DE69936412T2

DE69936412T2 - Wasserdichter Reissverschluss und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE69936412T2
Application number: DE69936412T
Authority: DE
Inventors: Stuart Guilford Press
Original assignee: Hoder Harold Woodbridge
Current assignee: Hoder Harold Woodbridge
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2019-09-25
Also published as: JP2008194533A; EP1629740A1; AU6276599A; WO2000018270A1; JP2018086360A; ATE359722T1; US6105214A; JP5213523B2; EP1150586A4; EP1150586A1; JP2002525143A; CA2345310C; DE69936412D1; TWI239820B; EP1150586B1; EP1629740B1; DE69935870D1; DE69935870T2; JP2014155863A; HK1041423A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen wasserbeständigen Reißverschluss.
Zahlreiche wasserbeständige Gegenstände, wie z. B. Hochleistungs-Oberbekleidung, Jacken, Mäntel, Hosen, Handschuhe, Rucksäcke, Wanderrucksäcke, Zelte und dergleichen, werden in einer breiten Vielfalt von Umgebungen und Anwendungen verwendet. Diese Gegenstände bestehen typischerweise aus einem wasserdichten oder wasserbeständigen Material, wie erwünscht, erfordern jedoch typischerweise auch Verschlüsse oder Reißverschlüsse wie z. B. Reißverschlüsse und dergleichen, die eine Leckquelle sein können.
Es wurden zahlreiche Vorschläge gemacht, um dieses Problem anzugehen. Beispiele solcher Anstrengungen umfassen die US-Patente Nrn. 4 888 859 , 5 386 616 und 5 444 898 .
Das US-Patent Nr. 4 888 859 , Morita, beinhaltet die Positionierung eines Füllkerns in Räumen oder Lücken, die durch Greifelemente eines Reißverschlusses definiert sind. Es wird behauptet, dass der Kern quillt, wenn er mit Wasser in Kontakt kommt, um den Eintritt von Flüssigkeit in das Kleidungsstück zu verhindern. Diese Art von Reißverschluss wurde auch mit einem hydrophoben Kern verwendet. Die Rückfläche des '859-Reißverschlusses ist mit einer Schicht aus Polyurethanharz lösungsbeschichtet.
Ein Problem bei dem '859-Verschluss besteht darin, dass der Verschluss mit der Polyurethanbeschichtung auf der inneren Oberfläche angeordnet werden muss, um die Beschichtung vor Abrieb und dergleichen zu schützen. Dies setzt leider die Verschlussstruktur oder die Spulen äußerem Verschleiß und Abrieb aus, kann das Aussehen des Reißverschlusses im Kleidungsstück beeinträchtigen und ergibt für Verbraucher nicht das Aussehen eines wasserbeständigen Verschlusses.
Wenn die Beschichtung innerhalb eines Kleidungsstücks oder Gegenstandes angeordnet ist, ist es ferner unerwünscht, an das Beschichtungsmaterial zu heften, da das Material eine unzureichende Haftung an den darunter liegenden Stringer-Bändern aufweist und diese Haftung nach dem Waschen abfällt.
Die Anordnung dieses Verschlusses so, dass die Beschichtung nach außen gewandt ist, führt jedoch auch zu Problemen, da die Beschichtung einem Abrieb nicht standhält, was zum Verlust der Leistung und zu einer Undichtheit führt.
Das US-Patent Nr. 5 386 616 , Norvell, beschreibt einen wasserbeständigen Verschluss, wobei eine wasserbeständige Beschichtung auf die Stringer-Bänder eines Reißverschlusses aufgebracht ist und sich auf eine wasserabweisende Behandlung für die tatsächliche Greiferstruktur verlassen wird. Leider wurde festgestellt, dass solche Behandlungen versagen, wenn sie Verschleiß, Abnutzung und Verschmutzung ausgesetzt werden. Daher ist der Reißverschluss von Norvell '616 nicht als primär wasserbeständig geeignet und zusätzliche Klappen oder andre Strukturen der Kleidungsstücke sind erforderlich. Ferner sind Verbraucher mit einem Wasserschutz, der nicht zu sehen ist, beunruhigt, und daher besteht ein geringer wahrgenommener Wert von unsichtbaren Barrieren wie z. B. einer Fluorkohlenstoffbehandlung und dergleichen.
Eine alternative Vorgehensweise ist im US-Patent Nr. 5 444 898 offenbart, das einen Reißverschluss offenbart, bei dem eine innere Klappe so angeordnet ist, dass sie hinter den tatsächlichen Greifern des Reißverschlusses verläuft, um einem Wassereinsickern durch diesen zu widerstehen, und eine zusätzliche Klappe so angeordnet ist, dass sie vor den Spulen der Verschlussstruktur verläuft. Obwohl diese Struktur zum Verbessern der Wasserbeständigkeit des Verschlusses dient, sorgen die zusätzlichen Klappen für eine Struktur, die lästig und voluminös sein kann, und ist daher zur Verwendung bei Gegenständen, bei denen die Flexibilität entscheidend ist, wie beispielsweise "Pit-Zips" von Hochleistungs-Oberbekleidung, unerwünscht.
Das Dokument US-A-4 596 065 beschreibt einen Reißverschluss gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es bleibt der Bedarf für einen einfachen und haltbaren Reißverschluss, der gegen den Durchtritt von Wasser beständig ist, während ein ansprechendes Aussehen aufrechterhalten wird, ohne den Bedarf für zusätzliche Klappen oder eine andere Struktur, und während ferner einem Durchbruch aufgrund von äußerem Abrieb standgehalten wird.
