DE3881128T2

DE3881128T2 - Halbsteife gepaeckschale und verfahren zu ihrer herstellung.

Info

Publication number: DE3881128T2
Application number: DE8888307943T
Authority: DE
Inventors: Ronald W Adams; Gerald J Smith
Original assignee: Gates Formed Fibre Products Inc
Current assignee: Gates Formed Fibre Products Inc
Priority date: 1987-08-28
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 2008-08-27
Also published as: JPH01131604A; EP0305207A2; US5132166A; KR890003531A; DE3881128D1; AR247809A1; BR8804398A; EP0305207B1; MX170360B; ES2041804T3; EP0305207A3; ATE89461T1; CA1327343C; JP2613273B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine geformte Schale für Gepäck und insbesondere eine elastische, halbstarre Gepäckschale mit relativ niedrigem Modul, die aus einem thermisch geformten Verbundmaterial gebildet ist, das dem Gepäckartikel das Aussehen eines geformten Hartschalengepäckstücks mit hohem Modul gibt, jedoch zuläßt, daß es sich verformt und anschließend im wesentlichen seine vorbestimmte Gestalt wieder einnimmt.
Bei der Herstellung von Gepäckstücken werden herkömmlicherweise zwei Arten von Schalen verwendet. Die erste Art ist eine relativ starre Schale mit hohem Modul, die traditionell aus über ebene hölzerne Teile gespannten Tierhäuten oder Kanevas hergestellt wurde, und die zur Zeit aus geformten Kunststoffmaterialien mit hohem Modul, die starre, steife, relativ schwere Schalen ergeben, welche anschließend mittels hölzerner oder metallischer Rahmentragwerke zusammengefügt werden, hergestellt wird. Solche starren geformten Schalen bieten den in einem aus ihnen geformten Gepäckartikel angeordneten Gegenständen einen relativ hohen Grad an Schutz, werden jedoch bei der Anwendung eines vorbestimmten Ausmaßes an Kraft bis zum Brechen überbeansprucht. Außerdem ist es extrem schwierig, an der Außenfläche derartiger Schalen einen ästhetischen Stofffest anzubringen.
US-4 061 817 offenbart eine Gepäckschale und ein Verfahren zu deren Herstellung. Nach diesem Stand der Technik wird ein Bahnenmaterial auf eine glasfaserverstärkte thermoplastische Polymerbahn aufgebracht, bevor die Bahnen zur Erzeugung einer dreidimensionalen Gepäckschale gepreßt werden. Das Bahnenmaterial dient als ästhetischer Stoff, der den starren Teil der Schale, der durch die verstärkte Bahn gebildet ist, bedeckt.
Die zweite Schalenart ist eine zusammengenähte Anordnung von relativ grobem, haltbarem Gewebe, das zur Herstellung zusammenlegbarer Gepäckstücke mit weichen Seiten verwendet wird, welche ästhetisch ansprechend sind. Beispiele geeigneter Stoffe sind Kanevas (Duck), entweder in einer flachen Webart oder einer Mehrfachzwirn-Webart, oder andere textile Materialien, die entweder aus natürlichen oder synthetischen Fasern gewebt sind. Die Herstellung von Gepäckstücken mit weichen Seiten durch Zuschneiden und Aneinandernähen von mehreren Stoffschichten ist jedoch arbeitsintensiv.
Dementsprechend besteht eine Notwendigkeit für eine für die Konstruktion eines Gepäckstückes geeignete Schale, die relativ leichtgewichtig ist, das ästhetische Erscheinungsbild von sowohl starren geformten Gepäckschalen als auch von solchen mit weichen Seiten aufweist und die den in derartigen Schalen angeordneten Gegenständen einen relativ hohen Grad an Schutz bietet.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Gepäckschale herzustellen, die aus Materialien besteht, die relativ weich und verformbar sind, und eine thermisch geformte Schale herzustellen, die einen niedrigen Modul und das Aussehen und die Umrisse einer starren, spritzgegossenen Schale aufweist.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Konstruktion eines Gepäckstückes zu schaffen, bei dem eine Vielzahl von Außenmaterialien, von grob gewebten juteähnlichen Geweben bis zu vliesverstärkten, lederähnlichen Vinylmaterialien, verwendet werden können.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Gepäckschale zu schaffen, die eine ästhetisch ansprechende Innenfläche aufweist, welche während oder vor dem Formen der Schale aufgebracht werden kann.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, ein haltbares mehrlagiges Verbundmaterial zur Verwendung bei thermisch geformten Gepäckschalen zu schaffen, das hochwiderstandsfähig gegenüber Durchstoßen, Zerreißen oder Zerdrücken ist und das leicht zu säubern ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, ein Gepäckschalenmaterial zu schaffen, das dicht gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit ist, selbst wenn das verwendete Außenmaterial ein poröses gewobenes Material vom Stofftyp ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Gepäckschale zu schaffen, das zu einer glatten, nahtlosen, ebenen, paßgenauen Außenfläche führt, ohne daß Blasen oder Abtrennungen zwischen dem Außenmaterial und einem der Substratmaterialien vorhanden sind.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, durch das die zur Herstellung einer halbstarren Gepäckschale erforderliche manuelle Arbeit verringert wird und durch das ein Produkt von durchgehend hoher Qualität erzeugt wird, das minimale oder keine Arbeitsqualitätsfehler aufweist.
Ein weiteres Ziel besteht darin, ein Herstellungsverfahren zur Massenproduktion von halbstarren Gepäckschalen von hoher Qualität zu schaffen.
