专利名称：钩状紧固件及包括该紧固件的闭合元件和包裹物的制作方法
技术领域：
本发明涉及网状物、结网或线束元件，其包括结合在纤维幅材中的钩状紧固件，用于与钩环紧固件一起使用。
背景技术：
钩式机械紧固件通常具有由相对较厚和较刚性的背衬材料制成的背衬。该领域中近来的尝试认为较柔软的背衬期望用于钩状紧固件，并且已提出了位于较柔软的背衬上的钩或不连续的钩状补片。US2001/0016245公开了一种幅材材料，一般为无纺幅材，该幅材材料具有多个不连续的聚合物区，其具有从每个聚合物区伸出的多个杆。通常，不连续的大量聚合物材料借助于缠结或包胶(encapsulate)组成该无纺幅材的纤维而被沉积并熔合于该幅材中，并且同时或随后形成了杆或钩。在WO 02/096233中还公开了类似的方法。带有隔离区或钩状材料的补片的柔性而又大致可透气的幅材具有若干缺点。将钩状材料沉积在幅材上的工艺通常较复杂，并且需要精确制造。具有钩状材料的成形幅材材料通常还不均匀，从而在连续幅材自身的制造以及然后将该连续幅材作为钩状部件提供给做好的物品的过程中对卷拢稳定性和尺寸稳定性提出了挑战。而且，在钩状紧固材料已经被构造成若干不连续的区域时，由于与每个钩状材料的不连续补片相关的刚性边缘，幅材产生对皮肤刺激的潜在问题。US 2003/0009144公开了一种嵌入柔性材料内的紧固材料，以帮助将类似布的表
面朝着穿着者或护理者(例如，在尿布的情况下)，并减小具有粗糙边缘的紧固件暴露的可能性。用以实现这一目的的方法同样也特别复杂，在进行制造和转变时需要非常精确并且具有与卷拢稳定性和尺寸稳定性相关的同样的缺点。美国专利No. 5，392，498公开了一种沉积在基体上的自由形成的叉形物(钩)阵列。该基体被描述成可以是薄膜、纺织幅材、纸或无纺幅材。该叉形物可以借助于丝网印刷类型工艺而形成，但是该工艺通常限于使用粘性聚合物(聚酯)，并且由于有限的接触面积，该钩子容易从该基体处脱离。许多物品都以高速制造，以便使工艺是经济的。因此，对于采用机械紧固件的这些物品的制造商而言所希望的是，安装一卷具有均匀加工处理性能的钩状紧固件材料，以便于能够高速提供机械紧固件。这在当前提出的钩式材料紧固件的情况下较难，该紧固件还具有柔性、柔软性和可透气性的优点。而且，需要改进的方法，用以可靠地、始终如一地制造具有柔性、柔软性和可透气性的综合优点的、低制造成本的机械紧固件。本发明旨在提供一种新型机械紧固的、类似布的叠层制品，该叠层制品经济，并且在高速制造过程中体现出容易、简单和机械稳定性，并提供了所希望的功能和美学特征。
发明内容
本发明旨在提供一种钩状机械紧固件/纤维复合物，其包括若干钩状元件，该钩状元件位于嵌入纤维幅材中的包含钩的背衬材料或者结网上。该钩状元件优选地位于背衬元件上，该背衬元件以结网的形式相互连接或成为一体，并可以是彼此成角度取向的线束。该背衬元件通常具有第一外表面和第二外表面。该背垫元件在第一和第二外表面的至少其中之一上具有多个钩状元件。优选的是，借助于水刺该背衬元件周围的纤维，而不用诸如粘合剂或点结合的辅助的联接手段，使包含钩的该背衬元件被嵌入到纤维幅材内。
下面将参考附图进一步描述本发明，其中在这几幅附图中同样的附图标记指的是同样的零部件，且图I示意地示出了用于制造如图4所示的钩状结网和如图5所示的紧固幅材的方·法;图2是用于制造图4 Ca)所示的钩状结网的前体薄膜的透视图；图3是用于形成根据本发明的结网的第一实施例的被切割的前体薄膜的透视图；图4 (a) - 4 (d)是根据本发明的一面钩状结网的各种实施例的透视图；图5是根据本发明的嵌入纤维幅材中的、诸如图4 Ca)所示的第一实施例的钩状结网的显微照片顶视图和底视图；图6是根据本发明的嵌入纤维幅材中的第二实施例的双面钩状结网的示意图；图7是包括本发明的纤维钩状紧固件幅材的一次性吸收性物品的透视图；图8是包括本发明的纤维钩状紧固件幅材的一次性吸收性物品的第二实施例的透视图；图9是包括本发明的纤维钩状紧固件幅材的一次性吸收性物品的第三实施例的透视图；图10是由本发明的纤维钩状紧固件幅材形成的包裹物的透视图；图11是根据本发明的弹性钩状紧固件幅材的侧视图；图12 (a)- 12 (c)是形成在制造本发明的纤维钩状紧固件中所用的形成包含线束的钩的各个阶段的透视图。
