CN117940039A - 粘扣及粘扣的制造方法 - Google Patents

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福原义行
野崎拓弥
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Abstract

本发明的粘扣(1)具有基部(10)和多个卡合元件(20),基部(10)及卡合元件(20)的至少一部分含有包含来源于植物的树脂的热塑性树脂,来源于植物的树脂具有5g/10min以上且30g/10min以下的MFR并具有800MPa以上且2300MPa以下的弯曲弹性模量,在俯视观察卡合元件(20)时,卡合头部(23)具备卡合头部(23)的至少一部分从杆部(22)的上端向外侧伸出的形状。由此,粘扣(1)能够具有能够与圈扣部件等卡合的多个卡合元件(20)。另外,与以往相比,能够减少使用来源于化石资源的树脂,减少对环境的负担。

Description

粘扣及粘扣的制造方法
技术领域
本发明涉及粘扣及粘扣的制造方法。
背景技术
粘扣目前被广泛用于多种多样的商品,例如,也多用于纸尿裤、婴幼儿的尿布套、保护手脚的关节等的护具、腰用束带(腰痛护带)、手套等的在身体上穿脱的商品。另外,现有的粘扣通常由来源于化石资源的合成树脂形成。
近年来,对于环境问题等的各种课题的关心变高,正在朝向达成可持续的开发目标努力。作为努力的方式之一,由于使用来源于化石资源的树脂被指出存在产生温室效应气体、因废弃后的垃圾导致环境污染、化石资源的枯竭的危险性等的问题,因此,推进了取代来源于化石资源的树脂而使用以可再生的生物资源为原料的来源于植物的树脂(有时也称为来源于生物的树脂)或可生物降解树脂的的研究。另外,估计会使来源于植物的树脂及可生物降解树脂的制造能力逐渐提高。
例如,关于形成钩扣的材料,在日本特表2014-533164号公报(专利文献1)中公开了也可以使用纤维素、生物聚合物等的来源于可再生生物的生物塑料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2014-533164号公报
发明内容
作为钩扣的材料,专利文献1中例示了生物塑料,但没有记载任何关于形成钩扣需要的生物塑料的物性及生物塑料的加工条件等的详细的信息。
另外,例如,作为形成粘扣的合成树脂,也研究了混合使用来源于植物的树脂或可生物降解树脂和来源于化石资源的树脂,但在该情况下,由于来源于植物的树脂或可生物降解树脂与来源于化石资源的树脂的物性的差异等,仅将两种不同的树脂简单混合,无法将粘扣的卡合元件成形为适当的形状。
本发明是鉴于上述课题提出的,其目的在于提供能够使用来源于植物的树脂来形成且具有能够与圈扣部件等卡合的多个卡合元件的粘扣及制造该粘扣的制造方法。
为了达成上述目的,由本发明提供的粘扣具有基部和设置于所述基部的一面的多个卡合元件,各卡合元件具有从所述基部向上方延伸的杆部及在所述杆部的上端一体地形成的卡合头部,所述基部及所述卡合元件的至少一部分含有包含来源于植物的树脂的热塑性树脂,所述来源于植物的树脂具有5g/10min以上且30g/10min以下的熔体流动速率,并且具有800MPa以上且2300MPa以下的弯曲弹性模量,在俯视观察所述卡合元件时,所述卡合头部具备所述卡合头部的至少一部分从所述杆部的上端向外侧伸出的形状。
优选的是,在本发明的粘扣中,所述卡合头部具有:朝向上方的头部顶端面;从所述头部顶端面的外周缘向下方倾斜或弯曲的外周侧面;以及配置在所述外周侧面与所述杆部的上端之间的头部背面,所述头部背面中的从所述杆部的上端延伸出的部分与从所述杆部的上端向下方延伸的假想线之间的背面角度为120°以下。
另外,优选的是,在所述热塑性树脂中,相对于100重量份的所述热塑性树脂,以25重量份以上100重量份以下的比例包含有来源于植物的聚乙烯。
此外,优选的是,所述热塑性树脂由来源于植物的聚乙烯和来源于化石资源的聚丙烯的混合物制成,所述来源于植物的聚乙烯相对于100重量份的所述热塑性树脂以25重量份以上且低于100重量份的比例包含在所述热塑性树脂中,所述来源于化石资源的聚丙烯具有5g/10min以上且60g/10min以下的熔体流动速率,并具有600MPa以上且2300MPa以下的弯曲弹性模量。
优选的是,在本发明的粘扣中,在所述卡合元件设有从所述卡合头部的外周缘部突出的至少一个微小爪部。
在该情况下,优选的是,所述微小爪部从所述卡合头部的所述外周缘部朝向所述基部下垂。
