DE60221847T2

DE60221847T2 - Schlaufenmaterialien für klettverschlüsse

Info

Publication number: DE60221847T2
Application number: DE60221847T
Authority: DE
Inventors: George A. Litchfield Provost; William H. Amherst Shepard
Original assignee: Velcro Industries BV
Current assignee: Velcro Industries BV
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: JP4234583B2; US7282251B2; US20040163221A1; AU2002348619A1; CN1533249A; EP1408787A2; WO2002100207A9; JP2004528932A; KR20040010706A; CA2450380A1; CN1248615C; WO2002100207A2; EP1408787B1; ES2291509T3; DE60221847D1; WO2002100207A3

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung bezieht sich auf Schlaufenmaterialien für Klettverschlüsse.
HINTERGRUND
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Schlaufenmaterial, insbesondere auf ein Material, das mit einhakenden bzw. Hakengliedern zum Ausbilden eines Verschlusses in Eingriff zu bringen ist, auf seine Herstellung und Verwendung, und auf Verschlüsse, umfassend ein derartiges Schlaufenmaterial.
In der Herstellung von gewebten und nicht gewebten Materialien ist es üblich, das Material als ein kontinuierliches Gewebe bzw. eine kontinuierliche Bahn auszubilden, welche(s) nachfolgend aufgewickelt wird. In gewebten und gewirkten Schlaufenmaterialien sind schlaufenbildende Fäden oder Garne in der Struktur eines Gewebes inkludiert, um aufragende Schlaufen für ein Ergreifen von Haken auszubilden. Da Haken- und Schlaufenverschlüsse breitere Bereiche einer Anwendung, insbesondere in billigen wegwerfbaren Produkten finden, wurden einige Formen von nicht gewebten Materialien vorgeschlagen bzw. nahegelegt, um als ein Schlaufenmaterial zu dienen, um die Kosten und das Gewicht des Schlaufenprodukts zu reduzieren, während eine adäquate Verschlußleistung in bezug auf eine Abschäl- und Scherfestigkeit zur Verfügung gestellt wird. Nichtsdestotrotz blieben die Kosten der Schlaufenkomponente ein Haupt faktor, der das Ausmaß einer Verwendung von Haken- und Schlaufenverschlüssen beschränkte.
Um adäquat als eine Schlaufenkomponente für einen Klettverschluß zu wirken bzw. zu arbeiten, müssen die Schlaufen des Materials für einen Eingriff mit zusammenpassenden Haken freigelegt sein bzw. werden. Leider tendiert eine Kompression eines Schlaufenmaterials während eines Verpackens und Aufspulens dazu, die aufstehenden bzw. aufragenden Schlaufen abzuflachen. Beispielsweise im Fall von Windeln ist es wünschenswert, daß die Schlaufen des Schlaufenmaterials, die für einen Windelverschluß vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt sind, nicht abgeflacht verbleiben, nachdem die Windel entfaltet ist bzw. wird und bereit für eine Verwendung ist.
Auch sollten die Schlaufen allgemein an das Gewebe ausreichend fest gesichert sein, so daß das Schlaufenmaterial einen gewünschten Grad an Abzieh- bzw. Abschälfestigkeit zur Verfügung stellt, wenn der Verschluß gelöst wird, und so daß das Schlaufenmaterial seine Verwendbarkeit über eine gewünschte Anzahl von Verschlußzyklen beibehält. Diese gewünschte Abschälfestigkeit und die Anzahl von Verschlußzyklen werden von der Anwendung abhängen, in welcher der Verschluß verwendet wird. Beispielsweise ist eine größere Anzahl von Verschlußzyklen typischerweise erforderlich, wenn der Verschluß in einem Taschen- bzw. Sackverschluß verwendet wird, als wenn der Verschluß in einem Windelverschluß verwendet wird.
Die Schlaufenkomponente sollte auch eine ausreichende Stärke bzw. Festigkeit, Integrität und sichere Verankerung der Schlaufen aufweisen, so daß die Schlaufenkomponente Kräften widerstehen kann, auf welche sie während einer Verwendung treffen wird, beinhaltend dynamische Abschälkräfte und statische Kräfte eines Scherens und Zugs bzw. einer Spannung.
WO-A-98/06290 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung bzw. Ausrüstung zur schnellen Herstellung eines Schlaufenmaterials. Ein Blatt aus Fasern wird zwischen einem ersten zylindrischen Formglied, das Ausnehmungen aufweist, und einem zweiten zylindrischen Formglied hindurchgeführt, das zusammenpassende Stiele aufweist, um allgemein das Blatt von Fasern der Umfangsoberfläche des ersten Formglieds anzupassen und es darin für einen Abstand bzw. für eine Distanz zu halten bzw. zurückzuhalten, nach welchem(r) eine Verstärkungs- bzw. Rückseitenschicht daran festgelegt ist bzw. wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wurde realisiert, daß nicht gewebte Gewebe, die mit bestimmten strukturellen Merkmalen ausgebildet sind, fähig sind, gut in bezug auf ihren gedachten Zweck als durch Haken ergreifbare Schlaufengewebe zu funktionieren bzw. zu fungieren, während sie einen speziellen Vorteil im Hinblick auf die Kosten einer Herstellung und andere Eigenschaften zur Verfügung stellen.
