DE60320021T2

DE60320021T2 - Schlingenbildung mittels nadelung durch trägeschichten

Info

Publication number: DE60320021T2
Application number: DE60320021T
Authority: DE
Inventors: George A. Litchfield Provost; William H. Amherst Shepard
Original assignee: Velcro Industries BV
Current assignee: Velcro Industries BV
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2023-12-04
Also published as: DE60320021D1; WO2004049853A1; CN1753630A; US20040157036A1; ES2302974T3; EP1575390A1; WO2004049853A9; KR101231014B1; EP1575390B1; AU2003298847A1; US7156937B2; KR20050085318A; CN100577053C

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen von Produkten mit Schlaufen für Haken und Schlaufen umfassende Befestigungen sowie Produkte, die mittels dieser Verfahren hergestellt werden.
Hintergrund
Kontaktbefestigungen sind insbesondere als Befestigungssysteme für geringes Gewicht aufweisende Wegwerfkleidungsstücke, so beispielsweise für Windeln, wünschenswert. Bei dem Versuch, ein kostengünstiges Schlaufenmaterial bereitzustellen, sind verschiedene Alternativen zum Weben vorgeschlagen worden, so beispielsweise das Nadeln eines geringes Gewicht aufweisenden und nichtgewebten Stranges von Fasern. Einige dieser genadelten Stränge werden anschließend gedehnt, um ein noch geringeres Flächengewicht sowie Kosteneffizienz zu erreichen, wobei die Schlaufenstrukturen mittels verschiedener Verbindungsverfahren verankert werden. Die Druckschrift US 6,329,016 offenbart ein Beispiel für ein derartiges Verfahren.
Das Verringern des Fasergehaltes kann zwar die Kosten senken, jedoch auch Auswirkungen auf die dem Schlaufenmaterial zu eigene Fähigkeit, Beanspruchungen standzuhalten, die Abmessungsstabilität und die Behandlungseffizienz des Schlaufenproduktes haben. Darüber hinaus wird die Wahl des Fasermaterials oftmals durch die Notwendigkeit eingeschränkt, dass das Schlaufenmaterial zu einem Substrat (so beispielsweise einer äußeren Lage einer Windel), mit dem das Schlaufenmaterial dauerhaft verbunden werden soll, schweißkompatibel sein muss.
Zusammenfassung
Gemäß einiger Aspekte betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Schlaufenbefestigungsproduktes. Das Verfahren beinhaltet das Legen einer Lage aus Fasern an eine erste Seite einer Trägerschicht und das anschließende Nadeln der Fasern der Lage durch die Trägerschicht mittels Durchstechen der Schicht mit Nadeln, die Teile der Fasern durch Löcher ziehen, die in der Schicht während des Nadelns ausgebildet werden, wodurch Schlaufen der Fasern mit einer Erstreckung von den Löchern auf einer zweiten Seite der Trägerschicht zurückgelassen werden. Ein Bindematerial wird an den Fasern auf die erste Seite der durchstochenen Schicht aufgebracht und sodann auf die Trägerschicht aufgeschmolzen, um die Basen der Schlaufen zu verankern.
Entsprechend einem Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen eines Schlaufenbefestigungsproduktes das Legen einer Lage aus Fasern an eine erste Seite einer Trägerschicht aus Folie, wobei die Lage aus Fasern eine Gesamtdichte von weniger als etwa 5 Unzen pro Quadratyard aufweist und die Folie eine Gesamtdicke von weniger als etwa 0,005 Inch aufweist. Fasern der Lage werden durch die Folie mittels Durchstechen der Folie mit Nadeln genadelt, die Teile der Fasern durch Löcher ziehen, die in der Folie während des Nadelns ausgebildet werden, wodurch Schlaufen der Fasern mit einer Erstreckung aus den Löchern auf einer zweiten Seite der Trägerschicht zurückgelassen werden. Die Nadelungsdichte liegt bei wenigstens 100 Durchstechungen pro Quadratzentimeter. Ein Bindematerial wird auf die Fasern auf der ersten Seite der durchstochenen Folie aufgebracht und anschließend an der Folie aufgeschmolzen, um die Basen der Schlaufen zu verankern.
Vorzugsweise liegt die Nadelungsdichte bei wenigstens etwa 200 Durchstechungen pro Quadratzentimeter, besonders bevorzugt bei wenigstens etwa 250 Durchstechungen pro Quadratzentimeter. Die Nadeln sind vorzugsweise gegabelt und weisen einen Durchmesser von 25 Gauge oder weniger, besonders bevorzugt einen Durchmesser von 35 Gauge oder weniger auf. Bei vielen Anwendungen durchdringen die Nadeln die Trägerschicht entlang einer Strecke von zwischen etwa 2 bis 8 mm, vorzugsweise von zwischen etwa 3 und 4 mm, gemessen von einer Eindringseite der Schicht aus. Allgemein wird bevorzugt, wenn die Nadeln die Trägerschicht von der ersten Seite der Trägerschicht her durchstechen. Bei einigen Anwendungen sind die Nadelungsdichte und die Nadelungsstrecken derart ausgewählt, dass sie den Schlaufen ein texturiertes Muster verleihen.
Die Faserdichte liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 3 Unzen pro Quadratyard (100 g/m²), besonders bevorzugt bei weniger als etwa 1,5 Unzen pro Quadratyard (66 g/m²). Die Fasern weisen vorzugsweise eine durchschnittliche Stapellänge von weniger als etwa 6 Inch (15 cm), besonders bevorzugt von weniger als etwa 4 Inch (10 cm) auf und weisen vorzugsweise eine nominale Zähigkeit von wenigstens 3 Gramm pro Denier auf. Gegenwärtig wird bevorzugt, wenn die Fasern zwischen etwa 2 und 10 Denier aufweisen, so beispielsweise zwischen etwa 3 und 6 Denier. In einigen Fällen sind die Fasern gekräuselt.
Die Folie weist vorzugsweise eine Gesamtdicke von weniger als etwa 0,003 Inch (0,08 mm), besonders bevorzugt von weniger als etwa 0,002 Inch (0,05 mm) und in einigen Fällen von weniger als etwa 0,001 Inch (0,03 mm) auf. In einigen Fällen ist die Folie mit Grafiken vorbedruckt, die von der zweiten Seite der Trägerschicht aus nach dem Aufschmelzen sichtbar bleiben.
In einigen Fällen bildet die Folie Vorsprünge, die sich aus einer allgemeinen Ebene der Folie heraus an den Löchern erstrecken, wobei die Vorsprünge gegen die Fasern drücken, die durch die Löcher hindurchgehen.
Einige Anwendungen beinhalten vor dem Legen der Fasern an die Trägerschicht das Kardieren der Lage aus Fasern. Die Fasern können auch einer Kreuzüberlappung (cross-lapping) unterworfen werden, um die Lage aus Fasern zu bilden.
Bei einigen Ausführungsbeispielen umfassen die Fasern ein Polyesterharz. In einigen anderen Fällen beinhalten die Fasern ein Material, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyethylenen, Polypropylenen, Nylonsubstanzen und deren Kopolymeren besteht. Die Folie kann zudem aus derselben Gruppe von Polymeren ausgewählt sein. Bei einigen Anwendungen ist die Folie vorzugsweise eine geblasene Polyethylenfolie. In einigen Fällen sind die Fasern aus einem Harz, das eine höhere Schmelztemperatur als das Harz der Folie aufweist.
Bei einigen Ausführungsbeispielen bestehen die Trägerschicht, die Fasern und das Bindematerial alle im Wesentlichen aus einem einzigen wiederverwertbaren Grundharz oder aus biologisch abbaubaren Materialien. Bestehen können die Trägerschicht, die Fasern und das Bindematerial beispielsweise im Wesentlichen aus Polymilchsäure, um ein biologisch abbaubares Produkt zu bilden, oder Polypropylen, um ein wiederverwertbares Produkt zu bilden.
Bei einigen Ausführungsbeispielen beinhaltet das Verfahren das Prägen der zweiten Seite der Trägerschicht nach dem Aufschmelzen, um den Schlaufen ein gewünschtes Muster zu geben. Das Muster kann erhabene Betten von Schlaufen beinhalten, die beispielsweise von Bereichen aus zerdrückten Fasern umgeben sind.
Bei einigen Ausführungsbeispielen liegt das Bindematerial in Pulverform vor.
In einigen anderen Fällen umfasst das Bindematerial eine zweite Schicht aus Folie. Das Bindematerial kann bei einigen Anwendungen mit Grafiken vorbedruckt sein, die von der zweiten Seite der Trägerschicht aus nach dem Aufschmelzen sichtbar bleiben. Vorzugsweise umfasst die zweite Schicht aus Folie ein Harz, das stärker schweißverträglich als das Harz der Fasern zu dem Harz der Trägerschicht ist. Die zweite Schicht aus Folie weist vorzugsweise eine Gesamtdicke von weniger als etwa 0,003 Inch (0,08 mm), besonders bevorzugt von weniger als etwa 0,002 Inch (0,05 mm) und in einigen Fällen von weniger als etwa 0,0005 Inch (0,01 mm) auf. Bei einigen Beispielen wird die zweite Schicht aus Folie vorerhitzt, bevor sie auf die Fasern gelegt wird.
Bei einigen Anwendungen wird die Trägerschicht nur in ausgewählten Bereichen genadelt, wobei andere Bereiche der Trägerschicht nicht genadelt werden, sodass Schlaufen nur in den ausgewählten Bereichen gebildet werden. Bei einigen dieser Anwendungen werden mehr Fasern in den ausgewählten Bereichen als in den anderen Bereichen an die Trägerschicht aus Folie gelegt. Das Verfahren beinhaltet bei einigen Ausführungsbeispielen das Entfernen von Fasern aus den anderen Bereichen nach dem Nadeln. In einigen Fällen wird das Bindematerial nur auf die ausgewählten Bereiche der Trägerschicht aufgebracht.
Das Gesamtgewicht des Schlaufenbefestigungsproduktes, beinhaltend die Trägerschicht, die Fasern und das aufgeschmolzene Bindematerial, liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 15 Unzen pro Quadratyard (500 g/m²). Bei einigen Anwendungen liegt das Gesamtgewicht bei weniger als etwa 10 Unzen pro Quadratyard (330 g/m²) oder sogar bei weniger als etwa 5 Unzen pro Quadratyard (160 g/m²) oder in einigen Fällen sogar bei weniger als etwa 2,5 Unzen pro Quadratyard (85 g/m²).
Die Gesamtdicke des Befestigungsproduktes, beinhaltend die Trägerschicht, die Schlaufen und das aufgeschmolzene Bindematerial, liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 0,1 Inch (2,5 mm). Bei einigen Anwendungen liegt die Gesamtdicke bei weniger als etwa 0,05 Inch (1,3 mm) oder sogar bei weniger als etwa 0,025 Inch (0,64 mm). Vorzugsweise können das aufgeschmolzene Bindematerial und die Trägerschicht zusammen eine Basisschicht bilden, aus der heraus sich die Schlaufen erstrecken, und zwar mit einer Gesamtdicke von weniger als etwa 0,005 Inch (0,13 mm) oder vorzugsweise von weniger als etwa 0,001 Inch (0,03 mm).
Bei einigen Anwendungen umfasst die Trägerschicht eine dehnbare Harzfolie. Die Trägerschicht kann beispielsweise in einem gedehnten Zustand genadelt und anschließend entspannt werden, um die Schlaufen zu verdichten. Bei einigen derartigen Beispielen ist das Bindematerial eine zweite Schicht aus einer dehnbaren Harzfolie.
In einigen Fällen wird die Trägerfolie hypergenadelt, sodass die Nadelung die Folie derart ausreichend perforiert, dass die Trägerschicht dehnbar wird. Ein dehnbares Schlaufenbefestigungsprodukt kann daher unter Verwendung eines dehnbaren Materials, so beispielsweise einer dehnbaren Harzfolie, als Bindematerial gebildet werden. In einigen Fällen bildet vor dem Aufschmelzen das Material der Trägerschicht im Allgemeinen diskrete Bereiche, die durch Risse getrennt sind, die sich zwischen Löchern erstrecken, die durch die Trägerschicht mittels des Nadelns gestanzt werden.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen eines Schlaufenbefestigungsproduktes das Legen einer Lage aus Fasern an eine erste Seite einer Trägerschicht. Die Fasern der Lage werden durch die Trägerschicht mittels Durchstechen der Schicht mit Nadeln genadelt, die Teile der Fasern durch Löcher ziehen, die in der Schicht während des Nadelns ausgebildet werden, was Schlaufen der Fasern mit einer Erstreckung aus den Löchern heraus auf einer zweiten Seite der Trägerschicht zurücklässt. Ein in Teilchenform vorliegendes Bindematerial wird an die Fasern auf der ersten Seite der durchstochenen Schicht gelegt, wobei Teilchen des Bindematerials in Zwischenräume eindringen, die zwischen benachbarten Fasern nahe bei den Löchern in der Trägerschicht definiert sind. Das Bindematerial wird anschließend auf die Trägerschicht aufgeschmolzen, um die Basen der Schlaufen zu verankern.
