專利名稱：具有彈性結(jié)構(gòu)的樹脂托架及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有彈性結(jié)構(gòu)的樹脂托架及其生產(chǎn)方法，并且特別是涉及便宜的具有彈性結(jié)構(gòu)的緩沖樹脂托架及其生產(chǎn)方法，該緩沖樹脂托架在抗震、承載能力及耐用性、延長使用壽命、重量輕方面都非常卓越，同時易于制造。
通常，木質(zhì)托架被廣泛、頻繁地用于使用叉車的轉(zhuǎn)運或傳送貨物方面，因為它們重量輕，其表面的摩擦系數(shù)大到足以使貨物不易從其上滑落下來，并能及時地吸收附在其表面上的水，因而防止水打濕貨物。這種木質(zhì)托架有個主架體，它通過按預定空間間隔彼此平行地安置多個上及下矩形木板塊而構(gòu)成，并使用釘子及螺釘以木板條把它們聯(lián)接起來。由矩形木板塊及木板條構(gòu)成的中空空間用作插入叉車叉子的插叉孔。
雖然現(xiàn)今最常使用的木質(zhì)托架的優(yōu)點是它們可低成本制造并具有一定強度，但缺點是它們的重量重，并容易吸收水份，所以他們?nèi)菀赘g，導致使用壽命短。再有，它們很快變臟，這使它們難于應用在食品和醫(yī)藥工業(yè)上。還有的是，當他們存放在露天場地時，其下端部分吸收并含有很多雨水，很快就腐朽了。
另一方面，塑料托架具有復雜的肋結(jié)構(gòu)以減輕其重量。一種塑料托架通過注塑成型托架的頂部及底部部分作為分離件，然后熔化—粘接這些部分來制成。雖然塑料托架有較長的使用壽命并不易被腐蝕，但其制造成本遠高于木質(zhì)托架，并且耐用性及抗震性低。
尤其特別是，傳統(tǒng)的塑料托架被構(gòu)造成具有肋結(jié)構(gòu)以賦予它強度，因為它是由塑料制成的，塑料的比重大于木材。托架的肋部分是薄的，所以在該處會產(chǎn)生應力集中。因此，雖然它們顯示出比木質(zhì)托架更長的使用壽命，但當它們在長時間使用后，會發(fā)生變形及破裂。
再有，鋼制的托架顯示出非常高的強度，但它們重量重并因生銹而腐蝕。
本發(fā)明解決了上述問題，而其目的是提供具有彈性結(jié)構(gòu)的樹脂托架，它可防止發(fā)生應力集中并允許長時間使用。還有，因傳統(tǒng)的樹脂托架具有復雜的形狀，需要通過注射、注射壓縮或擠壓壓縮來模壓其各部分。再者，需要通過使用相應的壓模芯來模壓各個部分以及進行熱熔化粘接和裝配操作。因此，本發(fā)明的另一個目的是提供一種樹脂托架，它能用單個模壓設(shè)備及單個壓模芯容易地進行模壓，并具有所希望的特性，特別是卓越的抗震及承載能力。還有，本發(fā)明還有的另一個目的是提供一種樹脂托架，它在抗震及承載能力方面具有所希望的物理特性，并同時含有肋結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的具有彈性結(jié)構(gòu)的一種樹脂托架是包含具有預定容積密度及孔隙的三維結(jié)構(gòu)的托架，該三維結(jié)構(gòu)通過熱塑性樹脂(下文稱為“三維結(jié)構(gòu)”)的連續(xù)細絲和/或短細絲的相鄰的隨意環(huán)圈或卷繞物的接觸、盤繞及集聚來制成，其特征在于托架的單個單元被構(gòu)造成具有高密度部分及平板部分；該高密度部分在插叉孔長度方向上位于單個單元的插叉孔的相對端部處和在該方向上于單個單元的大約中部位置處具有增大的容積密度，該高密度部分在插叉孔的長度和寬度方向上延伸至插叉孔的相對端部；該平板部分至少在插叉孔的內(nèi)表面或外周邊上具有的容積密度不高于那些高密度部分的，并且平板部分構(gòu)成插叉孔的內(nèi)表面。
