DE60031854T2

DE60031854T2 - Verfaren zur herstellung von haftverschlüssen mit teilen die unterschiedliche eigenschaften aufweisen

Info

Publication number: DE60031854T2
Application number: DE60031854T
Authority: DE
Inventors: Ernesto Bedford TACHAUER; J. Brian Rochester VANBENSCHOTEN
Original assignee: Velcro Industries BV
Current assignee: Velcro Industries BV
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: EP1196056B1; ATE345064T1; US6878332B2; US20010000547A1; EP1196056A1; AU4179400A; CA2366743A1; WO2000059326A1; CN1368856A; ES2274783T3; US6180205B1; JP2003517854A; EP1196056A4; KR20020045584A; CN100522001C; DE60031854D1; US20040043186A1; MXPA01009965A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Verschlüssen, insbesondere haken- und schlaufenartigen Verschlüssen.
Felder bzw. Arrays von geformten aufzunehmenden Befestigungs- bzw. Verschlußelementen, beispielsweise Haken, werden häufig einstückig bzw. integral mit einer lagen- bzw. blattförmiger Basis hergestellt, um eine blattförmige Verschlußkomponente zur Verfügung zu stellen. Diese Komponente kann dann mit einer ähnlichen Komponente eines aufnehmenden Verschlußelements in Eingriff gebracht werden, um einen "Haken- und Schlaufen"-Verschluß zur Verfügung zu stellen. Es ist wünschenswert, daß die Verschlußelemente eine gute Festigkeit und Zähigkeit besitzen, um einen starken Eingriff während einer wiederholten Verwendung des Verschlusses zur Verfügung zu stellen: Es ist andererseits wünschenswert, daß die blattförmige Basis relativ weich und flexibel ist, um es beispielsweise der Basis zu ermöglichen bzw. zu erlauben, sich mit einem Gewebegegenstand, an welchem sie befestigt ist, zu verbiegen und zu verhindern, daß die Kanten bzw. Ränder der blattförmigen Komponente ein unangenehmes Gefühl für den Träger bewirken.
WO-A-98/32349 beschreibt lagen- bzw. blattförmige Festlegungs- bzw. Verschlußglieder aus synthetischem Harz und Verfahren und Maschinen für ihre Herstellung. US-Patent 4,230,752 beschreibt ein künstliches Grasprodukt mit Stapelfasern, die einen definierten Elastizitätsmodul auf weisen. Die Fasern oder ein Produkt, das daraus gefertigt bzw. hergestellt ist, kann bzw. können ionisierender Strahlung ausgesetzt werden, um ein Vernetzen bzw. Quervernetzen zu fördern und einen Widerstand gegenüber Zigarettenabbrand zu erhöhen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung zielt auf ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten, kontinuierlich geformten Haftverschlußprodukts ab, wobei unterschiedliche Abschnitte unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen.
Die Erfindung kann einen Verschluß zur Verfügung stellen, der sowohl relativ harte dauerhafte Bereiche bzw. Regionen und relativ weichere flexiblere Bereiche aufweist. In der vorliegenden Erfindung ist bzw. wird ein derartiges Verschlußprodukt durch ein Ausbilden aus einem vernetzbaren Polymer einer Mehrzahl von geformten Verschlußelementen einstückig bzw. integral mit einer lagen- bzw. blattförmigen Basis und einem selektiven Vernetzen bzw. Quervernetzen von Bereichen des Polymers hergestellt, um die harten, dauerhaften Bereiche auszubilden. Die Bereiche, welche nicht vernetzt sind oder bis zu einem Grad vernetzt sind, der kleiner als jener des ersten Bereichs ist, verbleiben relativ weich und flexibel.
Die Erfindung zielt weiterhin auf einen Verschluß ab, beinhaltend ein blattförmiges Basisglied und sich davon nach außen erstreckend und einstückig bzw. integral mit dem Basisglied einer Mehrzahl von geformten Verschlußelementen. Wenigstens ein Abschnitt des Verschlusses beinhaltet ein vernetzbares bzw. quervernetzbares Polymer und ein erster Abschnitt des Verschlusses ist vernetzt und ein zweiter Abschnitt des Verschlusses ist nicht vernetzt oder bis zu einem Ausmaß vernetzt, das geringer als jenes des ersten Abschnitts ist. Die Befestigungs- bzw. Verschlußelemente haben einen Biegemodul, welcher wenigstens 25% höher als jener des Basisglieds ist.
