CN106659273A - 由压紧的非织造片材形成的行李箱制品 - Google Patents

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Abstract

一种由片材制成的行李箱外壳或箱体通过将垫压紧并且加热形成。所述垫由具有第一熔化温度的任意取向的第一非连续的非织造塑料纤维(42)和具有比所述第一熔化温度更高的第二熔化温度的任意取向的第二非连续的强化非织造塑料纤维(46)的混合物或者由双组分纤维制成，所述双组分纤维具有第一塑料部分和第二塑料部分，所述第一塑料部分具有第一熔化温度，所述第二塑料部分具有第二熔化温度的。所述非织造垫在第一熔化温度与第二熔化温度之间的温度下加热，以及通过将所述压紧的非织造片材(64)形成行李箱外壳。

Description

由压紧的非织造片材形成的行李箱制品
技术领域
本发明涉及行李箱制品的制造，尤其是由非织造材料制造行李箱外壳，所述非织造材料包括任意取向的非连续强化塑料纤维，以及用于制造这种塑料部件(特别是行李箱外壳)的方法。
背景技术
过去已经进行了数种尝试来制造塑料部件，该塑料部件具有高的物理强度以及断裂和变形的抵抗性，同时使得由这种合成树脂制造的部件重量轻且容易重复利用。尤其是，在行李箱行业中，需要制造硬壳行李箱，该硬壳行李箱将最高的可靠性、对来自外界冲击的抵抗性与无变形特性、有利的外观以及减少的重量结合在一起，以允许容易且便利地搬运这种行李箱。
EP0531473B1提供了一种方法和材料，其中定向聚合纤维的集合在高温下保持为密切接触，使得定向聚合纤维的外部区域熔化，并且随后压缩该纤维以便产生连贯的聚合物片材。根据所述方法和材料，聚烯烃的热塑性材料(尤其是聚丙烯或者其它晶体或半晶体材料)，根据以后的应用领域能够布置成纤维的单向对准束或者扭转束，或者布置成交织束的织造垫。
从美国专利申请No.5,376,322中，已知从预制件热成形一种布覆盖的模型的工艺用于制造行李箱外壳，其通过将一层布织物压力层压至热塑性基片的一个表面，随后在压模机中进行冲压成形处理，并且特别专注于角部区域的成形。
同样，美国专利公开号No.2008/0261471(名称为“用于塑料复合物的聚烯烃材料”披露了织造聚合纤维。其中一种可商购的织造织物是它由聚丙烯制造，并且在低密度下具有高硬度、高张力强度以及高抗冲击性。材料用于制造行李箱外壳，但是它是非常昂贵的。织造织物所存在的问题是复杂性和制造成本。
另一种方法是通过对塑料片材(诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)片材)进行压缩模塑而制造行李箱外壳。期望改进这种行李箱外壳的强度/减小这种行李箱外壳的厚度。同时，行李箱外壳可以是注射成型的。但是，注射成型需要昂贵的工具。
其它披露了织造纤维和非织造纤维的文献有：美国专利号No.4908176、U.S.8202942、美国专利公开号No.2011/0253152、EP181470、EP2576881和EP2311629。然而，这些提议可能不适用于行李箱物品，或者可以进行改进。
因此期望提供一种改进的行李箱构造，特别是改进的行李箱，该行李箱解决了上述问题和/或更一般地提供了对现有片材材料结构和成形方法的改进或者替代。
发明内容
本公开提供了用于由非织造材料生产、制造或者形成物品诸如行李箱外壳或者箱体的方法。所述非织造材料是坚固的、重量轻的、低成本的并且容易形成为产品。所述非织造材料也容易重复利用。所述非织造材料是由任意取向非连续纤维的网制成的工程织物。纤维长度可以在从大约6.4毫米至大约250毫米的范围。所述非连续纤维被很大程度地压紧以形成物品或外壳，并且可以通过以下方式结合在一起：(1)机械粘结，即，在任意网或垫中机械锁合；或者(2)热粘结，即，热熔融纤维，如热塑性纤维作为基质的情况；或者(3)化学粘结，即，应用粘合介质，诸如淀粉、酪蛋白、橡胶乳胶、纤维素衍生物或者合成树脂，进行化学结合。通过高速、低成本、大容积方法而不是传统的织造方法来制造非织造材料。所述非织造材料制造方法将基于纤维的材料转变成具有织物样表面特征的平面柔性片材结构，该片材结构具有优化的强度、重量和耐久性特征，可形成为制品，诸如行李箱。
在一个实施方式中，行李箱外壳可以包括压紧的非织造片材，所述非织造片材包括通过熔化任意取向的非连续熔融塑料纤维以形成聚合物基质粘结的任意取向的非连续强化塑料纤维。所述强化塑料纤维比所述塑料纤维具有更高的熔化温度。
在一些实施方式中，所述行李箱外壳还可以包括附接至所述压紧的非织造片材的塑料薄膜。在一些实施方式中，所述行李箱外壳还可以包括附接至所述压紧的非织造片材的织物衬里。在一些实施方式中，所述聚合物基质可以包括与所述非连续强化塑料纤维相同类型的塑料。
在一些实施方式中，所述聚合物基质是从包含共聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚丙烯和聚乙烯的组中选取的。在一些实施方式中，所述非连续强化塑料纤维是从包括共聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚丙烯和聚乙烯的组中选取的。
在一些实施方式中，所述行李箱外壳还可以包括多个非织造垫。在一些实施方式中，所述非连续强化塑料纤维可以基本上均匀地分布在所述非织造垫的聚合物基质内，并且也在所述压紧的非织造片材中。
在一些实施方式中，所述压紧的非织造片材可以具有从70％到100％，优选从85％到100％的压紧系数。在一些实施方式中，所述行李箱外壳可以具有范围从0.6毫米到1.5毫米，优选从0.6毫米到1.2毫米的厚度。
在一些实施方式中，所述压紧的非织造片材可以具有聚合物基质与非连续强化塑料纤维的重量比率，所述比率从20％到80％，优选从25％到50％。在一些实施方式中，所述非连续强化塑料纤维可以具有范围从0.005毫米到0.15毫米的直径，以及范围从6.4毫米到250毫米的长度。
在一些实施方式中，所述外壳可以具有在大约0.1和大约0.5之间的深度尺寸与宽度尺寸的比率，和/或在大约1和大约2之间的长度尺寸与宽度尺寸的比率。
在一些实施方式中，双组分纤维可以包括作为强化塑料纤维的芯以及作为熔融塑料纤维的外层。在一些实施方式中，所述压紧的非织造片材可以包括一个或多个沉积层。
在一个实施方式中，具有内表面和外表面的行李箱外壳可以包括非织造垫，所述非织造垫包括任意取向的非连续强化塑料纤维以及任意取向的非连续熔融塑料纤维，所述强化塑料纤维具有比所述已熔融塑料纤维更高的熔化温度，所述熔融塑料纤维限定聚合物基质，所述强化塑料纤维由所述聚合物基质粘结，并且所述非织造垫形成了外壳构造。
在一些实施方式中，所述行李箱外壳通过单独的非织造垫形成，所述单独的非织造垫包括多于一个的(诸如至少两个)沉积的层或区域，其中第一沉积层包括比较熔融塑料纤维更高重量百分比的强化塑料纤维，第二沉积层包括比强化塑料纤维更高重量百分比的熔融塑料纤维。在一些实施方式中，所述第一沉积层基本上全部是强化塑料纤维，并且所述第二沉积层基本上全部是熔融塑料纤维。在一些实施方式中，所述至少两个沉积层包括多个沉积层，其中所述第一沉积层和所述第二沉积层重复地交替。
在另一个实施方式中，所述第一沉积层部分地限定行李箱的内表面的一部分，并且第二沉积层部分地限定所述外壳的外表面的一部分，所述第一沉积层和第二沉积层具有不同的物理性质。在一个实施方式中，所述第二沉积层具有大约35％重量或具有更多的所述熔融塑料纤维，并且所述外表面具有相对平滑的表面质地。在一个实施方式中，所述第一沉积层包括大约15％重量或具有较少的所述熔融塑料纤维，并且所述内表面具有相对柔软的表面质地。在一些实施方式中，至少一个中间沉积层定位于所述第一沉积层和所述第二沉积层之间，所述中间沉积层具有与所述第一层或第二层重量百分比不同的所述熔融塑料纤维。
在另一个实施方式中，所述非织造垫具有在热粘结后在大约20-30毫米范围内，并且更优选地在25-30毫米的范围内的厚度；以及在机械缝合后在大约1.5至10毫米范围内、并且更优选地是大约5毫米的厚度。在一些实施方式中，所述聚合物基质包括与所述非连续强化塑料纤维相同类型的塑料。在一些实施方式中，将所述非织造垫加热并且压缩以形成压紧的非织造片材，所述压紧的非织造片材具有在大约0.6至2毫米范围内并且优选0.6至1.5毫米的厚度。
