制造具有可附着海绵饰面的可充气产品的方法转让专利
申请号 : CN201880075619.5
文献号 : CN111372761B
文献日 : 2022-01-04
发明人 : C·巴尔德 , N·安德森
申请人 : 纳蒂堡海洋有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.制造具有可附着海绵饰面的可充气产品的方法,所述方法包括以下步骤:提供所述可充气产品的表面;
改性至少一种海绵片的分子结构;
将柔性、可胶合或可焊接的材料胶合到改性的至少一种海绵片上以形成粘结结构;和将所述粘结结构的下面胶合到所述可充气产品的所述表面上,由此所述海绵片位于所述可充气产品的表面上以提供防滑表面。
2.权利要求1的方法,其中改性至少一种海绵片的分子结构包括以下之一:火焰处理所述至少一种海绵片,电晕处理至少一种海绵片。
3.权利要求1或2的方法,其中所述柔性、可胶合或可焊接的材料包括以下的至少一种:TM TM
PVC或Hypalon 或Neoprene 、聚氨酯。
4.权利要求1或2的方法,其中改性至少一种海绵片的分子结构包括改性分子结构,然后在限定时间段内涂胶,其中所述涂胶基本上密封了改性的分子结构。
5.权利要求4的方法,其中基本上密封改性的分子结构的限定时间段小于六个月。
6.权利要求5的方法,其中基本上密封改性的分子结构的限定时间段小于30分钟。
7.权利要求1或2的方法,进一步包括首先将所述可充气产品部分充气,使得被胶合或焊接的所述柔性、可胶合或可焊接的材料在完全充气时呈现正确的形状。
8.权利要求1或2的方法,进一步包括将柔性、可胶合或可焊接的材料直接胶合到改性的至少一种海绵片上和将改性的至少一种海绵片用高压系统胶合到所述可充气产品上。
9.权利要求1或2的方法,其中所述至少一种海绵片包括以下至少一种:聚乙烯即PE,乙烯‑乙酸乙烯酯即EVA,PE/EVA海绵的混合物。
10.权利要求1或2的方法,其中将所述粘结结构胶合到所述可充气产品上包括在所述至少一种海绵片的至少一或多个局部区域上涂胶。
11.权利要求10的方法,其中将所述粘结结构胶合到所述可充气产品上包括沿着所述粘结结构和所述可充气产品之间的边缘引入空气释放间隙。
12.按照权利要求1‑11中任一项的方法制造的具有可附着海绵饰面的可充气产品。
说明书 :
制造具有可附着海绵饰面的可充气产品的方法
发明领域
们还为船或游艇提供了易于扩展的甲板空间或额外的工作空间。水上应用还包括水上运动
设备的扩展底座、水上摩托艇、水下推进器、冲浪板、立式浆板(SUP)等。另外,许多水上运动
器材,如冲浪板和SUP将受益于将不同表面类型施用于板上的能力。
TM TM
于平台的PVC 防滑或Hyapalon 层。成功地将合适的防滑海绵表面粘合到物品上以提供长
期的弹性密封是多年来该行业的主要问题。迄今为止,许多制造商未能成功解决可充气平
台表面的此粘合问题。众所周知,较小物品如水上运动器材,例如冲浪板、SUP也存在类似问
题,它们本身也需要防滑表面,尤其是在使用聚乙烯(PE)海绵时。
烯‑乙酸乙烯酯(EVA)海绵来制造水上可充气平台表面,但是发现这些在可靠的长期粘着性
方面并不可靠。在粘贴较小的EVA海绵垫(即至少两个主维度(长和宽)之一小于1m的数量
级)上已经取得了一些成功。但是,该粘合方法不适用于较大的表面(饰面既不持久也不耐
用,和/或容易产生气泡)或其它“饰面”效果如PE。
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但是,当PE海绵和PVC或Hypalon 或Neoprene 两个表面相遇时,粘结不会持续。多年来,在
