專利名稱：軋花的環(huán)圈材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造具有環(huán)圏的產(chǎn)品例如用于鉤環(huán)固定的產(chǎn)品的方法，以及 由該方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
在織造和非織造材料的生產(chǎn)中，通常先形成連續(xù)的纖維網(wǎng)材料，隨后巻 繞該纖維網(wǎng)。在機(jī)織和針織環(huán)圏材料中，包括在織物結(jié)構(gòu)中的形成環(huán)圏的長 絲或紗線用于形成配合鉤子的直立環(huán)圈。由于鉤環(huán)固定件具有較廣的應(yīng)用范 圍，特別是便宜的一次性產(chǎn)品，為了降低成本和減少環(huán)圈產(chǎn)品重量同時(shí)提供 抗剝和切變強(qiáng)度方面的足夠的封閉效果，已經(jīng)將一些非織造形式的材料用作 環(huán)圏材料。然而，環(huán)圏部件的成本仍是限制鉤環(huán)固定件使用范圍的主要因素。
為了使環(huán)圈部件充分地完成接觸式固定，為了與配對(duì)的鉤子配合必須外 露環(huán)圈材料。不幸的是，在包裝和巻繞期間由于環(huán)圏材料的壓緊而使得直立 的環(huán)圈變平。在尿布的例子中，例如，希望用于尿布閉合的環(huán)圈材料的環(huán)圈 在尿布打開后以及準(zhǔn)備使用時(shí)仍沒有變平。
而且，環(huán)圈通常應(yīng)當(dāng)足夠堅(jiān)固地固定到纖維網(wǎng)，以便當(dāng)固定件脫離配合 時(shí)環(huán)圈材料提供所希望的抗剝強(qiáng)度，以及環(huán)圈材料經(jīng)過所希望的閉合循環(huán)次 數(shù)后仍保持有效。所希望的抗剝和切變強(qiáng)度以及閉合循環(huán)次數(shù)將依據(jù)使用固 定件的應(yīng)用場合而確定。
環(huán)圈部件還應(yīng)當(dāng)具有足夠的強(qiáng)度、完整性以及環(huán)圈的可靠地固定，以便 環(huán)圈部件能夠承受其使用期間遇到的力，包括動(dòng)態(tài)的剝離力，和靜態(tài)的剪切 力及張力。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一方面中，形成環(huán)圈固定件產(chǎn)品的方法包括將熱和壓力施 加到設(shè)置在基片上的未連接的短纖維層上，使得纖維熔合到基片上，從而形 成復(fù)合物；然后給復(fù)合物軋花以凸起復(fù)合物的離散區(qū)域，每一個(gè)凸起區(qū)域包
含可配合鉤子的纖維部分，該可配合鉤子的纖維部分外露用以配合在該復(fù)合 物的前側(cè)上并且熔合到凸起區(qū)域內(nèi)。
在一些實(shí)施例中，壓力例如通過多個(gè)接觸點(diǎn)僅施加到復(fù)合物的離散區(qū)域 上。在一些情況下，壓力順序地施加多次。在一些情況下，同時(shí)施加熱和壓 力。
在一些結(jié)構(gòu)中，壓力施加在旋轉(zhuǎn)相反的羅拉之間的輥隙中。^f危理纖維網(wǎng) 可在輸送到該輥隙之前預(yù)熱。輥隙的一個(gè)羅拉可被包覆針布，該針布帶有向 纖維施加壓力的釘?shù)膮^(qū)域，尤其是這樣的釘?shù)膮^(qū)域，其在基片上的有效釘密
度為約20至50個(gè)4丁每平方厘米。
對(duì)于一些應(yīng)用，纖維包括雙組分芯部-皮部纖維，皮部材料比其芯部材 料的熔點(diǎn)低。在一些示例中，纖維是雙組分纖維和單組分纖維的混合物，尤 其是包括占重量約15和30%之間的雙組分纖維的混合物。
在一些情況下，基片是聚合物薄膜。
本發(fā)明的另一方面的特征是一種環(huán)圈固定件產(chǎn)品，包括基片，該基片帶 有外露在該基片前表面上的用于可松開地配合鉤子的短纖維區(qū)域。該基片被 軋花以在其前表面上限定花紋的凸起區(qū)域和在其相反表面上限定相應(yīng)的凹 進(jìn)區(qū)域。每個(gè)凸起區(qū)域具有多根外露纖維，該纖維在凸起區(qū)域內(nèi)固定到粘結(jié) 點(diǎn)，短纖維完全設(shè)置在基片的前表面上，因而在相反表面是沒有纖維的。
在一些實(shí)施例中，纖維包括雙組分纖維。該纖維例如通過雙組分纖維的 皮部材料可被固定。
在一些情況下，花紋限定一系列具有公共邊界的凸起區(qū)域，例如六邊形 單元。該邊界的寬度優(yōu)選低于約1.0毫米，以及邊界優(yōu)選僅形成前表面總面 積的約20% ,凸起區(qū)域形成總面積的約80% 。