在一些实施方式中，所述非织造垫至少部分地由双组分纤维形成，每个双组分纤维包括限定所述强化塑料纤维的部分以及限定所述熔融塑料纤维的部分。在一个实施方式中，所述非织造垫完全由双组分纤维形成。在一个实施方式中，所述强化塑料纤维形成芯，并且所述熔融塑料纤维形成包围所述芯的外层。
本公开提供了用于基于非织造材料或者塑料纤维的制造制品方法，所述制品具有高程度的形状变化并且包括高级变形工作区域，例如深拉伸行李箱外壳。
另外，本公开提供了一种塑料部件，尤其是行李箱外壳，该行李箱外壳由非织造塑料纤维形成，允许该部件的深度与长度和/或宽度比率的显著增加，以便具有减少很多或者最小的该部件的净重量能够支撑高的载荷或者重量。
关于方法方面，根据本公开，所述塑料部件或者行李箱外壳是由具有如说明书所述的产品特征的方法形成的。
在一个实施方式中，制造行李箱外壳的方法可以包括压紧所述非织造片材并且将所述压紧的非织造片材热成形为行李箱外壳。
在一个实施方式中，制造行李箱外壳的方法可以包括将多个非织造垫热成形为行李箱外壳。
在一个实施方式中，制造行李箱外壳的方法可以包括将包含所述强化塑料纤维和所述塑料纤维的非织造垫加热至加工温度；并且将所述非织造垫同时压紧和模塑成行李箱外壳。
在一个实施方式中，制造行李箱外壳的方法可以包括将包含所述双组分纤维的非织造垫加热至加工温度；并且将所述非织造垫同时压紧和模塑成行李箱外壳。
在一个实施方式中，一种制造行李箱外壳的方法可以包括形成非织造垫，所述非织造垫包含具有第一熔化温度的任意取向的第一非连续塑料纤维和具有比第一熔化温度更高的第二熔化温度的任意取向的第二非连续强化塑料纤维的混合。所述方法还可以包括在所述第一熔化温度和所述第二熔化温度之间的温度下压紧并加热所述非织造垫以熔化所述第一非连续塑料纤维以与所述第二非连续强化塑料纤维粘结。所述方法可以进一步包括形成压紧的非织造片材，所述非织造片材包括包埋在由熔化的第一塑料纤维形成的聚合物基质内的第二任意取向的非连续塑料纤维。
在一些实施方式中，形成非织造垫的步骤可以包括任意沉积至少第一非连续塑料纤维的第一层；在所述至少第一非连续塑料纤维的第一层上任意沉积至少第二非连续强化塑料纤维(46)的第二层。
在一些实施方式中，所述方法可以包括由所述压紧的非织造片材热成形行李箱外壳。在一些实施方式中，所述方法还可以包括由多个非织造垫热成形行李箱外壳。在一些实施方式中，所述方法可以包括将织物衬里层压至所述压紧的非织造片材。在一些实施方式中，所述方法可以包括将塑料薄膜层压至所述压紧的非织造片材。在一些实施方式中，所述第一非连续塑料纤维可以均匀地分布在所述第二非连续强化塑料纤维中。在一些实施方式中，所述第一非连续塑料纤维可以包括与第二非连续强化塑料纤维相同的塑料。在一些实施方式中，第一非连续塑料纤维和第二非连续强化塑料纤维的每一个从以下组中选取，所述组由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚丙烯和聚乙烯组成。在一些实施方式中，所述第二非连续强化塑料纤维可以基本上均匀地分布在所述压紧的非织造片材中。
在一个实施方式中，制造行李箱外壳的方法可以包括提供非织造垫，所述非织造垫包括任意取向的非连续强化塑料纤维和任意取向的非连续熔融塑料纤维。所述方法还可以包括压紧和加热所述非织造垫以形成压紧的非织造片材。所述方法可以进一步包括模塑所述压紧的非织造片材(64)以形成行李箱外壳。
在一个实施方式中，制造行李箱外壳的方法可以包括提供非织造垫，所述非织造垫包括任意取向的非连续强化塑料纤维和任意取向的非连续熔融塑料纤维。所述方法还可以包括加热所述非织造垫。所述方法可以进一步包括同时压紧和模塑所述非织造垫以形成行李箱外壳。
因此，本公开提供了一种方法，其允许压紧的非织造塑料垫或者片材的深拉伸，所述压紧的非织造塑料垫或者片材在半晶体热塑性基质中的任意取向的非连续塑料纤维，允许形成非常轻重量的部件，诸如具有优质形变区域或者角部的行李箱外壳。
以这种方式，能够制造部件，特别是行李箱外壳或者其组成，相比传统的硬面行李箱外壳具有显著更轻重量。尤其是，使用压紧的非织造塑料垫或片材来制造这种部件，特别是通过也被称为“压缩技术”的冲压成型技术制造的外壳。
本公开的一个方面包括形成非织造垫，所述非织造垫包括具有第一熔化温度的任意取向的第一非连续塑料纤维和具有比所述第一熔化温度更高的第二熔化温度的任意取向的第二非连续强化塑料纤维的混合，在所述第一熔化温度和第二熔化温度之间的温度下压紧并加热所述非织造垫以熔化所述第一非连续塑料纤维以与所述第二非连续强化塑料纤维粘结，和形成压紧的非织造片材，所述压紧的非织造片材包含包埋在由熔化的第一塑料纤维形成的聚合物基质中的第二任意取向的非连续塑料纤维。
在任何成型和模塑加工之前，所述非织造塑料纤维(薄板)可以与热塑性薄膜结合，优选通过在连续非活性加工中的热粘结以及期望的塑料部件的进一步冲压成型。
所述压紧的非织造片材是硬的、抗冲击的、重量轻的以及低成本的。有利地，相比诸如自增强丙烯(SRPP)的织造纤维，此文描述的所述压紧的非织造片材可以显著地降低成本。同样，所述非织造片材可以使用再循环纤维。
另外，所述压紧的非织造片材比传统的SRPP可以更厚和/或更硬，使得需要更少的或者不需要内部增强结构来安装携带手柄、轮子或者可伸缩的手柄。
另外，所述压紧的非织造片材可以产生具有柔软触感的表面光洁度，减少了在外壳上装配内衬里的需要。
另外，所述压紧的非织造片材可以在70％至100％之间压紧，从而大部分空气被挤出以获得用于行李箱外壳的高抗冲击性。
在另一个例子中，行李箱外壳部件包括由任意取向的非连续双组分塑料纤维制成的至少一个非织造垫，所述非连续双组分塑料纤维具有强化塑料纤维的第一部分和熔融或已熔融塑料纤维的第二部分，所述强化塑料纤维具有比所述已熔融塑料纤维更高的熔化温度；所述熔融或已熔融塑料纤维限定聚合物基质；并且所述强化塑料纤维由所述聚合物基质粘结或包埋在所述聚合物基质中。在一个实施方式中，所述至少一个非织造垫包括至少一个沉积层；并且在所述至少一个沉积层中所述第一部分比所述第二部分具有更大的重量百分比。在另一个实施方式中，在所述第一沉积层中所述第二部分在大约5％至60％重量的范围内。在另一个实施方式中，在第一沉积层中，第一部分是大约75％重量或更多，并且第二部分是大约25％重量或更少。在另一个实施方式中，在第一沉积层中，第一部分是大约80％重量。在一个实施方式中，所述至少一个非织造垫包括至少两个沉积层，其中第一沉积的层包含比熔融塑料纤维更高重量百分比的强化塑料纤维，并且第二层包含比强化塑料纤维更高重量百分比的熔融塑料纤维。在一个附加的实施方式中，所述至少一个非织造垫在热粘结后具有大约20-35毫米的厚度，或者在机械缝合后具有大约1.5至10毫米的厚度。在另一个实施方式中，通过压紧步骤并且接着是模塑步骤或者通过组合的压紧和模塑步骤而形成非织造垫的外壳构造。另外，在一个实施方式中，所述聚合物基质包括与所述非连续强化塑料纤维相同类型的塑料。在一个实施方式中，所述外壳部件限定壁的厚度，并且所述壁的厚度在大约0.4至3毫米的范围内，或者在大约0.6至1.5毫米的范围内。另外，在一个实施方式中，所述压紧的非织造片材(64)具有从大约70％到100％的压紧系数，或者优选从大约80％到大约100％。在一个实施方式中，至少一个非织造垫包括至少第二非织造垫，并且其中所述第二非织造垫包含任意取向的非连续强化塑料纤维和任意取向的非连续熔融塑料纤维，所述强化塑料纤维比所述熔融塑料纤维具有更高的熔化温度。
在另一个例子中，一种形成行李箱外壳部件(包括行李箱外壳组成)的方法包括提供至少一个非织造垫，或者其组成体，所述非织造垫包含至少一个具有第一重量百分比和第一熔化温度的任意取向的非连续强化塑料纤维和具有第二重量百分比和比第一熔化温度低的第二熔化温度的任意取向的非连续熔融塑料纤维的沉积层，所述通过热、机械或者化学粘结而相互接合和联合的非织造垫通过压紧和加热所述至少一个非织造垫和模塑所述至少一个非织造垫而形成行李箱外壳部件，所述形成发生在一个步骤的工艺中，或者所述形成发生在两个步骤的工艺。
