物品周围的热量。在一些实施方案中，可以在启动加热之前并且由此在激活粘合剂之前，引入压缩的空气以对物品的内部施加压力。这可以便于薄膜关于物品的恰当的布置。

在一些实施方案中，物品的内部压力可以在层压过程期间变化。层压机可以包括用于调整气源以实现可变压力的控制系统。例如，可以使内部的压力达到第一压力，持续第一时间段，并且随后提升至更高的压力，持续第二时间段。在一个实施方案中，可以首先使内部达到大约1至5kPa的压力，持续大约2至4分钟，并且随后达到大约7至10kPa的压力，持续大约10至60秒。可选地，可以使用大约3至8kPa范围内的单一的压力。

图1和2示出根据各个实施方案的层压机100。层压机100包括界定内部104的壳102。绝缘门106提供至内部104的入口。层压机100还包括耦合至内部104的顶面的旋转的空气连接器108。可以将电马达110耦合至旋转的空气连接器108，以使旋转的空气连接器108旋转(如图2中所看到的)。在一些实施方案中，电马达110可以包括提供所需旋转速率，例如，大约每分钟1至3转的齿轮减速装置。将旋转的空气连接器108与气源111相耦合以提供压缩的和/或经加热的空气和/或其他流体。

层压机100还包括对壳102的内部104进行加热的加热器112。层压机100可以包括一个或多个风扇(未示出)，以对遍布内部104的热量进行分布。

在各个实施方案中，背包120被装配有抵靠着背包120的内表面的薄膜128。薄膜128可以具有被成形以符合背包120的内表面的三维形态。将热激活的粘合剂设置在薄膜与背包的内表面之间。

在一些实施方案中，薄膜128可以向上延伸经过背包120中的开口以形成套筒129。可以将塞122插入到套筒129的顶部的开口中，并且通过夹紧带126将套筒129系紧到塞122上。套筒129允许背包120悬挂在塞122下面，由此便于将压缩的空气分布到背包120的内表面之上。可以通过缝合部130将套筒129耦合至背包120的上边缘。在将薄膜128层压至背包120的内表面之后，可以去除(拆掉，切掉等)套筒129。在其他实施方案中，可以用不同于抵靠着背包120的内表面设置的薄膜128的材料来形成套筒129，并且随后在将薄膜层压至物品之后去除套筒。

在各个实施方案中，塞可以具有合适的形状，例如，圆柱形的或截头圆锥形的，以防止空气从顶部的开口漏出。塞122包括入口124，被配置为与旋转的空气连接器108匹配以接收压缩的空气和/或用于塞122的旋转。

在各个实施方案中，如所示的，背包120被提供有薄膜并且与塞122相耦合。在将背包120耦合至塞122之前或之后，将塞122与层压机100中的旋转的空气连接器108相耦合，并且关闭门106。

在将背包组件(例如，包含背包120、薄膜128和塞122)耦合至旋转的空气连接器108之后，随后开始层压过程。在层压过程中，经由空气连接器108(例如，通过塞122的入口124)将压缩的空气泵送至背包120的内部中。压缩的空气使薄膜128压靠背包120的内表面。压缩的空气可以提供均匀的压力穿过薄膜128，以使薄膜128的形状适合于背包120的内表面。

层压过程还包括启动加热器112以加热层压机100的内部104和/或被泵送到物品内的压缩的流体。热量激活热激活的粘合剂，由此将薄膜粘附到背包120的内表面。在一些实施方案中，施加热量使得内部104处于大约110℃至130℃的温度，例如，120℃，并且背包处于大约80℃至100℃的温度，例如，90℃。

在加热期间，通过旋转的空气连接器108旋转背包120，以便于背包120周围的热量均匀分布。在一些实施方案中，还可以加热被引入到背包120的内部中的压缩的空气，同时向薄膜提供压力并激活粘合剂。在一些实施方案中，被引入到背包里面的经加热的空气可以是唯一的启动加热的源。

在一些实施方案中，当门106被关闭时，旋转的空气连接器108的旋转和/或(多个)加热器可以自动开始。在其他实施方案中，在关闭门106时，旋转和/或(多个)加热器可以不自动发生。

层压机100可以包括诸如按钮和/或操纵杆的一个或多个控件，用于启动和/或控制层压过程。

在一些实施方案中，如上面所讨论的，层压过程可以包括向背包的内部施加较低的压力，持续第一时间段，并且随后将压力提升到较高的压力，持续第二时间段。

在加热操作完成之后，可以冷却背包120。在一些实施方案中，为了冷却，可以从层压机去除背包120。在一些实施方案中，可以在压力(例如，在背包120的内部中剩余的压力下)的情况下冷却背包120。在一些实施方案中，为了冷却，可以将额外的空气泵送至背包的内部中。额外的空气可以是环境温度(例如，层压机100外面的温度)或可以被冷却，例如，至大约5℃至15℃的温度，例如，10℃。在这些实施方案中，塞122可以包括自内部释放空气的出口。

可以在冷却之前、期间或之后将塞122从背包120上分开。可以从背包120去除套筒129和/或薄膜128的多余部分。

在各个实施方案中，层压过程可以导致薄膜被均匀地黏合到背包120的内表面。使用空气压力使薄膜128压靠内表面可以用很少的或不用褶或褶皱就能提供一致的粘附力。此外，顶部安装的塞122和空气连接器108可以以这种方式允许诸如背包122的大的和/或重的物品与薄膜128相层压。对大的物品施加流体压力并且对粘合剂/薄膜进行加热的布置将不奏效，以及如果物品处于垂直配置或至少这样的替代布置，则将需要施加更大的压力以垂直地夹住物品，其将为薄膜、接缝和缝合部增加不必要的拉力。

