CN101621941A - 具有微结构化的粒子的扣件幅材 - Google Patents

具有微结构化的粒子的扣件幅材 Download PDF

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张海燕
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Abstract

本发明公开了一种能够接合合适的毛圈织物的钩扣件。该钩扣件包括基部基底(70)，该基部基底具有表面，该表面具有大量接合凸起(72)，该接合凸起具有顶面(73)和附接末端(74)，该附接末端在粘结处(75)接合到基部基底表面，其中至少一些该接合凸起的顶面包括非线性微结构化的部件，例如相交的峰和/或谷结构(77)。

Description

具有微结构化的粒子的扣件幅材
技术领域
本发明涉及制造扣件、尤其是一触即合型扣件(亦称为粘扣型扣件)的凸部件的方法。
背景技术
用于限制性应用的(例如固定一次性尿布)的粘扣型机械扣件通常使用模制型的钩。
一种方法归属于直接模制的钩，例如转让给Velcro的US5,315,740中所公开的，该专利公开了具有低位移量的模制的钩，从而其仅需位移少量毛圈织物，以便与其接合。该专利公开了一种内曲钩，即，其顶端部分从钩的上端在基片上方并向下朝着基片弯曲，从而在钩的下侧上限定保持纤维的凹槽。
封端幅材上的模制的杆也是已知的。US5,679,302和US5,879,604中公开了通过此工艺获得的蘑菇成形的接合凸起，其中，挤出的聚合物层压贴有模腔的模具，这些腔产生与基部整合的突出杆。然后，采用受热的压辊使杆的末端变形，从而形成环接合凸起。然而，US6,054,091公开了一种类似方法，其中受热的变形表面在变形期间对杆进行大致侧向的变形，从而形成具有平坦顶部的内曲J-形吊钩。US6,627,133的解决方案与前述专利的不同之处在于：拟采用受热的压辊封端的有杆幅材由US6,287,665的方法制成，即，采用由圆柱形印花筛网组成的专用模具而制成。本段落中所提及的所有文献的类似点在于：它们通过热辊而使预成形的杆变平。
美国专利申请2004/0031130A1公开了一种方法，其中采用具有多个精密模腔的模辊对包括聚合物基部、与基部整合并从其突出的杆的制品进行挤压模塑。然后，加热并熔融杆的顶端，而使其支脚保持冷却且为固体。接着，采用变形表面使熔融端变平。在US6,592,800、US6,248,276和US6,708,378中出现相同的方法(即，对杆进行预热并随后使其变平)，后两个专利也公开了用粗糙接触表面封端，产生接合凸起的粗糙平坦顶部。
也有人建议采用粒子生产钩扣件，但据悉没有任何建议被商业化。在美国专利3,550,837中描述了一种凸扣件构件，其每个接合凸起由具有特殊的多层面的表面的不规则成形的颗粒组成，粘结性地粘附至基部。该扣件适用于固定一次性纸盒的翻盖以防止其打开。接合由包括形成多层面的表面的多个微小平面的颗粒形成。
在US3,922,455中，多种形状的尖头接枝到线性细丝上，从基部突出的线性细丝形成凸扣件部件的接合元件。
在PCT公布WO 01/33989中，采用散射涂层机的散射头使粒子随机散射，并将其固定在基部上。尽管某些单独粒子可以另外留存，但每一个接合凸起都是由若干团聚粒子组成。
本发明的一个目的是提供具有有利特性的低成本凸机械扣件。本发明的另一个目的是为至今可利用的机械凸扣件系统提供商业上具有吸引力的替代形式及其制造方法。
发明内容
本发明提供了一种钩扣件和形成该钩扣件的方法，该钩扣件能够接合合适的毛圈织物，包括具有大量接合凸起的表面的基部基底，该接合凸起具有顶面和在粘结处接合到基部基底表面的附接末端，其中至少一些接合凸起的顶面形成有相交的峰和/或谷结构。在一个实施例中，至少一些峰结构为谷结构围绕的离散的结构，其中至少一些离散的峰结构在不同高度处由顶面的材料在三个或更多个侧面上限定。或者，至少一些谷结构可以为由峰结构围绕的离散的谷结构。一般来讲，至少一些峰结构和/或谷结构在一个或多个位置处相交。在多种实施例中，顶面结构的高度可以为至少约20微米；或者，至少约50微米。在多种实施例中，至少一些接合凸起的顶部表面具有至少一个边缘，该边缘具有限定至少约20度的角的覆盖表面；或者，至少约30度。
本发明还提供了一种钩扣件和形成该钩扣件的方法，该钩扣件能够接合合适的毛圈织物，包括具有前表面和背表面的基部，其中至少一个表面具有大量接合凸起，所述大量接合凸起具有顶面以及在粘结处固定到基部表面的附接末端，并且其中至少一些接合凸起的顶面包括非线性微结构化的部件，并且其中具有非线性微结构化部件的接合凸起的平均高径比为约0.7或更大。在多种实施例中，顶面结构的高度可以为至少约20微米；或者，至少约50微米。
