專利名稱：具有離散的柱桿區(qū)的卷材的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用作機械緊固件帶柱桿的卷材結構物。更具體地說，本發(fā)明涉及具有離散的柱桿區(qū)的卷材結構物及其制造方法。
發(fā)明的背景帶柱桿的卷材(例如鉤圈緊固件)已有多年使用歷史。這些卷材一般有固定在該卷材上的柱桿。常將該柱桿制成與圈材料互鎖的鉤的形狀。在本說明書中，將能與例如織物或聚合物小圈或網(wǎng)孔嚙合的小突起稱為鉤，不管其實際上具有鉤子的形狀還是具有其它形狀。鉤的常見形狀是蘑菇形的并還可作為機械緊固件用于嚙合其它鉤子。
美國專利4,056,593、4,959,265和5,077,870公開了帶柱桿的聚合物卷材的制造方法。在這些專利中，將熱塑性樹脂擠出至具有空腔陣列的模具中。從模具中脫模后，熱塑性樹脂形成柱桿陣列。隨后壓延所述柱桿，在柱桿的頂部形成較寬的頭部。頭部的形狀、大小和角度以及柱桿的密度決定了對抓住圈的俘獲和緊握的容易程度。同樣，美國專利5,393,475公開了一種在卷材兩面具有柱桿的帶柱桿卷材的制備方法。該專利公開了將兩種不同的材料擠出成兩個基底部分，在該材料穿過兩個壓輥的同時使材料填入壓輥的空腔中形成鉤子。
盡管這些專利公開了可接受的帶柱桿的卷材，但是它們不能滿足許多不同用途和目的的要求。
發(fā)明的概述本發(fā)明涉及一種至少具有兩個主表面的材料卷材。至少在第一主表面上該卷材包括多個離散的區(qū)域，許多柱桿從各個離散區(qū)域伸出。許多柱桿至少融合并形成在卷材的第一主表面上?？蓸嬙熘鶙U使之適用作機械緊固件，并且柱桿可具有一個或多個不同的構造和取向。例如，柱桿可具有鉤子的形狀，適合與另一種鉤子或圈互鎖?；蛘?，柱桿可以是大致蘑菇狀的。柱桿可垂直卷材取向，或者可與卷材成小于90°的夾角取向。在一個實例中，卷材限定一個局部的平面，許多柱桿與該局部平面呈多個角度取向。在這種角度下，當以與該局部表面平行方向對的角度的柱桿施加力時，柱桿提供改進的機械緊固效果。在某些實例中，構造并排列卷材的至少一部分以便與所述許多柱桿相嚙合。
可使用各種聚合物或聚合物混合物來制備所述許多柱桿，該聚合物能流入柱桿成形模具(參見下面描述)并在卷材拉離模具前驟冷或固化。合適的聚合物通常是熱塑性材料，包括聚氨酯、聚烯烴(例如聚丙烯和聚乙烯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚氯乙烯、丙烯酸酯改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯-丙烯酸共聚物。卷材可包括至少一種彈性材料，例如天然或合成橡膠；含異戊二烯、丁二烯或乙烯(丁烯)嵌段的苯乙烯嵌段共聚物；茂金屬催化的聚烯烴，聚氨酯和聚二有機硅氧烷?；蛘撸聿目梢允桥c柱桿相同的聚合物，或者可以是圈材料，例如織造或非織造材料。
本發(fā)明還涉及一種具有許多伸出卷材離散區(qū)即小區(qū)的柱桿的卷材的制造方法。該方法包括提供卷材和離散量的處于軟化狀態(tài)的聚合物材料。將該離散量的聚合物材料融合在卷材上；在各個離散量的融合聚合物材料中形成許多柱桿。離散量或小區(qū)的聚合物材料是在與形成柱桿基本相同的時間融合在卷材上的?？蓪㈤g斷量的熔融聚合物擠出在卷材上形成離散量的聚合物材料，其形狀為點狀至橫跨卷材的條紋?；蛘?，可使用一個或多個旋轉切割刀形成離散量的聚合物材料。
本發(fā)明另一個實例包括制造帶有離散柱桿區(qū)的卷材，該離散區(qū)的形狀為連續(xù)條狀或帶狀。在本實例中，離散區(qū)可排列成連續(xù)的帶狀，以直的或之字形沿卷材縱向延伸。在條狀離散區(qū)之間是卷材表面無柱桿的部分。
在另一個實例中，本發(fā)明方法包括提供聚合物卷材和模具，該模具的表面具有許多排列在離散區(qū)域中形成柱桿的孔即空腔。模具全部表面的一部分具有這種排列在離散區(qū)域中的孔，而在含孔區(qū)之間的表面部分是光滑的?；蛘?，如果全部表面均帶有孔，則部分形成柱桿空腔被掩蓋。在壓力下用模具表面壓制帶有一量超過可填入空腔量的聚合物材料的卷材，在卷材表面上形成柱桿區(qū)或小區(qū)，各個小區(qū)粘結在卷材上。