本發(fā)明的各個(gè)方面可以提供便宜的輕質(zhì)環(huán)圈產(chǎn)品，該產(chǎn)品能夠有效地配 合和保持鉤子，例如在鉤環(huán)固定件中。環(huán)圈產(chǎn)品尤其可以與非常小的便宜的 模制鉤子結(jié)合在一起作為固定件，用于一次性產(chǎn)品，例如尿布、醫(yī)用裝置或 包裝材料。此外， 一些環(huán)圈產(chǎn)品具有柔軟的手感和好的懸垂性，這進(jìn)一步提 高它們用在產(chǎn)品例如尿布和其他服裝中的適用性。
通常如果纖維固定良好，將賦予固定件相對(duì)好的抗剝強(qiáng)度以及再使用 性。環(huán)圈材料性能(例如成本、重量、強(qiáng)度以及耐用性)的平衡易于調(diào)整，這 將在以下討論。本發(fā)明的 一 個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)將在下面的附圖和說明書中說明。本 發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從說明書和附圖以及權(quán)利要求中可明顯看出。


圖1是用于形成環(huán)圈材料工藝的流程圖。
圖2是層壓輥隙的放大的示意圖，環(huán)圈材料在圖1中的工藝期間通過該 輥隙。
圖3是高度放大的示意圖，示出互相粘合的纖維并且該纖維粘合到離f攻 粘合點(diǎn)。
圖4是軋花后的層壓材料的示意性邊視圖，示出了凸起區(qū)域。
圖5是示出了利用粉末形式的粘合劑的替換性層壓步驟的示意圖。
圖6是環(huán)圈材料在帶有環(huán)圈表面上具有軋花圖案的照片。
圖7是一個(gè)軋花單元放大的視圖。
同樣的附圖標(biāo)記在不同的圖中指示相同的元件。
具體實(shí)施例方式
圖1示出用于生產(chǎn)便宜的接觸式固定件環(huán)圈產(chǎn)品的機(jī)器和工藝，其使用 針刺工藝。在圖1的上左端，梳理的和交叉鋪網(wǎng)的纖維層10由帶有中間交 叉鋪網(wǎng)的兩個(gè)梳理階段產(chǎn)生。已稱重的不同類型的短纖維部分通過梳理給料 機(jī)34喂入到第 一梳理工位30。梳理工位30包括一 36英寸(90cm)的中心輥 50， 一 60英寸(150cm)的預(yù)梳機(jī)主體(breaker main)52,和一 50英寸(125cm) 的預(yù)梳機(jī)道夫54。第一梳理喂入輥驅(qū)動(dòng)裝置包括在一 13英寸(33cm)的刺輥 羅拉58上的3英寸(75mm)的喂入輥56和3英寸(75mm)的清理輥。一 8英 寸(20cm)的剝?nèi)≥?0把纖維轉(zhuǎn)移到中心輥50上。在中心輥上具有三個(gè)8英 寸(20cm)的工作輥組62，和一給預(yù)梳機(jī)主體52喂料的16英寸(40cm)的預(yù)梳 機(jī)道夫64,七個(gè)8英寸(20cm)的工作輥組66和飛花捕捉器68在預(yù)梳機(jī)主體 52上支承運(yùn)轉(zhuǎn)。梳理后的纖維被精梳到傳送帶70上，該傳送帶把單纖維層 轉(zhuǎn)移到交叉鋪網(wǎng)機(jī)72中。在交叉鋪網(wǎng)之前，梳理后的纖維仍然以單纖維類 型的帶或塊(streaks)出現(xiàn)，和從不同的供應(yīng)箱喂入到梳理工位30的纖維球相 似。交叉鋪網(wǎng)通常需要以線性方向的卯度的重定位，纖維層自身交叉鋪網(wǎng) 并且被調(diào)節(jié)以形成能夠喂入到第二梳理工位74中的纖維層寬度。在該實(shí)施
例中，交叉鋪網(wǎng)機(jī)的輸出寬度被設(shè)定為大約等于載體的寬度，纖維可以被針
刺到該載體中。交叉鋪網(wǎng)機(jī)72可具有成網(wǎng)機(jī)皮圈(lapper apron),該皮圈在往 復(fù)運(yùn)動(dòng)中和底部皮圈(floor apron)4黃向交叉。交叉鋪網(wǎng)才幾在底部皮圈上鋪設(shè)才危 理纖維網(wǎng)，例如為約80英寸(150cm)寬和約1.5英寸(13mm)厚，以構(gòu)成多層 criss-交叉纖維網(wǎng)，以形成這樣一個(gè)層，該層例如寬度為約80英寸(150cm)、 厚度為約4英寸(10cm)、包括四個(gè)雙層梳理纖維網(wǎng)。在梳理期間，纖維被分 離并且被精梳成主要由平行纖維構(gòu)成的布狀墊。由于幾乎所有的纖維在梳理 方向中延伸，當(dāng)在梳理方向中拉所述墊時(shí)，該墊具有一定的強(qiáng)度，而當(dāng)在梳 理橫向中拉所述墊時(shí)，該墊幾乎沒有強(qiáng)度，橫向強(qiáng)度僅在少量的纏結(jié)纖維之 間產(chǎn)生。在交叉鋪網(wǎng)期間，梳理的纖維墊以Z字型重疊的圖案被鋪設(shè)，得到 了多層交錯(cuò)斜向的纖維墊10。在梳理橫向中延伸的斜向?qū)釉谄とM向中延伸 的長度超過沿著它的長度延伸的長度。
