形成帶頭杆狀機械系扣件結構的方法和設備的製作方法

2023-09-18 10:10:40 4

專利名稱：形成帶頭杆狀機械系扣件結構的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明的背景技術和領域本發明涉及對豎立杆壓帽以形成機械系扣件鉤子的方法和設備。更具體地說，本發明涉及形成具有更加一致性和纖維嵌合性的帶帽鉤子形狀的方法。
鉤環機械系扣件廣泛地使用在多種產品和應用中。對於在這些鉤環型機械系扣件中所使用的鉤子材料，有多種多樣的形成方法。近年來已發現依據鉤子和/或環狀材料的不同，鉤子與匹配的環狀材料具有不同的嵌合機制和特性。這就把任何一種特定鉤子形成技術的實際應用限制於僅用來製造只用於特定類型用途的鉤子或只與特定類型匹配的環狀材料一起使用的鉤子。
一些最早的鉤子材料是採用美國專利Nos.2,717437和3,009,235中描述的加工過程來形成的，在這些專利中，剪去豎立尼龍線的特別彎曲處，以形成開放式尼龍鉤子和無功能的豎立杆材料。用這些類型的方法形成的鉤子較大(例如2mm)，需要使用較大的開放樁料(open pile material)，並且單位面積內的鉤子數量相當少。這些鉤子還具有較強的研磨性，因此不適合用於鉤子容易接觸到敏感皮膚的應用中。這種類型的鉤子至今仍在使用，是因為它們的持久耐用性。按照美國專利No.3,594,865中的方法可以形成相似類型鉤子結構，在該專利中，通過使用淺的J形模子，用熱塑材料直接形成一個J形「線(wire)」鉤子。這些「線模子」(wire dies)形成一個模製材料的連續環，並且模製材料穿過一個擠壓件。該擠壓件使得熔化的塑料例如尼龍進入線模子中，同時在線模子模製材料之下填充(impregnate)一個纖維織物。離開擠壓件時，從線模子的表面剝離多餘的熱塑樹脂。當把固化的鉤子和襯片從線模子模製材料中拉開以基本移開模子時，彈性的鉤子留在襯片之上。美國專利No.3,594,863揭示了製造鉤子支承帶子的一種類似設備。兩專利都聲稱所描述的方法可以製造各種各樣的形狀。美國專利No.3,594,865聲稱以直接注入模製鉤子的傳統方法製造的鉤子，其形狀局限於從基部至末端逐漸變小。但是，使用這些專利形成的鉤子形狀相對較大，而且鉤子沿著其長度方向從外表面至相對的表面逐漸變細。
美國專利No.3,594,865中鉤子形狀的傳統模製型與美國專利Nos.4,984,339和5,315,740中所描述的相類似。這些專利公開了模製的J形鉤子，該J形鉤子具有由一光滑的內部輪廓、通常為凹面和一凸起的外表面所界定的外形。從鉤子基部至鉤子自由端其寬度平滑且連續地逐漸變小。依其所述，這樣設計鉤子的目的是，它不會在鉤子呈剪切模式(shear mode)或受一定外力作用下因變形而鬆開與鉤子相嵌合的環狀物。後面的專利揭示了一種類似的鉤子，它對於界定鉤子末端的區域具有較低的位移量(displacement volume)。這被說成適於使用在諸如一次性尿布等物品的應用中。儘管這些J形鉤子通常具有相當豐富的製造材料，但是它們極難製造，特別是當所製造的是例如在No.5,315,740專利中所描述的小鉤子時。製造小型複雜形狀的模子腔極其困難，當形成特別小的鉤子時，必需形成與其成比例的大量J形鉤子的模子腔。小型複雜形狀的模子腔還特別容易阻塞並因損耗而容易喪失模子腔。
PCT申請Nos.WO94/23610和92/04839與美國系列No.08/723,632中都描述了形成各種各樣尺寸和形狀的鉤子的、適用性極廣且成本低廉的方法。採用這些專利和專利申請中所述的方法，將一個具有多個豎立熱塑杆的襯片送入並通過例如由兩個壓延輥形成的壓輥間隙，上壓輥是光滑的且被加熱，因此杆的末端或末梢在熱量和機械壓力之下變形，根據所選壓輥間隙的條件、在壓輥間隙中杆的相對速度和杆的尺寸和形狀形成帽子結構的各種形狀。未變形的杆部分和變形的帽子一起形成了鉤子結構。可通過壓模技術來形成先質材料，即具有豎立的未變形熱塑杆的襯片。不過，呈豎立杆形狀的模子腔的形成和使用要比形成J形鉤子的模子簡單的多，而且問題較少。例如，依據模子材料的選擇，這些簡單模子腔形狀不易於阻塞或不利地磨損。