專利名稱：用于保護物體的收縮包覆材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在運輸和存放期間保護物體的材料、該材料的制造方法以及利用該材料來保護物體的方法。
背景技術(shù)：
諸如汽車、機器和游艇之類的大型物體通常必須在敞蓬卡車上從工廠運輸?shù)阶罱K的消費者，在卡車上，它們是暴露于外界環(huán)境中的。消費者希望新的汽車、游艇和機器能保持原始狀態(tài)，而不能容忍任何瑕疵。如已有的美國專利5,491,017號中所示，包括酸雨和投擲物體、如小石塊和石頭在內(nèi)的眾多因素可能會帶來損害。美國專利5,491,017號中所揭示的包覆材料包括間隔性地粘接到一可收縮且可伸展的薄膜上的無紡布，該薄膜在受熱時具有預(yù)定的收縮響應(yīng)。該材料被制成為放置到受保護物體上的袋體。然后該袋體繞物體收縮，此時無紡布接合物體表面并將薄膜撐離物體表面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種改進的材料及其制造方法。粘合劑被施加到構(gòu)形凹版滾筒上，藉此當(dāng)該滾筒旋轉(zhuǎn)橫過無紡布或熱塑性薄膜的第一材料時，粘合劑以預(yù)定圖案施加。粘合劑通常覆蓋它所要施加的無紡布或熱塑性薄膜的大約4.0-33.0％。然后，通過用有限的壓力使未支承粘合劑的材料與支承粘合劑的材料相接觸而將無紡布或熱塑性薄膜的另一個粘接到支承粘合劑的材料上。當(dāng)薄膜收縮時，無紡布與位于粘接部之間的諸區(qū)域中的薄膜相分離，以便提供凸部，從而防止物體表面與無紡布的粘接部分相接觸。
由于沿著無紡布的粘接部分的固化的粘合劑是具磨損性的(薄膜同上)，而且薄膜或粘合劑與表面之間的任何接觸會造成損害，因而通常較理想的是防止無紡布的粘接部分與表面相接觸。通過保護物體表面使其免遭粘接部分損害，就能防止因例如在運輸存放期間搬運物體時、無紡布的粘接部分橫過要保護的表面的摩擦所帶來的損害。粘合劑圖案的重復(fù)性還有利于制造，且增強了材料的抗扯強度。


通過結(jié)合附圖參照下文中的描述，本發(fā)明的這些及其它優(yōu)點將變得一目了然，在這些附圖中圖1是本發(fā)明材料的第一種制造方法的示意圖；圖2是在本發(fā)明材料的制造過程中用于向薄膜施加粘合劑的凹版(gravure)滾筒的平面圖；圖3是利用圖2所示的凹版滾筒所制成的材料的局部透視圖，其中薄膜層從無紡布上剝離；圖4是圖3所示的材料收縮后的局部透視圖；圖5與圖2相似，但示出了用于向薄膜施加粘合劑的凹版滾筒的另一種實施例；圖6是圖5的界限部分的放大圖；圖7與圖4相似，但示出了利用圖5所示的凹版滾筒所制成的材料；圖8是圖4所示材料的放大橫截面圖，但其中材料脫離由該材料所保護的表面；圖9與圖8相似，但其中本發(fā)明材料的無紡布與要保護的表面相接合；圖10是本發(fā)明材料的第二種制造方法的示意圖；圖11是將由本發(fā)明的包覆材料所保護的汽車的立體圖；圖12是將由本發(fā)明的包覆材料所保護的摩托車的立體圖；以及圖13是示出了將根據(jù)圖1和10所示的方法所制成的材料應(yīng)用于汽車的一種方式的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在請參閱附圖，根據(jù)本發(fā)明制造的一種可收縮的防護材料總的由標(biāo)號10所表示。該防護材料10包括可收縮的薄膜層12和無紡布、較佳地水纏結(jié)(hydro-entangled)的無紡布層14。短語“可收縮且可拉伸的薄膜”是指熱塑性薄膜在加熱后保持預(yù)定大小的后(post)收縮彈性和較低的后收縮模數(shù)。這些所謂的可收縮且可拉伸的薄膜是由亞拉巴馬州(AL)Prattville的Wright塑料股份有限公司出售的薄膜TS-5、或者由俄亥俄州(OH)Piqua的Crayex股份有限公司出售的薄膜C-40。無紡布可由諸如聚酯、尼龍6，6之類的纖維、或者木漿和人造(staple)聚酯纖維的組合物所制成。根據(jù)本發(fā)明的原理可用的可在市場上買到的水纏結(jié)無紡布是可從杜邦公司(DuPont，Inc.)獲得的Sontara。