在第二次梳理工藝之前為纖維網(wǎng)交叉鋪網(wǎng)提供多種切實(shí)的利益。例如， 它在第二次梳理階段期間增強(qiáng)了纖維復(fù)合物的混合。使得纖維網(wǎng)寬度和單位 重量的調(diào)節(jié)相對(duì)容易，其是通過改變交叉鋪網(wǎng)參數(shù)而被簡化。
第二梳理工位74巻取交叉鋪網(wǎng)的纖維墊并且第二次梳理這些纖維。喂 入輥驅(qū)動(dòng)裝置由13英寸(33cm)的剌輥58上的兩個(gè)3英寸(75mm)的喂入輥和 一 3英寸(75mm)的清潔輥構(gòu)成，通過一 8英寸(20cm)的剝?nèi)≥?0喂入到一 60英寸(150cm)的主羅拉76。纖維通過六個(gè)8英寸(20cm)的工作輥78梳理， 后五個(gè)工作輥和3英寸(75mm)的剝?nèi)≥伋蓪?duì)。一 50英寸(125cm)末道梳理機(jī) 道夫80把梳理的纖維網(wǎng)轉(zhuǎn)移到 一凝棉器82，該凝棉器具有兩個(gè)8英寸(20cm) 的凝棉羅拉84,纖維網(wǎng)從該凝棉羅拉被精梳到從繞線軸16喂入的載體片14 上。所述凝棉器把纖維網(wǎng)的單位重量從約0.7osy(盎司/每平方碼)(23gsm)提高 到約1.0osy(3 3gsm)，并且減少了纖維的定向以消除成品的方向性強(qiáng)度以及其 他的性能。
載體片14，例如為聚合物薄膜或紙，可以以單個(gè)連續(xù)長度或以多個(gè)平行 帶來供應(yīng)。對(duì)于特別寬的纖維網(wǎng)，引入兩個(gè)或多個(gè)平行片是必要的或成本有 效的，這些片是鄰接的或稍微重疊的。所述平行片可以是斷開的或沿著共有 的邊相連。來自凝棉器82的梳理的、混合均勻的纖維層在載體片14上由傳 送器86傳送并且傳送到針刺工位18。隨著纖維層進(jìn)入到針刺工位，其除了 被梳理和交叉鋪網(wǎng)之外還不具有穩(wěn)定性。換句話說，纖維在針刺到載體片中
之前未被預(yù)針刺或氈化。在這種狀態(tài)下，纖維層在進(jìn)入針刺工位之前不適于 巻繞或聚集。
在針刺工位18中，載體片14和纖維從纖維側(cè)被針刺-沖孔。針在纖維 上方被引導(dǎo)通過一抄針板，并且牽引纖維通過載體片14以在相反側(cè)上形成 環(huán)圏。在針刺期間，載體片支撐在從從動(dòng)支撐帶或刷子皮圏22延伸的針床 或毛刷床上，所述從動(dòng)支撐帶或刷子皮圈隨著載體片移動(dòng)穿過針刺工位。在 針刺期間反作用壓力由皮圈22下面的固定的反作用板24提供。
針刺產(chǎn)品88以未粘合的狀態(tài)離開針刺工位18和刷子皮圈22，并且進(jìn)入 到層壓工位92。在進(jìn)入到層壓工位之前，纖維網(wǎng)經(jīng)過一測量計(jì)(未示出)，該 測量計(jì)提供每單位面積的纖維網(wǎng)質(zhì)量的粗略測量。這些測量可作為反饋用于 控制上游梳理和交叉鋪網(wǎng)操作。所述纖維網(wǎng)在該階段足夠穩(wěn)定以在針刺和層 壓工位之間的聚積器80聚積。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，聚積器90之后是伸展輥(未 示出)，該伸展輥在纖維網(wǎng)進(jìn)入下一工藝之前伸展和集中纖維網(wǎng)。在層壓之 前，纖維網(wǎng)也可以通過一涂^:工位(未示出)，在該工位中施加粘合劑以-提高 層壓效果。在層壓工位92中，纖維網(wǎng)首先經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)紅外加熱器94, 該加熱器預(yù)熱纖維和/或來自和環(huán)圈相對(duì)側(cè)的載體片。在該產(chǎn)品中根據(jù)粘合的 雙組分纖維，加熱器94預(yù)熱和軟化雙組分纖維的皮部。在一個(gè)實(shí)施例中， 加熱器的長度和線速度使得纖維網(wǎng)在加熱器之前花掉約四秒。在加熱器的下 游是纖維網(wǎng)溫度傳感器(未示出)，該傳感器給加熱器提供反饋以控制把纖維 網(wǎng)維持在所希望的出口溫度。為了層壓，加熱的纖維網(wǎng)繞著熱罐96處理， 該熱罐支撐四個(gè)實(shí)心直徑(solid diameter)(不包括針布)為5英寸(13cm)空轉(zhuǎn)的 針布包覆的輥98,以及一 18英寸(46cm)的實(shí)心直徑的從動(dòng)的橡膠針布包覆 的輥IOO，它們在可控制壓力的條件下旋轉(zhuǎn)。