专利名称：用于保护物体的收缩包覆材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在运输和存放期间保护物体的材料、该材料的制造方法以及利用该材料来保护物体的方法。
背景技术：
诸如汽车、机器和游艇之类的大型物体通常必须在敞蓬卡车上从工厂运输到最终的消费者，在卡车上，它们是暴露于外界环境中的。消费者希望新的汽车、游艇和机器能保持原始状态，而不能容忍任何瑕疵。如已有的美国专利5,491,017号中所示，包括酸雨和投掷物体、如小石块和石头在内的众多因素可能会带来损害。美国专利5,491,017号中所揭示的包覆材料包括间隔性地粘接到一可收缩且可伸展的薄膜上的无纺布，该薄膜在受热时具有预定的收缩响应。该材料被制成为放置到受保护物体上的袋体。然后该袋体绕物体收缩，此时无纺布接合物体表面并将薄膜撑离物体表面。
发明内容
本发明涉及一种改进的材料及其制造方法。粘合剂被施加到构形凹版滚筒上，藉此当该滚筒旋转横过无纺布或热塑性薄膜的第一材料时，粘合剂以预定图案施加。粘合剂通常覆盖它所要施加的无纺布或热塑性薄膜的大约4.0-33.0％。然后，通过用有限的压力使未支承粘合剂的材料与支承粘合剂的材料相接触而将无纺布或热塑性薄膜的另一个粘接到支承粘合剂的材料上。当薄膜收缩时，无纺布与位于粘接部之间的诸区域中的薄膜相分离，以便提供凸部，从而防止物体表面与无纺布的粘接部分相接触。
由于沿着无纺布的粘接部分的固化的粘合剂是具磨损性的(薄膜同上)，而且薄膜或粘合剂与表面之间的任何接触会造成损害，因而通常较理想的是防止无纺布的粘接部分与表面相接触。通过保护物体表面使其免遭粘接部分损害，就能防止因例如在运输存放期间搬运物体时、无纺布的粘接部分横过要保护的表面的摩擦所带来的损害。粘合剂图案的重复性还有利于制造，且增强了材料的抗扯强度。
通过结合附图参照下文中的描述，本发明的这些及其它优点将变得一目了然，在这些附图中图1是本发明材料的第一种制造方法的示意图；图2是在本发明材料的制造过程中用于向薄膜施加粘合剂的凹版(gravure)滚筒的平面图；图3是利用图2所示的凹版滚筒所制成的材料的局部透视图，其中薄膜层从无纺布上剥离；图4是图3所示的材料收缩后的局部透视图；图5与图2相似，但示出了用于向薄膜施加粘合剂的凹版滚筒的另一种实施例；图6是图5的界限部分的放大图；图7与图4相似，但示出了利用图5所示的凹版滚筒所制成的材料；图8是图4所示材料的放大横截面图，但其中材料脱离由该材料所保护的表面；图9与图8相似，但其中本发明材料的无纺布与要保护的表面相接合；图10是本发明材料的第二种制造方法的示意图；图11是将由本发明的包覆材料所保护的汽车的立体图；图12是将由本发明的包覆材料所保护的摩托车的立体图；以及图13是示出了将根据图1和10所示的方法所制成的材料应用于汽车的一种方式的示意图。
具体实施例方式
现在请参阅附图，根据本发明制造的一种可收缩的防护材料总的由标号10所表示。该防护材料10包括可收缩的薄膜层12和无纺布、较佳地水缠结(hydro-entangled)的无纺布层14。短语“可收缩且可拉伸的薄膜”是指热塑性薄膜在加热后保持预定大小的后(post)收缩弹性和较低的后收缩模数。这些所谓的可收缩且可拉伸的薄膜是由亚拉巴马州(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。无纺布可由诸如聚酯、尼龙6，6之类的纤维、或者木浆和人造(staple)聚酯纤维的组合物所制成。根据本发明的原理可用的可在市场上买到的水缠结无纺布是可从杜邦公司(DuPont，Inc.)获得的Sontara。