由下列本發(fā)明的詳細描述和權利要求書可容易地理解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。上面本發(fā)明原理的概述不是對本發(fā)明各個說明性實例和各種實施方式的描述。下列附圖和詳細描述例舉了采用上述原理的某些較好的實例。
附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實例構造并排列的許多柱桿區(qū)的側視剖面圖；圖2是是根據(jù)本發(fā)明另一個實例構造并排列的許多柱桿區(qū)的側視剖面圖；圖3是本發(fā)明另一個實例中許多柱桿區(qū)的俯視圖；圖4是本發(fā)明另一個實例中許多柱桿區(qū)的俯視圖；圖5是用于第一種帶柱桿卷材的制造方法的裝置的示意圖，它使用點涂覆機將形成柱桿的材料分布在卷材上；圖6是用于第二種帶柱桿卷材的制造方法的裝置的示意圖，它使用刮刀切割機將形成柱桿的材料分布在卷材上；圖7是用于本發(fā)明第三種帶柱桿卷材的制造方法的裝置的示意圖，它使用掩模將形成柱桿的材料分布在卷材上；圖8是根據(jù)本發(fā)明實施方式構造和排列的柱桿區(qū)的顯微照片。
發(fā)明的詳細描述本發(fā)明卷材的至少一個主表面上具有多個離散的小區(qū)或區(qū)域，從中突起有許多柱桿。所述小區(qū)或區(qū)域之間是很少含有(如有的話)柱桿的中間離散區(qū)或中間區(qū)。
圖1所示的卷材10帶有柱桿12，它排列在卷材表面18上的許多離散小區(qū)或區(qū)域中。柱桿12的離散小區(qū)或區(qū)域14被中間區(qū)16相互隔開。柱桿12是伸出卷材10的突起物，卷材10是基材，其結構用于形成并保持柱桿12。在圖1中，離散區(qū)14僅通過卷材10相互連接。因此，中間區(qū)16暴露卷材10的露出部分，未被用于形成柱桿12的熱塑性材料所阻檔。
在圖1中，柱桿12僅置于卷材10的上表面18上，未位于下表面19上。但是可以理解在本發(fā)明不同實例中可將柱桿12置于上表面18和下表面19的任何一個表面上或者同時置于兩個表面上。同樣，可形成柱桿12使之成為機械緊固件的有用部分。例如，柱桿12可以是用于鉤-圈緊固件的鉤子?；蛘?，可將柱桿12制成蘑菇狀的機械緊固件。在本發(fā)明另一個實例中，可以與卷材10限定的局部平面的一個或多個角度對柱桿12進行取向。
在本發(fā)明的具體實例中，離散區(qū)14占其放置的卷材10表面的20-80％。在其它實例中，離散區(qū)占其放置的卷材10表面的1-99％、5-70％、10-50％或5-25％。離散區(qū)14可相互間隔不同距離。例如，離散區(qū)14之間可平均間隔約0.05-30厘米，或者平均間隔1-4厘米。在某些實例中，離散區(qū)14之間的距離用柱桿間距的倍數(shù)表示，例如相鄰柱桿中心距的10倍。因此例如當離散區(qū)中柱桿間距是0.05厘米時，離散區(qū)間隔0.5厘米。在其它實例中，離散區(qū)的間距是柱桿中心距的2倍、50倍、300倍或更高。在某些實例中，離散區(qū)14在一個方向是連續(xù)的，例如以之字形或直線形沿卷材縱向呈帶狀。
中間區(qū)16可包括用于與柱桿12鎖合的圈結構，或者可露出不適合與柱桿12鎖合的卷材10部分。在卷材10本身含有圈結構(例如織造或非織造纖維)的實施方式中，中間區(qū)16提供鎖住柱桿12的位置。另外，可構造柱桿12以便與卷材10背面19鎖合。
卷材10例如是織造或非織造的，并可以是連續(xù)的膜或由許多纖維組成。卷材材料的選擇將影響最終產品的性能，例如彈性、撓性、貼合性、透氣性、孔隙度和剛性。在某些實例中，卷材10是由纖維(例如纖維素、尼龍、聚丙烯或棉)制成的。在其它實例中，卷材是單層或多層膜，例如熱塑性膜。卷材10任選地由彈性材料制成，例如天然或合成橡膠；含異戊二烯、丁二烯或乙烯(丁烯)嵌段的苯乙烯嵌段共聚物；茂金屬催化的聚烯烴；聚氨酯和聚二有機硅氧烷?；蛘撸聿?0是金屬片或者是各種纖維或膜的復合物。因此，可以理解本發(fā)明適合需要各種撓性和非撓性的卷材材料的用途。