Die Erfindung stellt ein Schlaufenmaterial zur Verfügung, das die in Anspruch 1 geoffenbarten Merkmale aufweist. Bevorzugte Ausbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Implementierungen der Erfindung können eines oder mehrere der folgenden Merkmale beinhalten. Die Rippenbereiche beinhalten ein polymeres verstärkendes bzw. Verstärkungsmaterial. Die Rippenbereiche erstrecken sich über die Ebene des Gewebes. Die ebenen bzw. planaren Flächen bzw. Bereiche beinhalten nicht gebondete Fasern, d.h. die Fasern in den ebenen Bereichen sind im wesentlichen nicht geschmolzen. Die ebenen Bereiche sind im wesentlichen frei von polymerem Verstärkungsmaterial. Alternativ beinhalten die ebenen Bereiche Fasern, die durch eine Schicht aus polymerem Verstärkungsmaterial verstärkt bzw. unterstützt sind. Die Rippenbereiche beinhalten geschlossene Glieder (geschlossene geometrische Formen), welche die angehobenen bzw. erhabenen Bereiche umgeben. Die angehobenen Bereiche sind polygonal und die geschlossenen Glieder beinhalten Polygone. Alternativ sind die angehobenen Bereiche im wesentlichen domförmig und die geschlossenen Glieder beinhalten Ringe oder Ellipsen. Die Rippenbereiche beinhalten weiterhin Verbindungsglieder, die sich zwischen den geschlossenen Gliedern erstrecken. Die geschlossenen Glieder und die Verbindungsglieder definieren gemeinsam ein Netzwerk. Die offenen Bereiche und das Netzwerk definieren ein Netzmaterial. Das Gewebe ist ein kardiertes bzw. gekrempeltes Gewebe. Das kardierte bzw. Kardengewebe beinhaltet Stapelfasern. Das polymere Verstärkungsmaterial ist dasselbe Material wie das Fasermaterial. Wenigstens einige der geschlossenen Glieder sind tangential zueinander.
In einem weiteren Aspekt zielt die Erfindung auf ein Schlaufenmaterial für einen Klettverschluß ab, beinhaltend ein Gewebe bzw. eine Bahn aus nicht gewebtem fasrigem Material, das eine Ebene definiert, wobei das Gewebe beinhaltet: (a) angehobene bzw. erhabene Bereiche, die über die Ebene des Gewebes erhöht sind, die Schlaufen definieren, die für einen Eingriff mit aufzunehmenden Klettverschlußelementen bzw. Berührungsbefestigungselementen konstruiert sind; und (b) Rippenbereiche, die die angehobenen Bereiche umgeben, um die Schlaufen zu verankern, wobei die Rippenbereiche eine Höhe von wenigstens (0,003 Zoll) 0,076 mm über der Ebene des Gewebes aufweisen.
Die Erfindung stellt auch Verfahren zum Ausbilden von Schlaufenmaterialien zur Verfügung.
In einem Aspekt zielt die Erfindung auf das Ausbilden von Schlaufenmaterial für Klettverschlüsse ab. Das Verfahren beinhaltet: (a) Passieren eines nicht gewebten Gewebes durch einen Spalt zwischen einer ebenen bzw. flachen Walze und einer Prägewalze; und (b) während Schritt (a) Anwenden eines Drucks auf das nicht gewebte Gewebe. Die Prägewalze beinhaltet eine gemusterte Oberfläche, die Vertiefungen, Rillen und Erhebungen umfaßt, welche jeweils angehobenen bzw. erhabenen Bereichen, Rippenbereichen und planaren oder offenen Bereichen bzw. Flächen des Schlaufenmaterials entsprechen, wobei die angehobenen Bereiche Schlaufen definieren, die für einen Eingriff mit aufzunehmenden Klettverschlußelementen konstruiert sind, und die Rippenbereiche die angehobenen Bereiche umgeben, um die Schlaufen zu verankern.
Implementierungen dieses Aspekts der Erfindung können eines oder mehrere der folgenden Merkmale beinhalten. Das nicht gewebte Gewebe hat ein Basisgewicht von weniger als etwa (1 Osy) 33,75 Gramm pro Quadratmeter, noch bevorzugter weniger als etwa (0,5 Osy) 16,875 Gramm pro Quadratmeter. Das Verfahren beinhaltet weiterhin ein Erhitzen bzw. Erwärmen von wenigstens einer der Walzen bzw. Rollen auf eine Temperatur von etwa (250°F bis 400°F) 121°C bis 204°C. Schritt (b) wird bei einem Druck von etwa (1.000 psi bis 20.000 psi) 6895 kPa bis 137895 kPa, noch bevorzugter wenigstens (10.000 psi) 68948 kPa ausgeführt.