Um die vorerwähnten und andere Ziele zu erreichen und entsprechend den Zwecken der vorliegenden Erfindung, wie sie hier dargestellt und ausführlich beschrieben ist, besteht ein Wesenszug der vorliegenden Erfindung in einer elastischen halbstarren Schale mit niedrigem Modul zur Verwendung als Bestandteil eines Gepäckstückartikels. Die Schale weist eine erste vliesartige Einlage auf, die eine erste und eine zweite Fläche definiert, und ein Außenmaterial, das an der ersten Fläche der ersten vliesartigen Einlage befestigt ist. Die erste vliesartige Einlage besteht aus thermoplastischen Harzfasern und wird zusammen mit dem Außenmaterial thermisch zu einer gewünschten Konfiguration geformt. Eine derartige elastische halbstarre Schale mit niedrigem Modul stellt eine Verbesserung für einen Gepäckstückartikel von dem Typ dar, bei dem wenigstens eine Schale an einem Rahmen befestigt ist.
Als weiterer Wesenszug der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Gepäckschale geschaffen. Das Verfahren weist die Schritte des Anbringens eines Außenmaterials an einem ersten Teil eines Substrats, das aus einer vliesartigen Einlage aus thermoplastischen Harzfasern besteht, des lösbaren Befestigens eines zweiten Teils des Substrats an einer Vorrichtung zum thermischen Formen und des thermischen Formens des Außenmaterials und des Substrats derart, daß sie eine Schale der vorbestimmten Konfiguration bilden, auf. Die sich daraus ergebende Schale ist elastisch und halbstarr und weist einen niedrigen Modul auf.
Die beigefügten Zeichnungen, die in die Beschreibung eingebracht sind und einen Teil derselben bilden, stellen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Verbundmaterials, das thermisch zu einem Ausführungsbeispiel der halbstarren Gepäckschale der vorliegenden Erfindung geformt werden kann;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Verbundmaterials, das thermisch zu einem Ausführungsbeispiel der halbstarren Gepäckschale der vorliegenden Erfindung geformt werden kann;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Verbundmaterials, das thermisch zu einem Ausführungsbeispiel der halbstarren Gepäckschale der vorliegenden Erfindung geformt werden kann;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, die einen Teil eines Substratmaterials zeigt, das eine Kerneinlage aus vliesartigem Material aufweist, wobei ein Teil des Außenmaterials daran anhaftet, und das von einer Klemmeinrichtung geklemmt ist, bevor ein Formungsvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt;
Fig. 5 eine Teil-Querschnittsansicht, die ein Verbundmaterial zeigt, das eingeklemmt ist und das zwischen zusammenpassenden Formen angeordnet ist, bevor ein Formungsvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer halbstarren Gepäckschale der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines zusammengefügten Gepäckstücks, wobei halbstarre Gepäckschalen der vorliegenden Erfindung in einer Rahmeneinrichtung eingebaut sind; und
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Gepäckstückartikels, der aus den halbstarren Gepäckschalen der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und mehrere an der Außenseite derartiger Schalen befestigte halbstarre Hohlkörper aufweist.
Ein Verbundmaterial, das thermisch zu einer elastischen, halbstarren Gepäckschale mit niedrigem Modul entsprechend der vorliegenden Erfindung geformt werden kann, ist generell als 1 in Fig. 1 dargestellt und weist ein Außenmaterial 10 auf, eine zweite Materialeinlage 12, eine erste bzw. Kernmaterialeinlage 14 und ein Innenauskleidungsmaterial 16. Obwohl vier einzelne Materialschichten in Fig. 1 dargestellt sind, kann die geformte Gepäckschale aus einem Außenmaterial 10 und einem aus wenigstens einer Kerneinlage 14, die in der Lage ist, die Gestalt einer Form zu wahren, und die in der Lage ist, die thermisch geformte Gepäckschale elastisch zu machen, bestehenden Substratmaterial 18 konstruiert werden (Fign. 4 und 5).
So wie er in dieser Beschreibung durchgehend verwendet wird, bezeichnet der Ausdruck "halbstarr" die Eigenschaft einer Gepäckschale der vorliegenden Erfindung, die Gestalt und Konfiguration zu halten, zu der die Schale thermisch geformt worden ist, und der durch Einwirken von Kraft darauf entstehenden Einddrückungen zu widerstehen. So wie auch der Ausdruck "niedriger Modul" durchgehend in dieser Beschreibung verwendet wird, bezeichnet er die Eigenschaft des Formgedächtnisses einer halbstarren, elastischen Gepäckschale der vorliegenden Erfindung, die aus einem Verbundmaterial entsprechend der vorliegenden Erfindung thermisch geformt ist. Das Formgedächtnis einer Schale der vorliegenden Erfindung gestattet jeder eingedrückten Schale, von sich aus oder durch Anwendung einer geeigneten Kraft, in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Eindrückung, zu ihrer ursprünglichen Konfiguration oder Form zurückzukehren.
Die erste bzw. Kernmaterialeinlage 14 weist eine vliesartige Einlage aus thermoplastischen Harzfasern auf. Höchst vorzugsweise weist die erste Einlage 14 wenigstens eine erste und eine zweite Art thermoplastischer Harzfasern mit Erweichungspunkten bei verschiedenen Temperaturen auf. Die thermoplastischen Harzfasern der ersten bzw. Kerneinlage 14 können durch Ineinandergreifen und Festigen der ansonsten lockeren Fasern durch das Verfahren des Vernadelns in einer Nadelmaschine zu einer vliesartigen Platte verarbeitet werden. Dieses Verfahren ist dem Fachmann in der Technik der vliesartigen Textilien bekannt und ausführlicher in der Beschreibung des U.S.-Pat. Nr. 4 424 250, erteilt an Adams et al. beschrieben.