圖2所示的卷材20帶有柱桿22。與圖1相反，圖2中形成柱桿22的熱塑性材料在區(qū)域24之間是連續(xù)的或者是基本連續(xù)的，卷材20和柱桿22可以是相同的材料。因此，中間區(qū)26包括疊合在卷材20上的熱塑性材料薄膜。但是應注意圖1和圖2中中間區(qū)16和26不含任何柱桿。即便當中間區(qū)26含有熱塑性材料(如圖2)，中間區(qū)26也最好不含柱桿22。在具體的實例中，卷材20是彈性的，并且中間區(qū)26足夠薄從而當拉伸卷材20時中間區(qū)可拉伸并被拉斷。在另一個實例中，卷材是熱塑性材料，在其至少一個表面上的離散區(qū)內部分卷材再成形成柱桿。
圖3和圖4給出本發(fā)明兩個實例，其中柱桿置于離散區(qū)域中。在圖3中，所示的卷材30中的柱桿排列在大致圓形的離散區(qū)34中(未示出各個柱桿)。每個離散區(qū)34至少含有3個柱桿，較好至少10個柱桿，更好至少50個柱桿。離散區(qū)34之間的中間區(qū)36不含任何柱桿。在圖4中，卷材40的柱桿排列在離散區(qū)44a和44b中，這些區(qū)域具有裝飾字符“4H”。
在本發(fā)明方法中，將間斷量的熔融聚合物擠出在卷材上形成離散量的聚合物材料。隨后將該離散量的聚合物材料融合在卷材上并形成柱桿?；蛘撸捎靡粋€或多個旋轉切割刀形成離散量的或點狀聚合物材料。另外，提供的聚合物材料可以是橫跨卷材主表面的帶子或連續(xù)條紋。
可如美國專利5,077,870(在此引為參考)所述在柱桿的頂部形成蘑菇頂或者使之彎曲，使柱桿形成鉤子。使柱桿的頂端與加熱表面接觸以改變柱桿的形狀。
還可成形柱桿以提供方向性的鉤性能。通過沿選定的方向進行緊固并沿相反的方向松脫，可使用方向性鉤子使鉤圈緊固結構具有方向穩(wěn)定性。可將聚合物材料壓制在這樣的模具上以形成方向性柱桿，即該模具具有許多成角度的或沿同一方向或多個方向傾斜的孔，這些孔沿卷材的縱向或橫向以各種結構進行排列。柱桿可沿卷材縱向或橫向傾斜，柱桿小區(qū)或區(qū)域可沿卷材縱向或橫向排列成排或可具有其它結構排列，例如排成六邊形、圓形或者如圖4所示的圖案。
可采用激光器形成模具孔，它可對模具表面或切線鉆成各種角度，例如45°或60°。使用激光在熱固性模具上鉆孔的方法可參見美國專利5,792,411(在此引為參考)，它包括用激光能量機械加工模具表面，在基材上形成許多幾何結構。每個幾何結構相當于一個形成柱桿的位置。用這種模具形成的柱桿無需頂部加工就可嚙合圈表面，因為它們是傾斜的。將形成的帶有傾斜柱桿的緊固件表面拉開以脫開機械嚙合的柱桿，隨后將其松開以便形成機械嚙合，這種緊固件表面可使本發(fā)明卷材更緊緊地抓合。柱桿可沿多于一個方向形成角度。當鉤子沿多于一個方向形成角度時，與圈材料形成的機械嚙合可防止側滑。
圖5顯示用裝置51制造卷材50。裝置51用于在卷材50上形成柱桿52。柱桿52排列在離散的小區(qū)或區(qū)域54中。裝置51包括聚合物材料源53。材料源53較好將聚合物材料加熱至其熔點，隨后將熔融的聚合物材料沉積在卷材50上形成離散部分55。在所示的實例中，材料源53包括擠出機，在壓力下將聚合物材料擠出在卷材50上。
離散部分55與卷材50一起往前移動，直至與模具輥56接觸。模具輥56具有連續(xù)的圓柱模具表面57，它帶有許多形成柱桿的空腔(圖中未表示)?？扇芜x地采用外部真空裝置(圖中未顯示)對這些空腔抽真空。當聚合物材料的離散部分55與圓柱模具輥56的表面57接觸時，離散部分55被壓入空腔中并同時融合在卷材50上。
在所示的實例中，在聚合物材料冷卻時流延輥58向卷材50的背面提供壓力，從而幫助將聚合物材料壓入模具輥56的模具表面57的空腔中，并將聚合物材料融合在卷材50上。在到達脫模點59以前卷材50貼合模具輥56，在脫模點59卷材50被拉離模具表面57，并且固化的聚合物材料從模具輥56上剝離，露出新形成的柱桿52。在本實例中，聚合物材料的各個離散部分55形成單獨的柱桿52的離散小區(qū)或區(qū)域54?？刹捎帽绢I域已知的粘合劑、連接層或表面處理方法增加基材50和小區(qū)或離散區(qū)54之間的粘合。
選擇裝置的操作溫度是本領域熟知的。在作出本發(fā)明的實驗中，輥56和58上無溫度控制。可采用寬的溫度范圍，盡管太高的溫度會對柱桿從模具表面57上剝離的能力產生不利影響。