由此針布輥98, 100的針在離 散的壓力點(diǎn)把纖維網(wǎng)壓靠在熱罐96的表面，這樣在離散的位置粘合纖維并 且沒有擠壓其他的纖維，大致在粘合點(diǎn)之間留下用于配合鉤子的外露的開 口。對(duì)于多種材料，在針布輥和熱罐之間粘合壓力非常低，其范圍在1-10 磅每平方英寸(70-700克/平方厘米)或更低。在采用雙組分聚酯纖維和聚丙 烯薄膜的一個(gè)示例中，為了避免熔化聚丙烯薄膜，熱罐96的表面溫度維持 在約306度華氏溫度(150攝氏度)。熱罐96可以具有柔性的外表面，或呈 條帶的形式。作為羅拉輥隙替換的例子，利用一平臺(tái)狀的織物層壓機(jī)(未示 出)在大量的停工時(shí)間內(nèi)施加可控制的層壓壓力。這樣的平臺(tái)狀層壓機(jī)可從
Paterson, New Jersey的Glenro.Inc.獲得。在一些應(yīng)用中，成品的環(huán)圈產(chǎn)品在 軋花之前通過一冷卻器(未示出)。
還參照?qǐng)D2,無針刺工藝代替圖1中帶有層壓輥隙的針刺工位18和層壓 工位92。梳理的、交叉鋪網(wǎng)的纖維層10在熱罐28和針布包覆的皮圈之間的 輥隙中通過層壓被粘合到載體薄模14。通過控制輥隙溫度、壓力和線速度， 以及按需要預(yù)熱材料，纖維能夠直接互相粘合并且在離散點(diǎn)42粘合到載體 (圖3),而使得其他的外露的纖維部分用于配合鉤子。其他的工位(loft)可以 通過定向粘合工位被維持，這樣熱罐28在載體片14的底側(cè)上，針布繞著配 合產(chǎn)品纖維側(cè)的逆方向旋轉(zhuǎn)輥纏繞，這樣在針之間區(qū)域中的纖維仍未被擠 壓。由該方法形成的產(chǎn)品和通過針刺形成的產(chǎn)品不同在于至少該產(chǎn)品的操作 側(cè)是纖維初始被放置于上的載體纖維網(wǎng)側(cè)。此外，外露的載體片仍然用于直 接粘合到下面的基片上，例如相容的薄膜。
針優(yōu)選的密度是每平方厘米約20和50個(gè)。每個(gè)針的直徑約為0.020英 寸(0.5mm),優(yōu)選是直的以承受層壓纖維網(wǎng)所需要的壓力。針從襯里延伸約 0.25英寸(6.4mm)的厚度。襯里是厚度大約相等的兩個(gè)層，下層是纖維狀帶 而上層是橡膠。針從襯里的橡膠側(cè)延伸約0.25英寸(6.4mm)。在大多數(shù)情況 下，優(yōu)選針在粘合過程中不能穿透載體片，但是每個(gè)針提供足夠的支撐以在 纖維之間形成堅(jiān)固的粘合點(diǎn)。在非連續(xù)的生產(chǎn)方法中，例如制備離散的環(huán)圈 材料塊， 一片載體片14和一部分纖維墊12可以鋪設(shè)在單層的針布上用作梳 理纖維網(wǎng)，例如為了在從針布上移走之前進(jìn)行針刺和隨后的粘合。針和載體 片(或其剩余部分，依據(jù)針刺密度)接觸并且將下面的纖維彼此熔合和/或?qū)⑾?面的纖維熔合到載體片材料上，在針尖端附近形成相當(dāng)密實(shí)的熔合材料體 42,以及形成半陰影的熔合區(qū)但纖維明顯繞著每個(gè)針。纖維網(wǎng)應(yīng)當(dāng)被層壓以 致于熔合區(qū)是明顯和分離的，這樣纖維間斷地熔合成和產(chǎn)品交叉的密實(shí)塊。 粘合纖維網(wǎng)的每單位面積中離散的熔合區(qū)數(shù)要使得用于配合的外露部分的 短纖維也具有其他的部分，例如固定到一個(gè)或多個(gè)這樣熔合區(qū)42的他們的 末端，使得熔合區(qū)主要用于逆著從鉤子負(fù)載的拉出的方向穩(wěn)固纖維。不管熔 接點(diǎn)是離散還是相互連接的格柵，這都能進(jìn)一步固定纖維。
再參照?qǐng)D1,層壓的纖維網(wǎng)通過另一聚積器90移動(dòng)到軋花工位104,局 部凸起區(qū)域的所希望的圖案在該工位軋入到兩個(gè)逆方向旋轉(zhuǎn)軋花輥之間的 纖維網(wǎng)中。在一些情況下，在不聚積的條件下，纖維網(wǎng)可以從層壓器直接移200680020444.5
說明書第7/ll頁
動(dòng)到軋花工位，以便利用由層壓產(chǎn)生的任何潛在的升高的溫度。粘合的環(huán)圈 產(chǎn)品在巻繞之前被軋有所希望的軋花圖案。在該示例中，環(huán)圈產(chǎn)品通過從動(dòng)