Bevorzugte Ausbildungen beinhalten eines oder mehrere der folgenden Merkmale. Wenigstens einige der Verschlußelemente sind vernetzt. Das Basisglied ist nicht vernetzt. Das Basisglied hat einen Biegemodul von weniger als etwa 5.500 bar (80.000 Pfund) pro Quadratzoll (psi), noch bevorzugter 690 bis 4.100 bar (10.000 bis 60.000 psi), und die Verschlußelemente haben einen Biegemodul von mehr als 80.000 psi (5.500 bar), noch bevorzugter 5.500 bis 8.300 bar (80.000 bis 120.000 psi). Die Verschlußelemente haben einen Biegemodul, welcher wenigstens 50% höher als jener des Basisglieds ist. Die Basis hat eine Dicke von weniger als 0,38 Millimeter (0,015 Zoll), noch bevorzugter 0,025 bis 0,13 Millimeter) (0,001 bis 0,005 Zoll). Das vernetzbare Polymer ist gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Poly(ethylenterephthalat) (PET), Polyacrylate, Polyamide, thermoplastische Elastomere und Mischungen davon. Wenigstens einige der Verschlußelemente sind aufzunehmende Verschlußelemente, beispielsweise Haken. Die Haken sind vernetzt.
Die Erfindung zielt auf ein Verfahren zum Ausbilden eines Verschlußelements ab, beinhaltend (a) Bilden eines Verschlusses, umfassend ein lagen- bzw. blattförmiges Basisglied und eine Mehrzahl von geformten Verschlußelementen, die sich nach außen von und einstückig bzw. integral mit dem lagenförmigen Basisglied erstrecken, wobei wenigstens ein Abschnitt des Verschlusses aus einem vernetzbaren Polymer gebildet ist; und (b) Vernetzen bzw. Quervernetzen des vernetzbaren Polymers in einer Weise, so daß ein erster Abschnitt des Verschlusses vernetzt ist, während ein zweiter Abschnitt des Verschlusses nicht vernetzt verbleibt oder bis zu einem geringeren Ausmaß bzw. Grad vernetzt ist als der erste Abschnitt.
Bevorzugte Ausbildungen beinhalten eines oder mehrere der folgenden Merkmale. Schritt (b) wird unter Verwendung von Elektronenstrahlbestrahlung ausgeführt. Das vernetzbare Polymer ist ein thermoplastisches Elastomer, welches fähig ist, wenigstens 25% des Biegemoduls nach bzw. bei im wesentlichen vollständigem Vernetzen zu erhöhen. Der Verschluß ist vollständig aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet. Die Verschlußelemente sind Haken. Die Haken sind bzw. werden während Schritt (b) vernetzt. Wenigstens ein Abschnitt der Basis ist bzw. wird nicht während Schritt (b) vernetzt.
Die vorliegende Erfindung kann einen Verschluß zur Verfügung stellen, der sowohl relativ harte dauerhafte Bereiche bzw. Regionen als auch relativ weichere flexiblere Bereiche aufweist. Der Erfinder hat gefunden, daß ein derartiger Verschluß durch ein Ausbilden bzw. Bilden aus einem vernetzbaren Polymer einer Mehrzahl von geformten Verschlußelementen integral mit einer blattförmigen Basis und ein selektives Vernetzen von Bereichen des Polymers gebildet wird, um die harten, dauerhaften Bereiche auszubilden. Die Bereiche, die nicht vernetzt sind bzw. werden, verbleiben relativ weich und flexibel.
In vorteilhafter Weise können die harten und weichen Bereiche wie gewünscht positioniert werden, um einer speziellen Anwendung zu genügen. Somit sind bzw. werden in bestimmten Fällen, wo es gewünscht ist, daß die Verschlußelemente relativ steif und dauerhaft sind, während die Basis weich und flexibel ist, die Verschlußelemente bis zu einem gewünschten Grad vernetzt, während die Basis nicht vernetzt wird oder bis zu einem geringeren Grad als die Vernetzung der Verschlußelemente vernetzt wird. Alternativ können die Verschlußelemente aus einem ersten, relativ harten Polymer gebildet sein bzw. werden, und die Basis aus einem zweiten relativ weichen Polymer.
Bestimmte Aspekte der Erfindung erlauben auch die Ausbildung von Verschlußprodukten, die relativ dehnbare (d.h. gummiartige oder elastische) Basen und relativ steife oder starre Verschlußelemente besitzen. Derartige Produkte sind beispielsweise in Windelverschlüssen verwendbar, wo die Elastizität der Basis helfen kann, eine Eingriffsscherkraft auf die Verschlußelemente aufrecht zu erhalten.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus den Zeichnungen, der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen ersichtlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenquerschnittsansicht eines Verschlusses gemäß einer Ausbildung der Erfindung.