通過改變聚合物部分55的位置和大小，可控制和操縱柱桿的最終構型和位置。較大的聚合物部分相當于大的離散區(qū)域，小的聚合物部分相當于小的離散區(qū)域。在本發(fā)明的一個實例中，材料源53以連續(xù)的線狀或條狀例如以之字形的線將聚合物部分55沉積在卷材上。形成的卷材50沿其長度方向具有一條或多條連續(xù)的柱桿帶。在另一個實例中，材料源53將聚合物部分55沉積成一系列沿卷材橫向的線條。這些沿卷材橫向的線條使柱桿52的離散區(qū)54沿卷材的長度方向以卷材橫向帶的形式延伸。
聚合物材料源53可包括許多單獨的噴嘴以便將聚合物材料施加在卷材上。在一個實例中，聚合物材料從一系列電磁閥控制的噴嘴中擠出，各個噴嘴單獨操作。根據(jù)所需的柱桿區(qū)的最終位置，利用例如定時器開啟和關閉單個噴嘴以適當?shù)胤胖镁酆衔锊牧?。可以理解噴嘴能沉積一種或多于一種類型的聚合物材料。材料源53還可以是網(wǎng)印機。
參見圖6，它顯示另一種柱桿離散區(qū)的制造方法。圖6顯示用與圖5類似的裝置61制造卷材60。裝置61包括聚合物材料源63。材料源63將聚合物材料拋入旋轉刀67的路徑中。刀67切割聚合物材料并將其分散在卷材60上。在一個具體的實例中，刀67長1-4英寸，以500-1000rpm的速度旋轉。旋轉刀67切割聚合物材料，將該材料沉積在卷材60上，隨后形成許多柱桿62。根據(jù)刀的轉速、聚合物材料的粘度和其它性能，聚合物材料被分散成大致圓形的顆粒、長的線料或許多其它形狀和大小。在與模具輥66接觸以前聚合物材料以離散部分65的形式與卷材60一起往前移動。模具輥66具有連續(xù)的圓柱形模具表面69，該表面含大量空隙(圖中未顯示)以便在離散區(qū)64形成柱桿62。在聚合物材料的離散部分65與模具輥66接觸時，離散部分65被壓入空腔并同時與卷材60融合，隨后冷卻成非熔融狀態(tài)。
圖7所示的方法包括提供聚合物卷材70、來自材料源73的聚合物材料和具有模具表面79的模具輥76。模具表面79具有許多形成柱桿的孔。模具輥76的模具表面79覆蓋有掩模77，它覆蓋除表面79離散部分以外的所有區(qū)域。聚合物材料75被置于模具輥76的覆蓋掩模的表面上。可任選地將材料75施加在卷材70上，用壓力將其壓制在覆蓋掩模的模具表面79上，在卷材70的表面上形成柱桿區(qū)。這些離散部分相當于柱桿區(qū)74。柱桿區(qū)74形成的原因是在兩個輥之間的間隙中僅僅這些區(qū)域與模具76的帶掩模表面接觸。聚合物材料75可任選地多于一層。
如果不經頂部加工，傾斜的柱桿頂端較好具有足以穿透相對稠密的圈材料的形狀，從而拓寬圈材料的選擇范圍。通過拖曳卷材的末端可繃緊或抓合本發(fā)明帶傾斜柱桿的卷材，無需使之從配合物或圈材料上完全脫離。
本發(fā)明卷材可使用很少的原材料形成柱桿或鉤子表面，因為整個表面未完全覆蓋鉤子或柱桿。它們還具有逐步緊固(以便繃緊或松開)的優(yōu)點以及雙面卷材功能(雙面功能)。
本發(fā)明帶柱桿的卷材可用于其它帶柱桿的卷材適用的任何用途，尤其適合于用于整形外科的壓迫纏繞制品或繃帶。例如，彈性緊固件可作為彈性纏繞物用于固定電纜、整形外科制品、尿布、運動防護器械、衣物或包裝材料。可制成醫(yī)用纏繞物即繃帶使之具有特定用途所需的強度、彈性和緊固性能，不存在與使用粘結和粘合醫(yī)用纏繞物和繃帶有關的缺點。粘結或粘合醫(yī)用纏繞物通常不易除去，一旦使用后難以調節(jié)。例如，粘合醫(yī)用纏繞物一旦施加在患者身上以后難以繃緊或松弛。
參見圖8，圖8的顯微照片顯示一部分卷材80，它帶有含許多柱桿82、83的小區(qū)或區(qū)域84。由圖8可見，該實例的柱桿基本沿兩個方向取向或傾斜，柱桿82的取向與柱桿83的取向相反。柱桿82和83相反的取向使區(qū)域84具有兩個不同方向的抓合力。
下列實施例進一步說明本發(fā)明，它不是對本發(fā)明范圍的限定。在實施例中除非另有說明，否則所有份、比例和百分比均是以重量計的。使用下列試驗材料和試驗方法。
