CN100522001C - 具有有不同特性的部分的按触式搭扣件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种按触式搭扣件，具有不同的材料特性不同的部分，以及制造这种产品的方法和设备。在一个实施中，搭扣件包括一种可交联的聚合物，并且搭扣件的第一部分是交联的而搭扣件的第二部分是不交联或者交联的程度低于所述的第一部分的。在另一个实施中，搭扣件用连续的工序在一个旋转的模制辊(40)上制造，模制辊有多个搭扣件元件模制腔(42)从模制辊的外圆周表面伸入至其中。方法包括向模制辊(40)施加第一聚合物并且把一些第一聚合物迫入到模制腔(42)中，同时把一些第一聚合物以有一定厚度的膜的形式留在模制辊(40)的表面上；用一个修整刀片(44)去除至少部分的留在模制辊(40)表面上的一些第一聚合物，以至少减少模制辊(40)表面上的第一聚合物膜的厚度(在有些情况下，去除基本上所有的在模制辊表面上的聚合物)；并且向模制辊(40)施加第二聚合物，第二聚合物与第一聚合物相容并且粘附着第一聚合物。

Description

具有有不同特性的部分的按触式搭扣件及其制造方法
发明的背景
本发明涉及搭扣件尤其是钩环型搭扣件。
模制的阳搭扣件元件阵列，例如钩，常与片状基底整体地形成，以提供片状的搭扣组件。这种部件就可以与带有阴搭扣件元件的类似组件接合以形成“钩环”搭扣件。希望搭扣件元件有良好的强度和韧性，从而在反复使用搭扣件时提供牢靠的接合。另一方面，希望片状的基底相对软和有挠性，例如使基底和与之附着的织物一起挠曲并且防止所述片状组件的边缘引起穿着者不适。
发明内容
本发明的特点是一种改进的、连续形成的按触式搭扣件产品，这些产品具有有不同材质特性的部分，还涉及制造这样的产品的方法和设备。
本发明可以提供一种搭扣件，这种搭扣件既有相对硬的、耐久的区域也有相对软的、较挠性的区域。本发明的一个方面，这种搭扣件产品制造是通过用可交联的聚合物形成多个与片状基底为整体的模制搭扣件元件，并且用所述聚合物的选择性交联的区域形成硬的、耐久的区域。不交联的区域保留为相对地软而有挠性。本发明的另一方面，这种搭扣件产品制造通过用第一聚合物形成硬的、耐久的区域，然后向第一聚合物连接上具有与第一聚合物不同特性的第二聚合物以形成相对地较软、较为挠性的区域。
在本发明的一个方面，本发明的特点是一种搭扣件，此种搭扣件包括一个片状的基底构件，并且从基底向外伸出、且与基底整体地形成多个模制的搭扣件元件。搭扣件的至少一个部分包括一个交联的聚合物，并且搭扣件的第一部分是交联的，而搭扣件的第二部分是不交联或者交联的程度不如第一部分。
优选实施例包括一或多个以下的特征。至少搭扣件的某些部分是交联的。基底构件是不交联的。搭扣件包括一种可交联的聚合物并且基底包括一种不可交联的聚合物，或者，搭扣件元件和基底都包括一种可交联的聚合物。基底构件的挠曲模数不大于约每平方英寸80,000磅/平方英寸(psi)(5,500巴)，更加优选地10,000至60,000psi(690至4,100巴)，而搭扣件元件的挠曲模数大于80,000psi(5,500巴)，更优选地80,000至120,000psi(5,500至8,300巴)。搭扣件元件的挠曲模数至少高于基底构件25％，更优选地至少高50％。基底的厚度不大于0.015英寸(0.38毫米)，更优选地约0.001至0.005英寸(0.025至0.13毫米)。可交联聚合物选自下面组成的组：聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、对苯二甲酸乙二醇聚酯(PET)、聚丙烯酸酯、聚氨酯、热塑弹性体及其混合物等。至少某些搭扣件元件是阳搭扣件元件，例如，钩。钩是交联的。