軋花輥54和支承輥(backup roll)56之間的輥隙。軋花輥54具有凸起圖案區(qū)， 該圖案區(qū)將纖維永久地?cái)D壓在載體片上，甚至可以把纖維的一部分熔融到這 些區(qū)域中。軋花可以被簡單實(shí)施以增強(qiáng)最終成品的紋理或美觀要求。在一些 情況下，輥56具有凸起圖案區(qū)，該圖案區(qū)和輥54中的微凹處嚙合，使得軋 花在纖維側(cè)上產(chǎn)生了凸起小山或凸區(qū)域圖案，并且在產(chǎn)品的非操作側(cè)上帶有 相應(yīng)的凹區(qū)45(圖4),這樣軋花產(chǎn)品比預(yù)軋花產(chǎn)品具有更大的有效厚度。此 外，如圖4所示，為了更佳地配合，軋花使得可配合的纖維部分以不同的角 度配合鉤子區(qū)域。合適的軋花圖案的更多的細(xì)節(jié)以下參照?qǐng)D6和7將被討論。 然后軋花纖維網(wǎng)移動(dòng)通過第三聚積器卯，經(jīng)過檢測碎片的金屬檢測器 106，然后為了儲(chǔ)存或運(yùn)輸進(jìn)行切斷和巻繞。在切斷過程中，邊可以被修整 和去掉，任何不希望的載體片重疊區(qū)域通過使用多個(gè)平行的載體片帶變得必 要。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使用上述工藝，形成的有用的環(huán)圈產(chǎn)品可帶有相對(duì) 少的纖維12。在一示例中，墊10的單位重量僅約為1.0osy(33gsm)。被牽引 的纖維12和3 - 6旦切斷長度約為4英寸(10cm)巻曲的聚酯纖維和4旦的切 斷長度為約2英寸(5cm)的巻曲的雙組分聚酯纖維混合。纖維比率可以是， 例如實(shí)心聚酯纖維為80%,雙組分纖維為20%。在其他的實(shí)施例中，纖維 可以包括15 - 30%雙組分纖維。優(yōu)選的比率依據(jù)纖維的組成以及工藝條件確 定。通常，太少的雙組分纖維可能危害纖維穩(wěn)固，這是由于缺乏纖維的熔合； 而太多的雙組分纖維將趨向于增加成本并且可導(dǎo)致僵硬的產(chǎn)品和/或其中一 些環(huán)圈彼此附著的產(chǎn)品。雙組分纖維是芯/皮型拉伸纖維，其由軟化溫度約為 110攝氏度的共聚多酯皮和聚酯芯組成，并應(yīng)用該纖維將實(shí)心聚酯纖維彼此 結(jié)合并結(jié)合到載體。
在該示例中，這兩種纖維具有圓形橫截面并巻曲為每英寸約7.5個(gè)巻曲 (3個(gè)巻曲/cm)。從Wichita,Kansas的雨ISTA(www.invista.com)獲得的適宜 的聚酯纖維的指定型號(hào)是291。從INVISTA獲得的適宜的雙組分纖維的指定 型號(hào)是254。作為圓形橫截面纖維的可選擇的纖維是具有其他橫截面(具有角 形表面)的纖維，例如可以采用五角形或五葉形(pentalobal)橫截面的纖維。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有每旦尼爾至少2.8g的強(qiáng)度(tenacity)值的環(huán)圈纖維提供好
的封閉性能，具有每旦尼爾至少5或更多克的強(qiáng)度值的纖維(優(yōu)選每旦尼爾8 或更多克)在多個(gè)實(shí)施例中是更優(yōu)選的。通常，用于環(huán)圈-極限封閉的條件， 環(huán)圈強(qiáng)度越高，封閉越好。聚酯纖維墊10以拉伸、分子定向的狀態(tài)在冷卻
條件下被牽伸，其中牽伸的比率至少是2: l(也就是至少2倍的原始長度)， 冷卻條件使得分子定向，并且賦予纖維的強(qiáng)度約為每旦尼爾4.8克。
環(huán)圈纖維旦尼爾的選擇應(yīng)當(dāng)考慮鉤子的型號(hào)，小旦尼爾的纖維 一般選擇 用于較小的鉤子。對(duì)于使用帶有較大鉤子的低循環(huán)應(yīng)用(優(yōu)選較大直徑的環(huán) 圈纖維)，可以使用較低強(qiáng)度或較大直徑的纖維。
對(duì)于很多應(yīng)用，特別是鉤子部件和環(huán)圈部件配合和脫離不止一次的(循 環(huán)的)產(chǎn)品，所希望的是環(huán)圈具有相對(duì)高的強(qiáng)度，因此當(dāng)固定件產(chǎn)品脫離時(shí) 環(huán)圈不會(huì)斷裂或撕破。斷裂的環(huán)圈使得環(huán)圈材料具有"絨毛"，破損的外觀， 以及大范圍的斷裂可有害地影響固定件的再配合。
環(huán)圏強(qiáng)力(strength)和纖維強(qiáng)力成正比例，其是強(qiáng)度和旦尼爾的乘積。對(duì) 于多種應(yīng)用來說，具有至少6克的纖維強(qiáng)力的纖維，例如至少10克強(qiáng)力的 纖維能夠提供足夠的環(huán)圈強(qiáng)力。需要的環(huán)圈強(qiáng)力越高，纖維強(qiáng)力就越高，例 如至少15。這些范圍內(nèi)的強(qiáng)力可以通過使用強(qiáng)度為約2-7克/旦尼爾和約 1.5-5(例如2-4)旦尼爾的纖維獲得。例如，強(qiáng)度為約4克/旦尼爾和約3旦尼 爾的纖維具有約12克的纖維強(qiáng)力。