本发明还提供用于形成如上所述的扣件的第一方法，所述第一方法包括：
提供多个适用的聚合物粒子；
提供具有前表面的基部；
在接触释放表面的至少一个离散区域中将多个聚合物粒子分散到微结构化的接触释放表面上，其中微结构化的接触释放表面具有非线性表面微结构，例如多个相交的峰和/或谷结构；
提供以适当粘度的半液体状态分散到接触释放表面上的聚合物粒子，离散区或区域内的至少一些粒子与接触释放表面接触足够长的一段时间以转变成具有至少30度棱角的预成形凸起；
引导基部的前表面并与至少一些预成形凸起的末端固定；
将基部从接触释放表面移除，从而分离固定到该基部上的预成形凸起，
从而形成从基部的前表面突出的接合凸起。
聚合物粒子一般分散在微结构化的接触释放表面中。聚合物粒子可凭借重力、静电吸引力、冲击力或其它适当的作用力、或者它们的任意组合而冲击到结构化的接触释放表面上。在优选方法中，采用静电吸引力将聚合物粒子分散到接触释放表面上，使粒子冲击到接触释放表面上。
附图说明
图1为用于制造本发明的扣件的装置的示意性侧视图。
图2为具有接合凸起的基部基底的横截面的示意图。
图3为具有锥形微结构的接触释放表面的200X SEM(扫描电子显微镜)俯视图。
图4a为具有微结构化顶面的接合凸起的基膜的40X SEM侧视图。
图4b为具有微结构化顶面的接合凸起的基膜的100X SEM侧视图。
图5为示出接合凸起的纵横比的剖视图。
图6a-6c为示出可以用于本发明的接触释放表面上的多种微结构的图。
图7为示出可以用于本发明的接触释放表面上的多种微结构的SEM显微图。
具体实施方式
本发明提供用于接合毛圈织物的扣件。参照图2，扣件包括基部基底70，该基部基底具有包括大量接合凸起72的表面71。接合凸起具有顶面73，其中至少一些接合凸起的顶面末端形成围绕这些凸起的边缘80。与顶面73相对的是附接末端74，其在粘结处75附接到基部的前表面。可以具有从顶面边缘80延伸到附接末端74的覆盖表面76。在某些实施例中的覆盖表面具有该覆盖表面侧视图中的至少一条轮廓线，其完全地从顶面边缘凸出到附接末端。至少一些接合凸起的顶面73具有非线性微结构77。微结构具有垂直维度(高度或深度)81。这种非线性微结构可以包括至少一些相交的峰78和/或谷79。
钩扣件可具有多个形成离散或连续形状的接合凸起。形状定义为组织成为特定区域或特定区的大量接合凸起，其中在该区域的外面具有更多或更少、或者不同类型或尺寸的接合凸起。形状不需要具有限定的边缘，但可具有接合凸起密度或分布的逐渐变化，如从高密度接合凸起区域到相邻的低密度接合凸起区域的变化。低密度接合凸起区域可具有少量或不具有钩接合凸起。优选地，该形状由具有较高密度接合凸起的区域内的大量接合凸起形成。形成形状的大量接合凸起可以在基部基底的一个维度上基本上连续延伸。形状可以被具有不同类型和/或密度的接合凸起的副区域围绕。这些形状或扣件总体上可以由较高密度区域形成，该较高密度区域具有平均密度为至少1克/平方米(gsm)粒子、或至少2gsm粒子的接合凸起，其总平均尺寸为约50微米到1000微米或通常为50微米到500微米。(注意，接合凸起平均尺寸、以及接合凸起材料的密度可用于将此量度转换为每区域接合凸起的数量)。在另一个替代形式中，副区域或扣件总体上可以具有小于约50％高密度区域中接合凸起的平均密度、或小于约25％高密度区域中接合凸起平均密度的接合凸起平均密度。对于那些在基部的一个维度上连续延伸的形状，这些形状通常具有小于基部宽度的最小宽度尺寸。这些形状通常可具有大于1mm或大于4mm的最小宽度尺寸。
离散形状形式的接合凸起可以通过多种方法施加，如在共同未决的专利申请序列No.11/530499中描述的，该专利申请以引用的方式并入本文。
如所提及的，为了特定视觉目的，可对用于形成接合凸起的聚合物粒子进行上色、染色、着色等。为了实现特定视觉效果，多个区域可设置有不同颜色的接合凸起、或不同密度或尺寸的接合凸起。
本发明还涵盖粘合剂、优选为压敏粘合剂(PSA)的使用。这种PSA包括本领域已知的多种材料，例如天然橡胶粘合剂、基于嵌段共聚物的PSA(例如，基于可得自德克萨斯州休斯顿的Kraton Polymers的弹性体的那些)、基于丙烯酸酯的PSA、以及基于硅树脂的PSA。可选择PSA以牢固地粘结到聚烯烃热塑性材料(如聚丙烯、聚乙烯、以及它们的共聚物和共混物)，且PSA可以包括例如可得自3M公司命名为LSE(如LSE 300)的PSA系列。其它适用的组合物可基于硅氧烷聚脲基压敏粘合剂。例如，在美国专利5,461,134和美国专利6,007,914中描述了此类组合物。
