CN205040836U - 由非织造垫形成的行李箱制品 - Google Patents

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Abstract

一种由片材制造的行李箱外壳或箱体，其通过压实并且加热一个垫以及通过将所述压实的非织造片材形成为行李箱外壳而形成，所述垫由任意取向的第一非连续非织造塑料纤维与任意取向的第二非连续强化非织造塑料纤维的混合物形成或者由双组分纤维形成，所述第一非连续非织造塑料纤维具有第一熔化温度，所述第二非连续强化非织造塑料纤维具有比所述第一熔化温度更高的第二熔化温度，所述双组分纤维包括具有第一熔化温度的第一塑料部分以及具有第二熔化温度的第二塑料部分。所述非织造垫在所述第一熔化温度与所述第二熔化温度之间的一个温度下被加热。

Description

由非织造垫形成的行李箱制品
技术领域
本实用新型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。本实用新型还涉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防断裂和防变形能力，同时使得由这种人造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，需要制造以下硬壳行李箱，该硬壳行李箱将最高的可靠性、对来自外界冲击的抵抗力与无变形特性、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提供了一种工艺和材料，其中由定向聚合纤维形成的组件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，依赖以后的应用领域，由聚烯烃(尤其是聚丙烯或者其它晶体状或半晶体状材料)形成的热塑性材料能够被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覆盖布的模型的工艺，其通过将一层布织物层压至热塑性基片的一个表面，随后在压模机中对它进行冲压成形处理，并且特别专注于角部区域的成形，从而制造行李箱外壳。
同样，美国专利公开号No.2008/0261471(名称为“用于塑料复合材料的聚烯烃材料”披露了织造聚合物纤维。其中一种市场可获得的织造织物是它由聚丙烯制造，并且在低密度的情况下具有高硬度、高拉伸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刀具加工。
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、美国专利号No.8202942、美国专利公开号No.2011/0253152,欧洲专利EP181470、EP2576881和EP2311629。然而，这些提议可能不适用于行李箱物品，或者可以对它们进行改进。
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，其解决了上述问题和/或更一般地提供了对现有片材结构和成形方法的改进或者替代。
实用新型内容
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、成本低的并且容易形成为产品。所述非织造材料也容易重复利用。所述非织造材料是按特殊要求的织物，其由任意取向非连续纤维的一片网形成。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实以便形成物品或外壳，并且可以通过以下方式保持在一起：(1)机械粘合，即，在任意网或垫中机械锁合；或者(2)热粘合，即，对纤维进行热熔融，如热塑性纤维作为基质(matrix)的情况；或者(3)化学粘合，即，应用胶结剂(诸如淀粉、干酪素、橡胶乳胶、纤维素衍生物或者人造树脂)进行化学粘合。通过高速、低成本、大容积工艺而不是传统的织造工艺来制造非织造材料。所述非织造材料制造工艺将基于纤维的材料转变成平面柔性片材结构，其具有可形成为制品(诸如行李箱)的类织物表面性质，具有优化的强度、重量和耐久性特征。
在一个实施例中，行李箱外壳可以包括压实的非织造片材，所述非织造片材包括任意取向的非连续强化塑料纤维，所述非连续强化塑料纤维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而被约束。所述强化塑料纤维比所述塑料纤维具有更高的熔化温度。
在一些实施例中，所述行李箱外壳还可以包括附接至所述压实的非织造片材的塑料薄膜。在一些实施例中，所述行李箱外壳还可以包括附接至所述压实的非织造片材的织物衬里。在一些实施例中，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。
在一些实施例中，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。在一些实施例中，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。
在一些实施例中，所述行李箱外壳还可以包括多个非织造垫。在一些实施例中，所述非连续强化塑料纤维可以大致均匀地分布在所述非织造垫的聚合物基质内，并且也在所述压实的非织造片材中。
在一些实施例中，所述压实的非织造片材可以具有从70％到100％，优选从85％到100％的压实系数。在一些实施例中，所述行李箱外壳可以具有从0.6毫米到1.5毫米，优选从0.6毫米到1.2毫米的厚度。
在一些实施例中，所述压实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％。在一些实施例中，所述非连续强化塑料纤维可以具有从0.005毫米到0.15毫米的直径，以及从6.4毫米到250毫米的长度。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，双组分纤维可以包括作为强化塑料纤维的芯体以及作为熔融塑料纤维的外层。在一些实施例中，所述压实的非织造片材可以包括一个或多个沉积的层。
在一个实施例中，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熔融塑料纤维更高的熔化温度，所述熔融塑料纤维限定一聚合物基质，所述强化塑料纤维由所述聚合物基质约束，并且所述非织造垫形成为外壳构造。
在一些实施例中，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，其中相比较熔融塑料纤维，第一沉积的层包括更高重量百分比的强化塑料纤维，并且相比较强化塑料纤维，第二沉积的层包括更高重量百分比的熔融塑料纤维。在一些实施例中，所述第一沉积的层大致全部是强化塑料纤维，并且所述第二沉积的层大致全部是熔融塑料纤维。在一些实施例中，所述至少两个沉积的层包括多个沉积的层，其中所述第一沉积的层和所述第二沉积的层重复地交替。
在另一个实施例中，所述第一沉积的层部分地限定行李箱的内表面的一部分，并且第二沉积的层部分地限定外壳的外表面的一部分，所述第一沉积的层和第二沉积的层具有不同的物理性质。在一个实施例中，所述第二沉积的层具有占重量的大约35％或更多的熔融塑料纤维，所述外表面具有相对较平滑的表面质地。在一个实施例中，所述第一沉积的层包括占重量的大约15％或更少的熔融塑料纤维，所述内表面具有相对较软的表面质地。在一些实施例中，至少一个中间沉积的层位于所述第一沉积的层和所述第二沉积的层之间，所述中间沉积的层具有与所述第一层或第二层重量百分比不同的熔融塑料纤维。
在另一个实施例中，所述非织造垫在热粘合后具有大约在20-30毫米范围内的厚度，并且更优选地在25-30毫米的范围内；以及在机械缝合后在大约1.5至10毫米范围内、更优选是大约5毫米的厚度。在一些实施例中，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。在一些实施例中，所述非织造垫被加热并且压缩以形成压实的非织造片材，其具有位于大约0.6至2毫米范围内并且优选0.6至1.5毫米范围内的厚度。