接下来,本发明提供的粘扣的制造方法是制造粘扣的制造方法,所述粘扣具有基部和设置于所述基部的一面的多个卡合元件,各卡合元件具有从所述基部向上方延伸的杆部及在所述杆部的上端一体地形成的卡合头部,所述制造方法包括如下工序:一次成形工序,通过使至少一部分含有包含来源于植物的树脂的热塑性树脂的材料熔融并供给,成形出具有所述基部和设置于所述基部的一面的多个一次元件的一次成形体;以及二次成形工序,通过按压所述一次元件的至少一部分使其变形,成形出在俯视观察时所述卡合头部的至少一部分从所述杆部的上端向外侧伸出的所述卡合元件,所述二次成形工序包括:使用至少具有具备加热源的上部辊的二次成形装置;通过使所述上部辊与所述一次元件接触,对所述一次元件进行加热并从上方对其进行按压;以及将所述上部辊的加热温度设定为比将所述热塑性树脂中包含的各合成树脂的融点加权平均得到的温度低18℃的温度以下。
优选的是,本发明中的粘扣的制造方法包括:将所述二次成形工序中的所述上部辊的加热温度设定为比将所述热塑性树脂中包含的各合成树脂的融点加权平均得到的温度低35℃的温度以上。
另外,优选的是,本发明的制造方法包括:使来源于植物的聚乙烯相对于100重量份的所述热塑性树脂以25重量份以上100重量份以下的比例包含在所述热塑性树脂中。
此外,优选的是,本发明的制造方法包括:利用来源于植物的聚乙烯和来源于化石资源的聚丙烯的混合物形成所述热塑性树脂。
此外,优选的是,本发明的制造方法包括:在所述一次成形工序中使用模轮成形出所述一次成形体成形,所述模轮包括设有从外周面贯穿至内周面的多个贯穿孔的外侧圆筒体、和与所述外侧圆筒体的内周面紧密接触地配置的内侧圆筒体,在所述内侧圆筒体的外周面设有多个凹部,所述外侧圆筒体的内周面中的至少一部分的所述贯穿孔的外周缘具有与所述内侧圆筒体的所述凹部重合的部分。
在该情况下,优选的是,本发明的制造方法包括:在所述一次成形工序中成形出至少具有通过所述所述外侧圆筒体的所述贯穿孔形成的一次杆部、和通过所述内侧圆筒体的所述凹部形成的一次微小爪部的所述一次元件;以及在所述二次成形工序中从所述一次微小爪部形成从所述卡合头部突出的微小爪部。
发明效果
根据本发明,能够提供使用来源于植物的树脂来形成且具有能够与圈扣部件等卡合的多个卡合元件的粘扣及其制造粘扣的制造方法。
附图说明
图1是示出本发明的实施例的粘扣的立体图。
图2是从机械方向观察图1所示的粘扣的卡合元件的主视图。
图3是示意性说明图1所示的制造粘扣的制造装置的示意图。
图4是示意性示出在图3所示的制造装置的一次成形装置配置的外侧圆筒体及内侧圆筒体的立体图。
图5是示意性示出由一次成形工序成形的一次成形体的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的优选的实施方式。需要说明的是,本发明不受以下说明的实施方式的任何限定,只要具有与本发明实质上相同的构成且具有相同的作用效果,就能够进行多样的变更。例如,在以下的实施例中,设置于粘扣的基部的卡合元件的个数、大小(粗细及高度)以及形成密度等没有特别限定,能够变更。
图1是示出本实施例的粘扣的立体图。图2是从机械方向观察粘扣的卡合元件的主视图。
需要说明的是,在以下的说明中,前后方向是成形为长条的粘扣1及一次成形体30的长度方向。另外,前后方向是沿着在粘扣1的制造工序中搬送粘扣1或一次成形体30的机械方向MD的方向。
左右方向是指与长度方向正交且沿着粘扣1中的基部10的平坦的上表面(第1面)的宽度方向。在该情况下,左右方向及宽度方向是沿着与机械方向MD正交的正交方向CD的方向。
上下方向是沿着与基部10的平坦的上表面正交的方向的高度方向(或基部10的厚度方向),另外,是与前后方向及左右方向正交的方向。在该情况下,将相对于基部10而卡合元件20突出的一侧的朝向设为上下方向的上侧,将其相反的朝向设为下侧。
本实施方式的粘扣1如后所述,使用具有图3所示的一次成形装置50及加热按压装置(二次成形装置)60的制造装置40,制造为在俯视观察粘扣1时呈在制造装置40的机械方向MD上长的矩形状。需要说明的是,粘扣1的长度尺寸(机械方向MD上的尺寸)及宽度尺寸(正交方向CD上的尺寸)没有特别限定,能够通过将粘扣1截断等任意变更。另外,粘扣1也可以在俯视观察时具有矩形以外的形状。
本实施方式的粘扣1由包含来源于植物的树脂的热塑性树脂形成。具体来说,在本实施方式中形成粘扣1的热塑性树脂是来源于植物的树脂和来源于化石资源的树脂的混合物。另外,来源于植物的树脂与来源于化石资源的树脂使用相互不同的种类的合成树脂。例如来源于植物的树脂优选使用来源于植物的聚乙烯。近年来,来源于植物的聚乙烯的制造及供给稳定,比较容易获得。另外,来源于植物的聚乙烯的开发不断进展,以密度、形态等不同的多种类型销售。因此,能够提高材料的选择的自由度。来源于化石资源的树脂优选使用来源于石油的聚丙烯。需要说明的是,也可以取代来源于石油的聚丙烯而使用来源于天然气的聚丙烯。
在此,来源于植物的树脂是以来源于生物的资源为原料得到的合成树脂,也被称为生物塑料。另外,关于合成树脂是来源于植物的树脂还是来源于化石资源的树脂,能够通过进行基于ASTM D6866的测定来判定。此外,通过该测定,还能够获得合成树脂中包含的来源于植物的树脂的比例。