根据另一个方面，本发明的特征是一种制造搭扣件的方法，包括：(a)形成一种含有片状基底构件和多个从所述片状基底构件伸出并且与其形成整体的模制搭扣件元件，至少搭扣件的一部分用可交联的聚合物形成；和(b)以使搭扣件的第一部分交联而搭扣件的第二部分保留不交联或者交联的程度低于第一部分的方式来交联可交联的聚合物。
优选实施包括以下特征之一或者多个。步骤(b)使用电子射束进行。可交联的聚合物是一种在基本上完全交联后其挠曲模数至少能够增加25％的热塑弹性体。搭扣件完全用一种热塑弹性体形成。搭扣件元件是钩。钩是在步骤(b)中交联的。在步骤(b)中，基底的至少一部分不交联。
在又一个方面，本发明的特征是一种制造搭扣件的方法，包括(a)形成一种搭扣件，通过用可交联的聚合物形成搭扣件的一个第一部分，然后把此第一部分与用第二聚合物形成的搭扣件的第二部分结合，该搭扣件含有一个片状基底构件和多个从所述的片状基构件伸出并与之形成整体的搭扣件元件；以及(b)至少部分地链接第一可链接聚合物。本发明特征还有通过此方法制造的搭扣件。
根据本发明的再一个方面，本发明的特征是一种制造一种连续的搭扣件产品的方法，此种产品具有一个从片状基底伸出的搭扣件元件阵列。该方法包括：(a)提供一种模制辊，所述的辊界定多个从模制辊的外圆周表面伸进模制辊中的搭扣件模制腔；(b)把第一聚合物施加到模制辊的表面并且把一些第一聚合物迫入模制腔内，同时一些第一聚合物以具有一定厚度的膜的形式保留在模制辊的表面；(c)用一种修整刀片从模制辊表面上去除至少一些在步骤(b)后留在模制辊表面上的第一聚合物，以至少减少模制辊表面上的第一聚合物的膜厚度；(d)向模制辊上施加第二聚合物，第二聚合物与第一聚合物相容并且粘附于其上；(e)把第一聚合物固化在模制腔中以形成搭扣件元件；和(f)从模制腔中取出搭扣件元件。
前述方法的优选实施包括一或多个以下的特征。在步骤(c)中，用修整刀片基本上去除所有在步骤(b)后留在模制辊上的第一聚合物。用一个挤压机施加第一聚合物。用一个挤压机施加第二聚合物。第一聚合物是可交联的并且所述的方法包括从模制辊去除之后再交联第一聚合物。第一聚合物比第二聚合物硬。固化后，第二聚合物比第一聚合物更有弹性。该方法包括，在步骤(d)后把第三聚合物连接到第二聚合物上。
根据本发明的进一个方面，本发明的特征是一种制造一种连续的搭扣件产品的方法，此种产品具有一个从片状基底伸出的搭扣件元件阵列。该方法包括：(a)提供一种模制辊，所述的辊界定多个从模制辊的外圆周表面伸进模制辊中的搭扣件模制腔；(b)把第一聚合物施加到模制辊的表面并且把一些第一聚合物迫入模制腔内，同时一些第一聚合物以具有一定厚度的膜的形式保留在模制辊的表面；(c)用一种修整刀片从模制辊表面上去除至少一些在步骤(b)后留在模制辊表面上的第一聚合物，以至少减少模制辊表面上的第一聚合物的膜厚度；(d)向模制辊上施加连结层，连结层与第一聚合物相容并且粘附于其上；(e)向连结层上施加第二聚合物。
该方法的优选实施包括一或多个以下的特征。第一和第二聚合物是不同的材料。连结层含有一种胶合剂。连结层含有一种聚合物。
