CN219634570U - 片材及其制造设备 - Google Patents

Abstract

本申请的目的是提供一种片材及其制造设备，其中该片材包括织物层及覆盖层，所述覆盖层包括第一层和第二层，所述第一层包括弹性高分子材料，所述第二层包括粘结材料，并且所述覆盖层由流动性的所述弹性高分子材料和流动性的所述粘结材料合流后形成；并且所述织物层与所述粘结材料结合。相较于现有技术，本申请的技术方案简化了片材的制造工艺，也更环保。

Description

片材及其制造设备

技术领域

本申请涉及片材制造领域。具体而言，本申请涉及一种片材，以及该片材的制造设备。

背景技术

随着材料工艺的发展和社会需求的增多，弹性有机材料制成的片材得到广泛使用。例如，人们越来越多地使用各种便携式设备以应用于各种不同的场所，例如，设备从室内使用移到户外进行使用。作为典型代表，充气产品重量轻、易于包装和存储，已广泛应用于生活中。现有技术中，充气产品往往由若干片高分子材料制成的片状材料彼此高频焊接拼接而构造其外部轮廓，因此这些片状材料往往使用可高频焊接的弹性高分子材料，例如热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethanes,TPU)或聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,PVC)，制成。但是，在产品内部气压较高的情况下，片状材料会发生拉伸变形，从而使充气产品的外形发生变形，影响用户使用。

为了加固片状材料，技术人员已经尝试将织物贴附于片状材料，以改善片状材料的抗拉伸性能。以通过TPU制成的片状材料为例，现有的织物贴合工艺通常首先将粘合剂涂覆于织物基层上以获得基层材料，将基层材料卷成基层料卷以方便运输，并准备好由待贴合的TPU材料卷成的TPU料卷。随后将基层料卷和待贴合的TPU料卷一齐转运至贴合机，将分别由基层料卷、TPU料卷供料的基层材料的粘合剂、TPU材料加热至熔融并压合，形成通过粘合剂粘合TPU材料和织物基层的片状材料。

然而，上述工艺具有一些明显的缺点。一方面，在获得中间材料后，需要将这些中间材料卷成沉重的料卷进行运输。另一方面，在使用胶粘剂的场合下，需要将胶粘剂溶解于有机溶剂中获得胶粘剂溶液，将胶粘剂溶液涂在织物表面，再使有机溶剂蒸发而使胶粘剂留在织物表面，然后将带有胶粘剂的织物卷起，才能获得可用于运输的基层料卷；而蒸发的有机溶剂可能造成严重的环境污染。

实用新型内容

本申请提供一种用于制作充气产品的片材的制造设备以及制造工艺，简化片材的生产过程，降低生产成本，并减少可能的环境污染。

具体而言，本申请提供了一种片材制造设备，其包括：

原料处理装置，包括第一流道、第二流道、合流腔和材料出口，所述第一流道、所述第二流道、所述材料出口分别与所述合流腔连通；

第一供料装置，用于向第一流道输送弹性高分子材料；

第二供料装置，用于向第二流道输送粘结材料；

第三供料装置，用于提供织物片；以及，

压紧装置，用于将织物片贴合于第一料片的粘结材料所在一侧，其中第一料片由材料出口送出。

在一个实施例中，压紧装置包括对置的第一辊和第二辊，第一料片和织物片被置于第一辊和第二辊之间。

在一个实施例中，第一辊和第二辊中的至少一个具有由金属材料制成的工作面。

在一个实施例中，该片材制造设备还包括冷却系统，冷却系统包括冷却管路；第一辊具有由金属材料制成的工作面，冷却管路设置于第一辊中。

在一个实施例中，该片材制造设备还包括冷却系统，冷却系统包括冷却管路；第二辊具有由金属材料制成的工作面，冷却管路设置于第二辊中。

在一个实施例中，第一辊和第二辊中的一个具有由弹性材质制成的工作面。

在一个实施例中，粘结材料包括反应型胶粘剂。

本申请还提供了一种片材，其包括织物层及覆盖层；其中，覆盖层包括第一层和第二层，第一层包括弹性高分子材料，第二层包括粘结材料，并且覆盖层由流动性的弹性高分子材料和流动性的粘结材料合流后形成；并且织物层与粘结材料结合。