具体实施例方式本发明的钩状紧固件纤维复合物形成有设置在一个或多个背衬元件上的钩状元件，该背衬元件可以呈结网或线束元件的形式。然后，将这些例如呈不连续的或相连接的线束形式的、包含钩状元件的背衬元件或一个或多个结网嵌入纤维幅材中。该钩状元件优选地位于线束元件上，该线束元件相互连接，从而形成结网，并且以网的形式彼此成角度取向。无论是分离的或部分地连接的线束元件，或更牢固地连接成结网形式的线束，都通常具有第一外表面和第二外表面以及两个侧面，该线束在第一或第二外表面的至少其中之一上具有多个钩状元件。优选的是，借助于水刺该无纺幅材周围的纤维，而不用诸如粘合剂或点结合(例如，热结合、超声波粘合等)的辅助联接手段，使包含钩的线束被嵌入例如无纺幅材的纤维幅材内。
该无纺幅材优选起初被做得具有足够的、缠结在包含钩的背衬元件周围的自由纤维。在缠结到未结合的纤维之前，该无纺幅材还可以或另外可以被处理。例如，该无纺幅材可以例如被机械地拉伸并加工(处理)，例如，借助于在缠结到未结合的纤维之前，利用带槽的夹辊或突起，以便为需要缠结包含钩的线束提供移动性。通常，适合的无纺幅材的非限制性的例子包括直纹(dry laid)幅材、梳理的幅材、纺丝粘合的幅材、熔吹幅材以及它们的组合。幅材可以是弹性的或非弹性的幅材。无纺幅材将具有的基本重量在从10到500g/m2、优选地从20到200g/m2、最优选地从30到100g/m2的范围内。
当进入缠结步骤时，无纺幅材的纤维不必要是未结合的。但是，在缠结时需要有足够的自由纤维或纤维部分(也就是说，其纤维或纤维部分充分可移动)，以便于提供含有钩的背衬元件在该无纺幅材内的所期望的缠结和嵌入度。这种纤维移动性可以借助于在水刺时的射流力而提供，或者借助于该无纺幅材的结构而提供，或借助于以机械方式或其它方式分裂幅材而提供，从而形成了自由的或移动的纤维。水刺技术通常包括以下步骤通过来自射流装置的液体流，在其被支撑在带孔的支撑件上时处理至少该无纺幅材和包含钩的背衬元件的叠层。该支撑件可以是网筛，或者成形的线材，或带孔的板。该支撑件还可以具有图形，从而形成了具有这种图形的无纺幅材材料，或者可以设置成使得水刺的无纺的钩状紧固件幅材是无图形的。用于水刺的设备可以是任何现有的设备，例如在美国专利No. 3，485，706所公开的设备。在这种设备中，纤维缠结借助于喷射的液体(例如水)而完成，该喷射的液体在一定压力、例如至少约200psi(表压)供应，从而形成了朝向该被支撑的叠层制品表面的微小的、基本柱形的液体流。该被支撑的叠层制品与液体流横交，直至无纺幅材的纤维随机地与包含钩的背衬元件缠结或缠绕。在液体以从约50到3000psi (表压)范围内的压力供给的情况下，该叠层制品在一面或两面上可以通过该水刺设备多次。产生柱形液体流的管口可以具有在本领域中已知的一般直径，例如，为125微米(O. 005英寸)，并且可以设置成一行或多行，每行有任何数量的管口。在前面提到的美国专利No. 3，485，706中描述了用于水刺的各种技术，且本专利被认为与这种技术相关。其它的缠结技术包括借助于针穿孔的机械式缠结。可选地的是，在缠结操作时，其它功能层可以被结合在该叠层制品内。该其它层应当是带小孔的(foraminous)或可以其它方式缠结的，并且可以包括编织幅材、纺织幅材、其它的功能结网或线束或纤维幅材。