本发明可以提供一种搭扣件，此种搭扣件既有相对地硬、耐久的区域，也有相对地软、较有挠性的区域。本发明人发现，可以通过用可交联的聚合物形成多个与片状基底形成整体的模制搭扣件元件，然后选择性地交联聚合物区域以形成硬的、耐久的区域，由此可以提供这种搭扣件。而未交联的区域仍是柔软的。变通地，通过用第一聚合物形成硬的、耐久的区域，然后向第一聚合物上连接特性不同于第一聚合物的第二聚合物以形成相对较软、更有挠性的区域，也可以提供这种搭扣件。
优越地，可以随心所欲地布置硬和软的区域以适应特定的应用。从而，在希望搭扣件元件相对地更硬挺和耐久，而基底软和挠性的一定埸合，把搭扣件元件交联到所希望的程度，而基底不交联或者交联到低于搭扣件元件的交联的程度。变通地，可以用第一的、相对地硬的聚合物形成搭扣件元件，并且用相对软的第二聚合物形成基底。
本发明的某些方面还使之能够形成具有相对地可以延展的(似橡胶的或者弹性的)基底和相对地更硬挺的搭扣件元件的搭扣件产品。这样的产品是有用的，例如，用于手巾的搭扣中，这里基底的弹性有助于在搭扣件元件上保持接合剪力。
从附图、以下的说明以及权利要求书中可以了解本发明的其它特征和优点。
附图简介
图1是根据本发明的一个实施的搭扣件的侧视剖面图。
图2是制造图1中的搭扣件的工序的示意图。图2A是图2的标区A中的工序部分的放大的示意图。
图3是制造图1中的搭扣件的另一个工序的示意图。
图4是制根据本发明的又一个实施的搭扣件的工序的示意图。
图5—5D是根据本发明的另一个实施的搭扣件的侧视剖面图。
图6和7是制造本发明的搭扣件的其它工序的示意图。
实施例说明
参见图1，搭扣件10包括多个钩12，钩12从一个片状基底14伸出并且与之一体。钩和基底可以用同样的可交联的聚合物形成，或者变通地，也可以用不同的聚合物形成。如果它们用不同的聚合物形成，形成钩的聚合物是可交联的；另一个聚合物可以是可交联的，也可以是不可交联的。钩12是交联的，而基底14是不交联的，或者交联的程度低于钩。结果，钩有强韧而耐久，而基底则柔软。
基底应当强度足以在其应用中防止撕裂及其它损坏，同时还要相对地薄和有挠性，以得到良好的“下垂性”。基底的厚度不大于0.015英寸(0.38毫米)，更优选地约0.001至0.005英寸(0.025至0.076毫米)。
钩有显著高于基底的挠性模数，优选地至少高25％，并且更加优选地至少高50％。
图2示出一个适于形成图1所示的搭扣件的工序。如2所示，用挤压机18向一个具有一个钩形成腔20(例如如美国专利4,872,243所说明，其内容收入本文中)的辊19上挤压一种可交联的聚合物16，形成从一个基底22伸出的钩21。注意此步骤只是作为举例示出，并且可以用所希望的任何在基底上模制钩的方法代替，例如在美国专利4,894,060；4,794,028和5,441,687说明的工序，其公开内容本文引作参考。
然后把得到的载钩基底22传送到一个交联站A，进一步详示于图2A。在交联站A，基底22通过一个惰性屏蔽液体24，例如钡之类的重金属盐的浴池，或者一个液汞的冷却浴池，而钩保留在液面26之上。当基底22在浴池中的同时，把钩暴露于照射(箭头E)，例如电子照射束，引起钩交联或者部分交联。如果希望钩的基部保持为挠性的，可以把钩与基部一起部分地浸入浴池中。
图3中示出另一个工序。在此工序中，省略了屏蔽液体浴池，而代之以载钩基底通过一连串的辊28、30、32。辊的安排引起基底22绕28和32弯曲，形成弯曲的区域。然后把沿机器方向(在图3中，沿纸张的平面)指向的电子束E1和E2导向弯曲的区域。从而电子束将交联钩而不明显地影响基底。如果希望，可以在辊32的下游以类似的安排设多个辊，以提供可以把照射向之导向的更多个弯曲的区域。