Mehrere verschiedene thermoplastische Harzfasern sind verfügbar zum Einbringen in eine derartige vliesartige Einlage, darunter, doch nicht darauf beschränkt, Fasern aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Nylons, Polyphenylensulfiden, Polyäthersulfonen, Polyäther-Ätherketonen oder Polybenzimidazolen. Vorzugsweise sind wenigstens ein Teil der für die Kerneinlage 14 ausgewählten Fasern Textilfasern aus thermoplastischen Harzen, die beim thermischen Formen in der Lage sind, an ihrem Schmelzpunkt durch Wärme erweicht zu werden, und die anschließend derart wieder gehärtet werden können, daß sie zumindest teilweise derart untereinander verbunden sind, daß sie eine vorbestimmte gewünschte Form wahren. Außer den thermoplastischen Harzfasern können geeignete nicht-thermoplastische Fasern, wie Fasern aus Kunstseide oder anderen zellulosen Materialien, Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern, Fasern aus warmausgehärteten Kunststoffen oder beliebige andere geeignete nicht-thermoplastische Fasern in die erste bzw. Kerneinlage 14 eingebracht werden.
Der Ausdruck "Aramide" schließt in dieser Beschreibung durchgehend diese Aramidfasern ein, die aus Poly(m-Phenylisophthalamid), d.h. Nomex , einem eingetragenen Warenzeichen der E.I. DuPont de Nemours, Co., abgeleitet sind, und jene, die aus Poly(p-Phenylenterephthalamid), d.h. Kevlar , einem eingetragenen Warenzeichen der E.I. DuPont de Nemours, Co., abgeleitet sind. Der Ausdruck "Nylons" schließt jene Nylonfasern ein, die aus dem Polyamidkondensationsprodukt von Hexamethlyendiamin und Adipinsäure (d.h. Nylon 6,6) abgeleitet werden, und jene, die aus der Polykondensation von epsilon-Kaprolaktam (d.h., Nylon 6) hergeleitet werden. Die Phillips Petroleum Company erzeugt und verkauft unter dem Warenzeichen "Ryton" ein geeignetes Polyphenylensulfid.
Eine zweite oder äußere Einlage 12 kann aus jedem vliesartigen Material bestehen, das zu einer Lage verarbeitet werden kann, die, falls erforderlich, als Isolierungs- oder Dämpfungsmaterial dienen kann und die an der Kerneinlage befestigt werden kann. Die zweite oder äußere Einlage 12 kann jede der thermoplastischen Harzfasern aufweisen, die als verwendbar für die erste bzw. Kerneinlage 14 genannt worden sind, oder die äußere Einlage 12 kann aus Fasern aus Kunstseide oder anderen zellulosen Materialien, Kohlenstoffasern, Glasfasern, Aramidfasern, Fasern aus warmausgehärteten Kunststoffen, beliebigen anderen geeigneten Fasern oder aus einem geschlossenzelligen Schaummaterial bestehen. Die zweite bzw. äußere Einlage 12 besteht vorzugsweise aus thermoplastischen Harzfasern, und höchst vorzugsweise aus thermoplastischen Harzfasern, die einen Erweichungspunkt bei einer anderen Temperatur aufweisen als die thermoplastischen Fasern, die für die erste bzw. Kerneinlage 14 ausgewählt sind. Vorzugsweise liegt der Erweichungspunkt der thermoplastischen Harzfasern der äußeren Einlage 12 bei einer höheren Temperatur als der des Teils der thermoplastischen Harzfasern der Kerneinlage 14, die beim thermischen Formen des Verbundmaterials durch Wärme erweichen und und wieder härten. Die Fasern der zweiten bzw. äußeren Einlage 12 können auf ähnliche Weise wie zuvor beschrieben durch das Vernadelungsverfahren ineinandergreifen und verfestigt werden. Nachdem sie vorbereitet und verfestigt worden sind, werden die erste bzw. Kerneinlage 14 und die zweite bzw. äußere Einlage 12 durch beliebige, dem Fachmann bekannte Mittel aneinandergefügt, wie beispielsweise durch Schmelzbonden, Verwendung von Klebemitteln oder durch Vernadeln. Wenn die zwei Einlagen im wesentlichen aus Fasern bestehen und durch Vernadeln aneinander befestigt werden, ist es besonders wichtig, daß der Erweichungspunkt der Fasern der äußeren Einlage 12 bei einer höheren Temperatur liegt als der eines Teils der Fasern, die die Kerneinlage 14 bilden, so daß nach dem thermischen Formen des Verbundmaterials mehrere Bindungen zwischen den beiden Einlagen gebildet werden können.
Das Außenmaterial 10 ist vorzugsweise an der Außenseite oder -fläche des Substratmaterials 18 angebracht, welches wenigstens aus der ersten bzw. Kerneinlage 14 besteht. Wenn das Substratmaterial 18 aus einer Kerneinlage und einer äußeren Einlage besteht, wird das Außenmaterial 10 vorzugsweise an der Seite oder Fläche der äußeren Einlage 12 befestigt, die der Seite oder Fläche gegenüberliegt, an der die Kerneinlage 14 befestigt ist. Obwohl das Außenmaterial aus einer Vielzahl von Materialien ausgwählt werden kann, wie beispielsweise Leder, Kunststoff und Vliese, ist das Außenmaterial 10 vorzugsweise ein Vinyl oder ein Gewebe, das aufgrund des ästhetischen Wertes seiner Außenfläche und seiner Fähigkeit, leicht gereinigt zu werden, ausgewählt worden ist. Wenn Vinyl oder ein anderes Polymer als Material 10 verwendet wird, wird das Material 10 vorzugsweise von einer Lage 11 aus einem vliesartigen Material oder Spunlaced-Gewebe verstärkt. Wie in Fig. 2 gezeigt, kann das vliesartige Verstärkungsmaterial 11 nach den dem Fachmann auf dem Gebiet der Erzeugung vliesartiger Materialien bekannten Verfahren hergestellt werden. Das Außeninaterial 10 kann entweder durch ein Klebemittel oder durch Extrudieren des Außenmaterials, beispielsweise Vinyl, direkt auf das Verstärkungsmaterial 11 an dem vliesartigen Verstärkungsmaterial 11 befestigt werden. Wenn Gewebe 13 als Außenmaterial 10 verwendet wird (siehe Fig. 3), kann das Gewebe 13 durch Verstärkung mit einer Lage eines wasserundurchlässigen Filmes 15 feuchtigkeitsundurchlässig gemacht werden. Der Film 15 kann eine dünne Lage, z.B. ungefähr 0,051 mm bis ungefähr 0,254 mm (ungefähr 0,002 bis 0,010 Inch) dick, aus einem beliebigen Polymer sein, das flexibel, haltbar und elastisch bei Umgebungstemperatur ist, darunter Naturkautschuk, Kunstgummi, und die meisten dünnen thermoplastischen Filme. Vorzugsweise wird als Film 15 aufgrund seiner ausgezeichneten Haltbarkeit ein Film aus linearem Polyäthylen von geringer Dichte verwendet.