在一些实施例中，所述非织造垫至少部分地通过双组分纤维形成，每个双组分纤维包括限定所述强化塑料纤维的一部分以及限定所述熔融塑料纤维的一部分。在一个实施例中，所述非织造垫完全由双组分纤维形成。在一个实施例中，所述强化塑料纤维形成芯体，并且所述熔融塑料纤维形成包围所述芯体的外层。
本公开提供了方法，用于基于非织造材料或者塑料纤维制造制品，所述制品具有高程度的形状变化并且包括优质变形加工区域，所述制品例如是深拉伸行李箱外壳。
而且，本公开提供了一种塑料部件，尤其是行李箱外壳，其由非织造塑料纤维形成，允许这种部件的深度与长度和/或宽度比率的显著增加，以便能够支撑高的载荷或者重量，并且部件的净重量减少很多或者是最小的。
关于工艺方面，根据本公开，所述塑料部件或者行李箱外壳通过具有如说明书所述的产品特征的工艺形成。
在一个实施例中，制造行李箱外壳的方法可以包括压实所述非织造片材并且将所述压实的非织造片材热成形为行李箱外壳。
在一个实施例中，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。
在一个实施例中，制造行李箱外壳的方法可以包括将非织造垫加热至加工温度，所述非织造垫包括强化塑料纤维和塑料纤维；将所述非织造垫同时进行压实和模制，得到行李箱外壳。
在一个实施例中，制造行李箱外壳的方法可以包括将非织造垫加热到加工温度，所述非织造垫包括双组分纤维；将所述非织造垫同时进行压实和模制，得到行李箱外壳。
在一个实施例中，一种制造行李箱外壳的方法可以包括形成非织造垫，所述非织造垫包括任意取向的第一非连续塑料纤维和任意取向的第二非连续强化塑料纤维的混合，所述第一非连续塑料纤维具有第一熔化温度，所述第二非连续强化塑料纤维具有比第一熔化温度更高的第二熔化温度。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一个温度下压实并加热所述非织造垫，以便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结合。所述方法可以进一步包括形成压实的非织造片材，所述非织造片材包括嵌入在由熔融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。
在一些实施例中，形成非织造垫的步骤可以包括任意沉积至少第一层第一非连续塑料纤维；以及在所述至少第一层第一非连续塑料纤维上面任意沉积至少第二层第二非连续强化塑料纤维46。
在一些实施例中，所述方法可以包括由所述压实的非织造片材热成形行李箱外壳。在一些实施例中，所述方法还可以包括由多个非织造垫热成形行李箱外壳。在一些实施例中，所述方法可以包括将织物衬里层压至所述压实的非织造片材。在一些实施例中，所述方法可以包括将塑料薄膜层压至所述压实的非织造片材。在一些实施例中，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。在一些实施例中，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。在一些实施例中，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、聚丙烯和聚乙烯构成。在一些实施例中，所述第二非连续强化塑料纤维可以大致均匀地分布在所述压实的非织造片材中。
在一个实施例中，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实和加热所述非织造垫以形成压实的非织造片材。所述方法可以进一步包括模制所述压实的非织造片材64以形成行李箱外壳。
在一个实施例中，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实和模制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，其允许深拉拔所述压实的非织造塑料垫或者片材，使任意取向的非连续塑料纤维位于半晶体状热塑性基质中，使得能够形成非常轻重量的部件，诸如行李箱外壳，并且具有优质形变区域或者角部。
以这种方式，能够制造部件，特别是行李箱外壳或者其组成，所述行李箱外壳与传统的硬面行李箱外壳相比重量显著更轻。尤其是，通过也被称为“压缩技术”的冲压成型技术，使用压实的非织造塑料垫或者片材来制造这种部件，特别是外壳。
本公开的一个方面包括形成非织造垫，所述非织造垫包括任意取向的第一非连续塑料纤维和任意取向的第二非连续强化塑料纤维的混合，所述第一非连续塑料纤维具有第一熔化温度，所述第二非连续强化塑料纤维具有比所述第一熔化温度更高的第二熔化温度，在所述第一熔化温度和第二熔化温度之间的一个温度下压实并加热所述非织造垫以熔化所述第一非连续塑料纤维，以便与所述第二非连续强化塑料纤维结合，以及形成压实的非织造片材，所述压实的非织造片材包括嵌入在由熔融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。
在任何成型和模制工艺之前，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工艺中的热粘合，以及期望的塑料部件的进一步压制成型。
所述压实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，与诸如自增强丙烯(SRPP)等织造纤维相比，这里所描述的压实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，与传统的SRPP相比，所述压实的非织造片材可以更厚和/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把手、轮子或者伸缩式手柄。
另外，所述压实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，所述压实的非织造片材可以在70％至100％之间被压缩，从而大部分空气被挤出，以获得行李箱外壳所需要的高的抗冲击性。
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塑料纤维的第二部分，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；所述熔融塑料纤维限定一聚合物基质；并且所述强化塑料纤维由所述聚合物基质约束。在一个实施例中，所述至少一个非织造垫包括至少一个沉积的层；并且在所述至少一个沉积的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。在另一个实施例中，在所述第一沉积的层中所述第二部分按照重量在大约5％至60％的范围内。在另一个实施例中，在第一沉积的层中，第一部分按照重量是大约75％或更多，第二部分按照重量是大约25％或更少。在另一个实施例中，在第一沉积的层中，第一部分按照重量是大约80％。在一个实施例中，所述至少一个非织造垫包括至少两个沉积的层，其中相比较熔融塑料纤维，所述第一沉积的层包括更高重量百分比的强化塑料纤维，并且相比较强化塑料纤维，第二层包括更高重量百分比的熔融塑料纤维。在一个附加的实施例中，所述至少一个非织造垫在热粘合后具有大约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。在另一个实施例中，通过压实步骤并且接着是模制步骤或者通过组合的压实和模制步骤而形成非织造垫的外壳构造。另外，在一个实施例中，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。在一个实施例中，所述外壳部件限定一壁厚，并且所述壁厚在大约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，在一个实施例中，所述压实的非织造片材64具有从大约70％到100％的压实系数，或者优选从大约80％到大约100％。在一个实施例中，至少一个非织造垫包括至少第二非织造垫，并且所述第二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，或者其组成本体，所述非织造垫包括至少一个沉积的层，所述至少一个沉积的层由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形成，所述非连续强化塑料纤维具有第一重量百分比和第一熔化温度，所述非连续熔融塑料纤维具有第二重量百分比以及比所述第一熔化温度更低的第二熔化温度，所述非织造垫通过热、机械或者化学结合而交互接合和合并，并且通过压实和加热所述至少一个非织造垫以及模制所述至少一个非织造垫而形成行李箱外壳部件，以一个步骤的工艺发生所述成形，或者以两个步骤的工艺发生所述成形。