本發(fā)明的特征還在于例如，連續(xù)細絲和/或短細絲由熱塑性彈性體構(gòu)成，連續(xù)細絲和/或短細絲的直徑是0.1mm至3.0mm，最好是0.3mm至0.7mm，或三維結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)容積密度是0.1g/cm3至0.9g/cm3。還有，包含插叉孔內(nèi)表面及插叉孔外周邊的托架外周邊表面可制成平板部分，該部分具有的容積密度不高于那些高密度部分的，或除了高密度部分及平板部分外的各部分可制成其容積密度不高于平板部分的低密度部分。
如果構(gòu)成低密度部分的連續(xù)細絲和/或短細絲的直徑是0.1mm至3.0mm，最好是0.7mm至1.5mm，三維結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)容積密度是0.01g/cm3至0.1g/cm3，最好是0.02g/cm3至0.05g/cm3，托架的重量就能進一步減小。
還有，當除平板部分外的各部分都構(gòu)造成高密度部分時，通過為高密度及低密度部分安排兩種注射口模，托架的模壓就變得較容易。
再有，根據(jù)本發(fā)明的方法是一種生產(chǎn)樹脂托架的方法，該方法通過熔化—擠壓熱塑性樹脂和/或熱塑性彈性體成許多細絲，并接觸、盤繞及集聚連續(xù)細絲隨意的相鄰環(huán)圈或卷繞物，由此使細絲構(gòu)成包含具有預定容積密度及孔隙的三維結(jié)構(gòu)的托架，其特征為包含以下步驟通過改變被熔化—擠壓的連續(xù)細絲的卷取速度來構(gòu)成高密度部分和平板部分，或高密度部分和平板部分以及插叉孔的寬度方向上的低密度部分；利用模芯使插叉孔擠壓—模塑成型；并通過改變注射口的密度，在一部分復一部分的基礎(chǔ)上，擠壓、卷取并構(gòu)成高密度部分及平板部分，或高密度部分和平板部分以及插叉孔長度方向上的低密度部分。
當被熔化—擠壓的材料被卷取時，在插叉孔的長度方向上，以與單個單元長度相符合的方式使卷取速度比在插叉孔長度方向上的低密度部分形成時的快，并在插叉孔的寬度方向上切割被熔化—擠壓的材料至托架的每一單個單元長度。通過這一步驟，就可能根據(jù)本發(fā)明連續(xù)地生產(chǎn)樹脂托架的單元。
將聯(lián)系附圖從本發(fā)明優(yōu)先實施例的下列詳細描述來理解本發(fā)明的目的和優(yōu)點，在圖中相同標號標出相同的元件，其中

圖1A至1E是表示本發(fā)明的實施例(第一實施例)的示意圖，其中圖1A是第一實施例的俯視圖；圖1B是第一實施例的側(cè)視圖；圖1C是沿圖1A的A—A線截取的剖視圖。
圖1D是沿圖1A的B-B線截取的剖視圖；圖1E是沿圖1A的C-C線截取的剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的托架制造設(shè)備的整體布置示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一套托架制造設(shè)備的整體布置示意圖；圖4A-圖4C是表示根據(jù)本發(fā)明的壓模的示意圖；其中圖4A是壓模的主視圖；圖4B是注射口的局部放大視圖；和圖4C是壓模的局部仰視圖；圖5A至5F是表示本發(fā)明的另一實施例(第二實施例)的示意圖；其中圖5A是第二實施例的俯視圖；圖5B是第二實施例的側(cè)視圖；圖5C是沿圖5A的A-A線截取的剖視圖；圖5D是沿圖5A的B-B線截取的剖視圖；圖5E是沿圖5A的C-C線截取的剖視圖；圖5F是圖5E中的C部分的局部放大視圖；圖6A至6E仍是本發(fā)明的另一實施例(第三實施例)的示意圖，其中圖6A是第三實施例的俯視圖；圖6B是第三實施例的側(cè)視圖；圖6C是沿圖6A的A-A線截取的剖視圖；圖6D是沿圖6A的B-B線截取的剖視圖；和圖6E是沿圖6A的C-C線截取的剖視圖。10擠壓器11輸送裝置12壓模
