可回收表面覆盖物及制造可回收表面覆盖物的方法和系统 |
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申请号 | CN201080065958.9 | 申请日 | 2010-11-12 | 公开(公告)号 | CN102821942A | 公开(公告)日 | 2012-12-12 |
申请人 | 映佳国际公司; | 发明人 | 阿瑟·B·道奇三世; 约翰·麦克福尔斯; | ||||
摘要 | 本 发明 描述了用于制造 层压 表面 覆盖 物的工艺和系统以及表面覆盖物自身。所述覆盖物包括结合到彼此的多个层。所述系统执行该工艺。所述工艺的一个示例包括使第一材料穿过第一 输送机 ,使第二材料穿过第二输送机,使结合材料穿过第三输送机,使第一材料和第二材料与结合材料 接触 ,以及加热第一材料和第二材料中的至少一个。该工艺还包括将第一材料、第二材料和结合材料引入压 力 区域中,使得结合材料被引入第一材料的底表面和第二材料的顶表面之间。该工艺施加压力,以通过结合材料将第一材料和第二材料结合到一起,从而生产出层压材料。 | ||||||
权利要求 | 1.一种制造层压表面覆盖物的工艺,所述工艺包括: |
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说明书全文 | 可回收表面覆盖物及制造可回收表面覆盖物的方法和系统[0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 本申请要求2010年2月4日提交的美国临时申请序列号61/301,468和2010年4月8日提交的美国申请序列号12/756,954的优先权,两个申请的整个内容在此都通过引用并入本文。 技术领域[0003] 本发明的一个实施例涉及各种类型的可回收表面覆盖物。例如,可回收表面覆盖物包括与结合到粒状底层的表面层组合的粒状橡胶底层。本发明的另一方面涉及生产上述可回收表面覆盖物的系统,比如制造生产线。本发明的另一方面涉及用于制造上述可回收表面覆盖物的工艺。 背景技术[0005] 另外,常规地毯和垫子的处置造成困难,因为这些材料可能难以回收。例如,常规地毯和垫子通常由不同的材料形成,且因此,常规的回收技术(其可能包括待回收材料的清除)是相对低效的。 [0006] 例如,一种类型的地板覆盖物提供在聚氯乙烯(PVC)背衬上静电地植绒的尼龙纤维植绒层。在该材料的生产中,玻璃纤维层被添加在PVC背衬和植绒之间,用以提供尺寸稳定性。植绒地板覆盖物被进行丝网印刷,以提供各种范围的图案和颜色。然而,PVC通常不被认为是容易回收的。而且,例如,在清除过程中加热PVC产生危险烟气。另外,需要添加玻璃纤维,这增加制造复杂性和成本。此外,玻璃纤维材料自身可能难以回收。 [0007] 可替代形式的表面覆盖物提供通过粘合剂粘接到衬底的植绒层。然而,如上面论述的,粘合剂以及与该粘合剂相关的任何溶剂会污染生产周围的环境并且可能会污染安装过程。另外,在生产过程期间使用液体粘合剂在提供均匀的粘合剂层中造成困难。该均匀性的缺乏在将植绒层添加到背衬材料中产生困难。因此,将有吸引力的预先印好的植绒层提供到以液体粘合剂覆盖的背衬材料通常很困难。 [0008] 因此,存在对在其生产过程中相对地没有溶剂且在上层例如植绒层和下层例如背衬材料之间提供均匀的结合层的可回收地板覆盖物的需求。 发明内容[0009] 本发明的一个方面包括用于制造层压表面覆盖物的工艺。该工艺包括使第一材料穿过第一输送机,使第二材料穿过第二输送机,以及使结合材料穿过第三输送机。该工艺还包括使第一材料和第二材料与结合材料接触,加热第一材料和第二材料中的至少一个,将第一材料、第二材料和结合材料引入到压力区域,使得结合材料被引入第一材料的底表面和第二材料的顶表面之间,以及施加压力,以通过结合材料将第一材料和第二材料结合在一起以生产出层压材料。 [0010] 本发明的另一方面提供用于制造层压表面覆盖物的工艺,其中该工艺包括使第一材料穿过第一输送机,使第二材料穿过第二输送机,使结合材料穿过第三输送机,以及使第二材料与结合材料接触。该工艺还包括在使第二材料与结合材料接触之后加热i)第二材料和结合材料或者ii)第一材料中的至少一个,以及在第二材料和结合材料接触彼此之后并且在加热之后使第一材料与结合材料接触。该工艺还包括将第一材料、第二材料和结合材料引入压力区域,使得结合材料被引入第一材料的底表面和第二材料的顶表面之间。该工艺还包括施加压力,以通过结合材料将第一材料和第二材料结合在一起以产生层压材料。 [0011] 本发明的另一方面提供包括第一层和第二层的表面覆盖物,第一层包括橡胶材料,第二层包括植绒材料。热活化结合层布置在第一层和第二层之间且将第一层结合到第二层。 [0012] 本发明的另一方面提供包括粘接到另一材料的第一材料和包括回收橡胶的第二材料的可回收表面覆盖物,回收橡胶包括通过化学结合剂相互结合到彼此的橡胶颗粒。 [0013] 本发明的另一方面提供用于在连续层压机生产线上制造表面覆盖物的工艺。该工艺包括将背衬材料的卷引入包括输送机的背衬展开站,将护面材料的卷引入包括输送机的护面展开站,以及将结合材料的卷引入包括输送机的结合材料展开站。该工艺还包括将背衬材料从背衬材料的卷输送到第一热源,将护面材料从护面材料的卷输送到第二热源,以及利用第一热源加热背衬材料的第一表面。该工艺还包括利用第二热源加热护面材料的第二表面,将粘合剂从粘合剂展开站输送到背衬材料的已加热的第一表面和护面材料的已加热的底表面之间,以及将护面材料、粘合剂和背衬材料压到一起以形成复合制品。该工艺还包括将复合制品输送到层压机中以及层压已压到一起的制品,以形成层压的地板材料。