使用的材料材料 說明AspunTM6806 低密度聚乙烯，熔體指數(shù)為105g/10min，購自DowChemical Company，Midland，MichiganMorthaneTM440-200 聚氨酯，熔體指數(shù)為25g/10min，購自MortonInternational，Seabrook，New Hampshire基材A 下面實施例1所述的多層卷材基材B#4246型經編尼龍布，93.5g/m2，購自AlexanderFabrics，Libertyville，Illinois基材CMiratecTM5609，41g/m2射流噴網(wǎng)法聚對苯二甲酸乙二醇酯，購自Polymer Group，Inc.，Mooresville，NorthCarolina基材DMillilockTM，82g/m2針織圈織物，購自Milliken andCompany，Spartanburg，South Carolina基材EFiberwebTM，24g/m2紡粘非織造聚丙烯，購自BBANonwovens，Simpsonville，South Carolina基材F微孔聚丙烯膜，購自美國3M公司基材G橙色結構紙EscoreneTM3505 聚丙烯，熔體指數(shù)為400g/10min，購自Exxon ChemicalCompany，Baytown，Texas實施例1和2實施例1和2說明使用透氣彈性基材和雙方向的柱桿結構。
在實施例1中先如下所述制得基材A(一種彈性透氣基材)。使固態(tài)粘合劑通過一個柵格熔融系統(tǒng)(J & M Laboratories，Inc.Dawsonvillc，Georgia)，隨后以2.0kg/hr的速率通過一個30.5厘米寬的吹塑微纖(blown microfiber，BMF)模頭制得由HL-8156嵌段共聚物壓敏粘合劑(PSA)(HB Fuller Company，St.Paul.Minnesota)制成的吹塑微纖壓敏粘合劑(BMF-PSA)卷材。柵格熔融系統(tǒng)的料斗容量為40kg，熔融能力為40kg/hr。熔體泵體積為1.68cc/rev，加工溫度為135℃。將BMF-PSA從熔體吹塑模頭中出料，該模頭帶有光滑表面的圓孔(8個/cm)，該孔位于兩個40.6cm寬涂覆硅氧烷的輥形成的垂直輥隙點上方約10cm處。
將一層聚丙烯紡粘非織造材料(15g/m2基重，產品號No.150A0299A，F(xiàn)irstQuality Products，Inc.，McElhattan，Pennsylvania)加至BMF模頭上游輥隙的下輥處。同時，將第二層聚丙烯紡粘非織造材料(產品號No.150A0299A)、穿緯聚酯紗布(產品號No.924864，Milliken Company，Spartanburg，SouthCarlina)和一層280旦尼爾GlospanTM彈性長絲(Globe Manufactaring Company，Gastonia，North Carolina)從BMF模頭的“下游”側加至輥隙的上輥處。聚酯紗布縱向為18×40旦尼爾紗線/2.5cm，橫向為9×15旦尼爾紗線/2.5cm。
彈性長絲的橫向密度為2.75根長絲/cm，拉伸比為2∶1。長絲位于非織造層的頂部，從而BMF-PSA吹塑在非織造物的“上游”層上，隨后與彈性長絲接觸，將整個復合物粘合在一起。沿30.5cm寬的復合物輥隙力為418N，輥隙速度為9.1m/min。通過輥隙后，基材結構為非織造物/BMF-PSA/彈性長絲/非織造物，第一表面靠近BMF內層，第二表面靠近彈性長絲層。從輥隙中輸出后，使基材松弛，從而使長絲收縮。觀察到低基重非織造外層(“卷材外層”)和撓性BMF-PSA纖維容易彎曲成軟的褶。在紙板(cardboard)筒上收集形成的松緊彈性基材。
使可形成柱桿的材料(AspunTM6806)以0.5kg/hr的速率通過柵格熔融系統(tǒng)，隨后通過一個帶有16個珠狀頂部噴嘴的30.5cm寬的模頭。珠狀頂部噴嘴的圓形出口的直徑為1.5mm，它以每秒5次的頻率氣動脈沖噴射。熔體泵的體積為1.68cc/rev，加工溫度為205℃。將熔融的Aspun 6806材料以點狀從模頭直接出料在基材A上。隨后以4.6m/min的速率將卷材傳輸約20厘米進入由兩根40.6cm寬的涂覆硅氧烷的輥形成的垂直輥隙中。沿30.5cm寬的卷材輥隙力為1.7kN。第一個輥具有模具表面，該模具表面帶有直徑約0.25mm、深度超過約0.80mm并且間距約0.635mm的空腔，形成柱桿密度約為248個/cm2(約1600個/英寸2)的柱桿陣列。空腔以交變方向與輥平面切線的夾角為45°。第二根輥具有光滑表面。將上述彈性基材A層加至光滑輥的輥隙處，使第二表面朝光滑輥的表面。形成柱桿材料的點或離散區(qū)朝模具表面，并在進入輥隙時與基材接觸。從模具表面取出形成的卷材，形成帶柱桿表面的卷材，柱狀的柱桿在形成柱桿的材料區(qū)上突起，每個柱桿直徑約為0.25mm，高約0.6mm，從卷材表面上伸出。柱桿排列成排，與和卷材表面垂直并且平行于卷材縱向橫截面的平面的法向成45°或-45°。各個區(qū)域稍呈圓形，面積為0.2-0.3cm2，包含50-75個柱桿。各個區(qū)域與相鄰區(qū)域的距離約為1.0-1.5cm。