Bei einigen Ausführungsbeispielen liegt das Bindematerial in Form eines trockenen Pulvers vor, das vorzugsweise eine nominale Teilchengröße von weniger als etwa 20 μm aufweist. Das Bindematerial sollte ein Harz beinhalten, das in ausreichendem Umfang zu der Trägerschicht kompatibel ist, um beim Aufschmelzen eine Verbindung zu bilden.
Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen umfasst das Bindematerial ein Polyethylenpulver, oder es wird im Allgemeinen aus einer Gruppe ausgewählt, die aus Polyethylenen, Polyestern, EVA, Polypropylenen und deren Kopolymeren in Pulverform ausgewählt ist.
Bei vielen geringes Gewicht aufweisenden Anwendungen wird das Bindematerial auf die durchstochene Schicht in einer Verteilung von weniger als etwa 2 Unzen pro Quadratyard (66 g/m²), vorzugsweise von weniger als etwa 1 Unze pro Quadratyard (33 g/m²) oder in einigen Fällen sogar von weniger als etwa 0,5 Unzen pro Quadratyard (17 g/m²) gelegt.
Das Bindematerial kann im Wesentlichen aus losen Teilchen bestehen, die beispielsweise von unregelmäßiger Form oder von im Allgemeinen kugelförmiger Form sein können. Bei einigen Beispielen liegt das Bindematerial in Form eines gemahlenen Pulvers vor.
Bei einigen Ausführungsbeispielen beinhaltet das Aufschmelzen des Bindematerials das Einwirken von Hitze und Druck auf die erste Seite der durchstochenen Schicht. Der Druck kann beispielsweise mittels einer sich drehenden Walze oder eines Flachbettlaminators aufgebracht werden.
In einigen Fällen ist die Trägerschicht eine Harzfolie oder eine Schicht aus Papier oder ein nichtgewebtes, gewebtes oder gestricktes bzw. gewirktes Material.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen eines Schlaufenbefestigungsproduktes das Legen einer Lage aus Fasern an eine erste Seite einer Trägerschicht. Liegt eine zweite Seite der Trägerschicht an einem Stützbett an, so werden die Fasern der Schicht durch die Trägerschicht mittels Durchstechen der Schicht mit Nadeln genadelt, die Teile der Fasern durch Löcher ziehen, die in der Schicht während des Nadelns gebildet werden, wodurch Schlaufen der Fasern mit einer Erstreckung durch die Löcher in das Stützbett hinein auf einer zweiten Seite der Trägerschicht zurückgelassen werden. Ein Bindematerial wird auf die Fasern auf der ersten Seite der durchstochenen Schicht gelegt, und es wirkt dann, wenn sich die Schlaufen in das Stützbett erstrecken, ein Druck auf die erste Seite der durchstochenen Schicht ein, um das Bindematerial auf der Trägerschicht in Bereichen aufzuschmelzen, die von dem Stützbett gestützt werden.
Bei einigen Ausführungsbeispielen beinhaltet das Stützbett ein Bett aus Stiften, wobei die fernen Enden der Stifte mit der zweiten Seite der Trägerschicht in Kontakt stehen und sich die Schlaufen zwischen benachbarten Stiften erstrecken. Die Stiftdichte liegt vorzugsweise bei wenigstens etwa 150 Stiften pro Quadratinch (23 Stifte pro cm²), besonders bevorzugt bei wenigstens etwa 250 Stiften pro Quadratinch (39 Stifte pro cm²) oder sogar bei 300 oder mehr Stiften pro Quadratinch (47 Stifte pro cm²). Die Stifte weisen vorzugsweise einen nominalen Durchmesser von zwischen etwa 0,005 und 0,015 Inch (0,13 und 0,38 mm) und eine Länge von wenigstens etwa 0,1 Inch (2,5 mm) auf, was größer als die Durchdringungsstrecke der Nadeln durch die erste Trägerschicht ist.
Bei einigen Ausführungsbeispielen ist das Stützbett ein Schutz bzw. ein Sieb in Kontakt mit der zweiten Seite der Trägerschicht, wobei sich die Schlaufen durch die Öffnungen in dem Sieb erstrecken. Das Sieb ist vorzugsweise aus Draht. Der Draht weist vorzugsweise einen nominalen Durchmesser von zwischen etwa 0,02 und 0,03 Inch (0,5 und 0,8 mm), besonders bevorzugt von zwischen etwa 0,023 und 0,028 Inch (0,6 und 0,7 mm) auf. Der Draht ist vorzugsweise aus Metall und besonders bevorzugt aus Messing. Die Öffnungen weisen vorzugsweise eine nominale Breite von zwischen etwa 0,05 und 0,2 Inch (1,3 und 5,1 mm) und besonders bevorzugt eine nominale Breite von zwischen etwa 0,06 und 0,1 Inch (1,5 und 2,5 mm) auf.
In einigen Fällen wird der Druck durch eine erhitzte Fläche aufgebracht, die an das Bindematerial auf der ersten Seite der Trägerschicht gelegt wird. Die erhitzte Fläche kann beispielsweise eine Umfangsfläche einer sich drehenden Walze sein. Die erhitzte Fläche wird vorzugsweise auf einer Temperatur gehalten, die ausreichend hoch ist, und sie wird ausreichend lange an dem Bindematerial gehalten, sodass bewirkt wird, dass das Bindematerial in denjenigen Bereichen schmilzt, in denen es von dem Stützbett gestützt wird, ohne dass das Harz der Fasern merklich schmelzen würde.
Entsprechend einem weiteren Aspekt die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen eines Schlaufenbefestigungsproduktes das Legen einer Lage aus Fasern an eine erste Seite einer Trägerschicht. Fasern der Lage werden durch die Trägerschicht mittels Durchstechen der Schicht mit Nadeln genadelt, die Teile der Fasern durch Löcher ziehen, die in der Schicht während des Nadelns ausgebildet werden, wobei Schlaufen der Fasern mit einer Erstreckung aus den Löchern auf einer zweiten Seite der Trägerschicht zurückbleiben. Das Nadeln bewirkt in ausreichendem Umfang eine Perforierung der Trägerschicht derart, dass die Trägerschicht dehnbar wird. Eine dehnbare Trägerschicht wird auf die Fasern auf der ersten Seite der durchstochenen Schicht gelegt und anschließend auf die Trägerschicht aufgeschmolzen, um die Basen der Schlaufen zu verankern.
Bei einigen Ausführungsbeispielen umfasst das dehnbare Material eine dehnbare Harzfolie.
Bei einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Trägerschicht eine Harzfolie, vorzugsweise mit einer Foliendicke von weniger als etwa 0,003 Inch (0,08 mm).
In einigen Fällen bildet vor dem Aufschmelzen das Material der Trägerschicht im Allgemeinen getrennte bzw. einzelne Bereiche, die durch Risse getrennt sind, die sich zwischen den Löchern erstrecken, die durch die Trägerschicht mittels des Nadelns gestanzt werden.
Vorzugsweise durchsticht die Nadelung die Trägerschicht bis zu einer Dichte von 250 Durchstechungen pro Quadratzentimeter. Die Nadeln weisen vorzugsweise einen Durchmesser von wenigstens etwa 0,03 Inch (0,75 mm) auf, während die Faserdichte bei vorzugsweise weniger als etwa 2 Unzen pro Quadratyard (66 g/m²) liegt.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen eines Schlaufenbefestigungsproduktes das Legen einer Lage aus Fasern an eine erste Seite einer Trägerschicht. Die Fasern weisen zwischen etwa 2 und 10 Denier auf. Fasern der Schicht werden durch die Trägerschicht mittels Durchstechen der Schicht mit Nadeln genadelt, die Teile der Fasern durch Löcher ziehen, die in der Schicht während des Nadelns gebildet werden, was Schlaufen der Fasern mit einer Erstreckung aus den Löchern auf einer zweiten Seite der Trägerschicht zurücklässt. Die Nadeln dringen bis zu einer Maximalstrecke von weniger als etwa 7,0 mm von der ersten Seite der Trägerschicht ein und weisen einen Durchmesser von weniger als etwa 0,036 Inch (0,9 mm) auf. Ein Bindematerial wird auf den Fasern auf der ersten Seite der durchstochenen Schicht gelegt und anschließend auf die Trägerschicht aufgeschmolzen, um die Basen der Schlaufen zu verankern.
Vorzugsweise durchsticht die Nadelung die Trägerschicht mit einer Dichte von wenigstens 200 Durchstechungen pro Quadratzentimeter. Die Faserdichte liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 3 Unzen pro Quadratyard (100 g/m²), besonders bevorzugt bei weniger als etwa 1,5 Unzen pro Quadratyard (66 g/m²). Die Trägerschicht weist vorzugsweise eine nominale Dicke von weniger als etwa 0,003 Inch (0,08 mm) oder sogar von weniger als etwa 0,002 Inch (0,05 mm) auf. Die Fasern weisen vorzugsweise eine nominale Zähigkeit von wenigstens 3,0 Gramm pro Denier auf und liegen zwischen etwa 3 und 6 Denier.
In einigen Fällen umfasst die Trägerschicht eine Polymerfolie. Idealerweise bildet die Folie Vorsprünge mit einer Erstreckung aus einer allgemeinen Ebene der Folie heraus an den Löchern, wobei die Vorsprünge gegen Fasern drücken, die durch die Löcher hindurchlaufen. Die Folie kann beispielsweise eine geblasene Polyethylenfolie sein.
Vorzugsweise bestehen die Fasern aus einem Harz mit einer höheren Schmelztemperatur als das Harz der Folie. Die Fasern können ein Polyesterharz umfassen oder können aus einem Material sein, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyethylenen, Polypropylenen, Nylonsubstanzen und deren Kopolymeren besteht.
Die Nadeln dringen vorzugsweise bis zu einer Maximalstrecke von zwischen etwa 3 und 4 mm von der ersten Seite der Trägerschicht aus durch.
Bei einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen umfasst das Bindematerial eine Schicht aus Folie. Das Bindematerial kann vorteilhafterweise mit Grafiken vorbedruckt sein, die von der zweiten Seite der Trägerschicht aus nach dem Aufschmelzen sichtbar bleiben. Vorzugsweise umfasst die Schicht aus Folie ein Harz, das stärker schweißkompatibel als das Harz der Fasern zu dem Harz der Trägerschicht ist und eine Gesamtdicke von weniger als etwa 0,003 Inch (0,08 mm) oder sogar von weniger als etwa 0,002 Inch (0,05 mm) aufweist. Bei einigen Beispielen beinhaltet das Verfahren das Vorerhitzen der Schicht aus Folie vor dem Legen des Bindematerials auf die Fasern.
Das Gesamtgewicht des Schlaufenbefestigungsproduktes, beinhaltend die Trägerschicht, die Fasern und das aufgeschmolzene Bindematerial, liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 15 Unzen pro Quadratyard (500 g/m²). Die Gesamtdicke des Befestigungsproduktes, beinhaltend die Trägerschicht, die Schlaufen und das aufgeschmolzene Bindematerial, liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 0,1 Inch (2,5 mm). In vielen Fällen bilden das aufgeschmolzene Bindematerial und die Trägerschicht zusammen eine Grundschicht, von der aus sich die Schlaufen erstrecken, mit einer Gesamtdicke von weniger als etwa 0,005 Inch (0,13 mm).
Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Bereitstellen von durch Haken in Eingriff nehmbaren Schlaufen in ausgewählten Bereichen auf einer Trägerschicht das Legen einer Lage von Fasern auf eine erste Seite einer Trägerschicht. Fasern der Lage werden durch die Trägerschicht in ausgewählten Bereichen mittels Durchstechen der Schicht mit Nadeln genadelt, die Teile der Fasern durch Löcher ziehen, die in den ausgewählten Bereichen der Schicht während des Nadelns gebildet werden, was Schlaufen der Fasern mit einer Erstreckung aus den Löchern auf einer zweiten Seite der Trägerschicht zurücklässt. Ein Bindematerial wird auf die Fasern auf der ersten Seite der durchstochenen Schicht in den ausgewählten Bereichen gelegt und anschließend auf die Trägerschicht aufgeschmolzen, um die Basen der Schlaufen zu verankern.
Vorzugsweise weist das Bindematerial eine Gesamtdicke von weniger als etwa 0,003 Inch (0,08 mm) auf. Das Nadeln durchsticht die Trägerschicht vorzugsweise mit einer Dichte von wenigstens 200 Durchstechungen pro Quadratzentimeter. Die Faserdichte liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 3 Unzen pro Quadratyard (100 g/m²). Die Trägerschicht weist vorzugsweise eine nominale Dicke von weniger als etwa 0,003 Inch (0,08 mm) oder sogar von weniger als etwa 0,002 Inch (0,05 mm) auf. Die Fasern weisen vorzugsweise eine nominale Zähigkeit von wenigstens 3,0 Gramm pro Denier auf und liegen zwischen etwa 3 und 6 Denier.