在来源于植物的聚乙烯与来源于石油的聚丙烯混合的热塑性树脂中,在将作为该混合物的热塑性树脂设为100重量份的情况下,以25重量份以上且低于100重量份的比例包含有来源于植物的聚乙烯。另外,以大于0重量份且为75重量份以下的比例包含有来源于石油的聚丙烯。例如,在本实施方式中,形成粘扣1的热塑性树脂包含50重量份的来源于植物的聚乙烯和50重量份的来源于石油的聚丙烯。
需要说明的是,在本发明中,来源于植物的树脂也可以采用来源于植物的聚乙烯以外的树脂。来源于化石资源的树脂也可以采用来源于石油的聚丙烯以外的树脂。另外,形成粘扣1的热塑性树脂仅由来源于植物的树脂(100重量份的来源于植物的树脂)形成,而不由来源于植物的树脂与来源于化石资源的树脂的混合物形成。
关于粘扣1的材质,热塑性树脂中包含的来源于植物的树脂(在本实施方式中为来源于植物的聚乙烯)具有5g/10min以上30g/10min以下的熔体流动速率(以下,有时也简记为MFR),且具有800MPa以上2300MPa以下的弯曲弹性模量。热塑性树脂中包含的来源于化石资源的树脂(在本实施方式中为来源于石油的聚丙烯)具有5g/10min以上60g/10min以下的MFR,且具有600MPa以上2300MPa以下的弯曲弹性模量。需要说明的是,以在测定温度为190℃的情况下的数值表示上述的来源于植物的树脂的MFR的范围。以在测定温度为230℃的情况下的数值表示上述的来源于化石资源的树脂的MFR的范围。
本实施方式的粘扣1具有厚度薄的平板状的基部10、和设置于基部10的上表面的多个卡合元件20。基部10沿着粘扣1的制造工序中的机械方向MD形成得很长。基部10具有能够获得适当的强度的规定的厚度。基部10具有平坦的上表面(第1面)和配置在上表面的相反侧的平坦的下表面(第2面),基部10的上表面及下表面形成为相互平行。
多个卡合元件20以交错状的配置图案规则地排列设置于基部10的上表面。具体来说,卡合元件20通过沿着前后方向以规定的间距(间隔)来配置,形成卡合元件列21。多个卡合元件列21在左右方向上以规定的间隔来配置。多个卡合元件20在左右方向上彼此相邻的卡合元件列21之间使卡合元件20的位置在前后方向上错开1/2间距的大小,配置成交错或锯齿状。需要说明的是,在本发明中,卡合元件20的配置没有特别限定,例如,多个卡合元件20也可以以在前后方向和左右方向上排列的格子状的配置图案来配置,或者也可以随机配置。
各卡合元件20具有:从基部10的上表面立起的杆部22;一体地形成在杆部22的上端的圆盘状或碟状的卡合头部23;以及从卡合头部23的外周缘部朝向外侧稍微突出的两个微小爪部24。
杆部22从基部10的上表面向上方突出。杆部22具有随着接近基部10而与上下方向正交的截面的面积逐渐增大的圆锥台的形状或接近圆锥台的大致圆锥台的形状。需要说明的是,在本发明中,杆部22的形状不限定于圆锥台或大致圆锥台,也可以是例如四棱锥台这样的棱锥台、圆柱、四棱柱这样的棱柱或与其接近的形状。
卡合头部23经由边界部25一体地形成在杆部22之上。在该情况下,杆部22与卡合头部23的边界部25也可以改称为卡合元件20的弯曲部或杆部22的上端。卡合头部23的厚度(上下方向上的尺寸)较小,且在从上方侧观察卡合元件20的俯视观察时卡合头部23呈圆形。
在俯视观察卡合元件20时,由卡合头部23的外周缘形成的圆具有比由边界部25形成的圆大的直径,另外,将该边界部25的圆包含在半径向的内侧。在本实施方式中,卡合头部23在边界部25的整周上具有从边界部25朝向卡合头部23的径向的外侧伸出的形状。需要说明的是,在本发明中,卡合头部也可以形成为仅其一部分从边界部朝向卡合头部的径向的外侧伸出的形状。
如图2所示,卡合头部23具有朝向上方的头部顶端面23a、从头部顶端面23a的外周缘向下方倾斜或弯曲的外周侧面23b、以及从边界部25朝向外周侧面23b延伸的头部背面23c。卡合头部23的头部顶端面23a具备与基部10的上表面平行或大致平行地配置的平坦的面。头部背面23c配置在卡合头部23的外周侧面23b与边界部25之间。卡合头部23的外周侧面23b在卡合头部23的整个周向上形成在头部顶端面23a与头部背面23c之间。
头部背面23c以朝向基部10的方式配置在卡合头部23中的头部顶端面23a的背面(上下方向的相反侧)。另外,在从与上下方向正交的方向观察卡合元件20时,头部背面23c形成为平面或大致平面。需要说明的是,也可以在从与上下方向正交的方向观察卡合元件20时,头部背面23c形成为弯曲面或大致弯曲面。头部背面23c形成为包围杆部22的甜甜圈状或环状的形状。
在此,在从与上下方向正交的方向观察卡合元件20的情况(参见图2)下,在从卡合元件20的边界部25朝向下方延伸沿着上下方向的假想线26时,将头部背面23c的从边界部25延伸的部分与假想线26之间的角度规定为背面角度θ。本实施方式的卡合头部23具有其头部背面23c的背面角度θ成为120°以下的形状。