在一个实施例中，PSA可设置在与承载接合凸起的区域相邻的区域内。PSA和接合凸起区域中的一者或两者可呈现为离散或连续区域。
本发明的方法中使用的基部可以是任意适用的连续或不连续基部幅材，例如多孔或无孔聚合物膜、层合物膜、非织造幅材、纸幅、金属薄膜以及箔片等等。可通过任意已知的方法修改基部，例如通过印模、压花、火焰处理、层合、粒子涂覆、上色等等。被用作基部的聚合物膜可以是取向或非取向的。结合稍后将描述的方法，可以设置基膜，使该基膜具有在粘结预成形凸起方面的能力不同的区域，这也是形成具有以离散形状、图案等形式存在的接合凸起区域的基底的又一方法。基膜表面可以是光滑的、或可具有诸如模制到基部中的凸起或凹陷之类的部件，其可用作位于基部的前面或后面上的撕裂止挡件、撕裂传播线或其它部件。
基部表面也可以是粗糙的，例如具有预先散射并固定在其上的粒子。宜按照以下方式将粒子放置并固定在基部上：至少凸起的末端可由粒子形成。凸起可完全由粒子组成，而不对所述粒子进行进一步的修改。为了将粒子放置并固定在(光滑或粗糙)前表面上，已教导了若干方法，例如在引用的PCT公布WO 01133989中的随机散射和粘附，其全文以引用方式并入本文。
如本文所用，单词“粒子”涉及固体、液体或半液体粒子，包括例如颗粒、小丸、粉末和小滴。可基于本文的论述来选择适当的粒子。如果使用依靠粒子的静电沉积的本发明的实施例(如本文稍后所描述的)，则应当选择粒子以便适合此方法。在静电沉积的过程中，粒子在电场的影响下移动，从而冲击在基部上(无论是在所选择的区域上还是均匀地在基部的所有区域上)。因此，在这种情况下，粒子必须易于使电荷赋予其上(否则的话，它们不会在电场的影响下移动)。这类方法在本领域中为熟知的，并且这类粒子的选择是直截了当的。
在由粒子形成的接合凸起的性能方面，优选的是，至少一些接合凸起具有如下侧视图，该侧视图从顶面或顶面边缘完全渐缩到基部前表面处的附接末端。如本文所用，侧视图是指垂直于基部前表面而截取的视图。完全渐缩是指接合凸起越靠近基部，则凸起变得越窄。例如，圆柱体不是完全渐缩形状。当将剪切负荷施加到扣件上时，此类渐缩将向下拉动接合的纤维而到达基部的前表面，而不会在从基部前表面位移的非渐缩部分处抓住纤维。因此，接合凸起上的扭矩最小，从而基部可更弱，即，可以更便宜、更柔性、更亲肤、更薄等等。此外，扣件可具有由凸起顶部形成的相对较大的表面积，从而使扣件触感平滑，同时还使连接至基部的凸起附接末端的总表面积相对较小，从而增强扣件的柔性和亲肤性。接合凸起还可以通过接合顶部区域周长与接合凸起高度的比率来表征，该比率通常为1.1到50，并且优选为1.2到20。接合凸起通常还形成悬垂边缘，其通常为顶面区域和附接末端区域之间的差异。
现在从所使用的材料转向本发明的方法，根据本发明用于制造接合凸起的凸扣件部件的优选一般方法集包括下列基本步骤：
提供具有前表面的基部；
提供聚合材料粒子；
提供具有非线性表面结构的成形接触释放表面，以提供适用于中断至少半液体或软化的聚合物粒子的流动的高表面张力；
将多个聚合物粒子分散到接触释放表面上；
使聚合物粒子成为或设置为适当粘度的至少半液体或软化状态，提供位于释放表面上、并从该释放表面突出到对应末端的预成形凸起(预成形凸起表示至少在某些程度上已预成形为接合端处的最终接合凸起的形状的凸起)。沿其边缘接触该接触释放表面的预成形凸起将形成接触角，该接触角受设置在接触释放表面上的聚合物粒子以及微结构的表面能的影响。在合适的一段时间中保持聚合物粒子为半液体状态，使得其在接触接触释放表面的其边缘的至少一部分上形成至少约20度的接触锐角。
然后，至少部分地固化预成形凸起，从而使至少一些预成形凸起的末端接触并固定到基部的前表面，同时基本上保持由接触释放表面形成的边缘的形状；
然后，将预成形凸起进一步固化成足以将预成形凸起从接触释放表面分离并移除的状态，从而形成粘附至基部的接合凸起。这些形成的接合凸起从基部的前表面突出至微结构化顶部，该结构化顶部在微结构化的接触释放表面上形成。结构化顶部至少部分地悬垂在基部上而形成边缘，并且(至少部分地)由具有角度的边缘接界，该角度受接触锐角的影响。
将微结构化的接触释放表面设计为在接触释放表面的表面能无需与下述聚合物的表面能紧密相符的条件下，允许使用宽泛的半液体或软化的聚合物粒子范围。
凡是仅允许粒子落在接触释放表面上的，可以使用重力。另一个将粒子带到接触释放表面的方式为静电沉积。在该方法中，聚合物粒子被静电驱动力导向接触释放表面。这是通过提供两个电极以在其间建立电场而实现的。将第一电极定位在接触释放表面的前面。将第二电极定位在接触释放表面的后面。将电压施加到这两个电极上，从而在其间建立电场。在将适用粒子引入第一电极和第二电极之间的间隙内后，粒子发生改变，随后在电场的影响下在第二电极的方向驱动。