该工艺还包括将层压的地板材料从层压机输送到冷却站并穿过冷却站,以及将地板材料从冷却站输送到边缘修剪站。该工艺还包括在边缘修剪站中修剪地板材料的边缘以及将修剪后的地板材料从边缘站输送到再卷绕站。可选地,或者可选择地,该工艺包括在修剪之前或之后模切地板材料。在一个示例中,模切例如通过连续模切机连续执行。该工艺还包括将地板材料卷绕在线轴上以及将已填充好的地板材料的线轴从连续层压机生产线上移走。 [0014] 本发明的另一方面提供计算机可读介质,在计算机可读介质上有储存代码。当在计算机上执行代码时,代码使计算机控制系统,用以执行上述任何工艺。 [0015] 本发明的另一方面提供包括第一输送机和第二输送机的材料结合系统,第一输送机构造成在输送方向上输送第一材料,第二输送机构造成输送第二材料。该方面包括加热系统和组合区域,加热系统构造成向第一材料或第二材料中的至少一个施加热量,组合区域构造成从第一输送机和第二输送机接收第一材料和第二材料并构造成将第一材料和第二材料朝彼此按压。 [0016] 本发明的另一方面提供包括第一层和第二层的表面覆盖物,第一层限定表面覆盖物的第一外表面,第二层包括通过化合物结合剂相互结合的橡胶颗粒,第二层限定表面覆盖物的第二外表面。该方面包括布置在第一层和第二层之间并将第一层结合到第二层的热活化结合层。附图说明 [0017] 本发明在其各方面中的这些及其它优点将从结合附图给出的本发明的示例性实施例的以下详细描述而变得更明显且更容易理解,在附图中: [0018] 图1是根据本发明一个方面生产出来的制品的第一示例的等轴测视图; [0019] 图2是图1中描述的制品的侧视图; [0020] 图3是根据本发明生产出来的制品的第二示例的等轴测视图; [0021] 图4是图3中描述的制品的侧视图; [0022] 图5是根据本发明生产出来的制品的第三实施例的等轴测视图; [0023] 图6是图5中描述的制品的侧视图; [0024] 图7A-B是描述了用于生产图1-6中描述的制品的工艺的流程图的第一部分和第二部分; [0025] 图7C-D是在护面材料放置成与结合材料接触之前背衬材料和结合材料放置成相互接触的流程图的第一部分和第二部分; [0026] 图8是表示用于执行图7中阐述的工艺的组装生产线的示意图; [0027] 图9A是用于生产图1-6中生产的制品的系统的局部侧视图; [0028] 图9B是图9A中显示的系统的其余部分的局部侧视图; [0029] 图10是图9A和9B中描述的系统的背衬展开站的侧视图; [0030] 图10A是在图10中描述的背衬展开站中使用的穿梭器(shuttle)的侧视图; [0031] 图10B是图10A中描述的穿梭器的平面视图; [0032] 图10C是图10A中描述的穿梭器的前视图; [0033] 图10D是图10中描述的展开系统的侧视图; [0034] 图11描述了结合图10的背衬展开站使用的拼接站和可选的浮动辊(dancer)和清洁站; [0035] 图11A是图11中描述的拼接站的详细视图; [0036] 图11B详细地描述了图11的浮动辊(张力调节系统); [0037] 图12描述了护面展开站; [0038] 图12A是在图12-14中局部地描述的平台的等轴测视图; [0039] 图13描述了连同可选的清洁站和浮动辊一起结合图12中描述的护面展开站使用的拼接站; [0040] 图13A描述了与图13中描述的护面站一起使用的浮动辊的详细侧视图; [0041] 图14描述了护面行进所沿的顶部路径、结合层展开站、结合该结合层展开站使用的浮动辊、辅助展开站和加热器; [0042] 图14A是结合层展开站的侧视图; [0043] 图14B是结合层展开站的等轴测视图; [0044] 图14C描述了结合该结合层展开站使用的浮动辊; [0045] 图14D是图14中描述的辅助展开站的详细侧视图; [0046] 图14E是图14E中描述的辅助展开站的局部等轴测视图; [0047] 图14F是图14中描述的加热器的详细视图; [0048] 图14G是图14中描述的上加热器的端视图; [0049] 图14H是图14中描述的下加热器的端视图; [0050] 图14I是图14中描述的加热器的实施例的视图,但是具有安装成分配粉末结合材料的粉末分配单元; [0051] 图15描述了用于将图12中描述的护面材料层压到图10中描述的背衬材料的层压机; [0052] 图16描述了布置在图15中描述的层压机下游的冷却输送机; [0053] 图16A是图16中描述的层压机的侧视图; [0054] 图16B是图16和16A中描述的层压机的端视图; [0055] 图16C是图16、16A和16B中描述的层压机的顶视图; [0056] 图16D是图16中描述的层压机的底视图; [0057] 图17描述了布置在图16中描述的冷却输送机下游的可选的检查站(引导器)和修剪站; [0058] 图17A是图17中描述的检查站的侧视图; [0059] 图17B是图17中描述的检查站的端视图; [0060] 图17C是图17中描述的修剪站的侧视图; [0061] 图18描述了布置在图16和17中描述的冷却站和修剪站下游的堆积器; [0062] 图19描述了布置在图18中描述的堆积器下游的再卷绕站; [0063] 图19A是图19中描述的再卷绕系统的详细视图; [0064] 图19B是处于加载状态的图19中描述的再卷绕系统的局部视图; [0065] 图19C描述了处于卸载状态的图19中描述的再卷绕站; [0066] 图20是用于操作制造系统101的计算机系统的示意图; [0067] 图21是可应用到本文描述的任何覆盖材料的拼切图案(puzzle-cut pattern)的描述; [0068] 图21A是包括棱角的拼切图案的边缘的详细视图; [0069] 图22描述了具有可选的/可选择的连续模切路径的第一部分的层压机的布置的侧视图;以及 [0070] 图23描述了图22所示的可选的/可选择的连续模切路径的第二部分。 