帶柱桿表面的卷材是透氣(即多孔)的并具有彈性。當以任一方向纏繞物體并將兩側壓在一起緊固時，卷材的抓合作用適合作為壓迫纏繞結構。鉤子或柱桿小區(qū)的基底的硬度比彈性基材上的柱桿或鉤子高，能與圈更好嚙合。
如實施例1那樣制得實施例2試樣，但是基材中的BMF-PSA以4.0kg/hr的流量通過柵格熔融系統(tǒng)并且結構中不包括聚酯紗布。形成的層合物呈現(xiàn)稍許粘性，當纏繞在物體上并且與其自身緊固時，形成的帶柱桿表面的卷材基本不發(fā)生側滑。
實施例3-5實施例3-5說明具有另一種柱桿區(qū)形狀的結構。實施例3-5的柱桿區(qū)沿卷材橫向是連續(xù)的并且基本垂直于卷材的縱向。
用與實施例1相似的方式和與實施例1相同的基材制得實施例3的試樣。但是，使用頂端裝有單排圓形光滑表面孔(8個/cm)的小孔模頭而非珠狀頂端噴嘴沉積形成柱桿的材料。小孔模頭頂端具有的圓形光滑表面孔(8個/cm)的直徑為0.51mm。形成柱桿的材料以0.7kg/hr的速率沉積。
得到的約0.5cm寬帶柱桿表面區(qū)域的橫向條紋，相互隔開約2cm。沿各條紋區(qū)的寬度方向平均約具有8個柱桿，沿卷材橫向為16排/cm。卷材具有良好的伸展性和透氣性，當沿任一方向纏繞物體時它能自身緊固。
如實施例3制得實施例4的試樣，但是使用間隙為0.25mm的狹縫頂端代替多孔模頭頂端并且形成柱桿的材料的流量為0.8kg/hr。得到的帶柱桿表面的區(qū)域是橫向條紋，寬約0.6cm，與最接近的柱桿區(qū)的間距約2cm。卷材具有良好伸展性和透氣性，當沿任一方向纏繞物體時它能自身緊固。
如實施例3那樣制得實施例5的試樣，但是使用橫向運動珠狀頂部噴嘴代替間歇靜置的模頭頂部。形成柱桿的材料以1.8kg/hr的速率沉積并以6條/秒的頻率沿卷材橫向來回移動?；囊?.1m/min的速度移動。得到的帶柱桿表面的區(qū)域是橫向條紋，寬約0.3cm，相互間隔約1.5-2.0cm。卷材具有良好伸展性和透氣性，當沿任一方向纏繞物體時它能自身緊固。
實施例6實施例6說明具有非彈性基材的結構和另一種制備形成柱桿的材料的離散區(qū)的方法。
使形成柱桿的材料(MorthaneTM440)通過一粘合劑用噴槍(以PAM 600SpraymaticTM購自Fastening Technology，Inc，Charlotte，North Carlina)。噴槍的圓形出口的直徑約1.5mm，加工溫度約232℃。在噴槍以1.0次/秒的頻率重復開啟和關閉的同時熔融材料從噴槍以離散量的方式出料。離散量或點狀材料直接沉積在基材B上。隨后以4.6m/min的速度將卷材輸送約20cm，進入由兩個40.6cm寬的硅氧烷涂覆輥形成的垂直輥隙處。沿30.5cm寬的卷材輥隙力為1.7kN。第一根輥具有模具表面，該表面所含的空腔直徑約為0.25mm，深度超過約0.80mm，間距約為0.635mm，形成柱桿的密度約248個/cm2(約1600個/英寸2)的柱桿陣列?？涨辉诳v向與輥表面的切線呈45°夾角并且每隔一排以另一種方向傾斜。第二根輥具有光滑的表面。
將基材B加至輥隙的光滑輥處，使第二表面朝光滑輥的表面。將形成柱桿的材料朝模具表面并在進入輥隙時使其與基材接觸。將形成的卷材從模具表面上移出以形成帶柱桿的卷材，其中桿狀柱桿從形成柱桿的材料區(qū)突起，各個柱桿的直徑約0.25mm，高約0.6mm，從膜表面上伸出。柱桿排列成排，與和卷材表面垂直并且和卷材縱向橫截面平行的平面的垂直方向呈+45°或-45°。各個離散區(qū)具有稍許圓形的形狀，面積為1.0-1.5cm2，包含約240-370個柱桿。各個離散區(qū)與其相鄰區(qū)域隔開約4-5cm。帶柱桿表面的卷材是透氣的和撓性的。