該薄膜和無紡布藉由以總的由標(biāo)號16(圖3)所表示的預(yù)定圖案根據(jù)圖1所示的方法設(shè)置在薄膜上或者根據(jù)圖10所示的方法設(shè)置在無紡布上的粘合劑(下文中將作描述)彼此固接在一起。因此，構(gòu)成在薄膜或無紡布上的、位于由粘合劑圖案16所覆蓋的區(qū)域之間的區(qū)域18上是沒有粘合劑的。該粘合劑可為多種被廣泛利用的熱熔性粘合劑中的任何一種，諸如可從俄亥俄州Findley的ATO股份有限公司和明尼蘇達州(MN)Minneapolis的H.B.Fuller股份有限公司所獲得的S-I-S(苯乙烯-橡膠基質(zhì)-苯乙烯)、S-E-S(苯乙烯-乙烯-苯乙烯)型粘合劑。另一種可用的粘合劑是可從緬因州Middleton的Bostik股份有限公司所獲得的#9016 LDPE。雖然上述熱熔性粘合劑通稱為“壓敏”熱熔性粘合劑，但也可采用非壓敏熱熔性粘合劑。例如(但不受其限制)，諸如可從德國Hamburg的Tivoli所獲得的#9058-35和#9058-70以及可從Bostik股份有限公司所獲得的#4315 LLDPE之類的聚丙烯基熱熔性粘合劑是可用的非壓敏熱熔性粘合劑的例子。在制造期間，無紡布和薄膜彼此輕貼在一起，以便粘合劑將薄膜和無紡布粘接在一起。作為粘合劑圖案的結(jié)果，粘合劑通常只需覆蓋它所要施加的無紡布或薄膜的大約4.0-33.0％。于是，沿著位于無紡材料與熱塑性薄膜之間至少大約67.0％的界面不會有粘合劑粘接。因此，材料的粘接區(qū)域20要比未粘接區(qū)域22小得多。
現(xiàn)在請具體參閱圖1，圖中示出了材料10的第一種制造方法。設(shè)有一用于薄膜12的滾筒24，薄膜12被供給離開滾筒24，并被輸送而與總的由標(biāo)號28所表示的旋轉(zhuǎn)構(gòu)形凹版滾筒的外周表面26相接合。該凹版滾筒28可從德國Lorrach Brombach的Karl Wenk GmbH所獲得。該薄膜藉由導(dǎo)輥30、32被頂著凹版滾筒28的外表面26保持。如下文中將描述的，凹版滾筒以預(yù)定圖案16向薄膜施加粘合劑。在其上被施加粘合劑之后，薄膜12被供給通過一組軋輥34，無紡布14在從滾筒36中拉出之后也被供給通過該組軋輥，以便薄膜12和無紡布14彼此大致平行對齊。然后該薄膜和無紡布被輸送通過一傳統(tǒng)的粘接工位38。調(diào)節(jié)該粘接工位38，以便向薄膜12和無紡布14施加輕壓，以使該薄膜和無紡布僅僅在其中已向薄膜施加粘合劑的那些區(qū)域中進行粘接。材料10被卷繞在一卷筒40上。粘接工位38和用于多種材料滾筒的支承件是可從瑞士Munchwilen的Cavitec AG所獲得的一種傳統(tǒng)碾壓機的一部分。
根據(jù)第一實施例，凹版滾筒28的外周表面26設(shè)有第一組大致平行的溝槽42和傾斜地、即相對于第一組溝槽垂直延伸的第二組大致平行的溝槽44，以便在表面26上構(gòu)成菱形區(qū)域46。溝槽42、44構(gòu)成表面26的低部，而區(qū)域46則構(gòu)成外周表面26。粘合劑以熔化的形式保持在總的由標(biāo)號48所表示的傳統(tǒng)的粘合劑分配器中。
該分配器48包括其中粘合劑保持熔化狀態(tài)的容器50和平行于外周表面26延伸、且將來自容器50的粘合劑施加在整個表面26(包括兩組溝槽42、44和區(qū)域46)上的滾軸52。該粘合劑呈充分地液態(tài)，以便其易于充入到溝槽42、44中。在向外周表面26施加粘合劑之后，滾筒28旋轉(zhuǎn)經(jīng)過一傳統(tǒng)刮刀54，該刮刀刮除區(qū)域46中的粘合劑，從而使粘合劑只留在溝槽42、44中，以便該粘合劑能以大致菱形的圖案16置于薄膜12上。雖然未明確示出，但還可考慮諸如六邊形圖案之類的其它線性和非線性的、基本平行的粘合劑圖案，并從理論上應(yīng)形成所謂的襯墊(pillow)(將在下文中詳細描述)。