这种可选的缠结层可以被用来增加强度、弹性、美观、广告、柔软性、刚性或其它所希望的性质。在叠层制品已经被缠结形成复合幅材之后，可选地的、但不是优选的是，它可以在结合台处(图I未示出)进行处理，以进一步增强其强度。在美国专利No. 4，612，226中公开了这种结合台。其它可选的辅助结合处理工艺包括热结合、超声波结合、粘性结合、结合处理工艺的组合等。这种辅助结合处理工艺提供了额外的强度，还可以使最终得到的产品变硬(也就是说，提供具有柔性减小的产品)，并且减小其厚度，这样可能不是优选的。在该优选实施例中，省去了所有的或大致上所有的辅助结合，或者在小于该复合幅材的表面面积的30%、优选地是小于15%、最优选地是小于5%上使用辅助结合。在将该复合幅材缠结之后，可以通过干燥箱(或其它干燥装置，例如本领域熟知的通气干燥器)进行干燥。本发明的紧固件复合物包括若干包含钩的背衬元件，该背衬元件被缠在或嵌入无纺幅材，以致于该无纺幅材的纤维存在于钩状元件背衬元件的两个外表面上，并且优选的是位于包含钩状元件的背衬元件的两个外表面上的纤维相互缠结。例如，单根给定的纤维可以在给定线束的两个面上找到，并且还可以与位于给定线束一面或两面上的其它纤维缠结。与包含钩的背衬元件一起的纤维优选地不分层为不同的层，而是单个一体的幅材结构复合物。这提供了一体的钩状元件/无纺复合物，而不需要将背衬元件或线束结合到无纺纤维上的、诸如粘性结合或热结合的辅助结合处理。包含钩的背衬元件和无纺幅材优选地沿着该复合结构的纵向共同延伸，并且在一些实施例中优选地横跨整个复合结构共同延伸。这提供了尺寸稳定的复合物，优选地至少在纵向或横向上。当钩状背衬元件包括呈粘结网形式的线束时，该复合物通常具有沿至少两个方向的尺寸稳定性(如上)。与包含钩状元件的背 衬元件或呈一体复合物形式的线束联接的无纺幅材形成了自接合的紧固件，该自接合紧固件能够在该钩状元件和该缠结的无纺幅材共同延伸的大致任意部位处与自身接合。在复合物的柔性大致为包含钩状元件的背衬元件的柔性的情况下，例如，Gurley刚度小于400Gurley刚度单位、优选地是小于200Gurley刚度单位，成型的钩状紧固件纤维复合物优选地特别柔性且可透气。由于不需要粘合剂或热层压，钩状元件在层压工艺中不会受到毁坏，因而使钩状元件能够在沿着连续或者断续包含钩的背衬元件的给定纵向或横向范围内基本上均匀而连续地分布，其范围可以是线性的或非线性的。钩优选地在复合物沿着包含钩的背衬的给定方向的所有范围内均匀分布，且最优选地在该复合物的纵向和横向(或多个方向)上均匀分布，例如线束存在于两个方向或更多方向上。粘性结合和热结合的缺少允许形成膨松的复合物，且纤维在包含钩的背衬元件或者线束的一面或两面上延伸，并且纤维优选地覆盖了该背衬元件或线束的两个表面，从而提供了膨松的、自接合的复合物。在一个实施例中，包含钩的背衬元件能够沿纵向或横向、或沿其它方向延伸，不连续的或松散地连接的线性或非线性的线束元件具有位于至少一个表面上钩状元件。然后，纵向延伸的不连续的线束被进给到水刺工艺中。至少在这个实施例中，借助于弹性的纺织幅材或无纺幅材，可以形成弹性的钩状紧固件无纺复合物。然后，由于联接的弹性幅材，该缠结的复合物可以在线束之间拉伸。如果线束是连接的，但是由于松散的连接因而是可以拉伸的，或者如果由于是非线性的因而该线束是可拉伸的，则还可以形成弹性。诸如结网的一些其它类型的背衬元件可以沿着一个或多个方向拉伸或延伸，还允许形成弹性复合物。弹性还可以在包含可延伸的背衬元件并且还具有可延伸的无弹性幅材或无纺幅材的复合物中建立，并且被结合在该复合物中。弹性还可以借助于具有与该背衬元件的可延伸性成一定角度延伸的弹性的幅材上的弹性线束或者类似物以及在该弹性复合物上形成的任何联接的无纺幅材而形成。弹性还可以通过嵌入可延伸的无纺幅材内的包含弹性钩的线束元件而建立。在弹性幅材能够位于包含一对或多对钩的背衬元件附近或它们之间、该背衬元件嵌入或缠结在另一个无纺幅材内时，弹性无纺幅材可以是连接于可延伸的无纺幅材中的分开的幅材，该可延伸的背垫元件被整个地或部分地嵌入到该可延伸幅材中。合适的无纺或纺织弹性幅材的例子包括纺丝粘合弹性聚氨酯和熔吹幅材、弹性嵌段共聚物熔吹幅材、弹性结网、穿孔弹性幅材等。也可以使用弹性线束。