Bei einigen Ausführungsbeispielen liegt das Bindematerial in Form einer flüssigkeitsundurchlässigen Schicht vor, die die Fasern und die Löcher bedeckt, um eine Barriere gegen die Flüssigkeit zu bilden, die durch die Löcher hindurchgeht, die in der Trägerschicht während des Nadelns gebildet werden. In einigen Fällen liegt die flüssigkeitsundurchlässige Schicht in Form von getrennten bzw. einzelnen Schichtteilen vor, die in den ausgewählten Bereichen liegen, wobei andere Bereiche nicht von dem Bindematerial bedeckt sind.
In einigen Fällen ist das Bindematerial mit Grafiken vorbedruckt, die von der zweiten Seite der Trägerschicht aus nach dem Aufschmelzen sichtbar bleiben.
In einigen Fällen liegt das Bindematerial in Form eines Trockenpulvers oder in flüssiger Form vor.
Bei einigen Beispielen wird die Trägerschicht genadelt, während eine zweite Seite der Trägerschicht an einem Stützbett befindlich ist, wobei das Bindematerial an der Trägerschicht liegt, während sich die Schlaufen aus den Löchern in das Stützbett erstrecken.
Einige Beispiele beinhalten nach dem Aufschmelzen ein Trennen der Trägerschicht, um einzelne bzw. getrennte Schichtprodukte zu bilden, wobei jedes Schichtprodukt wenigstens einen Bereich mit Schlaufen und einen anderen Bereich ohne Schlaufen aufweist. In einigen Fällen werden die einzelnen bzw. getrennten Schichten als äußere Lagen von Einwegkleidungsstücken, so beispielsweise von Windeln, gebildet, wobei der Bereich mit Schlaufen derart angeordnet ist, dass er von männlichen Kontaktbefestigungselementen zur Befestigung des Kleidungsstückes an dem Träger lösbar in Eingriff genommen wird.
Bei einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Trägerschicht eine Polymerfolie. Die Folie bildet vorzugsweise Vorsprünge, die sich aus einer allgemeinen Ebene heraus an den Löchern erstrecken, wobei die Vorsprünge gegen Fasern drücken, die durch die Löcher hindurchgehen.
Das Gesamtgewicht des Schlaufenbefestigungsproduktes, beinhaltend die Trägerschicht, die Fasern und das aufgeschmolzene Bindematerial, liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 15 Unzen pro Quadratyard (500 g/m²). Die Gesamtdicke des Befestigungsproduktes, beinhaltend die Trägerschicht, die Schlaufen und das aufgeschmolzene Bindematerial, liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 0,1 Inch (2,5 mm). In vielen Fällen bilden das aufgeschmolzene Bindematerial und die Trägerschicht zusammen eine Grundschicht, von der aus sich die Schlaufen erstrecken, mit einer Gesamtdicke von weniger als etwa 0,005 Inch (0,13 mm).
Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Schlaufenbefestigungsprodukt eine Lage aus Fasern, eine Trägerschicht aus Folie und ein Bindematerial auf. Die Lage aus Fasern, die an einer ersten Seite einer Trägerschicht aus Folie anliegt, weist eine Gesamtdichte von weniger als etwa 5 Unzen pro Quadratyard auf. Die Folie weist eine Gesamtdicke von weniger als etwa 0,005 Inch (0,1 mm) auf und enthält wenigstens 100 Durchstechungen pro Quadratzentimeter. Die Schlaufen der Fasern erstrecken sich von den Durchstechungslöchern auf einer zweiten Seite der Trägerschicht aus. Das Bindematerial wird auf die Fasern auf der ersten Seite der durchstochenen Folie gelegt, wobei das Bindematerial auf die Folie aufgeschmolzen wird, um die Basen der Schlaufen zu verankern.
Die Faserdichte liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 3 Unzen pro Quadratyard (100 g/m²), besonders bevorzugt bei weniger als etwa 1,5 Unzen pro Quadratyard (66 g/m²). Die Fasern weisen vorzugsweise eine durchschnittliche Stapellänge von weniger als etwa 6 Inch (15 cm), besonders bevorzugt von weniger als etwa 4 Inch (10 cm) auf und weisen vorzugsweise eine nominale Zähigkeit von wenigstens 3,0 Gramm pro Denier auf. Gegenwärtig wird bevorzugt, wenn die Fasern bei zwischen etwa 2 und 10 Denier liegen, so beispielsweise zwischen etwa 3 und 6 Denier. In einigen Fällen sind die Fasern gekräuselt. In einigen Fällen werden die Fasern kardiert und einer Kreuzüberlappung (cross-lapping) unterzogen, um die Lage aus Fasern zu bilden.
Die Folie weist vorzugsweise eine nominale Dicke von weniger als etwa 0,003 Inch (0,08 mm), besonders bevorzugt von weniger als etwa 0,002 Inch (0,05 mm) und außerordentlich bevorzugt von weniger als etwa 0,001 Inch (0,03 mm) auf. Vorzugsweise sind wenigstens 200 Durchstechungslöcher pro Quadratzentimeter, besonders bevorzugt wenigstens 250 Durchstechungslöcher pro Quadratzentimeter in der Folie vorhanden. In einigen Fällen ist die Folie mit Grafiken vorbedruckt, die von der zweiten Seite der Trägerschicht aus nach dem Aufschmelzen sichtbar bleiben.
In einigen Fällen bildet die Folie Vorsprünge mit einer Erstreckung aus einer allgemeinen Ebene heraus an den Löchern, wobei die Vorsprünge gegen Fasern drücken, die durch die Löcher hindurchgehen.
Die Schlaufen erstrecken sich vorzugsweise zwischen etwa 2 und 8 mm, gemessen von einer ersten Seite der Schicht aus. Besonders bevorzugt erstrecken sich die Schlaufen zwischen etwa 3 und 4 mm. Die Schlaufenerstreckungsstrecken und die Dichte der Durchstechungslöcher können derart ausgewählt werden, dass den Schlaufen ein texturiertes Muster verliehen wird.
Bei einigen Ausführungsbeispielen umfassen die Fasern ein Polyesterharz. In einigen anderen Fällen beinhalten die Fasern ein Material, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyethylenen, Polypropylenen, Nylonsubstanzen und deren Kopolymeren besteht. Die Folie kann auch aus derselben Gruppe von Polymeren ausgewählt werden. Bei einigen Anwendungen ist die Folie vorzugsweise eine geblasene Polyethylenfolie. In einigen Fällen sind die Fasern aus einem Harz mit einer höheren Schmelztemperatur als das Harz der Folie.
Bei einigen Ausführungsbeispielen bestehen die Trägerschicht, die Fasern und das Bindematerial alle im Wesentlichen aus einem einzigen wiederverwertbaren Grundharz oder aus biologisch abbaubaren Materialien. Die Trägerschicht, die Fasern und das Bindematerial können beispielsweise im Wesentlichen aus Polymilchsäure bestehen, sodass sie ein biologisch abbaubares Produkt bilden, oder aus Polypropylen, sodass sie ein wiederverwertbares Produkt bilden.
Bei einigen Beispielen ist die zweite Seite der Trägerschicht geprägt, um den Schlaufen ein gewünschtes Muster zu geben. Das Muster kann beispielsweise erhabene Betten von Schlaufen beinhalten, die von Bereichen von zerdrückten Fasern umgeben sind.
Bei einigen Ausführungsbeispielen liegt das Bindematerial in Pulverform vor.
In einigen anderen Fällen umfasst das Bindematerial eine zweite Schicht aus Folie. Das Bindematerial kann bei einigen Anwendungen mit Grafiken vorbedruckt sein, die von der zweiten Seite der Trägerschicht aus nach dem Aufschmelzen sichtbar bleiben. Vorzugsweise umfasst die zweite Schicht aus Folie ein Harz, das stärker schweißkompatibel als das Harz der Fasern zu dem Harz der Trägerschicht ist. Die zweite Schicht aus Folie weist vorzugsweise eine Gesamtdicke von weniger als etwa 0,003 Inch (0,08 mm) auf. Bei einigen Beispielen wird die zweite Schicht aus Folie vorerhitzt, bevor sie auf die Fasern gelegt wird.
Bei einigen Anwendungen weist die Trägerschicht Durchstechungslöcher nur in ausgewählten Bereichen auf, während andere Bereiche der Trägerschicht keine Durchstechungslöcher aufweisen, sodass Schlaufen in den ausgewählten Bereichen gebildet sind. Bei einigen dieser Anwendungen werden mehr Fasern in den ausgewählten Bereichen als in den anderen Bereichen an die Trägerschicht der Folie gelegt. In einigen Fällen wird das Bindematerial nur auf die ausgewählten Bereiche der Trägerschicht aufgebracht.
Das Gesamtgewicht des Schlaufenbefestigungsproduktes, beinhaltend die Trägerschicht, die Fasern und das aufgeschmolzene Bindematerial, liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 15 Unzen pro Quadratyard (500 g/m²). Bei einigen Anwendungen liegt das Gesamtgewicht bei weniger als etwa 10 Unzen pro Quadratyard (330 g/m²) oder sogar bei weniger als etwa 5 Unzen pro Quadratyard (160 g/m²).
Die Gesamtdicke des Befestigungsproduktes, beinhaltend die Trägerschicht, die Schlaufen und das aufgeschmolzene Bindematerial, liegt vorzugsweise bei weniger als etwa 0,1 Inch (2,5 mm). Bei einigen Anwendungen liegt die Gesamtdicke bei weniger als etwa 0,05 Inch (1,3 mm) oder sogar bei weniger als etwa 0,025 Inch (0,64 mm). Vorteilhafterweise können das aufgeschmolzene Bindematerial und die Trägerschicht zusammen eine Basisschicht bilden, von der aus sich die Schlaufen erstrecken, mit einer Gesamtdicke von weniger als etwa 0,005 Inch (0,13 mm) oder vorzugsweise von weniger als etwa 0,001 Inch (0,03 mm).
Bei einigen Anwendungen umfasst die Trägerschicht eine dehnbare Harzfolie. Die Trägerschicht kann beispielsweise in einem gedehnten Zustand genadelt und anschließend entspannt werden, um Schlaufen zu verdichten. In einigen derartigen Fällen ist das Bindematerial eine zweite Schicht einer dehnbaren Harzfolie.
Bei einigen Beispielen wird die Trägerfolie derart hypergenadelt, dass die Nadeln ausreichend tief die Folie perforieren, wodurch die Trägerschicht dehnbar wird. Ein dehnbares Schlaufenbefestigungsprodukt kann damit unter Verwendung eines dehnbaren Materials, so beispielsweise einer dehnbaren Harzfolie, als Bindematerial gebildet werden. In einigen Fällen bildet das Material der Trägerschicht im Allgemeinen getrennte bzw. einzelne Bereiche, die durch Risse getrennt sind, die sich zwischen Löchern erstrecken, die durch die Trägerschicht mittels des Nadelns gestanzt werden. Einige andere Aspekte der Erfindung betreffen Produkte, darunter Schlaufenprodukte, Rollen von Schlaufenträgermaterial und einzelne Schlaufen tragende Kleidungsstücke, die mittels der vorbeschriebenen Verfahren hergestellt werden. Einige andere Aspekte betreffen eine Vorrichtung zum Durchführen der vorbeschriebenen Verfahren entweder in einem kontinuierlichen oder in einem diskontinuierlichen bzw. in Chargen erfolgenden Prozess.
Verschiedene Aspekte der Erfindung können ein Schlaufenmaterial bereitstellen, das insbesondere hohen Scher- und Schälbelastungen aufgrund seines Gewichtes und seiner Kosten standhalten kann, und zwar insbesondere in Kombination mit geeignet bemessenen männlichen Befestigungselementen. Da die Zugfestigkeit der Basis des Befestigungsproduktes wenigstens teilweise auf der Trägerschicht beruht (oder in Fällen, in denen das Bindematerial ein Schichtprodukt ist, auf der Bindematerialschicht), müssen nur ausreichend viele Fasern vorhanden sein, um die verankerten Schlaufenstrukturen zu bilden, was eine Verringerung der Anforderungen an die hohe Zähigkeit aufweisende Faser bedingt. Das Bindematerial kann aus einem Material gewählt sein, das nicht notwendigerweise schweißkompatibel zu dem Fasermaterial ist, da die Schlaufenstrukturen durch direktes Aufschmelzen des Bindematerials auf die Trägerschicht verankert werden können, um die Teile der Fasern zu verkapseln und die Basen der Schlaufenstrukturen mechanisch zu verankern. Dies kann die Verwendung von Fasermaterialien ermöglichen, die wegen ihrer Befestigungsfähigkeit bevorzugt sind, und zwar zusammen mit Bindematerialien, die wegen ihrer Kompatibilität zu einem Substrat bei einer gegebenen Anwendung ausgewählt werden.
Die Erfindung kann Schlaufenmaterialien bereitstellen, die ein überraschend niedriges Flächengewicht von Fasern und ein niedriges Gesamtgewicht sowie eine Dicke aufweisen, die besonders für niederzyklische Wegwerfprodukte und Anwendungen geeignet ist.
Die Verwendung von pulverförmigen oder anderen in Form von losen Teilchen vorliegenden Bindematerialien kann das Gesamtgewicht des Bindematerials verringern, das zur Befestigung der Schlaufenstrukturen benötigt wird, da das Bindematerial zwischen die Fasern und in Basisbereiche der Schlaufenstrukturen nahe bei den Löchern der Trägerschicht vor dem Aufschmelzen eindringen kann. Eine Vibration der pulverförmigen Fasern vor dem Aufschmelzen kann dieses Eindringen fördern.
