承载结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及承载结构的一般领域，尤其是，设及一种用于装载、储存和/或运输货 物的承载结构。
【背景技术】
[0002] 运输托盘是众所周知的放置装载货物承载、可移动平台。托盘通常装载着不同的 物品，如板条箱或箱子。装载好的托盘可用托盘车或升降机搬运。
[0003] 用于木质包装材料（WPM)的国际标准化植物检疫监测（ISPM)-IS的采用，要求烘 干处理航运箱和垫板平台（托盘）中使用的所有木材。美国与墨西哥和加拿大合作在2005 年9月16日开始执行ISPM15标准。用于加强执行的北美植物保护组织（NAPPO)战略将 分=个阶段进行。第1阶段，2005年9月16日至2006年1月31日，要求通过客户经理和 贴在包含不符合要求的WPM上的通知实现执行。第2阶段，2006年2月1日至2006年7月 4日，要求拒绝从北美出口的违规板条箱和托盘。通过客户经理和贴在具有其它类型不符合 要求的WPM的货物上的通知继续保持执行。第=阶段，2006年7月5日，包括监管进入北 美的WPM的规定的全面执行。将不允许不符合标准的WPM进入美国。ISPM-15的采用反映 了国家间对能够输入蛙木虫的木质运输产品的日益关注，蛙木虫包括亚洲长角甲虫（Asian LonghornedBeetle)、亚洲甲虫（AsianCerambycidBeetle)、松木线虫（PineWood 化matode)、松调线虫（PineWilt化matode)及星天牛（Anoplo地oraGlapripwnnis)。
[0004] 因此，木制垫板平台对产品的国际运输已经没有吸引力了。另外，木制表面不卫 生，因为除昆虫外它可能藏有霉菌和细菌。因此，木条箱通常不适于装运食品和其它要求卫 生条件的产品。此外，考虑到碳排放，更需要重量更轻的平台和箱。
[0005] 塑料垫板平台或托盘是已知的，见Nania的专利号为3915089的美国专利和 Woods等的专利号为6216608的美国专利，运两个专利过引用整体并入本发明。热塑性模 制垫板平台是已知的，参见例如Dummett的专利号为6786992、7128797、7927677、7611596、 7923087、8142589、8163363和7544262的美国专利，运些通过引用整体并入本发明，公开了 将热塑性塑料片材应用于制造垫板平台的预成型刚性结构。
[0006] 虽然塑料托盘的塑料表面消除了木制托盘由于必须重复使用遇到的、表面会变得 不卫生的卫生问题。因此，用于装载食品、药品、药物、电子零件和要求卫生条件的其它产品 时，塑料托盘可能要求对塑料表面进行清洗并在使用前保持干净。另外，对于大多数的托 盘，任何热塑性塑料覆盖层和忍体间、或热塑性塑料覆盖层和热塑性塑料覆盖层间的结合 缺陷可能会导致具有湿气、灰尘、剩余产品和靠湿气、灰尘或剩余产品成长的细菌的地方隐 藏、生长和/或积累。运些区域通常是隐藏的，也比较难干燥或比外露表面较难清洁。
【发明内容】
[0007] 本发明设及一种具有顶面和底面、在顶面和底面间连接二者的宽度的承载结构， 且可包括多个从承载结构的底面延伸的支撑件。承载结构包括由一个或多个聚合物片材 或薄膜覆盖的轻质聚合物忍体，片材的缘由密封特征粘附至聚合物忍体或另一个聚合物片 材，密封特征包括例如使用密封液、化学密封成分、密封带或通过机械和/或热密封（可包 括例如超声热合装置）形成的那些。