Durch "haken-ergreifbar" und ähnliche Bezeichnungen, die oben und in dieser Beschreibung verwendet sind bzw. werden, wird gemeint, daß das Schlaufenmaterial Öffnungen einer Größe definiert, die adäquat ist, um die Spitze oder den Kopfabschnitt eines aufzunehmenden Verschluß- bzw. Festlegungselements aufzunehmen (wie beispielsweise ein Hakenform- oder Pilzformelement), um einen Verschluß auszubilden, und daß die Öffnungen freigelegt und für einen Eingriff ausgedehnt sind.
Die Erfindung kann ein billiges Schlaufenprodukt zur Verfügung stellen, welches effektiv Haken ergreifen und zurückhalten kann, wie in Haken- und Schlaufenverschlüssen. Das Schlaufenprodukt kann insbesondere in Kombination mit extrem kleinen, billigen, geformten Haken als Verschlüsse für wegwerfbare bzw. entsorgbare Produkte, wie Windeln, medizinische Vorrichtungen oder Verpackungen nützlich sein. Es wurde beispielsweise gefunden, daß die Struktur des Materials, das unten in größerem Detail beschrieben ist, hilft, ein permanentes Abflachen der Schlaufen zu verhindern, und eine gewisse vorteilhafte Knitterbeständigkeit zur Verfügung stellt.
Darüber hinaus kann der Ausgleich von Eigenschaften des Schlaufenmaterials (beispielsweise Kosten, Gewicht, Stärke bzw. Festigkeit und Dauerhaftigkeit) leicht eingestellt werden, wie dies unten diskutiert werden wird.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen ersichtlich werden.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Mikrophotographie eines Schlaufenmaterials gemäß einer Ausbildung der Erfindung. 1A ist eine Mikrophotographie, die eine vergrößerte Endansicht des Schlaufenmaterials von 1 zeigt.
2 ist eine schematische Draufsicht auf das Schlaufenmaterial, das in 1 gezeigt ist. 2A ist eine vergrößerte schematische Querschnittsansicht des Schlaufenmaterials von 2 entlang einer Linie A-A. 2B ist eine weitere vergrößerte Detailansicht eines Bereichs B von 2A.
3 ist eine schematische Draufsicht auf ein Schlaufenmaterial gemäß einer anderen Ausbildung der Erfindung, in welcher das Schlaufenmaterial Verbindungsrippen beinhaltet.
3A ist eine vergrößerte Detailansicht eines Teils des Materials, das in 3 gezeigt ist. 3B ist eine Querschnittsansicht einer einzelnen Rippe entlang einer Linie B-B in 3A.
4 und 5 sind schematische Draufsichten auf Schlaufenmaterialien gemäß anderen alternativen bzw. abgewandelten Ausbildungen der Erfindung.
6 ist eine perspektivische Ansicht einer Prägewalze, die beim Herstellen des Schlaufenmaterials verwendet wird, das in 3 gezeigt ist. 6A ist eine stark vergrößerte Ansicht eines Details A in 6. 6B ist eine teilweise Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B in 6A.
7 und 8 sind teilweise Querschnittsansichten ähnlich zu jener, die in 6B gezeigt ist, wobei sie jedoch alternative Geometrien für die Walzenoberfläche zeigen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bevorzugte Schlaufenmaterialien beinhalten ein nicht gewebtes Gewebe, das angehobene bzw. erhabene Bereiche aufweist, die über die Ebene des Gewebes angehoben sind, welche Schlaufen definiert, die für einen Eingriff mit aufzunehmenden Klettverschlüssen konstruiert sind. Die angehobenen Bereiche stellen Regionen bzw. Bereiche von lockeren, nicht komprimierten Fasern zur Verfügung, welche fähig sind, durch einhakende bzw. Hakenelemente ergriffen zu werden. Die angehobenen Bereiche sind durch Rippenbereiche umgeben, welche vorzugsweise einen Wulst aus polymerem Verstärkungsmaterial beinhalten. Teile bzw. Abschnitte der lockeren Fasern sind eingebettet und in dem polymeren bzw. Polymermaterial festgelegt und können daher Lasten von den ein- bzw. ergreifenden Haken unterstützen. Zwischen den Rippenbereichen liegen andere Bereiche, welche entweder offene Bereiche oder ebene bzw. planare Bereiche aus dem nicht gewebten Gewebe sein können, wie dies im Detail unten diskutiert werden wird.