而且，已發現通過使用該方法，在單位面積內可相對容易地形成間距較近的大量鉤子，這特別適於嵌合相對低級的紡織或無紡環狀材料。這些低級環狀材料一般是低成本的，這使得該鉤子結構特別適於使用在限於低成本的應用中，例如一次性衣物。另一優點在於這些鉤子材料的觸感。因為鉤子的高密度和/或鉤子的相對扁平或平坦的上表面，所以鉤子對皮膚特別友好、無研磨且具有薄膜般(film-like)的質地。因為鉤子與皮膚只是偶然接觸，所以甚至幾乎覺察不到較佳的鉤子材料。這使得鉤子可使用在接近皮膚的一次性衣物(例如尿布或外科醫生的外衣)上。本發明針對對上述鉤子成形方法進行改進的方法，以及用此方法形成的鉤子。
本發明的簡要說明在按照本發明的形成帶頭杆狀機械系扣件的方法中，提供了一種先質織物材料，它具有多個豎立熱塑杆基和鉤子頭，鉤子頭末端至少從織物襯片的一個表面突出。豎立杆基可以是任何形狀，但沿著杆的長度方向具有一致的寬度或從織物襯片向內逐漸變細。鉤子頭位於杆基的頂部，鉤子頭具有從杆基向外突出的一個部分，該鉤子頭的向外突出部分形成了纖維嵌合部分。一般在壓帽過程或壓模過程中通過使杆的尖端部分變形來形成鉤子頭。通過壓帽或類似過程形成的鉤子頭將會特別地具有一個纖維嵌合部分，取決於例如壓帽過程中的條件該纖維嵌合部分可以多種角度中的任一角度從杆基向外伸展。
在本發明的加工過程中，將具有豎立杆基部分和帶有向外突出纖維嵌合部分的鉤子頭的先質織物送入一個壓輥間隙中，該壓輥間隙形成了一個間隙。該間隙具有一個一致的寬度或逐漸變細。間隙的逐漸變細部分包括其整個長度，較佳地從一個給定的初始寬度變到一個較窄的終止寬度。但是在某些情況中，間隙的變細部分至少稍微寬於(wider over)間隙長度的一部分。壓輥間隙形成了帶有一個上受熱表面的壓縮區域，該上受熱表面具有小於90肖氏A級的有效杜拉計(durameter)硬度。上受熱表面壓縮地接合鉤子頭，致使鉤子頭突出的纖維嵌合部分向下轉動並永久變形。由於永久變形、向下轉動、纖維嵌合的部分具有位於鉤子頭最上面部分形成的表面之下的一個向外的尖端。鉤子頭纖維嵌合部分較佳地以一定角度從鉤子頭頂部向著基底織物向下伸展，而且，纖維嵌合部分的上表面和下表面都具有向下的一定角度。下表面上的向下角度形成了一個內藏的(included)鉤狀區域或部分。
附圖的簡要說明

圖1是用以製造具有豎立杆的一種帶狀材料的方法的示意圖，該帶狀材料用來製造帶帽杆狀系扣件。
圖2是使用一壓延系統對鉤子頭進行壓帽或變形的一種方法的示意圖。
圖3是用以形成可使用在本發明方法中的帶頭杆狀系扣件的另一設備的示意圖。
圖4是使用在本發明方法中的一個帶頭杆狀系扣件的側視圖。
圖5是用本發明方法製造的一個帶頭杆狀系扣件的立體圖。
圖6A和6B是使用本發明方法製造之前和之後的一個帶頭杆狀系扣件的照片。
較佳實施例的詳盡說明使用在本發明方法中的先質織物材料是帶有預定寬度尺寸和長度尺寸的織物襯片。該襯片具有從至少一個表面突出且帶有杆基的多個豎立鉤狀體。在杆基的末端是帶有頂部和向外突出的纖維嵌合部分的鉤子頭部。鉤狀體可以分布在整個襯片上或者襯片的一部分中。鉤子頭或杆基可以是任何形狀，但是，如鉤子頭部的纖維嵌合部分一樣，所有杆基的鉤子頭部的頂部基本處在同一平面。不過，鉤子頭纖維嵌合部分可以向上突出或稍微低於鉤子頭的頂部。
機械系扣件鉤子頭部較佳地通過壓帽加工過程來製造。在較佳的壓帽過程中，一個受熱表面部件的位置與一個支承表面部件相對，以形成一個壓輥間隙，該壓輥間隙較佳地伸展越過織物的寬度或襯片表面或至少越過具有豎立杆的織物的主要部分。該壓輥間隙也沿著織物的長度以一給定距離伸展，以形成一個壓縮區域。把先質織物放入形成了一個間隙的壓輥間隙中。間隙在壓縮區域中從給定的初始寬度逐漸變小。杆的末端開始以給定的入口寬度嵌合，而後在壓輥間隙中壓縮至一給定的終止間隙寬度。在該壓縮區域中，壓輥間隙逐漸接合併壓縮位於受熱壓輥間隙表面部件和支承表面部件之間的聚合杆。儘管壓縮較佳地連續，但也可以是斷續的和/或在壓縮區域中具有以間隙寬度決定、且沿間隙長度方向的間隙寬度變化的不同壓縮率，受熱和壓縮致使熱塑材料的豎立杆的末端變形為能夠嵌合纖維環狀材料的帽狀或鉤子頭部結構。