适用于本发明的此实施中的聚合物是那些可以模制形成搭扣件元件并且可以基本上选择性地链接的聚合物。适宜的聚合物包括：聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、对苯二甲酸乙二醇聚酯(PET)、聚丙烯酸酯、聚氨酯、热塑弹性体，例如HYTRL和PEBAX弹性体及其混合物等。优选聚酯基热塑弹性体，例如HYTREL弹性体，和聚醚/聚酰胺基热塑弹性体，例如PEBAX。许多这样的聚合物将要求适当的交联剂以在暴露于照射时进行交联。适当的交联剂为领域内的一般技术人员所公知。含有电子束交联剂的适宜的聚合物包括可以从Zylon Corp.，Monsey，NY10952买到的、商品名为“ZYLON EBXL TPE”的热塑弹性体。可交联的聚合物还可以包括诸如填充剂、稳定剂、加速剂等类的添加剂，这是公知的。
可以用各种技术实现交联，例如电子束或者紫外线照射、热，或者其它适用于所选择的聚合物的任何其它希望的技术。交联的条件以使用的聚合物及所希望的特性进行选择。
在变通的实施中，用第一聚合物形成钩，并且用第二聚合物形成基底。从而钩形成聚合物可以是可交联的，而基底形成聚合物可以是不可交联的或者在用于交联钩形成聚合物的条件下不可交联的)，从而没有必要在交联钩的时候“遮掩”基底。变通地，钩形成聚合物可以硬于基底形成聚合物，并且两种聚合物都可以不交联而具有所希望的特征。
一种适用于形成这种双聚合物搭扣件的工序示于图4。第一挤压机35向模制辊40上挤压一个第一、钩形成聚合物38，把一些聚合物迫入钩形成腔42中并且在模制辊的表面上留下一层聚合物。当模制辊40沿箭头A方向旋转时，修整刀片44去除一些或者全部的模制辊表面上的聚合物，而不扰动在空腔42中的聚合物。在模制辊上时暴露于空气中并且可能开始固化的去除掉的聚合物，可以丢弃，也可以送回料斗中重新熔化。通过修整刀片留在辊的表面上的聚合物的厚度部分地取决于把刀片放置得离开模制辊有多紧密(其位置可以沿箭头B指示的方向调整)。在一些情况下，刀片44的锋利的远端跨骑模制辊上，从而侧面地刮掉辊表面上的基本上所有的聚合物。在这样的情况下，推荐把刀片的末端涂覆以润滑材料以避免损坏模制辊的表面。在其它情况下，调整刀片的位置以在辊上留下预定厚度的聚合物，以成为产品的基底的一部分。这种情况下，修整刀片有效地修整聚合物的厚度，而不是实际上“刮抹”辊的表面。接着，一个第二挤压机向模制辊上(或者向任何由刀片44留在辊的表面上的聚合物38上)挤压第二、基底形成聚合物50。一个齿轮泵36、48放置在每个挤压机的出口上，以精确地控制向模制辊上发放聚合物的速率。产品的基底的最终厚度然后由沿箭头C的方向旋转的辊52控制，并且完成的搭扣件产品通过把它绕出口辊54而从模制辊40上剥下。
为了形成有相对可延展的基底和相对硬的搭扣件元件的搭扣件产品，可以采用尿烷作钩形成聚合物38，并且可以用橡胶填充聚乙烯或者聚酯基热塑料用作基底形成聚合物50。这种基底形成材料的例子是ARNITEL EM400，可以从DSM买到。
可以使用图4所示的工序形成的各种搭扣件的例子(或者此工序的变形)示于图5—5D。
图5示出一个搭扣件62，其中钩64用第一聚合物形成而基底66用第二聚合物形成。使用图4所示的工序，这种搭扣件可以通过在施加第二聚合物前在模制辊的表面上剥离基本上所有的第一聚合物来形成。