在第二电极定位于第一电极上方的垂直构造中进行静电沉积为最有利的。在这种布置中，粒子在克服重力的条件下被向上驱动，从而使得击中接触释放表面并且不附连的粒子落下并且可以收集和/或循环。此方法具有分布到接触释放表面上的粒子更加均匀的优点。所有的粒子都被同样地充电并彼此排斥。这往往会保持粒子均匀分布以及抑制单个粒子形成许多一体的预成形凸起。此方法用于在接触释放表面上形成均匀分布的粒子是有利的。
必须选择适应静电涂层的聚合物粒子。主要要求是在所施加电场的影响下，粒子产生足够的感应电荷，使得电场将足够的力施加在粒子上，使粒子在两电极之间移动。优选地，电场力应当克服重力，从而可使用上述垂直构造。幸运的是，适于形成预成形凸起的大多数材料(即，诸如聚丙烯等之类的热塑性粉末)为介电质材料(也就是说，放置在电场中后能够让电荷受到感应)。用于形成预成形凸起的适用粒子通常也较小，且密度较低(因此重量轻)，使得它们较容易被朝上克服重力的静电力驱动。
宜将这些粒子以允许其受电场的影响并且被朝向接触释放表面驱动的任何方式设置在间隙中。理想的是，这是以一致的方式进行的。可通过本领域中熟知的方法将粒子喷入、滴入、吹入或以其它方式注入间隙。在上述垂直构造中，可通过喷入方法将粒子横向注入间隙。或者，可通过载运带将粒子置于间隙中，将粒子承载在其顶面上的载运带进入该间隙，使得粒子通过所施加的电场自由地向接触释放表面移动。
除了前面所提及的静电沉积以及重力协助的沉积以外，其它方法也是可能的。用于选择性地将粒子带到接触释放表面上的可供选择的方法包括通过强制气流、机械投射或传送等冲击粒子。
就熔接(即，熔融粘结)而言，对与聚合物材料相异的基部的预成形凸起不能很好地彼此粘结。因此，例如，将聚苯乙烯预成形凸起放置在聚丙烯基膜上(反之亦然)可导致几乎或根本没有粘结形成。然而，如果将相容层设置在聚丙烯基膜上，则可实现增强的粘结。可以连续地或以图案或离散或不连续的方式、通过本领域中的多种方法(包括图案涂覆、丝网印刷、蒸汽涂覆、等离子涂覆、光刻法、化学气相沉积等)将这种相容层施加到基部。
相容层可包括任意众所周知且可得自本领域的捆系层和粘结层。所有必要的是相容捆系层具有粘附到基部的足够粘附力以及粘附到用以形成预成形凸起的聚合物粒子的足够粘附力。在此方法中，聚合物粒子以及基膜可不再需要由完全相同的材料、或者在成分上极其接近或类似的材料形成。这允许基于每一种最需要的物理性质来选择基部和聚合物粒子。例如，可能有利的是，选择极其柔软且柔性的基膜、以及极其坚固和刚性的聚合物粒子(反之亦然)。在基膜上使用相容层便允许这样做。
如果使用允许沉积的粒子以一个或多个方向流动的接触释放表面，则需要为粒子正确地选择合适的聚合物和合适表面能的接触释放表面。其他对于所选择的粒子的考虑为在接触释放表面的温度下它们具有在合适的时间内使接触释放表面润湿的粘度。接触释放表面的表面能可由已知的材料和方法形成，例如硅化表面、含氟化合物、电晕放电、火焰处理等。接触释放表面必须能释放所使用的半液化以及固化的特殊聚合物粒子。已知有些释放表面能释放某些聚合物但不能释放其它聚合物。例如，聚乙烯释放表面可释放适当的聚丙烯粒子但不能释放某些聚乙烯粒子，这是因为它们往往彼此焊接或熔接。本文所使用的单词“释放”是指这样一种现象，即粒子从接触释放表面分离，而粒子或预成形凸起的材料没有(不可接受的)损坏或损失。然而对于本发明的方法，选择具有不允许沉积的粒子在预定方向不中断流动的表面微结构的接触释放表面；相反，提供微结构以中断聚合物流，对于接触释放表面的表面允许使用较宽范围的释放能，而不太关心由于在给定温度下的相对表面能和/或接触时间在预定方向流动太多而使接触释放表面过度润湿的粒子。
可以以任意适当的方法(例如通过采用散射单元来散射粒子)、凭借重力将粒子分散到接触释放表面上。本文中也已提到其它方法。应当以每单位表面积的速率来分散粒子，使得这些粒子形成预成形凸起，其中一个粒子可形成一个预成形凸起，这些粒子可以合并。这些粒子可以在其分散到接触释放表面上之前、期间和/或之后进入至少半液体状态。“至少半液体”是指液体或半液体。液化的适用方法将取决于所选择的聚合物的性质，并可包括例如加热、稀释、溶解、乳化、分散等等。