在一較佳實施例中，至少在壓縮區域的一部分中，受熱壓輥間隙部件的表面設置有至少一系列或一組峰谷(槽)結構，尖峰至谷底的平均深度一般為5到500微米。相鄰尖峰結構的平均空間小於特別靠近杆端部的杆基在因壓輥間隙受熱表面部件而變形之前的平均寬度。較佳地，尖峰結構是分隔開的，所以在變形時每個杆端部接觸兩到二十個、較佳地為四到十個尖峰結構。給定的一組峰谷結構較佳地縱向伸展，其伸展距離至少等於相鄰的豎立杆之間的平均距離(至少兩個方向中平均的最近距離)，並且較佳地連續沿著在壓縮區域中的受熱壓輥間隙部件的長度方向伸展。相似地，足夠的峰谷結構設置成給定的一組中，以使相鄰峰谷結構側向伸展，其伸展距離至少等於相鄰的豎立杆之間的平均距離(至少兩個方向中平均的最近距離)。位於受熱壓輥間隙部件之上的峰谷結構提供了帶帽的杆狀鉤子，該鉤子具有加強了的方向性，並且籍此結構，越過織物長度和寬度的鉤子頭形狀更加一致。
本發明的方法和設備針對位於一先質織物上已成形的鉤狀體的鉤子頭的變形問題。所提供的先質織物帶有一系列豎立鉤狀體，該鉤狀體具有熱塑材料的杆基部分和鉤子頭部，鉤子頭部上帶有向外突出的纖維嵌合部分，杆和鉤子頭從一個織物襯片上突出。該設備具有一個彈性的受熱可變形表面部件，在使用溫度下該部件的有效杜拉計硬度小於90肖氏A級，較佳地小於80肖氏A級，相對於一個支承表面部件形成了一個壓輥間隙，該壓輥間隙從進入間隙寬度至終止間隙寬度逐漸變小，由此界定了一個壓縮區域。變形表面的有效杜拉計硬度一般大於30肖氏A級，較佳地大於50肖氏A級。一個供料裝置用以將先質織物送進並通過該壓輥間隙壓縮區域。
在本發明方法中，壓輥間隙的間隙寬度可在壓縮區域中減小，壓輥間隙也可以在壓縮區域中至少沿著其長度的一部分具有一致的寬度，或者間隙寬度間斷地減小和增加，或者以不同的變化率減小，或者是上述情況的結合。一般而言，壓輥間隙壓縮區域長度被一個第一進入間隙寬度和一個第二間隙所界定，界定壓輥間隙終止間隙的第二間隙一般等於或小於第一間隙寬度。給定的壓輥間隙進入間隙寬度被襯片基底織物的厚度和豎立鉤狀體在某一點的平均高度所界定，在該點先質織物材料鉤狀體開始壓縮地嵌合界定壓輥間隙的受熱上表面。終止間隙寬度是壓輥間隙中最窄的間隙寬度，過了終止間隙之後，織物和變形的鉤子頭不再被受熱壓輥間隙表面部件壓縮。有選擇地設定最小間隙或線性壓力，以使鉤子頭纖維嵌合部分變形，設定取決於以下因素形成鉤子頭的材料的硬度、鉤子頭的形狀和間距、變形表面的硬度和溫度。該有選擇地變形導致了鉤子頭的向外突出的各個纖維嵌合部分的變形，以使它們從鉤子頭的頂部向著織物呈向下的角度突出。該向下角度(從在鉤子頭的頂部且平行於襯片之處所取的參考線測量)一般是從0至70度，較佳範圍是5至60度，最佳範圍是5至35度(從鉤子頭頂部的中心區域至鉤子頭纖維嵌合部分的一個線性區域(linear extent)所界定)。
可以使用襯片材料的先質織物來形成按照本發明的帶頭杆狀鉤系扣件，該襯片材料具有多個豎立的、可塑性變形的、熱塑鉤狀體。這些鉤狀體較佳地在相同熱塑材料的一體襯片之上形成。合適的熱塑材料包括聚烯烴例如聚丙烯或聚乙烯、聚醯胺例如尼龍、聚酯例如聚(乙烯、對苯二酸鹽)、塑化的聚氯乙烯以及它們的共聚物和混合物，還可選擇地加入其他的聚合物或增塑劑，或者諸如此類的物質。
圖1示出了用以形成用於帶頭杆狀鉤系扣件的帶帽杆的先質織物材料的一種合適方法。預先選擇的熱塑樹脂的供料流4通過一個傳統裝置進入一個擠壓件6中，該擠壓件6使樹脂軟化並將受熱的樹脂送到一個模具8中。模具8將樹脂擠壓成寬帶材料並送到一個模子表面10，例如一個圓柱體上，它具有多個長孔形式的模子空腔12，該空腔較佳地逐漸變小以便於固化的樹脂從模子空腔中移出。這些孔或模子空腔較佳地是直的(即在長度方向上只有一個軸線)空腔。模子空腔可以連接到一個真空系統(未示出)上以便於樹脂流入模子空腔中。需要一個醫用刀片或刀具以將除去擠入模子圓柱體內表面上的多餘材料。模子空腔12較佳地終止在模子表面中，該模子表面具有使液體樹脂進入的一個開口端和一個閉合端。在此情況下，在進入模具8之前可使用一個真空器14至少部分地抽空模子空腔12。模子表面10較佳地與模具8相匹配，兩者相接觸以防止多餘的樹脂被擠出，例如，模具的側邊緣。通過一個脫模輥18將一體成形的襯片和豎立成形的杆從模子表面上剝離之前，可通過空氣或水等來冷卻模子表面和空腔。這樣就可得到襯片30的織物20，該織物具有一體形成的熱塑材料的豎立杆28。另一方案是，通過擠壓模製或其他已知技術，豎立杆可以形成在一個已成形的襯片等物體上。