在一个实施例中，所述片材由所述覆盖层和所述织物层压合后制成。

在一个实施例中，上述粘结材料包括反应型胶粘剂。

与现有技术相比，本申请所提出的片材制造设备，免去了先制作涂覆有粘合剂的基层材料、再将基层材料运至贴合装置的麻烦，提升了片材制造效率。同时，反应型胶粘剂可以应用于本申请提出的片材，且本申请提出的制造设备也适用于应用反应型胶粘剂的场合。因此，本申请的技术方案也避免了蒸发的有机溶剂对环境的不利影响。虽然反应型胶粘剂(例如反应型聚氨酯，Polyurethane Reactive，PUR)不含水和有机溶剂，高性能、环保，兼有普通热熔胶粘剂无溶剂、初粘性高、装配时定位迅速等特性，又具有反应型胶粘剂特有的耐水、耐热、耐寒、耐蠕变和耐介质等性能。但是，反应型胶粘剂在固化完成后无法进行逆反应，如要使其再进入可用状态需要再将其加热至一定的温度。本申请提出的片材的制造设备和制造工艺，在使用反应型胶粘剂的场合下，可以在反应型胶粘剂固化完成前即完成贴合过程，相较于现有的生产工艺，避免了对胶粘剂再次加热使其熔化的过程，不仅提升了生产效率，也节约了能源。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1示出本申请一个实施例中的片材制造设备的构造；

图2示出图1所示实施例中织物材料于弹性高分子材料的贴合原理；

图3示出本申请一个实施例中的片材。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或者更多，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，“充气产品”包含至少一个用于充气的充气腔室，在该充气腔室内的气体(例如，空气)的压强达到所需数值后，充气产品处于充气(inflated)状态并保持一定的形状；而充气产品的充气腔室中的气体被排出后，充气产品处于泄气(deflated)状态，充气产品的体积相对于其处于充气状态时大大减小，从而便于充气产品的收纳。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于制造片材的制造设备。该制造设备主要包括原料处理装置和多个原料供给装置，各原料供给装置分别与原料处理装置连接并向原料处理装置提供原料，其中，原料中包括可以使织物与其他一种或多种原料结合的原料。原料在原料处理装置中汇合后，由原料处理装置的出料口排出以形成第一料片。随后第一料片和织物被一同送入压紧装置，从而第一料片和织物经压紧装置压紧而形成第二料片，其中第二料片包括织物层以及贴合至织物层的覆盖层。

图1示出本申请一个示例性实施例中用于制造片材的制造设备1000的构造，由制造设备1000制造的片材将被用来制作充气产品。图2示出了弹性高分子材料经原料处理装置送出后与织物贴合的原理。以下基于图1、图2示出的制造设备1000详细描述本申请的具体实施方式。

可以理解的是，图1和图2所示的制造设备1000以及具体结构作为用于揭示片材的制作过程的示例，其构造(例如，各部件的相对位置关系和尺寸关系)并不构成对本申请具体实施方式的限定。本领域的技术人员可以根据实际需要选取各部件的相对位置关系和尺寸关系。

具体地，制造设备1000主要包括第一供料装置100、第二供料装置200、原料处理装置300、第三供料装置400和压紧装置500。

第一供料装置100经第一供料路径110与原料处理装置300相连，并且第一供料装置100将弹性高分子材料120(例如，PVC或TPU)加热至塑化温度以使其处于熔融状态，并经第一供料路径110将弹性高分子材料120输送至原料处理装置300。第二供料装置200经第二供料路径210与原料处理装置300相连，并且第二供料装置200将粘结材料220(可以是反应型胶粘剂，例如反应型聚氨酯热熔胶——Polyurethane Reactive，即PUR)加热至塑化温度以使其处于熔融状态，并经第二供料路径210将粘结材料220输送至原料处理装置300。

特别地，在使用反应型胶粘剂的场合下，包括PUR在内的反应型胶粘剂不含水和有机溶剂，高性能、环保，兼有普通热熔胶粘剂无溶剂、初粘性高、装配时定位迅速等特性，又具有反应型胶粘剂特有的耐水、耐热、耐寒、耐蠕变和耐介质等性能。但是，反应型胶粘剂在固化完成后无法进行逆反应，因此采用反应型胶粘剂的贴合方案必须在反应型胶粘剂固化完成前即完成贴合过程。

在一个实施例中，第一供料装置100/第二供料装置200具有螺杆输送机构，依靠螺杆旋转产生的压力及剪切力，使得物料能够充分进行塑化和均匀混合，并使物料被螺旋地沿着螺杆的轴线方向输送。可以理解地，本领域的技术人员可以根据实际需要，采用其他形式的输送机构。例如，但非限制性地，第一供料装置100/第二供料装置具有齿轮泵输送机构。

