专利名称：流体密封拉链的制作方法
流体密封拉链技术领域在广泛的方面，本发明涉及一种流体密封拉链。本发明还涉及一种用 于制造流体密封拉链的方法。术语"流体密封(fluid-tight)"指即使当拉链经受内部和外部之间的显 著压力差(例如，达到大约2巴)时，也能阻止液体和/或气体(例如水 和/或空气)通过。
背景技术：
很多应用方面都需要流体密封拉链，例如，运动和室外活动项目的装 备、潜水或航行服、野营帐篷等。所述拉链还经常要求强韧和容易弯曲。总体地，拉链包括一对承载各自的锁齿排的带条、顶部及底部止动件 以及用于接合和分开锁齿的拉头(slider)。用于流体密封拉链的公知的结 构包括具有包封在外流体阻挡层中的纺织材料的内加强层的多层带条，内 部的纺织材料部分不暴露到表面，以密封在各自带条的外流体阻挡材料上 的对准的锁齿，使得流体密封粘合形成于锁齿和流体阻挡材料之间。更具体地，根据现有技术，已经知道用于带条的内层的纺织材料、用 于外流体阻挡层的热塑性弹性体材料(TPE)以及用于锁齿的热塑性材料 的组合的使用。已经证明，这些材料使带条具有不渗透性和柔性、以及对光的稳定性、 耐海水性、以及还易于密封、胶合以及缝合的性能。此外，这种材料可以 在形成带条的层结构的挤压过程以及将锁齿密封到带条的注射包覆成型 (injection overmolding)过程中有效地来操作。这些公知的拉链证明在锁齿-外阻挡层界面处有效地受到流体密封， 但通常在机械性能方面不符合要求，并遭受通常所说的分层缺陷，即，层 彼此分离，尤其是由于高强度的使用和/或频繁的清洗更是如此。分层主要是由于在构成带条的内层和外层的材料之间不符合粘接要求，造成带条变弱且内纺织材料变为暴露到表面，因此危及到流体密封性发明内容基于本发明的技术问题在于改进具有分层带条的流体密封拉链的性 能和可靠性，特别是对于承受恶劣的使用条件和/或长期使用而没有机械 损坏(例如，层之间的分离(分层))的能力。根据本发明，根据权利要求l，此问题通过具有包括由短纤维(cutfiber)的细纱制成的内纺织层的带条的流体密封拉链被解决。 优选实施例和材料在从属权利要求中说明。纺织材料选择为适合于拉链所应用的最终产品的要求并与该要求一致。根据本发明的一个方面，包封带条的内纺织层的流体阻挡层用热塑性 弹性体材料(TPE)制成。实质上已经公知的所述材料分别具有使得具有 热塑性能和弹性体性能(柔性)的硬相和软相，并可以包括嵌段共聚物以 及包括热塑性材料和弹性体材料的混合物。根据优选实施例，所述TPE为TPE-E或TPE-U，艮卩，热塑性弹性体聚 氨酯(TPE-U)或热塑性弹性体聚酯(TPE-E)。优选地，所述TPE-E为聚 醚酯嵌段共聚物，而所述TPE-U为由醚和域酯以及异氰酸盐获得的嵌段共 聚物。根据本发明的另一个方面，拉链的锁齿由热塑性材料制成，所述热塑 性材料由包括PBT和聚碳酸酯(PC)的混合物组成。优选地，所述混合物 中的PBT/PC重量比在70/30和30/70之间的范围内。根据优选实施例，锁齿由包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和聚酰 胺(PA)的混合物制成。优选地，所述混合物中的ABS/PA重量比在70/30 和30/70之间的范围内。根据本发明的另一个方面，流体阻挡层和锁齿的材料可以包括适当的 添加剂，例如，填料、颜料、粘合剂和/或增容剂，并入所述添加剂以改 进所述材料之间和/或用于带条的分层结构的材料之间的物理和化学亲和 力。根据本发明的更优选方面，为TPE-E的流体阻挡层结合由PBT制成的 锁齿进行选择。根据本发明的进一步方面，TPE-U的流体阻挡层结合ABS 和PA的混合物或PBT和聚碳酸酯PC的混合物进行选择。根据本发明的另一优选方面，拉链的带条进一步包括在内纺织层和外 流体阻挡材料层之间的粘接层。有利地，胶粘剂可以选择为具有用于两种 将连接的材料的较强的物理-化学亲和力。