在另外的实施方式中，此文描述的和通过此文描述的方法形成的行李箱壳体部件是无框的，并且在其他实施方式中，轮子组件直接附接至所述外壳。在另外的实施方式中，所述行李箱壳体的部分限定波浪形的凸起和凹陷区域，并且在其他实施方式中，所述波浪形的凸起和凹陷区域相对于所述行李箱的壁的至少一个外周边缘沿曲线延伸。
因此，本公开允许制造非常薄的但是耐用的、轻重量的并且抗变形的部件，特别是具有高程度形变区域，例如包括相对小的半径的角部区域的相对的急剧折曲和弯曲和转弯，而不会产生皱褶的行李箱外壳或者行李箱箱体。
附加的实施方式和特征在后面的描述中被部分地阐述，它们对于审阅说明书之后的本领域普通技术人员而言会变得显而易见，并且它们可以通过实践所披露的主题而被掌握。通过参照说明书的其余部分以及形成本公开部分的附图能够进一步理解本公开的本质和优点。本领域的普通技术人员将理解：本公开的各个方面和特征的每一个在一些情况下可以被有利地单独使用，或者在其它情况下可以与本公开的其它方面和特征结合使用。
附图说明
参照下面的附图将更加充分地理解所述描述，附图作为本公开的不同实施方式而呈现，并且不应当被解释为本公开的范围的完整阐述，其特征在于：
图1是根据本公开实施方式的具有两个相对外壳部分的行李箱的轴测视图；
图2A是根据本公开实施方式的非织造垫的代表性横截面视图，所述非织造垫在层中包含两种塑料纤维；
图2B是根据本公开实施方式的非织造垫的代表性横截面视图，所述非织造垫在层中包含双组分纤维；
图2C是根据本公开实施方式的双组分纤维的代表性横截面视图；
图2D是根据本公开实施方式的非织造垫的代表性横截面视图，所述非织造垫在多层中包含两种塑料纤维；
图3A是在一个实施方式中的行李箱外壳的沿着图1的线A-A截取的代表性横截面视图；
图3B是在另一实施方式中的行李箱外壳的沿着图1的线A-A截取的代表性横截面视图；
图3C是在另一实施方式中的行李箱外壳的沿着图1的线A-A截取的代表性横截面视图；
图4是图示根据本公开的实施方式的由非织造垫制造行李箱的操作的流程图；
图5是图示根据本公开的实施方式的由压紧的非织造片材制造行李箱的操作的流程图；
图6是图示根据本公开的实施方式的制造压紧的非织造片材的操作的流程图；
图7是根据本公开的例子的行李箱外壳的立体图；
图8A是用于行李箱外壳的底壁的加强图案的平面图；
图8B是按比例放大以显示图8A的加强图案的立体横截面；
图9是使用根据本公开的实施方式的行李箱外壳的行李箱箱体的下角部的局部立体放大图；以及
图10显示了图9所示行李箱箱体的部分的内表面。
具体实施方式
在一个例子中，本公开提供了一种由非织造热塑性纤维以成本合算的方式制造高耐用性、薄且重量非常轻的塑料部件或者其组成，尤其是行李箱外壳或箱体或者其部分的方法。所述方法包括形成非织造垫，所述非织造垫包含纤维的单个沉积层或多层，所述纤维包括在一个例子中均匀地混合的任意取向的塑料(或熔融)纤维和强化塑料纤维。所述非织造垫还可以包括双组分纤维的单个沉积层，其中每个双组分纤维包括具有比第二部分相对更高的熔点的第一部分。在任一种情况下，较低温度的纤维(或者双组分纤维的第二部分)熔化以形成基质，在所述基质中包埋所述强化纤维(或者双组分纤维的第一部分)并且因此粘结在一起。
在一个实施方式中，所述方法包括同时压紧和模塑或成形所述非织造垫以形成行李箱外壳。在该方法中，压紧和模塑在单个形成步骤中被组合在一起。
在另一个实施方式中，所述方法可以包括压紧所述非织造垫40以形成压紧的非织造片材，并且然后通过模塑所述压紧的非织造片材形成行李箱外壳。
下面提供一种均匀混合两种不同纤维的方法。所述方法还可以包括形成由任意取向的第一非连续纤维制成的至少第一层或垫和形成任意取向的第二非连续纤维的至少第二层或垫。通过沉积大体非对齐或任意取向的第一纤维成堆叠而形成所述第一层，并且通过沉积大体非对齐或任意取向的第二纤维成堆叠而形成所述第二层。然后将所述第一非连续纤维的垫和所述第二非连续纤维的垫分别地或者共同地加热和压紧成片材。然后将所述片材形成部件，诸如行李箱外壳。
根据例子并且非限制，图1显示了包含打开构造的可移动相对外壳的行李箱箱体2。在闭合构造中，所述外壳形成内部舱室。这里使用的所述相对外壳包括前部4和后部6，大体形成限定用于容纳物品的内部舱室的平行六面体形状。所述相对外壳4、6的每一个可以包括主面板8、10，顶端板12、14，底端板16、18，左侧板20和右侧板21。
所述相对外壳4、6可以通过闭合机构22，诸如闩锁或拉链机构，选择性地保持在闭合构造中，同时通过铰链在打开构造中保持连接在一起，所述铰链允许所述相对部分相对于彼此选择性地枢转以打开所述行李箱箱体2。所述铰链可以由拉链和织物带、琴式铰链、分开的分立铰链、金属、塑料或其它合适材料的连接接头形成。所述铰链可以沿着端板或侧板的其中一个定位。在一些例子中，行李箱箱体2的内部舱室可以包括单个主舱室，或者可以通过一个或多个面板、隔板、拉链等被分隔成一个或多个子舱室。所述行李箱箱体2可以进一步包括一个或多个外部或内部口袋，以及其它已知的特征。
行李箱箱体2可以包括定位在一个或多个它的端板、侧板或者面板上的一个或多个支撑元件。所述支撑元件可以包括用于支撑行李箱箱体2离开地面的脚支撑元件。所述支撑元件可以包括用于对行李箱箱体2提供滚动支撑的轮子组件32以方便移动。在一些例子中，所述脚支撑元件可以构造在所述行李箱箱体2的相对部分的侧板上，并且携带手柄24可以构造在相对侧板20、21的其中一个上用来搬运所述行李箱箱体2。轮子组件，诸如四个旋转轮32，可以构造在相对部分4、6的底端板16、18上，并且伸缩手柄34可以构造在顶端板12、14的其中一个，诸如后顶端板14上，用来推动和/或拉动行李箱箱体2。构造以附接至提携手柄的孔口26还可以定位在与所述伸缩手柄34相同的顶端板14上或者在另一顶端板12上。其他孔口24可以定位在侧板20上并且构造成附接至携带手柄。
非织造垫40可以制造成非织造塑料纤维的单个沉积层或者非织造塑料纤维的多个沉积层，如下所述。提供例子以说明沉积在单个沉积层中的非织造纤维可以包括两种不同的纤维(如图2A)或者双组分纤维(如图2B)。通过多层纤维的沉积而制成的非织造垫40如图2C显示。这些例子的每一个形成单独的非织造垫。可以设想，多于一个的非织造垫40可以被分层、粘结、堆叠或者以其它方式联接在一起以将多个非织造垫的结构在成形前通过压紧、加热和模塑工艺形成行李箱外壳。
所述非织造垫40可以通过压紧、加热和模塑形成如图1和7所示的行李箱外壳60。所述行李箱外壳可以在两步骤工艺中形成，该两步骤工艺包括压紧非织造垫40以形成压紧的非织造片材和然后将所述压紧的非织造片材模塑成行李箱外壳。所述行李箱外壳也可以在单个组合工艺中形成，该单个组合工艺包括将所述非织造垫40同时压紧和模塑成所述行李箱外壳。另外，可以通过在压紧或者同时压紧和模塑之前将多于一个的非织造垫40组合或者层压在一起而形成所述行李箱外壳。
在一个例子中，图2A显示了根据本公开的例子的在单个沉积层中包含两种塑料纤维的非织造垫40的横截面视图。所述非织造垫40是包含与任意取向的第二塑料纤维46混合的任意取向的第一塑料纤维42的单个沉积层。所述第一塑料纤维42具有与第二塑料纤维46不同的熔点或熔化温度。所述纤维42和46可以是非连续的，以非对齐取向排列，并且基本上均匀地分布在非织造垫40中。
图2B是根据本公开实施方式的在单个沉积层中包含双组分纤维的非织造垫48的横截面视图。所述非织造垫48是包含任意取向的双组分塑料纤维50的单个沉积层。在一些实施方式中，所述双组分塑料纤维的第二部分熔化并且因此成为基质，而所述双组分塑料纤维的第一部分不熔化并因此用作强化纤维。在一个特定实施方式中，所述双组分纤维50可以包括芯49和外层51，如图2C所示。所述双组分纤维的外层51具有比所述芯49更低的熔点，从而所述外层熔化以将所述强化芯连接或粘结在一起。所述双组分纤维还可以包括结构，诸如但不限于并排双组分纤维，其中所述第一部分和第二部分并排，或者纵向结构其中所述第一部分和第二部分形成纤维长度的不同部分。
还可以设想，具有双组分纤维的所述非织造垫还可以包含不是双组分纤维的非连续塑料纤维，这种塑料纤维在一些情况下具有与所述双组分纤维的强化纤维部分相同的或者类似的熔化温度。所述附加的非连续强化塑料纤维的重量比可以根据所述双组分纤维50的芯49与外层51的重量比而变化。包括双组分纤维和强化塑料纤维的总的强化塑料纤维百分比可以在30％和80％重量之间，优选地在40％和60％重量之间。另选的，这种塑料纤维可以具有基质或者所述双组分纤维的熔融塑料纤维部分相同的或者类似的熔化温度。另外，这种塑料纤维可以包括强化塑料纤维和熔融塑料纤维的混合物。