单个的不连续的包含钩的线束可以由现有的钩状薄膜借助于纵向切割、纤维化或其它分离工艺而形成。优选的是，钩状薄膜具有沿着其纵向的分子取向背衬，以便有助于薄膜的分离或切割。钩状薄膜可以例如借助于水射流、旋转刀片、激光等而进行分离，如图12(a) — 12 (c)所示。图12 (b)的钩由位于挤压薄膜背衬83上的钩形肋82形成，该薄膜背衬83具有第一面85和第二面84，与图2、图3和图4 (a)的钩非常类似，不过钩形肋被切害I]，而不是背衬被切割。该肋切割部分87形成了钩状元件89。该背衬在肋82的方向上取向，并且然后沿着线88被分离开，从而形成了不连续的包含钩的线束，如图12 (c)所示。在美国专利No. 4，001，366中公开了本发明中用于形成包含钩的结网的第一种方法，该专利描述了通过将背衬和肋结构挤压成具有基本的钩形而形成了钩(类似于在美国专利No. 4，894，060号和4，056，593中所描述的方法)。借助于断续地切割(跳跃切割)该挤出的肋和基体，然后拉伸，用以将该跳跃切割的结构扩张成网状物或结网，从而形成了网状幅材或网状结构。该切割肋形成了钩状元件。美国专利申请No. 10/376,979 (3M案卷第58313US002号)公开了另一种制造包 含聚合物钩的结网的方法，该方法借助了对例如在美国专利No. 3，266，113,No. 3，557，413、No. 4，001，366,No. 4，056，593,No. 4，189，809 号以及 No. 4，894，060 或可选地 No. 6，209，177中描述的制造钩状紧固件的已知方法进行的新修改。该所示的挤压方法通常包括以下步骤将热塑性树脂挤压通过模板。该模板的形状被做成形成至少基体薄膜层和突出于该基体层的第一表面上方的至少第一组间隔开的隆起或肋。由该模板形成的间隔开的隆起或肋被用于形成网状网或结网的第一组线束。第二组横向线束通过在沿着长度的若干间隔的位置上、以相对于该隆起或肋的横向角度横向切割该基体层，从而形成不连续的切割部分。随后，该隆起的纵向拉伸(沿着该隆起的方向或加工方向)分开该背衬的这些切割部分，从而这些切割部分形成了该网状网或结网间隔开的第二组线束。该不连续的钩子元件通过提供具有钩状元件基本外形的至少一组肋或隆起、并沿着横向切割这些肋并将该肋取向成垂直于该切割方向而形成。这些包含钩的肋或隆起可以是该第一组肋或隆起的一些或全部，或者可以是位于该基体层的第二面上的第二组肋或隆起。上述薄膜挤压工艺形成了包含钩状元件的线束，其中钩状元件通过切割该肋或隆起并且通常拉伸该背衬或基体层而形成。该基本的钩状截面通过所述薄膜挤压模具而形成在该钩肋上。该模具同时挤压该薄膜背衬和该肋结构。然后，单独的钩状元件优选地借助于横向切割该钩形肋而由该钩形肋形成，随后至少沿着该切割的钩形肋的纵向拉伸该挤压薄膜。该背衬上的未切割部分或该背衬上的未切割的肋拉长，并且这样变得更薄更小。但是，在该切割线之间的切割的背衬和/或该钩状肋部分保持基本上不变。这造成钩状肋的单独的切割部分沿着拉伸方向相互分开，从而形成不连续的钩状元件。或者，利用同样类型的挤压工艺，能轧出形成断续钩状元件的钩状肋结构的截面。通过这种成型挤压工艺，基本的钩状截面或轮廓仅由模具的形状限定。