Die Erfindung kann ein kosteneffektives Mittel zur Bereitstellung von in Eingriff nehmbaren Schlaufen an einer ansonsten schlaufenfreien Trägerschicht mittels selektiven Nadelns ermöglichen. Derartige Trägerschichten können zu Substraten für gegebene Anwendungen verarbeitet werden, so beispielsweise zu äußeren Membranen von Wegwerfwindeln. Dies kann einen Schritt des Verbindens des Schlaufenmaterials mit dem Substrat bei der Herstellung derartiger Produkte überflüssig machen, wobei dann das teilweise Schlaufen tragende Material zum Substrat wird.
Die Erfindung kann entsprechend verschiedenen Aspekten ebenfalls ein kosteneffektives dehnbares Schlaufenprodukt bereitstellen.
Einzelheiten eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend in der begleitenden Zeichnung und der Beschreibung ausgeführt. Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung erschließen sich aus der Beschreibung und der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen.
Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt einen Prozess zum Bilden von Schlaufen auf einer Trägerbahn durch Nadeln und Verbinden (Bonden).
2A bis 2D zeigen aufeinanderfolgend das Nadeln von Fasern durch eine Trägerfolie, die von Stiften gestützt ist.
3A bis 3D zeigen aufeinanderfolgend das Nadeln von Fasern durch eine Trägerfolie, die durch ein Sieb gestützt ist.
4 zeigt die genadelte Folie, die mit einem Grundmaterial punktlaminiert ist.
5 zeigt einen abgewandelten Prozess, bei dem ein pulverförmiges Bindematerial anstelle einer Grundschicht verwendet wird.
6 ist eine vergrößerte Abbildung zur Darstellung des pulverförmigen Bindematerials unter den Fasern auf der Trägerbahn.
7 ist eine vergrößerte Abbildung zur Darstellung einer Schlaufenstruktur.
8 zeigt die Struktur des fertigen Schlaufenproduktes.
9 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer geprägten Schlaufenfläche.
10 ist eine Draufsicht auf eine Vorrichtung und einen Prozess zum Bilden der Schlaufen durch eine dehnbare Trägerbahn.
11 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Schlaufenproduktes, das durch Nadeln der Trägerfolie gebildet wird, um die Folie zu zertrennen.
12 zeigt einen Prozess zum Bilden von Schlaufen nur in diskreten Bereichen einer Trägerbahn.
13 ist eine Draufsicht auf ein Schichtprodukt, das durch den Prozess von 12 gefertigt ist und aus dem einzelne Windelabdeckungen stanzgeschnitten werden können.
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Wegwerfwindel mit einer Windelabdeckung, die aus dem Produkt von 13 geschnitten ist.
15 ist eine perspektivische Ansicht eines Prozesses zum Aufbringen von getrennten bzw. einzelnen Grundierungsstücken auf die genadelten Bereiche der Trägerbahn.
16 zeigt einen Nadelungs- und Verbindungsprozess mit einem Flachbettlaminator.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in verschiedenen Figuren gleiche Elemente.
Detailbeschreibung
Wie in 1 gezeigt ist, wird ein kardierter Strang 10 aus Fasern 12 auf eine kontinuierliche Schicht aus Folie 14 gelegt, während diese von einer Spule 16 abgewickelt wird. Die Fasern 12 und die Folie 14 werden anschließend einer Nadelungsstation 18 zugeführt, wo die Folie mittels Nadelung von der Faserseite her gestanzt wird. Die Nadeln werden durch eine Abstreifplatte 19 über den Fasern geführt und ziehen die Fasern durch die Folie zur Bildung von Schlaufen auf der gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Seite der Folie. Gestützt wird die Folie während des Nadelns auf einem Bett von Stiften 20 mit einer Erstreckung von einem angetriebenen Stützband 22 aus, das sich mit der Folie durch die Nadelungsstation bewegt, ein Sieb oder eine Standardstechplatte (nicht gezeigt). Der Reaktionsdruck während des Nadelns wird von einer stationären Reaktionsplatte 24 bereitgestellt, die unter dem Band 22 liegt. Nach dem Nadeln und während die Folie immer noch auf dem Bett von Stiften 20 liegt, wird eine Grundfolie 26 über die Faserseite der Folie 14 gelegt, und es werden die beiden Folienschichten unter einem von der erhitzten Walze 28 erzeugten Druck miteinander verbunden, während sie gegen die Stifte 20 drücken. Nach dem Verbinden wird das fertige Schlaufenprodukt 30 auf die Spule 32 aufgewickelt.
Man hat herausgefunden, dass ein nützliches Schlaufenprodukt mit vergleichsweise kleinen Fasern 12 gebildet werden kann. In diesem Beispiel weist der Strang 10 eine Flächenmasse von nur etwa 1,0 Unzen pro Quadratyard (33 g/m²) auf. Die Fasern 12 sind gezogene und gekräuselte Polyesterfasern mit 3 bis 6 Denier mit einer Stapellänge von etwa 3 Inch (7,5 cm). Die Fasern mit Zähigkeitswerten von wenigstens 2,8 Gramm pro Denier weisen, so hat man herausgefunden, ein gutes Schließverhalten auf, wobei bei einigen Anwendungen Fasern mit einer Zähigkeit von wenigstens 5 oder mehr Gramm pro Denier (vorzugsweise sogar 8 oder mehr Gramm pro Denier) sogar noch mehr bevorzugt werden. Allgemein gilt für einen schlaufenbegrenzten Verschluss: je höher die Schlaufenzähigkeit ist, desto stärker ist der Verschluss. Die Fasern des Stranges 10 sind in einem gezogenen, molekular orientierten Zustand und sind zudem mit einem Ziehverhältnis von wenigstens 2 zu 1 gezogen worden (das heißt auf wenigstens das Doppelte ihrer Ursprungslänge), und zwar unter Kühlbedingungen, die das Auftreten einer molekularen Orientierung ermöglichen, sodass eine Faserzähigkeit von etwa 4,8 Gramm pro Denier bereitgestellt wird. Die Fasern in diesem Beispiel weisen einen runden Querschnitt auf und werden mit etwa 7,5 Kräuselungen pro Inch (3 Kräuselungen pro Zentimeter) gekräuselt. Derartige Fasern sind bei der Firma E.I. DuPont de Nemours & Co., Inc. aus Wilmington Delaware unter der Bezeichnung T-3367 PE T-794W 6 × 4 erhältlich. Die Schlaufenfaserdenierzahl sollte eingedenk der Hakengröße gewählt werden, wobei üblicherweise Fasern mit kleineren Denierzahlen zur Verwendung mit kleineren Haken gewählt werden. Für niederzyklische Anwendungen zur Verwendung mit größeren Haken (und daher mit Schlaufenfasern mit vorzugsweise größerem Durchmesser) können Fasern mit einer niedrigeren Zähigkeit oder einem größeren Durchmesser verwendet werden. Als Alternative zu Fasern mit rundem Querschnitt können auch Fasern mit anderen Querschnitten mit winkeligem Aussehen der Oberfläche verwendet werden, so beispielsweise Fasern mit einem fünfeckigen oder fünfkeuligen Querschnitt, die die Knotenbildung während des Nadelns fördern können.
Es können verschiedene künstliche oder natürliche Fasern eingesetzt werden. Bei einigen Anwendungen können Wolle oder Baumwolle eine ausreichende Faserstärke bereitstellen. Derzeit werden thermoplastische Stapelfasern, die eine merkliche Zähigkeit aufweisen, zur Herstellung eines dünnen kostengünstigen Schlaufenproduktes bevorzugt, das eine gute Schließfähigkeit aufweist, wenn es zusammen mit sehr kleinen geformten Haken verwendet wird. Geeignet sind beispielsweise Polyolefine (so beispielsweise Polypropylen oder Polyethylen), Polyester (beispielsweise Polyethylenterephthalat), Polyamide (beispielsweise Nylon), Akrylharze sowie Gemische, Legierungen, Kopolymere und Koextrusionen hiervon. Derzeit wird Polyester bevorzugt. Bei einem Produkt mit geringer elektrischer Leitfähigkeit kann ein kleiner prozentualer Anteil von Metallfasern zugesetzt werden. So können beispielsweise Schlaufenprodukte mit bis zu etwa 5 bis 10% einer feinen Metallfaser vorteilhafterweise zur Erdung oder für andere elektrische Anwendungen eingesetzt werden
Der Strang 10 kann vor dem Einführen in die Folie 14 einer Kreuzüberlappung (cross-lapping) unterzogen werden. In diesem Fall kardieren die Kardiermaschinen (nicht gezeigt) die Stapelfasern zur Herstellung von kardierten Bahnen von Fasern 12, die von Abnahmeaproneinrichtungen und Kreuzüberlappern (nicht gezeigt) aufgenommen werden. Die Kreuzüberlapper können Lappungsaproneinrichtungen aufweisen, die eine Bodenaproneinrichtung (floor apron) in einer hin und hergerichteten Bewegung kreuzen. Die Kreuzüberlapper legen kardierte Bahnen mit einer Breite von beispielsweise etwa 60 Inch (1,5 m) und einer Dicke von etwa 1 Inch (2,5 cm) auf die Bodenaproneinrichtung (floor apron), um mehrere Lagen einer Criss-Cross-Bahn zur Bildung eines Stranges hiervon mit einer Breite von beispielsweise etwa 90 bis 120 Inch (2,3 bis 3,0 m) und einer Dicke von etwa 4 Inch (10 cm) zu bilden. Durch Kardieren wird das Material gedehnt und zu einer stoffartigen Matte gezogen, die hauptsächlich aus parallelen Fasern besteht. Da sich nahezu sämtliche Fasern in der Kardierrichtung erstrecken, verfügt die Matte über eine gewisse Festigkeit, wenn sie in Kardierrichtung gezogen wird, jedoch über nahezu keine Festigkeit, wenn sie quer zur Kardierrichtung gezogen wird, da die Stärke in Querrichtung nur auf einigen wenigen Verhedderungen zwischen den Fasern beruht. Während des Kreuzüberlappens ist die kardierte Fasermatte in einem überlappenden Zickzackmuster ausgelegt, wodurch ein Strang 10 aus mehreren Lagen von abwechselnden diagonalen Fasern erzeugt wird. Die diagonalen Lagen, die sich in einer Richtung quer zur Kardierrichtung erstrecken, erstrecken sich stärker quer über die Aproneinrichtung, als sie sich entlang der Länge hiervon erstrecken. So ist beispielsweise ein Strang verwendet worden, der einer Kreuzüberlappung unterworfen wurde, um Lagen zu bilden, die sich in dem Bereich von etwa 6 bis 18° von der Querrichtung des fertiggestellten Produktes erstrecken. Die Materialeigenschaften und der Herstellungsprozess können durch den Kreuzüberlappungswinkel beeinflusst werden. Bei der Vorbereitung für die Nadelung wird der Strang 10 allmählich in einem verjüngten Walzenspalt zwischen einer Bodenaproneinrichtung (nicht gezeigt) und einer sich bewegenden Überkopfaproneinrichtung 10 (nicht gezeigt) zusammengedrückt, um seine Dicke auf etwa 1 Inch zu verringern. Ein vergleichsweise dünner und niedrige Dichte aufweisender Strang kann so hergestellt werden.
Bei diesem Beispiel wird der Strang 10 auf eine geblasene Polyethylenfolie 14 gelegt, so beispielsweise eine solche, wie sie zum Herstellen von Beuteln oder für andere Verpackungsanwendungen bereitsteht. Die Folie 14 weist eine Dicke von etwa 0,002 Inch (0,05 mm) auf. Es können sogar noch dünnere Folien mit guten Ergebnissen verwendet werden. Andere Trägerbahnmaterialien können für die Folie 14 bei besonderen Anwendungen verwendet werden. So können beispielsweise Fasern in Papier oder in geringes Gewicht aufweisende Baumwollschichten mittels Nadeln gestanzt werden.
Bei diesem Beispiel nadelt die Nadelungsstation 18 die faserbedeckte Folie 14 mit einer Gesamtdurchdringungsdichte von etwa 250 Stanzungen pro Quadratzentimeter. Man hat für diese Nadelungsdichte und Foliengüte herausgefunden, dass gegabelte Tuftingnadeln mit 38 Gauge ausreichend klein waren, dass keine Zerstörung der Folie auftrat, was eine ausreichende Folienverbindbarkeit ergab, sodass die Folie weiterhin eine gewisse Abmessungsstabilität innerhalb ihrer Ebene aufwies. Bei denselben Parametern segmentierten größere Nadeln mit 30 Gauge die Folie im Wesentlichen in kleine, einzelne bzw. getrennte Stücke, die innerhalb der Fasern verfilzt waren.