第一供料装置100和/或第二供料装置200还可选地具有加热设备，以加热弹性高分子材料120和/或粘结材料220。

随后，可流动的弹性高分子材料120和可流动的粘结材料220在原料处理装置300中汇合。具体而言，来自第一供料装置100的弹性高分子材料120经第一入口324流入原料处理装置300，来自第二供料装置200的粘结材料220经第二入口314流入原料处理装置300。

和第二供料装置200的材料在原料处理装置300端部的合流腔中汇合。汇合后的材料将从合流腔流动至材料出口302以形成第一料片600，并被继续沿着图2中相应箭头方向输送。参考图1和图2，合流腔340的全部或者其至少邻接材料出口302的部分，以及材料出口302，沿着第一料片600的宽度的方向(或者说，垂直于第一料片600的被输送的方向)延伸。

参考图2，原料处理装置300内部形成有至少第一流道322和至少一条第二流道312。第一流道322供弹性高分子材料120流过，第二流道312供粘结材料220流过。在图2示出的实施例中，原料处理装置300由至少第一部件320、第二部件310和第三部件330组装而成。第一部件320和第三部件330限定一条或多条第一流道322，例如第一部件320和第三部件330紧贴，但第一部件320和第三部件330中的至少一个在接触位置设有一处或多处凹陷，从而形成前述一条或多条第一流道322。例如在一个实施例中第一部件320和第三部件330限定一条第一流道322，该一条第一流道322部分或全部地大致呈扁平状且连通合流腔340。又例如，在另一个实施例中，第一部件320和第三部件330限定二条或更多条第一流道322，该二条或更多条第一流道322各自与合流腔340相连。类似地，第二部件310和第三部件330限定一条或多条第二流道312，例如第二部件310和第三部件330紧贴，但第二部件310和第三部件330中的至少一个在接触位置设有一处或多处凹陷，从而形成前述一条或多条第二流道312。例如在一个实施例中第二部件310和第三部件330限定一条第二流道312，该一条第二流道312部分或全部地大致呈扁平状且连通合流腔340。又例如，在另一个实施例中，第二部件310和第三部件330限定二条或更多条第二流道312，该二条或更多条第二流道312各自与合流腔340相连。

来自第一流道322的弹性高分子材料120和来自第二流道312的粘结材料220在合流腔部分地混合。如前所述，第一料片600经材料出口302被继续输送，则弹性高分子材料120和粘结材料220发生混合的部分使得二种材料紧密地结合在一起。换言之，在第一料片600中，弹性高分子材料120未与粘结材料220混合的部分形成第一料片的第一层602，粘结材料220未与弹性高分子材料120混合的部分形成第一料片的第二层604，弹性高分子材料120与粘结材料220混合的部分形成第一料片的第三层606，则第一料片的第三层606使第一层602和第二层604牢固结合。应当理解，第一层602和第三层606之间，以及第二层604和第三层606之间，没有明显的的分界面。

在图1所示的方位下，材料出口302的宽度限定第一料片600的宽度，材料出口302的高度限定第一料片600的厚度。可选地，材料出口302的宽度是可调的，以方便地调整第一料片600的厚度。例如通过调整第一部件320和第三部件330之间的相对位置，和/或调整第二部件310和第三部件330之间的相对位置关系，来调整材料出口302的宽度。

可以理解地，第一部件320和第三部件330一体或分体设置，第二部件310和第三部件330一体或分体设置。

同样可以理解地，在其他实施例中，可以设置更多的流道，例如在一条或多条第一流道322、一条或多条第二流道312的基础上，进一步设置第三流道(图中未示出)。与第一流道322、第二流道312类似地，第三流道亦与合流腔340相连，且第一料片600除了包含第一层602和第二层604以外，还进一步包含第三层(图中未示出)。或者，第一供料装置100是多层共挤装置，其挤出的弹性高分子材料120(例如可以是熔融状态)具有二层或多层复合结构，随后弹性高分子材料120在合流腔与粘结材料220汇合，并一同经材料出口302被送出以形成第一料片600。由此，最终形成的第二料片可以具有复合的弹性高分子材料覆层而具备更全面的机械性能。