Daher ist es die Hauptaufgabe, einen wasserbeständigen Reißverschluss zu schaffen, der einen ausgezeichneten Widerstand gegen den Durchtritt von Wasser vorsieht.
Es ist eine weitere Aufgabe, einen solchen wasserbeständigen Reißverschluss zu schaffen, der gegen eine Beschädigung aufgrund von Abrieb und dergleichen beständig ist.
Es ist noch eine weitere Aufgabe, einen wasserbeständigen Reißverschluss mit einer wasserbeständigen Schicht zu schaffen, die eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Abrieb und Haftungsverlust aufweist.
Es ist noch eine weitere Aufgabe, einen wasserbeständigen Reißverschluss zu schaffen, der leicht in wasserbeständige Gegenstände oder Kleidungsstücke durch eine Vielfalt von Verfahren, einschließlich direkter Wärmeversiegelung ohne Befestigung, integriert werden kann.
Weitere Aufgaben und Vorteile erscheinen nachstehend.
Die Erfindung ist ein wasserbeständiger Reißverschluss gemäß Anspruch 1.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurden die vorangehenden Aufgaben und Vorteile leicht erreicht.
Ein wasserbeständiger Reißverschluss wird geschaffen, der ein Paar von Stringer-Bändern mit jeweils einer ersten und einer zweiten gegenüberliegenden Oberfläche und jeweils mit einer Reihe von Greiferelementen, die entlang Kanten der ersten Oberfläche angeordnet sind; und eine wasserbeständige Schicht auf der zweiten Oberfläche umfasst, wobei die wasserbeständige Schicht eine Haftung an den Stringer-Bändern von mindestens etwa 61 Pfund/Zoll aufweist.
Die wasserbeständige Schicht weist bevorzugter eine Haftung an den Stringer-Bändern von mindestens 10 Pfund/Zoll auf.
Vorteilhafterweise kann die Polyurethanschicht einem signifikanten Abrieb, mindestens etwa 200 Stoll-Abriebzyklen, ohne Perforation standhalten, wodurch ein Reißverschluss geschaffen wird, der in Kleidungsstücken angeordnet werden kann, wobei die Polyurethanschicht nach außen gewandt orientiert ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung folgt mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine Schnittansicht eines Reißverschlusses ist;
2 eine schematische Seitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung eines Reißverschlusses ist;
3 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines Reißverschlusses mit einer Darstellung eines Schneidschritts gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist;
4 schematisch ein alternatives Verfahren zum Aufbringen einer festen wasserbeständigen Schicht darstellt;
5 einen vergrößerten Abschnitt eines Reißverschlusses gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
6 ein Nebeneinandervergleich eines Reißverschlusses im Vergleich zu einem Reißverschluss gemäß dem Stand der Technik ist, und die Polyurethanbeschichtung oder -schicht zeigt, nachdem sie einem Stoll-Abriebtest mit 1100 Zyklen unterzogen wurde;
7 eine Vergrößerung der Darstellung von 6 ist, die mehr Detail der abgeriebenen Abschnitte zeigt; und
8 eine Probe zeigt, die 8000 Abriebzyklen unterzogen wurde und in einem ausgezeichneten Zustand bleibt.
Genaue Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf einen wasserbeständigen Reißverschluss, insbesondere auf einen Reißverschluss, der beim Widerstand gegen einen Durchtritt von Wasser und dergleichen wirksam ist und der leicht in Verschlüssen von wasserbeständigen Gegenständen ohne den Bedarf an Dichtungsklappen oder wasserabsorbierenden Dochten oder Kernen angeordnet werden kann und der eine wasserbeständige Polyurethanschicht aufweist, die gegen Abrieb und dergleichen äußerst beständig ist und eine sehr haltbare Befestigung am Gewebe der Stringer-Bänder aufweist. Dies ermöglicht, dass der Reißverschluss so angeordnet wird, dass die wasserbeständige Schicht in einem wasserbeständigen Gegenstand oder Kleidungsstück nach außen gewandt ist, falls erwünscht.
1 zeigt eine Schnittansicht eines Reißverschlusses 10. Der Reißverschluss 10 umfasst eine Reißverschlussstruktur 12 und Stringer-Bänder 14, 16 mit jeweils entgegengesetzten Oberflächen 18, 20. Eine Greifer- oder Spulenstruktur 22 der Reißverschlussstruktur 12 ist an den Kanten der entgegengesetzten Oberflächen 18 beispielsweise unter Verwendung von Maschen 48 befestigt. Der Reißverschluss 10 gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt an die Oberflächen 20 der Stringer-Bänder 14, 16 laminiert eine Lage, einen Film oder eine Schicht 26 aus wasserbeständigem Material, vorzugsweise eine Polyurethanschicht.
Die Polyurethanschicht wird vorzugsweise an die Stringer-Bänder 14, 16 als feste Lage laminiert, übertragungsbeschichtet oder übertragungslaminiert und mit einer Schnittlinie 42 versehen, um eine Trennlinie für die Schicht 26 zu schaffen, die im Wesentlichen mit der Trennlinie 44 der Stringer-Bänder 14, 16 zusammenfällt. Die Schicht 26 und die Schnittlinie 42 werden vorzugsweise so vorgesehen, dass Abschnitte 50 der Schicht 26 jeweils mit Stirnflächen 52, 54 geschaffen werden, die in der Art angemessen quadratisch sind, um einen Kontakt oder fast einen Kontakt zwischen den Stirnflächen 52, 54 zu schaffen, der vorteilhafter Weise zum Schaffen einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Wasserdurchdringung dient.