背面角度θ为120°以下(优选为90°以下),从而能够容易地将无纺布等的圈扣部件的圈扣钩挂于卡合头部23的背面。另外,能够容易地保持钩挂于卡合头部23的圈扣,并能够抑制圈扣轻易从卡合元件20脱落。由此,粘扣1能够易于相对于圈扣部件具备高的卡合强度(剥离强度)。另外,优选背面角度θ为70°以上。由此,能够易于使圈扣部件的圈扣进入卡合头部23的背面。
需要说明的是,在本发明中,卡合元件20的背面角度θ没有特别限定。另外,优选卡合元件20具有在卡合头部23的至少一部分中背面角度θ为120°以下的形状,此外,更加优选具有在卡合头部23的整周上背面角度θ为120°以下的形状。
在各卡合元件20设有从卡合头部23的外周缘部朝向外侧突出的左右一对微小爪部24。在俯视观察卡合元件20时,左右的微小爪部24以相互呈点对称的位置关系来配置,并且,从卡合头部23朝向卡合头部23的径向的外侧突出。在本实施方式的情况下,左右的微小爪部24从卡合头部23沿着左右方向(直径方向CD)朝向相互相反的方向突出。
另外,在卡合头部23中,头部顶端面23a的外周缘部具有与微小爪部24连接的区域和与外周侧面23b连接的区域。在头部顶端面23a的与微小爪部24连接的区域中,头部顶端面23a与微小爪部24连接,微小爪部24与在其下方形成的头部背面23c连接。在边界部25处的杆部22的外周缘部的整周上连接有头部背面23c。像这样,只要在卡合头部23的外周缘部配置有形成微小爪部24的区域和未形成微小爪部24的区域即可,微小爪部24的个数没有限制。
如图2所示,左右的各微小爪部24具有从卡合头部23的外周缘部趋向突出方向的前端部以接近基部10的方式斜下方下垂的形状。各微小爪部24形成为如下这种微小的尺寸,即,微小爪部24的与卡合头部23连接的基端部的爪宽度尺寸(爪侧壁面间的间隔)为从与上下方向正交的方向观察卡合元件20时的边界部25的长度的1/2以下,优选为1/3以下,更优选为1/5以下的大小。
通过在各卡合元件20上设有上述的微小爪部24,在使粘扣1与圈扣部件卡合时,由于与卡合元件20卡合的圈扣钩挂于微小爪部24,所以能够使得圈扣更加难从卡合元件20脱落。另外,通过使微小爪部24相对于卡合头部23形成得较小,能够使微小爪部24的设置对粘扣1的上表面侧的肤感或触感的影响抑制得很小。
接下来,说明制造上述实施方式的粘扣1的方法。
图1及图2所示的粘扣1使用图3所示的制造装置40来制造。该制造装置40具有进行一次成形工序的一次成形装置50、和对在一次成形工序中成形的一次成形体30进行按压而成形的二次成形工序的加热按压装置(二次成形装置)60。
一次成形装置50具有:向一个方向(在附图中为逆时针方向)驱动旋转的模轮(diewheel)51;与模轮51的周面相对配置并将熔融的合成树脂材料连续挤出(或流出)的供给喷嘴部55;以及与供给喷嘴部55相比配置在模轮51的旋转方向下游侧的拾取辊56。
模轮51包括成为模具的圆筒状的外侧圆筒体(外侧套筒)52、与外侧圆筒体52的内侧紧密接触地配置的圆筒状的内侧圆筒体(内侧套筒)53、以及使外侧圆筒体52及内侧圆筒体53向一个方向旋转的旋转驱动辊54。在旋转驱动辊54的内部设有使冷却液流通的未图示的冷却套。
在外侧圆筒体52上作为成形一次成形体30的后述的一次杆部32的型腔而形成有从外侧圆筒体52的外周面贯穿至内周面的多个贯穿孔52a。多个贯穿孔52a的形成位置与在要制造的粘扣1中配置卡合元件20的位置对应。各贯穿孔52a具有外侧圆筒体52的外周面处的圆形形成得比外侧圆筒体52的内周面处的圆形大的圆锥台或大致圆锥台的形状。
在内侧圆筒体53的外周面形成有多个凹槽部(凹部)53a。各凹槽部53a沿着与内侧圆筒体53的中心轴平行的方向(正交方向CD)以直线状且以熔融的合成树脂能够流入的大小凹陷设置。凹槽部53a沿着内侧圆筒体53的周向(机械方向MD)以规定的间隔形成。另外,内侧圆筒体53的凹槽部53a的至少一部分设置为,在组装号模轮51时与在外侧圆筒体52的内周面形成的贯穿孔52a的外周缘相交。需要说明的是,也可以在内侧圆筒体53的外周面设有形状及大小与凹槽部53a不同的多个凹部。
另外,模轮51也可以不具备内侧圆筒体53,而将外侧圆筒体52直接安装于旋转驱动辊54。在该情况下,外侧圆筒体52的内周面具备与贯穿孔52a的外周缘部连接的凹部。凹部以熔融的合成树脂能够流入的大小凹陷设置。或者,也可以在与外侧圆筒体52接触的旋转驱动辊54的表面形成凹部。旋转驱动辊54的凹部与外侧圆筒体52的内周面中的贯穿孔52a的外周缘部连接,且熔融的合成树脂能够流入。
拾取辊56具有从上下夹持由模轮51的外周面部成形的一次成形体30并对其进行拉伸的一对上侧夹持辊57及下侧夹持辊58。在上侧夹持辊57及下侧夹持辊58的各外周面部设有由聚氨酯弹性体等的弹性体形成的未图示的表面层。
加热按压装置60具有配置在拾取辊56的下游侧的上下一对按压辊(压延辊)61、62。上部按压辊61与下部按压辊62隔开规定的间隔相对配置。上部按压辊61与下部按压辊62间的间隔能够通过未图示的高度调节机构来调节。