水上平台制造商中,试图将这些不同的表面粘结在一起是一个已知的问题。
上,以提供防滑的表面。但是,这些会使脚下不舒服,感觉就像在砂纸上行走一样。这并不太
受欢迎,因此需要更好的解决方案。
法,例如说,海绵表面附着在聚氯乙烯(PVC ),Hypalon 或Neoprene 材料上,这些材料连
接到可充气式水上平台的如游池周围、水上摩托艇停靠站、水下推进器停靠站或陆上平台
如健身垫或水上运动项目如立式浆板(SUP)或许多其它应用中,如稍后所述。
法制造的具有可附着海绵饰面的可充气产品。
例示,且不一定按比例绘制。
对细节的解释将不超过如下所示的认为必要的程度。
通过将海绵连接到柔性、可胶合和/或可焊接的材料如聚氯乙烯(PVC )、Hypalon 或
TM
Neoprene 上来形成用于连接可充气的或已充气的或部分充气的或已放气的产品的可附着
海绵饰面表面。此外,本发明领域还涉及一种通过改性海绵的分子结构并将处理过的形状
例如使用高压辊系统直接粘贴到产品如平台表面上来制造具有可附着海绵饰面的可充气
产品的方法。
Hypalon 或Neoprene (或者实际上任何可用于制造可充气产品的其它材质,如聚氨酯),
对于所要应用的且适合于胶合和/或焊接在一起的用途,它具有足够的灵活性,除非明确了
特定实例。
和设计的PE海绵饰面,d)其它颜色和设计的EVA或EVA/PE共混物海绵饰面。下文中,术语“海
绵”意在涵盖能够胶合到柔性、可胶合和/或可焊接的材料的任何类型的海绵材料或海绵饰
面,除非明确了特定实例。本文所描述的概念涉及制造和将饰面如防滑饰面施加到可以是
被充气的、部分被充气的或放气的可充气产品上。
板”平台、定制的码头,其它水运工具如海上飞机、供应船等的坞站,可充气沙滩俱乐部,可
充气船底部,水运工具,可充气水上座椅或陆上平台如体操垫或床垫,可充气陆上座椅,或
水上运动用品如立式浆板(SUP)、冲浪板。下文中,术语“可充气产品”意在涵盖任何和所有
可充气产品,包括上述每个产品。
使用火焰处理引起的一个问题是当将火焰处理的海绵胶合到柔性、可胶合和/或可焊接的
材料的可充气产品表面时,要胶合或焊接的表面往往要部分被充气,从而使完全充气时海
绵具有正确的形状。从本质上讲,这意味着胶合是困难的,这仅仅是因为如果你向下推挤柔
软的海绵表面到达其下方的柔软表面,则很难获得良好的粘结。在更大的区域尤其如此,如
在可充气产品表面。
以预想,使用EVA海绵会产生类似的结果。例如,已确定可充气产品在阳光下会受热,未胶合
部分中的气穴将膨胀并将海绵向上推挤,使可充气产品的顶部变得不美观。
出现相同的起泡问题。
明人确认仅在电晕处理的实验室内测试持续约20分钟就发生100%的分子变化。在一些情
况下,注意到在20分钟后仍然有一些分子变化(例如,大约70%),这仍然允许(有些,但略低
于理想的)粘结到海绵上。此外,对于具有本发明特定饰面的可充气产品而言,通过在将柔
性、可胶合和/或可焊接的材料粘贴海绵之前留出较长的时间,可能获得不甚理想的结果,
对理想粘着性而言,比方说对电晕处理或火焰处理可以接受30分钟到比方说2小时,且可能
更长时间(约几天或几周数量级)是合适的。因此且值得注意地,本发明的发明人认为粘附
力不是由于燃烧造成的海绵表面变化的结果,更重要的是归因于具有时间限制含义的分子
结构的变化。
理后20分钟之内),尽快在海绵的背面施加一层胶为了封住分子结构变化。在一些实施例
中,胶合过程需要两或三层胶,首先在海绵施一层胶,且在柔性、可胶合和/或可焊接的材料
表面施一层胶。
一起以形成牢固的粘结。
焊接的材料上。在一些实例中,之后将第二层胶施涂到两个表面上并使其完全干燥,然后可