Diese Struktur des Reißverschlusses 10 ist insofern besonders vorteilhaft, als der Befestigungsprozess eine Schicht 26, die an die Stringer-Bänder 14, 16 laminiert ist, mit ausgezeichneter Haftfestigkeit und Beständigkeit gegen Abrieb bereitstellt, während ein flexibler, weicher und nachgiebiger Verschluss aufrechterhalten wird. Diese Haftfestigkeit und Abriebbeständigkeit ermöglichen vorteilhafterweise, dass der Reißverschluss 10 so angeordnet wird, dass die Schicht 26 so orientiert ist, dass sie an einem Gegenstand oder Kleidungsstück nach außen gewandt ist, um die Greiferelemente 22, Fäden 48 und Stringer-Bänder 14, 16 vor dem Aussetzen dem äußeren Verschleiß und der Abnutzung abzuschirmen. Dies ist sowohl von einem Leck- als auch Verschleißstandpunkt vorteilhaft und kann unter Verwendung von herkömmlich aufgebrachten Beschichtungen oder Schichten, die durch normalen Verschleiß und normale Abnutzung schnell unwirksam gemacht werden oder zu dick sind und auf Grund eines hohen Reibungskoeffizienten zu einem Verschluss führen, der nicht ausreichend flexibel oder leicht betätigbar ist, praktisch nicht durchgeführt werden. Diese Orientierung des Reißverschlusses 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht ferner eine vollständige Beseitigung von zusätzlichen Verschlussklappen und dergleichen, die lästig zu verwenden sind und die Flexibilität entlang des Reißverschlusses 10 sowie die Flexibilität des Kleidungsstücks insgesamt verringern können. Der erfindungsgemäße Reißverschluss 10 mit der laminierten Schicht 26 aus Polyurethan ist gegenüber Strukturen, wie z. B. der im vorstehend genannten US-Patent Nr. 4 888 859 offenbarten, in der angenommen wird, dass Polyurethan auf das Stringer-Band lösungsbeschichtet wird, insofern vorteilhaft, als die laminierte Schicht 26 gemäß der vorliegenden Erfindung eine merklich größere Haftfestigkeit an den Stringer-Bändern 14, 16 besitzt und ferner eine ausgezeichnete Abriebbeständigkeit im Vergleich zu einer solchen Lösungsbeschichtung aufweist.
Die Laminierung einer festen Lage aus wasserbeständigem Material auf die Stringer-Bänder 14, 16 sorgt auch vorteilhafterweise für eine gleichmäßige Bedeckung der Maschen 48, die unter Verwendung eines Lösungsbeschichtungsprozesses häufig unzureichend bedeckt werden. Ferner ist der Ort solcher Maschen häufig der Bereich, in dem der Abrieb zuerst in die wasserbeständige Schicht eindringt, wodurch ein kritisches Element der ganzen Vorrichtung freigelegt wird. Die Beschädigung an der Masche 48, die sich durch Freilegen durch eine abgeriebene wasserbeständige Schicht ergeben kann, kann zu einer Trennung der Greiferelemente 22 von den Stringer-Bändern 14, 16 führen, wodurch die Wirksamkeit des Reißverschlusses 10 vollständig zerstört wird.
Wie nachstehend demonstriert wird, weist die laminierte Beschichtung 26 vorteilhafterweise eine Haftfestigkeit, wie durch den Federal Test Standard 191A, Verfahren Nr. 5970, gemessen, von mindestens etwa 0,107 kp/mm (6 Pfund pro Zoll) Breite von Wärme- oder HF-Dichtungs-Abschälhaftung und bevorzugter mindestens etwa 0,178 kp/mm (10 Pfund pro Zoll) Breite, am meisten bevorzugt mindestens etwa 0,446 kp/mm (25 Pfund pro Zoll) Breite auf. Eine solche Haftung wird an einer Stelle gemessen, die nicht mit der Spulenstruktur 22 übereinstimmt, und ist eine merkliche Verbesserung gegenüber den lösungsbeschichteten Strukturen des Standes der Technik, die bei einer Haftfestigkeit von weniger als 0,107 kp/mm (6 Pfund pro Zoll) Breite delaminieren.
Ferner weist die laminierte Schicht 26 eine ausgezeichnete Abriebbeständigkeit auf. Wie nachstehend demonstriert wird, widersteht die erfindungsgemäße laminierte Schicht 26 leicht über 1000 Zyklen eines Stoll-Abriebtests (Federal Test Standard 191A, Verfahren Nr. 5302) ohne irgendeinen signifikanten Verlust an struktureller Integrität, während Beschichtungen des Standes der Technik merklichen Verschleiß und Perforation nach nur 200 Zyklen zeigen. Die laminierte Schicht 26 wird an dem Gewebe der Stringer-Bänder 14, 16 in einer solchen Weise befestigt, dass sich wiederholtes Waschen nicht signifikant auf die Haftfestigkeit oder Abriebbeständigkeit auswirkt, wodurch ein Reißverschluss geschaffen wird, bei dem die Polyurethanoberfläche auswärts angeordnet und normalem Verschleiß und normaler Abnutzung ausgesetzt werden kann, ohne dass sie Probleme wie z. B. frühen strukturellen Ausfall der wasserbeständigen Schicht darstellt, und ferner ohne dass die Schicht beschädigt oder beeinflusst wird, so dass sie ein unerwünschtes Aussehen aufweist.