Ein bevorzugtes Schlaufenmaterial ist in 1-1A und 2-2B gezeigt. In dieser Ausbildung beinhaltet das Schlaufenmaterial 10 angehobene Bereiche in der Form von Schlaufendomen 12, ringförmigen Rippenbereichen 14, die die Schlaufendome 12 umgeben, und verbindende Rippenbereiche 16, die sich zwischen den ringförmigen Rippenbereichen 14 erstrecken. Zwischen den Rippenbereichen 14, 16 liegen ebene Bereiche 18 aus komprimierten Fasern. Die ebenen Bereiche 18 liegen im wesentlichen in der Ebene des Gewebes und sind nicht für einen Eingriff mit Hakengliedern gedacht.
In der in 1-1A und 2-2B gezeigten Ausbildung kann das Schlaufenmaterial 10 gebildet sein, indem ein leichtgewichtiges nicht gewebtes Gewebe und eine polymere Filmschicht durch eine Prägewalze unter Druck passieren gelassen werden, wie dies weiter im Detail diskutiert werden wird. Die Prägewalze beinhaltet Kanäle entsprechend den Rippenbereichen 14, 16, entlang welcher das Polymer der Filmschicht in Antwort auf den aufgebrachten bzw. angelegten Druck fließen kann. Als ein Ergebnis wandert das Polymer, das durch die Filmschicht zur Verfügung gestellt ist, vorzugsweise in die Rippenbereiche, was die ebenen Bereiche und Schlaufendome relativ frei von Polymer läßt. Die hoch komprimierten Fasern in den ebenen Bereichen sind wenig bzw. leicht aneinander durch das verbleibende Polymer gebunden, was einen sehr dünnen und flexiblen Film in diesem Bereich ausbildet. Die Verlagerung von dem meisten des Polymers in die Rippenbereiche bildet ein insgesamt flexibles Gewebe aus.
Das Verhältnis zwischen den ebenen bzw. planaren Bereichen und den angehobenen bzw. erhabenen Bereichen kann eingestellt werden, um Kunststoffstege einer ausreichenden Dimension bzw. Ausbildung auszubilden, um eine effektive Faserverankerung unter Verwendung eines Polymerfilms von irgendeiner gewünschten Dicke zu sein. Ein hohes Verhältnis von planaren bzw. ebenen Flächen bzw. Bereichen zu angehobenen Flächen stellt eine gute Faserverankerung sicher, wobei dies jedoch die Menge an verfügbaren, durch Haken ergreifbaren Fasern reduziert. Die ebenen Bereiche sollten weniger als 50% des gesamten Oberflächenbereichs des Schlaufenmaterials, vorzugsweise weniger als 25%, und noch bevorzugter weniger als 10% betragen.
Bezugnehmend auf 2A und 2B haben die Schlaufendome vorzugsweise eine Höhe H_D von etwa (0,030 bis 0,100 Zoll) 0,762 mm bis 2,54 mm. Die ringförmigen Rippenbereiche haben vorzugsweise eine Höhe H_R von etwa (0,003 bis 0,030 Zoll) 0,076 mm bis 0,762 mm, und eine Breite W_R von etwa (0,003 bis 0,030 Zoll) 0,076 mm bis 0,762 mm. Die ebenen Bereiche haben vorzugsweise eine Höhe H_P von etwa (0,003 bis 0,010 Zoll) 0,076 mm bis 0,254 mm. Bezugnehmend auf 3B haben die verbindenden Rippen 16 eine Höhe Hc von etwa (0,003 bis 0,030 Zoll) 0,076 mm bis 0,762 mm und eine Breite Wc an der Basis von etwa (0,003 bis 0,030 Zoll) 0,076 mm bis 0,762 mm.
In einer alternativen bzw. abgewandelten Ausbildung, die in 3 gezeigt ist, beinhaltet das Schlaufenmaterial 20 Schlaufendome 12 und Rippenbereiche 14, wie dies oben diskutiert ist. In dieser Ausbildung verbinden jedoch die verbindenden Rippen 16' jeden Schlaufendom mit allen sechs benachbarten Schlaufendomen, und die Bereiche 20 zwischen den Rippenbereichen 14, 16 sind offen, eher als planar. In diesem Fall wurde das gesamte Material zwischen den Rippenbereichen, sowohl Fasern als auch Polymer, in die Rippenbereiche gezwungen bzw. beaufschlagt, was ein offenes Netzschlaufenmaterial zurückläßt. Dieses Material ist leichtgewichtig, atmungsfähig und kann in einigen Fällen dehnbar sein.
Die mehreren bzw. mehrfachen verbindenden Rippenbereiche 16', die in 3 gezeigt sind, können auch in Ausbildungen verwendet werden, in welchen die Bereiche zwi schen den Rippenbereichen ebene Faserbereiche, eher als offene Bereiche sind.