2 ist eine schematische Ansicht eines Verfahrens zur Herstellung eines Verschlusses gemäß 1. 2A ist eine vergrößerte schematische Ansicht des Abschnitts des Verfahrens von 2, der in einer Umrahmung A gezeigt ist.
3 ist eine schematische Ansicht eines alternativen Verfahrens zur Herstellung eines Verschlusses von 1.
Beschreibung von Ausbildungen
Bezugnehmend auf 1 beinhaltet ein Verschluß 10 eine Mehrzahl von Haken 12, welche einstückig bzw. integral mit einer lagen- bzw. blattartigen Basis 14 sind und sich von dieser erstrecken. Die Haken und die Basis sind aus demselben vernetzbaren Polymer ausgebildet. Die Haken 12 sind vernetzt bzw. quervernetzt, während die Basis 14 nicht vernetzt ist oder in einem geringeren Ausmaß als die Haken vernetzt ist. Als ein Ergebnis sind die Haken zäh bzw. hart und dauerhaft, während die Basis weich und flexibel ist.
Die Basis sollte ausreichend fest bzw. stark sein, um ihrer beabsichtigten Verwendung ohne Zerreißen oder eine andere Beschädigung zu widerstehen, während sie auch relativ dünn und flexibel sein sollte, um eine gute "Drapierung bzw. Faltenwurf" zu ergeben. Vorzugsweise ist die Basis weniger als 0,005 Zoll (0,13 Millimeter) dick, noch bevorzugter von etwa 0,001 bis 0,003 Zoll (0,025 bis 0,076 Millimeter) dick.
Die Haken haben einen signifikant höheren Biegemodul als die Basis, vorzugsweise wenigstens 25% höher und noch bevorzugter wenigstens 50% höher.
2 illustriert ein geeignetes Verfahren zum Ausbilden des Verschlusses, der in 1 gezeigt ist. Wie dies in 2 gezeigt ist, wird ein vernetzbares Polymer 16 durch einen Extruder 18 auf eine Walze bzw. Rolle 19 extrudiert, die hakenbildende Hohlräume 20 aufweist (beispielsweise wie dies im U.S. Patent Nr. 4,872,243 beschrieben ist, dessen Offenbarung hier inkorporiert bzw. aufgenommen ist), wodurch Haken 21 gebildet werden, die sich von einer Basis 22 erstrecken. Es ist festzuhalten, daß dieser Schritt lediglich als ein Beispiel gezeigt ist, und durch jedes gewünschte Verfahren eines Formens von Haken auf einer Basis ersetzt werden kann, beispielsweise die Verfahren, die in U.S. Patenten Nr. 4,894,060, 4,794,028 und 5,441,687 beschrieben sind, deren Offenbarungen hier durch Bezugnahme mitumfaßt bzw. aufgenommen sind.
Die resultierende hakentragende Basis 22 gelangt dann zu einer Vernetzungsstation A, die in weiterem Detail in 2A gezeigt ist. An der Vernetzungsstation A tritt die Basis 22 durch ein Bad eines inerten Abschirmfluids 24 durch, beispielsweise eine Lösung von Salzen aus Schwermetallen, wie Barium, oder ein gekühltes Bad aus flüssigem Quecksilber, während die Haken 21 über der Oberfläche 26 des Fluids verbleiben. Während die Basis 22 in dem Bad ist, werden die Haken einer Bestrahlung ausgesetzt (Pfeil E), beispielsweise Elektronenstrahlbestrahlung, was die Haken veranlaßt, zu vernetzen oder teilweise zu vernetzen. Wenn es gewünscht ist, daß die Basis der Haken flexibel verbleibt, können die Haken teilweise in das Bad gemeinsam mit der Basis eingetaucht werden.
Ein alternatives Verfahren ist in 3 gezeigt. In diesem Verfahren ist das Bad aus Abschirmfluid weggelassen und statt dessen tritt die hakentragende Basis 22 durch eine Serie von Walzen bzw. Rollen 28, 30, 32 durch. Die Anordnung der Walzen bewirkt, daß sich die Basis 22 um die Walzen 28 und 32 biegt, die gebogene Bereiche ausbildet. Elektronenstrahlen E1, E2, welche in der Maschinenrichtung (in der Ebene der Seite in 3) zeigen bzw. zielen, werden dann auf die gebogenen Bereiche gerichtet. Somit werden die Elektronenstrahlen die Haken ohne signifikantes Beeinflussen der Basis vernetzen. Falls gewünscht, können mehrere Walzen stromabwärts von der Walze 32 in einer ähnlichen Anordnung zur Verfügung gestellt werden, um mehrere gebogene Bereiche zur Verfügung zu stellen, auf welche eine Strahlung gerichtet werden kann.