13卷繞器14給料滾子15槽16牽拉滾子17模芯18注射口19切斷裝置F切斷部分L低密度部分H高密度部分M平板部分23插叉孔25供水閥26排水閥30具有彈性結(jié)構(gòu)的樹脂托架33、34、35(橫向)板塊部分36中空空間37、38肋42、43、44(垂直)板塊部分52、53頂部及底部蓋板54、55插叉孔的內(nèi)表面56、57側(cè)蓋板三維結(jié)構(gòu)本發(fā)明使用的三維結(jié)構(gòu)具有孔隙并由連續(xù)細絲和/或例如短細絲制成，細絲是隨意地盤繞和集聚的。連續(xù)和/或短細絲形成許多環(huán)圈或卷曲物。上述的三維結(jié)構(gòu)被制成如下述的托架30的單個單元。熱塑性彈性體，例如，通過多個注射口按預定速度被熔化、擠壓；參考下文，熱塑性彈性體由卷繞器13卷取并形成固體或60至57000登尼爾(denier)，最好是570至14300登尼爾，的中空的連續(xù)細絲。熔化狀態(tài)的細絲被制成具有1mm至10mm，最好是1mm至5mm，直徑的環(huán)圈，當相鄰的細絲在水中進入互相接觸時，上述直徑的細絲被水中的卷繞器13卷取以盤繞形成隨意的環(huán)圈，由此制成托架30的單個單元。
細絲相互接觸和盤繞的部分至少有部分是熔化并互相粘接的。
根據(jù)JIS標準規(guī)定的托架30單個單元的間距來調(diào)整卷繞器13的卷取速度，制成了如圖1表示的第一實施例中所圖示的高密度部分H(33至35)或低密度部分L；高密度部分H形成了在與插叉孔23的長度方向垂直的橫向延伸的橫板塊部分33至35；低密度部分L環(huán)繞著高密度部分H及插叉孔23，如圖1示出的第一實施例所示被形成。
單個托架900mm(寬)×900mm(長)×115mm(厚)；10kg(重)插叉孔250mm(寬)×900mm(長)×60mm(厚)如上所述，在垂直于插叉孔23長度方向的方向上延伸的每個板塊部分可通過形成三維彈性結(jié)構(gòu)來制成并具有預定的厚度；該三維彈性結(jié)構(gòu)包含低抽取速度形成的高容積密度部分H，即高密度部分；及除高密度部分外的低密度部分L，低密度部分是以高卷取速度形成的。再有，插叉孔23是利用模芯17進行擠壓來模壓成型的，后面將加以描述，模芯17以各個陽模的型式布置在壓模12內(nèi)，其布置方式和插叉孔相一致，以使陽模在樹脂材料的擠壓方向上凸伸。垂直板塊部分42至44在插叉孔23長度方向上構(gòu)成高密度部分H；而各平板部分M構(gòu)成頂部及底部蓋板52、53，側(cè)蓋板56及57，和插叉孔23及23的4個內(nèi)表面54及55；而低密度部分L構(gòu)成除高密度部分H及平板部分M外的托架30每一單個單元的基礎(chǔ)部分；當改變結(jié)構(gòu)或通過壓模12構(gòu)成的注射口18的密度時，每一部分都被擠壓和卷取。
在卷取過程中，在預定時間內(nèi)，使卷取的速度比低密度部分L在插叉孔23長度方向上形成時的速度快，在每個托架30單個單元的插叉孔23長度方向上，以與托架30單個單元長度相符的方式，在各細絲纖維近似直線地延伸的部分形成切割部分F。隨后，利用切斷裝置19，最終形狀是在插叉孔23的寬度方向上切出托架30單個單元的長度。于是，連續(xù)地生產(chǎn)出單個托架30(圖2)。
圖3所示為具有槽15的制造設(shè)備，用于在槽中切斷模壓成型物。切斷裝置19安置在卷繞器13附近位于卷繞器13的下方。具有傳送帶的輸送裝置11布置在槽15的內(nèi)壁側(cè)，與切斷裝置19相對；傳送帶上具有多個用于插入每一單個托架孔隙內(nèi)的結(jié)合凸起，每一單個托架在相應的切斷部分F被切斷。在圖中，參考標號25及26分別標示的是供水閥及排水閥。