图3示出根据各个实施方案的具有与薄膜304层压的织物主体302的背包300。将粘合剂306设置在主体302与薄膜304之间以将薄膜304黏合至粘合剂306。在各个实施方案中，薄膜304可以是防水的和/或具有其他合适的特征。薄膜304可以是或可以不是透气的。

如所示的，还将薄膜304耦合至薄膜304的内表面上的保护层308。保护层308可以是，例如，尼龙单丝编织。保护层308可以使薄膜304免受磨损。可以将粘合剂306抵靠着薄膜304设置，并且保护层308可以面向背包300的内部。

在一些实施方案中，背包300可以包括更多或更少的层，和/或与图3中所示的相比不同的层布置。

本文中描述的层压过程可以导致薄膜304被一致地或基本一致地粘至背包主体302的内表面(例如，具有很少的或没有褶皱)。此外，层压过程可以不需在主体302的接缝上使用接缝密封件。

图4示出具有便于背包402的内部406中的经加热且压缩的空气的均匀分布的塞404的背包402。塞404包括用于将经加热且压缩的空气引入到内部406中的入口408。塞404还包括用于允许经加热且压缩的空气从内部406漏出的出口410。出口410可以包括用于控制通过出口410的空气的流速的流量调节器412。塞404还可以包括被耦合至马达416的风扇414。风扇414的叶片可以旋转以使内部406内的空气循环。这可以便于薄膜418之上的热量的均匀分布，以激活粘合剂420。

在一些实施方案中，流量调节器412可以用于保持内部406中的固定的温度和/或压力。

还可以从或可以不从外面加热背包402。内部406中经加热的空气可以取消和/或降低对自外面应用于背包402的热量的需求。

尽管本文已经示出并且描述了某些实施方案，但是本领域普通技术人员将意识到，在不背离保护范围的情况下，旨在实现相同目的的各种各样的替换和/或等同实施方案或实现可以被用来代替所示的与所描述的实施方案。本领域的那些技术人员将容易地意识到，可以以各种各样的方式实现这些实施方案。该申请旨在覆盖本文所讨论的实施方案的任意改编或变形。因此，明显地旨在仅由权利要求和其等同限定实施方案。

Claims (13)

1.一种层压机，包括：

壳，界定具有顶面的内部；

加热器，耦合至所述壳，并且被配置为对所述壳的内部进行加热；以及

空气连接器，耦合至所述内部的顶面，所述空气连接器被配置为耦合至气源，该气源用于将压缩的空气泵送至被耦合至所述空气连接器并自所述壳的顶面向下悬挂的物品组件中，以使所述物品组件的薄膜压靠所述物品组件的物品主体，其中所述空气连接器还配置为绕空气连接器的轴线旋转所述物品，以便将热量分布在设置于所述薄膜与所述物品主体之间的热激活的粘合剂之上。

2.根据权利要求1所述的层压机，其中，套筒材料自所述物品的开口延伸，并且其中，所述空气连接器被配置为被耦合至插入到所述套筒的开口中的塞的入口，以将压缩的空气泵送至所述物品内。

3.根据权利要求2所述的层压机，其中，所述塞还包括允许空气从所述物品的内部漏出的出口，并且其中，所述层压机还包括控制所述出口的流速的流量调节器，以控制所述物品的内部中的温度或压力。

4.根据权利要求1所述的层压机，其中，所述压缩的空气被加热。

5.根据权利要求4所述的层压机，还包括设置在所述物品的内部中的一个或多个风扇，以使经加热的压缩的空气循环。

6.根据权利要求1所述的层压机，其中，所述空气连接器被配置为施加第一压力，持续第一时间段，并且随后施加第二压力，持续第二时间段，其中，所述第二压力大于所述第一压力。

7.一种用于将薄膜层压到物品表面的方法，包括：

自耦合至层压机的顶部内表面的空气连接器悬挂物品组件，所述物品组件包括：

物品主体，具有与内表面和开口一致的三维形态；

薄膜，设置在所述物品主体的内部中抵靠着所述物品主体的内表面；以及

热激活的粘合剂，设置在所述薄膜与所述物品主体之间；

经由所述空气连接器将压缩的空气泵送至所述物品主体的内部中，以使所述薄膜压靠所述物品主体的内表面；

对压缩的空气或所述物品主体周围的空气进行加热，以激活所述粘合剂；以及

通过所述空气连接器使所述物品组件绕所述空气连接器的轴线旋转，以便将热量分布在所述粘合剂之上。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

将套筒材料耦合至所述物品主体的上边缘且邻近所述物品主体中的开口；

将塞插入到所述套筒内；以及

将所述塞耦合至被配置为提供压缩的空气的所述空气连接器，所述空气连接器耦合至所述层压机的顶面。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述薄膜形成套筒材料。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括：在将所述薄膜层压至所述主体的内表面之后去除套筒材料。

11.根据权利要求7所述的方法，还包括：在将所述物品组件放置在所述层压机中之前，将压缩的空气泵送至所述物品主体的内部。

12.根据权利要求7所述的方法，其中，所述压缩的空气被加热。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：启动设置在所述物品主体的内部中的一个或多个风扇，以使经加热的压缩的空气循环。