[0008] 忍体的形状决定承载结构的形状。忍体可包括顶面和底面、在顶面和底面间连接 二者的宽度，且在某些情况下，多个从形成承载结构支撑的忍体的底面延伸的延伸部。底面 和延伸部（如果存在）可由聚合物片材或薄膜覆盖，如果仅使用一个聚合物片材或薄膜，片 材或薄膜延伸W包裹底面、延伸部（如果存在）和宽度的整个厚度和顶部的至少一部分，如 果使用两个聚合物片材或薄膜覆盖顶面、宽度的整个厚度及底面及可能包括围绕宽度的片 材的重叠部分，一个片材或薄膜可延伸W覆盖一面及宽度的厚度的至少一部分，而第二片 材或薄膜可覆盖暴露表面的其余部分。在很大程度上，一个或多个聚合物片材被结合到忍 体，或者如果使用一个聚合物片材，片材的几乎所有部分被结合至忍体。可通过加热和/或 压制来实现该粘合。
[0009] 当忍体由一个聚合物片材覆盖时，该片材覆盖底部、宽度的整个厚度及顶部的至 少一部分，忍体顶面上的聚合物片材的缘部分可通过使用密封带、密封化学成分、密封液或 机械和/或热密封（并且可包括例如超声热合装置）牢固地密封至忍体顶面的一部分。密 封带、密封液、密封化学成分或机械和/或热密封装置有助于将边缘部分密封至忍体的顶 面，尽管它可能还有助于将片材的其余部分密封至忍体的底部、延伸部（如果存在）、宽度 的整个厚度及忍体的顶面的一部分，但不是必须的。
[0010] 当忍体由两个聚合物片材覆盖，底部片材覆盖忍体的底面、延伸部（如果存在）W 及忍体的宽度的厚度的至少一部分，而顶部片材覆盖忍体的顶面、及宽度的厚度的至少一 部分，在围绕宽度形成第一片材和第二片材的小的重叠，如果需要。第一片材和第二片材的 重叠的至少一部分（例如，靠近缘的重叠部分的至少一部分）可由密封特征牢固地密封在 一起，例如，通过使用密封带、密封剂（sealingsolvent)、密封化学组分或机械和/或热密 封，并且可W包括例如超声热合装置。密封带、密封液、密封化学组分或机械和/或热密封， 并且可W包括例如超声热合装置用于协助将第一和第二片材的重叠部分的边缘密封，也可 协助将第一和第二片材的其余部分密封至忍体并协助将第一和第二片材的其余部分相互 密封。
[0011] 片材或薄膜的缘可W是片材或薄膜的外缘，或折叠的缘，当一些折边出现时。
[0012] 聚合物片材或薄膜可由能赋予忍体材料强度的任何成膜材料制成，忍体材料例 如，包括但不限于高抗冲聚苯乙締；例如为聚丙締、低密度聚乙締、高密度聚乙締、聚乙締及 聚丙締的聚締控；聚碳酸醋；丙締腊-下二締-苯乙締；聚丙締腊；聚苯酸；有高抗冲聚苯乙 締化IP巧的聚苯酸合金；例如PET(聚对苯二甲酸乙二醋）、APET和PETG的聚醋；无铅聚 氯乙締；共聚聚醋/聚碳酸醋；或如上述复合HIPS结构。
[0013] 通常，承载结构的边缘可包括由聚合物片材或薄膜覆盖的聚合物忍体，如上所述。 在一些实施方式中，附加特征可间隔地或连续地出现在一些边缘周围。该特征可包括边缘 护体，如下所述。
[0014] 在运些实施方式中，承载结构可W用一些边缘护体加强。当装载在结构上的货物 被货物保持物品压制，例如用绑带、系留、线缆、绳索和/或其它物品帮助固定货物时，可能 需要边缘护体。使用时，靠近承载结构底缘的宽度的底缘和部分通常承受例如绑带的大幅 压力。在一个实施方式中，护体可间隔地出现在承载结构上的预定位置，在那里可能需要加 强件。绑带也可在运些相同的预定位置使用，W帮助固定货物。在另一个实施方式中，边缘 护体可W连续地出现在结构的周边。在另一实施方式中，边缘护体可W连续地或间隔地出 现在底部和顶缘。根据一个实施方式，边缘护体可具有L形横截面，并且可W间隔地或连续 地出现在忍体的底部和宽度周边，W在靠近外缘处包裹底面的一部分W卷绕该缘并延伸W 覆盖靠近底面的宽度的一部分的方式。根据另一实施方式，边缘护体可具有有直角缘的大 致C形的横截面，并可间隔地或连续地出现在忍体的底部、宽度及顶部周边，W在靠近外缘 处包裹底面的一部分W卷绕该边缘并延伸W覆盖宽度和靠近宽度的顶面的一部分的方式。 根据又一实施方式，边缘护体成对出现，每个具有大致L形的横截面，并且可W间隔或连续 地出现在忍体的底部、宽度和顶部周围，W-对中的一个包裹靠近外缘的底面的一部分W 卷绕该缘的一部分及一对中的另一个延伸W覆盖靠近顶面的宽度的一部分和临近宽度的 顶面的一部分的方式。