Polymere, welche zur Verwendung in dieser Ausbildung der Erfindung geeignet sind, sind jene, welche geformt werden können, um Verschlußelemente auszubilden und welche nachfolgend selektiv vernetzt werden können, wie dies oben beschrieben ist. Geeignete Polymere beinhalten Polyvinylchlorid (PVC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Poly(ethylenterephthalat) (PET), Polyacrylate, Polyamide, thermoplastische Elastomere, beispielsweise HYTREL-Elastomere und PEBAX-Elastomere und Mischungen davon. Auf Polyester basierende thermoplastische Elastomere, beispielsweise HYTREL-Elastomere, und auf Polyether/Polyamid basierende thermoplastische Elastomere, beispielsweise PEBAX-Elastomere, sind bevorzugt. Zahlreiche dieser Polymere werden geeignete Vernetzungsagentien erfordern, um zu vernetzen, wenn sie an Strahlung ausgesetzt werden. Geeignete Vernetzungsagentien bzw. -mittel sind Fachleuten gut bekannt. Geeignete Polymere, welche Elektronenstrahl-Vernetzungsagentien enthalten, beinhalten thermoplastische Elastomere, welche von Zylon Corp., Monsey, NY 10952 unter dem Handelsnamen "ZYLON EBXL TPE" erhältlich sind. Das vernetzbare Polymer kann auch Additive, wie beispielsweise Füllstoffe, Stabilisie rungsmittel, Beschleuniger und dgl. enthalten, wie dies gut bekannt ist.
Ein Vernetzen kann unter Verwendung von verschiedenen Techniken, beispielsweise Elektronenstrahl oder Ultraviolettstrahlung, Wärme oder jeder anderen gewünschten Technik durchgeführt werden, die für das gewählte Polymer geeignet ist. Die Vernetzungsbedingungen werden basierend auf dem verwendeten Polymer und den gewünschten Eigenschaften ausgewählt.
Andere Ausbildungen sind innerhalb der Ansprüche. Beispielsweise können, während 1 Schlaufen ergreifbare hakenförmige Verschlußelemente zeigt, die Verschlußelemente von jeder gewünschten Form sein (beispielsweise Pilze, Schlaufen, multidirektionelle bzw. Mehrrichtungshaken oder Stifte). Der Haftverschluß kann auch andere angehobene bzw. erhabene Strukturen, wie beispielsweise Venen, Rippen bzw. Stege oder rippenstoppende Ausbildungen beinhalten, welche vorzugsweise selektiv mit den Verschlußelementen vernetzt sein sollten.
Darüber hinaus sind, während der in 1 gezeigte Haftverschluß eine nicht-vernetzte Basis und vernetzte Verschlußelemente beinhaltet, für andere Anwendungen andere Bereiche des Verschlusses vernetzt und nicht-vernetzt.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Haftverschlusses, wobei das Verfahren umfaßt: (a) das Bilden eines lagen- bzw. blattartigen Basisabschnittes (14, 22) aus einem vernetzbaren Polymer, (b) das Bilden einer Vielzahl von geformten Verschlußelementen (12, 21), die sich nach außen hin von und integral mit dem lagenartigen Basisabschnitt erstrecken, wobei die geformten Verschlußelemente aus dem vernetzbaren Polymer gebildet sind, und (c) das selektive Vernetzen eines ersten Teils des vernetzbaren Polymers, während ein zweiter Teil des vernetzbaren Polymers weniger vernetzt verbleibt als der erste Teil, wobei die Verschlußelemente einen Biegemodul aufweisen, der mindestens 25% höher als der des Basisgliedes ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt (c) mit Elektronenstrahlbestrahlung durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Polymer ein thermoplastisches Elastomer umfaßt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Haftverschluß weiter ein nicht-vernetzbares Polymer umfaßt.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei im wesentlichen sämtliches vernetzbare Polymer vernetzt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 4, weiter umfassend das Coextrudieren des vernetzbaren und nicht-vernetzbaren Polymers unter Bildung einer Lage bzw. eines Blatts von geschmolzenem Polymer, und in Schritt (a) das Bilden des Haftverschlusses aus der Lage bzw. dem Blatt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Haftverschluß im gesamten aus einem vernetzbaren Polymer gebildet wird und ein Teil des vernetzbaren Polymers, welcher dem ersten Abschnitt entspricht, selektiv in Schritt (b) vernetzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Verschlußelemente (12, 21) hakenartig sind.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die hakenartigen Verschlußelemente (12, 21) während Schritt (b) vernetzt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei mindestens ein Teil des Basisabschnitts (14, 12) während Schritt (b) nicht vernetzt wird.