适用于使接触释放表面上的预成形凸起与基部的前表面接触并固定的坚固性(固化的程度或范围)可由技术人员根据具体情况而定。它通常(但不一定)意味着比在接触释放表面上已形成的预成形凸起的坚固性更坚固的状态。优选地，预成形凸起应当足够坚固以在与基部的前表面接触时(至少部分地)保持其形状。它通常主要意味着至少保持预成形凸起的最小自由高度以及适当棱角。预成形凸起中的必要坚固性的设定取决于材料，并可包括冷却、干燥、加热、交联、固化、化学处理等等。具有适当坚固性、且位于接触释放表面上的预成形凸起可由基部前表面覆盖，从而基部的前表面可与预成形凸起末端接触并固定。可例如通过增加的粘合剂(例如压敏粘合剂、热熔粘合剂、或紫外线固化粘合剂)粘附、采用紫外线照射交联，或其可利用接触材料(基部前表面或预成形凸起)的固有粘附力或熔接，来获得预成形凸起的末端固定到基部的前表面。预成形凸起在其从接触释放表面移除时应该足够牢固以在从接触释放表面分离时(至少部分地)保持其形状。这通常主要指特别相对于形成的棱角保持适当的整体形状，但是与基部前表面保持适当的坚固粘结。基部通常应当足够坚固，以保持其形态，并使预成形凸起从接触释放表面分离。顶面结构将主要由接触释放表面确定。然而，可以利用使顶面大致平坦或下垂的后处理，例如非接触式热处理。如果小量凸起是有利的，则在这些方法中，优选的是至少一些单独预成形凸起中，每个预成形凸起刚好包括一个聚合物粒子。
优选的是，在这些方法中，至少一些预成形凸起具有介于约20°和约85°之间、优选为介于约30°和约80°之间的接触角。这应该是用于大多数单体预成形凸起的接触角范围。对于优选实施例，此范围应该为用于预成形凸起的平均接触角。
在这些方法中，优选的是至少一些接合凸起具有某种轮廓，其中，在其每一个侧视图中，接合凸起从平坦顶部或顶部边缘完全渐缩(优选完全凸起)到基部的前表面。这通常可由此方法非常容易地实现，该方法通常产生半透镜状预成形凸起，就像水滴。
如果液滴沉积到比液体具有更高表面能(或表面张力)的固体释放表面上，如果给定足够的时间，液体将通常用零接触角完全润湿固体。对于液体，每一个“固体-液体”对具有介于0°到180°之间的接触角，以该接触角液滴大致湿润该固体。对于半液体，如软化的热塑性粒子，形成接触角的处理为时间-温度现象。对于接触释放表面，高表面能将使得粒子更快地润湿，但将更难于最终将接触释放表面从预成形凸起中分离。另外，如果接触释放表面的表面能相对于聚合物的表面能来说太高，则存在无意识操作员错误从而形成过度湿润接触释放表面的预成形凸起的更大的可能性。如果接触释放表面的表面能不高于(粒子的)第一表面能加上60mJ/m2，则过度润湿接触释放表面的危险性就较低。本发明使用非线性微结构(即，相交的峰和/或谷)以通过在整个接触释放表面上拦截聚合物流来改变该处理。可以中断和/或部分地重新导向聚合物流，从而在不大可能过度润湿的条件下，允许使用较高表面能的接触释放表面。
如本文所讨论的，为了控制预成形凸起的边缘的分散(从而控制预成形凸起的尺寸和形状)并且控制预成形凸起从接触表面移除的容易性而使用相对平滑的接触释放表面的表面能(即，润湿特性)不是唯一可能的方法。在本发明中，已发现使用非线性微结构化的接触释放表面是有利的。这类方法利用了这样的事实：微结构化的部件可以呈现“减速带”效果，其中部件(如，峰、脊、槽、谷、凹陷、凹痕、沟、杆、井、洞、圆丘、小结等)往往阻止液体的流动或扩散。
因此，可以使用具有不允许任何侧向(即，沿着接触释放表面的面)的非线性微结构化部件的接触释放表面，在该侧向中不存在对流动的物理屏障。这类非线性微结构包括任何不限于纯线性不中断的部件(例如连续线性平行槽)，并且包括任何其中在未遇到微结构化部件的情况下可流动液体在任何方向沿着接触释放表面横向行进不可能超过如0.5mm的部件。应该指出的是，就中断、阻止或最小化流体流动的目的而言，这些部件不必提供完整的屏障。也就是说，即使被间隙中断的离散的部件(例如杆或洞)，如果间隙足够小(例如，在约200微米或更小的范围内)仍可以对流动提供屏障。
部件可以从接触释放表面向上突出(从而导致在从其中形成的接合凸起的顶面中形成向内突出的微结构化部件)，或可以向下突出到接触释放表面中(从而导致在从其中形成的接合凸起的顶面中形成向外突出的微结构化部件)。这些部件可以具有约5微米至约300微米或更多的垂直维度(如，高度或深度)。这些部件因此可以包括多个非线性凸起或凹陷，并且包括具有线性交叉影线峰、脊和/或谷的图案；相交的峰和/或谷结构，例如锥体或微棱柱或所谓的立体角结构；以及类似情况。这些非线性微结构还包括其中可以存在局部线性和/或平行结构的那些，但其中在没有遇到流体屏障的情况下在沿着接触释放表面的表面的任何侧向横穿不可能超过如0.5mm。这些结构包括例如不连续的脊或谷；环形的同轴脊或谷；以S-形曲线存在的脊或谷；以及上述交叉影线结构，其中平行部件被相交部件中断。
这些微结构表面优选地可以为工程加固的或设计的表面，而不是由随机方法(如，由粒子的随机沉积、或由模压或粗加工)生成的那些。在一个实施例中，微结构化的部件作为规则或重复阵列的部件提供。