[0015] 在一个实施方式中，边缘护体可W在用聚合物片材覆盖忍体前出现在忍体上。一 方面，忍体可缩进，W容纳一个或多个护体，W便一个或多个护体与忍体齐平，所W片材可 覆盖具有一个或多个护体的忍体，就像护体不存在。另一方面，忍体可缩进但不足W容纳一 个或多个护体的整个厚度，所W用片材覆盖后，护体出现处可能会有轻微隆起。轻微隆起用 作指示器或如何定位保持装置。在另一个实施方式中，护体可在忍体被一个或多个聚合物 片材覆盖后添加，并且可与承载结构的其余部分齐平或伸出W形成轻微隆起。
[0016] 当护体在用聚合物片材覆盖忍体前被添加时，忍体可W缩进（如上所述），且用聚 合物片材覆盖忍体后可能不易辨别护体。在运种情况下，一些引导特征可出现在承载结构 上，W更好地定位保持特征，例如用于货物固定的绑带。引导特征可包括标记、轻微隆起、突 起或脊，W更好地限定绑带位置。
[0017] 护体可由任何聚合物、或金属材料、或它们的组合构成，可W是容易模制或铸造成 要求的形状且是刚性的或者基本上是刚性的或具有足够强度的边缘。在一个实施方式中， 当护体在用一个或多个聚合物片材覆盖忍体前出现时，护体可由与片材相同或具有相似粘 结性能的材料制成，W助于护体在片材至忍体的粘合溫度下粘合至片材和/或忍体。在另 一个实施方式中，当护体在一个或多个片材粘合至忍体后被添加到承载结构时，护体可使 用任何材料。
[0018] 为帮助将护体在粘合前或粘合过程中保持在忍体上，也可使用粘性材料（例如粘 合剂或双面胶带）。粘合剂的例子可包括压敏粘合剂，例如热烙压敏粘合剂或非热烙压敏 粘合剂。双面胶带的例子可包括双面压敏粘合胶带，例如，双面热烙压敏粘合胶带或双面非 热烙压敏粘合胶带。粘合剂或胶带的厚度可W很薄，使得它基本上不构成边缘护体的厚度。 在一些实施方式中，粘合剂或胶带可W在粘合过程中基本烙化。
[0019] 当护体出现在粘合过程后，为了使边缘护体牢固地固定，可使用结构粘合剂，例如 使用在前述或下述的边缘密封（edgesealing)中的那些，从而使边缘护体在捆扎过程中及 捆扎后不会脱落或移动W将货物固定。
[0020] 只要给边缘提供所需加固，护体可具有任何厚度。一些材料比其它材料具有更高 刚度，因此较薄的护体可具有足够刚度。可能需要那些更柔初、更厚的部件提供足够的刚 度。
[0021] 可通过模制或铸造来制造边缘护体。在一个实施方式中，边缘护体可W批量制造， 然后切割成一定尺寸。在另一个实施方式中，可将边缘护体单独制造成一定尺寸。
[0022] 无论承载结构具有或不具有边缘护体，均可使用上述边缘密封件。
[0023] 忍体与一个或多个聚合物片材间的结合可W通过加热和加压来实现。在一些实施 方式中，忍体与热塑性片材间的粘合和聚合物片材间的粘合一般包括临近其表面的忍体的 部分与临近聚合物片材表面的部分充分地粘合，或邻近其表面的一个聚合物片材的部分与 临近其表面的第二聚合物片材的部分充分粘合，W便任何分离两个部件的尝试一般不会导 致部件的完全分离，但可能会导致一些邻近接界面的粘着破坏。用于制造运个的粘合过程 通常发生在相对高的溫度下，足W软化聚合材料的溫度。
[0024] 当聚合物忍体由一个聚合物片材覆盖，聚合物片材的缘通过加热和加压粘合至忍 体的表面。当忍体由两个聚合物薄膜覆盖且和两个薄膜的缘相互重叠，一个片材的缘可W 通过加热和加压粘合至第二片材的表面。尽管粘合过程完全将片材粘合至忍体或将片材粘 合至片材，但由于例如粘合中的瑕疵，将缘完美粘合W使没有粘合剂或粘着破坏出现在接 界面上是困难的。此外，通常可在边缘出现更多此类失败，运也归因于重复抓握边缘。