因此，本公开允许制造非常薄的但是耐用的、轻型的并且抗变形的部件，特别是行李箱外壳或者行李箱，其具有高程度形变区域，诸如相对急剧弯曲的曲面和转弯，包括较小半径的角部区域，并且不会产生皱褶。
附加的实施例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施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一部分的附图，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例而呈现，并且不应当被解释为对本公开的范围的完整阐述，其特征在于：
图1是根据本公开实施例的具有两个相对外壳部分的行李箱的轴测视图；
图2A是根据本公开实施例的非织造垫的代表性横截面视图，所述非织造垫在层中包括两种塑料纤维；
图2B是根据本公开实施例的非织造垫的代表性横截面视图，所述非织造垫在层中包括双组分纤维；
图2C是根据本公开实施例的双组分纤维的代表性横截面视图；
图2D是根据本公开实施例的非织造垫的代表性横截面视图，所述非织造垫在多个层中包括两种塑料纤维；
图3A是在一个实施例中的行李箱外壳的代表性横截面视图，其沿着图1的线A-A截取；
图3B是在另一实施例中的行李箱外壳的代表性横截面视图，其沿着图1的线A-A截取；
图3C是在另一实施例中的行李箱外壳的代表性横截面视图，其沿着图1的线A-A截取；
图4是流程图，示出了根据本公开实施例的由非织造垫制造行李箱的操作
图5是流程图，示出了根据本公开实施例的由压实的非织造片材制造行李箱的操作；
图6是流程图，示出了根据本公开实施例的制造压实的非织造片材的操作；
图7是根据本公开例子的行李箱外壳的透视图；
图8A是用于行李箱外壳的底壁的加强图案的平面图；
图8B是透视横截面，其按比例放大以显示图8A的加强图案；
图9是应用根据本公开实施例的行李箱外壳的行李箱的下角部的局部放大透视图；以及
图10显示了图9所示行李箱一部分的内表面。
具体实施方式
在一个例子中，本公开文献提供了一种方法，其以性价比高的方式由非织造热塑性纤维制造高耐用性、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行李箱，或者其一部分。所述方法包括形成非织造垫，所述非织造垫包括单个沉积的层或多层纤维，所述纤维包括任意取向的塑料(或熔融)纤维和强化塑料纤维，它们在一个例子中均匀地混合。所述非织造垫还可以包括双组分纤维的单个沉积的层，其中双组分纤维的每一个包括第一部分，所述第一部分具有比第二部分相对更高的熔点。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，在所述基质中嵌入所述强化纤维(或者双组分纤维的第一部分)并且因此结合在一起。
在一个实施例中，所述方法包括同时压实和模制所述非织造垫或者塑造成形所述非织造垫，以形成行李箱外壳。在该方法中，压实和模制在单个成形步骤中被组合在一起。
在另一个实施例中，所述方法可以包括压实所述非织造垫以形成压实的非织造片材，然后通过模制所述压实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至少第一层或垫以及形成至少第二层或垫，所述第一层或垫由任意取向的第一非连续纤维制造，所述第二层或垫由任意取向的第二非连续纤维制造。通过在堆叠中放置大体非对齐或任意取向的第一纤维而形成所述第一层，通过在堆叠中放置大体非对齐或任意取向的第二纤维而形成所述第二层。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实成片材。然后将所述片材形成为诸如行李箱外壳等部件。
借助例子并且非限定地，图1显示了一种行李箱2，其包括处于打开构造的可移动相对外壳。在闭合构造中，所述外壳形成内部腔室。这里所述的相对外壳包括前部4和后部6，从而大体形成平行六面体形状，所述平行六面体形状限定了用于容纳物品的内部腔室。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行李箱2。所述铰链可以由以下形成：拉链和织物带、琴式铰链、分开的分立铰链、由金属、塑料或其它合适材料形成的铰接接头。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2的内部腔室可以包括单个主腔室，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腔室。所述行李箱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2可以包括一个或多个定位在它的端板、侧板或者面板的一个或多个上的支撑元件。所述支撑元件可以包括用于将行李箱2离开地面支撑的足部支撑元件。所述支撑元件可以包括轮组件32，用于提供对行李箱2的滚动支撑，以方便平移。在一些例子中，所述足部支撑元件可以构造在行李箱2的相对部分的侧面板上，并且携带把手24可以构造在相对侧面板20、21的其中一个上以搬运行李箱2。可以在相对部分4、6的底部端板16、18上构造诸如四个旋转轮32等轮组件，并且可以在顶部端板12、14的其中一个(诸如后部顶端板14)上构造伸缩式把手34，用于推动和/或拉动行李箱2。还可以在与伸缩式把手34相同的顶部端板14上或者在另一顶部端板12上定位孔26，其构造成附接至携带把手。附加的孔24可以定位在侧面板20上并且构造成附接至携带把手。
非织造垫可以制造成非织造塑料纤维的单个沉积的层或者非织造塑料纤维的多个沉积的层，如下所述。提供例子以显示沉积在单个沉积的层中的非织造纤维，其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如图2C所示。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可以被分层、结合、堆叠或者以其它方式关联在一起，以便在通过压实、加热和模制工艺形成为行李箱外壳之前形成多个非织造垫的结构。
非织造垫可以通过压实、加热和模制形成为行李箱外壳60，如图1和7所示。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实非织造垫以形成压实的非织造片材，然后将所述压实的非织造片材模制成行李箱外壳。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同时进行压实和模制以形成行李箱外壳。另外，可以通过在压实或者同时地压实和模制之前将多于一个的非织造垫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显示了根据本公开例子的在单个沉积层中包括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是单个沉积的层，其包括混杂有任意取向的第二塑料纤维46的任意取向的第一塑料纤维42。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，以非对齐方位排列，并且大致均匀地分布在非织造垫40中。