这些切割的钩形肋还可通过部分地横向切割肋而形成单独的钩状元件，这种部分切割的部分优选地具有如上所述的所希望的钩状元件的基本形状。所有的肋在预先选定的平面上将具有未切割部分。当该薄膜沿着钩形肋的方向被拉伸时，该钩形肋的未切割部分将形成线束，而不连续的钩状元件位于其上。然后，第二组横向线束可以借助于在沿着长度的若干间隔位置上、以与该钩形肋成横向角度横向地切割通过基体薄膜层，从而形成不连续的切割部分。随后，该肋的纵向拉伸(沿着该肋的方向或加工方向)分开该背衬的这些切割部分，然后这些切割部分形成该网状网或者结网的间隔开的第二组线束。该肋的未切割部分拉长，并且形成了与由该切割的背衬形成的线束成一定角度的线束。该拉伸还使该钩形肋的未切割部分取向，从而增加肋的强度和柔性。在图I中示意性示出了上述用于形成网状网或结网的方法，例如图4 (a)- 4 (d)的网或结网。一般来说，该方法包括以下步骤首先从挤压机51中通过具有开放切口的模具52挤压出由热塑性树脂制成的、诸如图2中所示的带I的带50，以形成具有基体3的带50，该开放切口例如通过放电加工而形成，并且使从具有预定钩形截面形状的该基体层3的至少一个表面5上突出的间隔钩状肋2伸长。如图2和图3所示，该钩状肋2具有类似于诸如图4和图6所示的钩状元件的结构。如果希望的话，则可将第二组隆起或肋设置在 基体层3的第二表面4上，该第二组隆起可以具有任何预定的形状，包括图6所示的想要的钩状元件21和72的形状。通过充满冷却液(例如水)的冷淬槽56，绕辊子55牵拉带50，其后，至少基体层3沿着其长度由切割器58度横向地切割或在间隔的位置7切割，以形成该基体层3的不连续的位置6。这还将需要切割存在于该基体层的至少一个表面上的任何肋。切割线7之间的距离大致对应于所要形成的线束部分20的所想要的宽度11，如图4所示。切割线7可以处于任何所希望的角度，通常与该肋2和/或18的纵向延伸成90°到30°范围内的角度。可选的是，该带可以在切割前预先拉伸，以使形成该基体层3或肋2和/或18的聚合物具有进一步的分子取向，并且减小了隆起或者肋2的尺寸或者基体层厚度12，还减小了通过切割基体层3而形成的线束20的尺寸。该切割器58可以采用任何现有的装置切割，例如往复运动的或旋转的刀片、激光器或水射流，但是该切割器58优选地使用相对于该肋2的纵向延伸定向为60至90°的刀片切割。在切割该基体层3和隆起或肋2或肋18之后，优选地在以不同表面驱动速度驱动的第一对夹辊60和61与第二对夹辊62和63之间，以至少I. 5的拉伸比、且优选地以至少3.0的拉伸比使带I拉伸。这形成了由肋18形成的第一组取向线束8。可选择地是，带I也可以横向拉伸，以使线束20具有沿其纵向延伸的取向。这种基本的挤压、(至少该基体层的)切割和拉伸的方法通常将适用于本发明所有的实施例。辊61优选地被加热，以便在拉伸前加热该基体层3，而辊62优选地被冷淬，以稳定地拉伸该基体3。拉伸使得该基体层3的切割部分6之间产生间隔13，然后该基体层的切割部分变成了完成的结网14的第二组线束20。然后，将该无纺幅材例如从辊67进给到缠结台68，该缠结台将钩状结网嵌入纤维幅材内。纤维幅材可以适用于该结网的一面、且优选的是两面。参考图4 Ca),显示了能根据本发明制造的示例性的聚合物网状钩状紧固件部分，该部分通常用附图标记14示出。该网状钩状结网包括具有大致平行的上下主表面23和22的线束20 ;和从该线束20的至少上表面23突出的多个间隔开的钩状部件21。该线束20可具有所希望的平表面或表面特征，如可希望用于抗撕开或增强。该线束20通过将肋18切割和拉长为线束8而相互分开。图4 (b)是图4 (a)实施例的变型，其中钩状部件被更宽地间隔开，并且不直接邻接每个线束部件8。钩状元件还可以偏离线束部件8建立并位于线束8之间，如图4 (d)所示，位于线束20上。