纖維覆蓋范圍將影響整體的配合性能。纖維覆蓋范圍指每單位面積載體 片的纖維的長度，通過下式進(jìn)行計(jì)算纖維覆蓋范圍(米/平方米)=單位重量 /旦尼爾x9000。因此，為了獲得低單位重量如小于67克時(shí)的相對(duì)高的纖維 覆蓋范圍，就需要使用相對(duì)低旦尼爾的(即，細(xì)的)纖維。然而，使用低旦尼 爾的纖維將要求纖維具有較高的強(qiáng)度以獲得上述的給定的纖維強(qiáng)力。較高強(qiáng) 度纖維通常比較低強(qiáng)度纖維貴，因此產(chǎn)品所希望的強(qiáng)力、成本和重量特征必 須被平衡以確定用于特殊應(yīng)用的合適的單位重量、纖維強(qiáng)度和旦尼爾。 一般 優(yōu)選環(huán)圈產(chǎn)品的纖維層的計(jì)算纖維覆蓋范圍至少為50,000,優(yōu)選至少90,000 和更優(yōu)選至少100,000。
為了生產(chǎn)低成本、輕重量以及好性能三者良好平衡的環(huán)圈材料，通常單 位重量優(yōu)選低于70gsm,例如33 - 67gsm,覆蓋范圍約為50,000 - 200,000。
可以使用多種合成或天然纖維。在一些應(yīng)用中，羊毛和棉可以提供足夠 的纖維強(qiáng)力。目前，熱塑短纖維具有優(yōu)選用于制造薄的、低成本環(huán)圈產(chǎn)品的
基本強(qiáng)度，該產(chǎn)品當(dāng)和非常小的模制鉤子配對(duì)時(shí)具有好的封閉效果。例如， 聚烯烴(例如聚丙烯或聚乙蹄)，聚酯(例如聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯)，聚酰胺(例 如尼龍)、丙烯酸樹脂以及它們的混合物、合金、共聚物以及共擠壓物也是 合適的。聚酯目前是優(yōu)選的。具有高強(qiáng)度和高熔融溫度的纖維可以和低熔融 溫度樹脂的纖維混合。對(duì)于具有一定導(dǎo)電性的產(chǎn)品，可以添加小比率的金屬 纖維。例如，達(dá)到約5 - 10百分率的細(xì)金屬纖維的環(huán)圈產(chǎn)品可有利地用于接 地或其他的電應(yīng)用。
在一個(gè)示例中，墊IO鋪設(shè)在吹制的聚乙烯薄膜14上，例如可用于制造 袋子以及其他的包裝應(yīng)用的薄膜。薄膜14具有的厚度約為0.002英寸 (0.05mm)。即使應(yīng)用更薄的薄膜也具有好的效果。其他合適的薄膜包括聚酯、 聚丙烯、EVA和它們的共聚物。在特殊的應(yīng)用中，其他的載體纖維網(wǎng)材料可 以用于代替薄膜14。例如，纖維可以粘合到紙、稀^^布或織物上，例如非織 造布、機(jī)織或針織材料，例如重量輕的棉薄片。如果使用紙，則在纖維側(cè)上 預(yù)糊有粘合劑以幫助把纖維和/或襯里層粘合到紙。
由于在墊中保留了相對(duì)少量的纖維，加上載體片的厚度以及任何使用的 襯里層，墊108具有的厚度"tm，，可僅約為0.008英寸(0.2mm)或更小，優(yōu)選低 于約0.005英寸，在一些情況下甚至低到約0.001英寸(0.025mm)。載體薄膜 14的厚度低于約0.002英寸(0.05mm)，優(yōu)選低于約0.001英寸(0.025mm)以及 甚至更優(yōu)選約為0.0005英寸(0.013mm)。包括載體片、纖維以及熔融的粘合 劑(可選的成分，下文描述)的環(huán)圈固定件產(chǎn)品的總重量優(yōu)選低于約5盎司每 平方碼(167gsm)。在一些應(yīng)用中，總重量低于約2盎司每平方碼(67gsm),或 在一示例中，約1.35盎司每平方碼(46gsm)。
下面參照?qǐng)D5，在替換的層壓步驟中，粉末粘合劑46沉積在薄膜的纖維 側(cè)之上然后通過輥28或平臺(tái)狀層壓機(jī)熔合到薄膜。例如，帶有約20微米標(biāo) 稱顆粒大小的聚乙烯粉末以僅約0.5盎司每平方碼(17克每平方米)的分布方 式分散在聚丙烯薄膜的纖維層上。這樣的粉末可以是從Houston, Texas的 Equistar Chemicals LP獲得的具有研磨的非規(guī)則的形狀或大致圓形形式的粉 末。優(yōu)選的，選擇的粉末形式以及顆粒大小能夠使得該粉末篩分到纖維之間 的空隙中并接觸下面的薄膜。在多種應(yīng)用中，還優(yōu)選粉末是熔融溫度低于環(huán) 圏纖維的熔融溫度的材料，這樣在粘合期間，纖維仍是大致完整的并且粉末 粘合劑熔合到纖維或載體纖維網(wǎng)上。在其他的實(shí)施例中，粉末用于把纖維機(jī)