具体实施方式[0071] 现参考附图,其中在多个视图中类似的附图标记表示相同或相应的部件。 [0072] 参考图1,以等轴测视图描述了根据本发明的表面覆盖物的一个示例。制品100包括通过一层结合材料120结合到一层背衬材料130的一层护面材料110。换句话说,结合材料120夹在护面材料110和背衬材料130之间。 [0073] 在描述的实施例中,护面材料110为诸如EPDM(三元乙丙单体(M级)橡胶)的橡胶材料。然而,可以采用其它护面材料。结合材料120为热活化结合材料,即在室温21℃(70℉)下通常呈固态形式并且在通常约48℃(118℉)和以上的较高温度下变为不太粘的一种材料。在一个示例中,结合材料在约48℃和180℃之间变得部分地液化。在本文件中,当涉及数值时,术语“约”指加或减10%。在稍后描述的工艺中,结合材料120被夹在护面材料110和背衬材料130之间。采用在室温下呈固态或半固态形式的结合材料比如结合材料120的一个益处是:与用于常规地板材料的常规结合技术相比,护面材料110可以以较少的溶剂结合到背衬材料130。在一个示例中,结合材料120几乎全部或完全地不含烃类溶剂。 在另一示例中,结合材料120几乎全部或完全不含所有溶剂,包括有机溶剂和无机溶剂。另外,结合材料120能够以较均匀的层的形式布置在护面材料110和背衬材料130之间。换句话说,当对背衬材料施加通常为基于液体的粘合剂时可能存在的鼓包(lump)、气泡、垂流(runs)或其它不规则性可被减少或避免。上述的结合层均匀性的增加可对完成的制品提供改进的外观,因为护面材料110可包括装饰性图案,并且可从护面材料110的外观降低设置在位于护面材料110下面的结合材料中的垂流、气泡或鼓包。 [0074] 背衬材料130通常由粒状橡胶材料形成。换句话说,粒状材料经由美国申请序列号11/336,116和11/468,741中描述的工艺而与自身相互结合,这些申请中每一个的整个内容在此通过引用而整体并入。背衬材料130还可以是Downey的美国申请序列号09/931,320、现在为专利No.6,920,723中描述的材料,该申请的整个内容在此通过引用整体并入。 [0075] 背衬材料130例如可由诸如来自废弃的汽车轮胎的回收橡胶材料的粒状橡胶材料制成。另外,背衬材料130可整个地或部分地由通过回收废弃地板覆盖物,例如采用与背衬材料130相同类型的背衬材料的地板覆盖物生产的材料来形成。因此,生产背衬材料130的成本和环境影响可低于常规背衬材料,因为背衬材料130可通过回收其它制品(诸如轮胎、地板衬垫、鞋底或地毯)或通过引入与背衬材料130的组分相同或相似的所使用的背衬材料来生产。在一个示例中,制品100自身被研磨成颗粒并且通过热熔化或化学结合剂相互结合以形成新的一层背衬材料130。根据被回收以形成背衬材料130的制品的内含物,诸如原橡胶或大体上纯橡胶的额外橡胶材料可被添加以形成回收材料和原料的混合物。例如,整个地板材料100可被研磨以形成颗粒。随后,根据由该工艺形成的颗粒是否包含杂质或不希望的材料,由原橡胶材料或更纯的回收橡胶形成的颗粒可被添加进来以产生回收的材料和原料的合适的混合物。可对该混合物添加压力、粘结剂和/或热量以形成具有相互结合的颗粒的橡胶背衬材料的坯块。坯块通常为圆柱形形状并通过将刀片压靠于坯块的同时旋转坯块来切割、刨削或成形,以形成背衬材料130的连续片材或层。随后,将背衬材料 130卷成卷,因为该材料通常为足够得薄且柔性,从而弯曲而不会断裂。 [0076] 在一个示例中,背衬材料130包括10%或更多的来自诸如通过附图标记100表示的地板材料的地板材料的粒状回收橡胶材料。在另一示例中,背衬材料130为来自诸如图1、图3或图5中描述的地板材料100的地板材料的大体100%的回收材料。换句话说,整个表面覆盖物100可转变成用于随后产生表面覆盖物100的背衬材料130。 [0077] 图2描述了图1中描述的地板材料100的侧视图。如图2所示,背衬层130通常包括彼此相互结合以形成背衬材料130的颗粒135。颗粒135可通过在添加粘结剂材料或不添加粘结剂材料的情况下局部熔化而彼此结合。 [0078] 如从图2明显的,相互结合的颗粒135可产生较不平整的表面。因此,向该表面涂布液体粘合剂在向背衬材料130施用护面材料中产生困难。这是因为当用液体粘合剂涂覆时颗粒135的高部分和低部分往往会在粘合剂层中产生高点和低点。相应地,图1和2中描述的地板材料100利用采用通常在室温下呈固态或半固态形式的结合材料的工艺来形成。一旦结合材料120被涂布到背衬材料130或护面材料110,热使结合材料120活化,并且护面材料110和背衬材料130相互粘附。热可以以储存在材料110和130中的至少一个中的热量的形式而引入结合材料120。可通过灯,例如稍后将论述的红外线灯的灯来施加热量。 可替代地,或者另外地,可在护面材料110与背衬材料130夹住结合材料120之后通过加热设备来将热量施加到结合材料120。 [0079] 图3和4描述了布置在结合材料120上的增强的护面材料112而不是图1描述的橡胶材料110。该增强的护面材料可包括植绒材料、簇状材料、回收纤维、机织织物、无纺织物、耐磨层、棉纤维和/或合成纤维中的一种或更多种。与上面描述的工艺类似的且此后关于将护面材料110结合到背衬材料130的工艺用于将增强的护面材料112结合到背衬材料130。因而,增强材料可用于生产各种范围的地板覆盖物或地毯。 [0080] 图5和6描述了设置在背衬材料130上的木纹护面材料114而不是橡胶护面材料110或植绒护面材料112。在某些情形中,木纹护面材料114包括PVC。