如圖3所示，在通過以本技術(shù)領(lǐng)域中的那些熟練人員所眾所周知的方式向材料10加熱以使其收縮之前，將無紡布14粘接到薄膜12的如由圖案16所構(gòu)成的、其上已施加有粘合劑的諸區(qū)域中。未粘接到薄膜12上的無紡布14的那些部分覆蓋并接合其上沒有粘合劑的薄膜的區(qū)域18。然而，在材料10收縮之后，如圖4所示，由于薄膜12收縮、而無紡布14未明顯收縮，因而覆蓋未粘接的區(qū)域18的無紡布14的諸部分集攏起來以形成柔軟的曲線形凸部或襯墊56，該凸部或襯墊用作為沖擊吸收器，且不具有可能會割傷或磨損的方角。這些襯墊56接合受保護物體的表面(圖4中未示出)，由此形成將薄膜撐離受保護物體的表面的墊層(cushion)。這從圖8和9中可更清楚地看到，其中受保護物體的表面由標(biāo)號58所表示。在圖8中，其中材料10如圖所示遠離表面58，即使該材料10已收縮，襯墊56限定彼此面對的邊緣部分60，并限定經(jīng)由粘接部20固定在薄膜12上的無紡布的諸部分。然而，當(dāng)材料10用于保護表面58時，無紡布接合該表面，并且薄膜的邊緣部分60因襯墊56與表面58的接觸而偏斜，從而部分60覆蓋粘接部20，由此防止粘接部20與表面58之間相接觸。粘接部20往往比薄膜本身更具磨損性，因此，防止粘接部20與表面58相接觸是很重要的。因此，可偏斜的邊緣部分60可防止此類接觸，從而確保表面58將免遭具磨損性的粘接部20的損害。無紡布的墊層作用還可保護表面58免受諸如石塊之類、在運輸期間可能發(fā)生的小投擲物體的傷害。由于無紡布和薄膜以固定間隔彼此固接在一起，因而該材料基本不能以這樣一種方式、即無紡布將被下拉到使薄膜與物體58直接接觸的程度來繞物體58的曲線或拐角伸展。
隨著機器和橫過機器兩個方向中薄膜的收縮率增加，襯墊56通常具有增大的平均高度(在放置到一表面上之前，從根部到頂點)。例如(但不受此限制)，對于一種具有平均厚度約為5密耳的可收縮伸展的薄膜和平均厚度約為14密耳的無紡布層的材料而言，平均襯墊高度將以10％的收縮率增大至大約140密耳。以20％的收縮率，平均襯墊高度約為210密耳，而以35％的收縮率，平均襯墊高度則約為380密耳。因此，收縮率每增加10％，在放置到一表面上之前，襯墊高度增大到至少大約兩倍(2x)。短語“收縮率”是指發(fā)生的收縮量，而不是收縮發(fā)生的速度。
雖然以上已描述了一種大致菱形的圖案作為較佳圖案，但應(yīng)理解的是，本發(fā)明并不僅限于向薄膜12施加粘合劑的任何具體的圖案16。例如，請參閱圖5-7中所示的可供選擇的實施例，凹版滾筒的外周表面26可設(shè)有繞滾筒28沿圓周延伸的單組平行溝槽62。因此，設(shè)置在薄膜12上的粘合劑圖案由多條平行線組成。請參閱圖7，薄膜12與無紡布14之間的粘接部64均為細長條，并且在收縮之后所形成的襯墊56沿著材料的整個長度延伸。如上所述，以截然不同的圖案來施加粘合劑的一個優(yōu)點在于可增加薄膜的抗扯強度。由于圖5-7中所示的實施例不具有如圖2-4中所示的實施例所具有的相交的粘合線，因而抗扯強度會降低，但粘合劑的用量減少，并且由于無紡布所受到的粘接部的限制減少，因而無紡布將更易于集攏且偏斜。
