CN110573333A - 用于行李物件的双轴向取向型热塑性聚合物叠层膜及其制造方法 - Google Patents

用于行李物件的双轴向取向型热塑性聚合物叠层膜及其制造方法 Download PDF

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里克·希尔阿尔特
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Abstract

本发明提供了一种由聚丙烯膜(100)形成的叠层(110)、一种由叠层(110)构造的行李箱壳体(120)、一种制造叠层(110)的方法以及一种制造行李箱壳体(120)的方法。所述膜(100)包括芯(102)和至少一个外层(104)。所述叠层(110)包括多个膜(110)。可以通过在预定压力、温度和时间条件下对多个膜(100)进行层压而形成所述叠层(110)。可以通过对叠层(110)片材进行深拉、同时向叠层(110)施加热和张力而形成所述壳体(120)。

Description

用于行李物件的双轴向取向型热塑性聚合物叠层膜及其制造 方法
技术领域
本公开总体上涉及行李物件,更具体地说,涉及叠层双轴向取向型热塑性聚合物膜在行李箱壳体结构的构造中的应用。
背景技术
硬面行李箱通过使用可成型的相对较硬的材料形成行李箱的外部,从而提供了耐用性和支撑。这些材料的一个缺点是它们难以制造和模制,表现出对制造和模制过程中的细微变化的低容忍度。在生产深拉物件时,材料的这种非宽容特性尤其明显。由这些材料制成的行李箱壳体或箱体可能需要相对较厚和/或相对较重,以获得所需的强度。这些材料以及制造和模制工艺也可能很昂贵,并且这些工艺可能很耗时。
以下文献因为包括各种用于行李物件的材料的方法而与本公开有关:EP1763430、GB1386953、US4061817、IN256542和IN257341。然而,这些提议是可以被改进的。
因此,期望提供一种用于诸如行李箱壳体等行李物件的改进材料,特别是轻质耐用材料,以及提供制造所述材料和行李物件的方法,所述方法比较方便、快速、具有容忍度并且成本低。
发明内容
因此,根据本发明,提供了一种用于制造行李箱壳体的材料、一种由该材料构造的行李箱壳体、一种制造该材料的方法、一种制造该行李箱壳体的方法以及一种包括至少一个由该材料构造的壳体的行李箱,如下面所描述的和/或如附属权利要求书所限定的。
特别是,本公开提供了一种改进的重量轻且抗冲击的塑料叠层材料。该材料用途广泛,并且能够改变,从而被深拉成诸如行李箱壳体等物件。由叠层构造的行李箱壳体重量轻、薄、耐用、抗变形,并且在搬运过程中具有优异的抗冲击性。
提供了一种制造塑料叠层的方法,其需要相对较少的热量和压力,并且速度较快且廉价。提供了一种制造诸如行李箱壳体等深拉物件的方法。该方法比较方便、快速且成本低。
在一个例子中,行李箱壳体由多个共挤膜的叠层形成。所述膜包括芯和至少一个外层,所述芯由双轴向取向型热塑性聚合物形成,所述外层由热塑性聚合物形成。所述外层的厚度为所述膜的厚度的0.5%至25%。
在一些例子中,所述膜的厚度为约10μm±5%至约100μm±5%。
在一些例子中,所述芯的厚度为约10μm±5%至约100μm±5%。
在一些例子中,所述外层的厚度为约0.6μm±5%至约2.5μm±5%。
在一个例子中,所述外层为所述膜的厚度的约2%至约7%。所述外层可以小于所述膜的厚度的约5%,或者可以是所述膜的厚度的约2.5%。
在另一个例子中,至少两个相邻的膜沿相同的方向取向。
在又一个例子中,所有膜都以相同的方向取向。
在一个例子中,所述芯的双轴向取向型热塑性聚合物是双轴向取向型聚丙烯。
在一个例子中,所述外层包括聚丙烯和聚乙烯的共聚物。
在另一个例子中,所述外层包括聚丙烯、聚乙烯和聚丁烯的三元共聚物。
在一些例子中,所述芯的熔点高于所述外层的熔点。所述熔点可以比所述外层的熔点高至少约10℃。
在一些例子中,所述膜被拉伸,其在横向和纵向中的一个方向上比在横向和纵向中的另一个方向上被更大程度地拉伸。
在一些例子中,所述膜在纵向上的抗拉强度为约60至约190MPa。
在一些例子中,所述膜在横向上的抗拉强度为约150至约300MPa。
在一些例子中,所述膜在横向上的刚度为约3.5至5GPa。
在一些例子中,所述膜在纵向上的刚度为约1.5至3GPa。
在一些例子中,所述叠层包括10至50个膜。所述膜的数量可以是22或23个膜。
在一个例子中,所述叠层的厚度为约0.25mm至约2.5mm。所述叠层的厚度可以为约0.5mm至小于等于约1mm。
在一些例子中,所述叠层可以包括由热塑性聚合物构造的至少一个膜,上述热塑性聚合物不同于所述芯的热塑性聚合物。
在一些例子中,所述叠层包括顶层。所述顶层可以包括双轴向取向型聚酯。
在一些例子中,所述行李箱壳体包括织物衬里层。所述织物衬里层可包括网眼纺织片材。
在一个例子中,制造行李箱壳体的一种方法包括:提供膜,将多个膜层压在一起以形成叠层,对所述叠层进行模制以形成行李箱壳体。所述膜具有由热塑性聚合物形成的芯以及位于所述芯的顶侧和底侧的每一个上的外层。所述膜在130℃或更低的温度下以及10巴或更小的压力下进行层压,或在一些例子中在低于10巴的压力下进行层压。
在一个例子中,所述芯和所述外层进行共挤成形,以形成所述膜。
在一些例子中,所述膜的厚度为10μm±5%至100μm±5%。
在一些例子中,所述芯的厚度为10μm±5%至100μm±5%。
在一些例子中,所述外层的厚度为0.6μm±5%至2.5μm±5%。
在一些例子中,所述外层的厚度为所述膜的厚度的0.5%至25%。所述外层的厚度可以是所述膜的厚度的2%至7%。
在另一个例子中,至少两个相邻的膜沿相同的方向取向。
在另一个例子中,所有膜都以相同的方向取向。
在一个例子中,所述芯的双轴向取向型热塑性聚合物是双轴向取向型聚丙烯。
在一个例子中,所述外层包括聚丙烯和聚乙烯的共聚物。
在另一个例子中,所述外层包括聚丙烯、聚乙烯和聚丁烯的三元共聚物。
在一些例子中,所述芯的熔点高于所述外层的熔点。所述熔点可以比所述外层的熔点高至少10℃。
在一些例子中,所述膜被拉伸,其在横向和纵向中的一个方向上比在横向和纵向中的另一个方向上被更大程度地拉伸。
在一些例子中,所述膜在纵向上的抗拉强度为60至190MPa。
在一些例子中,所述膜在横向上的抗拉强度为150至300MPa。
在一些例子中,所述膜在横向上的刚度为3.5至5GPa。
在一些例子中,所述膜在纵向上的刚度为1.5至3GPa。
在一些例子中,所述叠层包括10至50个膜。所述膜的数量可以是22或23个膜。
在一个例子中,所述叠层的厚度为0.25mm至2.5mm。所述叠层的厚度可以为0.5mm至小于1mm。
在一些例子中,所述叠层可以包括由热塑性聚合物构造的至少一个膜,上述热塑性聚合物不同于形成所述芯的热塑性聚合物。
在另一个例子中,所述膜在110℃至130℃的温度下进行层压。
在又一个例子中,所述膜在5kN/m至35kN/m的压力下进行层压。
在一些例子中,所述膜在10kN/m至30kN/m的压力下进行层压。
在一些例子中,所述膜在一个连续过程中进行层压。
在一个例子中,对所述膜进行层压是在等容压机中进行的。在另一个例子中,对所述膜进行层压是在等压压机中进行的。
在另一个例子中,所述叠层在大气压下冷却。
在一些例子中,对所述行李箱壳体进行模制是在140℃至180℃的温度下执行的。
在一个例子中,制造行李箱壳体的一种方法包括:提供膜,将多个膜层叠在一起以形成叠层,以及对所述叠层进行模制以形成行李箱壳体。所述膜具有由双轴向取向型聚丙烯形成的芯以及位于所述芯的顶侧和底侧的每一个上的外层。所述膜在130℃或更低的温度以及低于10巴的压力下进行层压。
在一些例子中,层压温度为110℃至130℃。
在一些例子中,压力为1巴至9巴。压力可以是1巴至5巴。在其他例子中,压力小于10巴,或等于或小于10巴。
在一个例子中,层压是一个连续过程。
在一个例子中,层压在等容压机中进行。在另一个例子中,对所述膜进行层压是在等压压机中进行的。
在另一个例子中,至少两个相邻的膜沿相同的方向取向。