In einer alternativen Ausbildung, die in 5 gezeigt ist, beinhaltet das Schlaufenmaterial mehrere parallele verbindende bzw. Verbindungsrippenbereiche 16. Wenn mehrere Verbindungsrippenbereiche verwendet werden, muß das Polymer nicht verlagert werden, soweit dies erforderlich ist, um die einzige Verbindungsrippenstruktur zu bilden, die in 1 gezeigt ist. Diese Anordnung kann ausgebildet werden, indem mehr Harz verwendet wird, als für die einzige Verbindungsrippenstruktur verwendet wird, und/oder indem die mehreren Verbindungsrippen niedriger als die einzigen Verbindungsrippen in Abhängigkeit davon gemacht werden, wieviel Festigkeit erforderlich ist.
Die Verbindungsrippen können auch ein kreuzschraffiertes Muster mit entweder runden oder quadratischen Schlaufendomen ausbilden, wie dies beispielsweise in 4 gezeigt ist.
Geeignete nicht gewebte Gewebe beinhalten kardierte Gewebe, spinngebondete Gewebe, im Luftstrom aufgebrachte Gewebe, hydro-verfilzte Gewebe, schmelzgeblasene Gewebe, naßgelegte Gewebe und genadelte Gewebe. Das nicht gewebte Gewebe kann aus Stapelfasern oder kontinuierlichen Fasern gebildet sein.
Allgemein sind kardierte Gewebe, die aus Stapelfasern gebildet sind, bevorzugt. Es ist auch bevorzugt, daß das Gewebe, das ein niedriges Basisgewicht, vorzugsweise weniger als (1 Unze/yd² (Osy)) 33,75 Gramm pro Quadratmeter, noch bevorzugter weniger als 0,5 Osy (16,875 Gramm pro Quadrat meter) aufweist. Gewebe mit niedrigem Basisgewicht haben auch eine niedrige Faserdichte. Dies erzeugt eine sehr offene Faserstruktur in den angehobenen Bereichen, welche es den Hakenelementen ermöglicht, leicht zu penetrieren und die Fasern zu ergreifen.
Stapelfasern sind bevorzugt, da die Festigkeit oder Zähigkeit jeder Faser allgemein höher für einen gegebenen Faserdurchmesser ist als in nicht gewebten Gewebe, die aus spinngebondeten oder schmelzgeblasenen Fasern gefertigt bzw. hergestellt sind. Auch sind Stapelfasern in einem weiteren Bereich von Arten und Größen verfügbar, was mehr Flexibilität beim Ausbilden eines Schlaufenmaterials mit einem gewünschten Ausgleich von Eigenschaften ermöglicht.
Die bevorzugten kardierten Gewebe können unter Verwendung von Verfahren hergestellt werden, die jenen gut bekannt sind, die mit der Kardiertechnologie familiär sind. Bevorzugte Gewebe beinhalten Stapelfasern von 2 bis 10 Denier, noch bevorzugter 3 bis 6 Denier. Die Fasern sind typischerweise (1 bis 6 Zoll) 2,54 cm bis 15,24 cm lang, vorzugsweise (2 bis 4 Zoll) 5,08 cm bis 10,16 cm. Somit ist die bevorzugte Faserlänge signifikant größer als die bevorzugten Durchmesser der Schlaufendome 12. Als ein Ergebnis wird eine Einzelfaser allgemein durch mehrere der ringförmigen Rippenbereiche 14 verankert, was in einem sicheren Verankern der Faser resultiert, und wird in mehreren Schlaufendomen 12 vorhanden sein.
Geeignete Faserharze beinhalten Polyester, Polyethylen, Polypropylen, Nylon und andere Thermoplaste. Die Fasern können aus einem Einzelharz oder einer Kombination von zwei oder mehreren Harzen gebildet sein. Wenn eine Kombination von Harzen gewünscht ist, kann diese als eine Mischung von Einzelkomponentenfasern zur Verfügung gestellt sein, oder als Bikomponentenfasern, die durch eine Co-Extrusion hergestellt sind, so daß beispielsweise ein Harz eine Hülle um das andere Harz bildet.
Wenn das nicht gewebte Gewebe bearbeitet wird, um das Schlaufenmaterial zu bilden, kann das nicht gewebte Gewebe durch einen Polymerfilm unterstützt sein, wie dies oben diskutiert ist, oder nicht unterstützt sein. Der polymere bzw. Polymerfilm kann ein dünner thermoplastischer Film sein, wie Polyethylen, Polypropylen oder Polyvinylchlorid (PVC). Die Filmdicke ist vorzugsweise von etwa (0,0005 bis 0,005 Zoll) 0,0127 mm bis 0,127 mm, noch bevorzugter von (0,001 bis 0,003 Zoll) 0,0254 mm bis 0,0762 mm.