图2B是根据本公开实施例的在单个沉积的层中包括双组分纤维的非织造垫的横截面视图。所述非织造垫48是包括双组分塑料纤维50的单个沉积的层，所述双组分塑料纤维50是任意取向的。在一些实施例中，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。在一个特定实施例中，所述双组分纤维50可以包括芯体49和外层51，如图2C所示。所述双组分纤维的外层51具有比所述芯体49更低的熔点，从而所述外层熔化以便与所述强化芯体结合或粘合在一起。所述双组分纤维还可以包括结构，诸如但不限于并排式双组分纤维，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为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括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的芯体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按重量可以在30％和80％之间，优选地按重量在40％和60％之间。替换地，这种塑料纤维可以具有与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括两种塑料纤维的非织造垫52的横截面视图，所述两种塑料纤维以多层(或者也称作多个区域)施加或沉积。所述非织造垫52包括由第一塑料纤维42形成的沉积层或区域54，所述层54错杂有或者交替有由第二塑料纤维46形成的沉积层或区域56。每个沉积的层可以是非常薄的，它在一个非限定性例子中可以大约是50g/m2，并且也可以更多或更少或者对于每层是不同的。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，在通过下述压实和模制形成为行李箱之前，具有由该制造方法形成的分层结构的非织造垫52中的纤维通过机械缝合、热粘合或者化学结合而交互接合和合并。通过逐层沉积来制造非织造垫，可以有利地允许在每一层中更加精确且一致的纤维组成，导致在非织造垫的整个区域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，以非对齐方位布置，并且大致均匀地分布。在上下文中，术语“非对齐”或者“任意”均包括以下含义：在形成垫子时纤维被放置或铺设的方式使得所述纤维相对于毗邻的纤维不会以特定方式故意地对准。例如，非对齐或任意方位不包括纤维相对于彼此织造的或者其它特意的几何方位。然而，这个定义不排除纤维的最终取向是：它们的相对方位是平行的、正交的或者成重复的角度方位。可以应用多于两个的层。
在一个例子中，所述第一塑料纤维是熔融纤维，而所述第二塑料纤维是强化塑料纤维。所述第一塑料纤维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相结合。所述第二塑料纤维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保持它的结构特性。所述第一熔融纤维形成基质，在所述基质中大致均匀地分布着所述第二强化塑料纤维。在另一个例子中，所述第一塑料纤维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。所述第二熔融纤维形成基质，所述第一强化塑料纤维大致均匀地分布在所述基质中。
所述两种塑料纤维是兼容的，使得所述熔融塑料纤维(当它的形式是基质时)可以具有与所述强化塑料纤维良好的粘合性。所述塑料纤维尤其包括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)。所述强化塑料纤维和所述熔融塑料纤维大致均匀地混合以形成均质混合物。在一些实施例中，所述熔融塑料纤维可以是与所述强化塑料纤维相同的类型，但是可以具有与所述强化塑料纤维不同的特性，比如熔点。在一些实施例中，所述熔融塑料纤维可以是与所述强化塑料纤维不同类型的塑料，并且也可以具有与所述强化塑料纤维不同的特性(例如熔点)。
使用两种塑料纤维的其中一个优点是：它允许在选择两种塑料纤维时的灵活性，以满足设计需求。通过应用两种不同的塑料纤维，在选择强化塑料纤维与熔融纤维的比例方面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。
在一些实施例中，所述强化塑料纤维可以是双组分塑料纤维，其可以具有至少一个熔点，然而所述熔融纤维可以不是双组分纤维。
在其它实施例中，熔融纤维可以是双组分塑料纤维，所述双组分塑料纤维也可以具有至少一个与所述强化塑料纤维不同的熔点，而所述强化纤维可以不是双组分纤维。在一些实施例中，所述强化塑料纤维和所述熔融纤维均可以是双组分纤维。
在一个例子中，双组分纤维包括诸如芯体的一部分以及诸如外层的另一部分，所述芯体由一种塑料形成，所述外层由具有较低熔化温度的另一种塑料形成。所述塑料可以尤其包括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)。所述双组分纤维中的塑料可以由不同种类的塑料形成。例如，所述双组分纤维可以包括作为外层的PP以及作为芯体的PET，其中PET是强化纤维。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。所述组合物尤其可以包括PE/PP,PE/PET,co-PET/PET或者PP/PET。
在双组分纤维中，如上所述，在一个形式中，所述外层被熔化以形成基质，所述基质嵌入并且与芯体强化纤维结合在一起。在一个特定实施例中，所述双组分纤维的熔化部分是重量的大约25％，而所述双组分纤维的芯体部分是重量的大约75％。在其它例子中，所述双组分纤维的强化部分优选占重量的大约80％。所述双组分纤维的熔化部分与所述双组分纤维的强化部分的比率可以变化。例如，所述熔化部分可以从重量的5％变化至60％，而剩余的强化部分补足差额。通常，强化塑料纤维占的比例越大，产生的压实的非织造片材以及由该片材形成的最终行李箱外壳越坚硬。
在制造非织造片材中应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特性，以便通过调整所述特性中的一种或多种并且不显著牺牲其它特性而改善适于任何特定需求的非织造材料性能。所述双组分纤维还可以具有多功能特性，同时不损失机械特性。使用双组分纤维还可以有利地允许在非织造垫中以及在压实的非织造片材中具有更高水平的强化纤维含量，这将导致具有改善硬度的行李箱外壳。相比较使用单独的熔融塑料纤维和强化塑料纤维的成分(其允许按照重量大约40％-60％的强化纤维含量)，在一个例子中，使用双组分纤维将允许强化纤维含量按照重量是大约80％。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率R。所述重量比率R可以在20％至80％，优选在25％至50％之间变化。所述强化塑料纤维与所述熔融或基质塑料纤维的重量比率可以根据期望的特性而变化。例如，所述熔融塑料纤维可以使最少的部分与所述强化塑料纤维热粘合。通过增加所述强化塑料纤维，压实的非织造片材将具有增加的强度、硬度或者更小的柔韧性。
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一个具有从0.005毫米到0.15毫米的直径范围。所述纤维的线性质量密度从1到300纤度，它是每10,000米以克为单位的质量。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改变。由丹麦的FiberpartnerApS公司制造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成PET纤维(例如用作强化塑料纤维)。另外，比利时的IFGExeltoStaple纤维可能也寻求合适纤维的非限定性例子的来源，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，由丹麦的ESFibervisionsAps制造的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52被压实并且加热以形成压实的非织造片材64，并且可以由压实的非织造片材64制造行李箱外壳，其中这两个步骤被分别地或者同时地执行。在以下部分中将描述该过程。附加的薄膜(诸如外膜或内衬里)可以被添加至所述压实的非织造片材。