该薄膜和无纺布藉由以总的由标号16(图3)所表示的预定图案根据图1所示的方法设置在薄膜上或者根据图10所示的方法设置在无纺布上的粘合剂(下文中将作描述)彼此固接在一起。因此，构成在薄膜或无纺布上的、位于由粘合剂图案16所覆盖的区域之间的区域18上是没有粘合剂的。该粘合剂可为多种被广泛利用的热熔性粘合剂中的任何一种，诸如可从俄亥俄州Findley的ATO股份有限公司和明尼苏达州(MN)Minneapolis的H.B.Fuller股份有限公司所获得的S-I-S(苯乙烯-橡胶基质-苯乙烯)、S-E-S(苯乙烯-乙烯-苯乙烯)型粘合剂。另一种可用的粘合剂是可从缅因州Middleton的Bostik股份有限公司所获得的#9016 LDPE。虽然上述热熔性粘合剂通称为“压敏”热熔性粘合剂，但也可采用非压敏热熔性粘合剂。例如(但不受其限制)，诸如可从德国Hamburg的Tivoli所获得的#9058-35和#9058-70以及可从Bostik股份有限公司所获得的#4315 LLDPE之类的聚丙烯基热熔性粘合剂是可用的非压敏热熔性粘合剂的例子。在制造期间，无纺布和薄膜彼此轻贴在一起，以便粘合剂将薄膜和无纺布粘接在一起。作为粘合剂图案的结果，粘合剂通常只需覆盖它所要施加的无纺布或薄膜的大约4.0-33.0％。于是，沿着位于无纺材料与热塑性薄膜之间至少大约67.0％的界面不会有粘合剂粘接。因此，材料的粘接区域20要比未粘接区域22小得多。
现在请具体参阅图1，图中示出了材料10的第一种制造方法。设有一用于薄膜12的滚筒24，薄膜12被供给离开滚筒24，并被输送而与总的由标号28所表示的旋转构形凹版滚筒的外周表面26相接合。该凹版滚筒28可从德国Lorrach Brombach的Karl Wenk GmbH所获得。该薄膜藉由导辊30、32被顶着凹版滚筒28的外表面26保持。如下文中将描述的，凹版滚筒以预定图案16向薄膜施加粘合剂。在其上被施加粘合剂之后，薄膜12被供给通过一组轧辊34，无纺布14在从滚筒36中拉出之后也被供给通过该组轧辊，以便薄膜12和无纺布14彼此大致平行对齐。然后该薄膜和无纺布被输送通过一传统的粘接工位38。调节该粘接工位38，以便向薄膜12和无纺布14施加轻压，以使该薄膜和无纺布仅仅在其中已向薄膜施加粘合剂的那些区域中进行粘接。材料10被卷绕在一卷筒40上。粘接工位38和用于多种材料滚筒的支承件是可从瑞士Munchwilen的Cavitec AG所获得的一种传统碾压机的一部分。
根据第一实施例，凹版滚筒28的外周表面26设有第一组大致平行的沟槽42和倾斜地、即相对于第一组沟槽垂直延伸的第二组大致平行的沟槽44，以便在表面26上构成菱形区域46。沟槽42、44构成表面26的低部，而区域46则构成外周表面26。粘合剂以熔化的形式保持在总的由标号48所表示的传统的粘合剂分配器中。
该分配器48包括其中粘合剂保持熔化状态的容器50和平行于外周表面26延伸、且将来自容器50的粘合剂施加在整个表面26(包括两组沟槽42、44和区域46)上的滚轴52。该粘合剂呈充分地液态，以便其易于充入到沟槽42、44中。在向外周表面26施加粘合剂之后，滚筒28旋转经过一传统刮刀54，该刮刀刮除区域46中的粘合剂，从而使粘合剂只留在沟槽42、44中，以便该粘合剂能以大致菱形的图案16置于薄膜12上。虽然未明确示出，但还可考虑诸如六边形图案之类的其它线性和非线性的、基本平行的粘合剂图案，并从理论上应形成所谓的衬垫(pillow)(将在下文中详细描述)。
如图3所示，在通过以本技术领域中的那些熟练人员所众所周知的方式向材料10加热以使其收缩之前，将无纺布14粘接到薄膜12的如由图案16所构成的、其上已施加有粘合剂的诸区域中。未粘接到薄膜12上的无纺布14的那些部分覆盖并接合其上没有粘合剂的薄膜的区域18。然而，在材料10收缩之后，如图4所示，由于薄膜12收缩、而无纺布14未明显收缩，因而覆盖未粘接的区域18的无纺布14的诸部分集拢起来以形成柔软的曲线形凸部或衬垫56，该凸部或衬垫用作为冲击吸收器，且不具有可能会割伤或磨损的方角。这些衬垫56接合受保护物体的表面(图4中未示出)，由此形成将薄膜撑离受保护物体的表面的垫层(cushion)。这从图8和9中可更清楚地看到，其中受保护物体的表面由标号58所表示。在图8中，其中材料10如图所示远离表面58，即使该材料10已收缩，衬垫56限定彼此面对的边缘部分60，并限定经由粘接部20固定在薄膜12上的无纺布的诸部分。然而，当材料10用于保护表面58时，无纺布接合该表面，并且薄膜的边缘部分60因衬垫56与表面58的接触而偏斜，从而部分60覆盖粘接部20，由此防止粘接部20与表面58之间相接触。粘接部20往往比薄膜本身更具磨损性，因此，防止粘接部20与表面58相接触是很重要的。因此，可偏斜的边缘部分60可防止此类接触，从而确保表面58将免遭具磨损性的粘接部20的损害。无纺布的垫层作用还可保护表面58免受诸如石块之类、在运输期间可能发生的小投掷物体的伤害。由于无纺布和薄膜以固定间隔彼此固接在一起，因而该材料基本不能以这样一种方式、即无纺布将被下拉到使薄膜与物体58直接接触的程度来绕物体58的曲线或拐角伸展。