Das nicht gewebte Gewebe, das entweder unterstützt oder nicht unterstützt ist, wird durch den Spalt eines auf Hochdruck erhitzten Satzes von Kalanderwalzen passiert bzw. durchgeleitet. Eine der Walzen hat eine glatte flache Oberfläche und die andere Walze, die Prägewalze, hat eine gemusterte Oberfläche, umfassend Vertiefungen, Nuten bzw. Rillen und Stege, welche jeweils den Schlaufendomen 12, Verbindungsrippen 16 und ebenen oder offenen Bereichen 18 des Endprodukts entsprechen. Wenn das Gewebe bzw. die Bahn durch den Spalt bzw. Klemmspalt hindurchtritt, wird geschmolzenes Harz in den ebenen bzw. flachen Bereichen in die Nuten bzw. Rillen gezwungen bzw. beaufschlagt und bildet ein Netzwerk von Rippen 16, welche die Schlaufendome miteinander verbinden. Es ist allgemein nicht notwendig, Nuten um die Vertiefungen vorzusehen bzw. zur Verfügung zu stellen, um die ringförmigen Rippen auszubilden; Harze werden von den ebenen Bereichen um den Innenumfang der Ver tiefungen fließen, welche die ringförmigen Rippen ausbilden.
Die Tiefe der Rillen wird mit der gewünschten Höhe der Rippen übereinstimmen unter der Annahme, daß genügend Material vorhanden ist, um die Nuten zu füllen, und ein ausreichender Druck auf den Spalt angewandt wird. Allgemein ist die Tiefe D der Rillen (6B) zwischen (0,003 bis 0,030 Zoll) 0,076 mm bis 0,762 mm. Die Breite W der Rillen entspricht der Breite der Verbindungsrippen an ihrer oberen Oberfläche, wiederum unter der Annahme, daß sich die Rillen vollständig mit Harz füllen.
6-6B zeigen eine Prägewalze 100, welche geeignet ist, um das Produkt zu erzeugen, das in 3 gezeigt ist. Die Prägewalze 100 beinhaltet domförmige Vertiefungen 102, Rillen 104 und Stege 106. Die Rillen 104 können das Profil aufweisen, das in 6B gezeigt ist. Dies ist allgemein die einfachste zu bearbeitende Form bzw. Gestalt.
Alternativ können die Nuten bzw. Rillen 104 ein halbkreisförmiges Querschnittsprofil aufweisen, wie dies in 7 gezeigt ist, oder ein Profil ähnlich zu jenem von 6B, jedoch mit abgerundeten oder abgeschrägten Kanten bzw. Rändern, wie dies in 8 gezeigt ist. Der Übergangsbereich zwischen den Rippenbereichen und den ebenen bzw. planaren Bereichen kann in einigen Fällen gegenüber Bruch empfindlich sein, in welchem Fall die Geometrien, die in 7 und 8 gezeigt sind, in welchen eine Übergangszone (eine erweichte bzw. abgerundete Kante, wie ein Radius oder ein Verbindungsradius) zur Verfügung gestellt ist, bevorzugt sind.
In 7 weist die gekrümmte obere Kante 110 der Nut 102 einen Übergangsradius R_T auf. Die innere bzw. innenliegende Oberfläche 112 der Nut bzw. Rille ist ebenfalls gekrümmt, mit einem Krümmungsradius R. In 8 beinhaltet die obere Kante 110 der Rille 102 eine abgeschrägte Oberfläche 114, welche einen Übergangswinkel A zur Verfügung stellt.
Alternativ kann irgendeine andere Form eines Werkzeugrelief- oder -annäherungswinkels in dem Bereich verwendet werden, um denselben Zweck zu erreichen.
Die Temperatur der Walzen und der Druck, welchen sie aufbringen, wird von den Erweichungstemperaturen des (der) Gewebefaserharze(s) und des Polymerfilms abhängen, falls einer verwendet wird. Diese Parameter werden eingestellt, um die geeignete Schmelze des Harzes zu erzielen, welche die Rippenbereiche ohne Beschädigung der Integrität oder der Funktionalität der Fasern in den angehobenen Bereichen ausbilden wird. Unterschiedliche Temperaturen können auch auf den ebenen und gemusterten Walzen erforderlich sein, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Typische Temperaturen können von (250°F bis 400°F) 121°C bis 204°C oder mehr, in Abhängigkeit von der Bearbeitungsgeschwindigkeit reichen, und Drücke von (1.000 psi bis 20.000 psi) 6895 kPa bis 137895 kPa oder mehr, vorzugsweise wenigstens (10.000 psi) 68948 kPa.
Beispiele von geeigneten Kombinationen von Materialien beinhalten die Folgenden: (1) ein kardiertes Gewebe aus Polyesterfasern mit einer Schmelztemperatur von (485°F) 252°C und einen Abstütz- bzw. Supportfilm aus Polyethylen, welcher bei (275°F) 135°C schmilzt; (2) ein kardiertes Gewebe aus Polyesterfasern mit einer Schmelztemperatur von (485°F) 252°C, gemischt mit 25% Polyethylenfasern, welche bei (275°F) 135°C schmelzen, ohne Supportfilm; (3) ein kardiertes Gewebe aus einer co-extrudierten Polyesterfaser mit einer Außenschale aus Polyester mit einer Schmelztemperatur von (285°F) 141°C und einem Kern aus einem Polyester mit einer Schmelztemperatur von (485°F) 252°C. In all diesen Beispielen gibt es ein wesentliches Schmelztemperaturdifferential zwischen den zwei Harzen in der Gesamtstruktur. Dies erlaubt einen breiteren akzeptablen Bereich an Temperatur und Druck.