使用圖1的方法或其他方法形成的杆可通過使用受熱的壓輥間隙來壓帽形成一先質織物材料鉤狀體，受熱壓輥間隙可通過圖2所示的兩個壓延輥22和24來形成。受熱壓延輥22與從襯片30向上突出的杆28的末端26的一預定部分相接觸。輥子的溫度可以使末端26在壓輥間隙產生的壓力之下容易地變形，而不會使樹脂粘在輥子22的表面上。輥子表面經過能夠耐高溫的分離塗層(release coating)處理，以能接受更高的溫度和/或在杆尖或末端26與受熱輥子22之間可進行更長的時間接觸。
在本發明方法中，如圖2所示的壓輥間隙用來進一步使圖4所示的帶頭的杆狀機械系扣件變形。彈性變形受熱輥子22的表面設置了具有杜拉計硬度的材料，這使得鉤子頭纖維嵌合部分23可以相對於鉤子頭頂部25被受熱變形輥子施壓變形，且基本不會使杆基部分27和/或鉤子頭頂部25變形。因為使用了相對較硬或高模數材料來形成杆基部分、較大平均直徑的杆基部分、高密度的鉤狀體或高溫度的變形輥子，輥子材料可以具有一個相對較高的杜拉計硬度。形成受熱變形輥子外表面的材料可以是任何相對熱穩定的彈性變形材料，例如矽橡膠。受熱變形輥子22的外表面也可以進行上述分離材料的處理。
鉤子頭25和受熱變形表面部件之間的接觸時間應該相對較短，由此受熱變形表面部件可使鉤子頭25的突出纖維嵌合部分23變形，而杆基部分27不會因此變形。而後受熱變形部件彈性地復原以進行隨後的纖維嵌合部件的變形。
如圖6A和6B所示，假定先質織物原來的鉤狀體高度和襯片的厚度相對一致，本發明，例如通過變形鉤子頭25，使纖維嵌合部分23相對一致地向下傾斜，從而提高了鉤子頭形狀的一致性。
通過較佳的壓帽加工過程可得到先質織物鉤狀體和襯片厚度的一致性，如圖2所示原來形成鉤狀體的方法。儘管使用該形成鉤狀體的方法先質織物的厚度(鉤狀體高度和織物襯片厚度之和)會基本一致，但是在相對於襯片的方位上，特別是從一批量到另一批量，向外突出纖維嵌合部分23會變化很大。通過本發明過程可基本減小這種變化，同時也提供了應該向下突出的鉤狀纖維嵌合部分23，該嵌合部分23具有提高了的性能，可以更好地鉤住匹配的纖維環狀材料的各個纖維。
用以製造本發明的帶頭杆狀系扣件的另一方法和設備(例如圖3)與美國申請系列No.08/781,783中公開的方法和設備相似，改進之處在於提供了一個合適硬度的受熱輥子。在圖3所示的方法和設備中，與上述本發明的設備和方法一樣，一個壓帽設備50可用來形成具有多個一致的頭32的一個帶頭杆狀系扣件52或者使帶頭杆狀系扣件的纖維嵌合部分變形。一個先質織物20具有一個襯片30，該襯片30帶有一個背面58和多個聚合體的杆28或從正面53突出為末端的成形杆狀系扣件，該先質織物20被引入一個壓輥間隙入口64中。壓輥間隙入口64形成在受熱輥子66和一個彎曲的支承結構68之間。彎曲支承結構68的形狀以稍大的曲率半徑較佳地與受熱輥子66的形狀相對應。活塞80提供了在彎曲支承結構68和受熱輥子66之間的壓縮力。
壓輥間隙64在壓輥間隙入口72界定了一個第一進入間隙寬度，在壓輥間隙出口76界定了一個第二終止間隙寬度，該壓輥間隙出口76界定了一個壓縮區域75。第二終止間隙寬度較佳地小於第一間隙寬度。在較佳實施例中，壓輥間隙64的間隙寬度至少在一些區域中以基本線性的變化率連續減小。較佳地，至少在很靠近壓輥間隙入口72和出口76之間的壓輥間隙入口進入間隙寬度的一個區域，間隙寬度的變化率是基本線性的。在另一實施例中(未示出)，壓輥間隙64在壓輥間隙入口72和出口76之間的中間位置可以減小到一最小值，或者先減小、而後增加、然後再減小等等。
一種流體例如空氣或水可以通過管道78引入襯片30的背面58和表面116之問以產生一個流體支承。表面116可以有選擇地塗覆有一個低表層能量材料例如聚四氟乙烯(PTFE)或超高分子重量的聚乙烯。如果沒有空氣支承，當襯片30進入壓輥間隙64時，它易產生褶皺，這會潛在地導致襯片30中的裂痕。活塞80用來相對於受熱輥子66定位彎曲支承結構68。彎曲支承結構68也可以沿一個支點82轉動，以進一步調整壓縮區域75中的壓輥間隙64的間隙寬度。