在又一个例子中,所有膜都以相同的方向取向。
在一些例子中,模制在约140℃至约165℃的温度下进行。
在一个例子中,提供了一种行李箱壳体,其制造方法包括:提供膜,将多个膜层压在一起以形成叠层,以及对所述叠层进行模制以形成行李箱壳体。所述膜具有由热塑性聚合物形成的芯以及位于所述芯的顶侧和底侧的每一个上的外层,并且所述膜被层压在一起。当所述膜是聚丙烯膜时,所述膜在约130℃或更低的温度下和小于约40kN/m的压力下进行层压,或者在一个替换例子中,所述膜在小于约10巴的压力下进行层压。在另一个例子中,压力为约40kN/m或以下。在又一个例子中,压力为约10巴或以下。
在一个例子中,提供了一种包括至少一个上述行李箱壳体的行李箱。所述行李箱壳体的制造方法包括:提供膜,将多个膜层压在一起以形成叠层,以及对所述叠层进行模制以形成行李箱壳体。所述膜具有由热塑性聚合物形成的芯,并且可以包括位于芯的顶侧和底侧中的每一个上或仅仅一个上的外层,并且所述膜被层压在一起。当所述膜是聚丙烯膜时,所述膜在约130℃或以下的温度和小于约40kN/m的压力下进行层压,或者在一个替换例子中,在小于约10巴的压力下进行层压。在另一个例子中,压力为约40kN/m或以下。在又一个例子中,压力为约10巴或以下。在再一个例子中,行李箱包括盖部壳体和基部壳体,所述盖部壳体和基部壳体中的任一个或两者是通过前述方法制造的。
以下描述将部分地阐述附加实施例和特征,本领域技术人员在审阅说明书后将清楚明白这些实施例和特征,或者他们可以通过实施所公开的主题内容而学习这些实施例和特征。通过参考说明书的其余部分和附图,可以实现对本公开的本质和优点的进一步理解,其中附图形成本公开的一部分。本领域技术人员将理解,本公开的各个方面和特征中的每一个,可能在一些情况下被有利地单独使用,或者在其他情况下,与本公开的其他方面和特征组合使用。
附图说明
参照以下附图将会更充分地理解描述。在这些附图中,各个部件不是按比例绘制的,这些图是作为本公开的各个实施例给出的,不应理解为对本公开保护范围的完整描述,其特征在于:
图1是根据一个例子的双轴向取向型热塑性聚合物膜的局部图示。
图2A是根据一个例子,显示了双轴向取向型热塑性聚合物膜的叠层。
图2B是图2A的叠层中各个膜层的图示。
图3A是根据一个例子,显示了用于制造图2A和2B的双轴向取向型热塑性聚合物膜的叠层的系统。
图3B是在图3A的过程期间膜的温度和压力变化的图示。
图4A是根据另一个例子,显示了用于制造图2A和2B的双轴向取向型热塑性聚合物膜的叠层的系统。
图4B是根据另一个例子,显示了用于制造图2A和2B的双轴向取向型热塑性聚合物膜的叠层的系统。
图5是根据一个例子,制造图2A和2B的双轴向取向型热塑性聚合物膜的叠层的方法的步骤框图。
图6A是通过图3A或3C的过程形成的行李箱壳体的右前方等轴视图。
图6B是图6A的行李箱壳体的左后方等轴视图。
图7A是一个行李箱的前方等轴视图,该行李箱包括图5A的行李箱壳体。
图7B是图7A的行李箱的后方等轴视图。
图8是根据一个例子的模制设备。
图9是根据一个例子,由图2A和2B的叠层制造物件的方法的步骤框图。
具体实施方式
本公开提供了一种用于行李箱壳体的改进材料和一种由该材料构造的改进的行李箱壳体。特别是,本公开提供了一种重量轻、抗冲击、用途广且能改变以进行深拉的材料。总的来说,这种材料由层压在一起的多个塑料膜构造。由这种材料构造的行李箱壳体重量轻、薄、耐用并且抗变形。这种材料的可改变以进行深拉工艺的性质有助于生产出基本上没有皱折的行李箱壳体,包括在角落区域中基本上也没有皱折,并且能够单独或以组合方式有助于产生高质量的表面光洁度。本文中所用的术语“由...构造”可以表示“包括”或“含有”。
本公开还可以提供一种制造改进材料的方法,其需要相对较少的热量和压力。该方法还可以相对较快和/或成本较低。特别是,多个塑料膜在中等热量和低压条件下进行层压。
还提供了一种由改进的材料制造行李箱壳体的方法,该方法较为方便、快速而且低廉。所述材料可以被加热、拉紧和深拉以生产行李箱壳体。
聚合物膜
参见图1,聚合物膜100包括芯102和至少一个外层104。按照本文的使用方式,“膜”是一种结构,包括非织造、平面、连续的片材元件。外层104可以位于芯102的顶侧103、底侧105,或者顶侧103和底侧105两者上。芯102由热塑性聚合物构造。热塑性聚合物可以是双轴向取向型的。按照本文的使用方式,“双轴向取向型”膜是在两个不同方向上经过了拉伸的膜,包括作为一个非限制性例子,在横向和纵向上进行过拉伸的膜,如下面更详细地描述的。双轴向取向型热塑性聚合物的例子包括双轴向取向型聚丙烯均聚物(BOPP)、聚酰胺(BOPA)、聚酯(BOPET)、聚乙烯醇(BOPVA)、聚乳酸(BOPLA)和聚乙烯(BOPE)。在一个实施例中,芯102由BOPP构造。
外层104由取向型或非取向型的可热密封材料构造。在一个例子中,外层104由聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)的共聚物构造。聚乙烯可占共聚物的多达约5%。在另一个例子中,外层104由聚丙烯、聚乙烯和聚丁烯(PB)的三元共聚物构造。聚乙烯和聚丁烯一起可构造三元共聚物的高达约5%。
芯102和外层104可以由可兼容聚合物构造,使得芯102和外层104可以共挤成形。在一些例子中,芯102和外层104由同一聚合物族中的聚合物构造。在一个例子中,芯102由取向型聚丙烯均聚物(OPP)构造,外层104由聚丙烯和聚乙烯的共聚物构造。在另一个例子中,芯102由取向型聚丙烯均聚物构造,外层104由聚丙烯、聚乙烯和聚丁烯的三元共聚物构造。
芯102的厚度可以为约10μm±5%至约100μm±5%,例如约30μm±5%至约50μm±5%,或者,约13μm±5%至约40μm±5%,或者,约40μm±5%。芯102的熔点可以为约150℃至约190℃。在一个例子中,芯102具有约170℃的熔点。
外层104的厚度可以为约0.6μm±5%至约2.5μm±5%。在一个例子中,外层104具有约1μm±5%的厚度。外层104可具有约110℃至约135℃的熔点。在一个例子中,熔点为约130℃。
外层104的熔点比芯102低。芯102的熔点与外层104的熔点之间的差异可以是约10℃至约60℃,或者,约10℃至约50℃,或者,约10℃至约40℃,或者,约10℃至约30℃,或者,约10℃至约20℃。在构造和设计膜100时,芯102和外层104之间的熔点差异大(例如,60℃而不是5℃)可以有助于制造具有改进的机械和/或物理性质的叠层110,如下所述。无需受限于任何机理或作用模式,熔点差异大可允许进行层压时的温度能够熔化外层104但不能熔化芯102。当处理温度接近芯102的熔点时,芯102可能开始软化,芯102的分子可能失去其取向,与芯102未熔化或软化的叠层110相比,这又可能恶化所得叠层110的物理和机械性能。
在构造和设计膜100时,芯102和外层104之间的熔点差至少约10℃,这使得将多个膜100层压在一起的过程更为容易。当处理温度高到足以熔化或部分熔化外层104但不会熔化芯102时,膜100的诸层可能相互间滑动,或者相邻的膜100在形成叠层110时可能相互间滑动。虽然通过在叠层片材制造期间不使芯102熔化,使叠层110的机械性能得以最佳维持,但是,在一个替代例子中,如果在叠层110的制造期间,芯102软化或部分熔化,那么机械性能可能会降低,但仍足以进一步使用。熔点差异还可以使得模制叠层110的过程更容易,因为通过外层104熔化或部分熔化以及芯102熔化、部分熔化或软化,使叠层110变得能够延展。
在一个例子中,外层104限定外表面106和与膜100相邻并与膜100接合的内表面108。外表面106可以进行电晕处理,这可有助于为膜100提供足够的润湿性和粘附性,以用于膜100的后续印制、层压或涂覆。在一个例子中,外层104可以在外表面106上进行电晕处理。