优选地，胶粘剂包括聚氨酯树 脂。本发明进一步涉及一种根据独立权利要求9所述的用于制造拉链的方法。优选地，纺织带通过将选择的流体阻挡材料挤压或层叠在为纺织材料 的带上被覆盖。根据本发明的另一个方面，所述流体阻挡材料为熔化状态， 使得短纤维的纺织细纱的表面不平整保留而嵌入流体阻挡层中。优选地，通过将选择的热塑性材料注射包覆成型到每个涂敷带的所述 纵向边缘上获得锁齿。优选地，本发明的方法进一步包括步骤在带条的短裁切边缘处用流 体阻挡材料密封每个带条。例如，这可以在热裁切所述涂敷带的同时或通 过用"新鲜的"流体阻挡材料覆盖所述短裁切边缘进行。根据本发明的另一个方面，所述方法进一步包括步骤在用流体阻挡 材料覆盖所述带之前，将粘接层施加到每个纺织带的相对表面上。粘接层 优选通过将每个纺织材料带浸泡在选择的胶粘剂在有机溶剂中的分散体 中施加，或通过用所述胶粘剂分散体喷洒每个纺织材料带的表面来施加。然后，在用流体阻挡材料层覆盖纺织材料带的步骤期间，例如通过挤 压激活胶粘剂。本发明的另一个方面为一种用于制作拉链的半成品，所述产品为如上 限定的涂敷纺织带。本发明的拉链适合用于制造运动及户外活动产品，例如，潜水服、航 海服、野营帐篷和类似产品。本发明的优点如下所述。根据本发明的主要特征，由于使用短纤维，内层表面的纺织材料具有 不平整的粗糙表面。更详细地，短纤维的端部可以从纱线的理想直径突出，或同样的纤维可以形成从所述直径突出的环。这与具有平滑表面的普通合 成或人造纤维纱线相反，导致纱线的不平整的不平滑表面，这与天然纤维 纱线相似。在本领域公知，天然纺织材料(例如，棉花)具有短纤维，每个纤维 典型地具有几厘米的长度，而合成或人造纤维通过连续的纤维可获得。根 据本发明，选择的合成或人造纺织材料的短纤维用于内层的纺织材料，所 述纤维优选通过裁切过程获得，以模仿天然纱线的表面。已经令人惊讶地发现，与传统的紧固件相比，具有这种内纺织层的紧 固件改进了抗分层的能力。应该认为，这种改进的性能是由于纱线的不平 整的、粗糙的表面造成，具有与流体阻挡层更强的连接。更具体地，已经 发现，从纱线的理想直径突出的纤维的端部或环保留而嵌入流体阻挡层的 热塑性弹性体材料中，从而增强了抗分层的能力。参照一个优选实施例，其中流体阻挡材料以熔化状态连接到纺织层， 表面的不平整保留而限制在或嵌入流体阻挡层的熔化材料中，因此在层之 间产生更强的连接并改进了抗分层性。进一步的优点用在从属权利要求中公开的优选材料获得。已经发现，通过利用选择的材料制造的拉链在带条的层之间的分界面 处具有令人吃惊的良好的机械性能且在流体阻挡层和锁齿之间具有化学 粘合。具体地，已经发现，通过利用对于带条的内纺织材料层和外流体阻挡 材料层所选择的材料，层能够达到彼此粘接的最佳值，在重复使用期间， 所述层通过接触分界面充分承受拉链经受的牵引力和剪切力的正常传输。 同时，构成带条的外层的热塑性弹性体材料具有对带条的良好柔性，并通 过与构成锁齿的热塑性材料的化学粘合表现出良好粘接性。理论上不希望受到限制，可以想到的是，在本发明的选择的材料之间 的此改进的粘接性通过以下方面获得物理-化学亲和力、以及通过在材 料的表面处产生的强化学粘合，以在用于通过挤压制造带条、以及通常用 于通过注射包覆成型在带条和锁齿之间的粘合的操作状态中连接。通过在以下提供的具体说明和实例将使根据本发明的拉链的进一步 优点和特征变得更加清晰，以下只是用于说明而不是限制本发明。
图l是根据本发明的实施例的流体密封拉链的示意图； 图2是显示带条的层的图1的拉链的细节的放大透视图；以及
图3是根据本发明的进一步实施例的显示带条的层的拉链的细节的放
大透视图。
具体实施例方式
参照图1和图2，显示了根据本发明的实施例的流体密封拉链10。
拉链10包括一对彼此基本平行的带条12，每个带条12都具有侧部，即， 配备有成一排20的对准的锁齿21的一部分边缘13a。所述锁齿21以传统的 方式实现，例如，通过注射包覆成型过程实现。