Wie hierin verwendet, sind die Abriebzyklen, auf die Bezug genommen wird, Abriebzyklen unter Verwendung eines Stoll-Abriebtesters, der mit einem ungebleichten Baumwollsegeltuchmaterial Nr. 8 mit einem Gewicht von etwa 18 Unzen pro Quadratyard und einer ungefähren Fadenzahl von etwa 44 × 30 Fäden pro Zoll als Abriebmittel arbeitet, wobei die Probe getestet wird, während sie in eine aufblasbare Blase mit ungeschlitzter Polyurethanschicht integriert ist und wobei ungefähr der mittlere dritte Teil der beschichteten Seite des Reißverschlusses dem Abriebmittel ausgesetzt ist. Die Probe wird in der Maschine in der Kettfadenrichtung und mit einem Gewicht von einem Pfund am Kopf der Abriebvorrichtung orientiert. Ein solcher Abriebtest wird im nachstehenden Beispiel weiter dargestellt. Ein geeignetes Abriebmittel kann von Burcott Mills in Chicago, Illinois, erhalten werden.
Die Reißverschlussstruktur 10 umfasst eine Schicht 26, die auf Stringer-Bänder 14, 16 mit ausreichender Haftfestigkeit laminiert ist, so dass, wenn diese Struktur einem Hafttest wie z. B. dem Verfahren 5970 des Federal Test Method Standard Nr. 191A unterzogen wird, die Polyurethanbefestigung am Gewebe der Stringer-Bänder eine höhere Festigkeit aufweist als die Integrität oder Materialstärke der eigentlichen Stringer-Bänder, und daher in Abhängigkeit von der Festigkeit des Bandmaterials unter diesem Test ein Ausfall durch das Stringer-Bandmaterial und nicht entlang der Befestigung zwischen dem Polyurethan und den Stringer-Bändern auftritt.
Die innere Oberfläche oder nicht beschichtete Oberfläche 18 der Stringer-Bänder 14, 16 kann mit wasserabweisenden Behandlungen wie z. B. Fluorkohlenstoffbehandlungen behandelt werden, falls erwünscht. Dies kann die Bereitstellung eines durch und durch wasserbeständigen Gegenstandes unterstützen. Eine Langzeit-Wasserbeständigkeit wird jedoch trotzdem hauptsächlich durch die wasserbeständige Schicht 26 bereitgestellt.
In Anwendungen, in denen der Reißverschluss flexibel sein muss, beispielsweise wenn er als "Pit-Zip" verwendet wird oder anderswo in einem Hochleistungs-Oberbekleidungsstück angeordnet wird, muss die Reißverschlussstruktur ausreichend flexibel bleiben, so dass sie die freie Bewegung des Trägers des Kleidungsstücks nicht stört. Ein geeigneter Reißverschluss für einen Reißverschluss Nr. 5 weist eine Flexibilität, wie durch einen Clark-Steifheitstest gemessen, von weniger als oder gleich etwa 30 cm, bevorzugter weniger als oder gleich etwa 25 cm auf, wie im Federal Test Method Standard 191A, Verfahren 5204, dargelegt.
Mit Bezug auf 2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Reißverschlusses 10 schematisch dargestellt. Wie gezeigt, wird eine Reißverschlussstruktur 12, die typischerweise zwei Stringer-Bänder 14, 16 (siehe 3) mit jeweils entgegengesetzten Oberflächen 18, 20 umfasst, und mit einer Greiferstruktur 22 wie z. B. Spulen, Zähnen, Knöpfen und dergleichen, die unter Verwendung eines Gleitelements (nicht dargestellt) in Eingriff gebracht und gelöst werden können, um die Stringer-Bänder 14, 16 zu verbinden, wie erwünscht, bereitgestellt.
Die Reißverschlussstruktur 12 kann geeigneterweise so vorgesehen sein, dass sie Stringer-Bänder 14, 16 aufweist, die in einer im Wesentlichen parallelen Konfiguration angeordnet sind, wobei eine Greiferstruktur 22 an einer entgegengesetzten Oberfläche 18 davon oder entlang innerer Kanten der Bänder 14, 16 angeordnet ist. Die Reißverschlussstruktur 12 kann beispielsweise von einer Rolle 24 einer geeigneten Reißverschlussstruktur geliefert werden, wie schematisch in 2 gezeigt.
Immer noch mit Bezug auf 2 wird eine Lage oder Schicht einer wasserbeständigen Schicht, vorzugsweise einer Polyurethanschicht, geliefert und an gegenüberliegenden Oberflächen 20 von Stringer-Bändern 14, 16 befestigt oder an diese laminiert, um die gewünschte wasserbeständige Reißverschlussstruktur 10 bereitzustellen.
Wie in 2 gezeigt, wird eine Polyurethanschicht 26 vorzugsweise beispielsweise von einer Rolle 28 geliefert und in Richtung einer Laminierstation 30 zugeführt, wo sie an die Reißverschlussstruktur 12 laminiert oder an dieser befestigt wird. Vor dem Erreichen der Laminierstation 30 kann eine Oberfläche der Polyurethanschicht 26 beispielsweise an der Station 32 behandelt werden, um einen Polyurethanklebstoff oder ein Befestigungsmaterial auf der mit der gegenüberliegenden Oberfläche 20 der Reißverschlussstruktur 12 in Kontakt zu bringenden Oberfläche der Polyurethanschicht vorzusehen, die dann an der Laminierstation 30 leicht aneinander laminiert werden können.
Die Haftung der vorliegenden Erfindung kann, falls erwünscht, durch Aufbringen eines Befestigungsmittels oder von heißschmelzendem Klebstoff auf die Polyurethanschicht vor der Laminierung bereitgestellt werden.