Entsprechend kann das Außenmaterial 10 aus einem Außenflächenmaterial 10 oder 13 und einer Verstärkung 11 oder 15 (Fign. 2 und 3) bestehen und entweder an einer Kerneinlage 14 oder einer äußeren Einlage 12 durch Verwendung eines Klebemittels, durch Thermoschmelzen, oder im Falle von Oberflächenmaterialien aus bestimmten Stoffen durch Verwendung einer Nadelmaschine befestigt oder gesichert werden. Wenn als Vestärkung ein wasserundurchlässiger Film 15 verwendet wird, wird die Verwendung eines Klebemittels bevorzugt, um ein Durchstechen des Filmes 15 zu vermeiden. Alternativ kann der Film 15 als weiterer Schutz gegen die für das thermische Formen entsprechend der vorliegenden Erfindung erforderliche Wärme zwischen die Kerneinlage 14 und die äußere Lage 12 eingefügt sein.
Ein Innenauskleidungsmaterial 16 kann an der Vorderfläche des Substratmaterials 18, das aus wenigstens einer Kerneinlage 14 besteht, befestigt oder gesichert werden. Wie in den Fign. 2 und 3 dargestellt, kann die Innenauskleidung 16 direkt an der Kerneinlage 14 befestigt werden, oder, wenn die Verstärkung 15 an dem Außenmaterial weggelassen wird, kann der wasserundurchlässige Film sowohl an der Kerneinlage 14 als auch an dem Innenauskleidungsmaterial 16 befestigt werden, so daß der Film sandwichartig dazwischen angeordnet ist. Das Innenauskleidungsmaterial 16 kann aus Vliesstoff, Gewirke oder Gewebe bestehen und in der oben beschriebenen Weise durch Verwendung eines Klebemittels, durch Thermoschmelzen oder durch Vernadeln befestigt oder gesichert werden, wenn es nicht an dem einen wasserundurchlässigen Film 15 aufweisenden Verbundwerkstoff befestigt ist.
Das zum thermischen Formen des Verbundmaterials gemäß der Fign. 1-3 zu einer halbstarren Gepäckschale gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Gerät ist generell in den Fign. 4 und 5 dargestellt. Erst auf Fig. 4 Bezug nehmend, ist ein bevorzugtes Verbundmaterial 1 gezeigt, das in eine Klemmeinrichtung 20 eines Rahmens eines zum thermischen Formen von Materialien verwendeten (nicht dargestellten) Gerätes geklemmt ist. Das Außenmaterial 10 ist derart bemessen, daß es eine Fläche aufweist, die kleiner ist als die Fläche des darunterliegenden Substratmaterials 18. Das Substratmaterial 18 ist vorzugsweise eine Kerneinlage aus wenigstens einem ersten und zweiten Typ thermoplastischer Harzfasern, die ineinandergreifen und miteinander verfestigt sind. Entsprechend klemmt die Einrichtung 20 nur das Substratmaterial 18 ein. Das Verbundmaterial 1 wird auf den Erweichungspunkt wenigstens eines Teiles der Textilfasern aus thermoplastischen Harzen der Kerneinlage 14 erwärmt und zwischen Formen 22,23 positioniert, die auf die in Fig. 5 gezeigte Weise zusammenpassend sind. Während des thermischen Formvorganges wird das Außenmaterial 10 nicht geklemmt, um die während des Formens zwischen den Formen 22,23 erzeugten inneren Dehnungsbeanspruchungen zu verringern, was in einer halbstarren Schale resultiert, die ein Außenmaterial 10 mit einer bereits fertigen, glatten Außenfläche ohne sichtbare Nähte, Vorsprünge oder Vertiefungen aufweist. Wenn die inneren Dehnungsbeanspruchungen des Außenmaterials 10 während des Formvorgangs zu hoch werden, hält die geformte Gepäckschale ihre geformte Gestalt nicht korrekt. Die Außenfläche des Außenmaterials 10 ist relativ glatt und nahtlos, da sich das Außenmaterial 10 den Konturen der Druckgußformen 22,23 völlig anpassen kann.
Generell ist die Verwendung von Wärme und Druck zum thermischen Formen bestimmter Materialien zu einer vorbestimmten Konfiguration dem Fachmann bekannt. Erst wird ein Material in einer beliebigen geeigneten Einrichtung, beispielsweise einem Ofen, auf die Temperatur des Erweichungspunktes wenigstens eines Teils der darin eingebrachten thermoplastischen Fasern erwärmt. Die erweichten Fasern haften aneinander und an den sie umgebenden Fasern und beim anschließenden Abkühlen härten die erweichten Fasern wieder derart, daß sie dem Material, in das sie eingebracht sind, sowohl einen begrenzten Grad an Starrheit und Elastizität verleihen als auch das Material veranlassen, die Konfiguration der Formen beizubehalten, zwischen denen das Material während des thermischen Formens geformt worden ist. Nach dem Prozeß des thermischen Formens wird überschüssiges Substratmaterial selbstverständlich als Abfall weggegratet. Somit ergibt sich gemäß der vorliegenden Erfindung nach dem Formen des erwärmten Verbundmaterials in einer Form und dessen Abkühlen eine halbstarre Schale, die in ihrem äußeren Erscheinungsbild im wesentlichen identisch mit dem einer spritzgegossenen Kunststoffgepäckschale mit hohem Modul ist.