當使用例如圖3所示的設備從豎立杆形成一個具有豎立杆的帶頭杆狀系扣件時，受熱輥子66的相對速度和先質織物20的線速度決定了帶頭杆狀系扣件52之上的帽狀頭32的整個形狀。受熱輥子66的轉動速度可大於、小於或等於先質織物20的線速度。在某些應用中，輥子66可以是靜止的，同時先質織物20移動通過壓輥間隙。另一方案是，輥子66以與先質織物20運動方向相反的方向轉動。
受熱表面22或66較佳地作同步運動，以形成相對於杆(即相對於兩或多個反射(reflection)平面對稱)更加對稱的頭部98。另一方案是，受熱表面22和66的相對運動可以稍微異步，以得到相對於杆(即相對於一個或較少反射平面)不對稱的頭部98，例如J形鉤子。
在形成帶有帽狀頭杆狀系扣件的先質織物的過程中，可依據可以設置在受熱表面部件上(如上所述)的各個峰和槽的相對尺寸、間距和位置、織物20和受熱表面部件的相對速度、受熱表面部件的溫度和形狀以及形成的間隙及壓縮區域的長度來確定帽狀頭32的具體形狀和位置。如果各槽設置在受熱表面部件上，較佳地，它們連續且一致地越過受熱表面部件。各個槽可以定位在機械(machine)的方向上或定位在織物在壓縮區域中通過壓輥間隙的運動方向。這就能形成一個機械或織物運動方向比橫向長的桿頭部。
也可以使設置在受熱表面部件上的各個槽的位置相對於機器方向或織物運動方向成一定角度。在峰和槽相對於機器方向成一定角度的地方，所得到的帽狀頭可以相對於織物縱向設置有成一定角度的細長軸。但是，當峰和槽相對於機器方向成一定角度時，織物和受熱表面部件的相對速度應基本匹配，以防止各個峰挫壞或折碎各個杆。各組峰和槽相對於機器方向的角度範圍是大於零度至180度。
總體而言，對於本發明方法中所使用的先質織物帶頭杆狀系扣件，不管它們是怎樣形成的，都基本是豎立杆基部分的形狀，其基部相對於襯片基底的角度大約是90度，但是，該角度的範圍是80度至100度，較佳範圍是85至95度。鉤子頭部分形成在杆的末端26上。鉤子頭可以在形成纖維嵌合部分的一個或多個方向中伸長。這些纖維嵌合部分從杆部可以任何角度向外伸展，以使它們可以從襯片薄層向上突出、平行於襯片薄層或者甚至向著襯片薄層向下伸展。較佳的鉤子頭部分一般是例如用壓帽方法形成的鉤子頭的扁平或平坦的上表面。這些鉤子頭特別適於相對地嵌合開放式紡織的或無紡的環狀品，例如使用在一次性或有限制使用的衣物中。扁平或平坦的鉤子頭上表面也是對於皮膚無摩擦和感覺平滑的，而不象模製的鉤子，它們一般具有明顯的角(例如至少在離開尖峰沿兩個方向的鉤子斜坡上)。帶角的鉤子系扣件對皮膚不夠友好，因此它們不適於使用在與敏感皮膚相關的應用中(例如嬰兒尿布上)。
為了使用在尿布或類似的衣物上，本發明具有一致高度的變形鉤狀體是較佳的，其高度較佳地為大約0.10至1.3mm，更佳地為大約0.2至0.5mm。特別是較佳的先質織物帶帽杆鉤狀體，變形鉤子在襯片上的密度較佳地為60至1,600個鉤子每平方釐米，更佳地為大約100至700個鉤子每平方釐米。杆基部分具有接近變形鉤子頭部的直徑，其直徑較佳地為0.07至0.7mm，更佳地為大約0.1至0.3mm。變形的鉤子頭部沿徑向突出，且至少在一側越過杆基部分，越過距離較佳地平均為大約0.1至0.3mm，更佳地平均為0.02至0.25mm，而且變形的鉤子頭部內外表面之間的厚度(即平行於杆的軸方向測量)較佳地為大約0.01至0.3mm，更佳地為大約0.02至0.1mm。鉤子頭部的平均直徑(即沿著頭和杆的軸的徑向測量)對頭平均厚度的比率較佳地為1.5∶1至12∶1，更佳地為2.5∶1至6∶1。特別是當系扣件是用聚丙烯或丙烯和乙烯的共聚物製造的時，為了同時得到很好的彈性和強度，受熱杆狀系扣件的襯片較佳地是0.02至0.5mm厚的薄層，更佳地是0.06至0.3mm厚的薄層。在某些應用中，使用了一個較堅硬的襯片，或者襯片在具有帶帽杆狀鉤子的表面相反的其表面上塗覆有一層壓敏粘合劑，這樣襯片就可以粘附到一個基底上。
在大多數的鉤-至-環的應用中，變形的鉤狀體應當基本一致地分布在織物襯片的整個表面上，通常是以方形、錯列形(staggered)或六邊形的排列形狀分布。