Mit Bezug auf 4 ist ein Übertragungslaminierungsverfahren, das zum Aufbringen einer wasserbeständigen Schicht auf Stringer-Bänder eines Reißverschlusses verwendet werden kann, dargestellt. Wie gezeigt, sind Presswalzen oder Laminierwalzen 34, 36 wie in der Ausführungsform von 2 vorgesehen und eine Reißverschlussstruktur 12 wird den Walzen 34, 36 zugeführt, wie vorher erörtert. In dieser Ausführungsform wird eine wasserbeständige Schicht durch Zuführen einer Lage aus Papier oder einem anderen geeigneten Material zu den Presswalzen 34, 36, die die gewünschte Schicht aus Polyurethan oder einem anderen wasserbeständigen Material trägt, geliefert. Auf diese Kombination von Polyurethan und Papier ist in 4 durch das Bezugszeichen 27 verwiesen. Die Struktur 27 wird derart zugeführt, dass die Polyurethanschicht der Reißverschlussstruktur 12 zugewandt ist, während sie durch die Walzen 34, 36 läuft, und während des Walzens wird das Polyurethan von der Papierstruktur 27 auf die Reißverschlussstruktur 12 überführt, wie gewünscht. Wie in 4 gezeigt, verlässt eine Papierlage 29 ohne Polyurethan die Walzen 34, 36 ebenso wie der laminierte Reißverschluss 38, wie gemäß der vorliegenden Erfindung gewünscht. Eine oder beide der Walzen 34, 36 kann bzw. können mit einer Nut versehen sein, die mit der Spulenstruktur 22 zusammenfällt, um einen direkten Laminierungsdruck auf der Spulenstruktur 22 zu vermeiden oder zu verringern.
Die laminierte oder beschichtete Struktur 38 kann anschließend einer Schneid- oder Schlitzstation 40 wie bei der Ausführungsform von 2 zugeführt werden, falls erwünscht. Ein solches Schneiden wird jedoch vorzugsweise in einem separaten Prozess ausgeführt. 2 und 4 zeigen dieses Schneiden nur der Einfachheit halber in einer Line. Ein Härtungsschritt kann nach dem Laminieren auch erwünscht sein und könnte an der Station 40 oder in irgendeiner anderen zweckmäßigen Weise durchgeführt werden.
In dieser Weise kann die Polyurethanschicht direkt auf die Gewebe-Stringer-Bänder 14, 16, insbesondere auf gegenüberliegende Oberflächen 20 davon, in einer Weise laminiert werden, die eine sehr haltbare, abriebbeständige, dünne und flexible Polyurethanbeschichtung auf der Oberfläche 20 bereitstellt. Diese Schicht 26 aus Polyurethan weist auch eine ausgezeichnete Haftung an der Oberfläche 20 auf, die einer Delaminierung selbst nach mehreren Waschgängen standhält. Falls erwünscht, können zusätzliche Schichten aus Polyurethan und dergleichen leicht auf den anfänglichen Polyurethanschichtüberzug laminiert werden, um den wasserbeständigen Reißverschluss 10 mit zusätzlichen Eigenschaften zu versehen, falls erforderlich.
Mit Rückbezug auf 1 ist es gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Schicht oder der Film 26 aus wasserbeständigem Material so vorgesehen wird, dass er im Wesentlichen über sowohl den inneren Kanten der Stringer-Bänder 14, 16 als auch den Greiferspulen 22 liegt. Dies wird durch Laminieren einer festen Lage oder Schicht aus Polyurethan oder einem anderen wasserbeständigen Material auf die gewünschte Oberfläche 20 der Stringer-Bänder 14, 16 und anschließend Bilden eines Schnitts entlang der Linie 42, wo es dargestellt ist, leicht bewerkstelligt. Nach einer beträchtlichen Verwendung kann sich schließlich ein kleiner Spalt zwischen den Oberflächen 52, 54 des Polyurethanmaterials 26 entwickeln. Ein solcher Spalt ist jedoch typischerweise geringer als etwa 0,5 mm und wirkt sich nicht auf die korrekte Funktion der Polyurethanschicht 26 gemäß der vorliegenden Erfindung aus.
Mit Bezug nun auf 5 wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weiter dargestellt und beschrieben. Wie vorstehend dargelegt, kann es erwünscht sein, die Schicht 26 als Mehrschichtstruktur bereitzustellen. 5 zeigt die Schicht 26 mit einer inneren Schicht 60, die so angeordnet ist, dass sie mit den Stringer-Bändern 14, 16 in Kontakt steht, und einer äußeren Schicht 62, die so angeordnet ist, dass sie von den Stringer-Bändern 14, 16 abgewandt ist. Die innere Schicht 60 kann gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein niedrig schmelzendes Material, beispielsweise mit einer Shore-A-Härte von weniger als oder gleich etwa 82 PTPU sein, während die äußere Schicht 62 als abriebbeständige Schicht vorgesehen ist und mit einer Härte vorgesehen werden kann, die vorzugsweise größer als oder gleich etwa 93 PTPU ist. Die kombinierte Dicke der Schicht 26 kann vorzugsweise zwischen etwa 25 μm (1 Millizoll) und etwa 127 μm (5 Millizoll), bevorzugter zwischen etwa 51 μm (2 Millizoll) und etwa 89 μm (3 ½ Millizoll) und am meisten bevorzugt von etwa 76 μm (3 Millizoll) vorgesehen sein. In der Mehrschicht-Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jede Schicht 60, 62 geeigneterweise mit einer Dicke von etwa 38 μm (1,5 Millizoll) vorgesehen sein. Diese Dicke ist die Ausgangsdicke der Schicht(en) und es sollte erkannt werden, dass sich die Dicke während der Laminierung und dergleichen ändern kann.