以将第三层胶施涂到两个表面上,并且当它们仍然发粘时,将它们合在一起以形成牢固的
粘结。
TM TM TM TM
的粘结。Neoprene 粘粘于Hypalon ,且因此在一些实施例中,Neoprene 用于将Neoprene
TM
背衬的海绵粘贴于Hypalon 产品。这种方法的优点是,工人可以看到并感觉到胶水是否仍
然“开放”,并评估两个材料表面是否能成功粘合在一起。桌子的坚硬表面还允许工人用硬
工具下推并处理/解决任何气泡。然后,只有与柔性、可胶合和/或可焊接的材料成功粘结的
海绵才进入下一个制造阶段。这就消除了将来在产品表面形成气泡的问题,比如当海绵在
阳光下受热时。
有柔性、可胶合和/或可焊接的材料背衬的海绵的一部分胶合至可充气产品的表面。例如,
被胶合的部分可包含以下一或多个:围绕海绵的整个边缘,在接缝上(一般来说,海绵可以
TM
每隔1m(大约)接合,在例如Velcro 尼龙搭扣下,其中可能会应用附件的地方,因为拔出附
件时海绵不能提起很重要。
材料背衬的海绵表面的下面和平台的顶部表面可能有小气隙。受热(例如在阳光下)时,注
意到这些小气隙可能会将海绵向上推。这样的气隙会在每隔约1m左右的每个胶合部分之间
和可充气平台的宽度(当前为1.5m或2.0m)形成。为此,在一些实施例中,发明人提出沿边缘
引入空气释放间隙,例如大约1.5‑3cm长的未胶合部分。在一些实施例中,这些可能在每个
胶合部分的两侧约每1米左右出现,以允许热膨胀的空气逸出。
胶带(strip)如配置为海绵长度的6cm宽的胶带,用于接合海绵以粘贴在Hypalon 平台上。
以类似的方式,海绵表面可以与PVC胶带接合以粘贴到PVC平台(或者实际上是任何上述产
品)。在一些实施例中,胶合到海绵材料背面的柔性、可胶合和/或可焊接的材料的重量还起
到了将海绵材料重力拉下而不会掀起过多(例如在太阳热量下),或者使海绵膨胀并延伸到
气泡中。
性、可胶合和/或可焊接的材料)背衬的海绵胶合,并将所述海绵胶合到产品的整个表面,或
仅是围绕海绵边缘和接合处的产品表面,因为真空可以施加所需的压力,以减少或消除各
部分之间的气穴。在另一些实施例中,预想高压辊系统可同样用于将PVC(或其它柔性、可胶
合和/或可焊接的材料)背衬的海绵垫施加于平台或产品的整个表面或是围绕海绵边缘和
接合处的表面,以最小化和排出留在下面的空气。
少一个海绵表面上,同时比方说使用高压辊系统或真空压力方法将改性的至少一个海绵表
面胶合到可充气产品上,以实现在可充气产品和海绵的整个表面(或部分表面,例如边缘
和/或接合处表面)上具有良好的粘结。可以预想,将改性的至少一个海绵表面同时胶合到
可充气产品上的做法可能最适合于小物品,或者适合非阳光下的物品,由于海绵背面没有
PVC等材料,所以在所有的非胶合部分,都可能在阳光的热量下膨胀和起泡。
加。可以预想,这个“发粘时间”(有时也称为“开放时间”)还取决于胶的类型,在一些用胶实
施例中,“发粘时间”可能会长于或短于30分钟。在一些实施例中,预想可以通过用热风枪加
热来延长一些胶的“开放时间”。
PE/EVA海绵混合物。在供选择的实施例中,可以使用具有非柚木效果的其它海绵。所有海绵
TM TM TM
类型都不能很好地与PVC或Hypalon 或Neoprene 粘结。Hypalon 是一种氯磺化聚乙烯
(CSPE)合成橡胶(CSM),以其对化学药品,极端温度和紫外线的耐受性而著称。聚氯乙烯
(PVC)是建筑中常用的热塑性塑料,有两种形式可得:刚性和柔性,并且通常以其硬度而闻
TM
名。Neoprene 橡胶是一种高抗性合成材料,可用于各种户外和海洋用途。也称为聚氯丁二
TM
烯,由杜邦公司于1931年发明,它是由氯丁二烯聚合而成的。Neoprene 橡胶比天然或合成