芯102和至少一个外层104可以进行共挤成形,以形成膜100。与其中在两个方向(经线和纬线)上编织线或带以形成塑料织物的织造织物相反,共挤膜100是通过多个层的同时挤出成形而生产的。膜100可具有约10μm±5%至约100μm±5%的厚度。在一个例子中,膜100具有约30μm±5%至约50μm±5%的厚度。在另一个例子中,膜100具有约40μm±5%的厚度。膜100可具有约13g/m2±5%至约37g/m2±5%的平方重量。膜100可以是透明的、半透明的或不透明的。
外层104的厚度可以是膜100厚度的约0.5至25%。在一些例子中,外层为膜100厚度的约2%至7%。在一个例子中,外层104约为膜100厚度的2.5%。在另一个例子中,外层104为膜100厚度的约5%或小于膜100厚度的约5%。
膜100可以在横向和纵向中的一个或两个方向上拉伸。在一个例子中,横向T被定义为芯102或外层104材料卷的宽度,在一个例子中,其可以是沿着图3A中的辊226a、226b或226c的方向。纵向L被定义为芯102或外层104材料卷的长度,沿着垂直于横向的方向延伸,在一个例子中,其可以沿着图3A所示的机器方向。作为替换方式,横向T和纵向L可以与上面描述及图3A中所示的情况相反。膜100在共挤成形后可以进行拉伸。沿一个方向拉伸的量可以与沿另一方向拉伸的量相同或不同。在一些例子中,膜100在横向上拉伸约4至15倍(即约400%至1500%)、约5至14倍、约6至13倍,或者约7至12倍。在一个例子中,膜100在横向上拉伸约9倍。在一些例子中,膜100在纵向上拉伸约3至10倍、约4至8倍,或者约4至6倍。在一个例子中,膜100在纵向上拉伸约5倍。可变拉伸可以产生各向异性膜100。作为一般性说明,全文中所谈及的横向和纵向的取向可以是可互换的。还有,一般来说,膜100在横向和纵向中的一个方向上比在横向和纵向中的另一个方向上被更大程度地拉伸。
各向异性膜100在横向和纵向的每个方向上都具有抗拉强度。一个方向上的抗拉强度可以不同于另一个方向上的抗拉强度。在一些例子中,膜100在横向上的抗拉强度大于在纵向上的抗拉强度。在一些例子中,膜100在纵向上的抗拉强度大于在横向上的抗拉强度。膜100可以在横向上具有约150至300MPa的抗拉强度。在一个例子中,膜100在横向上的抗拉强度为约250MPa。在另一个例子中,膜100在横向上的抗拉强度为约207MPa。膜100可以在纵向上具有约60至190MPa的抗拉强度。在一个例子中,膜100在纵向上的抗拉强度为约130MPa。在另一个例子中,膜100在纵向上的抗拉强度为约91MPa。
膜100在横向和纵向的每个方向上都具有一个刚度。该刚度可以是弯曲刚度的量度,其中弯曲轴线大体与拉伸方向正交。一个方向上的刚度可以不同于另一个方向上的刚度。在一些例子中,膜100在横向上的刚度大于在纵向上的刚度。在一些例子中,膜100在纵向上的刚度大于在横向上的刚度。膜100可以在被拉伸得更多的方向上具有更大的刚度。例如,在横向上比在纵向上拉伸得更多的膜,其在横向上的刚度大于在纵向上的刚度。类似地,在纵向上比在横向上拉伸得更多的膜,其在纵向上的刚度大于在横向上的刚度。
在一个方向上,膜100可具有约3.5至5.5GPa或者约4至4.8GPa的刚度。在另一个方向上,膜100可具有约1.5至3GPa或者约1.9至2.3GPa的刚度。在一个例子中,膜100在横向上被拉伸得更多,在横向上具有约3.5至5.5GPa的刚度,在纵向上具有约1.5至3GPa的刚度。
在一些示意性例子中,膜100由共挤成形的取向型聚丙烯芯102和外层104构造,外层104由聚丙烯、聚乙烯和聚丁烯的三元共聚物构造,在芯102的两侧每侧各一个。在一些示意性例子中,膜100由共挤成形的取向型聚丙烯芯102和外层104构造,外层104由聚丙烯和聚乙烯的共聚物构造,在芯102的两侧每侧各一个。为了方便而不是限制,这里膜100可称为[PP-BOPP-PP]。芯102可具有约38μm±5%的厚度,每个外层104都可具有约1μm±5%的厚度。膜100可具有约36.4g/m2±5%的平方重量。膜100可具有约169.2±0.4℃的熔点。膜100在横向上的抗拉强度可为约207.2±5.4MPa。膜100在纵向上的抗拉强度可为约91.2±18.7MPa。膜100可以是Tatrafan(斯洛伐克,斯维特,Terichem有限公司)。Tatrafan设计用于包装食品、糖果、肉制品、纺织品和其他商品。
在另一个例子中,膜100可以由共挤成形的取向型聚丙烯芯102和一个外层104构造,外层104由聚丙烯和聚乙烯的共聚物构造,或者由聚丙烯、聚乙烯和聚丁烯的三元共聚物构造。为了方便而非限制,这里膜100可称为[PP-BOPP]或[BOPP-PP]。膜100可以具有约20μm±5%的厚度,可以具有约22.8g/m2±5%的平方重量。膜100可以是Tatrafan(斯洛伐克,斯维特,Terichem有限公司)。Tatrafan设计用于包装食品、糖果、肉制品、纺织品和其他商品。
参见图2A,多个膜100形成叠层110。叠层110中的膜100的数量可以是约3至约50个膜100,约5至约50个膜100,约10至约50个膜100,约15至约50个膜100,约20至约50个膜100,约25至约50个膜100,约30至约50个膜100,约35至约50个膜100,约3至约40个膜100,约3至约35个膜100,约3至约30个膜100,约3至约25个膜100,约3至约20个膜100,或者约3至约15个膜100。在一个例子中,叠层110包括约10至约50个膜。在另一个例子中,叠层110包括约22至约35个膜100。在另一个例子中,叠层110包括约3至约23个膜100。在又一个例子中,叠层110包括约24至约28个膜100。在另一个非限制性例子中,叠层110可以由22至26个TatrafanKXE膜层形成,在每个外侧上都具有一个Tatrafan ONXE膜层,总共24至28个膜100。在又一个例子中,叠层110包括22或23个膜100。
叠层110可以包括中心部分112、第一侧或第一部分114,以及第二侧或第二部分116。叠层110可以在中心部分112、第一侧114和第二侧116的每一个中都包括相同数量的膜100,或者数量可以不同。第一侧114和第二侧116中的膜100的数量可以相同或不同。在一个例子中,第一侧114和第二侧116具有相同数量的膜100,并且该数量小于中心部分112的膜100的数量。在一个例子中,第一侧114和第二侧116中的每一个都具有一个膜100,并且中心部分具有10至50个膜100。
叠层110的膜100可以是相同类型的或不同类型的。在一个例子中,叠层110包括具有一种类型的膜100的中心部分112、具有第二类型的膜100的第一侧114、以及具有第三类型的膜100的第二侧116。在另一个例子中,叠层110包括具有一种类型的膜100的中心部分112、以及均具有第二类型的膜100的第一侧114和第二侧116。
在一个例子中,中心部分112由多个[PP-BOPP-PP]膜100构造。当多个[PP-BOPP-PP]膜100层压在一起时,两个PP层(可以是如上所述的PP/PE共聚物或PP/PE/PB三元共聚物)彼此相邻设置。
在一个例子中,第一侧114和第二侧116中的每一个都可以由至少一个[PP-BOPP]或[BOPP-PP]膜100构造。当[PP-BOPP]或[BOPP-PP]膜100与[PP-BOPP-PP]膜100层压在一起时,两个PP层(可以是如上所述的PP/PE共聚物或PP/PE/PB三元共聚物)可以彼此相邻设置。
在一个例子中,叠层110的第一侧114和第二侧116中的一个或两个,可以由至少一个BOPET-BOPP、BOPP-BOPET或者BOPET-BOPP-BOPET膜100构造。在一个例子中,膜100的BOPET部分可以设置在第一侧114或第二侧116的最外表面上。将BOPET定位在第一侧114或第二侧116的最外表面上,可有助于实现叠层110或由叠层110形成的物件的改善的抗划伤性。
在一个例子中,并且参照图2B,叠层110具有由[BOPP-PP]-[PP-BOPP-PP]n-[PP-BOPP]表示的膜100的排列,其中n是膜100的数量。[PP-BOPP-PP]膜100可以是Tatrafan[PP-BOPP]和[BOPP-PP]膜100可以是Tatrafan