Wie in 5 gezeigt, führt der Laminierungsprozess zu einem Abschnitt der Schicht 26, vorzugsweise einem Abschnitt einer niedrig schmelzenden Lage 60 der Schicht 26, die in das Material der Stringer-Bänder 14, 16 eingebettet ist. Dies ist durch die Überlappung in 5 der Schicht 60 mit den Stringer-Bändern 14, 16 gezeigt. Die Eindringung des Schichtmaterials in die Fasern der Stringer-Bänder 14, 16, die durch eine solche Laminierung bereitgestellt wird, dient zum Vorsehen der durch den Reißverschluss 10 gemäß der vorliegenden Erfindung demonstrierten ausgezeichneten Haftung und verringert den Reibungskoeffizienten, um eine leichte Betätigung zu ermöglichen. Das Integrieren eines Gleitmittels in die harte Schicht ist in dieser Hinsicht auch vorteilhaft. Ferner dient das Vorsehen einer harten oder abriebbeständigen äußeren Lage 62 der Schicht 26 zum vorteilhaften Verbessern der Abriebbeständigkeit, wie durch den Reißverschluss 10 gemäß der vorliegenden Erfindung demonstriert, und verringert den Reibungskoeffizienten, um eine leichte Betätigung zu ermöglichen. Es sollte natürlich erkannt werden, dass zusätzliche Lagen in die Schicht 26 integriert werden können, falls erwünscht.
Die wasserbeständige Schicht kann aus einem beliebigen annehmbaren Material vorgesehen werden. Spezielle Beispiele eines annehmbaren Materials umfassen Polyurethan, Polyester, Polyolefin, Nylon, Kautschuk und andere thermoplastische heißschmelzende Klebstofffilme.
Die vorliegende Offenbarung wird hinsichtlich Polyurethan als wasserbeständiges Material durchgeführt, das die bevorzugte Ausführungsform ist. Andere Materialien, wie vorstehend beschrieben, könnten natürlich gleich geeignet sein. Es sollte auch beachtet werden, dass das Polyurethan oder ein anderes wasserbeständiges Material weitere Additive wie z. B. Pigmente, Antioxidantien, Gleitmittel und dergleichen in Abhängigkeit von spezifischen Details der Anwendung enthalten könnte.
Die Stringer-Bänder 14, 16 werden typischerweise von einem Gewebe oder Vlies, vorzugsweise einem Gewebe bereitgestellt und können geeigneterweise von Materialien wie z. B. Polyestergarn, Nylongarn, Aramidgarn und dergleichen bereitgestellt werden.
Die wasserbeständige Schicht 26 ist vorzugsweise eine Polyurethanschicht, obwohl andere Urethan- und ähnliche wasserbeständige Schichten verwendet werden können. Die bevorzugte Polyurethanschicht in einer Einschichtanwendung weist vorzugsweise eine Gesamtdicke zwischen etwa 25 μm (1 Millizoll) und etwa 127 μm (5 Millizoll), vorzugsweise von mindestens etwa 51 μm (2 Millizoll) und am meisten bevorzugt etwa 76 μm (3 Millizoll) auf. Verschiedene Arten und Klassen von Polyurethan und anderen thermoplastischen Schichten sind leicht erhältlich und sollten in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften des endgültigen Reißverschlussprodukts ausgewählt werden.
Von der Laminierstation 30 (2) kann die mit Polyurethan beschichtete Reißverschlussstruktur 38 geeignet zu einer nachfolgenden Behandlungsstation 40 geleitet werden, wo die Polyurethanschicht 26 gehärtet und/oder vorzugsweise entlang einer Linie 42 (3), die zu einer Trennlinie 44 der Greiferstruktur 22 im Wesentlichen parallel ist, geschnitten werden kann. Dies kann unter Verwendung einer einfachen Messerstruktur 46 (siehe 3) oder mit irgendeiner anderen ähnlichen Struktur ausgeführt werden. Das Vorsehen der Schnittlinie 42 nach dem Laminieren der Schicht 26 an die Stringer-Bänder 14, 16 dient zum Vorsehen einer angemessen quadratischen Kante der flachen Oberfläche 52 (1) der Polyurethanschicht, die mit der anderen quadratischen Kante oder Oberfläche 54 davon in Kontakt kommt oder eng an dieser anliegt, wenn der wasserbeständige Reißverschluss 10 gemäß der vorliegenden Erfindung geschlossen wird. Dies dient vorteilhafterweise zum Vorsehen einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen den Durchtritt von Wasser durch die Greiferstruktur 22 des wasserbeständigen Reißverschlusses 10.
Es wird eine wasserbeständige beschichtete Reißverschlussstruktur 10 mit einer an diese laminierten wasserbeständigen Polyurethanschicht mit ausgezeichneter Haftung der wasserbeständigen Schicht am Stringer-Bandgewebe geschaffen, wodurch eine Reißverschlussstruktur 10 geschaffen wird, die vorteilhaft beispielsweise in einem Kleidungsgegenstand angeordnet werden kann, wobei die Polyurethanschicht 26 im Kleidungsstück nach außen gewandt ist. Dies wäre normalerweise bei herkömmlich beschichteten Reißverschlussstrukturen nicht möglich, da solche Beschichtungen einer Entfernung durch Abrieb, Waschen und anderen Verschleiß und andere Abnutzung unterliegen und daher an Bekleidungsgegenständen nach innen gewandt orientiert werden müssen oder anderweitig unter Verwendung von Klappen oder anderen Strukturen bedeckt werden müssen. Dies ist insofern besonders vorteilhaft, als die Positionierung der mit Polyurethan beschichteten Oberflächen 20, die in einem Kleidungsstück nach außen gewandt sind, (1) die Langzeit-Abriebbeständigkeit der Spulenstruktur und Maschen erhöht, (2) eine höhere Wahrnehmung der Wasserbeständigkeit auf Grund der sichtbaren strukturellen Bedeckung der Spule mit der Polyurethanschicht schafft, (3) eine erhöhte Wasserbeständigkeit schafft und (4) auch einen Wasserdochteffekt durch oder seitlich in das Kleidungsstück durch die Stringer-Bänder vermeiden kann, wie es durch einige Strukturen des Standes der Technik ermöglicht wird. Der Reißverschluss 10 vermeidet auch vollständig die häufig lästigen Klappen, die gemäß dem Stand der Technik verwendet werden und die Gewicht und Steifigkeit hinzufügen. Die beträchtliche Anlageart des Polyurethanüberzugs oder der Polyurethanschicht entlang der Schnittlinie 42 parallel zur Trennlinie 44 der Greiferstruktur 22 stellt auch eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen den Wasserfluss durch die Greiferstruktur 22 bereit. Ferner positioniert eine solche Anordnung auch die Greiferspulen 22 und die Garne, die sie nähen, in einer inneren abgeschirmten Position.