Die vorliegende Erfindung weist auch ein Verfahren zur Herstellung einer elastischen, halbstarren Gepäckschale mit niedrigem Modul auf. Erst wird ein Substratmaterial 18, das eine Vorder- und eine Rückfläche aufweist und aus ersten und zweiten thermoplastischen Harzfasern besteht, vorbereitet. Wieder sind dies vorzugsweise Textilfasern aus thermoplastischen Harzen, die durch Vernadeln ineinandergreifen und verfestigt sind, und zwar zu einer vliesartigen Kerneinlage 14. Eine äußere Einlage 12 aus einem Material vom Isoliertyp kann vorbereitet und an der Kerneinlage befestigt werden. Die äußere Einlage ist vorzugsweise ein vliesartiges faseriges Material, wie beispielsweise Textilfasern aus thermoplastischen Harzen, die durch Vernadeln ineinandergreifen und verfestigt sind. Die äußere Einlage 12 jedoch kann aus jedem beliebigen der anderen vorerwähnten Materialien bestehen. Die äußere Einlage 12 und die Kerneinlage 14 werden höchst vorzugsweise durch Vernadeln aneinander befestigt und bilden so das Substratmaterial 18. Anschließend wird ein Außenmaterial 10, das auf eine Fläche zugeschnitten worden ist, die kleiner ist als die des Substratmaterials 18, an einer Fläche des Substratmaterials derart befestigt, daß an einem Teil des Substratmaterials 18 kein Außenmaterial 10 befestigt ist. Wie zuvor erwähnt, kann das Außenmaterial 10 unter Verwendung eines Klebemittels, durch Thermobonden oder durch Vernadeln gesichert oder befestigt werden. Nach Belieben des Herstellers kann das Außenmaterial 10 entweder mit einer Lage 11 aus textilem Material, das vorzugsweise ein vliesartiges Textilmaterial im Fall einer Vinylaußenfläche ist, oder mit einem wasserundurchlässigen Film 15, der vorzugsweise ein Film aus linearem Polyäthylen von geringer Dichte ist, wenn ein Gewebe 13 als Außenmaterial 10 verwendet wird, vorverstärkt werden.
Das Substratmaterial 18 wird dann von einer KLemmeinrichtung, beispielsweise einem Rahmen eines zum thermischen Formen verwendeten Gerätes derart eingeklemmt, daß nur derjenige Teil des Substratmaterials 18, an dem kein Außenmaterial 19 befestigt ist, tatsächlich in der Klemmeinrichtung gehalten ist. Dann wird die Anordnung thermisch geformt, unter Wärme und Druck, um zunächst wenigstens einen Teil der in der Kerneinlage 14 befindlichen Textilfasern aus thermoplastischen Harzen auf ihre Erweichungspunkttemperatur zu erwärmen. Dann wird ein Wiederhärten der erweichten Fasern zugelassen, so daß sie sich beim anschließenden Abkühlen innerhalb der Grenzen der Form wenigstens teilweise miteinander verbinden, um eine vorbestimmte Konfiguration beizubehalten, um eine halbstarre Gepäckschale zu bilden.
Wie aus den Fign. 1-3 hervorgeht, kann ein Innenauskleidungsmaterial 16 an einer Fläche des Substratmaterials 18 (Fign. 4 und 5) befestigt werden, bevor der Schritt der Erwärmung erfolgt oder während des Formvorgangs. Falls es vor der Erwärmung befestigt wird, wird das Innenauskleidungsmaterial 16 auf eine Größe zugeschnitten, die mit der des Substratmaterials 18 im wesentlichen identisch ist, so daß sowohl das Innenauskleidungsmaterial als auch das Substratmaterial in einer Klemmeinrichtung (nicht dargestellt) eingeklemmt werden. Es ist von Bedeutung, daß das Innenauskleidungsmaterial 16 so ausgewählt ist, daß es den Temperaturen widersteht, die erforderlich sind, um wenigstens eine der thermoplastischen Harzfasern des Substratmaterials 18 zu erweichen, beispielsweise 177ºC (350ºF). Wenn es während des Formens befestigt wird, kann beispielsweise ein klebemittelbeschichtetes Auskleidungsmaterial über die untere Form 23 drapiert sein, wobei diejenige Fläche des Auskleidungsmaterials 16, die mit Klebemittel beschichtet ist, eine Fläche des Substratmaterials 18 berührt, so daß eine Sicherung oder Befestigung erfolgt, nachdem die Formen 22,23 zum Ausüben von Druck auf das gesamte Verbundmaterial gegeneinander geschlossen worden sind. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, daß das Innenauskleidungsmaterial 16 Temperaturen standhält, die dem Erweichungspunkt der thermoplastischen Harzfasern angenähert sind, da die Fasern vor der Befestigung des Auskleidungsmaterials 16 und dem Formen erwärmt werden.
Wenn es alternativ dazu erwünscht ist, daß das Außenmaterial 10 ohne einen wasserundurchlässigen Film 15 hergestellt wird, beispielsweise für den Fall, daß eine zweite bzw. äußere Einlage 12 nicht erwünscht ist und somit der Schritt des Erwärmens einen vor dem hier erläuterten Erwärmen befestigten Film 15 beschädigen könnte, kann ein wasserundurchlässiger Film 15 an der Vorderfläche des Substratmaterials (nicht dargestellt) befestigt werden und dann kann während des Formens ein Innenauskleidungsmaterial 16 an dem Film 15 befestigt werden.
Fig. 6 stellt die thermisch geformte, halbstarre Gepäckschale 24 dar. Bei bestimmten Komponenten des Außenmaterials, beispielsweise Vinyl oder einer Verstärkung aus wasserundurchlässigem Film, sollte die Einwirkung von Wärme auf das Verbundmaterial 1 gesteuert werden, so daß die Qualität des Materials nicht verschlechtert wird. Beispielsweise könnte die von einem Ofen abgestrahlte Wärme von derjenigen Fläche des Substratmaterials 18 her angelegt werden, an der kein Außenmaterial 10 befestigt ist.
Als zusätzliche Möglichkeit können entsprechend den hier offenbarten Verfahren zur Herstellung der Schale einzelne Hohlkörper einzeln hergestellt werden. Derartige Hohlkörper können an der Außenseite der ursprünglichen Gepäckschale angebracht werden, wie in Fig. 8 bei 26 gezeigt. Die Befestigung kann durch jede dem Fachmann bekannte Einrichtung erfolgen, beispielsweise mittels der einfachen seitlichen Gurtanordnung 28 in Fig. 8. Die Hohlkörper vergrößern den verfügbaren Stauraum für das Gepäck, da sie jeweils kleinere Versionen der ursprünglichen Gepäckschale darstellen, komplett mit ihren eigenen Rahmen, falls erforderlich, sowie Verschlüssen. Generell bestehen die Hohlkörper aus den gleichen Materialien wie die ursprüngliche Schale, um ein ähnliches Erscheinungsbild und eine ähnliche Form zu erzielen.
Die folgenden Beispiele beschreiben die Art und das Verfahren der Ausführung und Anwendung der vorliegenden Erfindung und legen die von den Erfindern als beste Art zur Ausführung der Erfindung angesehene dar, jedoch sind sie nicht als Beschränkung deren Umfangs auszulegen.