图5A示出一个搭扣件68，其中钩70和基底74的上部72用第一聚合物形成，并且基底74的下部76用第二聚合物形成。使用图4的工序，这样的搭扣件可以通过把修整刀片46调整开模制辊表面从而在施加第二聚合物时使一薄层第一聚合物留在模制辊的表面上。使用硬的第一聚合物和挠性的和可延展的第二聚合物时，第一聚合物层优选地足够薄，这由修整刀片的放置决定，使得在开始延展第二聚合物层，诸如在开始接合手巾片时，第一聚合物的薄层能够破裂。从而，第一聚合物薄层的刚性无损于搭扣件产品基底的可延展性。
图5B示出一种搭扣件78，其中钩80用第一聚合物82和第二聚合物84形成，而基底86用第三聚合物88形成。为了形成此搭扣件，将图4所示的工序修改为第一挤压机施加一定量的第一聚合物，它只部分地填充模制腔；并且然后另一个挤压机(图4中未示)施加第二钩形成聚合物以完全地填充模腔。此工序然后以剥离和通过挤压机47施加基底形成聚合物继续，如图4所示。如果两个聚合物82、84不相容，或者不能相互良好地粘合，可以在聚合物82和84之间施加一薄层胶合剂连结层，或者可以良好地粘附到聚合物82和84两者上的第三聚合物。这通过用一个共同挤压模代替挤压机47完成，或者通过其它公知的施加连结层的方法完成。
图5C示出一种搭扣件90，其中钩92用三种不同的聚合物94、96和98形成。此搭扣件可以用类似于参照图5D所述的方式形成，附加一个另外的挤压机来施加第三钩形成聚合物。此实施例可以提供难于只用两个聚合物得到的特性的结合。变通地，中间的聚合物96可以用作“连结层”以连接聚合物84和98，如果，例如这些聚合物不相容或者不能相互良好地粘合。
图5D示出一个搭扣件100，其中基底102和钩106的下部104用第一聚合物形成，而钩的上部108用第二聚合物形成。此搭扣件可以用图4所示的工序，通过用挤压机35仅部分地填充模制腔，并且然后用挤压机47完全填充所述空腔。
图6和7示出用于形成双聚合物搭扣件其它工序。图6所示的工序中，用共挤压机110施加第一和第二聚合物。在图7所示的工序中，用挤压机112向模制辊施加钩形成聚合物，并且用修整刀片114从模制辊表面刮下大部分聚合物，留下一薄层聚合物膜，如参照图4所述。然后把基底形成聚合物层116压到钩形成聚合物的薄膜上，同时后者还在模制辊上，诸如图示的在模制辊和辊118之间的辊隙。
用图4、6、7所示的任何工序形成的载钩基底可以部分地交联，如果聚合物之一(优选地钩形成聚合物)是可交联的。如果另一个聚合物是不可交联的，或者是在同样的条件下不可交联的，就不必掩盖或者屏蔽该部件。从而，例如，电子束可以在图4、6、7所示的工序下游的站(未示)上导引在整个搭扣件上(放置得至少击中要交联的部分)。如果两个聚合物都有给定应用中所希望的特性而不用交联，图4、6和7所示的工序形成的载钩基底可以无须交联步骤地“原样”照用。
适用于图5—5D的搭扣件的聚合物包括上述的可交联聚合物，如果使用交联的话。如果不使用交联，适用于搭扣件的相对硬的部分的聚合物包括聚丙烯，例如可以从Montell USA公司购得的PROFAX7823聚合物及其它相对硬的聚合物，诸如PET和聚酰胺，例如酰胺6/6和聚酰胺6。优选地，相对硬的聚合物的挠性模数至少为80,000psi(5,500巴)，更优选地为120,000psi(8,300巴)。适用于相对软的部分的聚合物包括聚乙烯和EPDM的硫化混合物，例如可从Advanced ElastomerSystems公司购得的SANTOPRENE聚合物，及其它相对软的聚合物诸如可从市埸购得的商品名为HYTREL及PEBAX的聚合物。优选地相对软的聚合物的挠性模数不大于80,000psi，更优选地为约10,000psi至60,000psi(690至5,500巴)。优选两个聚合物是相容的，即它们相互粘合，并且它们相互为惰性(或者如果它们有反应，这种反应对聚合物所希望的特性也没有显著的破坏作用)。如果它们不相容，可以用连结层连结之，如前所述。