Alternativ kann das Gewebe vollständig aus einer einzigen Art Faser gefertigt bzw. hergestellt sein, und das Gewebe selbst kann als das Harz verwendet werden, welches die Rippenbereiche ausbildet. Diese Alternative wird eine präzisere Steuerung bzw. Regelung über Temperatur und Druck erfordern. In diesem Fall tendiert der Übergang zwischen den Rippen und ebenen Bereichen dazu, insbesondere gegenüber Bruch empfindlich zu sein, und es ist somit bevorzugt, daß die Rillengeometrie, die in 7 gezeigt ist, verwendet wird.
Zusätzlich zu oder statt einem Auswählen von Fasern und Filmen bzw. Folien unterschiedlicher Schmelztemperaturen können Harze, die unterschiedliche Härtecharakteristika aufweisen, ähnliche Verankerungseffekte erzielen. Relativ weichere Materialien können fließen, um Rippenbereiche auszubilden und härtere Fasern unter höheren Drücken verkapseln bzw. umschließen, ohne daß erhöhte Temperaturen während des Prägeverfahrens erforderlich sind. Ein Eliminieren eines Erhitzens bzw. Erwärmens wird die potentielle thermische Beschädigung an den Haken ergreifenden Fasern reduzieren.
Die Geometrie der gemusterten Walze kann gewählt sein bzw. werden, um ein gewünschtes Endergebnis zu produzieren. Die Dome und Rillen können jegliche gewünschte Form bzw. Gestalt aufweisen. Die Vertiefungen müssen lediglich tief genug sein, um eine übermäßige Kompression der Fasern oder eine andere Beschädigung an den funktionellen Faserdomen zu verhindern, welche sie erzeugen. Die Abstände oder Stege zwischen diesen Vertiefungen sind derart ausgebildet, daß sie unter der geeigneten Temperatur und dem Druck für die gewählten Harze geschmolzene Kunststoffe in die Rillen verlagern, wie dies oben diskutiert ist.
Die Eigenschaften des Schlaufenmaterials können relativ leicht eingestellt werden, indem die Menge an verstärkendem bzw. Verstärkungsharz, das verwendet ist, eingestellt wird und/oder die Tiefe, Anzahl und/oder Anordnung der Rippenglieder verändert wird. Wenn mehr Harz verwendet wird, wird das Schlaufenmaterial allgemein stärker werden, jedoch wird es teurer und schwerer sein. Wenn mehrere Rippenglieder und/oder dickere Rippenglieder verwendet werden, wird dies auch allgemein die Stärke des Schlaufenmaterials erhöhen. Somit kann in Anwendungen, wo eine hohe Festigkeit bzw. Stärke nicht erforderlich ist, das Schlaufenmaterial ausgebildet bzw. entwickelt werden, daß es billig bzw. kostengünstig und leichtgewichtig ist, während, wenn eine hohe Festigkeit bzw. Stärke erforderlich ist, das Schlaufenmaterial hergestellt werden kann, um diese Eigenschaft zur Verfügung zu stellen.
Andere Ausbildungen sind in dem Rahmen der folgenden Ansprüche.
Beispielsweise wurden die geschlossenen Rippenbereiche, welche die angehobenen bzw. erhabenen Bereiche umgeben, als ringförmig gezeigt. Jedoch können diese Rippenbereiche jede gewünschte Form aufweisen, beispielsweise oktogonal, quadratisch, dreieckig oder diamantförmig. Darüber hinaus könnten, während die Verbindungsrippenbereiche als linear gezeigt wurden, sie, falls dies gewünscht ist, gekrümmt sein oder jede bzw. irgendeine gewünschte Form aufweisen.
Zusätzlich kann bzw. können eine oder mehrere zusätzliche Schicht(en) auf das Schlaufenmaterial, beispielsweise in einem Nachverfahren zur Verstärkung aufgebracht werden, oder um andere gewünschte Eigenschaften zur Verfügung zu stellen. Geeignete zusätzliche Schichten bzw. Lagen beinhalten verstärkende bzw. Verstärkungsbänder bzw. -gewebe, Glasfilamente, druckempfindliche Kleber und Schäume. Diese Schichten können durch jedes geeignete Verfahren, beispielsweise durch Beschichten, Laminieren oder Kleben bzw. Anhaften aufgebracht werden.