2A bis 2D zeigen aufeinanderfolgend die Bildung einer Schlaufenstruktur mittels einer Nadelung. Tritt die gegabelte Nadel in den Faserstrang 10 (2A) ein, so werden einzelne Fasern 12 in dem Hohlraum 36 in dem gegabelten Ende der Nadel ergriffen. Durchsticht die Nadel 34 die Folie 14 (siehe 2B), so werden die ergriffenen Fasern 12 mittels der Nadel durch das Loch 38, das in der Folie ausgebildet ist, zu der anderen Seite der Folie gezogen. Wie gezeigt ist, ist die Folie 14 im Allgemeinen während dieses Prozesses weiterhin durch Stifte 20 gestützt, wobei die durchdringende Nadel 34 in einen Raum zwischen benachbarten Stiften eindringt. Alternativ kann die Folie 14 durch ein Sieb oder eine Stechplatte (nicht gezeigt) gestützt werden, durch die Löcher definiert werden, die auf die Nadeln ausgerichtet sind. Dringt die Nadel 34 weiter ein (2C), so wird eine Spannung an den ergriffenen Fasern erzeugt, wodurch der Strang 10 nach unten gegen die Folie 14 gezogen wird. Bei diesem Beispiel hat man für eine Gesamtdurchdringungstiefe "D_p" von etwa 3,5 mm, gemessen von der Eindringfläche der Folie 14 her, herausgefunden, dass diese eine gut ausgebildete Schlaufenstruktur ohne übermäßiges Dehnen von Fasern in dem verbleibenden Strang erzeugt. Eine übermäßige Durchdringungstiefe kann Schlaufen bildende Fasern aus den vorher gebildeten Tuffen 7 ziehen, was zu einem weniger robusten Schlaufenfeld führt. Durchdringungstiefen von 2 bis 5 mm waren bei diesem Beispiel ebenfalls geeignet, obwohl derzeit eine Durchdringung von 3,5 mm vorgezogen wird. Wird die Nadel 34 (2D) zurückgezogen, so verbleiben die Teile der ergriffenen Fasern 12, die zur entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seite der Trägerbahn verbracht worden sind, in Form einer Mehrzahl von einzelnen Schlaufen 40 mit einer Erstreckung von einem gemeinsamen Stamm 42 aus, der in einem Folienloch 38 gefangen ist. Wie gezeigt ist, können Restbeanspruchungen in der Folie 14 um das Loch, die dahingehend wirken, dass sie versuchen, die Folie in ihren planaren Zustand zurückzuverbringen, einen leichten Druck auf die Fasern in dem Loch ausüben, was zur Sicherung der Basis der Schlaufenstruktur beiträgt. Die Folie kann ebenfalls beitragen, einer Spannung standzuhalten, die auf die Faser ausübt wird, die auf der Strangseite der Folie verbleibt, die die Schlaufen zurück durch das Loch ziehen würde. Die endgültige Schlaufenbildung weist vorzugsweise eine Gesamthöhe „H_L" von etwa 0,040 bis 0,060 Inch (1,0 bis 1,5 mm) für einen Eingriff mit der Größe der männlichen Befestigungselemente auf, die üblicherweise in Wegwerfkleidungsstücken und dergleichen mehr Verwendung finden.
Wie wiederum in 1 gezeigt ist, wird in einigen Fällen ein Drahtsieb anstelle sowohl eines Bettes von Stiften 20 wie auch eines angetriebenen Stützbandes 22 für einen analogen Schlaufenbildungsprozess verwendet. 3A bis 3D zeigen nacheinander die Nadelung von Fasern durch eine Trägerfolie, die durch ein Sieb anstatt durch Stifte gestützt wird. In diesen Querschnitten wird das Sieb durch zwei von den Drähten 35, die das Sieb ausmachen, dargestellt. Das Sieb definiert Öffnungen zwischen Drähten 35, durch die die Nadel 34 hindurchtritt, wenn sie die Fasern 12 durch die Folie 14 zieht. Geeignete Siebe können unter anderem aus Materialien wie Bronze, Kupfer, Messing und rostfreiem Strahl hergestellt werden. Man hat herausgefunden, dass Siebe aus einem Messingdraht mit einem nominalen Durchmesser W_D von zwischen etwa 0,02 und 0,03 Inch (0,5 und 0,8 mm), besonders bevorzugt von zwischen etwa 0,023 und 0,028 Inch (0,6 und 0,7 mm) elastisch, jedoch nicht zu steif sind. Siebe mit Öffnungen mit einer nominalen Breite S_W von zwischen etwa 0,05 und 0,2 Inch (1,3 und 5,1 mm) oder besonders bevorzugt von zwischen etwa 0,06 und 0,1 Inch (1,5 und 2,5 mm) sind für diesen Zweck geeignet. Derartige Siebe sind bei der Firma McMaster Supply Co. aus Elmhurst, Illinois unter der Bezeichnung 9223T41 erhältlich.
Wie in 4 gezeigt ist, ist eine Grundfolie 26 in diesem Beispiel eine kontinuierliche Schicht aus Polypropylen mit einer Dicke von nur etwa 0,001 Inch (0,025 mm). Die Grundschicht 26 ist vorzugsweise schweißkompatibel zu der Trägerbahn (das heißt der Folie 14), muss jedoch nicht zu dem Material der Fasern 12 kompatibel sein. Das Material der hohe Zähigkeit aufweisenden Fasern kann beispielsweise derart ausgewählt sein, dass ein Harz mit einer höheren Schmelztemperatur als bei jeder der beiden Folien vorliegt. Nach dem Heißwalzen werden die Vorder- und Grundfolien dauerhaft an diskreten Punkten 42 entsprechend den fernen Enden der Stifte 20 miteinander verbunden. Wird ein Sieb als Stützbett verwendet, so werden die Vorder- und Grundfolien dauerhaft in einem querschraffierten Gitter, das die Siebstruktur widerspiegelt, anstatt an diskreten Punkten miteinander verbunden. Unabhängig davon, ob die Schweißungen diskrete Punkte oder ein wechselseitig verbundenes Gitter darstellen, sichert dies die Fasern 12, die zwischen den Folien eingeschlossen sind, zusätzlich, was zu einer Festigung der Schlaufenstrukturen beiträgt. Die Verbindung der beiden Folien findet statt, während die Schlaufenstrukturen sicher zwischen den Stiften 20 angeordnet sind, sodass kein Druck ausgeübt wird, der die Schlaufen während des Verbindens zerdrückt.
Wie wiederum in 1 dargestellt ist, wird bei diesem Beispiel die Fläche der Walze 28 auf einer Temperatur von zwischen etwa 350 und 400° Fahrenheit (177 und 260°C) gehalten, und es wird ein Druck von etwa 50 Pfund pro Quadratinch (3,5 kg/cm²) zwischen der Walze und der Grundfolie für etwa 5 Sekunden aufrechterhalten, um eine geeignete Verbindung herzustellen. Die Walze 28 kann eine normgerechte Außenfläche aufweisen oder in Form eines Bandes vorliegen. Als Alternative zu einer erhitzten Walze kann ein Flachbettlaminator verwendet werden, um einen gesteuerten Laminierungsdruck während einer beträchtlichen Verweilzeit auszuüben. Derartige Flachbettlaminatoren sind bei der Firma Glenro Inc. in Paterson, New Jersey erhältlich.
Gegebenenfalls kann jede Folie vorerhitzt werden. So kann beispielsweise ein Infraroterhitzer 44 die Grundfolie vor der Punktlaminierung erhitzen. Bei einigen Anwendungen wird das fertige Schlaufenprodukt 30 vor dem Aufwickeln durch einen Kühler (nicht gezeigt) geleitet.
Die Stifte 20 des Stiftbettes 22 sind in einem Feld von Reihen und Spalten angeordnet, und zwar mit einer Stiftdichte von etwa 280 Stiften pro Quadratinch (45 Stück pro Quadratzentimeter), vorzugsweise von zwischen etwa 200 und 300 Stiften pro Quadratinch (31 bis 47 Stifte pro Quadratzentimeter). Die Stifte 20 weisen jeweils einen Durchmesser von etwa 0,010 Inch (0,25 mm) und eine Länge von 0,25 Inch (6,4 mm) auf und sind vorzugsweise gerade, um einem Druck standzuhalten, der für das Laminieren des Grundmaterials an der Trägerbahn erforderlich ist. In den meisten Fällen wird vorgezogen, wenn die Stifte die Folie 14 während des Verbindens nicht durchdringen, wenn jedoch jeder Stift eine ausreichende Stützung bereitstellt, um einen robusten Verbindungspunkt zwischen den Lagen zu bilden. Anstelle eines kontinuierlichen flexiblen Bandes, wie dargestellt, kann auch eine Reihe von festen Stiftkarten verwendet werden. Bei einem nicht kontinuierlichen Herstellungsverfahren, so beispielsweise zum Herstellen von diskreten Stücken von Schlaufenmaterial, können ein Stück der Folie 14 und ein Abschnitt des Faserstranges 12 auf einen einzelnen kardierten Stoff gelegt werden, so beispielsweise einen solchen, der zum Kardieren von Bahnen verwendet wird, damit eine Nadelung und ein anschließendes Verbinden vor dem Entfernen von dem Kardierstoff erfolgen können.
In 5 ist bei einem weiteren Beispiel ein pulverförmiges Bindematerial 46 dargestellt, das auf der Faserseite der nadelgestanzten Folie aufgebracht und anschließend durch die Walze 28 oder einen Flachbettlaminator auf die Folie aufgeschmolzen wird. Ein Polyethylenpulver mit einer nominellen Teilchengröße von etwa 20 μm kann über der Faserlagenpolyethylenfolie mit einer Verteilung von nur etwa 0,5 Unzen pro Quadratyard (17 g/m²) verteilt werden. Ein derartiges Pulver ist entweder in einer gemahlenen unregelmäßigen Form oder einer im Allgemeinen kreisförmigen Form bei der Firma Equistar Chemicals LP aus Houston, Texas erhältlich. Vorzugsweise werden die Pulverform und die Teilchengröße derart ausgewählt, dass das Pulver in Zwischenräume zwischen den Fasern eindringen und die darunter liegende Folie berühren kann, wie in der vergrößerten Abbildung von 6 gezeigt ist. Vorgezogen wird bei vielen Anwendungen zudem, wenn das Pulver aus einem Material mit einer niedrigeren Schmelztemperatur als die Schlaufenfasern ist, sodass während des Verbindens die Fasern im Allgemeinen intakt bleiben und das Pulverbindematerial entweder an den Fasern oder an der Trägerbahn anschmilzt. In jedwedem Fall wirkt das Pulver im Sinne einer mechanischen Verbindung der Fasern mit der Folie in der Umgebung der stützenden Stifte und der Verankerung der Schlaufenstrukturen. In ausreichender Menge kann das Pulver 46 auch wenigstens eine Teilgrundierung in dem fertigen Schlaufenprodukt bilden, um das Schlaufenmaterial dauerhaft mit einem kompatiblen Substrat zu verbinden. Andere Pulvermaterialien, so beispielsweise Polypropylen oder ein EVA-Harz, können ebenfalls zu diesem Zweck mit geeigneten Trägerbahnmaterialien wie auch Gemische aus verschiedenen Pulvern verwendet werden.
7 ist eine vergrößerte Abbildung einer Schlaufenstruktur 48, die mehrere Schlaufen 40 mit einer Erstreckung von einem gemeinsamen Stamm 43 aus durch ein Loch in der Folie 14 enthält, wie sie durch das vorbeschriebene Verfahren gebildet worden ist. Wie gezeigt ist, stehen die Schlaufen 40 von der darunter liegenden Folie hoch und stehen für einen Eingriff mit einem zugehörigen Hakenprodukt wenigstens teilweise aufgrund der vertikalen Steifheit des Stammes 43 jeder Bildung bereit, der sowohl durch die Verengung des Folienmaterials um das Loch wie auch die Verankerung der Fasern zwischen der Folie und der Grundschicht bereitgestellt wird. Die vertikale Steifheit wirkt einem dauerhaften Zerdrücken oder Einebnen der Schlaufenstrukturen entgegen, was auftreten kann, wenn das Schlaufenmaterial aufgewickelt wird oder wenn das fertige Produkt, mit dem das Material später verbunden wird, zu Zwecken der Verpackung zusammengedrückt wird. Die Elastizität des Stammes 43 insbesondere an der Verbindungsstelle mit der Basis ermöglicht Strukturen 48, die durch starke Zerdrückungsbeanspruchungen zur Selbstausrichtung bei einer Entfernung der Beanspruchung gekippt („toppled") sind. Wie in der Abbildung zu sehen ist, erstrecken sich die verschiedenen Schlaufen 40 der Bildung 48 in verschiedenen Höhen von der Folie, was, so glaubt man, ebenfalls die Befestigungsfähigkeit verstärkt. Da jede Bildung 48 an einer Stelle einer Durchdringung der Folie 14 während der Nadelung ausgebildet ist, sind die Dichte und der Ort der einzelnen Strukturen gut steuerbar. Vorzugsweise ist eine ausreichende Strecke zwischen benachbarten Strukturen vorhanden, um eine gute Durchdringung des Feldes von Bildungen durch ein Feld von (nicht gezeigten) passenden männlichen Befestigungselementen zu ermöglichen.