对准的锁齿21的排20彼此面对，并联结到沿对准的锁齿的所述排彼此 以预定距离定位的两个止动件，即，底部止动件24和顶部止动件26。拉头 22可以接合和分开锁齿21。
在图1和图2中，底部止动件24为在所述排20的下端处施加到两个带条 12上的单件的形式，而顶部止动件26包括两个半部分，每个半部分在各自 的排20的上端处被施加到各自的带条12上。
底部止动件24和顶部止动件26以本身传统的方式，例如，通过注射成 型，固定到带条12。
此外，带条12沿自对准的锁齿21的排20的各自内部长边缘的一部分25 以流体密封方式连接，所述部分25包括底部止动件24。具体地，参照图l， 在拉链10的外侧(外侧为在使用期间暴露到流体的侧面)上，部分25从对 准的锁齿21的所述排20的底端向上延伸到带条的底部短边缘13b。
如图2所示，每个带条12都包括包封在外流体阻挡层16中的内部加强 纺织层14。带条12通过挤压技术或层叠形成，且流体阻挡层16完全覆盖内 纺织层M，使得所述纺织层14没有任何部分遗留而被暴露。
纺织层14使带条12具有一定程度的柔韧性。事实上，重要的是拉链可 以弯曲并适合其所应用的物品的形状，而该拉链不会断裂、突然折断或造 成损坏或对所述物品产生障碍。纺织层14由人造或合成的纺织材料的短纤维的细纱制成。由于使用短 纤维，所以纱线具有不规则的、粗糙的类似天然的外表面。
根据本发明的优选实施例，所述纺织层14由PE纤维制成，优选由PET、 PA或其混合物或共聚物制成，所述流体阻挡层16由在TPE-E和TPE-U之间
选择的热塑性弹性体材料制成。
此外，所述流体阻挡层16与纺织层14的材料完全相容，使得当通过挤
压和层叠制造时，两层经过在该两层之间产生较强且坚固的粘接的相互作用。
锁齿21优选由在聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 (ABS)、聚酰胺(PA)及其混合物或共聚物之中选择的热塑性材料制成。
这样，对准的锁齿21的材料与流体阻挡层16的材料完全相容，以便当 例如通过包覆成型过程在所述带条12的边缘上施加对准的锁齿21的一组 20时形成流体紧密密封。
图3显示了根据本发明的进一步实施例的总体用40表示的拉链的细 节。在此图中，拉链40的特征在结构和功能上等效于用相同附图标记表示 的图1和图2的拉链10。
拉链40的每个带条12都包括包封在外流体阻挡层16中的内部加强纺 织层14，外流体阻挡层16完全覆盖内纺织材料层14，使得内纺织材料14 没有任何部分遗留而被暴露。为此，拉链40的带条12还包括施加到纺织层 14的相对的顶面和底面上的粘接层30、 31。
在存在粘接层的区域中，纺织层14和流体阻挡层16接着通过粘接分子 之间的强化学粘合以及构成纺织层14和流体阻挡层16的材料被间接连接， 所述材料进一步增强了对层14和16的分层的抵抗。
以下为用于制造根据本发明的拉链的非限制性实例。
实例l
纱线用事先己经裁切以获得类似天然的短纤维的聚酯纤维通过传统 的纺纱方法来生产。同例如模仿天然纤维纱线的"堆积(pile)"纺织材料 类似，如此获得的纱线具有不规则的、粗糙的表面。
所述纱线用于制作纺织带，纺织带通过传统的挤压头用一层熔化的 TPE-U完全涂敷。然后，已被涂敷的带每个都沿纵向边缘配备有多排对准的锁齿，所述
排彼此以预定距离设置。锁齿每个都由ABS和PA的混合物制作。以传统的 方法通过将锁齿的材料注射包覆成型到已被涂敷的带的所述纵向边缘上 执行锁齿应用(根据制造商建议的程序)。
然后，配备有所述排对准的锁齿的已被涂敷的带沿对准的锁齿的连续 排被横向热裁切，以获得多个同样尺寸的带条，其中每个带条都配备有一 排对准的锁齿。
由于热裁切，带条的短边缘被遗留而未被涂敷，并且所述短边缘用流 体阻挡材料密封。
然后，根据本发明的多个拉链中的每个通过一连串的进一步的传统步 骤由一对这种带条获得，在所述步骤中，为每对带条配备顶部和底部止动 件以及在所述止动件之间运动的拉头。