BEISPIEL
Zwei Proben wurden zur Verwendung in diesem Beispiel vorbereitet. Die Probe 1 war ein YKK-Reißverschluss mit einer Lösungsbeschichtung aus Polyurethan. Die Probe 2 war ein Reißverschluss, der mit einer Polyurethanschicht mit 64 μm (2,5 Millizoll) gemäß der vorliegenden Erfindung laminiert war. Jede Probe wurde an einem mit Polyurethan beschichteten Nylon von 6 Unzen unter Verwendung eines Sealomatic-HF-Dichtungsmaschinensatzes bei 45 psi Druckluft und unter Verwendung einer Stange von 1'' × 4'' durch Hochfrequenz (HF) abgedichtet. Die Abdichtung wurde unter Verwendung einer Verweilzeit von 8 Sekunden und einer Kühlzeit von 3 Sekunden durchgeführt. Die Reißverschlussproben wurden in dieser Weise am Nylonmaterial abgedichtet, wobei die mit Urethan beschichtete Oberfläche des Reißverschlusses mit der mit Polyurethan beschichteten Oberfläche des Nylonmaterials in Kontakt gebracht wurde. Die HF-Abschälhaftung zwischen der Polyurethanbeschichtung und dem Reißverschluss-Gewebematerial an einer Stelle, die von der Spulenstruktur beabstandet war, wurde dann getestet, indem jede Probe einem Hafttest unterzogen wurde, wie durch den Federal Standard 191A, Verfahren 5970, spezifiziert. Die HF-Dichtung war ausreichend, um das mit Polyurethan beschichtete Nylon an dem mit Urethan beschichteten Reißverschluss für den Zweck dieses Tests ohne den Bedarf für einen zusätzlichen Klebstoff zu befestigen. Die wie vorstehend beschrieben vorbereiteten Proben wurden auch 5 Waschzyklen unter Verwendung von Haushaltswaschmittel bei Warmwasserwasch-/Warmwasserspül- und warmen Trockenzyklen unterzogen. Die gewaschenen Proben wurden dann einem Hafttest unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargelegt. TABELLE 1 – HF-Abschälhaftfestigkeit

Anfänglich (Pfund/Zoll) kp/mm 5 Zyklen Waschen (Pfund/Zoll) kp/mm % Abfall

Probe 1 (Stand der Technik) (5) 0,089 (3,6) 0,064 28

Probe 2 (40) 0,714 (38,4) 0,685 4
Die mit Urethan beschichtete Seite jeder Probe wurde auch einem Stoll-Abriebtest gemäß dem Federal Test Method Standard Nr. 191A, Verfahren 5302, unterzogen, um die Abriebbeständigkeit der Polyurethanbeschichtung zu bestimmen. Jede Probe wurde Abriebzyklen unter Verwendung einer Abriebtestvorrichtung mit aufgeblasener Membran mit einem ungebleichten Baumwollsegeltuchmaterial Nr. 8 mit einem Gewicht von 18 Unzen pro Quadratyard als Abriebmittel unterzogen. Die Proben wurden in die aufblasbare Membran mit der ungeschlitzten wasserbeständigen Schicht integriert, um die Aufblasbarkeit der Membran aufrechtzuerhalten. Die Probe wurde so angeordnet, dass der mittlere dritte Teil der beschichteten Seite dem Abriebmittel zugewandt war.

Die Ergebnisse des Abriebtests sind in Tabelle 2 nachstehend dargelegt. 6 und 7 zeigen die Probe 1 rechts und die Probe 2 links nach 1100 Zyklen. 8 zeigt die Probe 2 nach 8000 Zyklen. TABELLE 2 – Stoll-Abrieb Zyklen

	200	500	1000	5000	8000
Probe 1 (Stand der Technik)	Merklicher Verschleiß, geringe Perforation	Signifikante Perforation	Test gestoppt	–	–
Probe 2	Intakt	Intakt	Intakt	Intakt	Geringer Verschleiß sichtbar

Wie vorstehend dargelegt (Tabelle 1), demonstrierte die laminierte Reißverschlussstruktur der vorliegenden Erfindung eine Haftfestigkeit, die verblüffend größer war als jene des lösungsbeschichteten Materials. Im Gegensatz dazu trennte sich der lösungsbeschichtete Verschluss des Standes der Technik sauber entlang der Grenzfläche zwischen Polyurethan und Gewebe und hatte eine Haftfestigkeit, die wesentlich kleiner war als jene des Reißverschlusses der vorliegenden Erfindung. Nach dem Waschen wies der Reißverschluss der vorliegenden Erfindung (Probe 2) eine Haftfestigkeit von 0,685 kp/mm (38,4 Pfund/Zoll) auf und verlor nur 4 der anfänglichen Festigkeit, während die Haftfestigkeit des lösungsbeschichteten Materials des Standes der Technik (Probe 1) um 28 % auf 0,064 kp/mm (3,6 Pfund/Zoll) gefallen war.