上部按压辊61在内部具备未图示的加热源,形成为能够控制上部按压辊61的表面温度(加热温度)、即,能够将上部按压辊61的加热温度设定为需要的温度。需要说明的是,在本发明中,加热按压装置60只要如后述那样具有与一次成形体30的一次元件31接触并对一次元件31的至少一部分进行加热及按压的上部辊即可,加热按压装置60的构造没有特别限定。
在使用具有上述的一次成形装置50及加热按压装置60的制造装置40制造粘扣1的情况下,首先,使用一次成形装置50进行成形一次成形体30的一次成形工序。在该一次成形工序中,连续地从供给喷嘴部55向旋转的模轮51的外周面供给含有热塑性树脂的熔融材料。
在本实施方式中的一次成形工序中,作为从供给喷嘴部55向模轮51供给的供给材料,使用含有由来源于植物的树脂和来源于化石资源的树脂的混合物形成的热塑性树脂的材料。
详细说明供给材料所含有的热塑性树脂,在本实施方式中,如上所述,使用来源于植物的聚乙烯作为形成热塑性树脂的来源于植物的树脂,另外,使用来源于石油的聚丙烯作为来源于化石资源的树脂。在本实施方式中,在将热塑性树脂设为100重量份的情况下,热塑性树脂由50重量份的来源于植物的聚乙烯和50重量份的来源于石油的聚丙烯形成。
需要说明的是,在本实施方式中,来源于植物的聚乙烯与来源于石油的聚丙烯的混合比例能够变更,并无限定。另外,在改变树脂的混合比例的情况下,来源于植物的聚乙烯的比例优选在25重量份以上且低于100重量份的范围内变更。来源于石油的聚丙烯的比例优选在大于0重量份且为75重量份以下的范围内变更。
另外,在本实施方式中,形成粘扣1的材料除了热塑性树脂以外,也可以含有例如润滑剂及颜料等的添加物质。另外,也可以通过使用添加物质来调节来源于植物的树脂的MFR及来源于化石资源的树脂的MFR。在使用添加物质的情况下,在将热塑性树脂设为100重量份的情况下,优选使热塑性树脂以10重量份以下的比例含有添加物质。
在该情况下,形成热塑性树脂的来源于植物的聚乙烯具有5g/10min以上、30g/10min以下的MFR和800MPa以上、2300MPa以下的弯曲弹性模量。另外,来源于石油的聚丙烯具有5g/10min以上、60g/10min以下的MFR和600MPa以上2300MPa以下的弯曲弹性模量。
通过来源于植物的聚乙烯的MFR为5g/10min以上且来源于石油的聚丙烯的MFR为5g/10min以上,当在后述的二次成形工序中对一次元件31的上端部进行加热及按压时,能够使一次元件31的一部分易于以规定的加热温度软化变形。此外,能够易于在卡合头部23的外周缘部形成微小爪部24。
通过使来源于植物的聚乙烯的MFR为30g/10min以下且来源于石油的聚丙烯的MFR为60g/10min以下,当在二次成形工序中进行一次元件31的加热/按压时,能够抑制一次元件31产生急剧的变形,使卡合元件20的形状稳定。
通过使来源于植物的聚乙烯的弯曲弹性模量为800MPa以上且来源于石油的聚丙烯的弯曲弹性模量为600MPa以上,能够抑制一次元件31在二次成形工序中产生急剧的变形,使卡合元件20的形状稳定。而且,能够适当地确保卡合元件20的刚性,因此,能够防止因卡合元件20的刚性导致粘扣1的卡合强度(剥离强度)降低的情况。
通过使来源于植物的聚乙烯的弯曲弹性模量为2300MPa以下且来源于石油的聚丙烯的弯曲弹性模量为2300MPa以下,能够在二次成形工序中适当且迅速地使一次元件31变形。由此,能够以使卡合头部23的背面角度θ成为上述范围内的大小的方式稳定地形成卡合元件20。
在使用一次成形装置50的一次成形工序中,通过从供给喷嘴部55连续地以熔融状态供给上述的含有热塑性树脂的材料,成形于图5所示的多个一次元件31(有时也被称为临时元件)从基部10的上表面突出的一次成形体30。此时,从供给喷嘴部55供给的材料被加热为能够使来源于植物的聚乙烯和来源于石油的聚丙烯双方熔融的温度。另外,通过向模轮51供给该熔融的材料,而在供给喷嘴部55与模轮51之间沿着机械方向MD连续地形成基部10。此外,在成形基部10的同时,通过模轮51的外侧圆筒体52及内侧圆筒体53在基部10上一体地成形多个一次元件31。需要说明的是,一次成形装置也可以由从供给喷嘴部朝向例如相对置的两个模轮的间隙供给熔融的合成树脂材料的构造来形成。在该情况下,基部10形成在一对模轮之间,并且一次元件由设置于一个模轮的型腔来形成。
由一次成形装置50成形的一次成形体30具有薄板状的基部10和在基部10的上表面突出的多个一次元件31。一次成形体30的基部10直接成为粘扣1的基部10。一次元件31通过在二次成形工序中进行按压成形而变形为卡合元件20。各一次元件31具有从基部10立起的圆锥台或大致圆锥台状的一次杆部32、从一次杆部32的上表面向上方鼓出的棒状的肋部33、以及与肋部33一体地形成并向一次杆部32的外侧突出的两个突出部(一次微小爪部)34。需要说明的是,一次元件31也可以不具备从一次杆部32的上表面向上方鼓出的棒状的肋部33。在该情况下,一次元件31在一次杆部32的上端部具备从一次杆部32的外周缘部向外侧突出的两个突出部(一次微小爪部)34。