图4 (c)是图4 (b)的又一变型。如图4 (b)和图4 (c)所示，在结网或网状物的某些区域内缺少钩状元件将提供没有钩的区域，该区域将更加易于与为环表面的其它钩接合，或者提供没有用于例如通过热结合或粘合剂而结合到其它基体上的钩状元件的区域。图4 (d)的实施例可以被用来形成具有只沿横向延伸的不连续钩状线束的钩状紧固件纤维复合物。该纤维复合物可以用具有线束8的图4(d)的材料形成，该线束8在横向上稳定线束20，同时它被连接于纤维幅材上。然后包含线束8的部分可以被削减掉，在最终的钩状紧固件纤维复合物中只留下线束20。这将在某些应用中非常有用。图5示出最终的钩状紧固件无纺幅材复合物，其中诸如示于图4 Ca)中的钩状结网嵌入放置于该钩状结网的两面上的无纺幅材中。该钩状结网和无纺幅材层并未通过热结合或粘合剂而额外结合在一起。可制造结网的合适聚合物材料包括热塑性树脂，包含聚烯烃类，例如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯、尼龙；聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二酯等；以及它们的共聚物及混合物。优选的是，树脂为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯-聚乙烯共聚物及其混合物。在图6中显示了位于钩状紧固件无纺幅材复合物内的挤出的钩状结网，这种结网在其两面上具有钩状紧固元件。一般来说，在如图6所示的双面钩状结网的情况下，前体薄膜形成有伸长间隔钩状肋，该肋从基体层的两个表面突出，其中每组肋都具有至少一些具有要形成钩状部分或钩装部件的截面形状的肋。位于一面上的钩状肋在沿着其长度的间隔·的位置处被部分横向地切开。位于该基体层的另一面上的整个肋和基体层按照例如图4和图5的实施例被完全切开。当部分切割开的钩状肋按照例如图4和图5的实施例被纵向拉长或拉伸时，它们形成了钩状元件72和取向线束78 (从肋的未切割部分处)。与纵向拉伸同时，被切割的基体层和另一组肋形成了横向线束70和位于该线束70上的钩状元件71。钩状紧固件纤维无纺幅材复合物，如图5和图6所示，沿线束18、20、70或78中的至少一个方向高度地可透气和尺寸稳定。尺寸稳定性意味着当沿着线性延伸的线束方向(例如18、20、70或78)未拉伸和置于中等拉力下时，该结网将具有基本同样的尺寸。而且，如果存在彼此成一定角度相互相交的线性线束，则这些紧固件还将在一个以上的方向上尺寸稳定。但是，在相交的线性线束的情况下，当沿着与两组线性线束成一定角度的方向拉伸时，该结网和这样的复合物将伸长，并且在一些情况下将会趋向于弹性地恢复到其尺寸稳定的形式。沿两个方向的线性线束可以取向成增加其机械强度，并减小其基本的重量，同时增加其柔性和尺寸稳定性。在尤其优选的应用中，本发明的钩状紧固件纤维复合物与其自身自配合，因此是特别低成本且高功能性的包扎(bundling)材料,例如包扎带、蔬菜包裹物、医用包裹物、运动包裹物或者类似的应用，其中可透气和自接合性较重要。钩状紧固件纤维复合物尤其可以用于诸如头带、尿布、失禁者的内裤、妇女卫生用品等一次性服装，其中希望具有符合使用者并提供透气性的接合材料。在这些和其它的应用中，钩状紧固件复合物还可通过诸如粘性层压、热焊接或压力焊接、超声波焊接或这些结合技术的组合的现有技术而结合于其它结构上，例如纤维幅材(例如无纺纤维幅材、编织的或缝合结合的纤维材料)、薄膜或三维结构。钩状纤维复合物的合适的用途是在如图7所示的尿布90上，其中，大面积尿布紧固接片91由本发明的钩状紧固件纤维复合物制成。该钩状紧固件纤维复合物接片可以通过合适的结合技术而连接于尿布的边缘上，例如热、压、粘结剂或超声波焊接或结合方法的组合。