如此获得的拉链进行多层结构带条的抗分层测试。每个测试样品都刻 在其表面上，以便从各自带条剥离(抬起)所述流体阻挡层的小矩形部分 (大约15x40mm)。然后，流体阻挡层的小矩形部分和带条的自由端部(在 与剥离相对的方向上)分别夹紧在测力计的两个相对的平压夹中，而样品 垂直于平压夹放置。
此后， 一个夹子以恒定的速率远离另一夹子移动，使得样品随着增加 的载荷受到牵引。测量出获得分层所需的最小载荷(以kg计)(分层载荷)。
测量出平均分层载荷为1.8 kg。与之相比，具有传统的内纺织层的传 统的拉链具有1.3到1.6 kg的分层载荷。
以上结果证明，本发明在内纺织材料和外流体阻挡材料之间实现了良 好的粘合。因此，当长期使用后，以及当反复暴露到例如由其频繁和反复 地使用造成的拉应力时及传统的洗涤操作时，根据本发明的拉链能够保持 其流体密封性能。
对于锁齿，本发明的拉链还表现出与传统拉链完全同等的在与带条的 交界处具有良好的机械性能，从而证明本发明还实现了在带条的锁齿材料 和外流体阻挡材料之间的良好化学粘合。
实例2
拉链通过利用用于粘合带条的层的胶粘剂进行制备。通过将带浸泡在分散胶粘剂中，将粘接层(聚氨酯树脂)施加到PE带的相对表面上；然后，根据实例l的程序，将带用TPE-U流体阻挡层覆主mr 。当涂敷带后，还进行与实例l相同的程序，从而获得经过对带条的层 结构的抗分层的测试的多个拉链。己经发现，由于在各带条的流体阻挡层和纺织层之间存在胶粘剂，所 以该流体阻挡层和该纺织层彼此之间粘合极强，结果，在每个重复的洗涤 循环之前和之后观察到这种层没有分层。具体地，在任何情况下，各带条的流体阻挡层和纺织层都被发现彼此 如此强的粘合，使得在根据实例l的程序进行测试时，不可能抬起流体阻 挡层的任何部分。此外，已经发现，锁齿的机械性能完全与现有技术的拉链锁齿的性能 相同，从而证明在根据本发明的制造实例中，也实现了在带条的锁齿材料 和外流体阻挡层之间的良好化学粘合。从前述可以清晰，根据本发明的流体密封拉链主要通过其表现出良好 的长期流体密封性能和抗分层能力而解决了技术问题。此外，本发明的拉链展示出许多优良性能，包括良好的柔性、低的脆化温度(大约-4(TC)、在-30到+70'C的空气中的性能稳定性、容易着色、 耐水性(低吸湿性)、抗海水性以及抵抗例如石油或氨水的化学品的性能、 可见性和UV光稳定性、容易密封、容易胶合和容易缝合。当然，本领域的普通技术人员可以对上述流体密封拉链进行许多改进 和变更，以便满足具体和可能的要求，在任何情况下的所有改进和变更都 涵盖在由随附的权利要求所限定的本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种流体密封拉链(10)，包括-一对带条(12)，所述带条(12)中的每个都包括内纺织层(14)和包封所述纺织层(14)的流体阻挡层(16)；和-设置在所述带条(12)的侧部上的多个接合锁齿件(21)；其特征在于，带条(12)的所述内纺织层(14)用短纤维的细纱制成。
2. 根据权利要求l所述的拉链(10)，其中所述细纱通过连续纤维的 裁切过程获得，所述纱线具有嵌入所述流体阻挡层(16)中的具有不平整 性的不平整的、粗糙的外表面。
3. 根据权利要求1或2所述的拉链(10)，其中-所述内纺织层(14)由在聚酯(PE)、优选的聚对苯二甲酸乙二醇 酯(PET)、聚酰胺(PA)及其混合物或共聚物中选择的纺织材料制成。-所述流体阻挡层(16)由在热塑性弹性体聚氨酯(TPE-U)和热塑 性弹性体聚酯(TPE-E)之间选择的热塑性弹性体材料(TPE)制成；和-所述锁齿(21)由在PBT、 ABS、聚酰胺(PA)及其混合物或共聚物中选择的热塑性材料制成。