在一次元件31中,在一次成形工序中合成树脂从外侧圆筒体52的贯穿孔52a流入设置于内侧圆筒体53的凹槽部53a,进一步沿着凹槽部53a进入超过贯穿孔52a的部分,从而成形肋部33及突出部34。在该情况下,肋部33沿着正交方向CD局部地形成在一次杆部32的上表面。两个突出部34从肋部33的两端部向一次杆部32的外侧突出。
在一次成形工序中,含有热塑性树脂的熔融材料一边被模轮51的外周面保持来冷却一边旋转半周,从而成形出上述的一次成形体30。然后,一次成形体30由拾取辊56从模轮51的外周面部连续地剥离。
接下来,被从模轮51剥离的一次成形体30被朝向进行二次成形工序的加热按压装置60搬送,并被导入加热按压装置60的上部按压辊61与下部按压辊62之间。
在该二次成形工序中,一次成形体30的基部10由下部按压辊62从下方支承。另外,通过使上部按压辊61一边旋转一边与各一次元件31的上端部接触,而由上部按压辊61加热各一次元件31的至少上端部使其软化并从上方按压。由此,将一次元件31中的一次杆部32的上端部、肋部33、突出部34压溃并使其热变形,成形出卡合头部23和微小爪部24。
此时,将上部按压辊61的加热温度设定为比将热塑性树脂中包含的各合成树脂的融点加权平均得到的温度(以下,有时称为加权平均温度)低35℃的温度以上且比该加权平均温度低18℃的温度以下。即,在本实施方式的二次成形工序中,上部按压辊61的加热温度根据从供给喷嘴部55供给的材料的成分来设定为适当的温度。
例如,如上所述,在热塑性树脂包含50重量份的来源于植物的聚乙烯(融点为131℃)和50重量份的来源于石油的聚丙烯(融点为168℃)的情况下,将各热塑性树脂的融点加权平均后的温度为149.5℃。由于来源于植物的聚乙烯的融点低于来源于石油的聚丙烯的融点,因此,只要热塑性树脂中包含的来源于植物的聚乙烯的比例比来源于石油的聚丙烯的比例多,该加权平均温度就低于149.5℃。
因此,将上部按压辊61的加热温度设定为114.5℃以上且131.5℃以下。具体来说,本实施方式中的上部按压辊61的加热温度被设定为118℃(参照后述的实施例1)。在此,上部按压辊61的加热温度是由未图示的加热源加热的上部按压辊61的辊表面(外周面)上的温度。需要说明的是,在计算热塑性树脂的融点的加权平均温度时,在将热塑性树脂设为100重量份的情况下,不考虑以10重量份以下的比例包含的添加物质的融点。另外,各热塑性树脂的融点能够通过DSC测定来计算。
通过使上部按压辊61的加热温度为将各合成树脂的融点加权平均得到的温度比低35℃的温度以上,能够适当地加热一次元件31的上端部,顺畅地成形出卡合头部23及微小爪部24。此外,能够使卡合头部23中的头部背面23c的背面角度θ稳定地成为120°以下。通过使上部按压辊61的加热温度为比将各合成树脂的融点加权平均后的温度低18℃的温度以下能够防止上部按压辊61在与一次元件31接触时过度加热一次元件31,能够稳定地成形出具有卡合头部23的卡合元件20。
另外,在本实施方式中,由于作为粘扣1的材质,使用MFR及弯曲弹性模量被调节为规定的范围内的来源于植物的聚乙烯、和MFR及弯曲弹性模量被调节为规定的范围内的来源于石油的聚丙烯的混合物,因此能够适当地确保卡合元件20的强度。
通过进行上述的二次成形工序,来制造图1及图2所示的具有多个卡合元件20的粘扣1。进行二次成形工序得到的机械方向MD上为长尺寸的粘扣1由例如回收辊等卷绕为卷状并回收。另外,粘扣1也可以朝向未图示的截断部搬送,在由该截断部截断为规定的宽度尺寸及/或长度尺寸之后被回收。
在本实施方式的粘扣1中,由于稳定地形成至少具备杆部22和卡合头部23的多个卡合元件20,所以能够稳定地使圈扣部件卡合。另外,由于粘扣1含有作为来源于植物的树脂的来源于植物的聚乙烯,所以能够减少使用来源于化石资源的树脂、减少对环境的负担。此外,能够期待减少温室效应气体的排出量及抑制或防止环境污染等的效果。特别是,通过使粘扣1一并含有来源于植物的聚乙烯和来源于石油的聚丙烯,能够使粘扣1具有耐用的适当的强度,另外,能够抑制粘扣1的制造成本增加。
另外,在本实施方式的粘扣1中,在制造工序的二次成形工序中,将上部按压辊61的加热温度设定为比将各合成树脂的融点加权平均得到的温度低18℃的温度以下。由此,即使热塑性树脂中包含来源于植物的聚乙烯,也能够稳定地形成具有卡合头部23及微小爪部24的卡合元件20。因此,本实施方式的粘扣1能够使圈扣部件牢固地卡合。
此外,在本实施方式的粘扣1中,在制造工序的二次成形工序中,将上部按压辊61的加热温度设定为比将各合成树脂的融点加权平均得到的温度低35℃的温度以上。由此,能够在二次成形工序中使一次元件31稳定地热变形而形成卡合元件20。而且,由于能够使卡合头部23的背面角度θ稳定地成为120°以下,因此能够有效提高粘扣1相对于圈扣部件的卡合强度。