械地粘合到支撐針附近的薄膜上。其他的粉末材料，例如為了所述粘合目的
也可以應(yīng)用聚丙烯或EVA樹脂，如果具有適宜的載體纖維網(wǎng)材料，也可使
用不同粉末的混合物。
預(yù)印刷的薄膜或紙可以用作載體纖維網(wǎng)以提供透過成品中的纖維可見 的圖形圖像。墊中剩余纖維的小粘合點(diǎn)和低密度一般不明顯損壞圖像的可見 性。例如，這對(duì)于用在嬰兒產(chǎn)品例如一次性尿布上的環(huán)圏材料是有利的。在 這些情況中，嬰兒友善的圖形圖像可以提供在環(huán)圈材料上，所述材料永久地 粘合在尿布底座的前面上以形成用于尿布拉片的配合區(qū)。該圖像可預(yù)先印在 透明載體薄膜的任一表面上。
圖6示出制成的環(huán)圈產(chǎn)品，從環(huán)圈側(cè)可以看出，軋花蜂巢狀圖案58。在 該示例中，印在載體薄膜的背側(cè)(與環(huán)圈側(cè)相反)上的圖形圖像130透過纖維 清晰可見。各種其他的軋花圖案包括，例如形成正方形或鉆石形的交叉線柵 格，或擠壓纖維的圖案，但不在所希望形狀的離散區(qū)域，例如圓形環(huán)圏墊。 軋花圖案也可以擠壓環(huán)圈以在環(huán)圈材料上形成所希望的圖案，或者文字。如 圖7所示，軋花圖案的每個(gè)單元封閉成六角形并且包含多個(gè)可配合的纖維部 分。所述單元開放面積的相對(duì)側(cè)之間的寬度"W"約6.5毫米，所述單元的壁 厚度"t，，約0.8毫米。所述單元的壁約占據(jù)成品總面積的20% ,開放的單元區(qū) 域約占據(jù)面積的80% 。這張針刺材料的照片示出了在所述單元內(nèi)的多個(gè)被針 刺的成型環(huán)圈，但所述照片是非針刺產(chǎn)品的代表。
再次參照?qǐng)D1,另一種形成僅帶有離散環(huán)圈區(qū)的產(chǎn)品的方法僅在所希望 的區(qū)域把短纖維鋪設(shè)在載體片14上，載體的其他區(qū)域一般沒有纖維，然后 如上所述層壓和軋花該片，不考慮鋪設(shè)纖維的地方。通過這種方式，杠\散的 纖維在層壓后不需要從產(chǎn)品上移走。離散的纖維單量(dose)可通過例如模板 或篩網(wǎng)鋪設(shè)在載體上。備選地，可以配置第二梳理道夫以用于把離散的纖維 總量供應(yīng)到凝棉器，或者少量的粘合劑僅在需要纖維的地方預(yù)加到載體片， 然后纖維遍及薄膜的范圍施加并且在輕度粘合的地方去掉。針布包覆的層壓 輥可配置為僅在需要粘合纖維的區(qū)域具有針。
上述的工藝使得具有良好緊固特征的大體積環(huán)圈材料的生產(chǎn)成本低。它 們也能夠用于生產(chǎn)環(huán)圈材料，其中單獨(dú)選擇纖維和基片的材料以獲得最佳質(zhì) 量。例如，為了緊固強(qiáng)度，選擇的環(huán)圖纖維材料可具有高的韌度，而基片材 料可以選擇為易于粘結(jié)到其他的材料并且不會(huì)損害環(huán)圈纖維。
為了其他所希望的性能也可以選擇環(huán)圈產(chǎn)品的材料。在一種情況下，環(huán) 圈纖維和載體纖維網(wǎng)都由聚丙蜂形成，制得的環(huán)圈產(chǎn)品易于回收。在另一示 例中，環(huán)圈纖維和載體纖維網(wǎng)都由可生物降解的材料形成，這樣制得的環(huán)圈
產(chǎn)品更有利于環(huán)保。可生物降解聚乳酸的高強(qiáng)度纖維可以從Cargill LLC得 到，商品名為NATUREWORKS。
聚合物粘合劑可從合適的聚乙烯、聚酯、EVA、聚丙烯以及它們的共聚 物中選4奪。粘合劑可以以液體或粉末的形式施加，甚至在施加纖維之前可以 預(yù)涂敷到載體纖維網(wǎng)的纖維側(cè)上。在多種情況下，不需要分離的粘合劑，例 如在一次性個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品(如尿布)的低循環(huán)圈應(yīng)用中。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解在不偏離本發(fā)明的精 神和范圍的情況下可作出多種變化。