如上所述,膜100可以在横向和纵向的一个或两个方向上拉伸。在叠层中,膜100可以与直接相邻的膜100在相同方向上取向。例如,在横向上比在纵向上拉伸更多的两个膜100可以彼此直接相邻。换言之,两个直接相邻的膜100就拉伸程度而言可以相对于彼此旋转0°。作为替换方式,两个直接相邻的膜100可以相对于彼此旋转90°。例如,在横向上比在纵向上拉伸更多的一个膜100可以直接相邻于在纵向上比在横向上拉伸更多的膜100。叠层110中的至少两个膜100可以在相同方向上取向。在一个例子中,至少在叠层110的中心部分112中的所有膜100沿相同方向取向。在另一个例子中,叠层110中的所有膜100沿相同方向取向。
叠层110的厚度可以为约0.25至约2.5mm,约0.3至约2.5mm,约0.5至约2.5mm,约0.75至约2.5mm,约1.0至约2.5mm,约1.25至约2.5mm,约1.5至约2.5mm,约0.25至约2.25mm,约0.25至约2.0mm,约0.25至约1.75mm,约0.25至约1.5mm,约0.25至约1.25mm,或者约0.25至约1.00mm。在一个例子中,叠层110具有约0.5至约2mm的厚度。在另一个例子中,叠层110具有约0.9至约1.5mm的厚度。在又一个例子中,叠层110具有约0.5mm至小于约1.0mm的厚度。
第一侧114可以具有与第二侧116相同的厚度,或者可以具有不同的厚度。中心部分112的厚度可以大于第一侧114的厚度或第二侧116的厚度或第一侧114和第二侧116中每一个的厚度。中心部分112的厚度可以大于第一侧114和第二侧116组合起来的厚度。
可以将膜100的各向异性赋予包含膜100的叠层110。例如,叠层110在一个方向上的抗拉强度不同于在另一个方向上的抗拉强度。在一些例子中,叠层110在横向上的抗拉强度大于在纵向上的抗拉强度。在一些例子中,叠层110在纵向上的抗拉强度大于在横向上的抗拉强度。叠层110在横向上的抗拉强度可为约100至250MPa,或者约150至200MPa。叠层110在纵向上的抗拉强度可为约50至150MPa,或者约70至100MPa。
在一个例子中,叠层110是清澈的、无色的、透明的、半透明的或不透明的。在另一个例子中,具有至少一个膜100的芯102由有色膜100构造,诸如PP、BOPP或其他类型的膜100,其将颜色引入叠层110。
除了中心部分112、第一侧114和第二侧116的膜100之外,叠层110还可以包括一种或多种辅助材料118。在构造和设计叠层110时,辅助材料118可以将颜色、印花、图案或设计引入叠层110中。在一些例子中,辅助材料118由固体膜构造,诸如聚丙烯流延膜,其可以由与外层104相同的聚合物构造。在一些例子中,辅助材料118包括芯102和至少一个外层104。如上所述,外层104可具有比芯102更低的熔化温度。辅助材料或外层104,当存在时,可具有约130℃或以下的熔化温度。
可以将辅助材料118引入到中心部分112、第一侧114或第二侧116的多个膜100内。作为替换方式,可以将辅助材料118引入到中心部分112和第一侧114之间,或中心部分112和第二侧116之间。作为另一替换方式,可以将辅助材料118引入第一侧114的外表面或第二侧116的外部,作为叠层110的最外层(顶部膜)。辅助材料118可以与叠层110的膜100共挤成形。辅助材料118的例子包括热塑性烯烃膜、印制膜、彩色聚丙烯和/或聚乙烯膜、白色或彩色BOPP膜、金属化BOPP膜、短或短切聚丙烯纤维、短或短切双组分(BICO)纤维、针织织物、织造织物、非织造织物、聚丙烯和/或聚乙烯粉末,以及它们的组合。
可以通过在预定压力、温度和/或时间条件下层压多个膜100而形成叠层110。叠层110可以在层压机中形成。层压机可以是等容压机或等压压机。层压机可包括至少一个辊,所述辊可以是固定辊或循环辊。在等容压机中,保持恒定的体积,例如通过在压力施加器之间保持恒定的间隙距离,例如在一个例子中相对的辊间隔开固定距离。在等容压机中,例如使用循环辊压力模块的压机,保持或试图保持恒定体积和恒定均匀压力的组合。等容压机中的辊可以相对于层压机固定在适当位置,或者可以相对于层压机移动,例如在循环辊压力模块中。由具有固定辊的等容压机施加的压力通常称为“线压力”,以kN/m为单位测量。例如,通过至少一个辊施加压力,并且在至少另一个例子中,随着成形中的材料通过相对的固定辊之间的间隙,线压力被施加到成形中的材料上。在使用循环辊压力模块的等容压机中,随着辊在压力模块中循环,压力被施加在相对的辊之间。因为与循环辊压力模块中使用的辊(在一个例子中,大约25至40mm)相比,通常用于固定辊压机中的辊更大(在一个例子中,大约100mm),因此在相邻的辊之间存在更小的压降。由于相邻辊之间更小的压降,所以施加在循环辊压力模块中的压力可以被认为是或者估计为施加在形成中的材料的整个面积上的压力。结果,由循环辊压力模块施加的压力通常被测量为“巴”。
在等压压机中,保持恒定均匀的压力,诸如通过允许压力施加器之间的间隙距离由进料材料限定。由等压压机施加的压力通常是表面压力,以kN/m2或巴测量,例如通过至少一个油垫施加压力。在其他例子中,压力施加器是由间隙间隔开的相对的油垫。本文中使用的“巴”通常但不排他地是指由等压压机或包括循环辊的等容压机产生的表面压力。本文中使用“kN/m”通常但不排他地是指由具有固定辊的等容压机产生的线压力。可以用于这种类型的成形方法(无论是等容的还是等压的,或者实施两种方法的组合)的层压压机设备的例子,可以是由Sandvik制造的,诸如Sandvik ThermoPress CB(CombiPress)(参见http://processsystems.sandvik.com)。
在一些例子中,层压机是等压压机。在其他例子中,参见图3A,层压机可以是具有固定辊的双带等压压机220。压机220包括上带222、下带224、多个上辊226和多个下辊228。辊226、228中的一些或全部可操作地连接到弹簧234,这有助于调节辊226、228施加到正通过辊226、228之间的材料上的压力。压机220还可以包括至少一个集成加热区230和至少一个集成冷却区232。
带222、224可以由Teflon或钢构造。带222、224可以是传送带。上带222可操作地连接至少两个上辊226,诸如四个上辊226a、226b、226c和226d。下带224可操作地连接至少两个下辊228,诸如五个下辊228a、228b、228c、228d和228e。上辊226a、226b、226c、226d和相应的下辊228a、228b、228c、228d可以彼此相对地分别定位在正被层压的膜100的两侧。
上辊226和相应的下辊228之间的距离或间隙高度hg可以是可调节的。每对辊226a、228a、226b、228b、226c、228c、226d、228d之间的间隙高度可以相同或不同。调节间隙高度可以有助于调节或保持由辊226、228施加的压力、可以有助于保持辊226、228之间材料的均匀容积、以及可以有助于控制叠层110的厚度。在一个例子中,间隙高度为约0.7mm至约1.2mm。在另一个例子中,间隙高度为约0.95mm至约1.0mm。
带222、224和辊226、228可以有助于推进多个膜100通过压机220。所述多个膜100可以以恒定或可变的速率移动通过压机。调节速率可以允许对膜100施加不同时间量的压力或温度。速率可为约1m/min至约8m/min,约2m/min至约8m/min,约3m/min至约8m/min,约4m/min至约8m/min,约5m/min至约8m/min,约1m/min至约7m/min,约1m/min至约6m/min,约1m/min至约5m/min,约1m/min至约4m/min,约1m/min至约3m/min,或者约2m/min至约6m/min。在一个例子中,速率为约2m/min。在另一个例子中,速率约为6m/min。
在一个例子中,压机220是Flatbed Laminator System(Meyer,Roetz,德国)。
图4A示出了层压机的另一个例子,该层压机是具有固定辊的双带等容压机220。压机220包括上带222、下带224、多个上辊226和多个下辊228。压机220还可包括至少一个集成加热区230和至少一个集成冷却区232。