随着机器和横过机器两个方向中薄膜的收缩率增加，衬垫56通常具有增大的平均高度(在放置到一表面上之前，从根部到顶点)。例如(但不受此限制)，对于一种具有平均厚度约为5密耳的可收缩伸展的薄膜和平均厚度约为14密耳的无纺布层的材料而言，平均衬垫高度将以10％的收缩率增大至大约140密耳。以20％的收缩率，平均衬垫高度约为210密耳，而以35％的收缩率，平均衬垫高度则约为380密耳。因此，收缩率每增加10％，在放置到一表面上之前，衬垫高度增大到至少大约两倍(2x)。短语“收缩率”是指发生的收缩量，而不是收缩发生的速度。
虽然以上已描述了一种大致菱形的图案作为较佳图案，但应理解的是，本发明并不仅限于向薄膜12施加粘合剂的任何具体的图案16。例如，请参阅图5-7中所示的可供选择的实施例，凹版滚筒的外周表面26可设有绕滚筒28沿圆周延伸的单组平行沟槽62。因此，设置在薄膜12上的粘合剂图案由多条平行线组成。请参阅图7，薄膜12与无纺布14之间的粘接部64均为细长条，并且在收缩之后所形成的衬垫56沿着材料的整个长度延伸。如上所述，以截然不同的图案来施加粘合剂的一个优点在于可增加薄膜的抗扯强度。由于图5-7中所示的实施例不具有如图2-4中所示的实施例所具有的相交的粘合线，因而抗扯强度会降低，但粘合剂的用量减少，并且由于无纺布所受到的粘接部的限制减少，因而无纺布将更易于集拢且偏斜。
现在请参阅图10，下面将描述材料10的第二种制造方法。设有一用于无纺布14的滚筒36，无纺布被供给离开滚筒36，并被输送而邻近总的由标号28所表示的旋转构形凹版滚筒的外周表面26。该无纺布藉由导辊30、32邻近凹版滚筒28的外表面26保持。如上根据图1所示的方法所描述的，在本方法下，凹版滚筒以预定图案16向无纺布施加粘合剂。在其上被施加粘合剂之后，无纺布14被供给通过一组轧辊34，可收缩的热塑性薄膜12在从滚筒24中拉出之后也被供给通过该组轧辊，以便薄膜12和无纺布14彼此大致平行对齐。然后该薄膜和无纺布被输送通过一传统的粘接工位38。调节该粘接工位38，以便向薄膜12和无纺布14施加轻压，以使该薄膜和无纺布仅仅在其中已向无纺布施加粘合剂的那些区域中进行粘接。材料10被卷绕在一卷筒40上。因此，如本技术领域中的那些熟练技术人员应理解的是，图1和10中分别所示的方法可采用基本相同的设备。下面将描述在图10所示方法的实施中的某些关键性区别。
为了确保粘合剂基本沿着无纺材料的凸部保持，当施加粘合剂时，使该无纺材料略微离开凹版滚筒28保持。通过使无纺薄膜离开凹版滚筒的表面至少大约一千分之一英寸～大约一千分之五十英寸保持，与显著进入无纺布中的隙孔相反的是，粘合剂将沿着无纺薄膜的凸部保持。
同样，为了确保热塑性薄膜以轻压或者有限的压力连接到无纺布上，根据所采用的无纺布、热塑性薄膜和粘合剂以及材料供给通过制造设备时的速率，压轧力较佳地保持在每直线英寸大约1.0-9.0磅(lb/pli)的压力范围之间。低于大约1.0lb/pli的压轧力往往不能有效地使材料连接，而高于大约9.0lb/pli的压轧力则会将粘合剂压入到无纺布的隙孔中，这是不理想的。因此，压轧力被设置且不断被监视，以便确保粘合剂沿着无纺布的凸部保持到一个极高的程度。
如图11和12所示，本发明的包覆材料尤其适用于诸如汽车和摩托车之类的制造物体的运输，但并不仅限于此。为了使用本发明的包覆材料，将材料滚筒40象图13所示的那样展开，并割断适当的量。然后，将材料的边缘密封，以便形成一袋体，其中无纺材料位于内侧，而薄膜则位于外侧。接着加热该袋体，以使薄膜收缩，并使无纺材料形成如上所述的衬垫或垫层。要注意的是，可通过任何传统的装置来进行加热，诸如通过使用包含有固定的或可滑动的加热件72的加热管道70供大容量加热之用，或者通过使用手持式吹风机供人工应用之用。