本發明方法可製造出如圖5和圖6B所示的豎立熱塑性的鉤狀突出物，它具有一個基本未變形的杆基部27和一個鉤子頭部25′，該鉤子頭部25′帶有一個變形的纖維嵌合部分23′。纖維嵌合部分23′向下突出。較佳地，纖維嵌合部分的下表面也向下突出，在纖維嵌合部分23′和杆基部分27之間形成了一個彎鉤26′。纖維嵌合部分23′的變形程度取決於受熱輥子22的相對硬度、形成纖維嵌合部分23′的形狀、厚度和材料、壓輥間隙壓力和杆部27的特性。
本發明的帶頭杆狀系扣件可被製造在又長又寬的織物中，這種織物可以纏繞成卷狀物以便於儲藏和裝運。這種卷狀物中的帶頭杆狀系扣件材料在帶有變形鉤狀體的襯片相反表面上具有一層壓敏粘合劑，在卷狀物中帶頭杆狀系扣件的各層之下，粘合劑可分開地粘合在變形鉤狀體的頭部。這些卷狀物並不需要一個分離襯墊來保護卷狀物中的壓敏粘合劑層。卷狀物中粘附有壓敏粘合劑的頭部有限區域使帶頭杆狀系扣件材料保持在穩定的卷狀形式，直到將要使用時，才方便地將卷狀形式的系扣件材料展開。可以從系扣件材料的卷狀物上剪出各片預想長度的帶頭杆狀系扣件，通過粘合或其他方式固定到物品例如服裝的懸垂物上，以使該懸垂物可解開地扣在一起。按照本發明的帶頭杆狀系扣件可特別地使用在一個系扣片或其他物品上，該物品連接到一次性或有限使用的衣物例如尿布或醫用外衣上。變形的帶頭杆狀系扣件也可以作為自我匹配的系扣體使用。
測試方法所有的測試都是在設定為23℃和50％相對溼度的房間內在恆溫和固定溼度下進行的。
135度剝離測試135度剝離測試用來測量將一個帶頭杆狀機械系扣件樣品從一個環狀系扣件材料樣品上剝離所需力的大小。
通過使用一個雙面粘合帶，將2英寸×5英寸(5.08cm×12.7cm)的一片環狀測試材料牢固地放置在一個2英寸×5英寸(5.08cm×12.7cm)的鋼板上。環狀材料的橫向(cross direction)平行於板的較長尺寸的方向。剪下一條1英寸×5英寸(2.54cm×12.7cm)的將要進行測試的機械系扣件的帶子，從機械系扣件的兩端作出1英寸(2.54cm)的記號。鉤子帶子放置在環狀材料的中心，以使帶子和環狀材料之間有1英寸×1英寸(2.54cm×2.54cm)的接觸區域，並且帶子的前緣沿著板的長度。用手捲起帶子和環狀材料的薄片製品，此後使用一個4.5 lb(1000克)的輥子以大約每分鐘12英寸(30.5cm)的速率每次沿一個方向層壓。在帶子和環狀材料的非嵌合區域之間使用了紙片，以確保最大1英寸(2.54cm)的嵌合。捏住帶子的前緣，用手稍微剪去大約1/8英寸(0.32cm)的薄層製品，使帶子的鉤狀體嵌入環狀材料中。而後將樣品放置在一個135度的剝離夾具(jig)中，將夾具放置在一個InstronTM型1122張力測試器的底爪(jaw)中。不預先剝離樣品，將前緣放置在上爪中，且其1英寸標記位於爪的下邊緣。十字頭(crosshead)的速度是12英寸(30.5cm)每分鐘，採用一圖錶速度設定為20英寸每分鐘的一個圖表記錄器來記錄其保持135度的剝離過程。以克為單位記錄四個最高尖峰的平均值。將機械系扣件帶子從環狀材料上移開所需的力的記錄單位為克/2.54cm-寬度。記錄值是至少五次測試的平均值。
135度扭曲剝離測試135度扭曲剝離測試的進行方式與135度剝離測試相似，只是樣品的製備不同。將機械系扣件帶子放置在板上的環狀材料的上面之後，將一個9 lb(4kg)的重物放置在薄片製品之上。在一個方向上以大約0.5英寸(1.3cm)扭曲該重物，而後在相反方向上以0.5英寸(1.3cm)進行扭曲。這樣作兩次，則進行了四次扭曲。然後如上述的135度剝離測試那樣進行扭曲剝離測試。
快速粘貼本測試方法用來測試在施加了最低限度的力使機械系扣件材料與環狀材料相嵌合之後，將鉤環型機械系扣件系統解開所需的力。