Wie in 8 gezeigt ist, bilden das vordere Trägerband 14, ein Anteil der schlaufenbildenden Fasern 12 und die Grundierung 26 zusammen eine stabile Matte 50, von der die Schlaufenstrukturen 48 vorstehen. Aufgrund der vergleichsweise niedrigen Anzahl von Fasern, die in der Matte verbleiben, zusammen mit der Dünnheit der vorderen und hinteren Grundschichten, kann die Matte 50 eine Dicke „t_m" von nur etwa 0,008 Inch (1,2 mm) oder weniger, vorzugsweise von weniger als etwa 0,005 Inch und in einigen Fällen sogar von weniger als etwa 0,001 Inch (0,025 mm) aufweisen. Die vordere Trägerfolie 14 weist eine Dicke „t_f” von weniger als etwa 0,003 Inch (0,08 mm), vorzugsweise von weniger als etwa 0,002 Inch (0,05 mm) und außerordentlich bevorzugt von weniger als etwa 0,001 Inch (0,025 mm) auf. Die Grundfolie 14 weist eine Dicke „t_b" von weniger als etwa 0,003 Inch (0,08 mm), vorzugsweise von weniger als etwa 0,002 Inch (0,05 mm) und außerordentlich bevorzugt von weniger als etwa 0,0005 Inch (0,01 mm) auf. Das fertiggestellte Schlaufenprodukt 30 weist eine Gesamtdicke „T" von weniger als etwa 0,1 Inch (2,5 mm), vorzugsweise von weniger als etwa 0,05 Inch (1,25 mm) und in einigen Fällen von weniger als etwa 0,025 Inch (0,6 mm) auf. Das Gesamtgewicht des Schlaufenbefestigungsproduktes, beinhaltend die Trägerschicht, die Fasern und das aufgeschmolzene Verbindungsmaterial, liegt bei vorzugsweise weniger als etwa 15 Unzen pro Quadratyard (500 g/m²). Bei einigen Anwendungen liegt das Gesamtgewicht bei weniger als etwa 10 Unzen pro Quadratyard (333 g/m²) oder sogar bei weniger als etwa 5 Unzen pro Quadratyard (167 g/m²) oder in einigen Fällen sogar bei weniger als etwa 2,5 Unzen pro Quadratyard (85 g/m²).
Ist das Grundmaterial 26 derart ausgewählt, dass es flüssigkeitsundurchlässig ist, so kann das gesamte Schlaufenprodukt 30 derart ausgebildet sein, dass es eine Barriere gegenüber Flüssigkeiten darstellt. Sind die Fasern 12 derart ausgewählt, dass sie absorptionsfähig sind, so beispielsweise aus Baumwolle oder Zelluloseacetat, so kann das fertige Schlaufenprodukt eingesetzt werden, um eine Dochtwirkung bezüglich Flüssigkeiten in der Matte über die freiliegenden Schlaufen 40 zu entwickeln.
Die Verwendung einer transparenten Folie 14 als vordere Trägerbahn ermöglicht, dass grafische Bilder 52 auf der hinteren Grundlage derart voraufgedruckt werden, dass sie von der Schlaufenseite des fertigen Schlaufenproduktes aus sichtbar bleiben. Die kleinen Verbindungspunkte 42 zwischen den Folienlagen und die niedrige Dichte der in der Matte verbleibenden Fasern bewirken, so hat man herausgefunden, keine merkliche Minderung der Sichtbarkeit des Bildes. Dies kann beispielsweise bei Schlaufenmaterialien von Vorteil sein, die für Kinderprodukte verwendet werden, so beispielsweise bei Wegwerfwindeln. In einigen Fällen können kinderfreundliche graphische Bilder auf dem Schlaufenmaterial bereitgestellt werden, das dauerhaft über die Vorderseite der Basis zur Bildung einer Eingriffszone für Windelfortsätze angebunden ist. Das Bild kann auf jedwede Fläche der Trägerfolie 14 voraufgedruckt werden.
Wie wiederum in 1 gezeigt ist, wird in einigen Fällen die Schlaufenseite des verbundenen Schlaufenproduktes mit einem gewünschten Prägemuster vor dem Aufwickeln geprägt. In diesem Beispiel wird das Schlaufenprodukt durch einen Walzenspalt zwischen einer angetriebenen Prägewalze 54 und einer Lehrlaufwalze 56 geleitet. Die Prägewalze weist ein Muster aus erhabenen Bereichen auf, die fortwährend die Schlaufenbildungen gegen die Folie zusammendrücken, und kann einen Teil der Fasern in diesen Bereichen sogar schmelzen. Das Prägen kann zur Verbesserung der Textur und des ästhetischen Erscheinungsbildes des Endproduktes eingesetzt werden.
9 zeigt ein fertiges Schlaufenprodukt 30, wie es von der Schlaufenseite her aussieht, das mit einem Wabenmuster 58 beprägt ist. In diesem Beispiel ist ein graphisches Bild 52, das auf die nahe Seite der hinteren Grundlage gedruckt ist, klar durch die darüber liegenden Materialien zu sehen. Verschiedene andere Prägemuster beinhalten beispielsweise ein Muster aus sich schneidenden Linien, die Quadrate oder Karos bilden, oder ein Muster, das die Schlaufenbildungen anderswo als in getrennten bzw. einzelnen Bereichen der gewünschten Form zusammendrückt, so beispielsweise als runde Schlaufenpads. Das Prägemuster kann die Schlaufen ebenfalls zerdrücken, um ein gewünschtes Bild oder einen Text auf dem Schlaufenmaterial zu bilden.
Bei einigen Beispielen werden die Fasern in eine dehnbare Trägerbahn genadelt. Wie in 10 gezeigt ist, wird eine seitlich dehnbare Folienbahn 14 auf einen Spannrahmen 60 gewickelt, der die Bahn auf wenigstens etwa 110% ihrer ursprünglichen Breite seitlich dehnt. Die Fasern 12 werden anschließend auf die gedehnte Bahn aufgebracht, woraufhin die faserbedeckte Bahn vor einer Entspannung in ihre ursprüngliche Breite genadelt wird. Bei diesem Beispiel wird ein flüssiges Bindematerial auf die entspannte Bahn mittels Sprühern 62 gesprüht. Das Bindematerial wird anschließend mittels Durchlauf unter einer UV-Lichtquelle 64 vor dem Aufwickeln ausgehärtet. Es kann ein elastisches Bindematerial eingesetzt werden, das das fertige Schlaufenmaterial dehnbar macht. Alternativ kann das Bindematerial aufgebracht und mit der Bahn in deren gedehntem Zustand ausgehärtet werden, sodass das Entspannen der Bahn in dem fertigen Material Falten zieht. Durch Nadeln der Bahn 14 in ihrem gedehnten Zustand kann die Bahn in einigen Fällen sogar eine noch größere Verengung um die Stämme der Schlaufenbildungen bereitstellen. Darüber hinaus kann die Dichte der Schlaufenstrukturen im Endprodukt größer als die Nadelungsdichte sein.
Wie wiederum in 1 gezeigt ist, können in einigen Fällen die Nadelungsparameter (so beispielsweise die Nadelgröße und die Nadeldichte) derart ausgewählt werden, dass sie bewirken, dass die Trägerbahn 14 während des Nadelns praktisch zertrennt wird.
Während dies bei einigen Anwendungen nicht erwünscht ist, hat man herausgefunden, dass eine derartige Struktur bei anderen Anwendungen durchaus von Vorteil ist. In einem Fall wurde beispielsweise eine faserbedeckte Polyethylenfolie mit 0,002 Inch (0,05 mm) mit gegabelten Nadeln mit 30 Gauge auf eine Durchdringungsdichte von 250 Durchdringungen pro Quadratzentimeter genadelt, was zu einer Struktur führt, wie sie in 11 gezeigt ist, wobei hier die Fasern 12 selbst praktisch die einzige Verbindung innerhalb der genadelten Schicht darstellten. Die Folie selbst verblieb in Form von getrennten bzw. einzelnen Abschnitten 66, die durch Risse 67 mit einer Erstreckung zwischen benachbarten Schlaufenstämmen 43 getrennt waren. Diese Struktur war abmessungstechnisch derart ausreichend stabil, dass eine Laminierung auf eine dehnbare Grundfolie erfolgen konnte, so beispielsweise einer Polypropylen- oder Polyethylenfolie, die bei der Firma Tredegar Film Products in Richmond, Virginia erhältlich ist. Während der Laminierung bildeten sich die diskreten Segmente 66 der Trägerfolie in Verbindung mit der dehnbaren Grundierung und weiter einer Verankerung der Basen der Schlaufenstrukturen, während sie ein fertiges Schlaufenprodukt bereitstellten, das innerhalb seiner Ebene elastisch dehnbar ist.
Bei einem anderen Prozess, der in 12 dargestellt ist, wird die faserbedeckte Trägerbahn nur in gewünschten Bereichen genadelt, wobei andere Bereiche der Bahn ohne Durchdringung bleiben. Die Fasern in den nicht genadelten Bereichen bleiben im Allgemeinen lose und können ohne Weiteres von der Trägerbahn entfernt werden, so beispielsweise mittels eines Vakuums 68. Die entfernten Fasern werden ohne Weiteres neukardiert und damit wiederaufbereitet. Die Trägerbahn 14 wird anschließend auf die Grundbahn 26 laminiert, mit einem Aufschmelzen auf der Trägerbahn in den faserbedeckten und genadelten Bereichen wie auch den faserfreien Bereichen. Das Laminatprodukt wird anschließend zur späteren Verwendung aufgewickelt. Auf diese Weise kann ein Material mit Schlaufen nur in gewünschten Bereichen hergestellt werden. Ein derartiges Produkt ist beispielsweise als kontinuierliches Schichtprodukt nützlich, aus dem Außenwindelbedeckungen herausgeschnitten werden können, wie in 13 gezeigt ist. Jede Windelkörperabdeckung 70 ist an den gepunkteten Linien 72 ausgeschnitten, sodass sie ein diskretes Schlaufenstück 74 beinhaltet, wo die faserbedeckte Folie genadelt ist. Vorgedruckte Grafiken (nicht gezeigt) auf der Grundfolie sind auf dem Schlaufenstück 74 und dem Stanzschneider indiziert und sowohl durch die Schlaufen tragenden wie auch durch die schlaufenfreien Bereiche der Trägerbahn sichtbar.
Die stanzgeschnittene Windelabdeckung 70 wird, wie in 14 gezeigt ist, als Wegwerfwindel ausgebildet, mit einer inneren porösen Folie 76, die einen absorptionsfähigen Kern (nicht gezeigt) schichtartig einschließt, wobei das Schlaufenstück 70 derart angeordnet ist, dass es die zugehörigen Windelfortsätze 78 aufnimmt, die die Stücke 80 der männlichen Befestigungselemente tragen, um die Windel an einem Kind lösbar zu befestigen. Da die Schlaufenstrukturen durch das Material, das die äußere Abdeckung der Windel bildet, gebildet werden, besteht nicht das Risiko, dass eine Delaminierung des Schlaufenmaterials oder eine anderweitig unerwünschte Trennung von der Windelbasis erfolgt.
Bei einem weiteren in 15 dargestellten Verbindungsprozess werden diskrete Stücke einer Grundierung 26 derart aufgebracht, dass sie die genadelten und fasertragenden Bereiche der Trägerbahn 14 bedecken, wobei die verbleibenden Bereiche der Trägerbahn unbedeckt und unlaminiert verbleiben. Jedes Grundierungsstück 26 wird vor Ort durch Druck aus der Walze 82 zur Bedeckung der Fasern, die auf der Grundfläche der Trägerbahn verbleiben, verbunden. Fluidundurchlässige Stücke 26 können eingesetzt werden, um die genadelten Löcher zu versiegeln, wodurch ein flüssigkeitsundurchlässiges fertiges Produkt von besonders niedrigem Gewicht und besonders niedriger nominaler Dicke bereitgestellt wird. In einigen Fällen werden die Grundierungsstücke 26 mit einem Klebemittel vorbeschichtet, das die Grundierung an der Folie haftend macht und die Fasern verbindet. Die Stücke 26 können dem Träger 14 auf einem umlaufenden Förderband 84 in einem Etikettierprozess, wie gezeigt, zugeführt werden.
Wie in 16 gezeigt ist, beinhaltet ein weiteres Beispiel der Nadelungsstation 18 eine stationäre Stechplatte 86 mit einer flachen oberen Fläche zur Definition eines Feldes von Löchern, in die sich die Nadeln 34 nach dem Durchdringen des Trägers 14 erstrecken. Eine Abstreifplatte 19 hält das genadelte Produkt davon ab, den Nadeln bei deren Rückzug zu folgen. Nach der Nadelung ist das Produkt derart ausreichend stabil, dass es entweder für eine spätere Verwendung aufgewickelt werden kann, oder dass es direkt von der Nadelungsstation zu der Verbindungsstation verbracht werden kann, so beispielsweise zu einem Flachbettlaminator 88. Der Laminator 88 verfügt über obere und untere sich bewegende Förderbänder 90a und 90b, die mit dem genadelten Träger und dem Grundmaterial 26 zwischen einer Reihe von gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten und pneumatisch gesteuerten Druckplatten hindurchgeleitet werden, die ein gesteuerte Wärme und einen gesteuerten Druck auf die Materialien ausüben, um das Verbinden zu bewirken. Eines der Laminatorbänder kann mit einem Feld von Vorsprüngen, Stegen oder Stiften für eine diskrete Punktverbindung und/oder Beprägung, so dies erwünscht ist, ausgestattet sein.