現(xiàn)在請參閱圖10，下面將描述材料10的第二種制造方法。設(shè)有一用于無紡布14的滾筒36，無紡布被供給離開滾筒36，并被輸送而鄰近總的由標(biāo)號28所表示的旋轉(zhuǎn)構(gòu)形凹版滾筒的外周表面26。該無紡布藉由導(dǎo)輥30、32鄰近凹版滾筒28的外表面26保持。如上根據(jù)圖1所示的方法所描述的，在本方法下，凹版滾筒以預(yù)定圖案16向無紡布施加粘合劑。在其上被施加粘合劑之后，無紡布14被供給通過一組軋輥34，可收縮的熱塑性薄膜12在從滾筒24中拉出之后也被供給通過該組軋輥，以便薄膜12和無紡布14彼此大致平行對齊。然后該薄膜和無紡布被輸送通過一傳統(tǒng)的粘接工位38。調(diào)節(jié)該粘接工位38，以便向薄膜12和無紡布14施加輕壓，以使該薄膜和無紡布僅僅在其中已向無紡布施加粘合劑的那些區(qū)域中進行粘接。材料10被卷繞在一卷筒40上。因此，如本技術(shù)領(lǐng)域中的那些熟練技術(shù)人員應(yīng)理解的是，圖1和10中分別所示的方法可采用基本相同的設(shè)備。下面將描述在圖10所示方法的實施中的某些關(guān)鍵性區(qū)別。
為了確保粘合劑基本沿著無紡材料的凸部保持，當(dāng)施加粘合劑時，使該無紡材料略微離開凹版滾筒28保持。通過使無紡薄膜離開凹版滾筒的表面至少大約一千分之一英寸～大約一千分之五十英寸保持，與顯著進入無紡布中的隙孔相反的是，粘合劑將沿著無紡薄膜的凸部保持。
同樣，為了確保熱塑性薄膜以輕壓或者有限的壓力連接到無紡布上，根據(jù)所采用的無紡布、熱塑性薄膜和粘合劑以及材料供給通過制造設(shè)備時的速率，壓軋力較佳地保持在每直線英寸大約1.0-9.0磅(lb/pli)的壓力范圍之間。低于大約1.0lb/pli的壓軋力往往不能有效地使材料連接，而高于大約9.0lb/pli的壓軋力則會將粘合劑壓入到無紡布的隙孔中，這是不理想的。因此，壓軋力被設(shè)置且不斷被監(jiān)視，以便確保粘合劑沿著無紡布的凸部保持到一個極高的程度。
如圖11和12所示，本發(fā)明的包覆材料尤其適用于諸如汽車和摩托車之類的制造物體的運輸，但并不僅限于此。為了使用本發(fā)明的包覆材料，將材料滾筒40象圖13所示的那樣展開，并割斷適當(dāng)?shù)牧?。然后，將材料的邊緣密封，以便形成一袋體，其中無紡材料位于內(nèi)側(cè)，而薄膜則位于外側(cè)。接著加熱該袋體，以使薄膜收縮，并使無紡材料形成如上所述的襯墊或墊層。要注意的是，可通過任何傳統(tǒng)的裝置來進行加熱，諸如通過使用包含有固定的或可滑動的加熱件72的加熱管道70供大容量加熱之用，或者通過使用手持式吹風(fēng)機供人工應(yīng)用之用。
雖然一目了然的是，上述本發(fā)明的較佳實施例能較好地實現(xiàn)本發(fā)明的目的，但要意識到的是，在不脫離本發(fā)明精神實質(zhì)的前提下，本發(fā)明還可有多種變型、改變和變化。
另外，該材料的大部分應(yīng)用將需要可收縮且可伸展的薄膜層12超過粘接到無紡布的大致整個面積上，可設(shè)想的是，面積特殊的粘接實施例也落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于保護物體的收縮包覆材料，包括當(dāng)所述材料施加到所述物體上時，用于接合所述物體的無紡布層；當(dāng)受熱時，具有預(yù)定的收縮響應(yīng)的可熱收縮的熱塑性薄膜層；以及以預(yù)定圖案施加到所述無紡布層或熱塑性薄膜的至少其中之一上的粘合劑，所述預(yù)定圖案限定支承所述粘合劑的第一區(qū)域和其上未施加所述粘合劑的第二區(qū)域，所述無紡層藉由所述粘合劑間斷性地粘接至所述薄膜，所述無紡布包含有位于所述薄膜的第二區(qū)域上的未粘接部分，從而保護所述表面使其免遭所述粘接部分的損害。
2.如權(quán)利要求1所述的收縮包覆材料，其特征在于，限定所述第一區(qū)域的所述預(yù)定圖案包含有平行線。
3.如權(quán)利要求1所述的收縮包覆材料，其特征在于，限定所述第一區(qū)域的粘合劑的所述預(yù)定圖案包含有第一組平行線和與所述第一組平行線相交的第二組平行線。