通過使用一個雙面粘合帶，將2英寸×5英寸(5.08cm×12.7cm)的一片環狀測試材料牢固地放置在一個2英寸×5英寸(5.08cm×12.7cm)的鋼板上。環狀材料的橫向平行於板的較長尺寸的方向。而後將一個90度剝離夾具放置在伸展張力測試器的恆速InstronTM的底爪中。將板上的環狀材料插入90度的剝離夾具中。通過使用雙面粘合帶，將一片1英寸×1英寸(2.54cm×2.54cm)的機械系扣件材料牢固地連接在一個250克重的測試設備上。然後將該測試設備插入到張力測試器的上爪中，不施加任何壓力而放置在環狀材料的上面。測試設備的速度設定在12英寸(30.5cm)每分鐘，採用一個圖錶速度設定為5英寸(12.2cm)每分鐘的圖表記錄器來記錄將機械系扣件材料從環狀材料上解開所需的力。從圖表輸出讀出峰值，力的記錄單位是克/2.54cm-寬度。記錄值是至少兩次測試的平均值。
例子例1-4將一片具有多個豎立熱塑杆的先質織物材料製成為類似於PCT申請no.WO94/23610中的例子所描述的那樣。杆的密度是2500桿/英寸2(386桿/cm2)，杆的高度是18mils(千分之一英寸)(0.46mm)，杆的寬度或直徑是7.9mils(0.20mm)。織物襯片的厚度大約是5mils(127微米)。先質織物用乙烯-丙烯衝壓(impact)共聚樹脂來製造，例如可從Union Carbide購得的#SRD7-587和#SRD7-560。
將先質織物送入並通過由兩個壓延輥形成的一個壓輥間隙。與杆的末端或末梢相接觸的上輥子的表面具有峰谷(槽)結構，槽大約有0.98mil(0.025mm)深，並以2mils(0.050mm)的間距分隔開。槽的位置是橫向的。上輥子的溫度設定在290°F(143℃)，與織物襯片相接觸的下輥子的溫度設定在60°F(16℃)。壓輥間隙為8mils(0.20mm)，先質織物通過壓輥間隙一次。將壓延輥支承在一起的活塞壓力足以壓縮熔化區域，線速度為10.7米/分鐘。所得到的帶帽杆狀鉤子在機器方向上較長，小帽沿機器方向的直徑是12mils(0.30mm)，但是小帽在橫向中的直徑為8mils(0.20mm)。帶帽杆的高度是13.5mils(0.34mm)。
該伸長的帶帽杆狀鉤子系扣件被用作為送入受熱橡膠壓輥間隙的先質織物。上輥子是直徑為6英寸(15.2cm)大的輥子，該輥子在其外表面上塗覆有大約0.25英寸(0.63cm)厚的矽橡膠，橡膠塗層的杜拉計硬度大約是58肖氏A級。使用一個電加熱體將上輥子的表面溫度加熱至大約300°F(139℃)。支承輥子的直徑大約為10英寸(25.4cm)，其矽橡膠塗層大約為0.25英寸(0.63cm)厚，橡膠塗層的杜拉計硬度大約是58肖氏A級。用自來水冷卻支承輥子。以55英尺/分鐘(17米/分鐘)的線速度將伸長的帶帽杆狀鉤子系扣件送入受熱橡膠壓輥間隙中，壓輥間隙的壓力大約是22pli(磅/線英寸)。對得到的帶頭杆狀鉤子系扣件進行快速粘貼、135度剝離和135度扭曲剝離測試。用來作為先質織物的該伸長帶帽杆狀鉤子系扣件也作為一個控制件來進行測試。在剝離前方垂直於帽子較長軸線的條件下進行剝離測試。用來測試的環狀材料是無紡環狀材料，它與作為HuggiesTMSupremeTM嬰兒尿布上的環狀系扣表面使用的材料相似。測試結果和所得到的鉤子頭部尺寸示出在表I中。
使用相同的壓輥間隙壓力和輥子溫度，將伸長的帶帽杆狀系扣件先質織物的樣品以以下的線速度送入受熱的壓輥間隙中75英尺/分鐘(23米/分鐘)、100英尺/分鐘(30米/分鐘)和125英尺/分鐘(38米/分鐘)。對所得到的帶頭杆狀鉤子系扣件也進行了測試。測試結果和鉤子頭部尺寸示出在表I中。
表I
例6將一片具有圓帽杆狀系扣件(「高爾夫球座」形狀)的先質織物製成為類似於PCT申請no.WO94/23610中的例子所描述的那樣。先質織物用乙烯-丙烯衝壓共聚樹脂來製造，例如可從Union Carbide購得的#SRD7-587和#SRD7-560。杆的密度是1600桿/英尺2(247桿/cm2)，杆的高度是12.5mils(0.31mm)，小帽的寬度或直徑是12mils(0.30mm)，杆的直徑從基部(0.30mm)至小帽下面(0.20mm)逐漸變小。織物襯片的厚度是5mils(127微米)。
將圓帽杆狀系扣件的樣品以例1-4中描述的方式送入受熱壓輥間隙中，壓輥間隙壓力是34pli，線速度為50英尺/分鐘(15米/分鐘)，上橡膠塗層輥子的溫度是275°F(135℃)。這致使鉤子頭部稍微捲曲，以使鉤子頭部的纖維嵌合部分變得基本平坦。