Die vorbeschriebenen Prozesse ermöglichen eine kosteneffektivere Herstellung von großen Volumina von Schlaufenmaterialien mit guten Befestigungseigenschaften. Sie können ebenfalls zur Herstellung von Schlaufenmaterialien eingesetzt werden, bei denen die Materialien der Schlaufen und der Grundierung jeweils für optimale Qualitäten ausgesucht werden. Das Schlaufenfasermaterial kann derart ausgewählt werden, dass es eine hohe Dichte für die Befestigungsstärke aufweist, während das Grundmaterial so ausgebildet werden kann, dass es ohne Weiteres mit anderen Materialien verbunden werden kann, ohne dass die Schlaufenfasern beschädigt werden.
Die Materialien des Schlaufenproduktes können ebenfalls für andere gewünschte Eigenschaften ausgewählt werden. In einem Fall sind die Schlaufenfasern, die Trägerbahn und die Grundierung alle aus Polypropylen hergestellt, wobei das fertige Schlaufenprodukt dann einfach wiederverwertbar ist. Bei einem anderen Beispiel sind die Schlaufenfasern, die Trägerbahn und die Grundierung alle aus einem biologisch abbaubaren Material, sodass das fertige Schlaufenprodukt stärker umweltfreundlich ist. Hohe Zähigkeit aufweisende Fasern aus biologisch abbaubarer Polymilchsäure sind beispielsweise bei der Firma Cargill Dow LLC unter dem Handelsnamen Natureworks erhältlich. Bei einem anderen Beispiel werden Kohlenstofffasern in eine Kevlarfolie nadelgestanzt und mit Silizium oder einem anderen Hochtemperaturklebemittel verbunden, um ein Schlaufenmaterial mit hervorragender Feuerfestigkeit zu bilden.
Bei vielen Anwendungen können die Fasern aus Polyester, Polyethylen, Polypropylen, Nylon oder einem Kopolymer aus zwei oder mehr Harzen sein. Stapelfasern hoher Zähigkeit, ein hohe Schmelztemperatur aufweisendes Harz können mit Fasern eines geringe Schmelztemperatur aufweisenden Harzes gemischt werden, das während des Verbindens schmilzt, um die Schlaufen, die aus den hohe Zähigkeit aufweisenden Fasern gebildet sind, weiter zu verankern. Fasern mit einem hohe Zähigkeit aufweisenden Kern, der mit einem niedrige Schmelztemperatur aufweisenden Harz bedeckt ist, können in einigen Fällen zum Einsatz kommen.
Die Trägerbahn kann eine feste Schicht aufweisen, so beispielsweise eine Schicht einer Folie, die vor dem Nadeln nicht porös ist. In einigen Fällen kann ein nichtgewebtes, gewebtes oder ein gestricktes bzw. gewirktes Material als Trägerbahn dienen. Zu den geeigneten Folien zählen Polyester, Polyethylene, Polypropylene, Nylonsubstanzen und deren Kopolymere. Es kann auch Papier verwendet werden, wobei dieses vorab mit einem Klebemittel auf der Faserseite bestrichen werden kann, um eine Verbindung der Fasern und/oder der Grundschicht mit dem Papier zu unterstützen.
Polymergrundschichten oder Bindematerialien können unter geeigneten Polyethylenen, Polyestern, EVA, Polypropylenen und deren Kopolymeren ausgewählt werden. Papier, Stoff oder sogar Metall können verwendet werden. Das Bindematerial kann in flüssiger oder Pulverform aufgebracht werden, und es kann sogar vorab auf der Faserseite der Trägerbahn vor der Aufbringung der Fasern aufgebracht werden. In einigen Fällen kann ein eigenes Bindematerial oder eine Grundschicht nicht erforderlich sein, so beispielsweise für sehr niederzyklische Anwendungen.
Bei einem Test wurden gekräuselte Polyesterfasern mit 3 Denier kardiert und auf eine Schicht mit einer Dicke von 0,002 Inch (0,005 mm) einer geblasenen Polyethylenfolie in einem Strang mit einer Basismasse von etwa 1,0 Unzen pro Quadratyard (33 g/m²) gelegt. Die faserbedeckte Folie wurde anschließend mit Tuftingnadeln mit 38 Gauge von der Faserseite her bei einer Nadelungsdichte von 250 Stanzungen pro Quadratzentimeter und einer Durchdringungstiefe von 3,3 mm genadelt. Die Grundierung des genadelten Materials wurde mit einer 0,001 Inch (0,025 mm) dicken Schicht von Polyethylen gegen Stifte mit Dichte und Durchmesser gemäß vorstehender Beschreibung verbunden. Zusammen mit einem geformten Hakenprodukt mit CFM-29-Haken mit einer Dichte von etwa 264 Haken pro Quadratzentimeter, erhältlich bei Velcro USA aus Manchester, New Hampshire, erreichten die Schlaufen eine durchschnittliche Schälung von etwa 500 Gramm pro Inch (200 g/cm) bei einem Test gemäß ASTM D 5170-91. Zusammen mit diesem Hakenprodukt erreichte das Schlaufenmaterial eine durchschnittliche Scherung von etwa 7.000 Gramm pro Quadratinch (1.100 g/cm²) bei einem Test entsprechend ASTM D 5169-91. Dies bildet einen groben Vergleich zu einer durchschnittlichen Schälung von etwa 215 Gramm pro Inch (86 g/cm²) und einer durchschnittlichen Scherung von etwa 3.100 Gramm pro Quadratinch (500 g/m²) gegen dasselbe Hakenband für ein punktunverbundenes nichtgewebtes Schlaufenmaterial, das bei Wegwerfwindeln weithin zum Einsatz kommt. In einem Test an einem CFM-85-Palmenbaumhaken von der Firma Velcro USA erreichte die Schlaufe eine Schälung von etwa 600 Gramm pro Inch (240 g/cm) und eine Scherung von 6.000 Gramm pro Quadratinch (930 g/cm²) im Vergleich zu einer Schälung von etwa 300 Gramm pro Inch (118 g/cm) und einer Scherung von 3.000 Gramm pro Quadratinch (465 g/cm²) für das punktunverbundene und nichtgewebte Material.
Bei einem weiteren Beispiel wurde das Schlaufenprodukt wie in dem eben beschriebenen Test vorbereitet, außer dass die Fasern 6 Denier aufwiesen, die Nadelungsdichte bei 225 Stanzungen pro Quadratzentimeter und die Nadelungstiefe bei 4,4 cm lagen. Dieses Schlaufenmaterial erreichte eine Schälung von grob 550 Gramm pro Inch (215 g/cm) and eine Scherung von 5.000 Gramm pro Quadratinch (775 g/cm²) im Vergleich zu einem CFM-29-Hakenprodukt und eine Schälung von grob 270 Gramm pro Inch (105 g/cm) und eine Scherung von 5.500 Gramm pro Quadratinch (850 g/cm²) gegen ein CFM-85-Hakenprodukt.
Es wurde eine Anzahl von Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben. Es ist einsichtig, dass verschiedene Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Entsprechend sind auch andere Ausführungsbeispiele im Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche enthalten.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Schlaufenbefestigungsproduktes, wobei das Verfahren umfasst: Legen einer Lage aus Fasern (12) an eine erste Seite einer Trägerschicht (14), wobei die Lage aus Fasern (12) eine Gesamtdichte von weniger als etwa 5 Unzen pro Quadratyard (170 Gramm pro Quadratmeter) besitzt und die Trägerschicht (14) eine Gesamtdicke von weniger als 0,005 inch (0.13 Millimeter) besitzt; Nadelung von Fasern (12) der Lage durch die Trägerschicht (14) durch Durchstechen der Trägerschicht (14) mit Nadeln (34) die Teile der Fasern (12) durch Löcher (38) ziehen, gebildet in der Trägerschicht (14) während der Nadelung, was Schlaufen (40) der Fasern (12) zurücklässt, die sich von den Löchern (38) auf einer zweiten Seite der Trägerschicht (14) erstrecken, wobei die Nadelung wenigstens 200 Durchstechungen pro Quadratzentimeter umfasst; Geben eines Bindematerials (26, 46) auf die Fasern (12) auf der ersten Seite der durchstochenen Folie (14); und Aufschmelzen des Bindematerials (26, 46) auf die erste Seite der Trägerschicht (14), um die Basen der Schlaufen zu verankern.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst vor dem Legen der Fasern (12) an die Trägerschicht (14) Kardieren der Lage aus Fasern (12) und/oder Querüberlappung der Fasern (12), um die Lage aus Fasern (12) zu bilden.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst: Prägen der zweiten Seite der Trägerschicht (14) nach dem Aufschmelzen, um den Schlaufen ein gewünschtes Muster zu geben, wobei das Muster vorzugsweise erhabene Nester bzw. Betten aus Schlaufen (40) umfasst, umgeben von Bereichen zerdrückter Fasern (12).
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst: nach dem Aufschmelzen Trennen der Trägerschicht (14) um einzelne Schichtprodukte zu bilden, wobei jedes Schichtprodukt wenigstens einen Bereich mit Schlaufen (40) und einen weiteren Bereich frei von Schlaufen (40) aufweist und vorzugsweise Ausbilden der einzelnen Schichtteile zu äußeren Lagen von Einwegkleidungsstücken, wie Windeln, wobei der Bereich mit Schlaufen (40) so angeordnet ist, dass er lösbar von männlichen Kontaktbefestigungselementen ergriffen wird zum Befestigen des Kleidungsstücks um einen Träger herum.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadeln (34) die Trägerschicht (14) bis zu einer Nadelungsdichte von wenigstens 250 Durchstechungen pro Quadratzentimeter durchstechen.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelung mit der zweiten Seite der Trägerschicht (14) gegen ein Stützbett stattfindet und das Aufschmelzen stattfindet, wobei sich die Schlaufen (40) der Fasern aus den Löchern (38) in das Haltebett auf der zweiten Seite der Trägerschicht (14) erstrecken.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserdichte geringer als etwa 3 Unzen pro Quadratyard (100 Gramm pro Quadratmeter) oder weniger als etwa 1,5 Unzen pro Quadratyard (66 Gramm pro Quadratmeter) ist.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (14) eine nominale Dicke von weniger als etwa 0,003 inch (0,08 Millimeter) oder weniger als etwa 0,002 inch (0,05 Millimeter) oder weniger als etwa 0,001 inch (0,03 Millimeter) aufweist.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (12) eine durchschnittliche Stapellänge von weniger als etwa 6 inch (15 Zentimeter) oder weniger als etwa 4 inch (10 Zentimeter) aufweisen.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (12) gekräuselt sind und/oder dass die Fasern (12) ein Polyesterharz oder ein Material umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyethylenen, Polypropylenen, Nylons und Copolymeren davon besteht.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (12) eine nominale Zähigkeit von wenigstens 3,0 Gramm pro Denier aufweisen und/oder zwischen etwa 2 und 10 Denier oder zwischen etwa 3 und 6 Denier haben.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (14) eine Folie umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyethylenen, Polyestern, Polypropylenen, Nylons und Copolymeren davon besteht, oder dadurch, dass die Folie (14) eine geblasene Polyethylenfolie umfasst, und dadurch, dass die Folie (14) Vorsprünge ausbilden kann, die sich aus der allgemeinen Ebene der Folie (14) an den Löchern erstrecken, wobei die Vorsprünge gegen die Fasern (12) drücken, die durch die Löcher gehen.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (14), Fasern (12) und Bindematerial (26, 46) alle im Wesentlichen aus einem einzigen wiederverwertbaren Grundharz oder aus biologisch abbaubaren Materialien, vorzugsweise Polymilchsäure, besteht.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (12) aus einem Harz mit einer höheren Schmelztemperatur als das Harz der Folie (14) besteht.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadeln (34) 25 Gauge oder einen geringeren Durchmesser, vorzugsweise 35 Gauge oder einen geringeren Durchmesser haben und/oder gegabelt sind.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadeln (34) die Trägerschicht (14) von der ersten Seite der Trägerschicht (14) aus durchstechen und die Trägerschicht (14) bis zu einer Durchdringungsstrecke, gemessen von einer Eingangsseite der Schicht, von zwischen etwa 2 und 8 Millimetern oder insbesondere etwa 3 und 4 Millimetern durchdringen.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelungsdichte und die Durchdringungsstrecken so ausgewählt sind, dass den Schlaufen (40) ein texturiertes Muster verliehen wird.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (14) nur in ausgewählten Bereichen genadelt werden, wobei weitere Bereiche der Trägerschicht (14) nicht genadelt werden, um Schlaufen (40) nur in den ausgewählten Bereichen zu bilden, wobei mehr Fasern (12) in den ausgewählten Bereichen an die Trägerschicht (14) gelegt sind als in den weiteren Bereichen, und/oder wobei ein Bindematerial (26, 46) nur auf die ausgewählten Bereiche der Trägerschicht (14) aufgebracht wird, wobei das Verfahren vorzugsweise das Entfernen von Fasern (12) von den weiteren Bereichen nach der Nadelung umfasst.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, ferner umfassend ein Bindematerial, das eine Schicht aus Folie (26) umfasst, vorzugsweise mit Grafiken vorgedruckt, die von der zweiten Seite der Trägerschicht (14) aus nach dem Aufschmelzen sichtbar bleiben, und/oder dadurch, dass die zweite Schicht aus Folie (26) ein Harz umfasst, das schweißkompatibler als das Harz der Fasern (12) mit dem Harz der Trägerschicht (14) ist, und/oder dadurch, dass die zweite Schicht aus Folie (26) eine nominale Dicke von weniger als etwa 0,003 inch (0,08 Millimeter), vorzugsweise weniger als etwa 0,002 inch (0,05 Millimeter), noch bevorzugter weniger als etwa 0,0005 inch (0,01 Millimeter) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend ein Vorheizen der Folie (26) und dann Legen der Folie (26) auf die Fasern (12) auf der ersten Seite der durchstochenen Trägerschicht (14).