Wie in Tabelle 2 und in den begleitenden 6, 7 und 8 demonstriert, wies die mit Polyurethan laminierte Struktur der vorliegenden Erfindung auch eine ausgezeichnete Abriebbeständigkeit auf und bliebt intakt, nachdem sie 800 Abriebzyklen unterzogen wurde, während der herkömmlich lösungsbeschichtete Reißverschluss nach nur 200 Zyklen perforiert wurde. Ein solcher Abrieb würde sich unerwünscht auf das visuelle Aussehen des Reißverschlusses auswirken und würde sich nachteilig auf die Fähigkeit dieser Struktur, einem Durchfluss von Wasser zu widerstehen, auswirken.
Die laminierte Polyurethanstruktur der vorliegenden Erfindung zeigt natürlich eine weitaus überlegene Haftfestigkeit und Abriebbeständigkeit im Vergleich zum herkömmlichen lösungsbeschichteten Material.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die hierin beschriebenen und gezeigten Erläuterungen eingeschränkt, die nur als die besten Arten zur Ausführung der Erfindung erläuternd angesehen werden und an denen Abwandlungen bezüglich der Form, der Größe, der Anordnung der Teile und der Details der Funktion vorgenommen werden können. Die Erfindung soll vielmehr alle derartigen Abwandlungen einschließen, die innerhalb ihres Schutzbereichs liegen, der durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

Wasserbeständiger Reißverschluss, der umfasst: ein Paar Stringer-Bänder (14, 16), wovon jedes eine erste und eine zweite gegenüberliegende Oberfläche (18, 20) hat, wobei die Stringer-Bänder (14, 16) im Wesentlichen parallel und Seite an Seite positioniert sind, so dass die Stringer-Bänder (14, 16) eine Innen- und eine Außenkante aufweisen; eine Reihe von Greiferelementen (22), die längs der Innenkanten angeordnet sind, um die Stringer-Bänder (14, 16) lösbar aneinander zu befestigen; und eine wasserbeständige Lage (26) auf wenigstens einer Oberfläche der ersten und der zweiten Oberfläche (18, 20), die außerdem über den Innenkanten und der Reihe von Greiferelementen (22) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserbeständige Lage (26) eine Polyurethanschicht mit einer Mehrlagenstruktur einschließlich einer inneren Lage (60), die so angeordnet ist, dass sie den Stringer-Bändern (14, 16) zugewandt ist, und eine erste Shore-A-Härte besitzt, und einer äußeren Lage (62), die eine zweite Shore-A-Härte besitzt, umfasst, wobei die zweite Shore-A-Härte größer als die erste Shore-A-Härte ist.
Reißverschluss nach Anspruch 1, bei der die Shore-A-Härte kleiner oder gleich etwa 82 PTPU ist und die zweite Shore-A-Härte größer oder gleich etwa 93 PTPU ist.
Reißverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reißverschluss (10) eine Clark-Steifigkeit, die kleiner oder gleich etwa 30 cm ist, aufweist.
Reißverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserbeständige Lage (26) eine Haftung an den Stringer-Bändern (14, 16) von wenigstens etwa 0,107 kp/mm (6 lb/in) hat, wobei die innere Lage (60) eine Shore-A-Härte, die kleiner oder gleich etwa 82 PTPU ist, besitzt und die äußere Lage (82) eine Shore-A-Härte, die größer oder gleich etwa 93 PTPU ist, besitzt.
Reißverschluss nach Anspruch 4, bei der die wasserbeständige Lage (26) eine Haftung an den Stringer-Bändern (14, 16) von wenigstens etwa 0,178 kp/mm (10 lb/in) besitzt.
Reißverschluss nach Anspruch 4, bei der die wasserbeständige Lage (26) eine Haftung an den Stringer-Bändern (14, 16) von wenigstens etwa 0,446 kp/mm (25 lb/in) besitzt.
Reißverschluss nach Anspruch 4, bei der die wasserbeständige Lage (26) wenigstens 200 Stoll-Abriebzyklen ohne Perforation widerstehen kann.
Reißverschluss nach Anspruch 4, bei der die wasserbeständige Lage (26) wenigstens etwa 500 Stoll-Abriebzyklen ohne Perforation widerstehen kann.
Reißverschluss nach Anspruch 4, bei der die wasserbeständige Lage (26) wenigstens etwa 1000 Stoll-Abriebzyklen ohne Perforation widerstehen kann.
Reißverschluss nach Anspruch 4, bei der die wasserbeständige Lage (26) eine Dicke von wenigstens etwa 25 μm (1 mil) hat.
Reißverschluss nach Anspruch 4, bei der die wasserbeständige Lage (26) eine Dicke von wenigstens etwa 51 μm (2 mil) hat.
Reißverschluss nach Anspruch 4, bei der die wasserbeständige Lage (26) eine Haftung an den Stringer-Bändern (14, 16) besitzt, die größer ist als die integrale Festigkeit der Stringer-Bänder (14, 16), wodurch die Stringer-Bänder (14, 16) ausfallen, bevor die wasserbeständige Lage (26) von den Stringer-Bändern (14, 16) getrennt wird.
Reißverschluss nach Anspruch 4, bei der die innere Lage (60) einen Abschnitt besitzt, der in die Stringer-Bänder (14, 16) eingebettet ist.
Reißverschluss nach Anspruch 4, bei der die innere Lage (60) und die äußere Lage (62) jeweils eine Dicke von etwa 38 μm (1,5 mil) haben.