实施例
以下举出实施例跟具体地说明本发明。
(实施例1~实施例3)
作为实施例1~实施例3,使用在上述实施方式中说明的制造装置40制造粘扣1。在实施例1~实施例3中,作为从供给喷嘴部55向模轮51供给的供给材料,在将热塑性树脂设为100重量份的情况下,使用包含50重量份的来源于植物的聚乙烯、50重量份的来源于石油的聚丙烯及4重量份的颜料的材料。实施例1~实施例3中使用的来源于植物的聚乙烯与来源于石油的聚丙烯各自的融点通过DSC测定(日立High-TechScience制DSC7000X)算出。
在该情况下,所使用的来源于植物的聚乙烯具有20g/10min的MFR(测定温度为190℃)、1250MPa的弯曲弹性模量及131℃的融点。来源于石油的聚丙烯具有10g/10min的MFR(测定温度为230℃)、2000MPa的弯曲弹性模量及168℃的融点。另外,作为颜料,使用主成分为聚丙烯并含有氧化钛的白色的颜料。
另外,在以下的表1中一并示出实施例1~实施例3的各材料的成分及计算各材料中的“合成树脂的融点的加权平均温度”、二次成形工序中的“上部按压辊61的加热温度”、“加权平均温度的算出结果与上部按压辊61的加热温度之差”得到的结果。
如表1所示,在实施例1~实施例3中,通过使用彼此相同的材料进行一次成形工序来制作一次成形体30。然后,通过将上部按压辊61的加热温度设定为彼此不同的温度而对所得到的一次成形体30进行二次成形工序,来制造实施例1~实施例3的各粘扣1。
在制造各粘扣1之后,在与机械方向MD正交的方向上将所得到的粘扣1截断,从机械方向MD的一侧(前方侧)拍摄各粘扣1的卡合元件20。此外,从所拍摄的卡合元件20的图像观察各卡合元件20的形状,并测定卡合头部23的背面角度θ。以下的表1多次示出在实施例1~实施例3中测定的背面角度θ的值。
(比较例)
作为比较例,通过使用与实施例1~实施例3相同的材料进行一次成形工序来制作一次成形体30。然后,对所得到的一次成形体30进行将上部按压辊61的加热温度设定为比131.5℃(=“比合成树脂的融点的加权平均温度低18℃的温度”)高的133℃的二次成形工序,从而制造比较例的粘扣。
另外,在制造比较例的粘扣之后,与上述的实施例1~实施例3的情况同样地,观察卡合元件20的形状。
【表1】
观察实施例1~实施例3中的各卡合元件20的形状的结果为,在二次成形工序中的上部按压辊61的加热温度被设定为131.5℃(=“比合成树脂的融点的加权平均温度低18℃的温度”)以下的实施例1~实施例3的粘扣1中,卡合元件20具有大致圆锥台状的杆部22、一体形成于杆部22的上端的卡合头部23及从卡合头部23的外周面部突出的两个微小爪部24,在俯视观察卡合元件20时,确认到卡合头部23形成为其至少一部分从杆部22的上端向外侧伸出的形状。因此,可知实施例1~实施例3的各粘扣1能够顺畅地与圈扣部件卡合,另外,例如在将粘扣1用于纸尿裤的产品的情况下,粘扣1相对于圈扣部件能够确保适合产品使用的卡合强度。
此外,在将上部按压辊61的加热温度设定为比114.5℃(=“比合成树脂的融点的加权平均温度低35℃的温度”)高的温度的实施例1及实施例2的粘扣1中,确认到卡合元件20的背面角度θ为120°以下。因此,在实施例1及实施例2的粘扣1中,可知能够获得比背面角度θ大于120°的实施例3的粘扣1高的卡合强度。
另一方面,在将上部按压辊61的加热温度设定为高于131.5℃温度的比较例的粘扣1中,确认到未适当地形成从杆部22的上端向外侧伸出的形状的卡合头部23。因此,可知比较例的粘扣1无法与圈扣部件卡合或即使卡合也无法获得适于纸尿裤的产品使用的卡合强度。
附图标记说明
1粘扣
10基部
20卡合元件
21卡合元件列
22杆部
23卡合头部
23a 头部顶端面
23b 外周侧面
23c 头部背面
24微小爪部
25边界部
26假想线
30一次成形体
31一次元件
32一次杆部
33肋部
34突出部(一次微小爪部)
40制造装置
50一次成形装置
51模轮
52外侧圆筒体(外侧套筒)
52a贯穿孔
53内侧圆筒体(内侧套筒)
53a凹槽部(凹部)
54旋转驱动辊
55供给喷嘴部
56拾取辊
57上侧夹持辊
58下侧夹持辊
60加热按压装置(二次成形装置)
61上部按压辊
62下部按压辊
CD正交方向
MD机械方向
θ背面角度。

Claims (12)

1.一种粘扣,其具有基部(10)和设置于所述基部(10)的一面的多个卡合元件(20),各卡合元件(20)具有从所述基部(10)向上方延伸的杆部(22)和在所述杆部(22)的上端一体地形成的卡合头部(23),所述粘扣(1)的特征在于,
所述基部(10)及所述卡合元件(20)的至少一部分含有包含来源于植物的树脂在内的热塑性树脂,