带222、224可以由Teflon或钢制成。带222、224可以是传送带。上带222可操作地连接至少两个上压力模块227,诸如七个上压力模块227a、227b、227c、227d、227e、227f和227g。下带224可操作地连接至少两个下压力模块229,诸如七个下压力模块229a、229b、229c、229d、229e、229f和229g。上压力模块227a、227b、227c、227d、227e、227f和227g和相应的下压力模块229a、229b、229c、229d、229e、229f和229g可以彼此相对地分别设置在正被层压的膜100的两侧。
每个压力模块227、229可以具有相同的宽度或不同的宽度。在一个例子中,每个压力模块227、229的宽度约为1000mm。
每个上压力模块227a-g可以包括一个或多个上辊226。类似地,每个下压力模块229a-g可以包括一个或多个下辊228。对于每个上压力模块227来说,上辊226的数量可以相同或不同。对于每个下压力模块229来说,下辊228的数量可以相同或不同。上辊226的数量可以与下辊228的数量相同或不同。参见图4A,上压力模块227可以包括5个上辊226,下压力模块229可以包括5个下辊228。在压机220的设计和操作中,辊226、228可在位于上辊226和下辊228之间的材料(诸如膜100或叠层110)上产生线压力。
带222、224和压力模块227、229或辊226、228可以有助于推进多个膜100通过压机220。所述多个膜100可以以恒定速率或可变速率移动通过压机。调节速率可以允许对膜100施加不同时间量的压力或温度。所述速率可以为约1m/min至约8m/min,约2m/min至约8m/min,约3m/min至约8m/min,约4m/min至约8m/min,约5m/min至约8m/min,约1m/min至约7m/min,约1m/min至约6m/min,约1m/min至约5m/min,约1m/min至约4m/min,约1m/min至约3m/min,或者约2m/min至约6m/min。在一个例子中,速率为大约2m/min。在另一个例子中,速率为大约6m/min。
在一个例子中,压机220是双钢带等容热压机(Sandvik Process Systems,Sandviken,瑞典)。
在一些例子中,参见图4B,层压机可以是等容压机,其具有至少一个包括循环辊236的模块235和至少一个包括固定辊238的模块237。在该例子中,成形中的材料从左向右移动,首先通过循环辊236,然后通过固定辊238。等容压机的循环辊236可以施加以巴为单位测量的表面压力。等容压机的固定辊238可以施加以kN/m为单位测量的线压力。在一个例子中,诸如集成加热区230(参见图3A)中的加热区239可以包括多个循环辊235。在一个例子中,诸如集成冷却区232(参见图3A)中的冷却区241可以包括多个固定辊238。
参见图5,制造叠层110的方法200可以包括:将多个膜100引入层压机的步骤202,向膜100施加第一压力的步骤204,向膜100施加第一时间长度的第一温度的步骤206,向膜100施加第二压力的步骤212,向膜100施加第二时间长度的第二温度的步骤214,以及从机器释放叠层110的步骤218。在一些实施例中,该方法包括如下步骤中的一个或多个步骤:向膜100施加第三压力的步骤208,向膜100施加第三时间长度的第三温度的步骤210,以及向膜100施加第四压力的步骤216。与批处理相反,方法200可以是连续过程。
当在步骤206、210、214中的任何一个步骤或多个步骤中对膜100施加温度时,温度可以高到足以熔化或部分熔化外层104,但没有高到足以熔化芯102。
在制造叠层110的方法200中,可以熔化外层104。作为熔化外层104的替代或者补充,外层104和芯102,或者外层104和芯102之内或之间的膜100,可以彼此交联,或者以其他方式彼此结合,诸如通过化学、物理或粘合剂结合。熔融、交联和/或以其他方式结合膜100可以有助于生产出诸如刚度、抗拉强度和失效应变等物理性质得以改善的叠层110。
在步骤202中,将多个膜100引入层压机中。层压机可以是上述的任何机器,诸如等容压机或等压压机。
在步骤204中,对所述多个膜100施加第一压力P1。施加压力可以有助于膜100层压在一起,并且可以有助于生产出结合强度高的叠层110。参见图3A,可以由一对辊施加压力,诸如从下辊228a看,位于膜100相对一侧上的上辊226a。随着膜100以上述任何速率(诸如约2m/min)移动通过辊226a、228a,压力可施加到膜100的位于辊226a、228a之间的部分上。在其他例子中,例如使用等压压机,压力(表面压力)由至少一个油垫施加。P1可小于约10巴,诸如约1至约9巴,约1至约8巴,约1至约7巴,约1至约6巴,约1至约5巴,约1至约4巴,约1至约3巴,或者约1至约2巴。当P1以kN/m(线压力)为单位测量时,P1可小于约40kN/m,诸如约5至约35kN/m,或者约10至约30kN/m。
参见图3B,当通过辊将P1施加到膜100上时,膜100可能会经历压力峰值。如图3B所示,在相对辊之间的间隙中,膜100中的压力水平降低,直到遇到下一对相对辊。
再次参见图5,在步骤206中,将多个膜100加热到第一温度T1,持续第一时间t1。当T1大于环境温度时,热量可以有助于将膜100层压在一起,并且可以有助于生产具有高结合强度的叠层110。当T1处于或接近膜100的外层104的熔点时,外层104可能开始熔化或变粘。当T1处于或接近芯102的熔点时,芯102可能开始松弛和/或收缩。参见图3A,可以在加热区230中控制温度。T1可以是约90℃至约150℃,约100℃至约150℃,约110℃至约150℃,约120℃至约150℃,约130℃至约150℃,约90℃至约140℃,约90℃至约130℃,约90℃至约120℃,或者约90℃至约110℃。在一个例子中,T1为约130℃或以下。在另一个例子中,T1为约110℃至约140℃。在另一个例子中,T1为约105℃至约135℃。在又一个例子中,T1为约110℃至约130℃。在再一个例子中,T1为约115℃至约120℃。为了获得所需的T1,用于加热膜100的加热元件的温度可以处于更高的温度。
第一时间t1可以是约15至120秒,约30至120秒,约45至120秒,约60至120秒,约75至120秒,约90至120秒,约15至90秒,约15至75秒,约15至60秒,约15至45秒,或者约15至30秒,或者约30至90秒。在一个例子中,t1是45至55秒。
参见图3B,当将所述多个膜100加热到T1时,膜100的温度可能随着时间t1增加。在t1期间,膜100所经受的压力可以保持恒定并且低于P1
尽管在图5中示出为顺序步骤,但是在一些实施例中,步骤204和206可以同时发生。通常,步骤202、204、206、208(当存在时)、210(当存在时)、212、214、216(当存在时)和218可以按照图5中描绘的顺序或以不同的顺序执行。
在步骤212中,如图5所示,所述多个膜100经受第二压力P2。施加压力可以有助于将膜100层压在一起,并且可以有助于生产出具有高结合强度的叠层110。在一些实施方式中,在t1期间施加热量之后施加压力可有助于将膜压在一起,或者可有助于限定叠层110的厚度。参见图3A,压力可以由一对辊施加,诸如从下辊228c看位于膜100相对一侧上的相应上辊226c。随着膜100以上述任何速率(诸如约2m/min)移动通过辊226c、228c,可以将压力施加到膜100的位于辊226c、228c之间的部分。在其他例子中,诸如使用等压压机,通过油垫施加压力(表面压力)。P2可以与P1相同或不同。P2可以小于约10巴,诸如约1至约9巴,约1至约8巴,约1至约7巴,约1至约6巴,约1至约5巴,约1至约4巴,约1至约3巴,或者约1至约2巴。当以kN/m(线压力)测量P2时,P2可小于约40kN/m,诸如约5至35kN/m或者约10至30kN/m。