本发明的钩状紧固件纤维复合物还可以是位于尿布背部上的连续带，并且可被制造成与其自身连接，从而通过在尿布的外表面上提供合适的纤维材料或环以形成连续的带状紧固件或紧固在尿布的前部94上。在图8中显示了一种替代性实施例尿布95。在这个例子中，大面积紧固件外形被做成适合穿着者的腿部区域。在图9中，另一个实施例尿布97具有由本发明的钩状紧固件纤维复合物做成的侧面接合部件98，其可以与另一个侧面接合件99相接合，该另一个侧面接合件99也由本发明的钩状紧固件纤维复合物或合适的配合环做成。图10是包裹物31，其形成为本发明的钩状紧固件纤维复合物31的自接合的包裹物。该包裹物可以被用作运动包裹物或医用包裹物或任何其它适合的用途。在图11中，示出了钩状紧固件纤维复合物的另一实施例，其中，邻近包含钩状元件的背衬元件40，将附加功能元件45连接于该复合物上。所示的包含钩状元件的背衬元件是如图4 (a)所示的具有钩状紧固元件41和纵向延伸线束48的网型结构。包含钩状元件的背衬元件被嵌入位于该背衬元件40两个表面上的两个无纺幅材47和42中。靠近背衬元件是一个附加的带小孔的或开口的功能元件45,该功能元件45也被直接连接在无纺幅材47或42的一个或这两个上(也可以不直接联接)。这个附加的功能元件可以直接位于该 背衬元件40附近49上。该附加的功能元件能够与该无纺幅材缠结，并且可以是另外的结网、线束、纺织或无纺材料等。该附加的功能元件还可以借助于现有的结合技术联接，例如热结合、粘性结合等。如图所示，这个附加的功能元件是弹性材料，从而提供了具有弹性的钩状复合物。其它的功能元件可以包括结合层、过滤材料、增强材料、反射材料等。实例I借助于类似于图I所示的设备而制造出网式钩状结网。用6. 35cm单螺杆挤压机(长径比为24:1)挤压出聚丙烯/聚乙烯抗冲共聚物(51^7-644，I. 5MFI(熔体流动指数)，Dow化学公司)，滚筒温度断面为175°C -230°C _230°C，而模具温度为约230°C。该挤压物被竖直向下挤压通过具有借助于放电加工而形成的切割开口的模具，从而产生出类似图2所示形状的挤压外形的幅材。上部肋的横交幅材方向的间隔为每厘米7. 3肋。在借助于模具成型之后，将挤压物以每分钟6. I米的速度在水槽中、用保持在约10°C下的水冷淬。然后，使该幅材前进通过切割台，其中以从该幅材的横向方向起测得的23度的角度横向地切割开上部肋和基体层(而不是下部肋)。切口的间隔为305微米。在切割上部肋和基体层之后，使该幅材在第一对夹辊和第二对夹辊之间以约3比I的拉伸比纵向拉伸，以使单个钩状元件进一步分开到每厘米约8. 5个钩，从而产生类似于图4所示的钩状网状结网。基体层的厚度为219微米。拉伸前将第一对夹辊的上辊加热到143°C，以软化该幅材。将第二对夹辊冷却到约I (TC。钩状结网的拉伸强度通过沿该幅材纵向、顺幅材的方向切割I. 3厘米宽的样品而测得。在测试样品中，有11 一 12根线束。断裂强度借助于INSTR0N拉伸测试机测量。进行五次重复的试验，并进行平均。该幅材断裂拉伸强度为4. 91kg/cm和O. 55kg/线束。然后，通过将该钩状结网夹在两个30g/m2的未结合的梳理的幅材之间，使该钩状结网与两个无纺幅材水刺在一起；每个幅材都由70%的Wellman T3101. 5d聚酯纤维、25%的Lyocell I. 5d人造丝纤维和5%的Kosa T254 2d聚酯双组分短纤维组成。采用包括6个歧管/喷嘴(3个在该幅材上面，3个在该幅材下面)的现有水刺系统。在例如1995年2月14日授予Everhart等人的美国专利No. 5，389，202号中描述了基本的操作方法。每个歧管都具有直径为120微米的管口。管口以每线性厘米的歧管16个管口的间距定位成单行。