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的每一个可以如上所述分别被合并和相互接合。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被组合，诸如通过分层、堆叠或者以其它方式关联在一起，以形成单个非织造垫的夹层或层压品。基于由其形成的外壳的期望的最终结果，在该层压品中的各个非织造垫均具有相同的纤维成分、不同的纤维成分、或者相同和不同纤维成分的组合。可以有利地使用各个非织造垫，以允许在单个垫中的更均质的纤维混合；允许设计单个非织造垫中的各层以结转到压实的非织造片材，每个沉积的层具有特定的纤维成分以提供最终行李箱外壳构造中的不同性质；允许控制每个单独的垫的重量；允许费用的降低；或者基于与每个非织造垫的合并和接合相关的限制。
图3A是根据本公开实施例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可以包括位于顶部的薄膜62或者压实的非织造片材64的外表面67，所述非织造片材64可以包括非织造第二纤维46或者双组分纤维50的芯体49，它们均匀地分布或嵌入在由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。
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可以与压实的非织造片材或者基质片材64一起层压。所述顶部薄膜62可以由任何热塑性材料制造，尤其包括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与所述压实的非织造片材64的外表面67的良好粘结性。行李箱外壳60还可以选择地包括位于底部上的额外的衬里66或者行李箱外壳的内表面71，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68。
在一些实施例中，可以在形成所述压实的非织造片材之后施加所述顶部薄膜。例如，可以在热成型/模制过程期间施加所述顶部薄膜到所述压实的非织造片材上。
在一些实施例中，所述第一塑料纤维或者丝线、第二强化塑料纤维或者丝线以及顶部薄膜可以是部分地或者完全地可回收利用的。
图3B是另一个实施例中的行李箱外壳的横截面视图。不带有顶部薄膜62的由压实的非织造片材64形成的行李箱外壳可能在压实的非织造片材64的外表面67上显示橙皮皱或者针孔。随着顶部薄膜62挤压在压实的非织造片材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复印效应。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实的非织造片材64之间的缓冲层63。所述缓冲层63可以由具有低模数的较软材料形成，诸如热塑性聚烯烃(TPO)和类似物。
所述压实的非织造片材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％的压实系数。所述压实系数提供了关于非织造垫是否被完全压实或者局部压实的测量。当在非连续纤维之间没有空间或者气隙时，所述压实系数是100％。当在非连续纤维之间具有一些空间或者气隙时，或者当一些纤维彼此不接触时，所述压实系数小于100％。虽然在压实的非织造片材中具有更少的气隙可能具有一些优点，但是并不需要压实范围接近100％，事实上，已经发现80％到100％的压实范围是合适的。提到100％包括“大约”100％，因为达到100％的压实是困难的。
在双组分纤维的情况下，所述压实系数是测量密度与纯聚合物密度之间的比率。
在两种纤维的情况下，即，一种熔融塑料纤维和一种强化塑料纤维，所述压实系数可以是测量密度与纯聚合物的混合物的密度之间的比率。
在一个例子中，在成型或者压实之后所述压实的非织造片材的密度可以在0.9千克/公升到1.3千克/公升之间。
所述压实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
用于制造所述压实的非织造片材的基本步骤大体包括垫成型、压实和加热以形成压实的非织造片材。
图4是流程图，显示了根据本公开实施例的用于由非织造垫40、48或者52制造行李箱外壳的操作。方法68开始于在操作70中形成包括任意取向纤维的非织造垫。所述非织造垫可以包括位于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位于单个沉积层中的一种双组分纤维50，如图2B所示。所述双组分纤维50包括一个塑料部分，该塑料部分具有比另一个塑料部分更低的熔点。所述非织造垫还可以包括位于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。在一些实施例中，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。在一些实施例中，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。如果单个强化和熔融塑料纤维以及双组分塑料纤维均被包括在非织造垫中，那么所述处理温度将有利地高于熔融塑料纤维的最高熔化温度，以及低于强化塑料纤维的最低温度。
方法68进一步包括在操作74中同时地压实和模制所述至少一个非织造垫，使之成为制品，诸如行李箱外壳组成。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：形成至少一个压实的非织造垫，然后将所述至少一个压实的非织造垫模制成制品。
在该方法中，选择地分别包括附加衬里或薄膜层66或62的非织造纤维的热压实可以与模制或成型在相同时间或同时地进行，以形成行李箱外壳组成。
图5是流程图，显示了根据本公开实施例的用于由压实的非织造片材64制造行李箱外壳的操作。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中压实并加热所述非织造垫以形成压实的非织造片材。方法76然后在操作82中接着将所述压实的非织造片材64模制成制品，诸如行李箱外壳2。
图6是流程图，显示了根据本公开实施例的用于由图2D所示的沉积的多层纤维制造压实的非织造片材的操作。方法86开始于在操作88中沉积第一层第一塑料纤维，接着在操作90中在所述第一层第一塑料纤维上沉积第二层第二塑料纤维。方法86接着在操作92中在所述第二层第二塑料纤维上沉积第三层第一塑料纤维，接着在操作94中在所述第三层第一塑料纤维上沉积第四层第二塑料纤维，从而形成了一个非织造垫，所述非织造垫包括混杂有任意取向的第二塑料纤维层的任意取向的第一塑料纤维层。该工艺的优点可以是为了获得纤维的更好的混杂或者为了均匀地混合两种塑料纤维，以及更加容易地构建均匀厚度的材料。
在一些实施例中，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。在替换实施例中，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。
所述强化塑料纤维的第一熔化温度与所述熔融塑料纤维的第二熔化温度之间的区别是至少5℃。在其它实施例中，该区别可以是变化的，并且可以是至少是15℃、25℃、35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃、95℃、105℃、115℃、125℃，并且已经发现高达130℃(包括130℃)是可以接受的。