Beispiel 1

Eine vliesartige Einlage aus einer 50-50-Mischung aus Polyester- und Polypropylenfasern mit einem Gesamtgewicht von 0,68 kg/m² (20 oz/yd²) wurde vorbereitet. Eine zweite Einlage aus Polyesterfasern mit einem Gesamtgewicht von 0,41 kg/m² (12 oz/yd²) wurde vorbereitet. Die erste und die zweite Einlage wurden miteinander vernadelt und ein Auskleidungsmaterial aus Spunwoven-Gewebe wurde klebend an der Rückseite der Polyester/Polypropyleneinlage befestigt. Ein aus PVC- Vinyl bestehendes Außenmaterial, das direkt auf eine vliesartige Polyestereinlage von 0,27 kg/m² (8 oz/yd²) extrudiert wurde, wurde dann durch Klebemittel an der Polyestereinlage von 0,41 kg/m² (12 oz/yd²) befestigt. Dieses laminierte Material wurde dann von der Fläche aus, auf die das Außenmaterial nicht extrudiert worden war, für ungefähr 90-120 Sekunden (1,5-2 Minuten) erwärmt, so daß die Polypropylenfasern, deren Erweichungspunkt bei niedrigerer Temperatur liegt, zum Erweichen eine Temperatur von etwa 149ºC (300ºF) erreichen können. Das Material wurde sofort in einer Form unter Druck gesetzt. Anschließend wurde die Form geöffnet und ein weiteres Abkühlen der Schale für ungefähr 90-120 Sekunden (1,5-2 Minuten) zugelassen. So entstand eine thermisch geformte Gepäckschale mit einer Innenauskleidung. Beispiele von Größen für geformte Schalen sind: 50,8 x 55,9 cm (20 x 22 Inches); 35,6 x 55,9 cm (14 x 22 Inches); oder 30,5 x 35,6 cm (12 x 14 Inches).