[00巧]当聚合物忍体由一个聚合物片材或薄膜覆盖时，可W在粘合过程之后修整薄膜的 任何未粘合部分。当忍体用两个聚合物薄膜覆盖且两个薄膜的缘相互重叠时，可W修整和 去除第二薄膜的任何未粘合部分。然而，一般修整处理可能并不够有效，W完全剪掉要求的 未粘合的部分。未粘合缘的一些部分保留在承载结构上。例如，对于两个要在缘处粘合的 聚合物薄膜，未牢固粘合的边缘部分可被修剪至尽量接近粘合线，但没有过多的成本或考 虑未必能够将所有未粘合部分修剪掉。对于一个薄膜粘合至忍体，将未粘合部分修剪掉同 样困难。此外，虽然忍体与聚合物薄膜间或两个聚合物薄膜间粘合良好，如上述，可能难W 完全粘合缘W使不需要修剪，归因于例如重复抓握边缘的接界面处的任何粘合剂或粘着破 坏和/或粘合中的一些瑕疵或粘着破坏通常在边缘处出现得更多。
[0026] 对于折边，折痕即为边缘，且虽然没有修剪可W进行，在折边粘合中仍会出现一些 瑕疵。
[0027] 边缘处的任何此类缺陷更可能吸引水分、灰尘和/或来自先前货物的遗留产品， 靠水分、灰尘或遗留产品成长的细菌和水分、灰尘和/或遗留产品和细菌可能更易于在边 缘周围积聚，并且一旦遗留下产品更难W-次清除干净，因为积聚或多或少是隐藏的。运可 能会导致产品污染或至少交叉污染，并且如果将该结构重复使用用于不同于先前货物的货 物（例如不同的食物种类，如家禽、新鲜蔬菜、新鲜水果）甚至同一类型产品，进行有力净化 也能致使承载表面不可重复使用或重复使用是危险的。甚至在使用前未覆盖或未适当储存 的新承载结构可易受污染或感染。因此，在运些隐藏区域消除污染或感受污染物对货物是 重要的，例如食品药品、电子产品、或任何会被污染的暴露表面的产品。
[0028] 在一个示例性实施例中，可使用密封液。忍体被覆盖并被一个或多个片材粘合后， 该液体可用于忍体和片材间的接界面或多个片材的重叠边缘。密封液可W是任何可将片材 与忍体间的或多个片材间的接界面的聚合物材料（或多个聚合物材料）软化或溶解到一定 程度W促进各部件在边缘处牢固粘合的液体。有望W可控的方式或剂量分配和应用密封液 W使溢流或滴落或液体的浪费最小化或使接界面上材料的过多溶解最小化，例如，通过使 用注射器型分配器或其它计量装置。无论什么分配装置，分配装置的前尖端，例如孔，具有 小的横截面，例如刚刚够用于待分配液体。密封液在室溫下可W是有活性的。
[0029] 在另一个示例性实施例中，可使用密封胶带。在将一个或多个片材粘合至忍体前， 胶带可用于一个或多个片材之一的边缘或忍体（当使用一个片材时），W使用于粘合一个 或多个片材的高溫也能活化用于在边缘处将胶带粘合至忍体或片材的粘合剂。胶带可包括 在一侧上的非粘性的或固态的热活化粘合剂（例如热烙粘合剂、热固化粘合剂、或反应型 粘合剂），W及另一侧的接触或黏性粘合剂。使用前接触或黏性粘合剂可W用衬垫覆盖，在 储存期间胶带可W张紧成卷。当应用于片材时，可W首先将衬垫从接触或黏性粘合剂侧分 离并结合至忍体顶面的至少一部分或片材的边缘（如果使用一个片材时或反之亦然），或 结合至需与第一片材结合在一起的第二片材一侧的至少一部分（如果使用两个片材或反 之亦然），或与之分离基本同时，将接触或黏性粘合剂用在需结合至忍体顶面的至少一部分 或片材边缘的片材的一面（如果使用一个片材），或用至需与第一片材结合在一起的第二 片材的至少一部分（如果使用两个片材或反之亦然），W便热活化粘合剂面在被结合至忍 体或片材、或第一片材或第二片材前可暴露出来。
[0030] 密封胶带可包括一面涂有接触或黏性粘合剂的热活化粘合剂片材，如上所述。在 一个实施方式中，热活化粘合剂可涂覆到衬垫，当被冷却或干燥时形成非黏性粘合剂片材。 一方面，粘合剂可W溶液形式涂覆至衬垫，溶液蒸发后，粘合剂层可形成非黏性粘合剂片 材。另一方面，可将粘合剂挤压涂覆至衬垫并冷却成非黏性粘合剂片材。在另一个实施方 式中，热活化的粘合剂可W是任何可被诱铸或挤压出并冷却成非黏性粘合剂片材的薄膜形 式，例如热烙性粘合剂。