連續(xù)和/或短細絲的直徑是0.1mm至3.0mm，最好是0.3mm至0.7mm。
連續(xù)和短細絲最好由熱塑性彈性體制成，例如聚丙烯、聚酯、尼龍或聚氯乙烯(PVC)彈性體。
在低密度部分的三維結(jié)構(gòu)的容積密度是0.01g/cm3至0.1g/cm3，最好是0.02g/cm3至0.05g/cm3；而高密度部分的容積密度是0.3g/cm3至0.9g/cm3，最好是0.5g/cm3至0.7g/cm3。具有中等容積密度的平板部分的容積密度是0.1g/cm3至0.9g/cm3，最好是0.3g/cm3至0.7g/cm3。
低密度部分的三維結(jié)構(gòu)的孔隙率是80％至99％，較好是94％至98％，更好是94％至96％；而高密度部分的孔隙率是0％至66％，較好是22％至44％，而更好是20％至30％。平板部分的孔隙率是低密度部分及高密度部分孔隙率的相關(guān)值的中間值。
孔隙率＝[1-(容積密度)/(樹脂比重)]×100將參考圖2來描述根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)具有彈性結(jié)構(gòu)的樹脂托架30的方法。樹脂材料，例如，聚炳烯彈性體經(jīng)擠壓器的漏斗被置入擠壓器10，并在其內(nèi)熔化和攪拌。然后，材料就被擠壓通過眾多形成在壓模12中的注射口并具有預定的直徑，并由卷繞器13卷取，卷繞器13在其給料滾子14與14之間確定被擠壓材料的厚度及容積密度，這時材料是隨意卷曲或成環(huán)圈的。被卷取材料在槽15的水中凝固，并被牽拉滾子16及16牽拉，隨后在上述的切斷位置F被切斷，以制出具有彈性結(jié)構(gòu)的樹脂托架30。
圖4A至4C示意地圖示了壓模12。如上文所述，每個模芯17具有和插叉孔相對應的陽模形狀(后面將要描述)，模芯17在樹脂材料的擠壓方向上凸伸。注射口18在直徑、結(jié)構(gòu)及數(shù)量上是確定的，以決定在擠壓方向上的托架容積密度，由此形成平板部分M、高密度部分H以及除部分M及部分H之外的構(gòu)成每一單個托架的基礎(chǔ)部分的低密度部分L。
第二實施例(圖5A至5F)在第二實施例中，不僅造有插叉孔23及23，還在一些位置上造有中空的空間36，這些空間36把托架30的每一單個單元在托架30的寬度方向上近似分成三部分。托架30的單個單元利用具有模芯17的壓模來制造，模芯以具有與插叉孔23及23和中空空間36相對應結(jié)構(gòu)的方式來提供。因此，托架30的單個單元具有雙倍的垂直板塊部分(42、42’、43、44’、44)。這是為了減輕托架30的單個單元的重量并在其上造成肋結(jié)構(gòu)。此外，托架30的單個單元還含有肋37和頂蓋板52及底蓋板53的平板部分M；肋37和4塊平板部分M造在一起，布置在各插叉孔23及23的內(nèi)表面之間的區(qū)域內(nèi)并對著頂及底蓋板52及53。
再有，兩塊橫板塊部分33’及35’被加在橫向等分托架30的單個單元的位置上。
單個托架1100mm(寬)×1100mm(長)×150mm(厚)；16kg(重)插叉孔250mm(寬)×1100mm(長)×70mm(厚)第三實施例(圖6A至6E)第三實施例表示的是一個模壓產(chǎn)品的例子，該產(chǎn)品在高度上或厚度上比第二實施例的低或薄。雖然中空空間36及垂直板塊部分與第二實施例的相同，但是，包括布置在托架30單個單元的相對邊緣部分上的所有橫向板塊部分都造得較薄，并在托架30單個單元長度上把托架30單個單元分成三部分的位置部分制得如同高密度部分H那樣。