虽然一目了然的是，上述本发明的较佳实施例能较好地实现本发明的目的，但要意识到的是，在不脱离本发明精神实质的前提下，本发明还可有多种变型、改变和变化。
另外，该材料的大部分应用将需要可收缩且可伸展的薄膜层12超过粘接到无纺布的大致整个面积上，可设想的是，面积特殊的粘接实施例也落在本发明的范围之内。
权利要求
1.用于保护物体的收缩包覆材料，包括当所述材料施加到所述物体上时，用于接合所述物体的无纺布层；当受热时，具有预定的收缩响应的可热收缩的热塑性薄膜层；以及以预定图案施加到所述无纺布层或热塑性薄膜的至少其中之一上的粘合剂，所述预定图案限定支承所述粘合剂的第一区域和其上未施加所述粘合剂的第二区域，所述无纺层藉由所述粘合剂间断性地粘接至所述薄膜，所述无纺布包含有位于所述薄膜的第二区域上的未粘接部分，从而保护所述表面使其免遭所述粘接部分的损害。
2.如权利要求1所述的收缩包覆材料，其特征在于，限定所述第一区域的所述预定图案包含有平行线。
3.如权利要求1所述的收缩包覆材料，其特征在于，限定所述第一区域的粘合剂的所述预定图案包含有第一组平行线和与所述第一组平行线相交的第二组平行线。
4.如权利要求3所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述构成图案的粘合剂呈基本菱形。
5.如权利要求1所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述无纺布的未粘接上覆部分包含有诸衬垫，所述衬垫具有在所述粘接部分上延伸的诸部分。
6.如权利要求5所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述无纺布的未粘接部分在所述薄膜收缩时与薄膜相分离。
7.如权利要求5所述的收缩包覆材料，其特征在于，随着所述薄膜的收缩率增加，所述衬垫在放置到一表面上之前具有从根部到顶点的增大的平均高度。
8.如权利要求7所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述薄膜的收缩率每增加10％，所述衬垫的所述平均高度就增大到至少大约两倍。
9.如权利要求1所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述粘合剂覆盖其所施加的所述无纺布层或可收缩的热塑性薄膜的大约4.0-33.0％。
10.如权利要求9所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述粘合剂是从由压敏和非压敏热熔性粘合剂所组成的组群中所选用的。
11.如权利要求1所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述热塑性薄膜是可收缩且可伸展的热塑性薄膜。
12.如权利要求1所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述无纺布采用水缠结纤维的形式。
13.如权利要求1所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述粘合剂施加在所述无纺布上。
14.一种制造用于保护表面的材料的方法，包括下列步骤提供当受热时具有预定的收缩响应的可收缩的薄膜、以及无纺布；利用凹版滚筒将粘合剂以预定图案施加到所述薄膜或无纺布的至少其中之一上，所述预定图案限定以所述图案支承所述粘合剂的第一区域和明显大于所述第一区域、且在支承所述粘合剂的所述第一区域的图案之间延伸的第二区域；以及利用所述粘合剂将所述无纺布与薄膜粘接在一起。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述粘合剂是热熔性粘合剂，并且通过用有限的压力将所述薄膜与无纺布压制在一起将所述无纺布粘接到所述薄膜上。