Beispiel 2

Das Material wurde wie in Beispiel 1 vorbereitet, außer daß das Außenmaterial aus einem grob gewebten Nylonstoff bestand, mit dem ein Film aus linearem Polyäthylen von geringer Dichte und einer Dicke von 0,15 mm (0,006 Inch) klebend verbunden wurde, der wiederum mit der Polyestereinlage von 0,41 kg/m² (12 oz/yd²) verbunden wurde.

Beispiel 3

Das Material wurde wie in Beispiel 1 vorbereitet, außer daß eine Polypropylenfasereinlage von 0,41 kg/m² (12 oz/yd²) durch Vernadelung vorbereitet wurde und wiederum mit der Polyester/Polypropyleneinlage von 0,68 kg/m² (20 oz/yd²) vernadelt war.

Beispiel 4

Das Material ist gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 vorbereitet, außer daß eine Einlage aus einer Mischung aus Polyester- und Polypropylenfasern von 0,54 kg/m² (16 oz/yd²) vorbereitet wird und durch Vernadeln an der Polyester/Polypropyleneinlage von 0,68 kg/m² (20 oz/yd²) befestigt wird.

Beispiel 5

Das Material wird gemäß Beispiel 2 vorbereitet, außer daß eine vliesartige Matte aus Fiberglasfasern durch Vernadeln an der Polyester/Polypropyleneinlage befestigt wird.

Beispiel 6

Das Material wird gemäß Beispiel 2 vorbereitet, außer daß als Kerneinlage eine Einlage aus einer 50-50- Mischung aus Polyphenylensulfidfasern und Aramidfasern der Marke Nomex und einem Gewicht von 0,75 kg/m² (22 oz/yd²) verwendet wird.

Beispiel 7

Das Material wird gemäß Beispiel 2 vorbereitet, außer daß als Kerneinlage eine Mischung von 0,68 kg/m² (20 oz/yd²) aus einer 50-50-Mischung aus Polyäthylenfasern und Polyäther-Atherketonen vorbereitet wird.

Beispiel 8

Das Material wird gemäß Beispiel 1 vorbereitet, außer daß eine Einlage eines 50-50-Gemisches von 0,61 kg/m² (18 oz/yd²) aus Nylon 6,6-Fasern und Polybenzimidazolfasern verwendet wird.

Beispiel 9

Das Material wird gemäß Beispiel 1 vorbereitet, außer daß zur Verwendung als Kerneinlage eine Einlage von 0,68 kg/m² (20 oz/yd²) aus einer 70-30-Mischung aus Aramidfasern der Marke Kevlar und Polyäthersulfonfasern vorbereitet wird.

Beispiel 10

Das Material wird gemäß Beispiel 2 vorbereitet, außer daß das Außenmaterial aus einer Lage einer Einlage aus vernadelten Aramidfasern der Marke Kevlar von 0,68 kg/m² (20 oz/yd²) besteht, mit der eine Form aus linearem Polyäthylen geringer Dichte und einer Dicke von 0,15 mm (0,006 Inch) klebend verbunden ist, die wiederum mit der Polyestereinlage verbunden ist.

Beispiel 11

Das Material wird gemäß Beispiel 2 vorbereitet, außer daß das Außenmaterial aus einer Lage von 0,54 kg/m² (16 oz/yd²) einer Einlage aus gewirkten Aramidfasern der Marke Kevlar besteht.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele zum Zweck der Erläuterung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben und dargestellt worden sind, ist sich der Fachmann dessen bewußt, daß Modifizierungen, Substantiationen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, der in den angehängten Ansprüchen dargelegt ist, abzuweichen.

Claims

1. Elastische, halbstarre Schale mit niedrigem Modul zur Verwendung als Bestandteil eines Gepäckartikels, mit:

einer ersten vliesartigen, aus thermoplastischen Harzfasern bestehenden Einlage, die eine erste und eine zweite Fläche aufweist; und

einem an der ersten Fläche der ersten vliesartigen Einlage angebrachten Außenmaterial, wobei die erste vliesartige Einlage und das Außenmaterial thermisch zu einer Konfiguration geformt sind.

2. Schale nach Anspruch 1, bei der die erste vliesartige Einlage mindestens einen Teil aus thermoplastischen Harzfasern aufweist, die während des thermischen Formens erweichen und beim anschließenden Abkühlen zum Bilden mehrerer Bindungen wieder härten.

3. Schale nach Anspruch 1, bei der die die erste vliesartige Einlage bildenden thermoplastischen Harzfasern ineinandergreifen und durch Vernadelung verfestigt sind.

4. Schale nach Anspruch 1, bei der die erste vliesartige Einlage aus mindestens einer Art thermoplastischer Harzfasern besteht, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die Fasern aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Nylons, Polyphenylensulfiden, Polyäthersulfonen, Polyäther-Ätherketonen oder Polybenzimidazolen enthält.