所述来源于植物的树脂具有5g/10min以上且30g/10min以下的熔体流动速率,并具有800MPa以上且2300MPa以下的弯曲弹性模量,
在俯视观察所述卡合元件(20)时,所述卡合头部(23)具备所述卡合头部(23)的至少一部分从所述杆部(22)的上端向外侧伸出的形状。
2.根据权利要求1所述的粘扣,其特征在于,
所述卡合头部(23)具有:朝向上方的头部顶端面(23a);从所述头部顶端面(23a)的外周缘向下方倾斜或弯曲的外周侧面(23b);以及配置在所述外周侧面(23b)与所述杆部(22)的上端之间的头部背面(23c),
所述头部背面(23c)中的从所述杆部(22)的上端延伸出的部分与从所述杆部(22)的上端向下方延伸的假想线(26)之间的背面角度(θ)为120°以下。
3.根据权利要求1或2所述的粘扣,其特征在于,
在所述热塑性树脂中,相对于100重量份的所述热塑性树脂以25重量份以上且100重量份以下的比例包含有来源于植物的聚乙烯。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的粘扣,其特征在于,
所述热塑性树脂由来源于植物的聚乙烯和来源于化石资源的聚丙烯的混合物制成,
所述来源于植物的聚乙烯相对于100重量份的所述热塑性树脂以25重量份以上且低于100重量份的比例包含在所述热塑性树脂中,
所述来源于化石资源的聚丙烯具有5g/10min以上且60g/10min以下的熔体流动速率,并具有600MPa以上且2300MPa以下的弯曲弹性模量。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的粘扣,其特征在于,
在所述卡合元件(20)设有从所述卡合头部(23)的外周缘部突出的至少一个微小爪部(24)。
6.根据权利要求5所述的粘扣,其特征在于,
所述微小爪部(24)从所述卡合头部(23)的所述外周缘部朝向所述基部(10)下垂。
7.一种粘扣的制造方法,制造粘扣(1),所述粘扣(1)具有基部(10)和设置于所述基部(10)的一面的多个卡合元件(20),各卡合元件(20)具有从所述基部(10)向上方延伸的杆部(22)和在所述杆部(22)的上端一体地形成的卡合头部(23),所述制造方法的特征在于,包括如下工序:
一次成形工序,通过使至少一部分含有包含来源于植物的树脂在内的热塑性树脂的材料熔融并进行供给,成形出具有所述基部(10)和设置于所述基部(10)的一面的多个一次元件(31)的一次成形体(30);以及
二次成形工序,通过按压所述一次元件(31)的至少一部分使其变形,成形出在俯视观察时所述卡合头部(23)的至少一部分从所述杆部(22)的上端向外侧伸出的所述卡合元件(20),
所述二次成形工序包括:
使用至少具有上部辊(61)的二次成形装置(60),所述上部辊(60)具备加热源;
通过使所述上部辊(61)与所述一次元件(31)接触,对所述一次元件(31)进行加热并且从上方按压所述一次元件(31);以及
将所述上部辊(61)的加热温度设定为比将所述热塑性树脂中包含的各合成树脂的融点加权平均得到的温度低18℃的温度以下。
8.根据权利要求7所述的粘扣的制造方法,其特征在于,
将所述二次成形工序中的所述上部辊(61)的加热温度设定为比将所述热塑性树脂中包含的各合成树脂的融点加权平均得到的温度低35℃的温度以上。
9.根据权利要求7或8所述的粘扣的制造方法,其特征在于,包括:
使来源于植物的聚乙烯相对于100重量份的所述热塑性树脂以25重量份以上且100重量份以下的比例包含在所述热塑性树脂中。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的粘扣的制造方法,其特征在于,包括:
利用来源于植物的聚乙烯和来源于化石资源的聚丙烯的混合物形成所述热塑性树脂。
11.根据权利要求7~10中任一项所述的粘扣的制造方法,其特征在于,包括:
在所述一次成形工序中,使用模轮(51)成形出所述一次成形体(30),所述模轮(51)包括设有从外周面贯穿至内周面的多个贯穿孔(52a)的外侧圆筒体(52)、和与所述外侧圆筒体(52)的内周面紧密接触地配置的内侧圆筒体(53),在所述内侧圆筒体(53)的外周面设有多个凹部(53a),所述外侧圆筒体(52)的内周面中的至少一部分的所述贯穿孔(52a)的外周缘具有与所述内侧圆筒体(53)的所述凹部(53a)重合的部分。
12.根据权利要求11所述的粘扣的制造方法,其特征在于,包括:
在所述一次成形工序中成形出至少具有通过所述外侧圆筒体(52)的所述贯穿孔(52a)形成的一次杆部(32)、和通过所述内侧圆筒体(53)的所述凹部(53a)形成的一次微小爪部(34)的所述一次元件(31);以及
在所述二次成形工序中,从所述一次微小爪部(34)形成从所述卡合头部(23)突出的微小爪部(24)。
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