接着，第一料片600被送入压紧装置500。同时，由第三供料装置400提供的织物片410也被送入压紧装置500，以便织物片410被贴合至第一料片600。第一料片600的第二层604朝向织物片410，以便第二层604将第一料片600和织物片410结合在一起。即，第一料片600的第二层604被安排在织物片410和第一料片600的第一层602之间。可以理解地，相比于图1和图2示出的实施例而言，第一料片600在其他实施例中包括更多层，那么需要使第一料片600的其中一个粘结层朝向织物片410，以便该粘结层在压紧装置500的作用下使第一料片600和织物片410牢固结合。

在一个较佳的实施例中，织物片410的宽度和第一料片600的宽度被配置为相同或大致相同。例如，调整材料出口302的宽度至与织物片410的宽度相同或大致相同。这样，织物片410和第一料片600被压紧而结合以后，二者的外轮廓大致重合，从而无需裁切大量的材料即可使最终制成的片材具有整齐的边缘。

在图1和图2所示的实施例中，压紧装置500包括对置的第一辊520和第二辊510，第一料片600和织物片410被置于第一辊520和第二辊510之间。第一辊520和第二辊510之间的间隙被调整为使第一辊520和第二辊510分别足以压紧于第一料片600和织物片410的表面。经材料出口302送出的第一料片600中的至少第二层604尚未完全冷却而仍具有一定的流动性，因此织物片410和第一料片600在图2所示的压紧位置P处接触并被第一辊520、第二辊510压紧后，织物片410和第一料片600的第二层604紧密结合。当第一料片600和织物片410完全冷却后，第二层604使第一料片600和织物片410牢固地结合。第一辊520和第二辊510中的至少一个是主动的。例如，第一轴522驱动第一辊520绕第一轴522转动，第一辊520驱动第一料片600运动，第一料片600驱动织物片410运动，而织物片则进一步地驱动第二辊510绕第二轴512转动。或者，第二轴512驱动第二辊510绕第二轴512转动，第二辊510驱动织物片410运动，织物片410驱动第一料片600运动，而第一料片600进一步地驱动第一辊520绕第一轴522转动。或者，第一辊520和第二辊510分别由第一轴522和第二轴512驱动而转动，且第一辊520和第二辊510驱动第一料片600和织物片400运动。

织物片410由第三供料装置400提供。例如，织物片卷成的卷被套在第三供料装置400的轴(参考图2，第三轴402)上。可选地，第三供料装置400是无动力的，被压合至第一料片600并被继续输送的织物片410向第三供料装置400提供拉力，实现连续抽取织物片410。可以理解地，在一些实施例中，第三供料装置400被配置为主动的，例如，但非限制性地，第三轴402驱动第三供料装置400连续供料，且第三轴402的转速与织物片410、第一料片600的移动速度相匹配。

第一辊520的至少工作面(即，与第一料片接触的表面)主要是由金属材料制成的，以提供好的传热效率，加快使第一料片600在和织物片410接触后的冷却和固化速度。

如图2所示，在一些实施例中，为了进一步改善第一料片600的冷却和固化速度，制造设备1000还进一步地包括冷却系统524。冷却系统524具体地包括冷却管路5242、连接管路5244、循环管路5246和热交换装置5248。冷却介质为流体，被加压后从循环管路5246流入连接管路5244，随后被分配至分布于第一辊520内部的冷却管路5242，从而为第一辊520降温而使其保持较低的温度；在此之后，冷却介质再经循环管路5246流入热交换装置5248，并通过热交换装置5248将热量排放至大气(或其他介质)，然后再经循环管路5246流入连接管路5244和冷却管路5246。例如，循环管路5246包括至少两条管道，该两条管道分别将流体引入冷却管路5242(例如，经连接管路5244)以及将流体引入热交换装置5248。冷却介质在一些实施例中可以是气体或液体，例如冷却介质是水，或醇，或它们的溶剂。冷却系统524使第一料片600在和织物片410接触后被尽快地冷却、固化，避免被压合后仍处于较高温度的第一料片600与织物发生局部分离而影响片材产品的品质。

第二辊510的工作面(即，与织物片410接触的表面)可选地由弹性材质(例如，橡胶或硅胶)制成，以在第二辊510和织物片410之间提供足够的摩擦力，避免第二辊510和织物片410之间发生意外的相对滑动，从而保证织物片410和第一料片600之间的可靠贴合。可以理解地，在一些实施例中，第二辊510的工作面亦可由金属材质制成；在此基础上，第二辊510内亦设有冷却管路，该冷却管路连接至上面提到的冷却系统，其中第二辊510中的冷却管路的实施方式和技术效果与上述第一辊中冷却管路5246的工作原理和技术效果大体相同。