尽管可以由粉末或者液体(化学粘合)形成所述非织造基质，但是通过以下操作，纤维形状在提供熔融或基质塑料纤维与强化塑料纤维的大致均匀或同质混合方面更好：交替地沉积第一塑料纤维和第二塑料纤维、接着沉积第一塑料纤维和第二塑料纤维，以形成非常薄的交织纤维层的堆叠，所述交织纤维层可以是缝合或者啮合在一起、压实并且加热。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，以便混合所述两种不同的纤维以及纤维的层。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造，所述非织造垫可以在压实和加热之前由一个或多个沉积的层制造。替换地，所述双组分纤维可以如这里所述通过沉积双组分纤维的多于一个的沉积层而形成，部分参照图2D。通过允许对纤维施加的更紧密或改善的控制，沉积多于一个的层是有利的，并且允许沉积过程更加精确及可重复。
如上所述，通过沉积多于一层的纤维(不管是包括两种不同纤维、双组分纤维还是它们的混合物)而形成单独的非织造垫40，使得能够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上的不同区域。该结构进而允许一个层与具有纤维类型不同组成的另一个层或者另一些层的物理性质(诸如但不限于硬度或者表面质地)不同。参照图3C，显示了类似于图3A和3B的行李箱的一部分，它包括具有外表面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一部分。这些层和表面与所形成的非织造垫的层和表面相对应，然后将非织造垫压实、加热并形成为这里所述的行李箱外壳60。非织造垫的层124可以被沉积为一种纤维组成，其具有熔融塑料(基质61)的选定浓度，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按照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可以被沉积为一种纤维组成，其具有熔融塑料(基质61)的选定浓度，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上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按照熔融塑料纤维的重量优选为15％或更少，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外壳的结构强度和弹力，在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))在毗邻的或非毗邻的层之间可以是相同的或者不同的。在具有多于一层的非织造垫的一个非限定性例子中，诸如以上例子，其中包括分别具有不同纤维组成的至少三个层或者区域，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。虽然在该例子中中间层128比内层126及外层124具有每单位面积重量更高的测量，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或者两者均具有比中间层128更高的单位测量。
方法86进一步包括在操作96中压实并加热多层纤维，以形成压实的非织造片材、腹板或者基质片材。所述压实的非织造片材包括至少一种强化塑料纤维或者丝线，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,所述压实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。
在加热和压实之前，通过化学结合、机械结合或者热粘合，非织造垫中的纤维被交互接合及合并。在压实之前，对于整体均质的单个沉积层的单独非织造垫构造(见图2A或2B)或者对于多个沉积层的非织造垫构造(见图2C)，机械结合(诸如通过针刺法)的非织造垫的厚度可以从1.5毫米变到10毫米，优选大约5毫米。在压实和模制之前这种非织造垫被热粘合以整合的情况下，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。相比较机械钉合的非织造垫，热粘合的非织造垫可以更容易地有利地均匀加热(在随后的行李箱外壳成形方法之前或者期间)。在成型或者压实之前，包括所有层的所述单独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。
在压实和加热操作80期间，包括两种塑料纤维或者双组分纤维或者其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一部分，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一部分保持在它的纤维形状。在压实和加热之后，所述压实的片材被冷却以形成压实的非织造片材或者基质片材64。在一些实施例中，在压延成型过程中，腹板或者垫可以在两个加热辊之间通过。至少一个辊或者两个辊可以被内部地加热。同样，一个辊或者两个辊可以被压纹。本领域的普通技术人员将理解，可以使用用于压实和加热的其它方法。
在操作80中用于压实和加热的处理温度在熔融塑料纤维或者双组分纤维的一部分的第一熔化温度和强化塑料纤维或者双组分纤维的一部分的第二熔化温度之间。在一些实施例中，所述处理温度比低熔点或者温度高至少5℃。在其他实施例中，所述处理温度可以改变，并且比所述低熔点或者温度高至少10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃或者80℃。
用于压实和加热所述非织造垫的处理压力大体在0到20MPa之间，优选在0.5MPa到10MPa之间，更优选在1.5MPa到5MPa之间。
在一些实施例中，所述处理温度比高熔点或温度低至少5℃。在其他实施例中，所述处理温度可以改变，并且比所述高熔点或者温度低至少10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃或者80℃。
在压实和加热之后，所述压实的非织造片材64是非织造材料的单个压实的或者相对实心的层，如图3A和3B所示。所述压实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。
将所述非织造垫形成为行李箱外壳或者外壳组成可以在冲压模具(诸如插头模具)中执行。如这里所述，通过在被放置到冲压模具中以成型为选择的行李箱外壳构造之前首先压实(如果使用多于一个非织造垫则作为堆叠)并加热非织造垫，所述一个或多个非织造垫可以被模制成期望的行李箱或者组成。替换地，所述一个或多个非织造垫可以在单一的步骤被定位在冲压模具中(如果使用多于一个非织造垫则作为堆叠)、加热并且模制在一起以得到外壳构造的期望形状。替换地，一个或多个非织造垫可以单独地被压实并加热以形成压实的片材，并且然后所述压实的片材被堆叠在一起并且被放置在冲压模具中以及被模制成期望的外壳构造。
所述行李箱外壳是由压实的非织造片材或者基质片材64形成的层压品，它是或者可以由100％非织造材料制成。所述压实的非织造片材或者基质片材是或者可以是各向同性的，包括大致均匀地分布在塑料基质中的非对准的或者大体任意取向的强化塑料纤维。
可以模制所述压实的非织造片材以形成外壳或者外壳组成。在模制以形成外壳组成之前，在非织造垫的模制或者压实期间，可以将另一种织物(诸如织造织物66)和/或薄膜62添加到压实的片材中。该织物可以是位于行李箱外壳的外侧上的内衬里和/或层。外壳的一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或组成的面板、角部件或者其它结构部分，并且它们与其它结构结合使用以形成行李箱，诸如混合行李箱。