[0031] 热活化粘合剂可由接触或黏性粘合剂涂覆在暴露面上，如果热活化粘合剂出现在 衬板上，或如果没有衬垫在任何一侧上。可W采用任何合适的涂覆技术涂覆接触或黏性粘 合剂，包括但不限于溶剂性涂布、挤出涂覆或用点或微点的阵列模式的丝网印刷。接触或黏 性粘合剂和热活化粘合剂的厚度可W变化，但它们通常可W足够薄，W便创建边缘结合后 比较不显著的边缘，可W反过来减少分离倾向。可选择接触或黏性粘合剂和热活化粘合剂 W形成忍体和聚合物片材边缘间或第一聚合物片材和第二聚合物片材的边缘之间的良好 结合。可W良好的粘合性能来选择接触或黏性粘合剂，W在它与热烙性粘合剂层之间形成 良好结合，W减小他们的接界面上的粘着破坏。胶带也可帮助在接界面处的暴露边缘建立 更平滑的过渡，并且也可有助于减少边缘处分离倾向。热活化的粘合剂可W是任何热烙粘 合剂、热固化粘合剂、反应性粘合剂等，即在与聚合物层和忍体的粘合溫度相同大约相同的 溫度下活化，W在边缘形成良好结合，如上所述。
[0032] 在应用中，衬垫从胶粘层的分离可W通过手动实现，通过在使用前将衬垫从忍体 或聚合物片材剥离，或通过在与将接触或黏性粘合剂附在聚合物片材的同时或几乎同时使 用胶带分割器，胶带分割器可在使用过程中自动地将衬垫从黏性粘合剂分离。
[0033] 在其它实施方式中，也可在一个或多个聚合物片材结合后将胶带应用到上述边 缘，W使胶带出现在外部。在运些实施方式中，粘合剂可W是仅在一侧、涂覆在背面的压敏 或热敏粘合剂。
[0034] 在其它实施方式中，胶带的一面可包括热活化粘合剂，而另一侧可包括压敏和热 敏粘合剂，使得结合过程期间胶带在热活化之前由压力固定。
[0035] 在进一步的示例性实施例中，可W使用化学密封组分。当使用一个聚合物片材时， 片材的边缘可W进一步结合至聚合物忍体，或者当使用两个聚合物片材时，结合至具有使 用前可W为液态的化学密封组分的第一和第二层的重叠区域。化学组分可W是在粘合过程 中能够通过干燥或在粘合溫度下被活化的液体或浆液。浆料可包括具有聚合物片材分散粒 子的液体的混合物。液态化学密封组分可W其天然液体形式、浆料或半固体形式、或W处理 过的固体形式被使用。而天然形式的液体可WW与上述密封液相似的方式被应用。可将处 理过的浆料在结合过程前或后涂或从箱（如上述塑料挤瓶，但其分配端具有较大的开口） 中分配至忍体和片材间的聚合物片材的边缘。当在结合过程前使用时，该组分可有助于将 片材粘合至忍体或将片材粘合至片材，液体和粒子可W在结合过程中被活化。当处理过的 化学密封组分为固体形式，可包括将液体封装在内的小包封粒子。固体形式的应用可包括 在结合过程前使用用于将处理过的化学组分洒至忍体和一个或多个聚合物片材的边缘的 装置。在任一形式中，可在使聚合物忍体与一个或多个聚合物片材结合的结合过程中活化 化学密封组分，如果需要。
[0036] 用于形成处理过的固体形式的化学密封组分的处理材料可使其自由流动，即，处 理过的形式并不彼此粘附，但可W充分地粘附在忍体或片材，即使是在结合过程前的暂时 粘附。
[0037] 浆料组合物的例子可包括上述与热活化聚合物粉末混合的密封液的混合物，例如 与在聚合物片材的制造中使用的相同或类似的粉末聚合物材料混合。例如，当聚合物片材 由高抗冲击聚苯乙締制成时，那么粉末为粉末状的聚苯乙締。密封液可W相对不易挥发，使 得液体在片材与忍体和/或片材间的粘合过程前基本上不蒸发。在又一个示例性实施例 中，边缘可通过机械和/或热密封装置密封，例如，超声热合装置。例如，可使用例如超声 变幅杆和/或超声焊接机产生超声能量。可选择超声能量水平W影响但不扭曲粘合中的边 缘。
[0038] 在一些实施方式中，随着第一和第二聚合物片材粘合至聚合物忍体，它们可W彼 此部分折叠，并且折叠区域可经受热、压力和/或真空，W创建密封的粘合区。可W将聚合 物片材的多余材料修掉。
[0039] 在一个实施方式中，聚合物片材或薄膜层可包括具有一定表面活性的抗菌剂。