橡胶更能抵抗降解。
着时间的推移而掀起。这种海绵‑柔性、可胶合的和/或可焊接的材料粘结起来的布置例如
也用于PVC立式桨板上,这是一个可以更换的小垫子。在可充气平台的实施例中,海绵的典
型厚度约为6mm的层,例如将3mm的棕色海绵层和3mm的黑色海绵层夹心式合在一起,例如线
切来产生合适的视觉效果。相反,PVC SUP可以采用约3mm厚的海绵层。
会部分被充气。或者,设想在SUP或冲浪板被充气时可以先将垫子放好,然后将板放气,使得
垫子随后被向下推到比方说桌子的硬表面上以获得良好的粘结。此后,可以立即对板充气,
以使胶放置在正确的位置。在另一些实施例中,设想可以将SUP充气到例如1378mb/20psi,
从而提供非常坚硬的表面,以便将海绵放在上面并向下推,即完全可充气时施用。在一些实
施例中,还可以设想施加到SUP板或冲浪板上的海绵垫可以是自动化过程,例如使用高压辊
系统。
和持久的粘结,与此相反,本发明的实施例首先是在步骤202中对海绵材料的底面用火焰或
电晕进行处理,随后进行接合,切割和成形。这种火焰或电晕处理可以改性分子结构,并有
助于与柔性、可胶合和/或可焊接的材料形成粘结。
过软海绵施加到部分充气平台的软表面上来实现充分的粘合。即使产品(或一些情况下的
平台)已完全充气,例如为5.5psi/379mb,仍将难以推挤海绵的软表面并确保良好的粘结。
不管压力水平如何,粘结都需要首先推挤软海绵,因此很难手工确保足够好的粘结。此外,
需要注意的是,技术人员一般也很难看到粘结,因为技术人员是从海绵顶部向下工作的,这
使得技术人员很难或不可能评估海绵的整个表面是否粘结。
晕处理而引起的分子结构变化。在一些实施例中,可以在步骤204中在相对短的时间内比如
说20分钟内(尽管该时限可能会根据用途和所用材料的不同而有所不同)将胶层施加到经
火焰或电晕处理的海绵表面上。在一些实施例中,胶合时,技术人员可能会胶合海绵所有表
面或部分表面,比方说,每隔1m涂一次胶。在一些任选的实施例中,也可以在此阶段,例如在
对火焰或电晕处理的海绵涂胶的同时对柔性、可胶合和/或可焊接的材料(例如PVC)施涂第
一层胶。此外,可允许胶干燥至可触。火焰或电晕处理的海绵表面需要尽快涂例如胶以密封
海绵的分子变化。理想地,火焰或电晕处理的海绵表面不要受到任何或大量的接触,以免影
响对分子变化的密封。
的材料片(例如PVC或Hypalon 或Neoprene 片)的背面和火焰或电晕处理过的海绵二者实
TM TM
施第二次(和任选地第三次)涂胶,并与PVC、Hypalon 或Neoprene 小测试外伸部分
(overhang)连接在一起。将第二层胶施涂于两个表面,在发粘状态时将它们合在一起。如果
采用第三层胶,则施涂第三层之前允许第二层干燥至可触摸,在粘性状态时将两个表面合
在一起。此时,在压力下将表面合在一起可形成可靠且持久的粘结且避免形成大气泡。正如
所认识到的,施加压力以使得任何气泡可以被排出是很重要的。在胶合过程中,技术人员能
够识别气泡并在合适的位置施加压力。在一些实施例中,可以使用热风枪来影响胶的干燥
时间,以使其再次发粘。还可以预想,在一些实施例中,热风枪可以用于海绵上的胶。在一些
实施例中,可以预想,制造过程可以是完全自动化的,以实现快速有效的粘结。
前,需要测试粘结力。胶必须干燥后才能开始测试。因此,在一些实施例中,依据所使用的
胶,可以采用最少几天的延迟。本发明的发明人确定使用典型的胶完全干燥时间需要约3
天,但是可以在1天后进行粘结力测试。将外伸部分从海绵片拉开至整个周围。沿着将要接
合的海绵的侧面特别重要。如果粘结不好,比方说由于对边缘未进行充分的火焰或电晕处