其它实施在权利要求范围内。例如，尽管图1示出可接合环的，钩状搭扣件元件，搭扣件元件可以是任何希望的形状的(例如磨菇、环、多方向钩、或者尖刺形)。按触式搭扣件还可以包括其它隆起的结构，诸如毛刺、棱、剥落点等等构形，它们可以优选地与搭扣件元件交联。
而且，尽管图1所示的按触式搭扣件包括不交联的基底和交联的搭扣件元件，在其它应用中，搭扣件元件其它区域是交联或不交联的。

Claims (17)

1.一种按触式搭扣件，含有：
一个片状的基底部分；和
从基底部伸出并且与之一体的多个模制的搭扣件元件；其中所述的搭扣件元件和所述的基底含有一种可交联的聚合物，并且，搭扣件的挠曲模数至少为每平方英寸80,000磅，基底的挠曲模数为每平方英寸10,000至60,000磅。
2.权利要求1所述的按触式搭扣件，其特征在于，至少一些搭扣件元件是交联的。
3.权利要求2所述的按触式搭扣件，其特征在于，所述的基底部是不交联的。
4.权利要求1所述的按触式搭扣件，其特征在于，所述的可交联聚合物含有热塑弹性体。
5.权利要求1所述的按触式搭扣件，其特征在于，所述的搭扣件形成一个连续的段。
6.权利要求1所述的按触式搭扣件，其特征在于，所述的搭扣件元件是钩形的。
7.权利要求6所述的按触式搭扣件，其特征在于，所述的钩形搭扣件元件是交联的。
8.一种制造按触式搭扣件的方法，此方法包含：
(a)用可交联的聚合物形成一个片状基底部分；
(b)形成多个从所述片状基底部分伸出并且与其形成整体的模制搭扣件元件，模制搭扣件元件用所述可交联的聚合物形成；和
(c)选择性地交联可交联聚合物的搭扣件，其中搭扣件的挠曲模数至少为每平方英寸80,000磅，基底的挠曲模数为每平方英寸10,000至60,000磅。
9.权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(c)用电子束照射进行。
10.权利要求8所述的方法，其特征在于，所述聚合物含有一种热塑弹性体。
11.权利要求8所述的方法，其特征在于，按触式搭扣件还含有一种不可交联的聚合物。
12.权利要求11所述的方法，其特征在于，几乎把所有的可交联的聚合物都交联。
13.权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括共同挤压所述的可交联和不可交联的聚合物以形成一个熔合聚合物片，并且，在步骤(a)中，用所述的片形成所述的按触式搭扣件。
14.权利要求8所述的方法，其特征在于，按触式搭扣件完全用可交联的聚合物形成，并且把相应于搭扣件元件的一部分可交联的聚合物在步骤(c)中选择性地交联。
15.权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的搭扣件元件是钩状的。
16.权利要求15所述的方法，其特征在于，在步骤(c)中交联所述的钩状搭扣件元件。
17.权利要求16所述的方法，其特征在于，所述基底部分至少部分在步骤(c)中不交联。
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