参见图3B,当向所述多个膜100施加P2时,膜100可能经历压力峰值。压力可以与P1大约相同。
在步骤214中,如图5所示,所述多个膜100经受第二温度T2,持续第二时间t2。当T2是环境温度或以下时,更冷的温度可以有助于稳定叠层110。参见图3A,可以在冷却区232中控制温度。可以通过例如使水循环通过冷却区232中的管,或者通过将水喷射到冷却区232中的一个或多个带222、224上,从而控制温度。T2可以是约10℃至约30℃,约15℃至约30℃,约20℃至约30℃,约25℃至约30℃,约10℃至约25℃,约10℃至约20℃,或者约10℃至约15℃。在一个例子中,T2为约15℃至约25℃。
第二时间t2可以是约2至90秒,约5至90秒,约10至90秒,约20至90秒,约30至90秒,约40至90秒,约50至90秒,约60至90秒,约2至60秒,约2至50秒,约2至40秒,约2至30秒,约2至20秒,约2至10秒,或者约10至60秒。
参见图3B,当向所述多个膜100应用T2时,膜100的温度可以随着时间t2降低。膜100的温度可以在t1开始时降到起始温度以下。在t2期间,膜100所经受的压力可以保持恒定并且低于P2。压力可以是大气压。在一些实施例中,在没有施加压力的情况下冷却所述多个膜100。
尽管在图5中示出为顺序步骤,但是在一些实施例中,步骤212和214可以同时发生。
在方法200的过程期间施加的压力和温度,能够有效地将所述多个膜100层压在一起,以形成叠层110。在步骤218中,如图5所示,叠层110从层压机中被释放。
在一些实施例中,方法200包括使所述多个膜100经受第三压力P3的步骤208。施加压力可以有助于将膜100层压在一起,并且可以有助于生产出具有高结合强度的叠层110。在一些实施方案中,在t1期间施加热量之后施加压力,可有助于将膜压在一起,或者可有助于限定叠层110的厚度。参见图3A,压力可以由一对辊施加,诸如从下辊228b看位于膜100相对一侧上的相应上辊226b。随着膜100以上述任何速率(诸如约2m/min)移动通过辊226b、228b时,可以将压力施加到膜100的位于辊226b、228b之间的部分上。在其他例子中,诸如使用等压压机,压力(表面压力)由至少一个油垫施加。P3可以与P1或P2相同或不同。P3可以小于约10巴,诸如约1至约9巴,约1至约8巴,约1至约7巴,约1至约6巴,约1至约5巴,约1至约4巴,约1至约3巴,或者约1至约2巴。当P3以kN/m(线压力)测量时,P3可以小于约40kN/m,诸如约5至35kN/m或者约10至30kN/m。
如图3B所示,当向所述多个膜100施加P3时,膜100可能经历压力尖峰。该压力可以小于P1和P2中的每一个。
在一些实施例中,方法200包括使多个膜100经受第三温度T3持续第三时间t3的步骤210。当T3高于环境温度时,热量可以有助于将膜100层压在一起,并且可以有助于生产出具有高结合强度的叠层110。参见图3A,可以在加热区230中控制温度。T3可以是约90℃至约150℃,约100℃至约150℃,约110℃至约150℃,约120℃至约150℃,约130℃至约150℃,约90℃至约140℃,约90℃至约130℃,约90℃至约120℃,或者约90℃至约110℃。在一个例子中,T3为约130℃或以下。在另一个例子中,T3为约110℃至约140℃。在又一个例子中,T3为约110℃至约130℃。
参见图3B,当向所述多个膜100施加T3时,膜100的温度可以随着时间t3增加。膜100在t3期间的温度可以大于膜100在t1和t2每个期间中的温度。膜100在t3期间所经受的压力可以保持恒定,并且低于P1、P2和P3中的每一个压力。
再次参见图5,在可选步骤216中,所述多个膜100经受第四压力P4。施加压力可以有助于将膜100层压在一起,并且可以有助于生产出具有高结合强度的叠层110。参见图3A,压力可以由一对辊施加,诸如从下辊228d看位于膜100相对一侧上的相应上辊226d。随着膜100以上述任何速率(诸如约2m/min)移动通过辊226d、228d,可将压力施加到膜100的位于辊226d、228d之间的部分上。在其他例子中,诸如使用等压压机,通过油垫施加压力(表面压力)。P4可以与P1、P2或P3中任何一个相同或不同。P4可以小于约10巴,诸如约1至约9巴,约1至约8巴,约1至约7巴,约1至约6巴,约1至约5巴,约1至约4巴,约1至约3巴,或者约1至约2巴。当P4以kN/m(线压力)测量时,P4可以小于约40kN/m,诸如约5至35kN/m或者约10至30kN/m。在一些实施例中,不施加压力,并且P4为约1巴或大气压。
通过方法200生产的叠层110可以表现出减小水平的收缩率,并且在一些例子中,叠层110只会出现最小的收缩率。例如,叠层110可以在110℃下显示出约1%的收缩率。
由双轴向取向型热塑性聚合物膜的叠层构造的行李物件
诸如手提箱壳体等行李箱壳体120可以由本文公开的叠层110构造。参见图6A和6B,行李箱壳体120可以是盖部壳体122(图6A)或基部壳体134(图6B)的形式。盖部壳体122包括后面124、盖部顶面126、盖部底面128、盖部右面130、盖部左面132、以及一个或多个拐角部分146。基部壳体134包括前面136、基部顶面138、基部底面140、基部右面142、基部左面144、以及一个或多个拐角部分146。在壳体120用于行李箱物品时,每个拐角部分146可以是用于接收轮子的凹口。
面124、126、128、130、132、136、138、140、142、144或拐角部分146中的任何一个或多个可以包括表面特征148。所述特征可以沿着面124、126、128、130、132、136、138、140、142、144或拐角部分146的长度、沿着宽度、或者成一定角度地定位。特征148可以是诸如槽147的凹入区域以及诸如肋149的凸起区域,这些区域可以交替。特征148可以是美学上令人愉悦的。特征148还可以有助于提供刚性或者抵抗施加在壳体120上的弯曲或变形力,诸如正交于特征148所施加的力。
基部壳体122和盖部壳体134中的一个或者两个可以由具有上述多个膜100的叠层110形成。简而言之,膜100可以共挤成形,并且可以包括由取向型聚丙烯形成的芯102以及邻近芯102定位的至少一个外层104。
外层104可以如上所述构造和设计。在一个例子中,外层104由聚丙烯和聚乙烯的共聚物构造。在另一个例子中,外层104由聚丙烯、聚乙烯和聚丁烯的三元共聚物构造。外层104的厚度可以小于膜100的厚度的约5%。在一个例子中,外层104为膜100厚度的大约2.5%。
多个膜100形成用以构造行李箱壳体120的叠层110,所述多个膜100可以是上述任何数量的膜100。形成叠层110的膜可以有约10至约50个膜,约22至约35个膜,22个膜,或者23个膜。至少两个相邻的膜100沿相同方向取向。在一个例子中,所有膜100都沿相同方向取向。
用以构造行李箱壳体120的叠层110,其厚度可以是上述任何厚度。例如,叠层110的厚度可以为约0.5mm至约2mm,或者可以为约0.5mm至小于约1mm。
基部壳体122和盖部壳体134的其中一个或两个可以进行深拉,使得基部壳体122或盖部壳体134的深度相对于其长度或宽度而言非常大。例如,盖部顶面126和盖部底面128的深度可以高达后面124的长度的一半或宽度的一半。作为另一个例子,基部顶面138或基部底面140的深度可以高达前面136的长度的一半或宽度的一半。
上述任何行李箱壳体120可用于形成诸如硬面行李箱等行李箱150的主体。参见图7A和图7B,硬面行李箱150通过可操作地结合在一起以形成具有外层154的外壳152的盖部壳体122和基部壳体134限定。盖部壳体122和基部壳体134的其中一个或者两者可以通过任何上述方法生产。外层154可具有纹理表面或成形表面。