用與實施例1相同的方法制得實施例7的試樣，但是改變基材并使用不同的模頭頂端?；臑榛腃(一種非彈性非織造卷材)，模頭頂端是實施例3使用的小孔模頭頂端。得到的帶柱桿表面的卷材的柱桿區(qū)與實施例3所述的柱桿區(qū)相似。帶柱桿表面的卷材是透氣的、撓性的并且在沿任一方向纏繞時可自身緊固。
在實施例8中，如實施例7那樣制得帶離散柱桿表面的膜，但是基材為基材D。帶柱桿表面的卷材是透氣的、撓性的并且在沿任一方向纏繞時可自身緊固。
用與實施例1相似的方法制得實施例9的試樣，但是材料不同并且模具表面也不同?；臑榛腅(紡粘的聚丙烯)并且形成柱桿的材料為EscoreneTM3505。模具表面所含的空腔直徑約280微米(11密爾)，深度超過約2.5mm(100密爾)并且間距約813微米(32密爾)，得到柱桿密度約140個/cm2(900個/英寸2)的柱桿陣列?？涨淮怪庇谳伇砻娴那芯€。第二根輥具有光滑表面。將基材E層加至輥隙的光滑輥處，第二表面朝光滑輥表面。形成柱桿的材料的離散區(qū)朝模具表面并在進入輥隙時與基材接觸。從模具表面取出形成的卷材，得到具有柱桿表面的卷材，桿狀的柱桿從形成柱桿的材料的區(qū)域突起，各個柱桿的直徑約為0.3mm，高約0.7mm，從卷材表面上伸出。通過將帶柱桿的表面置于加熱至138℃(280°F)的輥而在帶柱桿表面的卷材的柱桿上形成頂蓋。該帶柱桿表面的卷材是透氣的，撓性的并且可自身緊固。
用與實施例9相似的方法制得實施例10的試樣，但是基材為基材F(一種微孔薄膜)并且隨后不在柱桿上形成頂蓋。該帶柱桿表面的卷材的透氣性和撓性比實施例9的試樣差。
用與實施例9相似的方法制得實施例11的試樣，但是基材為基材G(紙張)，并且隨后不在柱桿上形成頂蓋。該帶柱桿表面的卷材的透氣性和撓性比實施例12實施例12說明制備離散區(qū)的另一種方法。
將形成柱桿的材料(DowlexTM3445聚丙烯)加至單螺桿擠出機，該擠出機的直徑約32mm(1.25英寸)、L/D為24/1，螺桿速度為15rpm，溫度分布最高升至約215℃。使熱塑性Dowlex 3445材料通過擠出機并在至少為0.7MPa(100psi)的壓力下通過一加熱頸管連續(xù)出料并進入一個三層可調葉片進料頭(CLOERENTM86-120-398型，購自Cloeren Incorporated，of Orange，Texa，并設定為2層)的一個端口中，該進料頭安裝在25.4cm(14英寸)寬薄膜模頭(CLOERENTMEBRIII 96-151，也購自Cloeren Co.)上。將彈性材料(VectorTM4111)加至第二個單螺桿擠出機中，該擠出機直徑約為64mm(2.5英寸)，L/D為24/1，螺桿速度為5rpm，溫度分布穩(wěn)定地增加至約215℃。隨后在至少約1.4MPa(200psi)的壓力下使該彈性材料通過一根加熱的頸管連續(xù)出料，并進入所述三層進料頭的第二個端口。將進料頭和模頭設定在約215℃。模頭間隙設定在約0.5mm(20密爾)。將兩層熔融結構從模頭上出料并以約1.5m/min(5fpm)滴加至由兩個輥形成的輥隙中，輥隙壓力約為0.2KPa(30psi)。第一個輥具有加熱至55℃的模具表面，它所含的空腔直徑約280微米(11密爾)，深度超過約2.5mm(100密爾)，間距約813微米(32密爾)，形成柱桿密度約140個/cm2(900個/英寸2)柱桿陣列。將一個帶有7×7mm正方金剛石型開孔的TeflonTM網(wǎng)狀掩模置于模具表面上，以掩蔽圖案覆蓋部分孔。第二個輥具有也加熱至55℃的鍍鉻表面。結構的熱塑性材料朝模具表面，彈性層朝鍍鉻表面。從模具表面取出形成的流延膜，得到的具有柱桿表面的薄膜上的金剛石形區(qū)域具有柱狀柱桿突起，各個突起的直徑約300微米，高度約700微米，從薄膜的表面上伸出。各個區(qū)域通過壓紋隔開。
當拉伸如此形成的帶柱桿表面的薄膜時，壓紋處形成柱桿的材料發(fā)生斷裂(破裂)，使金剛石形區(qū)域相互隔開。
實施例13實施例13說明形成離散區(qū)的另一種方法。