4.如權(quán)利要求3所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述構(gòu)成圖案的粘合劑呈基本菱形。
5.如權(quán)利要求1所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述無紡布的未粘接上覆部分包含有諸襯墊，所述襯墊具有在所述粘接部分上延伸的諸部分。
6.如權(quán)利要求5所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述無紡布的未粘接部分在所述薄膜收縮時與薄膜相分離。
7.如權(quán)利要求5所述的收縮包覆材料，其特征在于，隨著所述薄膜的收縮率增加，所述襯墊在放置到一表面上之前具有從根部到頂點的增大的平均高度。
8.如權(quán)利要求7所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述薄膜的收縮率每增加10％，所述襯墊的所述平均高度就增大到至少大約兩倍。
9.如權(quán)利要求1所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述粘合劑覆蓋其所施加的所述無紡布層或可收縮的熱塑性薄膜的大約4.0-33.0％。
10.如權(quán)利要求9所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述粘合劑是從由壓敏和非壓敏熱熔性粘合劑所組成的組群中所選用的。
11.如權(quán)利要求1所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述熱塑性薄膜是可收縮且可伸展的熱塑性薄膜。
12.如權(quán)利要求1所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述無紡布采用水纏結(jié)纖維的形式。
13.如權(quán)利要求1所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述粘合劑施加在所述無紡布上。
14.一種制造用于保護表面的材料的方法，包括下列步驟提供當(dāng)受熱時具有預(yù)定的收縮響應(yīng)的可收縮的薄膜、以及無紡布；利用凹版滾筒將粘合劑以預(yù)定圖案施加到所述薄膜或無紡布的至少其中之一上，所述預(yù)定圖案限定以所述圖案支承所述粘合劑的第一區(qū)域和明顯大于所述第一區(qū)域、且在支承所述粘合劑的所述第一區(qū)域的圖案之間延伸的第二區(qū)域；以及利用所述粘合劑將所述無紡布與薄膜粘接在一起。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述粘合劑是熱熔性粘合劑，并且通過用有限的壓力將所述薄膜與無紡布壓制在一起將所述無紡布粘接到所述薄膜上。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，通過使所述凹版滾筒旋轉(zhuǎn)經(jīng)過橫過該滾筒的外周表面延伸的粘合劑分配工位而將所述粘合劑施加在所述凹版滾筒上，所述粘合劑分配工位向所述滾筒的第一和第二部分施加粘合劑，接著使該滾筒旋轉(zhuǎn)經(jīng)過橫過外周表面延伸的刮刀，所述刮刀去除滾筒凸部上的粘合劑，同時允許粘合劑保留在滾筒的低部中，然后使所述滾筒旋轉(zhuǎn)，以便將粘合劑施加到所述纖維或無紡布的其中之一上。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述粘合劑施加到所述無紡布上。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述可收縮的薄膜與所述無紡布間隔性地粘接。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述熱塑性薄膜是可收縮且可伸展的薄膜。