如前面论述的,利用PVC的某些回收工艺产生有害的副产物。然而,当在背衬层130的形成中可使用的回收工艺还没有完全液化用于形成该层的材料时,即使表面覆盖物100包括PVC,例如在木纹层114中包括PVC,背衬材料130也可从表面覆盖物100回收。换句话说,形成背衬材料130所使用的回收工艺可适应不同化学组成和不同比重的材料。在一个示例中,背衬材料可包括相互结合到不同比重的另一种材料的晶粒的PVC材料晶粒,比如EPDM或另一种类型的橡胶。 因此,如果完成的制品将成为第二代的表面覆盖物100,则将表面覆盖物100整体上回收到新的背衬层130中是可能的。 [0081] 图7A-7B描述了示出用于生产图1、3和5所描述的制品的工艺的一个示例的流程图。在步骤S701中,将背衬材料以卷的形成插入背衬展开站110(参见图10)。背衬材料可为回收材料或大体上新的材料。在任一情形中,背衬材料可足够得强,足以在安装在地面上时支撑人的重量。 [0082] 步骤S702表示将结合材料布置在展开站中。通常,背衬材料以卷的形式引入展开站,背衬材料也是这样。 [0083] 类似地,在步骤S703中将护面材料引入护面材料展开站。应注意,在某些情形中,背衬材料、结合材料或护面材料可以以除卷之外的形式引入。因此,如果背衬材料、结合材料或护面材料以平坦片材的形式或与卷不同的某些其它形式引入,则将不需要比如在步骤S701、S702和S703中描述的展开步骤。 [0084] 在步骤S704、S705和S706中展开各个材料。因为该工艺通常在商业应用中使用,所以制造表面覆盖物所需的时间是决定材料成本的因素。相应地,在工艺中使用的背衬材料、结合材料和护面材料通常在每分钟约10英尺至30英尺的范围内行进。另外,为了维持制品流,在拼接步骤S708、S709和S710中通常将一批背衬材料、结合材料或护面材料与另一批的相应的材料(或材料卷)拼接。 [0085] 在某些情形中,由该工艺生产出来的最终表面覆盖物将包括分离地施加到护面材料的植绒材料。该可选的工艺在步骤S707和S711中描述。 [0086] 因为工艺通常在连续工艺生产线上执行,所以在拼接之前或之后,可在步骤S712、S713和S714中执行各个材料的张紧。通常,该张紧通过“浮动辊”来执行,其构造成对各个材料施加预定量的张力。然而,这样的张紧是可选的。 [0087] 步骤S715和S716描述了可选的清洁过程。应注意,清洁过程被描述为在张紧过程之后进行。然而,可选的清洁过程S715和S716可在步骤S712、S713和S714中描述的张紧之前进行。优选的是,清洁在张紧之后进行,因为对将各个材料接合在一起的工艺非常及时地提供清洁以便避免灰尘或其它颗粒在清洁之后但是在接合工艺之前粘附到材料是有益的。 [0088] 步骤S718描述了将辅助材料接合到护面材料。如上面论述的,该步骤是可选的,因为并非所有生产的制品都包含辅助材料。相反,在某些情形中,例如当仅提供橡胶护面材料时,将不添加辅助材料。换句话说,步骤S718是可选的,这取决于所用的护面材料。该工艺的一个实施例是向衬底材料添加增强材料以形成护面材料110。因此,辅助材料可为诸如植绒材料、簇状材料、回收纤维、机织织物、无纺织物、耐磨层、棉纤维和/或合成纤维的增强材料,并且护面材料110可以为被加入增强材料的衬底材料。 [0089] 步骤S717和S719分别描述了加热背衬材料和护面材料。加热工艺可仅对背衬层进行,并且因此,将仅包括步骤S717,且可省略步骤S719。可替代地,可省略步骤S717且可仅提供步骤S719。在另一实施例中,可在接合步骤S720之后或期间进行加热,且该加热可代替在步骤S717和S719中任一个或两者中进行的加热或者结合在步骤S717和S719中任一个或两者中进行的加热来使用。 [0090] 因为结合材料通常为在室温下呈固态或大体固态的热活化结合材料,所以在步骤S717或S719中施加的热量用于使结合材料活化并允许背衬材料经由结合材料而结合到护面材料。因此,优选的是,在尝试将背衬材料结合到护面材料之前向背衬材料和/或护面材料施加热量。这样,储存在背衬材料或护面材料中的热量将使结合材料活化,且通过灯或其它加热器的主动加热可能不必直接施加到结合材料自身。因为结合材料通常为较薄的织网、丝网或膜,所以避免在结合材料与背衬材料或护面材料中的至少一个接触之前直接向织网、丝网或膜施加热量是有益的,其可为较薄弱的织网、丝网或膜提供支撑作用并防止或减少撕裂。另外,优选的是直接加热将与结合材料接触的背衬材料或护面材料(或者两者)的表面,因为背衬材料和护面材料关于热传递方面来说通常是相对不导热的(绝热的)。因此,向背衬材料或护面材料的与将通过结合材料结合的侧面相对的侧面施加热量可能是浪费的,因为施加到该侧面的热能将不得不一直穿过背衬材料或护面材料行进以便使结合材料活化。换句话说,比起穿过其整个厚度来加热背衬材料和/或护面材料来说,仅将背衬材料和/或护面材料的实际上将热传递到结合材料的区域加热通常是更有效的。 [0091] 如上面所述,热量可被施加到背衬材料或护面材料或者两者。另外,步骤S717和S719两者可被省略且可在接合背衬材料、结合材料和护面材料之后施加热量。而且,加热背衬材料的步骤S717或者加热护面材料的步骤S719或者两者可结合步骤S721来使用,步骤S721加热包括背衬层、结合层和护面层的接合的材料。在步骤S721之后,或者在步骤S721期间,向接合的材料施加压力以形成层压层。额外的热量可在该步骤之后在步骤S723中施加。然而,该额外的加热,与在步骤S721中描述的加热类似,是可选的。在步骤S722中施加压力之后,在步骤S724中冷却层压材料(背衬材料/结合材料/护面材料组合)。冷却可通过暴露到环境温度来进行或者可通过一个或多个风扇或致冷单元来有效地进行。