4. 根据权利要求3所述的拉链(10)，其中所述流体阻挡层(16)由在聚醚酯嵌段共聚物和由醚和/或酯以及异氰酸盐获得的嵌段共聚物之间 选择的材料制成。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的拉链(IO)，其中所述锁齿(21) 由包括具有范围在70/30和30〃0之间的PBT与PC的重量比的PBT和聚碳酸 酯(PC)的热塑性材料混合物制成。
6. 根据权利要求1到4中任一项所述的拉链(10),其中所述锁齿(21) 由包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和聚酰胺(PA)的热塑性材料混合 物制成，所述混合物具有范围在70/30和30/70之间的ABS与PA的重量比。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的拉链(IO)，进一步包括在所述 内纺织层(14)和所述流体阻挡层(16)之间的粘接层。
8. 根据权利要求7所述的拉链(10)，其中所述粘接层由聚氨酯树脂 制成，所述树脂分散在有机溶剂中。
9. 一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的流体密封拉链 (10)的方法，所述方法包括步骤-用流体阻挡层覆盖为纺织材料的带，因此获得涂敷的防流体带； -沿每个所述涂敷带的纵向边缘设置多个接合齿(21);-热裁切每个所述涂敷带以获得所需长度的带条(12)，并且所述带 条配备有各自组(20)的锁齿(21);和-成对连接所述带条(12)，并为每对带条(12)至少配备顶端止动件、底端止动件和拉头(22);所述方法的特征在于，为纺织材料的所述带用短纤维的细纱制成，所 述纤维通过连续纤维的裁切过程获得。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中为纺织材料的所述带通过将选择的流体阻挡材料挤压或层叠到所述纺织带上被涂敷，所述流体阻挡材料 处于熔化状态，使得所述纺织材料的表面不平整保留而嵌在流体阻挡层 中。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中所述流体阻挡材料在热塑性弹 性体聚氨酯(TPE-U)和热塑性弹性体聚酯(TPE-E)之间进行选择。
12. 根据权利要求9到11中任一项所述的方法，其中所述锁齿(21) 通过将选择的热塑性材料注射包覆成型到每个所述涂敷带的所述纵向边 缘上而获得。
13. 根据权利要求9到12中任一项所述的方法，进一步包括步骤 在通过所述热裁切限定的短裁切边缘处，用所述流体阻挡材料密封每个带条(12)。
14. 根据权利要求9到13中任一项所述的方法，进一步包括步骤 在用所述流体阻挡材料覆盖所述带之前，将粘接层施加到每个带的相对表面上。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中通过将每个纺织材料带浸泡在 所述选择的胶粘剂在有机溶剂中的分散体中、或通过将所述胶粘剂分散体 喷洒到每个纺织材料带的相对表面上来执行所述覆盖步骤。
16. —种包括根据权利要求1到8中任一项所述的流体密封拉链的运动及户外活动产品，例如，潜水服、航海服、野营帐篷和类似产品。
全文摘要
一种流体密封拉链(10)，所述拉链包括具有内纺织层(14)和流体阻挡层(16)的带条(12)、锁齿件(21)和拉头(22)，其中所述纺织层(14)用短纤维的细纱制成。还公开了用于纺织层、流体阻挡层和锁齿的优选材料，包括用于纺织层的PE、用于流体阻挡层的TPE-E或TPE-U、以及用于锁齿的PBT、ABS、聚酰胺(PA)及其混合物或共聚物。还公开了一种用于制作拉链的方法，其中细纱纺织材料的带通过熔化的流体阻挡材料的挤压或层叠被涂敷。
文档编号A44B19/00GK101401674SQ20081016896
公开日2009年4月8日 申请日期2008年10月6日 优先权日2007年10月4日
发明者利维奥·科苏蒂, 马克·巴茨 申请人:瑞伊集团有限公司