20.一種通過權(quán)利要求14所述的方法所制成的物體。
21.用于保護物體的收縮包覆材料，包括當(dāng)受熱時，具有預(yù)定的收縮響應(yīng)的可熱收縮的薄膜外層；當(dāng)所述材料繞所述物體收縮時，用于接合所述物體的無紡布內(nèi)層；以及由凹版滾筒間隔性地施加到所述無紡層上的構(gòu)成圖案的粘合劑，所述粘合劑置于所述薄膜外層與所述無紡布內(nèi)層之間，從而使所述薄膜外層與所述無紡布內(nèi)層相連接以形成粘接區(qū)域和未粘接區(qū)域，藉此，當(dāng)加熱所述材料時，沿著所述未粘接區(qū)域的無紡布位于沿著所述粘接區(qū)域的粘合劑上，從而保護所述物體使其免遭粘接部分的損害。
22.如權(quán)利要求21所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述構(gòu)成圖案的粘合劑包含有大致平行線。
23.如權(quán)利要求21所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述構(gòu)成圖案的粘合劑包含有第一組大致平行線和與所述第一組平行線相垂直的第二組大致平行線。
24.如權(quán)利要求23所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述構(gòu)成圖案的粘合劑呈大致菱形。
25.如權(quán)利要求21所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述無紡布的未粘接上覆部分包含有自所述粘合劑延伸的諸邊緣部分，所述邊緣部分偏斜到所述粘接區(qū)域之上。
26.如權(quán)利要求25所述的收縮包覆材料，其特征在于，當(dāng)所述薄膜收縮時，所述無紡布的未粘接區(qū)域與所述薄膜相分離。
27.如權(quán)利要求21所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述無紡布的未粘接區(qū)域包含有當(dāng)所述薄膜收縮時偏斜到所述無紡布的粘接區(qū)域之上的偏斜部分，從而保護所述表面使其免受無紡布的粘接部分的磨損。
28.如權(quán)利要求21所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述無紡布的未粘接上覆部分包含有諸襯墊，所述襯墊具有在所述粘接部分上延伸的諸部分。
29.如權(quán)利要求21所述的收縮包覆材料，其特征在于，隨著所述薄膜的收縮率增加，所述襯墊在放置到一表面上之前具有從根部到頂點的增大的平均高度。
30.如權(quán)利要求29所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述薄膜的收縮率每增加10％，所述襯墊的所述平均高度就增大到至少大約兩倍。
31.如權(quán)利要求21所述的收縮包覆材料，其特征在于，所述粘合劑覆蓋所述薄膜的大約4.0-33.0％。
全文摘要
一種可收縮的防護材料包括藉由粘合劑粘接到可收縮的薄膜上的無紡布，該粘合劑以預(yù)定圖案施加到無紡布或可收縮的薄膜上。在收縮時，無紡布自薄膜分離或釋放，并形成使薄膜與受保護的表面保持分離的墊層或襯墊。墊層或襯墊的邊緣部分用作為沖擊吸收器，并偏斜到粘接部之上，由此保護表面使其免遭具磨損性的粘接部分的損害。
文檔編號B65B53/00GK1439581SQ0212458
公開日2003年9月3日 申請日期2002年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月20日
發(fā)明者格利高利·L·托特 申請人:格利高利·L·托特