例7將例6中使用的相同先質織物以例6描述的相似方式送入受熱壓輥間隙中，只是將上輥子加熱至280°F(137℃)。與例6相比，這使得纖維嵌合部分更加捲曲，以得到蘑菇形的鉤子頭部。
例8將例6中使用的相同先質織物以例6描述的相似方式送入受熱壓輥間隙中，只是將上輥子加熱至304°F(151℃)。該處理使得蘑菇形的鉤子頭部完全捲曲，直到纖維嵌合部分碰到杆部。
權利要求
1.一種帶頭杆狀機械系扣件，它具有一個襯片織物和多個鉤狀體，所述鉤狀體具有豎立的杆基部分和鉤子頭部分，所述鉤子頭部分帶有向下突出的纖維嵌合部分，所述帶頭杆狀機械系扣件是通過以下的過程製造的(a)提供一個具有織物襯片的織物，織物襯片上帶有多個基本豎立的熱塑鉤狀體突出物，所形成的鉤狀體至少部分具有一個基本豎立的杆基部分和一個鉤子頭部分，所述鉤子頭部分具有一個從所述杆基部分向外伸展的一個纖維嵌合部分，所述織物具有一個平均的第一厚度；(b)提供一個壓輥間隙，它至少具有一個第一受熱變形表面部件和一個第二相對表面部件，兩者界定了一個間隙，所述間隙中具有一個由一個第一進入間隙寬度和一個第二終止間隙寬度界定的壓縮區域，其中所述第一間隙寬度基本等於或小於所述織物的第一平均厚度；(c)沿織物通路將織物送入並通過壓縮區域，以使所述多個基本豎立鉤狀體的纖維嵌合部分中至少一部分優先地被所述受熱表面部件致使向下彈性地變形。
2.如權利要求1所述的帶頭杆狀機械系扣件，其特徵在於，所述受熱表面變形部件具有小於90肖氏A級的有效杜拉計硬度。
3.如權利要求1所述的帶頭杆狀機械系扣件，其特徵在於，所述受熱表面部件具有30至90的肖氏A級硬度。
4.如權利要求1所述的帶頭杆狀機械系扣件，其特徵在於，第一速度基本等於第二速度。
5.如權利要求4所述的帶頭杆狀機械系扣件，其特徵在於，所述第一速度不同於所述第二速度。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述壓縮區域具有兩個或多個受熱表面部件。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述豎立的鉤狀體突出物是用聚烯烴形成的。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，形成壓輥間隙的所述第一和第二表面部件是由兩個壓延輥形成的。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述第一進入間隙寬度和所述第二終止間隙寬度之間，間隙寬度逐漸減小。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述受熱表面變形部件具有50至80肖氏A級的有效杜拉計硬度。
11.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述受熱表面變形部件具有由矽橡膠形成的一個外表面。
12.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，未變形的鉤子頭纖維嵌合部分從所述鉤子頭的頂部向上突出。
13.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，變形了的鉤子頭纖維嵌合部分以0至70度的角度從所述鉤子頭的頂部向著所述織物襯片向下突出。
14.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，變形了的鉤子頭纖維嵌合部分以5至60度的角度從所述鉤子頭的頂部向著所述織物襯片向下突出。
全文摘要
本發明提供了使織物襯片上的鉤狀體(25)的鉤子頭部(23)變形的一種方法。將織物襯片上的鉤狀體送入在一個支承表面(68)和一個上受熱表面(66)之間形成的一個壓輥間隙(64)中,上受熱表面(66)具有小於90肖氏A級的杜拉計硬度。該上受熱表面壓縮地與鉤子頭(25)相接合,致使鉤子頭向下且永久地變形。該方法提高了形成纖維嵌合鉤狀體區域的鉤子頭的一致性。
文檔編號A44B18/00GK1259849SQ97182251
公開日2000年7月12日 申請日期1997年9月9日 優先權日1997年6月19日
發明者羅伯特D·肯普弗 申請人:美國3M公司