行李箱150包括前面板156、后面板158、顶面板160、底面板162、右面板164和左面板166。拐角区域168由任何两个或三个相邻面板156、158、160、162、164和166相交限定。例如,行李箱150包括四个上拐角区域和四个下拐角区域,每个拐角区域由三个相邻面板相交形成。另外,由任何两个相邻面板相交形成的边缘也可以被认为是拐角区域。本文所述的面板156、158、160、162、164、166也可称为“侧”。因此,行李箱150的第一侧、第二侧和/或第三侧可各为本文所述各种面板156、158、160、162、164、166中的任何一个。行李箱150还可以包括闭合机构,诸如拉链,其沿着侧面板164、166以及顶面板160和底板162的中央部分延伸,并且限定了闭合线170,闭合线170将行李箱150分成盖部壳体122和基部壳体134。用于将盖部壳体122和基部壳体134枢转地连接在一起的铰链(未示出)沿着闭合线170设置。拉链可以被拉开,以允许盖部壳体122和基部壳体134围绕铰链部分枢转,从而允许进入内部。各种类型的闭合机构,诸如闩锁和铰链结构,都是可接受的。行李箱150还可以包括如图所示围绕竖直轴线旋转的四个轮子172,或者可以包括其他轮子或支撑结构,以允许使用者以一定角度拉动或牵引行李箱150,或者在直立状态下引导其前行。行李箱150可以包括顶面板160上的顶部携带把手174以及侧面板164、166上的侧面携带把手176。行李箱150还可以包括可伸缩拉手178。拉手178可以沿着行李箱150的后面板158的外侧对齐。作为替换方式,拉手178也可以沿着后面板158对齐,但位于行李箱150内。
叠层110可以模制成诸如行李箱壳体120等物件。在构造物件时,在模制物件之前并与模制物件分开进行的工艺中形成叠层110,可以有助于生产出改进的物件,例如在一个例子中,通过导致物件没有或者基本没有形成于膜100之间的气泡,使物件得以改进。
叠层110可以通过上述方法200生产。叠层110可以切割成预定的形状和尺寸以形成一块或一片叠层110。行李箱壳体120可以通过在例如压模机或插模机等模制设备240中模制叠层110来形成。在一个非限制性例子中,叠层可以通过类似于欧洲专利第1763430号、PCT/EP2014/055514或DE10259883(也是US2004/0118504)中描述的设备或者使用类似于这些文献中描述的方法进行模制。关于欧洲专利第1763430号中描述的方法,应该注意的是,由于叠层110的模制温度可能较低,因此在叠层110的模制过程中,对叠层的夹持不太重要,这是一个优点,并且它减少或避免了在高模制温度下可能发生的材料收缩引起的问题。再有,与公开了在约170℃下深拉自增强型热塑性复合材料薄层的欧洲专利第1763430号中描述的工艺相比,模制叠层110的温度范围可以更大,这是一个优点,因为它允许模制条件具有更大的灵活性。
参见图8,模制设备240可包括衬里分配器242、压机244和加热器阵列246。在一些实施例中,衬里分配器242接收并分配纺织片材,诸如网状织物、针织织物、织造织物或非织造织物布,用于与叠层110的片材一起模制。“网”可以是具有贯穿形成的开口的纺织片材,例如经编开口片材。纺织片材可以用作在模制设备240中生产的行李箱壳体120内部的衬里。纺织片材可以向叠层110引入纹理、颜色、印花、图案或设计。纺织片材在被分配给叠层110的片材之前,可以被接收并存储在托盘248中。作为替换方式,在叠层110进入模制设备240之前,纺织片材可以被分配给叠层110。例如,使用网作为纺织片材可以将纹理性质赋予叠层110的表面。
压机244包括上工作台250和下工作台252。上工作台250可以支撑深拉工具256的上模,上模可以是阳模254。在图8中,移除了上工作台250的一部分,以便更清楚地示出阳模254。下工作台252可以支撑深拉工具256的下模,下模可以是阴模258。工作台250、252可以相对于彼此移动。例如,上工作台250可以沿着柱框架260并且由柱框架260引导朝向阴模258下降。下工作台252可以向上朝着阳模254移动。模具254、258彼此互补,使得一个模具(例如阳模254)至少部分地配合在另一个模具(例如阴模258)内。
压机244还包括片材夹持架264。架264构造成可控制地将每个叠层110片材保持在阳模254和阴模258之间的位置。架264还可以构造成拉伸叠层110片材,或向叠层110片材施加张力。
加热器阵列246包括上加热器266和下加热器268。加热器266、268可以构造成同时从加热器阵列246滑向阳模254和阴模258之间的位置。
参见图9,制造行李箱壳体120的方法280可包括:预热叠层110的步骤282,将叠层110引入模制设备240的步骤284,夹紧并加热叠层110的步骤286,将叠层110模制成物件的步骤288,以及从模制设备240释放物件的步骤290。
在步骤282中,将叠层110加热至所需温度。该温度高到足以熔化或部分熔化外层104,以及熔化或部分熔化芯102。该温度可为约120℃至约190℃,约125℃至约190℃,约130℃至约190℃,约135℃至约190℃,约140℃至约190℃,约145℃至约190℃,约150℃至约190℃,约120℃至约185℃,约120℃至约180℃,约120℃至约175℃,约120℃至约170℃,约120℃至约165℃,或者约120℃至约160℃。在一个例子中,温度为约145℃至约170℃。在又一个例子中,温度为约140℃至约165℃。
代替熔化外层104和芯102,或者除了熔化外层104和芯102之外,外层104和芯102,或者外层104和芯102之内或之间的膜100,可以彼此交联,或以其他方式相互结合,诸如通过化学、物理或粘合剂结合。熔化、交联和/或以其它方式结合膜100,可以有助于生产出诸如耐久性、抗变形性和抗冲击性等物理性质得以改善的行李箱壳体120。
再次参考图9,在步骤284中,叠层110片材被引入模制设备240。叠层110片材可以从压机244后面(如图8所示)的片材供应装置引入压机244。参见图8,叠层110通过片材夹持架264保持在阳模254和阴模258之间。
在步骤286中,叠层110被夹紧并加热。叠层110(诸如片材的边缘)可以由片材夹持架264夹紧。架264可能会或可能不会拉伸叠层110或对叠层110施加张力。在构造物件时,施加张力或压力可有助于进一步将叠层110的膜100固结在一起。施加到叠层110上的张力或压力可小于约5巴,诸如约0.5巴至约4巴,约0.5巴至约3巴,约0.5巴至约3.5巴,约0.5巴至约3巴,约0.5巴至约2.5巴,约0.5巴至约2巴,或者约1.5巴至约2巴。
参见图8,加热器266、268可以在叠层110被保持在阳模254和阴模258之间时加热叠层110。可以加热叠层的顶面和/或底面。可以通过片材夹持架264夹持叠层,或者夹持并拉伸叠层。可以将叠层110加热至温度高到足以熔化或部分熔化外层104并且熔化或部分熔化芯102。叠层110可以被加热至如下的温度:约120℃至约190℃,约125℃至约190℃,约130℃至约190℃,约135℃至约190℃,约140℃至约190℃,约145℃至约190℃,约150℃至约190℃,约120℃至约185℃,约120℃至约180℃,约120℃至约175℃,约120℃至约170℃,约120℃至约165℃,或者约120℃至约160℃。在一个例子中,将叠层加热至约145℃至约170℃的温度。在另一个例子中,温度为约140℃至约165℃。
在一些实施方式中,步骤286包括将织物片材引入叠层110的顶面或底面。例如,物物片材可以被放置在上加热器266和阳模254之间。
再次参见图9,在步骤288中,将叠层110的片材模制成物品,诸如行李箱壳体120。叠层110片材可以在模制的同时进行加热。可以将叠层110加热至温度高到足以熔化或部分熔化外层104并且熔化或部分熔化芯102。叠层110可以被加热至如下温度:约120℃至约190℃,约125℃至约190℃,约130℃至约190℃,约135℃至约190℃,约140℃至约190℃,约145℃至约190℃,约150℃至约190℃,约120℃至约185℃,约120℃至约180℃,约120℃至约175℃,约120℃至约170℃,约120℃至约165℃,或者约120℃至约160℃。在一个例子中,将叠层110加热至约140℃至约180℃的温度。在另一个例子中,将叠层110加热至约145℃至约170℃的温度。在又一个例子中,温度为约140℃至约165℃。