5. Schale nach Anspruch 1, bei der die erste vliesartige Einlage ferner aus Fasern besteht, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Kunstseide, andere zellulose Materialien, Kohlenstoff, Aramide, Glas oder warmausgehärtete Kunststoffe enthält.

6. Schale nach Anspruch 1, ferner mit:

einer zweiten vliesartigen faserigen Einlage, die zwischen die erste vliesartige Einlage und das Außenmaterial eingefügt und mit diesen verbunden und thermisch mit der ersten vliesartigen Einlage und dem Außenmaterial zu der Konfiguration geformt ist.

7. Schale nach Anspruch 6, bei der die zweite vliesartige faserige Einlage aus wenigstens einer Art von thermoplastischen Harzfasern besteht, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die Fasern aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyester, Nylons, Polyphenylensulfiden, Polyäthersulfonen, PolyätherÄtherketonen oder Polybenzimidazolen enthält.

8. Schale nach Anspruch 6, bei der die zweite vliesartige faserige Einlage aus Fasern besteht, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Kunstseide, andere zellulose Materialien, Kohlenstoff, Aramide, Glas oder warmausgehärtete Kunststoffe enthält.

9. Schale nach Anspruch 1, ferner mit:

einem geschlossenzelligen Schaummaterial, das zwischen die erste vliesartige Einlage und das Außenmaterial eingefügt und an diesen befestigt und mit der ersten vliesartigen Einlage und dem Außenmaterial thermisch zu der Konfiguration geformt ist.

10. Schale nach Anspruch 6, bei der die die zweite vliesartige faserige Einlage bildenden thermoplastischen Harzfasern ineinandergreifen und durch Vernadelung verfestigt sind.

11. Schale nach Anspruch 6, bei der die zweite vliesartige faserige Einlage durch ein Klebemittel an der ersten vliesartigen Einlage befestigt ist.

12. Schale nach Anspruch 6, bei der die zweite vliesartige faserige Einlage durch Schmelzbonden an der ersten vliesartigen Einlage befestigt ist.

13. Schale nach Anspruch 6, bei der die zweite vliesartige faserige Einlage durch Vernadeln an der ersten vliesartigen Einlage befestigt ist.

14. Schale nach Anspruch 6, bei der das Außenmaterial ein Polymer ist und die Schale ferner aufweist:

eine Lage vliesartigen Materials, die zwischen das Außenmaterial und die zweite vliesartige faserige Einlage eingefügt und an diesen befestigt ist.

15. Schale nach Anspruch 14, bei der das Außenmaterial ein Vinyl ist.

16. Schale nach Anspruch 6, bei der das Außenmaterial ein Gewebe ist und die Schale ferner aufweist:

einen wasserundurchlässigen Film aus einem Polymer, der bei Umgebungstemperatur flexibel, haltbar und elastisch ist, und zwischen das Außenmaterial und die zweite vliesartige faserige Einlage eingefügt und an diesen befestigt ist.

17. Schale nach Anspruch 1, ferner mit:

einem Auskleidungsmaterial, das an der zweiten Fläche der ersten vliesartigen Einlage befestigt ist.

18. Schale nach Anspruch 17, bei der das Auskleidungsmaterial aus der Gruppe ausgewählt ist, die Vliesstoff, Gewirke oder Gewebe enthält.

19. Schale nach Anspruch 17, ferner mit:

einen wasserundurchlässigen Film aus einem Polymer, der bei Umgebungstemperatur flexibel, haltbar und elastisch ist, und zwischen das Auskleidungsmaterial und die erste vliesartige Einlage eingefügt und an diesen befestigt ist.

20. Schale nach Anspruch 6, ferner mit:

einen wasserundurchlässigen Film aus einem Polymer, der bei Umgebungstemperatur flexibel, haltbar und elastisch ist, und zwischen die erste vliesartige Einlage und die zweite vliesartige faserige Einlage eingefügt und an diesen befestigt ist.

21. Schale nach Anspruch 16,19 oder 20, bei der das Polymer aus der Gruppe ausgewählt ist, die Naturkautschuk, Kunstgummi und Thermokunststoffe enthält.

22. Schale nach Anspruch 16,19 oder 20, bei der der wasserundurchlässige Film ein Film aus linearem Polyäthylen geringer Dichte ist.

23. Schale nach Anspruch 13, bei der die zweite vliesartige faserige Einlage aus thermoplastischen Harzfasern besteht, deren Erweichungspunkt bei einer höheren Temperatur liegt als derjenige des Teils der thermoplastischen Harzfasern der ersten vliesartigen Einlage.

24. Gepäckartikel, der wenigstens eine Schale nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.

25. Verfahren zur Herstellung einer Gepäckschale, mit den folgenden Schritten:

Anbringen eines Außenmaterials an einem ersten Teil eines Substratmaterials, das aus einer vliesartigen Einlage aus thermoplastischen Harzfasern besteht;

lösbares Befestigen eines zweiten Teils des Substratmaterials an einer Vorrichtung zum thermischen Formen; und

thermisches Formen des Außenmaterials und des Substratmaterials derart, daß sie eine Schale der festgelegten Konfiguration bilden, die elastisch und halbstarr ist und einen niedrigen Modul aufweist.

26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem ein Teil der thermoplastischen Harzfasern der vliesartigen Einlage während des thermischen Formens erweichen und beim anschließenden Abkühlen zum Bilden mehrerer Bindungen wieder härten.

27. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die festgelegte Konfiguration keine Abtrennungen zwischen dem Außenmaterial und dem Substratmaterial aufweist.