这些在接触释放表面上的微结构化的部件可以导致在预成形凸起的顶面上、并因此在这样形成的接合凸起上形成互补部件。(这些部件可能不是在接触释放表面上的那些的准确镜像，因为液体可能无法完全润湿和/或完全填充接触释放表面部件；或形成的部件可以在将接合凸起从接触释放表面移除的行动中扭曲)。已发现在接触释放表面上存在的在所有侧向方向对流动的微结构化物理屏障(与基本上平坦的接触释放表面相比)导致具有显著较高的高径比的预成形凸起(从而从其形成接合凸起)，如后面在实例1中详述的。也就是说，这种方法与使用相对平坦而光滑的接触释放表面相比往往提供更高更薄的接合凸起。这些接合凸起在凸起接合纤维基底的能力方面可以具有显著的优点。这些接合凸起还可以更容易地将凸起从接触释放表面中释放。在一个实施例中，本发明的接合凸起呈现约0.7或更大的高径比。在另一个实施例中，本发明的接合凸起呈现约1.0或更大的高径比。
微结构化部件的选择可以结合由其形成接触释放表面的材料的选择，以提供对于在其上的液体的流动和扩散特性的进一步控制。表面涂层还可以以相同目的施加到部件上。这些表面涂层还可以提高从接触释放表面移除硬化的预成形凸起的能力。
图3的扫描电子显微图中示出一个示例性非线性锥形微结构化的接触释放表面。图6a-6c的附图以及图7的SEM显微图中示出可用于本发明的方法中的其他示例性非线性微结构化的接触释放表面。
在上述用于热塑性预成形凸起(全文中也可称之为凸出)的方法中，优选的是使基部前表面与至少一些预成形凸起的末端固定包括通过加热或熔接来进行固定。
通过加热进行固定可以包括熔融预成形凸起或基部前表面的一个或另一个，取决于材料和压力等。优选地允许预成形凸起和基部前表面两者可能地熔融，并且从而熔接。粒子在熔接期间必须充分液化以合适地形成接触角，但必须仍然足够坚固，使得在接触释放表面上保持其棱角。优选的是，热塑性聚合物粒子在适于所选择聚合物的情况下具有介于1克/10分钟到90克/10分钟之间的熔融流动速率。
在以上方法的后续步骤中，通过加热进行固定包括将接触释放表面的温度保持在低于聚合物粒子或预成形凸起的软化温度，同时使基部前表面与至少一些预成形凸起的附接末端接触。基部背表面优选为通过使其经受受热的气体进行加热。然而，可使用诸如辐射或红外线(IR)加热之类的其它加热方法。如果使用受热的气体，则受热的基部背表面上的气体压力通常高于受热的基部前表面的压力(例如气体压力)，从而将受热的基部压贴至少一些预成形凸起的末端，以促进将其固定到基部上。可例如通过从接触释放表面的下面或基部前表面施加真空来增大压差。
本发明的另一目的是提供一种新型扣件产品，可通过以上方法容易地获得，具有对应优点。
本发明产品是一种用于与毛圈织物接合的扣件，具有前表面的片状基部，该前表面具有多个固体的，并且优选地大致为固体的或刚性的接合凸起。这些接合凸起具有顶端和附接末端(全文也可称之为支脚)。附接末端与基部前表面在固定部分接合。因为接合凸起固定到基部前表面上，基部和接合凸起可由不同材料或相同材料形成。从基部前表面突出的至少一个接合凸起可以形成具有由结构化接触释放表面建立的结构化表面。该顶部通常还(至少部分地)悬垂在基部上，其中悬垂部分还被称为边缘。
所形成的接合凸起顶部一般还具有与顶部接界的确定边缘。接合凸起还具有沿着边缘与顶部相遇的覆盖表面，该覆盖表面从顶部的边缘延伸到基部前表面处的接合凸起的附接末端。覆盖表面和顶面大致沿着整个边缘靠拢而形成锐角棱角。
在使用的过程中，接合凸起应当大致作为固定到基部(优选为柔性的)上的固体。如本文所用，当从外部看、但非直视时，接合凸起的完全凸出轮廓线在侧视图中是凸状的。悬垂边缘下表面或覆盖表面的完全凸面形状被认为是有益的，这是因为其使至少一个接合凸起具有相对较大的厚度。在至少一个接合凸起的至少一个侧视图中，覆盖表面优选为至少在其邻近边缘的一部分处完全凸出。此凸面形状向悬垂在基部上的边缘的边缘提供强度。如上所述，凸面形状还能有效地朝着基部向下引导接合纤维，从而减小接合凸起及其上粘附有这些接合凸起的基部上的扭矩负荷。在不同的优选实施例中，接合凸起在至少一个接合凸起的至少一个侧面上从顶部完全渐缩到基部前表面。
在覆盖表面的至少一个侧视图中，接合凸起可以为从凸起顶部到基部前表面的完全凸状或完全渐缩的。覆盖表面和接合凸起的顶面限定棱角。这些棱角有利地沿着边缘的整体并且可以具有介于约20°至约85°或约30°至约80°之间的角度。
基部前表面的材料可以与至少一个接合凸起覆盖表面(在此它们连接)的材料不同。可利用由不同材料构成的基膜和预成形凸起(如果需要使用相容层)来实现这种布置。如果基部前表面的材料比至少一个接合凸起的覆盖表面的材料更软(例如由不同肖氏硬度值来确定)，则是更有利的。
如果扣件基部在基部的平面内是可弹性延展的，且至少一个接合凸起覆盖表面的材料为非弹性体的，则对于某些应用也是有利的。该基部可包括弹性体材料，其包括弹性层压材料等。这可制得特别有益于例如尿布和缠绕带的弹性扣件产品。