随后,通常在步骤S726中,修剪层压材料,但是可在冷却之前或冷却之后执行可选的检查S725。在修剪之前或之后,可在步骤S729中模切层压材料,例如模切成方形、矩形、其它多边形、弯曲形状或可互锁的拼切片(参见图21-23)。 [0092] 为了进一步允许冷却并在将材料卷成卷或进行模切之前为层压材料提供临时储存区域,在步骤S727中提供堆积,其中材料在不同方向上穿过一系列辊子往复行进。堆积允许在在卷绕之前在制造生产线中保持预定量的层压材料并且部分地改造出比实际上使用的工艺生产线具有实质上更大长度的工艺生产线的效果。例如,即使堆积器通常约10英尺长,但是约60英尺至70英尺的材料可通过在大体向上和向下方向上往复行进而储存在堆积器中。 [0093] 在可选的堆积步骤S727之后,在步骤S728中将层压材料卷绕成卷并按预定的长度切割或者在步骤S729中模切。通常,然后在卷穿梭器上从生产线移走材料卷(参见图19)。 [0094] 图7c和7d描述了除在加热背衬材料之前和在步骤S720b中将背衬材料接合到护面材料之前在步骤S720a中将结合材料与背衬材料接合之外与图7a和7b显示的工艺类似的工艺。除S720、S720a和S720b之外,在图7c和7d中使用与图7a和7b中使用的附图标记相同的附图标记。在背衬材料和护面材料接合之前将结合材料接合到背衬材料的一个益处是背衬材料可作为结合材料的支撑。因而,尽管结合材料通常在其加热状态中在拉伸强度上是较低的,且因此通常不直接加热其自身,但是结合材料可在由背衬材料支撑的同时被直接加热。例如,当结合材料是静止的或者与背衬材料一起移动时,灯可在结合材料接触护面材料之前将辐射直接施加到结合材料。 [0095] 图8描述用于制造图1、3和5所描述的表面覆盖物的制造系统101的一般布局。通常,图8中描述的对系统101中各个操作站的示意性表示的附图标记10-19对应于图 10-19。然而,应注意,系统101的总体线性布置是不需要的,且可采用非线性的布置。例如,各个站10-19可以以例如弧形或分段多边形的形式来布置。 [0096] 图9A表示在图8中示意性地表示的系统101的第一部分。图9A描述了站10-14,而图9B描述了站15-19。 [0097] 参考图10,卷穿梭器1050保持一卷背衬材料1001。例如,以卷1001描述的背衬材料通常对应于在图1、3和5中描述的背衬材料130。使用者将通常将卷穿梭器1050与卷1001一起推入用于加载到背衬展开站1000上的位置。背衬展开站1000通常气动地或液压地操作,以便倾斜、接收,并随后提升卷1001。如果系统101是空的,例如在大规模维护操作之后,然后使用者将引导器(未显示)穿过系统101以便将背衬材料从卷1001拉入系统,就好像系统第一次被使用。然而,更通常的是,在系统已经使用一段时间之后,利用满卷1001更换空卷1001。在该情形中,来自卷1001的材料将通过如图11所示的拼接站1100来拼接。在任何情形中,背衬展开站1000通常通过图10所示的液压、气动或电动马达1010来操作。 [0098] 图11描述了拼接站1100,如上面所述的,使用拼接站1100组合来自前面的卷1001的材料与来自新的卷1001的材料。通常,材料在图11中从左向右流动。相应地,在拼接站1100之后,有时调节材料130的张力是有利的。相应地,图11描述了浮动辊,其为本领域中用于描述辊子和配置成将预定量的张力施加到通过辊子输送的材料的框架的系统的术语。尽管图11中描述的浮动辊1110在材料移动方向上定位成紧跟在拼接站1100之后,但是对浮动辊1110可使用其它位置。另外,对由系统处理的任何材料来说,可以在给定系统101中采用多于一个的浮动辊。 [0099] 图11接下来描述可选的清洁系统1120,材料130在穿过浮动辊1110之后流动通过可选的清洁系统1120。图10A描述了卷穿梭器1050的侧视图,而图10B描述了卷穿梭器1050的顶视图。图10C描述了卷穿梭器1050的端视图,而且如在图10B和10C中明显的,卷穿梭器1050可包括马达1051以辅助卷1001的移动,因为卷1001通常重约1500磅。如从图10A中进一步明显的,卷穿梭器1050通常包括圆的部分段以便牢固地容纳卷1001。 [0101] 图11A是图11中描述的拼接站1100的详细视图。如图11A所示,各个辊子1180被动地或主动地输送背衬材料130。在拼接站1100内,使用者X调节切割表面刀片(cutting surface insert)1109以便将分离的材料130卷的端部拼接在一起。 [0102] 图11B详细描述了浮动辊。如上面论述的,浮动辊向在浮动辊内输送的材料施加预定量的张力。例如,浮动辊1110包括气缸1160,气缸1160可以是液压的或气动的。气缸1160通过控制器来控制,以通过引起枢轴臂1155围绕枢轴点1165枢转来向材料130施加预定量的张力。通常,气缸1160通过控制器基于来自感测置于辊子1180中的一个辊子上的力的传感器的输入来控制。 [0103] 图12描述了展开比如参考图1论述的材料110的护面材料的卷1201的护面展开站1200。卷穿梭器1050也在图12中描述并可以以与参考图10论述的卷穿梭器1050类似的方式操作。类似地,护面展开站1200的操作通常与背衬展开站1000的操作相似。例如,护面展开站1200通常包括运行以展开卷1201的马达1210。然而,应注意到,为了允许系统101的大体线性操作,相对于背衬展开站1000的水平高度升高护面展开站1200是有帮助的。可替代地,背衬展开站1100和护面展开站1200的位置可被颠倒过来,且护面展开站可定位在背衬展开站1100下面的水平高度。为了实现高度上的该差异,系统101包括平台1250,平台1250在图12A中详细描述。