相應(yīng)地，其他實(shí)施例在從屬權(quán)利要求的 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種形成環(huán)圈固定件產(chǎn)品的方法，該方法包括將熱和壓力施加到設(shè)置在基片(14)上的短纖維(12)層上，使得纖維熔合到基片上，從而形成復(fù)合物；然后給復(fù)合物軋花以凸起復(fù)合物的離散區(qū)域(58)，每一個(gè)凸起區(qū)域包含可配合鉤子的纖維部分，該可配合鉤子的纖維部分外露用以配合在該復(fù)合物的前側(cè)上并且熔合到凸起區(qū)域內(nèi)；其中所述短纖維(12)是松散的并且直到熔合時(shí)才連接到所述基片(14)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中壓力僅施加在所述復(fù)合物的離散區(qū)域上。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中壓力通過多個(gè)接觸點(diǎn)(42)施加。
4. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中壓力順序地施加多次。
5. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中壓力通過旋轉(zhuǎn)羅拉(28)施加。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，還包括在將梳理纖維網(wǎng)(10)輸送到羅拉(28) 之前預(yù)熱該梳理纖維網(wǎng)(10)。
7. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中壓力施加在釘(20)的區(qū) 域，尤其是這樣的釘?shù)膮^(qū)域，其在基片上的有效釘密度為約20至50個(gè)釘每 平方厘米。
8. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中同時(shí)施加熱和壓力。
9. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述纖維(12)包括雙組分芯部-皮部纖維，皮部材料比其芯部材料的熔點(diǎn)低。
10. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中纖維(12)包括雙組分纖 維和單組分纖維的混合物，尤其是包括占重量約15至30%的雙組分纖維的 混合物。
11. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述基片(14)包括聚合物薄膜。
12. —種環(huán)圖固定件產(chǎn)品，包括基片(14)，該基片帶有外露在該基片前表面上的用于可松開地配合鉤子 的短纖維(12)的區(qū)域; 該基片被軋花以在其前表面上限定花紋的凸起區(qū)域(58)和在其相反表面上限定相應(yīng)的凹進(jìn)區(qū)域(45);其中每個(gè)凸起區(qū)域包括多根外露纖維(12),該纖維在凸起區(qū)域內(nèi)固定到 粘結(jié)點(diǎn)(42);以及其中短纖維完全設(shè)置在基片(14)的前表面上，因而在相反表面是沒有所 述纖維的。
13. 如權(quán)利要求12所述的產(chǎn)品，其中所述纖維(12)包括雙組分纖維。
14. 如權(quán)利要求13所述的產(chǎn)品，其中所述纖維(12)通過所述雙組分纖維 的皮部材料固定。
15. 如權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)所述的產(chǎn)品，其中所述花紋限定一系列 具有公共邊界的凸起區(qū)域(58)，例如六邊形單元。
16. 如權(quán)利要求15所述的產(chǎn)品，其中所述邊界的寬度(t)小于約l.O毫米。
17. 如權(quán)利要求15或16所述的產(chǎn)品，其中所述邊界僅形成前表面總面 積的約20% ,凸起區(qū)域(58)形成總面積的約80% 。
全文摘要
用于形成環(huán)圈固定件產(chǎn)品的方法，包括將熱和壓力施加到梳理纖維網(wǎng)(10)上，使得纖維網(wǎng)的纖維(12)熔合到基片(14)上，從而形成粘結(jié)的纖維網(wǎng)；然后給粘結(jié)的纖維網(wǎng)軋花以凸起纖維網(wǎng)的離散區(qū)域(58)，每一個(gè)凸起區(qū)域包含可配合鉤子的纖維部分，其外露用于進(jìn)行配合。
文檔編號(hào)D04H1/54GK101193570SQ200680020444
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者喬治·A·普羅沃斯特, 詹姆斯·R·巴克 申請(qǐng)人:維爾克羅工業(yè)公司