图2D是根据本公开例子的包含应用或沉积在多层(或者也称作多个区域)中的两种塑料纤维的非织造垫52的横截面视图。所述非织造垫52包括由第一塑料纤维42制成的沉积层或区域54，所述层54错杂有或者交替有第二塑料纤维46的沉积层或区域56。每个沉积层可以是非常薄的，它在一个非限定性例子中可以大约是50g/m2，并且对于每层也可以更多或更少或者是不同的。第一沉积层54的纤维42具有与第二沉积层56的纤维46不同的熔点或熔化温度。一旦形成，在通过下述压紧和模塑形成为行李箱箱体之前，具有由该制造方法产生的分层结构的非织造垫52中的纤维通过机械缝合、热粘结或者化学粘结而相互接合和联合。通过逐层沉积制造非织造垫，可以有利地允许在每一层中更加精确和一致的纤维组成，导致横穿非织造垫的面积和深度中期望的纤维的更好的整体分布。每个沉积层中的纤维是非连续的，以非对齐方位排列，并且基本上均匀地分布。在上下文中，术语“非对齐”或者“任意”均包括以下含义：纤维以使得相对于相邻的纤维不会以特定方式故意地对齐方式被放置或应用形成垫子。例如，非对齐或任意取向不包括织造的或其他相对于其它纤维的故意的几何取向。然而，这个定义不排除在纤维的相对取向中平行、正交的或者成重复的角度取向的纤维的最终取向。可以应用多于两个的层。
在一个例子中，所述第一塑料纤维42是熔融纤维，而所述第二塑料纤维46是强化塑料纤维。所述第一塑料纤维42具有较低的熔化温度，并且能够熔化以便与具有较高熔化温度的第二塑料纤维46粘结。所述第二塑料纤维46不会在所述较低熔化温度和所述较高熔化温度之间的处理温度下熔化，使得所述第二塑料纤维46保持它的结构特性。所述第一熔融纤维46形成基质61(参见图3A)，在所述基质中所述第二强化塑料纤维46基本上均匀地分布并且牢固地粘结。在另一个例子中，所述第一塑料纤维42是具有较高熔化温度或熔点的强化纤维，而所述第二塑料纤维46是具有较低熔化温度或熔点的熔融纤维。所述第二熔融纤维，在此情况下，形成基质，在所述基质中所述第一强化塑料纤维基本上均匀地分布。
使用如上紧挨的第一个例子，所述两种塑料纤维是兼容的，使得所述熔融塑料纤维42(当以基质形式)可以具有对所述强化塑料纤维46良好的粘合性。所述塑料纤维包括其中但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)。所述强化塑料纤维46和所述熔融塑料纤维42可以基本上均匀地混合以在所述沉淀层中形成均质混合物。在一些实施方式中，所述熔融塑料纤维42可以是与所述强化塑料纤维46相同类型的塑料，但是可以具有与所述强化塑料纤维46不同的性质，例如熔点。在一些实施方式中，所述熔融塑料纤维42可以是与所述强化塑料纤维46不同类型的塑料，并且也可以具有与所述强化塑料纤维46不同的性质，例如熔点。
使用两种塑料纤维的一个优点是它允许在选择两种塑料纤维的灵活性以满足设计需求。通过使用两种不同的塑料纤维，在选择强化塑料纤维46与熔融纤维42的比例也具有更多的灵活性，并且能够灵活地调节两种选定塑料纤维的混合比率。
在一些实施方式中，所述强化塑料纤维可以是具有至少一个熔点的双组分塑料纤维50，而所述熔融纤维可以不是双组分纤维。
在其它实施方式中，熔融纤维可以是具有至少一个与所述强化塑料纤维不同的熔点的双组分塑料纤维50，而所述强化纤维可以不是双组分纤维50。在一些实施方式中，所述强化塑料纤维和所述熔融纤维可以均是双组分纤维50。
在一个例子中，双组分纤维50包括诸如由一种塑料制成的芯的部分49以及诸如由具有较低熔化温度的另一种塑料制成的外层的另一部分51。所述用在双组分纤维的塑料可以包括其中但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)。所述双组分纤维50中的塑料可以由不同类型的塑料制成。例如，所述双组分纤维可以包括作为外层的PP以及作为芯的PET，其中PET是所述强化纤维。所述双组分纤维还可以包括相同类型的塑料，但是一种塑料比另一种塑料具有更低的熔化温度。例如，所述塑料可以是共聚酯、共聚对苯二甲酸乙二醇酯(co-PET)或PET。所述co-PET可以具有与PET不同的熔点。所述组合物其中可以包括PE/PP,PE/PET,co-PET/PET或者PP/PET。
在双组分纤维中50，如上所述，在一个形式中，所述外层被熔化以形成基质61(参见图3B)，该基质61将芯强化纤维包埋并且粘结在一起。在一个特定实施方式中，所述双组分纤维50的熔化部分51是大约25％重量，而所述双组分纤维的芯部分49是大约75％重量。在其它例子中，所述双组分纤维的强化部分49优选是大约80％重量。所述双组分纤维50的熔化部分51与所述双组分纤维的强化部分49的比率可以变化。例如，所述熔化部分51可以从5％至60％重量变化，而剩余的强化部分49补足余量。通常，强化塑料纤维的重量百分比越大，最终压紧的非织造片材以及由该片材形成的最终行李箱外壳部件越坚硬。
在制造非织造片材64(参见图3B)中使用双组分纤维具有一些优点。所述双组分纤维可以利用两种聚合物的性质以通过联合一个或多个性质而不显著牺牲其它性质而改善适于任何特定需求的非织造材料性能。所述双组分纤维50还可以具有多功能性质而不损失机械性质。使用双组分纤维还可以有利地允许在非织造垫48以及压紧的非织造片材64中更高水平的强化纤维含量，这将导致具有改善硬度的更多行李箱外壳。在一个例子中，相比使用单独的熔融塑料纤维和强化塑料纤维的配方，通常可以允许大约40％-60％重量的强化纤维含量，使用双组分纤维将允许大约80％重量的强化纤维含量。然而，所述双组分纤维可能是较昂贵的。
在一个例子中，所述第一熔融塑料纤维与所述第二强化塑料纤维的混合物具有重量比R。所述重量比率R可以从20％至80％，优选从25％至50％变化。所述强化塑料纤维与所述熔融或基质塑料纤维的重量比可以根据期望的性质而变化。例如，所述熔融塑料纤维可以具有最少的部分以热粘结所述强化塑料纤维。通过增加所述强化塑料纤维，所述压紧的非织造片材将具有增加的强度、硬度或者更小的柔性。
所述纤维的长度可以在大约6.4毫米至大约250毫米的范围内。第一塑料纤维和第二强化塑料纤维的每个具有范围从0.005毫米至0.15毫米的直径。所述纤维的线性质量密度从1到300dtex(分特克斯)，dtex是每10,000米以克为单位的质量。所述沉积纤维的面积密度可以在500g/m2和2000g/m2之间。在一些例子中，所述熔融纤维和所述强化塑料纤维可以具有类似的直径或长度。在不同的例子中，所述熔融纤维和强化纤维可以具有不同的直径或长度。双组分纤维的以上物理性质可以与以上描述的相同或类似，或者可以某种程度地变化。丹麦的Fiberpartner ApS公司的纤维可以是适用于本公开中的设备和方法的纤维的非限定性例子，并且包括双组分聚酯纤维和单组分PET纤维(例如用作强化塑料纤维)。另外，比利时的IFG Exelto Staple纤维也可以是合适纤维的非限定性例子来源，并且包括至少聚丙烯单组分纤维(例如用作熔融塑料纤维)。另外，丹麦的ES FibervisionsAps公司的TPC纤维是合适的纤维的非限定性例子，并且包括聚丙烯双组份纤维。还可以有合适塑料纤维的其它来源和例子。
所述非织造垫40、48和52被压紧并且加热以形成压紧的非织造片材64。可以由压紧的非织造片材64制造行李箱外壳部件或其组成，其中这两个步骤被分别地或者同时地进行。所述过程在此进一步描述。附加的薄膜或层(诸如外膜或内衬里)可以在模塑之前或在模塑过程中被添加至所述压紧的非织造片材。
还可以按照与用于单个非织造垫相同或类似的方式由多个(例如多于一个以及包括数个)非织造垫形成行李箱外壳。例如，可以制造第一非织造垫，并且可以制造第二非织造垫。所述第一和第二非织造垫可以如上所述每一个分别被联合和相互接合。在被形成为行李箱外壳构造之前，所述第一和第二非织造垫可以随后组合，诸如通过层压、堆叠或者以其它方式联接在一起，以形成单个非织造垫的夹层或压层。基于由其形成的外壳的期望的最终结果，在该压层中的单独非织造垫每个可以具有相同的纤维组成、不同的纤维组成、或者相同和不同纤维组成的组合。单独非织造垫可以用于有利地允许在单个垫中的更均质的纤维混合；允许在单个垫中设计层以携带到所述压紧的非织造片材，每个沉积层具有特定的纤维组成以提供最终行李箱外壳构造中的不同性质；允许控制每个单个垫的重量；允许费用降低；或者基于与每个非织造垫的联合和相互接合相关的限制。