理,那么可以修整海绵并在最终接合之前再次进行测试。这是一个很好的测试,来查看电晕
或火焰处理是否成功。
(例如海绵片)合在一起以提供一大块柚木海绵的外观。在其它实施例中,这些海绵表面(例
如海绵片)可以在202步骤之后的任何时间被切割和/或成形。发明人还已经确定,电晕处理
不像火焰处理那样会改性海绵的形状,因此,在一些实施例中,可以预想在电晕处理之前可
以将海绵切割和成形。
需要被完全(或接近完全)充气以用于测量海绵并将其切割成正确的形状。在一些实施例
TM TM
中,在PVC Hypalon 或Neoprene 背衬的海绵施涂阶段216,当在一些或所有边缘周围施涂
胶水时,进行部分充气。此后,当产品完全充气时,它会拉紧海绵垫的外观,而使海绵外观无
皱纹。
可充气产品的尺寸和海绵覆盖的规模,以确保在充气时PVC背衬的海绵被拉紧,但避免导致
呈香蕉形状的可充气产品。当海绵垫刚好围绕海绵的边缘并沿着每个接合处部分(或全部)
胶合时,可能会要在胶合、部分(或完全)充气和避免潜在的香蕉形状问题之间进行权衡。
TM
面(例如海绵片)的下侧并使其干燥,然后将Velcro 尼龙搭扣缝制到被缝制海绵的顶部和
边缘。可以预想,在其它实施例中,可以对制造过程的一些步骤采用不同的顺序,例如,可以
先缝合海绵的边缘,然后再胶合D形环盖。或者,例如,不同顺序可以包括将片材胶合在一
起,然后切割和成形。
合的长度与要接合的海绵表面或片的长度相同。接合条材料应与海绵片的背衬材料相匹
TM TM TM TM
配,例如,PVC对PVC,尽管也可以Hypalon 粘在Neoprene 上,Hypalon 或Neoprene 背衬的
海绵片可以与这些材料中的任何一种接合。
合,而不必先将PVC、Hypalon 或Neoprene 施加于海绵的背面。因此,未覆盖的海绵的其余
TM TM
部分可以随后施加PVC、Hypalon 或Neoprene ,或者如果只是小块(例如“垫”)表面积或与
TM TM
同时采用高压施加系统等,则不必费心将PVC、Hypalon 或Neoprene 施加于其余部分。
TM
下面、Velcro 尼龙搭扣下面等处涂胶。在一些实施例中,在将整个海绵片胶合到部分充气
的平台表面时,可以在沿边缘的每个部分的任一边缘上大约2cm处提供放气间隙,以允许空
气逸出。如所提到的,在此特定实施例中的产品或平台在其它实施例中可以在进行最终胶
合时被完全充气或放气。另外,如在其它实施例中所提及的,在此特定实施例中,最终胶合
可围绕产品或平台的边缘而不是在每个接合处或Velcro尼龙搭扣条下面等处实施。因此,
可以预想,最终粘结结构可以许多不同的方式、部分或整体方式胶合。
一层胶施涂于经火焰或电晕处理的海绵表面(在一些实施例中,可为片状海绵)的背面,来
密封因火焰或电晕处理而带来的分子结构变化。为了采取下一个路径,需要在平台的上表
面涂第一层胶,然后在海绵和平台二者表面涂第二层或第三层胶,并在发粘状态下合在一
起,以达到良好的粘结。在这种胶的“开放时间”是制造过程中一个重要因素情况下,快速
(或自动)方法将胶涂在两个表面上是一个重要的考虑因素。例如,两个表面实现粘结的“开
放时间”可能有15‑30分钟,那么可以使用高压系统(例如在自动化工艺中)。此后,可采取不
同的路径在205,预想在207用高压系统将火焰或电晕处理的并胶封分子变化的海绵直接施
加到产品,例如是在216放气、部分充气或充气的平台上。在一些例子中,高压系统可以是基
于辊的系统,其中辊被配置成当胶仍然足够粘时对产品和火焰或电晕处理的海绵施加压
力。类似地,在一些例子中,高压系统可以是基于真空的系统,其中在密封外壳中产生真空,