可以理解地，在一些实施例中，也可以将第二辊510设置为具有由金属材料制成的工作面以及冷却管路，而第一辊520中未设置冷却管路，从而通过第二辊510为织物片410和第一料片600提供冷却。具体实施方式和技术效果与上述在第一辊中设置冷却管路5246的实施例大体相同。

可以理解地，压紧装置500可以具有更多的辊，以提供更高的压合质量，和/或更好的冷却效果(例如，在更多的辊中设置冷却管路)。

经过压紧的第一料片600和织物片410牢固结合，形成第二料片700。第二料片700即可用作制作充气产品的片材。可选地，第二料片经过后续步骤，例如整形、清洗等步骤，然后被包装为用于制作充气产品的片材。

参考图2，第二料片700包括覆盖层710和织物层720。其中覆盖层710又包括第一层712、第二层714、中间层716。第一层712包括前述弹性高分子材料120，第二层714包括前述粘结材料220。中间层716包括前述弹性高分子材料和前述粘结材料的混合物，以使第一层712和第二层714牢固结合。同时，第二层714与织物层720牢固结合。通过这种方式，覆盖层710和织物层720牢固结合以形成图3所示的片材。

在上述各实施例中，织物片由织物材料制成，例如该织物材料可以是，但不限于，平面织物材料或者立体织物材料，或者仅为若干纤维或线。这些织物材料由一种或几种高抗拉强度纤维(例如天然纤维或者化学纤维)制成。例如，该一种或几种纤维从，包括但不限于，以下材料中选取：

-棉线(cotton fibers)

-亚麻线(linen fibers)

-丝线(silk fibers)

-尼龙(nylon fibers)

-聚丙烯腈纤维(polyacrylonitrilefibers,PAN fibers)

-超高分子量聚乙烯纤维(Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber，UHMWPEF)

可以理解地，天然纤维或化学纤维的种类繁多，为简便起见，在此不一一列举，而只提供一些常见的示例，这些示例并不构成对本申请具体实施方式的限定。基于这些纤维的具体实施方式均包含于本申请的保护范围之内。

图3所示的片材在应用于充气产品时，一方面，弹性高分子材料120形成的第一层712可以提供良好的气密性，且便于焊接至其他片材以形成充气产品的充气腔室的壁。另一方面，覆盖层710的第一层和第二层之间的牢固结合，以及覆盖层710和织物层720之间的牢固结合，使得第一层712被固定于织物层720。因此，具有高抗拉强度的织物层720可防止充气腔室的壁在长期承受内部压力后发生拉伸变形。因此，采用图3所示片材的充气产品能够承受较大的内部气压，并长时间维持所需的形状。

以上详述了本申请提供的用于制作充气产品的片材的制造设备的具体结构和工作原理。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (7)

1.一种片材制造设备，其特征在于，包括：

原料处理装置，包括第一流道、第二流道、合流腔和材料出口，所述第一流道、所述第二流道、所述材料出口分别与所述合流腔连通；

第一供料装置，用于向所述第一流道输送弹性高分子材料；

第二供料装置，用于向所述第二流道输送粘结材料；

第三供料装置，用于提供织物片；以及，

压紧装置，用于将所述织物片贴合于第一料片的粘结材料所在一侧，其中所述第一料片由所述材料出口送出。

2.根据权利要求1所述的制造设备，其特征在于，所述压紧装置包括对置的第一辊和第二辊，所述第一料片和所述织物片被置于所述第一辊和所述第二辊之间。

3.根据权利要求2所述的制造设备，其特征在于，所述第一辊和所述第二辊中的至少一个具有由金属材料制成的工作面。

4.根据权利要求3所述的制造设备，其特征在于，还包括：

冷却系统，所述冷却系统包括冷却管路；

所述第一辊具有由金属材料制成的工作面，所述冷却管路设置于所述第一辊中。

5.根据权利要求3所述的制造设备，其特征在于，还包括：

冷却系统，所述冷却系统包括冷却管路；

所述第二辊具有由金属材料制成的工作面，所述冷却管路设置于所述第二辊中。

6.根据权利要求2所述的制造设备，其特征在于，所述第一辊和所述第二辊中的一个具有由弹性材质制成的工作面。

7.根据权利要求1所述的制造设备，其特征在于，所述粘结材料包括反应型胶粘剂。