图3A是根据本公开实施方式的行李箱外壳部件的横截面视图。在图1中通过箭头A-A显示了横截面。行李箱外壳60可以包括在所述压紧的非织造片材64的顶部表面或外表面67上的薄膜62，所述压紧的非织造片材64可以包括均匀地分布或包埋在由所述熔融的非织造第一纤维42或者双组分纤维50的外层51所形成的聚合物基质61中的非织造第二纤维46或者双组分纤维50的芯49。
由于各种原因，诸如改善耐划伤性、视觉外观、触摸特性或者它们的结合，顶部薄膜62可以与压紧的非织造片材或者基质片材61层压。所述顶部薄膜62可以由任何热塑性材料制造，其中包括PET、PA或者热塑性聚氨酯(TPU)和类似物。薄膜的厚度可以在15微米和150微米之间变化，优选在25微米和80微米之间变化。所述顶部薄膜106可以被预处理以具有对所述压紧的非织造片材64的外表面67的良好粘合性。行李箱外壳60还可以选择地包括在行李箱外壳的底部表面或内表面71的额外的衬里66，尽管这不是必须的。根据期望，行李箱外壳部件可以不包括顶部薄膜62或者衬里66。
在一些实施方式中，可以在形成所述压紧的非织造片材之后施加所述顶部薄膜。例如，可以在热成型/模塑过程中施加所述顶部薄膜到所述压紧的非织造片材。
在一些实施方式中，所述第一塑料纤维或者丝状物、第二强化塑料纤维或者丝状物以及顶部薄膜可以是部分地或者完全地可重复利用的。
图3B是另一个实施方式中的行李箱外壳的横截面视图。不带有顶部薄膜62的由压紧的非织造片材64形成的所述行李箱外壳可以在压紧的非织造片材64的外表面67上显示橙皮皱或者针孔。随着顶部薄膜62挤压在压紧的非织造片材64的顶部上，由于所述非织造片材压力是不均匀的，使得顶部薄膜62的表面69可能显示来自针孔的透印。为了减少或者消除所述橙皮皱效应，行李箱外壳60还可以包括位于顶部薄膜和压紧的非织造片材64之间的缓冲层63。所述缓冲层63可以由具有低模数(modulus)的较柔软的材料形成，诸如热塑性聚烯烃(TPO)和类似物。
所述压紧的非织造片材64可以具有从大约70％到100％、优选从大约80％到100％，还优选从大约85％到100％、更优选从大约95％到100％的压紧系数。合适的外壳部件由具有大约80％压紧系数的压紧的非织造片材形成。所述压紧系数提供了关于非织造垫是否完全地压紧或者部分地压紧的测量。当在非连续纤维之间没有空间或者气体间隙时，所述压紧系数是100％。当在非连续纤维之间具有一些空间或者气体间隙时，或者当一些纤维彼此不接触时，所述压紧系数小于100％。虽然在压紧的非织造片材中具有更少的气体间隙可能具有一些优点，但是并不需要压紧范围接近100％，替代地80％到100％的压紧范围已经发现是合适的。提到100％包括“大约”100％，因为达到100％的压紧是困难的。
在双组分纤维50的情况下，所述压紧系数是测量密度与纯聚合物密度的比率。
在两种纤维的情况下，即，一种熔融塑料纤维42和一种强化塑料纤维46，所述压紧系数可以是测量密度与纯聚合物的混合物的密度的比率。
在一个例子中，在成型或者压紧之后所述压紧的非织造片材的密度可以在0.9千克/公升(kg/liter)到1.3千克/公升之间。
所述压紧的非织造片材可以具有从1000N/mm2到15,000N/mm2、优选从2000N/mm2到10,000N/mm2的杨氏模数。
用于制造所述压紧的非织造片材的基本步骤通常包括垫成型、压紧和加热以形成压紧的非织造片材。
图4是显示了根据本公开实施方式的用于由非织造垫40、48或者52制造行李箱外壳的操作的流程图。方法68开始于在操作70中形成包含任意取向纤维的非织造垫。所述非织造垫可以包括在单个沉积层中的两种塑料纤维42和46，如图2A所示。所述两种塑料纤维可以具有不同的熔点并且均匀地混合在所述单个沉积层中。所述非织造垫还可以包括在单个沉积层中的双组分纤维50，如图2B所示。所述双组分纤维50包括一个塑料部分51，该塑料部分51具有比另一个塑料部分49更低的熔点。所述非织造垫还可以包括沉积在多层中的两种塑料纤维42和46，如图2C所示。
方法68还包括在操作72中将至少一个非织造垫加热至处理温度。在一些实施方式中，当所述非织造垫包括两种塑料纤维时，所述处理温度在两种塑料纤维42和46的熔点之间。在一些实施方式中，当非织造垫包括双组分纤维时，所述处理温度在双组分纤维50的两个熔点之间。如果单个强化塑料纤维和单个熔融塑料纤维二者以及双组分塑料纤维被包含在非织造垫中，那么所述处理温度将有利地高于所述熔融塑料纤维的最高熔化温度，以及低于所述强化塑料纤维的最低温度。该加热步骤72可以与此文别处讨论的压紧和模塑结合实施，其中热施加在压紧和模塑步骤过程中。
方法68进一步包括在操作74中同时压紧和模塑所述至少一个非织造垫成制品，诸如行李箱外壳部件或其组成。该操作的优点可以包括减少了如下面图5所示的两步骤工艺中所需的制造时间，即形成至少一个压紧的非织造垫然后将所述至少一个压紧的非织造垫模塑成制品。
在该方法68中，非织造纤维的热压紧选择地包括分别附加的衬里或薄膜层66或62可以同时完成或与模塑或成型以形成行李箱外壳部件或组成同时进行。
图5是显示了根据本公开实施方式的用于由压紧的非织造片材64制造行李箱外壳的操作的流程图。方法76开始于在操作78中形成非织造垫40、48或者52，随后在操作80中压紧并加热所述非织造垫以形成压紧的非织造片材64。方法76继续在操作82中将所述压紧的非织造片材64模塑成制品，诸如行李箱外壳部件2。
图6是显示了根据本公开实施方式的用于由图2D所示的沉积多层纤维制造压紧的非织造片材的操作的流程图。方法86开始于在操作88中沉积第一塑料纤维的第一层，接着在操作90中在所述第一塑料纤维的第一层上沉积第二塑料纤维的第二层。方法86继续在操作92中在所述第二塑料纤维的第二层上沉积第一塑料纤维的第三层，接着在操作94中在所述第一塑料纤维的第三层上沉积第二塑料纤维的第四层，从而形成包含与任意取向的第二塑料纤维的层交错的任意取向的第一塑料纤维的层的非织造垫。操作96包括压紧和加热所述非织造垫以形成压紧的非织造片材。该工艺的优点可以是获得纤维的更好的混杂或者均匀地混合两种塑料纤维，以及更加容易地构建材料的均匀厚度。
在一些实施方式中，所述第一塑料纤维可以是熔融纤维，所述第二塑料纤维可以是强化塑料纤维。在另选的实施方式中，所述第一塑料纤维可以是强化塑料纤维，所述第二塑料纤维可以是熔融塑料纤维。
所述强化塑料纤维46、49的第一熔化温度与所述熔融塑料纤维42、51的第二熔化温度之间的差别是至少5℃。在其它实施方式中，该差别可以是变化的，并且可以是至少是15℃、25℃、35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃、95℃、105℃、115℃、125℃，并且已经发现可接受的高达130℃以及包括130℃。
尽管可以由粉末或者液体(化学粘结)形成所述非织造基质61，纤维形成在通过另选地沉积第一塑料纤维和第二塑料纤维接着所述第一塑料纤维和所述第二塑料纤维形成非常薄的交错的纤维层的堆叠，该堆叠可以缝合或啮合在一起、压紧和加热而提供熔融塑料42、51或基质塑料与强化塑料纤维46、49的基本上均匀或均质的混合是更好的。可以使用纤维加工技术和设备，包括斩碎纤维和混合。所述被沉积的纤维可以被重新缝合以混杂所述两种不同的纤维以及纤维的沉积层。如果所述熔融或基质塑料呈粉末形式，则混合不像熔融纤维一样均匀。如果基质塑料呈液体形式，则由于塑料的高粘度混合还是不像熔融纤维那样均匀。
参照这里所述的结构和方法，其中非织造垫完全地或者部分地由双组分纤维制成，所述非织造垫可以在压紧和加热之前由一个或多个沉积层制成。另选地，所述双组分纤维可以通过沉积如这里所述双组分纤维的多于一个的沉积层而形成，部分参照图2D。通过允许对纤维应用的更紧密或改善的控制，沉积多于一个的层可以是有利的，并且允许沉积过程更加精确及可重复。