相应地,利用平台1250,使一卷材料和其行进路径相对于另一卷材料和其行进路径升高是可能的。 [0104] 图13描述了以与在图11中所示的站1100中拼接背衬材料130相似的方式拼接护面材料110的拼接站1300。换句话说,系统101通常接连地使用材料卷1201,且拼接站1300允许从一卷到下一卷的连续操作。图13还描述了可选的浮动辊1310,浮动辊1310可布置在除图13中所描述的位置之外的位置。浮动辊1310在图13A中更详细地显示。浮动辊1310以与关于图11论述的浮动辊1110相似的方式起作用。 [0105] 而且,可选的清洁器1320布置在浮动辊1310下游,如图13所示。清洁器1320以与1120相似的方式运行。应注意到,水循环系统通常与清洁器1120和1320中的一个或两者一起使用。 [0106] 图14描述了布置在结合材料展开站1400中的一卷结合材料1401。图14还显示了彼此相关的护面材料110、结合材料120和背衬材料130。 [0107] 图14A描述了结合材料展开站1400的详细侧视图。如图14A和14B所示,其是结合材料展开1400的等轴测视图,材料120通常由来自两个单独的卷1401的片材形成。另外,废卷1403从1401接收一部分材料,其用于在使用之前覆盖材料120。 [0108] 图14C描述了结合材料浮动辊1410。图14D描述了辅助材料展开站1490的详细视图,而图14E以等轴测视图描述了辅助展开站1490。辅助展开站用于向护面材料110施加额外的材料,如图14所示。例如,在某些情形中,辅助展开站1490向用于护面材料110的衬底材料施加增强材料。然而,辅助展开站1490是可选的,且某些制品不需要添加任何辅助材料105。图14D和图14E各自描述了辅助材料105的卷1491,其可以结合或可以不结合护面材料110使用。图14F、图14G和14H描述了用于向外壳材料110和/或背衬材料130施加热量的加热器1440的各种视图。红外线加热器1440A直接将热量施加到材料130的最终与结合材料120接触的表面。类似地,红外线加热器1440B直接将热量施加到护面材料110的与结合材料120接触的表面。因而,如上面所述,直接接触结合层的表面经由加热器1440直接加热。因为不必加热整个厚度的材料110和130来使热活化的结合材料120活化,所以在需要热量的地方直接施加热量节省能量。而是,在最需要热量的地方、在材料被接合的表面处施加热量。 [0109] 图14I是图14描述的加热器的实施例的视图,但是具有安装成分配粉末结合材料的粉末分配单元1450。粉末结合材料通常是可热活化的,与前面论述的膜相似。粉末分配单元1450通常构造成从背衬材料130上方的位置将粉末结合材料震动或浇注到背衬材料130上,但是其它布置是可能的。例如,如果背衬材料130和护面材料110的位置被颠倒,则粉末分配单元1450将粉末结合材料施加到护面材料110。在一个示例中,粉末分配单元 1450通过搅动或震动粉末结合材料的马达来驱动。马达通常为电动的或液压的。 [0110] 在某些应用中,可通过另一种类型的加热器,例如加热的鼓风机或加热的辊子来施加热。可使用与在展开站1490的各种其它部分中显示的辊子类似的辊子,但是足够提供向辊子施加热量。例如,可在辊子内布置电加热器。然而,向各种材料110、120和/或130施加红外线热是优选的,因为红外线热可打断红外线热所被施加的材料的表面张力并且因此比通常利用仅通过对流或传导方法施加的热量可获得的结合产生材料之间的更优异的结合。然而,应注意到,添加可以打断材料110和130的表面张力的静态发电机的装置是可能的。在使用红外线辐射来加热材料110和130时通常不进行该静态发电机的添加。 [0111] 加热器1140A和1440B通常将其被施加到的材料的表面加热到93℃至约310℃的温度,更优选地是从180℃至250℃,甚至更优选地是从约190℃至约230℃(表面温度),且更优选地是从约200℃至约220℃。可以采用其它温度。 [0112] 红外线加热器1140A和1440B中的一个或者两者可构造成对施加到护面材料110或背衬材料130的表面的红外线辐射提供梯度。换句话说,为了防止加热的材料的边缘过热,在护面材料110或背衬材料130的中间区域(远离边缘)处提供比施加到边缘自身大的辐射强度是优选的。这是因为材料的边缘不具有与材料中心一样大的吸热的热沉。相应地,对施加到加热表面的辐射的量提供梯度是有益的。梯度可以通过电子控制器来控制,例如,通过装载到个人电脑上的温度控制器或温度程序来控制。可替代地,温度梯度可通过硬布线来提供或者可通过布置在加热器1440内的单个热元件来提供,加热器1440具有朝加热器1440的中心布置的较大瓦数的元件以及朝加热器1440的边缘布置的较小瓦数的元件。 [0113] 尽管上面提到的温度梯度通常是优选的,尤其是当待加热的材料对热较敏感时,但是系统101的某些配置使用加热器1440而不提供任何温度梯度。另外,如前面论述的,可代替红外线加热器1440或除加热器1440之外使用加热护面材料110和/或背衬材料130的可选形式,比如加热辊子或加热空气鼓风机。另外,如前面论述的,布置在层压机1500上游的加热器1440可用在层压机1500自身内布置的加热器来替代或增强。 [0114] 图15描述了将护面材料110(以及如果需要的话还有辅助材料)、热活化结合材料120和背衬材料130压在一起以形成层压材料100的层压机1500。层压机1500通常包括一个或多个辊子,且如前面论述的,可包括构造成加热护面材料110和背衬材料130中的至少一个的额外的加热器。如图15所示,材料从左向右移动,且层压材料100在图的右手端离开机器。 [0115] 在离开层压机1500时,层压材料100穿入如图16所示的冷却输送机1600。冷却输送机1600通常通过向层压材料100的至少一侧,优选地向层压材料100的两侧施加环境空气或冷却空气来冷却层压材料100。图16A是描述出在材料100行进的路径上面和下面描述的风扇1610的层压机1600的详细侧视图。优选的是,冷却输送机1600在长度上为从10英尺至40英尺,更优选地是20英尺至35英尺,且冷却输送机1600不包括在层压材料 100的路径中的尖锐弯曲部,因为在其结合过程期间已经最近加热过,当层压材料100离开层压机1500时,层压材料100通常不具有其全拉伸强度。相应地,冷却输送机1600通常包括用于材料100的大体直的路径,风扇1610布置在材料100上方和/或下方以便允许材料 100在任何大的弯曲应力被施加到材料100之前冷却。如图16C和16D所示,图16C和16D是冷却输送机1600的上平面视图和下平面视图,风扇1610可相对于层压材料100的移动方向(左至右)以交错模式来布置。 [0116] 如图16B所示,风扇1610构造成大体上在层压材料100的整个宽度上吹送冷却空气。如图16B进一步显示的,通常在风扇1610的出口和皮带1620的表面之间存在间隙,层压材料100在皮带1620上输送。该间隙允许层压材料100的厚度的变化。例如,层压材料100可在任何地方为从约1mm至约25mm厚,更优选地为从约2至约15mm厚,且甚至更优选地是从约4至约10mm厚。应注意,某种程度上而言,层压材料100越薄,其越容易加热,且因此,其结合越容易。图17描述了在检查站1700上面穿过的层压材料100。在检查站1700中,使用者通常在材料已经冷却之后视觉上检查该材料以便发现可能在该材料中存在的任何缺陷。图17还描述了修剪站,在该修剪站中,可修剪层压材料100的边缘。例如,修剪站 1710可包括水射流,该水射流构造成切割出直边缘或者甚至在材料中切割出一系列互锁的突起和空腔。互锁的空腔和突起形成所谓的“拼切”图案,其中层压材料100的各个片可被组装起来,以便以与儿童的拼图片互锁以形成图画相同的方式覆盖地板。然而,通常的程序在层压材料100上切割出线性边缘,且任何拼切图案稍后执行。在一个示例中,修剪站1710以一定角度切割层压材料100,使得护面材料具有比背衬材料大的表面积。换句话说,层压材料100的边缘被斜切。上述斜切的一个优点是,当层压材料100的片被装配在一起时,层压材料100的暴露护面材料110的上表面与层压材料100的邻接片的边缘邻接,而不会由于沿层压材料100的内部的边缘的不规则性引起干涉。换句话说,层压材料100的侧部上的任何隆起或突起不会干扰层压材料100的顶表面与层压材料100的邻接片的紧密邻接。 [0117] 在利用水射流切割之后,空气鼓风机通常将空气吹到切割出来的材料上以干燥切割材料。具体地,边缘可经受被引导的气流,因为其为受水射流冲击最大的区域。 [0118] 图17A是检查站1700的详细视图。在检查站1700中的辊子1780通常具有足够的直径以防止新层压出来的材料100过度弯曲,因为如前面论述的,层压材料100可能不处于其全拉伸强度。相应地,最大化在层压材料100的路径的方向上的任何变化的弯曲半径可能是优选的。例如,优选的是,辊子1780的直径至少为8英寸。更优选地,辊子的直径为10至12英寸。 [0119] 检查站通常包括围绕轴线P枢转的引导器1705。引导器检查从其指定行进方向(大体垂直于辊子的轴线)偏离的材料并使该材料对准,以确保其不会移出机器之外。引导器1705通常包括与确定层压材料的位置的传感器组合的电动马达或液压马达。另外的引导器1705通常布置在上游,用以引导形成层压材料,即护面材料110、背衬材料130和/或结合材料120所使用的材料。 [0120] 图17B是检查站1700的端视图。通常,辊子1780具有约80英寸的长度。然而,其它长度是可能的,且长度可根据需要来构造。 [0121] 图17C是从图17描述的视图相反的透视图显示的修剪站1710的侧视图。换句话说,图17C显示了当层压材料100从右向左移动时的修剪站1710。如前面论述的,在某些情形中,当修剪时,对层压材料100的边缘施加棱角是优选的。在图17C所示的修剪站1710的示例中,提供了直径为0.10英寸的喷嘴(孔口)。在另一示例中,提供具有0.005英寸直径的孔口的喷嘴。如图17C所示,喷嘴子组件1711将流体射流引导到罐1712,罐1712排液到过滤器组件1713。因此,在修剪过程中使用的和穿过喷嘴1711喷出的流体可被回收、过滤和再次使用,从而减少水消耗。 [0122] 图18描述了布置在修剪站1710下游的堆积器1800。然而,应注意,如果需要的话,修剪站可跟在堆积器后面。堆积器通常重复地使层压材料的方向从大体向上方向反向到大体向下方向,以便提供方便的储存材料的方式同时材料仍处在解开状态。换句话说,通过重复地使层压材料100的方向反向,堆积器1800可在层压材料100最终被切割且卷成卷1901(见图19)之前储存例如70至100英尺的材料。在图18所示的实施例中,显示了在由堆积器1800提供的路径中储存了约71英尺的层压材料100。 [0123] 图19描述了层压材料100被卷绕成卷1901的再卷绕站1900。在卷绕成卷1901之后,材料通常在卷穿梭器1950上移走,卷穿梭器1950在结构上可类似于在输送背衬材料130或护面材料110中使用的卷穿梭器。图19A描述了再卷绕站100的详细视图,其通常包括马达1910。类似于背衬展开站1000,再卷绕站1900通常包括施加力矩力以枢转再卷绕站1900以卸载卷1901(参见图19C)的气缸1960。在图19B中局部地描述了卸载之前的卷1901。图19C描述了在卸载卷1901之后的再卷绕站1900。 [0124] 图20是用于操作制造系统101的计算机系统的示意图。计算机2100执行本发明的方法,其中计算机外壳2102容纳主板2104,所述主板2104包含CPU 2106、存储器2108(例如,DRAM、ROM、EPROM、EEPROM、SRAM、SDRAM和Flash RAM),以及其它可选的专用目的逻辑装置(例如,ASIC)或可配置的逻辑装置(例如,GAL和可再编程FPGA)。计算机2100还包括多个输入装置(例如,键盘2122和鼠标2124)和用于控制显示器2120的显卡2110。此外,计算机系统2100还包括软盘驱动器2114;其它可擦除的介质装置(例如,光盘2119、磁带和可擦除的磁光介质(未显示));以及硬盘2112,或者其它固定的高密度介质驱动器,其利用合适的装置总线(例如SCSI总线、增强的IDE总线或Ultra DMA总线)连接。计算机2100可另外包括还连接到同一装置总线或另一装置总线的光盘读取机2118、光盘读/写单元(未显示)或光盘自动唱机(未显示)。尽管光盘2119以CD光盘盒显示,但是光盘2119可直接插入不需要光盘盒的CD-ROM驱动器。另外,打印机(未显示)还提供跟踪温度和断层信息的打印列表。 [0125] 如上面陈述的,系统包括至少一个计算机可读介质。计算机可读介质的示例为光盘2119、硬盘2112、软盘、磁带、磁光盘、PROM(EPROM、EEPROM、Flash EPROM)、DRAM、SRAM、SDRAM等。本发明包括用于控制计算机2100的硬件和用于使计算机2100与人类使用者交互的软件,所述软件储存在计算机可读介质的组合上或任一个上。这样的软件可包括但不限于设备驱动器、操作系统和用户应用程序,比如开发工具。该计算机可读介质还包括本发明的用于跟踪温度和断层信息的计算机程序产品。本发明的计算机代码装置可为任何解译的或可执行的代码机构,包括但不限于脚本、解译器、动态链接库、Java类和完整的可执行程序。计算机2100通常构造成执行储存在上述计算机可读介质之一中的代码,当在计算机2100上执行时,所述代码使计算机2100操作制造系统101,以执行在该文件中描述的任何工艺并且制造在该文件中描述的任何制品。 [0126] 尽管仅在上面详细描述了本发明的某些实施例,但是本领域技术人员将容易理解,在实际上不偏离本发明的新颖教导和优点的情况下,在示例性实施例中的许多修改是可能的。相应地,所有这样的修改预期都包括在本发明的范围内。例如,上面描述的工艺和系统可布置成处理各种厚度的材料100。例如,从1毫米至50毫米。另外,在上面描述的工艺和系统中可适应各种宽度的材料。例如,可实现几英寸至十二英尺的宽度。 [0127] 图21是根据本发明一个实施例的具有一系列互锁空腔150和突起160的拼切地板材料的视图。该布置可应用于任何构造的制品100。在许多情形中,空腔150和突起160将互锁,使得制品100的第一片将必须相对于制品100的互锁的第二片升高,以便将制品100的第一片的突起160从制品100的第二片的空腔150释放。另外,制品100的边缘通常斜切有棱角CH(参见图21A)。在一个示例中,棱角CH约为5度,这导致制品100的顶部相对于底部略大的表面积。如上面论述的,该棱角允许制品100的相邻片相互紧挨(或互锁)而不受制品100的侧壁中的不规则性干扰。该布置的一个优点是制品100的互锁片的顶表面之间的接缝从上面不太容易看到。诸如图21A中描述的棱角可应用于制品100,而不管制品是否包括空腔150或突起160。换句话说,棱角CH可应用于制品100的直边缘以及弯曲边缘。除图21所示的拼切地板之外,可以生产出其它形状和尺寸的地板切割片。例如,可生产出大的或小的圆形、多边形、弯曲的片或条带。 [0128] 尽管图21中描述的制品100包括在所有四个边上的空腔150和突起160(当从上面看时),但是制品100的形状以及存在空腔150和突起160的边的数量可变化。例如,在许多情形中,优选的是,制品100的一个或多个边是直的,使得这些边存在沿壁装配到角部或者限定出特定活动/工作空间的边缘。在某些情形中,直边缘未被斜切而互锁区域被斜切。在其它情形中,所有边缘被斜切,甚至是直边缘也被斜切。 [0129] 图22描述了可与上面描述的层压系统组合而实施的模切系统的第一部分。在一个实施例中,模切系统整个地与层压系统分开,且卷1901直接在模版台(stencil table)2230前面定位在卸载或展开站中。在该布置中,一个优点是模切站可用于与目前在层压系统中生产出的材料不相关的材料一起使用。另一优点是卷1901可在被模切之前临时储存。 这样,卷中的材料的最终形式可在层压完成之后被很好地确定。 [0130] 在另一布置中,制品100绕过再卷绕站1900并且沿旁路输送机2210并朝微型堆积器2220行进。微型堆积器2220可与前面论述的堆积器1800相同或相似。然而,微型堆积器2220通常比堆积器1800储存的材料少。通过在微型堆积器2220中储存材料,进料台2310(参见图23)可连续地为按压机2320(在图23中显示)供料。换句话说,当层压机系统通常连续地进给材料且有时以大体恒定的速率进给材料时,微型堆积器2220允许材料的积聚以为按压机2320供料,其通常作为转位机器,因为材料开始并停止,以便向压机2320进料。 [0131] 如图23所示,按压机2320一旦将图案压入制品100,其便将压制的,即切割出来的材料发送到出料台2330,出料台2330随后可将材料发送到取走输送机2340,取走输送机2340向穿梭输送机2350进给,穿梭输送机2350将切割出来的片堆叠成堆2360。可替代地,由按压机2320生产出来的切割片可通过手来堆叠而不必通过取走输送机2340和穿梭输送机2350来处理。 |