Claims

Schlaufenmaterial (20) für Klettverschluß, umfassend: ein Gewebe bzw. eine Bahn aus nicht gewebtem fasrigem Material, das eine Ebene definiert, wobei das Gewebe beinhaltet: (a) angehobene bzw. erhabene Bereiche (12), die über die Ebene des Gewebes erhöht sind, die Schlaufen definieren, die für einen Eingriff mit aufzunehmenden Klettverschlußelementen bzw. Berührungsbefestigungselementen konstruiert sind; gekennzeichnet durch (b) Rippenbereiche (14, 16'), die die angehobenen Bereiche umgeben, um die Schlaufen zu verankern; und (c) zwischen den Rippenbereichen offene Bereiche.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 1, wobei die offenen Bereiche ebene bzw. planare Bereiche (18) umfassen, welche im wesentlichen in der Ebene des Gewebes liegen.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rippenbereiche ein polymeres Verstärkungsmaterial umfassen.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich die Rippenbereiche über die Ebene des Gewebes erstrecken.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 1, wobei die ebenen Bereiche nicht gebundene bzw. nicht gebondete Fasern umfassen.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 1 oder 5, wobei die ebenen Bereiche Fasern umfassen, die durch eine Schicht aus einem polymeren Verstärkungsmaterial hinterfüttert bzw. unterlegt sind.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 1, 5 oder 6, wobei die ebenen Bereiche im wesentlichen frei von polymerem Verstärkungsmaterial sind.
Schlaufenmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rippenbereiche geschlossene Glieder umfassen, welche die angehobenen Bereiche umgeben.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 8, wobei die angehobenen Bereiche polygonal sind und die geschlossenen Glieder Polygone umfassen.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 8, wobei die angehobenen Bereiche im wesentlichen domförmig sind und die geschlossenen Glieder Ringe oder Ellipsen umfassen.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 8, wobei wenigstens einige der geschlossenen Glieder tangential zueinander bzw. anliegend aneinander sind.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 8, wobei die Rippenbereiche weiterhin verbindende Glieder umfassen, die sich zwischen den geschlossenen Gliedern erstrecken.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 12, wobei die geschlossenen Glieder und die verbindenden bzw. Verbindungsglieder gemeinsam ein Netzwerk definieren.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 13, wobei die offenen Bereiche und das Netzwerk ein Netzmaterial definieren.
Schlaufenmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gewebe ein Krempelband bzw. Kardengewebe umfaßt.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 15, wobei das Kardengewebe Stapelfasern umfaßt.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 3, wobei das polymere Verstärkungsmaterial dasselbe Material wie das faserige Material ist.
Schlaufenmaterial nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rippenbereiche eine Höhe von wenigstens 0,076 mm (0,003 Zoll) über der Ebene des Gewebes aufweisen.
Verfahren zum Ausbilden eines Schlaufenmaterials (10) für Klettverschluß, wobei das Verfahren umfaßt: (a) Passieren eines nicht gewebten Gewebes durch einen Spalt zwischen einer ebenen bzw. flachen Walze und einer Prägewalze (100); und (b) während Schritt (a) Anwenden eines Drucks auf das nicht gewebte Gewebe; wobei die Prägewalze (100) eine gemusterte Oberfläche beinhaltet, die Vertiefungen (102) umfaßt, welche den angehobenen bzw. erhabenen Bereichen (12) entsprechen, wobei die angehobenen Bereiche (12) Schlaufen definieren, die für einen Eingriff mit aufzunehmenden Klettverschlußelementen konstruiert sind, gekennzeichnet durch ein Versehen der Prägewalze (100) mit Rillen bzw. Nuten (104) und Graten bzw. Stegen (106), welche jeweils Rippenbereichen (14, 16) und ebenen bzw. planaren (18) oder offenen Bereichen des Schlaufenmaterials (10) entsprechen, und wobei die Rippenbereiche (14, 16) die angehobenen Bereiche (12) umgeben, um die Schlaufen zu verankern.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das nicht gewebte Gewebe ein Basisgewicht von weniger als etwa 33,75 Gramm pro Quadratmeter (1 Osy), insbesondere weniger als etwa 16,875 Gramm pro Quadratmeter (0,5 Osy) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19-20, weiterhin umfassend ein Erhitzen von wenigstens einer der Walzen auf eine Temperatur von etwa 121°C bis 204°C (250°F bis 400°F).
Verfahren nach einem der Ansprüche 19-21, wobei Schritt (b) bei einem Druck von etwa 6895 kPa bis 137895 kPa (1.000 psi bis 20.000 psi) ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei Schritt (b) bei einem Druck von wenigstens 68950 kPa (10.000 psi) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19-23, wobei das Gewebe ein kardiertes bzw. Kardengewebe umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19-24, weiterhin umfassend während Schritt (a) ein Durchleiten eines polymeren Films durch den Spalt mit dem nicht gewebten Gewebe.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19-25, wobei der aufgebrachte Druck ausreichend ist, um das Material zu veranlassen, aus den ebenen Bereichen in die Rippenbereiche zu fließen.