再有，與第二實施例不同的是，兩個肋38布置在與頂部及底部蓋板52及53相對的各插叉孔23及23的內(nèi)表面54及55和頂部及底部蓋板52及53的平板部分M之間的區(qū)域內(nèi)，肋38與高密度部分H一同形成，在與內(nèi)表面54及55的寬度的方向相對的方向上從上述內(nèi)表面54及55上面的端部垂直地延伸。
單個托架1100mm(寬)×1100mm(長)×115mm(厚)；8kg(重)插叉孔250mm(寬)×1100mm(長)×60mm(厚)檢測確定根據(jù)實施例的樹脂托架是否符合JIS Z0606規(guī)定的塑料平板托架。檢測按照JIS Z0602規(guī)定的平板托架檢測方法進行。檢測結(jié)果如下。檢測例1(第一實施例；圖1A至1E)最大載荷1.0T(噸)[表1]檢測例1 相關(guān)強度檢測的結(jié)果
檢測例2(第二實施例；圖5A至5F)最大載荷1.5T(噸)[表2]表2 相關(guān)強度檢測的結(jié)果
檢測例3(第三實施例；圖6A至6E)最大載荷1.0T(噸)[表3]表3 相關(guān)強度檢測的結(jié)果
上述檢測清楚地表明，根據(jù)實施例的樹脂托架符合JIS Z0606規(guī)定的A型塑料平板托架的要求。
所以后面最廣泛的權(quán)利要求不是針對特定方法制作的機器，而所述最廣泛的權(quán)利要求是用來保護這個重要發(fā)明的核心或精髓。這個發(fā)明是全新的和有用的。還有，當從整體考慮以現(xiàn)有技術(shù)觀點來看，在它投入制作時，對那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講是非顯而易見的。
還有，從本發(fā)明的進步性質(zhì)來看，很清楚它是首創(chuàng)發(fā)明。因此，后面的權(quán)利要求有權(quán)作非常廣泛的解釋，以便從法律上保護本發(fā)明的核心部分。
因此可以看出，以上所描述的以及從前面說明變得明顯的，是可以有效地達到，并且由于對上述結(jié)構(gòu)作某些改變而不會背離本發(fā)明的目標，其意圖是包含在上述說明或附圖中的顯示的一切內(nèi)容將被解釋為是說明而不是限制的含義。還應該理解下列權(quán)利要求的意圖是涵蓋此處描述的本發(fā)明所有的一般及特定特征，本發(fā)明的目標的所有陳述，從語言上應該說都落入在范圍內(nèi)。
現(xiàn)在本發(fā)明已經(jīng)被描述。
權(quán)利要求
1.一種具有預定容積密度及孔隙的三維結(jié)構(gòu)的托架，所述三維結(jié)構(gòu)是通過使熱塑性樹脂的連續(xù)細絲和/或短細絲的任意的相鄰環(huán)圈或卷曲物的接觸、盤繞及集聚來構(gòu)成的，其特征在于托架的單個單元被制成具有高密度部分及平板部分；高密度部分于所述單個托架的插叉孔的相對端部、在所述插叉孔長度方向上并于所述方向上在所述單個托架的中間部分處具有增大的容積密度，所述高密度部分在所述插叉孔的所述長度和寬度方向上延伸至所述插叉孔的所述相對端部；平板部分至少在所述插叉孔的內(nèi)表面或外周邊上具有的容積密度不高于高密度部分的，并由平板部分構(gòu)成所述插叉孔的所述內(nèi)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的樹脂托架，其特征在于所述連續(xù)細絲和/或所述短細絲是由熱塑性彈性體構(gòu)成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂托架，其特征在于所述連續(xù)細絲和/或所述短細絲的直徑是0.1mm至3.0mm，最好是0.3mm至0.7mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的樹脂托架，其特征在于所述三維結