將形成柱桿的材料(DowlexTM3445)加至裝有模頭(它帶有曲面模唇和6.3mm(0.25英寸)直徑孔)的單螺桿擠出機，將熔融材料從該擠出機出料。將材料滴入飛轉的切割裝置。該裝置具有一根直徑為12.5mm(0.5英寸)的金屬棒和通過兩個螺絲沿軸固定在棒一端上的不銹鋼刀片。該刀片以與棒表面垂直并平行于該棒長軸的方式從棒上朝外伸出。通過馬達使軸以約700rpm的速度旋轉。隨著刀片的旋轉，它相對模頭的模唇傾斜，切削一片熔融材料。當?shù)镀竭^模頭，它彈起并將熔融材料拋在移動卷材上。使基材G通過如實施例1所述設置的輥隙中。卷材帶著熔融材料(直徑約3mm的點)進入輥隙，使聚丙烯材料點朝模具表面。輥隙壓力將熔融材料壓入模具表面的孔中，在孔中材料固化。同時聚合物與卷材的纖維表面熔融纏結，形成有效的粘結。
形成的具有柱桿表面的薄膜是透氣的和撓性的。
權利要求
1.一種至少具有兩個主表面的材料卷材，該卷材包括至少在該卷材第一主表面上的多個離散的區(qū)域；和伸出各個離散區(qū)域的許多柱桿；其中許多柱桿至少融合并形成在該卷材的第一主表面上。
2.如權利要求1所述的卷材，其特征在于所述許多柱桿是由熱塑性材料組成的，所述熱塑性材料選自聚氨酯、聚烯烴、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚氯乙烯、丙烯酸酯改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯-丙烯酸共聚物。
3.如權利要求1所述的卷材，其特征在于所述離散區(qū)占卷材第一主表面的5-25％。
4.如權利要求1所述的卷材，其特征在于卷材的至少一部分構造并排列以與所述許多柱桿嚙合。
5.如權利要求1所述的卷材，其特征在于卷材包括彈性材料。
6.如權利要求5所述的卷材，其特征在于所述彈性材料選自天然或合成橡膠；含異戊二烯、丁二烯或乙烯(丁烯)嵌段的苯乙烯嵌段共聚物；茂金屬催化的聚烯烴，聚氨酯和聚二有機硅氧烷。
7.如權利要求1所述的卷材，其特征在于該卷材限定一個局部平面，所述許多柱桿的方向與所述局部平面成各種夾角。
8.如權利要求1所述的卷材，其特征在于一個或多個柱桿的形狀能提供方向性的鉤性能。
9.一種卷材的制造方法，該卷材具有許多伸出卷材離散區(qū)的柱桿，該方法包括(a)提供卷材；(b)在高于聚合物材料軟化點的溫度上形成離散量的聚合物材料；(c)將該離散量的聚合物材料融合在卷材上；和(d)在各個離散量的聚合物材料中形成許多柱桿。
10如權利要求9所述的方法，其特征在于在各個離散量的聚合物材料中形成柱桿的同時將離散量的聚合物材料融合在卷材上。
11.如權利要求9所述的方法，其特征在于通過以選自間斷的量和連續(xù)的條帶的方式擠出熔融聚合物，形成離散量的聚合物材料。
12.如權利要求9所述的方法，其特征在于用一個或多個旋轉切割刀形成離散量的聚合物材料，所述切割刀置于聚合物材料源和卷材之間，其中切割刀將聚合物材料切割成離散量。
13.如權利要求9所述的方法，它還包括用加熱表面使柱桿變形以使柱桿具有增大的頂部。
14.如權利要求9所述的方法，它還包括用加熱表面對柱桿進行再取向。
15.一種卷材的制造方法，該卷材具有許多伸出卷材至少一個表面的柱桿，該方法包括(a)提供聚合物卷材，它包括一種處于其軟化點以上溫度的聚合物；(b)提供模具，該模具表面具有許多構造在離散區(qū)域中的形成柱桿的孔；(c)在壓力下使卷材通過模具表面，在卷材表面上形成柱桿區(qū)。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于所述形成柱桿的孔的離散區(qū)是掩蓋步驟(b)的模具中部分形成柱桿的孔而形成的。
全文摘要
公開了一種卷材(10),它包括至少在其第一表面(18)上相互隔開的多個離散區(qū)或小區(qū)(14),以及這種卷材的制造方法。許多柱桿(12)伸出各個小區(qū)(14)。在某些實例中,構造卷材(10)的至少一部分以與所述許多柱桿(12)嚙合。卷材(10)可包括透氣(微孔)和/或彈性材料。卷材(10)的制造方法包括提供卷材(10)和離散量的聚合物材料。將聚合物材料融合在卷材(10)上并且在各個離散量的聚合物材料中形成許多柱桿(12),形成緊固件小區(qū)或區(qū)域(14)。不連續(xù)的緊固件小區(qū)(14)可作為鉤－圈可再緊固機械緊固件的陽部件。
文檔編號B32B5/22GK1345270SQ00805756
公開日2002年4月17日 申請日期2000年1月20日 優(yōu)先權日1999年2月25日
發(fā)明者S·J·圖曼, D·L·塞德爾, L·萊維特, B·T·伯格 申請人:3M創(chuàng)新有限公司