方法86进一步包括在操作96中压紧并加热纤维多层，以形成压紧的非织造片材、网或者基质片材。所述压紧的非织造片材包括至少一种强化塑料纤维或者丝状物，其嵌入在由一种熔融纤维形成的基质中，所述熔融纤维的熔化温度比所述强化塑料纤维的熔化温度更低。替换地,所述压紧的非织造片材包括双组分纤维,整体的或者是与单个强化塑料纤维及熔融塑料纤维的混合物相结合,如上所述。
非织造垫中的纤维在加热和压紧之前，通过化学粘结、机械粘结或者热粘结被相互接合及联合。在压紧之前，对于整体均质的单个沉积层的单独非织造垫构造(参见图2A或2B)或者对于多个沉积层的非织造垫构造(参见图2C)，机械粘结(诸如通过针刺)的非织造垫的厚度可以从1.5毫米到10毫米变化，优选大约5毫米。当在压紧和模塑之前这种非织造垫被热粘结用于联合，所述厚度可以优选在大约20毫米至35毫米的范围内，并且更优选地在大约25-30毫米的范围内。热粘结的非织造垫相比机械钉合的非织造垫可以有利地均匀加热和更容易加热(在随后的行李箱外壳成形方法之前或者在随后的行李箱外壳成形方法的过程中)。在成型或者压紧之前，包括所有层的所述单个非织造垫的密度可以在从大约0.05千克/公升到0.9千克/公升的范围内。
在压紧和加热操作80、96期间，包含两种塑料纤维或者双组分纤维或者混合物的所述非织造垫可以被压延，使得所述塑料纤维在升高的温度下保持密切接触，所述升高的温度足以熔化具有较低熔化温度的所述第一熔融或基质塑料纤维或者双组分纤维的部分，而具有较高熔化温度的所述第二强化塑料纤维或者双组分纤维的部分保持在它的纤维形状。在压紧和加热之后，所述压紧的片材被冷却以形成压紧的非织造片材或者基质片材64。在一些实施方式中，在压延处理过程中，网或者垫可以在两个热辊之间通过。至少一个辊或者两个辊可以内部地加热。同样，一个辊或者两个辊可以压纹。本领域的普通技术人员将理解，可以使用用于压紧和加热的其它方法。
在操作80、96中用于压紧和加热的处理温度在熔融塑料纤维42或者双组分纤维50的部分51的第一熔化温度和强化塑料纤维46或者双组分纤维50的部分49的第二熔化温度之间。在一些实施方式中，所述处理温度比低熔点或者熔化温度高至少5℃。在其他实施方式中，所述处理温度可以变化，并且比所述低熔点或者熔化温度高至少10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃或者80℃。
用于压紧和加热所述非织造垫的处理压力大体为从0到20MPa，优选从0.5MPa到10MPa，更优选从1.5MPa到5MPa。
在一些实施方式中，所述处理温度比高熔点或熔化温度低至少5℃。在其他实施方式中，所述处理温度可以变化，并且比所述高熔点或者熔化温度低至少10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃或者80℃。
所述压紧的非织造片材64在压紧和加热之后是如图3A和3B所示非织造材料的单个压紧的或者相对实心的层。所述压紧的非织造层可以较厚，诸如厚度从0.6毫米到2.0毫米，并且优选地从0.6毫米到1.5毫米。
参照至少图3C，通过沉积多于一层的纤维(不管包括如上所述的两种不同纤维42、46、双组分纤维50或者混合物)形成单独的非织造垫40、48、52，允许由纤维类型的不同组成或者混合形成所有沉积层或者一些沉积层。这些不同的沉积层还可以称作单独非织造垫的厚度尺寸的不同区域。该结构进而允许一个沉积层物理性质与其他沉积层不同或与具有不同纤维类型的组成的层不同的(诸如但不限于硬度或者表面质地)。继续参照图3C，显示了类似于图3A和3B的行李箱箱体的部分，并且包括具有外表面67的外层124、具有内表面71(与外表面67相对的表面)的内层126，以及中间层128。所述内表面71和外表面67分别是行李箱外壳60的内表面和外表面的部分。这些层和表面与所产生或制造的非织造垫的层和表面相对应，然后将非织造垫压紧、加热并形成这里所述的行李箱外壳60。非织造垫的层124可以被沉积为具有熔融塑料(基质61)的选定浓度的纤维组成，以产生具有可接受光滑度和/或抗刮擦性质的表面67。在一个非限定性例子中用于这种性质的选定浓度以熔融塑料纤维的重量优选大于约35％，更优选40％或者更大，并且可以设想其它浓度。内层126可以沉积为具有熔融塑料(基质61)的选定浓度的纤维组成，以产生具有具有柔软质地的表面71，并且减少或消除了在行李箱内侧施加单独衬里层的需要。在一个例子中用于这种性质的选定浓度以熔融塑料纤维的重量优选为15％或更少，和更优选是10％或者更少，并且可以设想其它浓度。中间层128可以被设计为提供期望的硬度特性以增强所述外壳的结构强度和弹力，在此文其它地方披露了合适浓度的例子。与这里所述的其它层相比，可以有具有相同或不同组成的多于一个的中间层。
另外，每个层的整体的单位测量，诸如按照每单位面积的重量(例如g/m2)，在相邻的或非相邻的层之间可以是相同的或者不同的。在具有多于一个沉积层的非织造垫的一个非限定性例子中，诸如以上例子，其中包括每个具有不同纤维组成的三个层或者区域，外层124可以具有在大约100-150g/m2范围内的测量，内层126可以具有在大约50-100g/m2范围内的测量，中间层128可以具有在大约1200-1700g/m2范围内的测量，并且优选大约1500g/m2。所述中间层128具有每单位面积的大部分重量，有效地意味中间层是更厚或更深的层，为了产生希望的压紧的非织造片材的硬度特征，该硬度特征提供了所述行李箱箱体部件或组成的所述结构性能。所述内层126和外层124相比所述中间层是较薄的，但是是足以产生希望的各个表面特征。
虽然在该例子中中间层128比内层126和外层124具有每单位面积重量的更高的测量，但是可以构造内层、外层和中间层(一个或多于一个中间层)的测量，使得外层124、内层126或者两者可以具有比中间层128更高的单位测量。
将所述非织造垫形成行李箱箱体外壳部件或者外壳组成可以在冲压模具中执行，诸如插头模具或模具设备的其他类型。如这里所述，通过在被放置到冲压模具中以成型选定的行李箱箱体外壳构造之前首先压紧(如果使用多于一个非织造垫则作为堆叠)和加热，所述一个或多个非织造垫可以被模塑成期望的行李箱箱体或者组成。另选地，所述一个或多个非织造垫可以在统一的步骤定位在冲压模具中(如果使用多于一个非织造垫则作为堆叠)、加热并且模塑在一起成外壳构造的期望形状。另选地，一个或多个非织造垫可以单独地被压紧并加热以形成压紧的片材，并且然后所述压紧的片材可以堆叠在一起并且放置在冲压模具中以及模塑成期望的外壳构造。
所述行李箱外壳60是由压紧的非织造片材或者基质片材64形成的压层，所述压紧的非织造片材或者基质片材64是或者可以由100％非织造材料制成。所述压紧的非织造片材64或者基质片材是或者可以是各向同性的，包括基本上均匀地分布在塑料基质中的非对齐的或者大体上任意取向的强化塑料纤维。
可以模塑所述压紧的非织造片材64以形成外壳部件或者外壳组成。在模塑以形成外壳部件或组成之前，在模塑过程中或者非织造垫的压紧过程中，可以将另一种织物，诸如织造织物66和/或薄膜62添加到压紧的片材。该织物可以是内衬里和/或位于行李箱外壳的外侧上的层。外壳部件的部分或者外壳组成可以通过这里所述的非织造垫形成。例如，可以通过这里所述的方法形成行李箱箱体或组成的面板、角部件或者其它结构部分，并且与其它结构组合使用以形成行李箱箱体，诸如混合行李箱箱体。
诸如行李箱外壳的产品是非常薄的。在一些实施方式中，所述行李箱外壳可以具有从0.4毫米到2.0毫米、和优选从0.5毫米到1.5毫米、和更优选从0.6毫米到1.2毫米的厚度。附加地或者另选地，所述外壳的厚度可以在从大约1毫米(或0.8毫米)到高达3毫米，优选大约2.5毫米，并且应当通常在1至2毫米的范围内。在一些实施方式中，所述第一塑料纤维或丝状物、第二强化塑料纤维或丝状物以及顶部薄膜可以是部分地或者完全地可重复利用的。
由这里所述并且显示的非织造垫形成的行李箱外壳可以有利地具有足以承受用作行李箱箱体的硬度，诸如例如具有从大约1500到6500MPa、优选在2500到4000MPa范围内的模数值。