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)容積密度是0.1g/cm3至0.9g/cm3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂托架，其特征在于除所述高密度部分及所述平板部分以外的各部分構(gòu)成低密度部分，低密度部分的容積密度不高于所述平板部分的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的樹脂托架，其特征在于構(gòu)成所述低密度部分的所述連續(xù)細絲和/或所述短細絲的直徑是0.1mm至3.0mm，最好是0.7mm至1.5mm，所述三維結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)容積密度是0.01g/cm3至0.1g/cm3，最好是0.02g/cm3至0.05g/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂托架，其特征在于包含所述插叉孔的所述內(nèi)表面或所述插叉孔的所述外周邊的托架外周邊表面由平板部分構(gòu)成，該平板部分的容積密度不高于所述高密度部分的。
8.生產(chǎn)具有彈性結(jié)構(gòu)的托架的方法，把熱塑性樹脂和/或熱塑性彈性體熔化—擠壓為許多細絲，并使連續(xù)細絲的任意的相鄰環(huán)圈或卷繞物接觸、盤繞及集聚，由此使所述細絲構(gòu)成托架，該托架包含具有預定容積密度及孔隙的三維結(jié)構(gòu)；該生產(chǎn)方法含有以下步驟通過改變被熔化—擠壓的連續(xù)細絲的卷取速度來構(gòu)成高密度部分及平板部分，或所述高密度部分和所述平板部分以及所述插叉孔寬度方向上的低密度部分；利用模芯來擠壓—模塑成型所述插叉孔；通過改變注射口的密度，在一部分復一部分的基礎(chǔ)上，擠壓、卷取并構(gòu)成高密度部分及平板部分，或所述高密度部分和所述平板部分以及所述插叉孔的長度方向上的低密度部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生產(chǎn)具彈性結(jié)構(gòu)的樹脂托架的方法，其特征在于當所述被熔解—擠壓材料被卷取時，在所述插叉孔的所述長度方向上，以與所述單個托架的所述長度相符的方式，使所述卷取速度比構(gòu)造所述低密度部分時的快些，并在所述插叉孔的寬度方向上切割所述被熔化—擠壓材料至托架的每個所述單個單元的所述長度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有增強的吸震能力、承載能力及耐用性的樹脂托架。一種包含具有預定容積密度及孔隙的三維結(jié)構(gòu)的托架,該三維結(jié)構(gòu)是通過接觸、盤繞及集聚熱塑性樹脂的連續(xù)細絲和/或短細絲的任意的相鄰環(huán)圈或卷繞物來構(gòu)成的。托架的單個單元構(gòu)造成具有高密度部分及平板部分;該高密度部分在插叉孔長度方向上位于托架單個單元的插叉孔的相對端部和在該方向上于托架單個單元的大約中部處具有增大的容積密度,該高密度部分在插叉孔的長度和寬度方向上延伸至插叉孔的相對端部;該平板部分至少在插叉孔的內(nèi)表面或外周邊上具有的容積。密度不高于高密度部分的，并由平板部分構(gòu)成所述插叉孔的所述內(nèi)表面。
文檔編號B29C47/30GK1377816SQ01109548
公開日2002年11月6日 申請日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月1日
發(fā)明者西堀貞夫, 中村雄一郎 申請人:艾因興產(chǎn)株式會社