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlaufenbefestigungsprodukt ein Gesamtgewicht von weniger als etwa 15 Unzen pro Quadratyard (500 Gramm pro Quadratmeter) oder weniger als etwa 10 Unzen pro Quadratyard (330 Gramm pro Quadratmeter) oder weniger als etwa 5 Unzen pro Quadratyard (160 Gramm pro Quadratmeter) oder weniger als etwa 2,5 Unzen pro Quadratyard (80 Gramm pro Quadratmeter) aufweist.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsprodukt eine Gesamtdicke von weniger als etwa 0,1 inch (2,5 Millimeter) oder weniger als etwa 0,05 inch (1,3 Millimeter) oder weniger als etwa 0,025 inch (0,64 Millimeter) aufweist.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein aufgeschmolzenes Bindematerial (26, 46) und eine Trägerschicht (14) zusammen eine Basisschicht des Befestigungsprodukts bilden, von dem sich die Schlaufen (40) erstrecken, wobei die Basisschicht eine Gesamtdicke von weniger als etwa 0,005 inch (0,13 Millimeter) oder weniger als etwa 0,001 inch (0,03 Millimeter) aufweist.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (14) eine dehnbare Harzfolie umfasst, die in einem gedehnten Zustand genadelt und dann entspannt werden kann, um die Schlaufen (40) zu verdichten, und vorzugsweise dadurch, dass ein Bindematerial (26, 46), das eine zweite Schicht aus dehnbarer Harzfolie umfasst, auf die Fasern auf der ersten Seite der durchstochenen Trägerschicht angeordnet und darauf geschmolzen wird.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelung die Folie (14) ausreichend perforiert, so dass die Trägerschicht (14) dehnbar wird, so dass nach der Nadelung und vor dem Aufschmelzen Material der Trägerschicht (14) im Allgemeinen getrennte Bereiche bildet, die durch Risse (67), die sich zwischen Löchern (38) erstrecken, getrennt sind, die durch die Nadelung durch die Trägerschicht (14) gestanzt werden.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlaufenprodukt ferner ein Bindematerial (46) in Teilchenform, wie ein gemahlenes Pulver oder im Wesentlichen lose Teilchen mit unregelmäßiger oder im Allgemeinen Kugelform, vorzugsweise mit einer nominalen Teilchengröße von weniger als 20 Mikrometer umfasst und Teilchen des Bindematerials (46) in Zwischenräume eindringen, die zwischen benachbarten Fasern (12) nahe bei den Löchern (38) in der Trägerschicht (14) definiert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18, 19, 20, 23 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindematerial (26, 46) ein Harz umfasst, das mit der Trägerschicht (14) kompatibel ist, um beim Aufschmelzen eine Verbindung zu bilden, wie ein Polyethylenpulver oder ein Harz, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polylethylenen, Polyestern, EVA, Polypropylenen und Copolymeren davon besteht, in Pulverform.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18, 23 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindematerial (46) auf der durchstochenen Schicht in einer Verteilung von weniger als etwa zwei Unzen pro Quadratyard (66 Gramm pro Quadratmeter) oder weniger als etwa einer Unze pro Quadratyard (33 Gramm pro Quadratmeter) oder weniger als etwa 0,5 Unzen pro Quadratyard (17 Gramm pro Quadratmeter) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzschritt Anwenden von Wärme und Druck auf die erste Seite der durchstochenen Schicht durch eine erhitzte Fläche beispielsweise einer sich drehenden Walze (28) oder eines Flachbettlaminators (88) umfasst, wobei die erhitzte Fläche bei einer Temperatur gehalten wird, die hoch genug ist, und lange genug an die durchstochene Schicht gehalten wird, um zu bewirken, dass die Basen der Schlaufen (40) in von einem Stützbett, an dem die Trägerschicht (14) während des Schmelzens angeordnet wird, unterstützten Bereichen verankert werden, ohne das Harz der Schlaufen (40) signifikant zu schmelzen.
Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützbett ein Bett von Stiften (20) umfasst, wobei die fernen Enden der Stifte (20) die zweite Seite der Trägerschicht (14) berühren, wobei die Schlaufen (40) sich zwischen benachbarten Stiften (20) erstrecken, und mit einer Stiftdichte von wenigstens etwa 150 Stiften pro Quadratinch (23 Stiften pro Quadratzentimeter) oder wenigstens etwa 250 Stiften pro Quadratinch (39 Stiften pro Quadratzentimeter) oder wenigstens etwa 300 Stiften pro Quadratinch (47 Stiften pro Quadratzentimeter).
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (20) einen nominalen Durchmesser von zwischen etwa 0,005 und 0,015 inch (0,13 und 0,38 Millimeter) haben und/oder eine Länge von wenigstens etwa 0,1 inch (2,5 Millimeter) und mehr als einer Durchdringungsstrecke der Nadeln (34) durch die Trägerschicht (14) haben.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelung mit der Trägerschicht (14), unterstützt von einem Stützbett, ausgeführt wird, umfassend eine Stechplatte (86), die mit den Nadeln (34) ausgerichtete Löcher definiert oder einen Schutz bzw. ein Sieb (35), der bzw. das die zweite Seite der Trägerschicht (14) berührt, wobei sich die Schlaufen (40) durch die Öffnungen im Sieb (35) erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (35) Draht, vorzugsweise Metall oder noch bevorzugter Messing, mit einem nominalen Durchmesser von zwischen etwa 0,02 und 0,03 inch (0,5 und 0,8 Millimeter) oder zwischen etwa 0,023 und 0,028 inch (0,6 und 0,7 Millimeter) umfasst, der Öffnungen definiert, die eine nominale Breite zwischen etwa 0,05 und 0,2 inch (1,3 und 5,1 Millimeter) oder bevorzugter zwischen etwa 0,06 und 0,1 inch (1,5 und 2,5 Millimeter) aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18, 19, 20 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindematerial in Form einer flüssigkeitsundurchlässigen Schicht, vorzugsweise in Form von getrennten Schichtteilen vorliegt, die an den ausgewählten Bereichen angeordnet werden, das die Fasern (12) und die Löcher (38) bedeckt, um eine Barriere für Flüssigkeit zu bilden, die durch die Löcher hindurchgeht, die durch die Nadelung in der Trägerschicht (14) ausgebildet sind.
Schlaufenbefestigungsprodukt, umfassend: eine Trägerschicht (14) mit einer Gesamtdicke von weniger als etwa 0,005 inch (0,1 Millimeter) und durchstoßen, um wenigstens 200 Löcher pro Quadratzentimeter zu definieren; und eine Lage aus Fasern (12), die eine Gesamtdichte von weniger als etwa 5 Unzen pro Quadratyard (170 Gramm pro Quadratmeter) aufweist und an einer ersten Seite der Trägerschicht (14) aus Folie angeordnet sind, wobei sich Schlaufen (40) der Fasern (12) von den durch die Trägerschicht (14) aus Folie gestoßenen Löchern zu einer zweiten Seite der Trägerschicht (14) erstrecken; und ein Bindematerial (26, 46), das auf der ersten Seite der durchstochenen Folie (14) angeordnet und auf die Folie (14) aufgeschmolzen ist, um die Basen der Schlaufen (40) der Fasern (12) zu verankern.
Produkt nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (14) wenigstens 250 gestochene Löcher pro Quadratzentimeter definiert.
Produkt nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserdichte geringer als etwa 3 Unzen pro Quadratyard (100 Gramm pro Quadratmeter) oder weniger als etwa 1,5 Unzen pro Quadratyard (66 Gramm pro Quadratmeter) ist.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (14) eine Folie mit einer nominalen Dicke von weniger als etwa 0,003 inch (0,08 Millimeter) oder weniger als etwa 0,002 inch (0,05 Millimeter) oder weniger als etwa 0,001 inch (0,03 Millimeter) und/oder dadurch, dass die Folie (14) Vorsprünge bildet, die sich aus einer allgemeinen Ebene der Folie (14) heraus bei den Löchern erstrecken, wobei die Vorsprünge gegen Fasern (12) drücken, die durch die Löcher hindurchgehen.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (12) eine durchschnittliche Stapellänge von weniger als etwa 6 inch (15 Zentimeter) oder weniger als etwa 4 inch (10 Zentimeter) aufweisen.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (12) gekräuselt sind und/oder ein Polyesterharz oder ein Material umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyethylenen, Polypropylenen, Nylons und Copolymeren davon besteht.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (12) eine nominale Zähigkeit von wenigstens 3,0 Gramm pro Denier aufweisen und/oder zwischen etwa 2 und 10 Denier oder bevorzugter zwischen etwa 3 und 6 Denier haben und/oder kardiert und quer überlappt sind, um die Lage aus Fasern (12) zu bilden.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (14) eine Folie umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyethylenen, Polyestern, Polypropylenen, Nylons und Copolymeren davon besteht, wie geblasene Polyethylenfolie, und/oder mit Grafiken vorgedruckt ist, die von der zweiten Seite der Trägerschicht (14) aus nach dem Schmelzen sichtbar bleiben.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (14), Fasern (12) und Bindematerial (26, 46) alle aus im Wesentlichen einem einzigen wiederverwertbaren Grundharz oder biologisch abbaubaren Materialien bestehen, wie Polymilchsäure, und/oder dadurch, dass die Fasern (12) aus einem Harz mit einer höheren Schmelztemperatur als das Harz der Folie (14) bestehen.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schlaufen (40) zwischen etwa 2 und 8 Millimetern oder zwischen etwa 3 und 4 Millimetern erstrecken, wie von einer ersten Seite der Schicht aus gemessen.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 44, ferner umfassend ein Bindematerial, das eine Schicht aus Folie (26) umfasst, wobei die Schicht aus Folie (26) vorzugsweise mit Grafiken vorgedruckt ist, die von der zweiten Seite der Trägerschicht (14) aus nach dem Schmelzen sichtbar bleiben, wobei die Schicht aus Folie (26) vorzugsweise ein schweißkompatibleres Harz als das Harz der Fasern (12) mit dem Harz der Trägerschicht (14) umfasst und vorzugsweise eine nominale Dicke von weniger als etwa 0,003 inch (0,08 Millimeter) oder weniger als etwa 0,002 inch (0,05 Millimeter) aufweist.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindematerial an Schweißpunkten (42), die in einem im Wesentlichen verbundenen Muster, wie einem quer schraffierten Gitter, an die Trägerschicht (14) geschmolzen ist.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlaufenbefestigungsprodukt ein Gesamtgewicht von weniger als etwa 15 Unzen pro Quadratyard (500 Gramm pro Quadratmeter) oder weniger als etwa 10 Unzen pro Quadratyard (330 Gramm pro Quadratmeter) oder weniger als etwa 5 Unzen pro Quadratyard (160 Gramm pro Quadratmeter) aufweist.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsprodukt eine Gesamtdicke von weniger als etwa 0,1 inch (2,5 Millimeter) oder weniger als etwa 0,05 inch (1,3 Millimeter) oder weniger als etwa 0,025 inch (0,64 Millimeter) aufweist.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass ein aufgeschmolzenes Bindematerial und eine Trägerschicht (14) zusammen eine Basisschicht des Befestigungsprodukts bilden, von dem sich die Schlaufen (40) erstrecken, wobei die Basisschicht eine Gesamtdicke von weniger als etwa 0,005 inch (0,13 Millimeter) oder weniger als etwa 0,001 inch (0,03 Millimeter) aufweist.
Produkt nach einem der Ansprüche 45, 46 oder 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (14) eine dehnbare Harzfolie umfasst, und dadurch, dass das Bindematerial eine zweite Schicht aus dehnbarer Harzfolie umfasst.
Produkt nach den Ansprüchen 46 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindematerial in Pulverform vorliegt.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass es ausreichend gestochene Löcher (38) in der Folie (14) gibt, dass die Trägerschicht (14) dehnbar wird, wodurch ein dehnbares Schlaufenbefestigungsprodukt gebildet wird.
Produkt nach einem der Ansprüche 35 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Trägerschicht (14) im Allgemeinen getrennte Bereiche bildet, die durch Risse (67) getrennt sind, die sich zwischen gestochenen Löchern erstrecken.