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，通过使所述凹版滚筒旋转经过横过该滚筒的外周表面延伸的粘合剂分配工位而将所述粘合剂施加在所述凹版滚筒上，所述粘合剂分配工位向所述滚筒的第一和第二部分施加粘合剂，接着使该滚筒旋转经过横过外周表面延伸的刮刀，所述刮刀去除滚筒凸部上的粘合剂，同时允许粘合剂保留在滚筒的低部中，然后使所述滚筒旋转，以便将粘合剂施加到所述纤维或无纺布的其中之一上。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述粘合剂施加到所述无纺布上。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述可收缩的薄膜与所述无纺布间隔性地粘接。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述热塑性薄膜是可收缩且可伸展的薄膜。
20.一种通过权利要求14所述的方法所制成的物体。
21.用于保护物体的收缩包覆材料，包括当受热时，具有预定的收缩响应的可热收缩的薄膜外层；当所述材料绕所述物体收缩时，用于接合所述物体的无纺布内层；以及由凹版滚筒间隔性地施加到所述无纺层上的构成图案的粘合剂，所述粘合剂置于所述薄膜外层与所述无纺布内层之间，从而使所述薄膜外层与所述无纺布内层相连接以形成粘接区域和未粘接区域，藉此，当加热所述材料时，沿着所述未粘接区域的无纺布位于沿着所述粘接区域的粘合剂上，从而保护所述物体使其免遭粘接部分的损害。
22.如权利要求21所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述构成图案的粘合剂包含有大致平行线。
23.如权利要求21所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述构成图案的粘合剂包含有第一组大致平行线和与所述第一组平行线相垂直的第二组大致平行线。
24.如权利要求23所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述构成图案的粘合剂呈大致菱形。
25.如权利要求21所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述无纺布的未粘接上覆部分包含有自所述粘合剂延伸的诸边缘部分，所述边缘部分偏斜到所述粘接区域之上。
26.如权利要求25所述的收缩包覆材料，其特征在于，当所述薄膜收缩时，所述无纺布的未粘接区域与所述薄膜相分离。
27.如权利要求21所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述无纺布的未粘接区域包含有当所述薄膜收缩时偏斜到所述无纺布的粘接区域之上的偏斜部分，从而保护所述表面使其免受无纺布的粘接部分的磨损。
28.如权利要求21所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述无纺布的未粘接上覆部分包含有诸衬垫，所述衬垫具有在所述粘接部分上延伸的诸部分。
29.如权利要求21所述的收缩包覆材料，其特征在于，随着所述薄膜的收缩率增加，所述衬垫在放置到一表面上之前具有从根部到顶点的增大的平均高度。
30.如权利要求29所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述薄膜的收缩率每增加10％，所述衬垫的所述平均高度就增大到至少大约两倍。
31.如权利要求21所述的收缩包覆材料，其特征在于，所述粘合剂覆盖所述薄膜的大约4.0-33.0％。
全文摘要
一种可收缩的防护材料包括藉由粘合剂粘接到可收缩的薄膜上的无纺布，该粘合剂以预定图案施加到无纺布或可收缩的薄膜上。在收缩时，无纺布自薄膜分离或释放，并形成使薄膜与受保护的表面保持分离的垫层或衬垫。垫层或衬垫的边缘部分用作为冲击吸收器，并偏斜到粘接部之上，由此保护表面使其免遭具磨损性的粘接部分的损害。
文档编号B65B53/00GK1439581SQ0212458
公开日2003年9月3日 申请日期2002年6月20日 优先权日2002年2月20日
发明者格利高利·L·托特 申请人:格利高利·L·托特