本发明扣件还可形成在多种基材的表面上。这可以是如上所述的膜，但也可以是任何适当表面，例如如上所述用于第一种方法的织物、无纺布、金属薄片或箔片、模制塑料、纸、透气薄膜、层合物等。
示例性沉积方法的具体实施方式
参照图1示出的方法。采用本发明的第一子集方法，提供了作为聚合物粒子36的聚合物粉末颗粒。基部4薄片从适当来源装入系统。接触释放表面40设置在由两个驱动辊11驱动的释放输送带39上。接触释放表面40保持水平。接触释放表面可以具有如本文别处所描述的微结构化部件。
在运行周期开始时，水平接触释放表面40由热板24保持为高温。这可以在释放输送带39下面进行，尽管也可利用释放输送带顶侧上的附加热室。散射装置42用于将聚合物粒子36均匀地分散到移动接触释放表面40上。(可任选地，粒子分散到静止掩模31上，使掩模的固体区域相交下落粒子并且掩模的开口面积允许粒子以预定图案落在移动释放表面40上。)将粒子分配在接触释放表面40上，用以形成预成形凸起37。可在加热元件24之前冷却释放表面40。冷却对稍后保持预成形凸起37的接触角同样重要，且冷却可由在接触释放表面40之下受控制的温度的钢冷却板45来提供。将冷却预成形凸起44制成为固体，并适于与基部4的前表面20接触。基部4位于接触释放表面40上的预成形凸起44上方。基部4的前表面20接触预成形凸起44的末端。热空气鼓风装置23可固定在基部4的背表面3上方。热气体21被吹到基部4的背表面3上，同时释放输送带39和基部4共同保持为在侧向25移动。基部4的每一个点暴露于热空气一定时间而足以软化预成形凸起44的末端，并将这些末端固定到基部4的前表面20上。然后，由鼓风机12冷却基部。其上固定有接合凸起13的基部4从接触释放表面40分离并移除，然后卷绕在卷轴(未示出)上。
使用该方法形成的接合凸起13将具有包括微结构化部件的顶面(由接触释放表面的微结构化部件赋予)，使得边缘通常在所有方向悬垂在基部4上并且通常由角度基本上与接触角对应的边缘在整个周围接界。接合凸起的绝大部分在其每一个侧视图中将从微结构化的顶部到在基部4的前表面20处的附接末端完全渐缩(完全凸状)。
如本文别处所描述的其他沉积方法也是可以的。
实例
实例1：具有微结构化顶面的粒子的沉积方法
使用类似于在图1中所示的装置。提供接触释放表面(如图3所示)，包括具有锥形微结构化部件图案的镍板，该锥形微结构化部件包括相交的峰和谷。采用与美国专利No.4588258(以引用的方式并入本文)中所述方法类似的方式制备具有这些微结构的接触释放表面。接触释放表面涂布有与美国专利No.6376065(以引用的方式并入本文)中所述化合物类似的含氟苯并三唑化合物。接触释放表面呈现为可侧向移动的移动梭顶面上的水平薄片，从而模拟图1的连续带输送系统。
约80-200微米直径尺寸范围的高密度聚乙烯粒子(可以名称Rowalit N100-20得自瑞士苏黎世的Rowak AG)放入重力操作的散射装置(具有进料轮和下置筛网的料斗)中。
在运行周期开始时，位于输送梭下面的加热元件使水平接触释放表面达到约170℃的温度。梭子在散射装置下面以约0.17米/秒的速度侧向移动，该散射装置用于以约16g/m2的平均密度将聚合物粒子平均分散到加热的接触释放表面上。未使用掩模。粒子由接触释放表面的热量加热，从而保持软化或熔融成半液体状态。在粒子分配到释放表面上后几秒钟，它们形成如前所述的预成形凸起。然后，穿梭输送机用于在冷却板上方移动释放表面，并停止就位，从而将释放表面冷却到约70℃的温度。从而使预成形凸起成为固体，并适于与基膜的前表面接触。
提供包括基重为30g/m2的高密度聚乙烯膜的基膜。基膜位于接触释放表面上的预成形凸起的上方，使得基部前表面与预成形凸起的末端接触。固定在基膜背面上方约15mm处的热空气鼓风装置用于朝向基部背表面吹出实测温度约为600℃的空气。运送带有预成形凸起的释放接触表面和基膜的梭子以约0.17米/秒的速度在热空气鼓风装置下面侧向移动。由此，基底的每一个点短暂暴露于热空气(通常为1秒或更短)，使得基底足够软化而与预成形凸起的末端固定。这些末端还从该热度熔融到适当程度，以将预成形凸起熔接到基底上。然后，使具有附接凸起的基膜冷却。随后，将该基底与固定到其上的接合凸起一同从接触释放表面移除。
接合凸起如此形成以具有微结构化的顶面(如在图4a和4b中所示)。
比较例2：没有微结构化顶面的粒子的沉积
使用类似于在图1中所示的装置。接触释放表面设置为包括可以名称Chemglas 100-6得自匈牙利的
Figure G2008800064260D00191
kft的具有纹理化表面的聚四氟乙烯涂覆玻璃纤维幅材。接触释放表面40的表面能约为18.5mJ/m2。接触释放表面呈现为可侧向移动的梭子的顶面上的水平薄片，从而模拟图1的连续带输送系统。