叠层110可以被加热约10秒至约40秒,约15秒至约40秒,约20秒至约40秒,约25秒至约40秒,约30秒至约40秒,约10秒至约35秒,约10秒至约30秒,约10秒至约25秒,或者约10秒至约20秒。在一个实施例中,将叠层110加热约15秒至约35秒。
在一个模制例子中,下模具(诸如阴模258)向上移动,以接触经过加热和拉伸的叠层110片材的下侧。上模具(在这种情况下为阳模254)向下移动,这迫使叠层110片材与模具254、258的大部分或全部表面接触,从而使叠层110片材成形。如果织物片材存在,则将织物片材同时粘附到叠层110片材上。
模具254、258可以快速地行进到一起或闭合,这可以有助于减少深拉物件(诸如行李箱壳体120)的拐角部分146中所产生的皱折数量。模具254、258可保持在闭合位置约15至45秒,约15至40秒,约15至35秒,约15至30秒,约20至45秒,约25至45秒,或者约30至45秒。在一个例子中,模具254、258保持在闭合位置约30秒。
在步骤290,从模制设备240释放行李箱壳体120。在以下时间内加热叠层110并将其成形为行李箱壳体120:约60至120秒、约60至110秒、约60至100秒、约60至90秒、约70至120秒、约80至120秒、或者约90至120秒。在一个例子中,在大约90秒内加热叠层110并将其形成为行李箱壳体120。
通过上述方法280制造的行李箱壳体120可用在图7b所示行李箱150中。
应该注意的是,所有方向和/或尺寸参考(例如,上、下、向上、向下、左、右、向左、向右、顶、底、上方、下方、前面、背面、后、向前、向后、后方、内部、外部、向内、向外、竖向、水平、顺时针、逆时针、长度、宽度、高度、深度、以及相对方位)仅仅用于识别目的,以帮助读者理解所公开发明的实施,并且不产生限制,特别是对于发明的位置、方位、用途、相对尺寸或几何形状不产生限制,除非在权利要求中特别指明。
连接参考(例如附接、联结、连接、结合,等等)应当作广义解释,并且可以包括连接的元件之间的中间构件以及这些元件之间的相对运动。因此,连接参考不一定暗示两个元件直接连接并相互间处于固定关系。
在一些情况下,组件是参考具有特定特征并且/或者与另一部分连接的“端部”进行描述的。然而,本领域技术人员将认识到,所公开的发明不限于在其与其他部件的连接点之外就立即终止的部件。因此,术语“端部”应当作广义理解,包括特定元件、连杆、部件、零件、构件等的末端附近、后方、前方或者以其它方式邻近的区域。在本文中直接或间接阐述的方法中,以一种可能的操作顺序描述各种步骤和操作,但是本领域技术人员将认识到,这些步骤和操作可以被重新布置、替换或省略,而不一定脱离本发明的精神和范围。这里要指出的是,所有包含在以上描述中或显示在附图中的内容,应该理解为只是说明性的,而非限制性的。可以进行细节或结构上的改变,这些改变落在所附权利要求书的范围内。

Claims (22)

1.一种行李箱壳体(120),包括:
壳体,所述壳体由多个共挤膜(100)的叠层(110)形成,所述膜(100)包括:
由双轴向取向型热塑性聚合物形成的芯(102),和
由热塑性聚合物形成的至少一个外层(104),所述外层(104)的厚度为膜(100)厚度的0.5%至25%。
2.根据权利要求1所述的行李箱壳体,其中,所述膜(100)的厚度为10μm±5%至100μm±5%。
3.根据权利要求1或2所述的行李箱壳体,其中,所述芯(102)的厚度为10μm±5%至100μm±5%。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的行李箱壳体,其中,所述外层(104)的厚度为0.6μm±5%至2.5μm±5%,或者为所述膜(100)的厚度的2%至7%。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的行李箱壳体,其中,从所述多个膜(100)中的至少两个相邻膜(100)到所有膜(100),按相同方向取向。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的行李箱壳体,其中,所述双轴向取向型热塑性聚合物是双轴向取向型聚丙烯。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的行李箱壳体,其中,所述外层(104)包括聚丙烯和聚乙烯的共聚物,或者包括聚丙烯、聚乙烯和聚丁烯的三元共聚物。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的行李箱壳体,其中,所述芯(102)的熔点高于所述外层(104)的熔点。
9.根据权利要求8所述的行李箱壳体,其中,所述芯(102)的熔点比所述外层(104)的熔点高至少10℃。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的行李箱壳体,其中,所述膜(100)受到拉伸,并且在横向和纵向中的一个方向上比在横向和纵向中的另一个方向上被更大程度地拉伸。
11.根据权利要求10所述的行李箱壳体,其中,所述膜(100)在纵向上具有60至190MPa的抗拉强度,或者在横向上具有150至300MPa的抗拉强度。
12.根据权利要求10或11所述的行李箱壳体,其中,所述膜(100)在横向上具有3.5至5GPa的刚度,或者在纵向上具有1.5至3GPa的刚度。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的行李箱壳体,其中,所述叠层包括10至50个膜,或者22或23个膜。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的行李箱壳体,其中,所述叠层的厚度为0.25mm至2.5mm,或者0.5mm至小于1mm。
15.根据权利要求1至14中任意一项所述的行李箱壳体,其中,所述叠层(110)包括至少一种辅助材料(118),所述辅助材料由与所述芯(102)的热塑性聚合物不同的热塑性聚合物构造。
16.根据权利要求15所述的行李箱壳体,其中,所述辅助材料(118)是膜(100)。
17.根据权利要求15或16所述的行李箱壳体,其中,所述辅助材料(118)位于叠层(110)内,或者毗邻叠层(110)并位于其外部。
18.根据权利要求1至17中任意一项所述的行李箱壳体,还包括位于所述叠层(110)的顶侧(114)上的织物衬里层或顶层。
19.根据权利要求18所述的行李箱壳体,包括织物衬里层,其中,所述织物衬里层包括网状纺织片材,或者包括顶层,其中,所述顶层包括双轴向取向型聚酯。
20.根据权利要求1至19中任意一项所述的行李箱壳体,其中,所述叠层(110)是通过在压力下加热所述膜(100)并将所述膜(100)压实在一起而形成的。
21.一种制造行李箱壳体(120)的方法,包括:
提供膜(100),所述膜包括:
由双轴向取向型热塑性聚合物形成的芯(102),和
位于所述芯(102)的顶侧(103)和底侧(105)的至少一个上的外层(104),所述外层(104)由与所述芯(102)的热塑性聚合物不同的热塑性聚合物构造;
在约130℃或更低的温度以及小于约10巴的压力或小于约40kN/m的压力下,将多个膜(100)层压在一起,以形成叠层(110);以及
对所述叠层(110)进行模制,以形成行李箱壳体(120)。
22.一种用于制造行李箱壳体(120)的设备(240),包括:
压机(244),所述压机包括:
阳模(254),
阴模(258),所述阴模(258)成型为与所述阳模(254)互补,和
夹持架(264),所述夹持架(264)用于夹持被引入所述设备(240)的叠层(110);以及
加热器阵列(246),所述加热器阵列(246)用于加热模具(254,258),或者用于加热所述叠层(110),或者用于加热模具(254,258)和叠层(110)。
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