当胶仍然足够的粘时对产品和火焰或电晕处理的海绵施加压力。在这些例子中,没有使用
中间的粘结结构。
或在209切割或成形海绵,或在210步骤使用部分充气、放气或充气产品,或在211比方说将
其它物件如D型环施加到产品,缝合Velcro尼龙搭扣或缝合。
绵片的尺寸为102cm宽×203cm长。但是,在其它实施例中预想可以使用更小或更大的片材,
例如宽度为1.5m和短长度为1.5m,或用于制造定制扩展坞或长度长达10m的102cm宽超长可
充气平台片材。第二张图片320例示了背面具有略微发亮表面的海绵。第三张图片330例示
了高强度火焰处理后的海绵。第四张图片340例示了在高强度海绵处理之前和之后海绵放
在一起的比较。在一些实施例中,预想火焰处理阶段也可应用于EVA海绵或PE/EVA海绵混合
物。
包括对柔性、可胶合和/或可焊接的材料片涂胶。
柚木效果海绵上的线条是黑色的,选择PVC材料的颜色来匹配。海绵在线条中接合,PVC与线
条颜色匹配意味着结合处看不出来。在其它实施例中,海绵上的线条可以不同颜色提供和
获得,并且在这种情况下,可以选择不同颜色的PVC来匹配线条。第二张图片420例示了PVC
片要拉上来测试部分或全部围合胶合粘结性的额外PVC外伸部分。在部分胶合方法中,例如
在三个边胶合,可以将第一条边对齐而没有外伸部分,外伸部分纯粹是为了有足够的PVC覆
盖海绵片而不必在胶合过程中精准操作。第三张图片430例示了沿接合黑线的海绵切片。第
四张图片440例示了沿黑线接合而合在一起的海绵。在此阶段将海绵切成一定形状,以使接
合处无缝且不可见。例如,在一些应用中,海绵可能在火焰处理过程中收缩或变形。
了充气或部分充气的平台,其可用于测量和装配海绵。该平台可以在此过程中的任何时候
充气。
TM
好地粘结到黑色PVC胶带上。在其它实施例中,两片柚木海绵片(每片都带有Neoprene 背
TM TM
衬)可以与黑色Neoprene 胶带接合。在其它实施例中,可以将带有Hypalon 背衬的海绵片
TM TM TM TM
与Hypalon 胶条或Neoprene 胶条任一接合。Hypalon 和Neoprene 会相互粘结,但不能很
好地与PVC粘结,这是由于塑性迁移,聚合物从PVC中转移,随着时间的推移,会侵蚀并损坏
TM
Hypalon 。
合、将Velcro 尼龙搭扣缝制到海绵并将海绵边缘缝合之后接合的海绵片的形状。
的水上可充气平台。图片620例示了将海绵沿整个边缘624在Velcro 尼龙搭扣下方、在每个
结合处下方(大约间隔1米)和全部D型环的下方胶合到可充气平台622,如图所示。其他已知
海绵垫的问题是边缘可能开始掀起。因此,本发明的实施例建议,在第四阶段中,将海绵直
接与PVC背衬缝合,在630,这有助于防止海绵在端部的任何磨破和磨损,例如由于与比方说
摩托艇等的重复碰撞所致。
颜色的PE海绵饰面,d)其它设计和颜色的EVA或EVA/PE混合物饰面。
提供压力控制器662,当将可充气产品胶合可附着的海绵饰面时,例如通过高真空压力站
660来控制要施加的压力量。
品。因此,本文中为实现特定功能而组合的任何两个构件可以彼此“关联”,从而实现所期望
的功能,而不考虑总体架构或中间构件。同样,这样关联的两个构件也可视为彼此“可操作
地连接”或“可操作地耦合”以实现期望的功能。
术特征,但是本领域技术人员将认识到,可以将所描述实施方案的各种特征根据本发明进
行组合。
接到PE、PE/EVA混合物或EVA海绵,有利地确保了它们与海绵可靠连接用于在水中或陆地上
应用或上述任何应用。以这种方式,本发明的发明人已经认识并理解到现有设计中的一些
问题,这些问题已经通过本文描述的概念得到了实质性的缓解。