在特定实施方式中，所述行李箱外壳由压紧的非织造PET纤维形成。一种强化PET纤维具有比另一种熔融PET纤维更高的熔化温度。例如，所述强化共聚酯纤维或者PET纤维可以具有大约180℃的熔化温度。所述熔融共聚酯纤维或者PET纤维具有大约110℃的熔化温度。所述PET纤维可以是成本比新制造的纤维更低的再重复利用的纤维。所述处理温度在110℃和180℃之间，优选在120℃和170℃之间，或者更优选地在130℃和160℃之间。所述低熔融PET可以具有比所述高熔融PET更短的分子链长度。这里所述以及用于形成行李箱外壳或箱体的压紧的非织造热塑性片材64相比织造的热塑性片材具有几个优点。所述压紧的非织造片材64或者基质片材不需要编织，并且可以使用重复利用的纤维，这显著降低了材料成本。另外，在冲压成型深拉伸外壳时不需要拉紧，因为在形成非织造垫时不需要预拉伸。在压紧/加热之前以及在被形成为片材之后的垫构造中，所述非织造纤维处于它们的天然纤维形式并且处于非常小的张力下或者没有张力，因此在冲压成型之前不需要任何拉伸。相反地，对于自加强的聚丙烯(PP)纤维(SRPP)需要张力控制。该张力控制的原因是：在被编织之前PP纤维通常是预拉伸的，并且在深拉过程中当被加热时趋向于返回至它们的原始形式或者自然状态(在较低水平的应力下)。
压紧的非织造片材相对于SRPP片材的另一个优点是它的增加的硬度。用来形成所述压紧的非织造片材的纤维可以使用比PP更硬的PET，从而所述压紧的非织造基质片材比SRPP更硬。借助增加的硬度，相比需要角部加强件的由织造织物制成的行李箱外壳，不需要或者只需要较少的角部加强件。
另外，最终行李箱外壳的凹陷内表面可以足够光滑，以具有柔软的触感，适于不需要将内衬里施加到行李箱外壳的该表面。相比形成行李箱外壳的其它材料，表面粗糙度相对较低。该特征是将压紧的非织造基质片材相比传统SRPP的另一优点，在于在热成型步骤中所形成的表面足以用作暴露给使用者的内表面，因为如上所述它具有合适的表面光洁度并且不需要衬里来覆盖。
图7显示了根据本公开实施方式的外壳100，在这种情况下是行李箱外壳。这里，围绕竖立侧壁102的外围的边缘已经被切割以移除多余的材料，或者来自加工的碎屑、残留物。所述外壳是深拉伸的，也就是说，侧壁102相对于底壁103具有相对于由非织造热塑性片材制成的之前的行李箱外壳非常大的深度尺寸。更特别地，该深度尺寸相对于整体外壳100的长度或宽度尺寸非常大。所述关系可以被最佳地表达成长度或宽度尺寸中较小的那个的比率。优选地，所述外壳具有高达外壳的宽度尺寸的一半的深度，具有优选比率在大约0.2到0.3的范围内。另外对于以上提及的所述外壳64的所述厚度尺寸，所述外壳材料的均匀的厚度优选达到低至1毫米(或0.8毫米)到高至3毫米，优选大约2.5毫米，并且通常应当在1到2毫米的范围内。优选的行李箱外壳由压紧的非织造强化塑料制成，尽管具有类似的物理、化学和热加工特性的其它热塑性材料也同样起作用。所述压紧的非织造强化热塑性材料包括任意取向的塑性强化塑料纤维，连同分子上的无取向的热塑性材料或类似基质材料。
如图所示，对于典型的50厘米的箱体，行李箱外壳的竖立壁具有与底壁103垂直的大约110毫米的尺寸。长度与宽度的比率优选在1和2之间，特别在1和1.4之间。外壳具有整体形成的角部区域104。用于这种行李箱的外壳的宽度因此通常大约是36厘米。这种尺寸产生一种外壳，它与在匹配边缘具有简单框架或者拉链封闭件的类似比例的外壳相比，提供了显著轻的行李箱箱体，该行李箱具有显著大的容积，在该容积中包装旅行者的必需品。因此每个这种外壳100的直立壁6应当因此尽可能地深。用于这种行李箱的垂直尺寸可以小至大约80毫米，并且仍然被认为是“深拉伸的”，尤其是在角部区域的自加强材料的半径是60毫米或更小的。
本领域的普通技术人员将理解，行李箱外壳可以具有一定范围的外壳尺寸。对于具有优选小于大约60毫米的角部半径的外壳，行李箱外壳可以是深拉伸外壳，其中以上讨论的垂直尺寸对于宽度或长度尺寸的较小那个的比率优选小于大约0.3。
所述非织造强化塑料具有显著的强度、抗冲击性以及韧性，使得它们对于制造非常轻重量的结构，特别是所描述的深拉伸外壳是具有吸引力的。
所述非织造塑料纤维比有机纤维硬度更低，并且它们的粘弹性特征允许比玻璃纤维或者碳纤维的强化复合物产生更多的变形，从而所述塑料纤维的特性能够促进这些材料的深拉伸成形。
图8A是行李箱外壳的底壁的加强图案的平面图。加强图案106包括在成型步骤中形成在行李箱箱体的壁中的弯曲108，使得底壁103能够相对于轴线110以及与轴线110垂直的轴线112更好地经受负荷。图8B是相比截面AA处的底壁的大体横截面形状的中心线的局部放大图。具有创造性的外壳的底壁103具有形成在壁103中的交替的凹陷和凸起区域114、116的图案(参见图8B)，该图案如上所述相对于壁103的至少一个外周边缘(特别是相对于限定外壳长度的外周边缘的较长部分)沿曲线延伸以通过增加梁强度或者增加弯曲力矩而提供显著的结构加强件，以在垂直于底壁的所有板材中抵抗弯曲，例如围绕水平轴线110和垂直轴线112。所述结构加强图案允许制造具有用于行李箱的冲击强度和硬度的更薄的外壳。所述加强图案也可以是较软的、潜在地美学上更令人愉悦的图案。
图9是使用根据本公开的外壳的行李箱箱体的部分立体图，是从行李箱箱体的下角部的视图。图10是与图9类似的视图，但是显示了行李箱的那部分的内表面。在一个例子中，压紧的非织造纤维的外壳足够坚固，从而不需要额外的支撑件来支撑轮子组件(诸如旋转轮组件)直接附接至所述外壳60。
这里，可以看出可以通过将两个类似形状的外壳匹配而制成行李箱箱体。相邻的边缘通过拉链122或者滑动开启轨道而选择性地附接。注意：轮子安装件120(例如脚轮)位于外壳角部，特别地，位于提供稳定性的那些角部处，与位于办公椅腿的端部上的脚轮非常类似(当然，它们也可以收纳在凹陷区域中)。正如可推导的，外壳半部可以具有截然不同的深度，所述非织造匹配区域相对于角部/脚轮位置偏移。
图示行李箱即使包括四个轮子以及合适的携带和旋转手柄，对于约50厘米长的传统尺寸的箱子，行李箱的重量最低也轻至2.2千克。用于热成型或者深成型的传统机械和机加工可以具有方便且低操作成本用于制造所述产品。
通过上述方法，能够或者可以制造出包括至少在特定区域或部位中极高度形变的超轻模塑部件，诸如深拉伸的外壳，特别是行李箱外壳，所述超轻模塑部件具有高的深度与宽度/长度的比率、无与伦比的机械特性(即：强度、抗弯性、抗变形和断裂性)结合高的尺寸和成形精度和吸引人的外观。
本公开提供了产品和用于基于非织造塑料纤维通过形成非织造垫制造该产品的工艺，所述非织造垫包括具有第一熔化温度的第一塑料纤维和具有第二熔化温度的第二强化塑料纤维的混合物，所述第一熔化温度比所述第二熔化温度更低，所述第一塑料纤维和所述第二强化塑料纤维任意地取向，并且在所述第一熔化温度和第二熔化温度之间的温度下压紧所述非织造垫以熔化所述第一塑料纤维以粘合所述第二强化塑料纤维，使得所述第二强化塑料纤维在熔融的第一塑料的非织造基质中任意地取向。
本发明允许在使用非织造塑料纤维的基础上制造超轻重量的行李箱外壳。可以通过使用低成本的压紧的非织造片材以较低的成本制造所述行李箱外壳，并且无需张力控制、无需额外的内衬里、以及由于相比织造织物增加的硬度而无需额外的内部加强件。
本发明提供了一种由非织造垫制成的行李箱外壳。虽然非织造片材在形成行李箱外壳时可能比织造织物片材更厚且更重，但是非织造行李箱外壳在角部可能不需要衬里或者额外的加强件。这就降低了行李箱外壳的重量，使得所述非织造行李箱外壳几乎与由织造织物纸制成的行李箱外壳同样轻。
优选地，所述行李箱外壳可以或者可以不包括任何框架。所述行李箱外壳还可以具有足够的强度以支撑轮子和/或手柄，诸如携带手柄或者拖拉手柄。
已经描述了几个实施方式，本领域的普通技术人员将意识到可以在不脱离本实用新型精神的情况下可以使用各种修改、替代构造和等同变化。另外，没有描述大量已知方法和元件，以避免本发明变得不必要的难以理解。因此。以上描述不应当被理解为限制本发明的范围。
本领域的普通技术人员将理解：当前公开的实施方式以例子的方式而不是限制来教导。因此，以上描述中所包含的或者在附图中所显示的内容应当被解释为示例性的，而不是限制性的。下面权利要求书旨在涵盖这里所述的所有一般和特定的特征，以及在语言上可以被认为落入其中的本方法和系统范围的所有叙述。

Claims (41)