诸如行李箱外壳等产品是非常薄的。在一些实施例中，所述行李箱外壳可以具有从0.4毫米到2.0毫米、优选从0.5毫米到1.5毫米、更优选从0.6毫米到1.2毫米的厚度。附加地或者替代地，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毫米的范围内，优选大约2.5毫米，并且应当通常在1至2毫米的范围内。在一些实施例中，所述第一塑料纤维或丝线、第二强化塑料纤维或丝线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抵抗用作行李箱的硬度，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。
在特定实施例中，所述行李箱外壳由压实的非织造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，所述强化共聚酯或者PET纤维可以具有大约180℃的熔化温度。所述熔融共聚酯或者PET纤维具有大约110℃的熔化温度。所述PET纤维可以是再利用纤维，其成本比新制造的纤维更低。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实的非织造热塑性片材相比较织造的热塑性片材具有几个优点。所述压实的非织造片材或者基质片材不需要编织，并且可以使用可再利用纤维，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，原因是在形成非织造垫时不需要预拉伸。在压实/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状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。与此相比，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，并且在深拉过程期间当被加热时(在较低水平的应力下)趋向于返回至它们的原始形状或者自然状态。
压实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。用来形成所述压实的非织造片材的纤维可以使用比PP更硬的PET，从而所述压实的非织造基质片材比SRPP更硬。借助增加的硬度，相比较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，以便具有柔软的触感，其适于不需要在行李箱外壳的该表面上再施加内衬里。相比较形成行李箱外壳的其它材料，表面粗糙度相对较低。该特征是压实的非织造基质片材相比较传统SRPP的另一优点，原因是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，因为它具有合适的表面光洁度并且不需要衬里来覆盖，如上所述。
图7显示了根据本公开实施例的外壳100，在这种情况下，是行李箱外壳。这里，围绕竖立侧壁102的外围的边已经被切割，以便移除多余的材料，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具有一深度尺寸，所述深度尺寸相对于由非织造热塑性片材制造的之前的行李箱外壳非常大。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，优选比率在大约0.2到0.3的范围内。所述外壳材料的各向同质厚度优选达到低至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实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。所述压实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，连同从分子构成上来说无定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，该行李箱具有显著大的容积，在该容积中包装有旅行者的必需品。因此每个这种外壳100的直立壁6应当尽可能地深。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毫米或更小的情况下。
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相对于宽度或长度尺寸的较小一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(特别是上述类型的深拉伸外壳)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强化的复合材料产生更多的变形，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更好地抵抗负荷。图8B是局部放大图，比较截面AA处的底壁的大体横截面形状的中心线。独创性外壳的底壁103具有交替的凹进和凸出区域114、116图案(见图8B)，以通过增加梁强度或者增加弯矩而提供显著的结构加强，以便在与底壁垂直的所有平面中抵抗弯曲，例如围绕水平轴线110和垂直轴线112，其中所述交替的凹进和凸出区域114、116图案形成在壁103中并且如上所述相对于壁103的周边(特别是相对于限定外壳长度的外围侧壁的较长部分)沿曲线延伸。所述结构加强图案允许制造更薄的外壳，该外壳具有用于行李箱的冲击强度和硬度。加强图案也可以是较软的、潜在地更富美感的吸引人的图案。
图9是使用根据本公开的外壳的行李箱的部分透视图，它是从行李箱的下角部观察的视图。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，压实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组件的附件，诸如旋转轮组件。
这里，可以看出可以通过将两个类似形状的外壳配对而制造行李箱。毗邻的边缘通过拉链122或者滑块开启轨道而选择性地附接。注意：脚轮安装件120位于外壳角部，特别地，位于提供稳定性的那些角部处，与位于办公椅腿部的端部上的脚轮非常类似(当然，它们也可以容纳在凹陷区域中)。正如可推导得到的，外壳半部可以具有截然不同的深度，所述非织造接合区域相对于角部/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把手，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。在制造所述产品时，可以方便且低操作成本地应用用于热成型或者深成型的传统机械和机加工。
通过上述方法，能够或者可以制造出一种至少在特定区域或部位中包括异常高度形变的超轻模制部件，诸如深拉拔外壳，特别是行李箱外壳，其具有高的深度与宽度/长度比率、无与伦比的机械特性(即：强度、抗弯性、抵抗变形和断裂的性能)，以及高的尺寸和成形精度和吸引人的外观。
本公开提供了一种产品，以及通过形成非织造垫基于非织造塑料纤维制造该产品的工艺，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一个温度下压实所述非织造垫，以便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。
本实用新型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实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、以及由于与织造织物相比增加的硬度而无需额外的内部加强件。
本实用新型提供了一种由非织造垫制造的行李箱外壳。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形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(诸如携带把手或者拖曳柄)。