约80-200微米直径尺寸范围的高密度聚乙烯粒子(以名称RowalitN100-20得自瑞士苏黎世的Rowak AG)放入重力操作的散射装置(具有进料轮和下置筛网的料斗)中。
在运行周期开始时，位于输送梭下面的加热元件使水平接触释放表面达到约170℃的温度。梭子在散射装置下面以约0.17米/秒的速度侧向移动，该散射装置用于以约16g/m2的平均密度将聚合物粒子分散到粒子沉积区域内的受热的接触释放表面上。粒子由接触释放表面的热量加热，从而得以软化或熔融成半液体状态。在将粒子分配到接触释放表面上数秒之后，它们形成预成形凸起。然后，释放表面在冷却板上方移动，并且停止就位，从而将接触释放表面冷却到约70℃的温度。由此，使预成形凸起成为固体，并适于与基膜的前表面接触。
所设置的基膜包括基重为74g/m2的聚丙烯薄膜(可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司、产品名为FL-3054)。基膜位于接触释放表面上的预成形凸起的上方，使得基部前表面与预成形凸起的末端接触。固定在基膜背面上方约15mm处的热空气鼓风装置用于朝向基部背表面吹出实测温度约为600℃的空气。运送带有预成形凸起的释放接触表面和基膜的梭子以约0.17米/秒的速度在热空气鼓风装置下面侧向移动。由此，基底的每一个点短暂暴露于热空气(通常为1秒或更短)，使得基底足够软化而与预成形凸起的末端固定。这些末端还从该热度熔融到适当程度，以将预成形凸起熔接到基底上。然后，使具有附接凸起的基膜冷却。随后，将该基底与固定到其上的接合凸起一同从接触释放表面移除。
分析
如图5所示，测量大量实例1和比较例2的样品的接合凸起的平均高度51和平均直径52(在顶部)。然后计算两种类型接合凸起的高径比并在表1中示出。
表1-钩头纵横比(钩高度与钩头直径)
  高径比
  比较例2   0.34
  实例1   0.76
本文引用的全部专利、专利公开和出版物中的每一个的全文均以引用方式并入本文中，如单独地以引用方式并入一样。所有的数字假定用术语“约”修饰。在不脱离本发明的范围的条件下，本发明的多种修改和更改对于本领域中的技术人员将是显而易见的，并且应当理解本发明并没有不当地限于本文示出的示例性实施例。

Claims (16)

1.一种能够接合合适的毛圈织物的钩扣件，包括：
基部基底，所述基部基底具有表面，所述表面具有大量接合凸起，所述接合凸起具有顶面和附接末端，其中所述附接末端在粘结处接合到所述基部基底的所述表面，并且其中至少一些所述接合凸起的所述顶面形成有相交的峰和/或谷结构。
2.根据权利要求1所述的钩扣件，其中至少一些所述峰结构为由谷结构围绕的离散的结构。
3.根据权利要求2所述的钩扣件，其中至少一些离散的峰结构在不同高度处由所述顶面的材料在三个或更多个侧面上限定。
4.根据权利要求1所述的钩扣件，其中至少一些所述谷结构为由峰结构围绕的离散的谷结构。
5.根据权利要求1所述的钩扣件，其中至少一些所述峰结构在一个或多个位置处相交。
6.根据权利要求1所述的钩扣件，其中至少一些所述谷结构在一个或多个位置处相交。
7.根据权利要求1所述的钩扣件，其中至少一些所述接合凸起的顶面是椭圆形形状。
8.根据权利要求1所述的钩扣件，其中所述顶面结构的高度为至少约20微米。
9.根据权利要求1所述的钩扣件，其中所述顶面结构的高度为至少约50微米。
10.根据权利要求1所述的钩扣件，其中至少一些所述接合凸起的顶面是非椭圆形形状。
11.根据权利要求1所述的钩扣件，其中至少一些所述接合凸起的顶面具有至少一个边缘，所述至少一个边缘具有限定至少约20度的角的覆盖表面。
12.根据权利要求1所述的钩扣件，其中至少一些所述接合凸起的顶面具有至少一个边缘，所述至少一个边缘具有限定至少约30度的角的覆盖表面。
13.一种能够接合合适的毛圈织物的钩扣件，包括：
基部基底，所述基部基底具有表面，所述表面具有大量接合凸起，所述接合凸起具有顶面和附接末端，其中所述附接末端在粘结处接合到所述基部基底，并且其中至少一些所述接合凸起的所述顶面包括非线性微结构化部件，并且其中具有非线性微结构化部件的所述接合凸起的平均高径比为约0.7或更大。
14.根据权利要求13所述的钩扣件，其中所述接合凸起的平均高径比为约1.0或更大。
15.根据权利要求13所述的钩扣件，其中所述非线性微结构化部件的高度为至少约20微米。
16.根据权利要求13所述的钩扣件，其中所述非线性微结构化部件的高度为至少约50微米。
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