1.一种行李箱外壳部件或者其组成，包括：
包含任意取向的非连续强化塑料纤维(46,49)和任意取向的非连续熔融塑料纤维(42,51)的非织造垫(40)，所述强化塑料纤维(46,49)具有比所述熔融塑料纤维(42,51)更高的熔化温度；
所述熔融塑料纤维(42,51)限定聚合物基质(61)；
所述强化塑料纤维(46,49)由所述聚合物基质(61)粘结；和
由所述非织造垫形成的所述外壳构造。
2.根据权利要求1所述的行李箱外壳，其中：
所述非织造垫包含至少两个沉积层，其中第一层包含的强化塑料纤维(46,49)的重量百分比高于熔融塑料纤维，并且第二层包含的熔融塑料纤维(42,51)的重量百分比高于强化塑料纤维(46,49)。
3.根据权利要求2所述的行李箱外壳，其中：
所述第一层基本上完全是强化塑料纤维(46,49)，并且所述第二层基本上完全是熔融塑料纤维。
4.根据权利要求2或3所述的行李箱外壳，其中：
所述至少两层包含多个层，其中所述第一层和所述第二层重复地交替。
5.根据权利要求2所述的行李箱外壳，其中：
所述第一层部分地限定行李箱箱体的内表面的部分；并且
所述第二层部分地限定所述外壳的外表面的部分，所述第一层和所述第二层具有不同的物理特征。
6.根据权利要求5所述的行李箱外壳，其中：
所述第二层具有大约35％重量或者更多的熔融塑料纤维；并且
所述外表面具有相对平滑的表面质地。
7.根据权利要求5所述的行李箱外壳，其中：
所述第一层包含大约15％重量或者更少的熔融塑料纤维；并且所述内表面具有相对较软的表面质地。
8.根据权利要求5-7所述的行李箱外壳，进一步包括：
至少一个位于所述第一层和所述第二层之间的中间层，所述中间层具有与所述第一层或第二层不同的熔融塑料纤维的重量百分比。
9.根据前面权利要求的至少一项所述的行李箱外壳，其中：
所述至少一个中间层具有比所述第一层或第二层的重量更大的重量。
10.根据前面权利要求的至少一项所述的行李箱外壳，其中：
在热粘结之后，所述非织造垫具有大约20-30毫米的厚度，并且更优选地在25-30毫米之间的范围内。
11.根据前面权利要求的至少一项所述的行李箱外壳，其中：
所述非织造垫的外壳构造通过压紧然后模塑，或者通过同时压紧和模塑形成。
12.根据前面权利要求的至少一项所述的行李箱外壳，其中所述聚合物基质(61)包含与所述非连续的强化塑料纤维(46,49)相同类型的塑料。
13.根据前面权利要求的至少一项所述的行李箱外壳，其中所述聚合物基质61是通过所述非织造垫的压紧形成的压紧的非织造片材。
14.根据权利要求13所述的行李箱外壳，其中所述压紧的非织造片材具有在大约0.6毫米至2.0毫米的范围内的厚度。
15.根据权利要求13或14所述的行李箱外壳，其中所述压紧的非织造片材具有从1000N/mm2至15,000N/mm2、并且优选从2000N/mm2至10,000N/mm2的杨氏模数。
16.根据权利要求13、14或15的任意一项所述的行李箱外壳，其特征在于，所述压紧的非织造片材(64)具有从大约70％至大约100％，优选地从大约80％至大约100％的压紧系数。
17.根据前面权利要求的任意一项所述的行李箱外壳，其特征在于，所述非织造垫(40)至少部分地由双组分纤维(50)形成，每个双组分纤维(50)包括限定所述强化塑料纤维(49)的部分和限定所述熔融塑料纤维(51)的部分。
18.根据权利要求17所述的行李箱外壳，其中所述非织造垫完全由双组分纤维(50)形成。
19.根据权利要求13-16中任意一项所述的行李箱外壳，进一步包括定位在所述压紧的非织造片材的外表面上的薄膜(62)。
20.根据任意权利要求19所述的行李箱外壳，其中缓冲层63定位在所述薄膜和所述压紧的非织造片材的外表面之间。
21.根据权利要求13-16和19中任意一项所述的行李箱外壳，其中衬里(66)定位在所述压紧的非织造片材的内表面上。
22.根据权利要求1所述的行李箱外壳，其中：
所述强化塑料纤维(49)和所述熔融塑料纤维(51)是双组份塑料纤维(50)的部分。
23.根据权利要求22所述的行李箱外壳，其中：
所述非织造垫包含至少一个沉积层；并且
在所述至少一个沉积层中所述第一部分的重量百分比大于所述第二部分。
24.根据权利要求22-23中至少一项所述的行李箱外壳，其中：
在所述第一沉积的层中所述第二部分在5％至60％重量的范围内。
25.根据权利要求22-24的至少一项所述的行李箱外壳，其中：
在所述第一沉积层中，所述第一部分是大约75％重量或更大，并且所述第二部分是大约25％重量或更小。
26.根据权利要求22-25的至少一项所述的行李箱外壳，其中：
在所述第一沉积层中，所述第一部分是大约80％重量。
27.根据权利要求22-26的至少一项所述的行李箱外壳，其中：
所述非织造垫包含至少两个沉积层，其中第一沉积层包含强化塑料纤维(46,49)的重量百分比高于熔融塑料纤维，并且第二层包含熔融塑料纤维(42,51)的重量百分比高于强化塑料纤维(46,49)。
28.根据权利要求22-27的至少一项所述的行李箱外壳，其中：
所述非织造垫在热粘结之后具有大约20至35毫米的厚度，或者在机械缝合之后具有大约1.5至10毫米的厚度。
29.根据权利要求22-28的至少一项所述的行李箱外壳，其中：
所述非织造垫的外壳构造通过压紧操作和模塑操作，或者通过压紧和模塑操作的单个步骤形成。
30.根据权利要求22-29的至少一项所述的行李箱外壳，其中所述聚合物基质(61)包含与所述非连续的强化塑料纤维(49)相同类型的塑料。
31.根据权利要求22-30的至少一项所述的行李箱外壳，其中：
所述外壳部件限定壁的厚度，并且
所述壁的厚度在大约0.4至3毫米的范围内，或者在0.6至1.5毫米的范围内。
32.根据权利要求22-31的至少一项所述的行李箱外壳，其中：
所述非织造垫是压紧至从70％至100％，或者优选地从80％到大约100％的压紧系数。
33.根据权利要求22-32至少一项所述的行李箱外壳，进一步包括：至少第二非织造垫；并且
其中所述第二非织造垫包括随机取向的非连续的强化塑料纤维(46、49)和随机取向的非连续的熔融塑料纤维(42、51)，所述强化塑料纤维(46、49)具有比所述熔融塑料纤维(42、51)更高的熔融温度。
34.根据权利要求22-33的至少一项所述的行李箱外壳部件，进一步包括在所述行李箱外壳部件的外表面67上的薄膜62。
35.根据权利要求22-34的至少一项所述的行李箱外壳，进一步包括所述在行李箱外壳部件的内表面上的衬里(66)。
36.根据任意前面权利要求的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中所述外壳是无框的。
37.根据任意前面权利要求的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中所述外壳的部分限定了波浪形的凸起和凹陷区域。
38.根据至少权利要求37所述的行李箱外壳部件，其中所述波浪形的凸起和凹陷区域相对于至少一个壁103的外周边缘在弯曲的取向上延伸。
39.根据前面权利要求的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中轮子组件直接附接至所述外壳。
40.根据权利要求1-21的至少一项所述的行李箱外壳，进一步包括：
至少第二非织造垫；并且
其中所述第二非织造垫包含任意取向的非连续的强化塑料纤维(46,49)和任意取向的非连续的熔融塑料纤维(42，51)，所述强化塑料纤维(46,49)具有比所述熔融塑料纤维(42,51)更高的熔化温度。
41.一种形成前面权利要求的任一项所述的行李箱外壳的方法，所述方法包括：
提供一个非织造垫，所述非织造垫包含至少一个具有第一重量百分比和第一熔化温度的随机取向的非连续的强化塑料纤维和具有第二重量百分比和比第一熔化温度低的第二熔化温度的随机取向的非连续的熔融塑料纤维的沉积层，所述非织造垫通过热、机械或化学粘结而结合在一起；
通过压紧和加热所述至少一个非织造垫并且模塑所述至少一个非织造垫形成行李箱外壳部件，所述形成是单个步骤过程或者所述形成发生在两步骤过程。
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