已经描述了几个实施例之后，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进行各种修改、替代构造和等同变化。另外，没有描述各种已知方法和元件，以避免本实用新型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实用新型的范围。
本领域的普通技术人员将理解：借助例子教导了当前公开的实施例，它们不是限制性的。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 (37)

1.一种行李箱外壳部件或者其组成，包括：
至少一个非织造垫，其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，所述强化塑料纤维比所述熔融塑料纤维具有更高的熔化温度；
所述熔融塑料纤维限定一聚合物基质；
所述强化塑料纤维由所述聚合物基质约束；
所述非织造垫被形成为外壳构造。
2.根据权利要求1所述的外壳，其中：
所述单个非织造垫包括至少两个沉积的层，其中第一层包括的强化塑料纤维的重量百分比高于熔融塑料纤维，并且第二层包括的熔融塑料纤维的重量百分比高于强化塑料纤维。
3.根据前面权利要求的至少一项所述的外壳，其中：
所述第一层大致完全是强化塑料纤维，并且所述第二层大致完全是熔融塑料纤维。
4.根据前面权利要求的至少一项所述的外壳，其中：
所述至少两层包括多个层，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所述的外壳，其中：
所述第一层部分地限定行李箱的内表面的一部分；并且
所述第二层部分地限定所述外壳的外表面的一部分，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所述的外壳，其中：
所述第二层按照重量具有35％或者更多的熔融塑料纤维；并且
所述外表面具有相对较平滑的表面质地。
7.根据权利要求5所述的外壳，其中：
所述第一层按照重量包括大约15％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所述的外壳，进一步包括：
定位在所述第一层和所述第二层之间的至少一个中间层，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外壳，其中：
在热粘合之后，所述非织造垫具有大约20-30毫米的厚度，并且更优选地，所述厚度范围在25-30毫米内。
11.根据前面权利要求的至少一项所述的外壳，其中：
通过压实并且然后模制，或者通过同时压实和模制，形成所述非织造垫的外壳构造。
12.根据前面权利要求的至少一项所述的外壳，其中，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。
13.根据前面权利要求的至少一项所述的行李箱外壳，其中，所述至少一个非织造垫被加热和压实以形成压实的非织造片材，所述非织造片材的厚度在大约0.6毫米至2.0毫米的范围内。
14.根据前面权利要求的至少一项所述的行李箱外壳，其特征在于，所述压实的非织造片材具有从大约70％到大约100％的压实系数，优选地从大约80％到大约100％。
15.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一部分以及限定所述熔融塑料纤维的一部分。
16.根据权利要求14所述的外壳，其中，所述非织造垫完全由双组分纤维形成。
17.根据前面权利要求的至少一项所述的外壳，其中：
通过压实步骤并且接着模制步骤，或者通过组合的压实和模制步骤，形成所述非织造垫的外壳构造。
18.根据前面权利要求的至少一项所述的外壳，进一步包括固定至所述行李箱外壳部件的外表面上的薄膜。
19.根据前面权利要求的至少一项所述的行李箱外壳部件，进一步包括固定至所述行李箱外壳部件的内表面上的衬里。
20.根据权利要求1所述的行李箱外壳部件，其中：
所述强化塑料纤维是双组分纤维的第一部分，并且所述熔融塑料纤维是双组分塑料纤维的第二部分。
21.根据权利要求20所述的行李箱外壳部件，其中：
所述至少一个非织造垫包括至少一个沉积的层；并且
在所述至少一个沉积的层中所述第一部分的重量百分比大于所述第二部分。
22.根据权利要求20-21中至少一个所述的行李箱外壳部件，其中：
在所述第一沉积的层中所述第二部分按照重量在大约5％至60％的范围内。
23.根据权利要求20-22的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中：
在所述第一沉积的层中，所述第一部分按照重量是大约75％或更大，所述第二部分按照重量是大约25％或更小。
24.根据权利要求20-23的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中：
在所述第一沉积的层中，所述第一部分按照重量是大约80％。
25.根据权利要求20-24的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中：
所述至少一个非织造垫包括至少两个沉积的层，其中第一沉积的层包括的强化塑料纤维的重量百分比高于熔融塑料纤维，并且第二层包括的熔融塑料纤维的重量百分比高于强化塑料纤维。
26.根据权利要求20-25的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中：
所述至少一个非织造垫在热粘合之后具有大约20-35毫米的厚度，或者在机械缝合之后具有大约1.5到10毫米的厚度。
27.根据权利要求20-26的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中：
通过压实步骤并且接着模制步骤，或者通过组合的压实和模制步骤，形成所述非织造垫的外壳构造。
28.根据权利要求20-27的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中，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。
29.根据权利要求20-28的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中：
所述外壳部件限定一壁厚，并且
所述壁厚在大约0.4到3毫米的范围内，或者在大约0.6到1.5毫米的范围内。
30.根据权利要求20-29的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中：
所述压实的非织造片材具有从大约70％到100％的压实系数，或者优选地从大约80％到大约100％。
31.根据权利要求20-30的至少一项所述的行李箱外壳部件，其中：
所述至少一个非织造垫至少包括第二非织造垫；并且
其中所述第二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，所述强化塑料纤维比所述熔融塑料纤维具有更高的熔化温度。
32.根据权利要求20-31的至少一项所述的行李箱外壳部件，进一步包括固定至所述行李箱外壳部件的外表面上的薄膜。
33.根据权利要求20-32的至少一项所述的行李箱外壳部件，进一步包括固定至所述行李箱外壳部件的内表面上的衬里。
34.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，所述外壳是无框架的。
35.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，所述外壳的一部分限定波浪形的凸起和凹陷区域。
36.根据至少权利要求35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所述行李箱的侧壁沿曲线方向延伸。
37.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，轮组件直接附接至所述外壳。
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