歧管的水压被连续猛冲到127kg/cm2，产生高能微小的圆柱形射流。水刺表面是由美国田纳西州波特兰市的Albany国际公司制造的单层100不锈钢斜纹图案线背衬。该结网和两个梳理幅材在歧管下通过，其线速度约为每分钟10米，在那里它们被加压的水射流冲洗并加强。最终得到的复合幅材通过现有的实验室手抄纸干燥器干燥。该复合物幅材具有类似布的手感和外观，并且非常柔软和一致。实例2除了两个无纺未结合的梳理的幅材由95%的Kosa T224 3d聚酯纤维和5%的Kosa T254 2d聚酯双组分短纤维组成之外，类似于实例I中的制造水刺的复合幅材。该梳理幅材的基础重量为30g/m2。该复合物幅材具有类似布的手感和外观，并且非常柔软和舒适。实例3除了使用了额外的弹性无纺幅材和用纤维化的钩状材料代替钩状结网之外，类似 于实例I的制造具有弹性性能的水刺复合幅材。可从明尼苏达州圣保罗市的3M公司得到的如KN-3425的钩状幅材通过下述程序纤维化。将10厘米宽的钩状幅材进给到类似于在美国专利No. 5，058，472的图I中所示的旋转切割设备中。该设备包括互咬合的上下钢质旋转切割辊，该旋转切割辊装有安装在该辊子的圆周周围的连续切割刀片。在该刀片之间装有垫片，以提供沿横向大约每厘米6个刀片。该设备通过手柄手动操作，使钩状幅材在约70kg/cm2的夹辊压力下前进通过该切割装置的辊隙，从而引导切口沿着顺幅材方向通过该幅材。由于输入的幅材在钩区域中较厚，而在非钩区域中较薄，因而切口在该顺幅材方向上是断续的而不是连续的。然后，将该被切割的幅材进一步切开成2. 5厘米宽的带。然后，用在实例I中所描述的方法和设备制造四组分的水刺复合物(图11)。为了提供复合物弹性，将聚氨酯(PUR)纺丝粘合的无纺幅材(50g/m2，UHF-50, Kanebo)与纤维化的钩状幅材缠结在一起，并将其夹在两个梳理的聚酯幅材(33g/m2，140-070，BBANonwovens公司，Simpsonville,美国北卡罗来纳州)之间。实例4采用以下步骤，使可从明尼苏达州圣保罗市的3M公司得到的如KN-3425的、类似图3所示的钩状幅材纤维化。在钩面朝下的情况下，将该钩状幅材以每分钟2. 5米的速度进给到在实例I中所描述的水刺系统中。在204kg/cm2的压力下使用定位在该幅材上方的四个喷嘴，以便于将该钩状幅材从背面分割开，形成若干接近不连续的线束。然后，通过定位在幅材下方的3个喷嘴,在61kg/cm2的水压下将聚酯无纺幅材(34g/m2，140-070，BBANonwovens公司)层压到纤维化钩状幅材的钩侧上。然后，将该复合物卷绕在辊上，并干燥。然后，用手沿横交方向拉伸该复合物，拉伸比为约2:1，并将该复合物与位于该幅材无钩侧上的附加无纺幅材(140 - 070)—起以每分钟2. 5米的速度进给到水刺设备中。用设置在该幅材上方的4个喷嘴和设置在该幅材下方的3个喷嘴一起水刺该复合物，所有的喷嘴都工作在102kg/cm2的水压下。实例5采用以下方法制造水刺复合幅材。将钩状幅材(KN-3425)沿顺幅材方向切成O. 8mm宽的不连续的线束，并绕在公用心轴上。将由无纺幅材(140-070)/切开的钩状幅材(KN-3425) /纺丝粘合I3UR (UHF-50) /无纺幅材(140-070)构成的四层复合物以每分钟约10米的速度进给到水刺设备中。该切开的钩状幅材成间距约IOcm远的2. 5cm的带被进给到该设备中。用设置在该幅材上方的4个喷嘴和设置在该幅材下方的3个喷嘴一起水刺该复合物，所有喷嘴都工作在153kg/cm2的 水压下。
权利要求
1.一种钩状紧固件复合物，包括包含钩状元件的背衬元件，该背衬元件具有第一外表面和第二外表面；若干钩状兀件从所述第一外表面和第二外表面中的至少一个外表面上伸出，其中该包含钩状元件的背衬元件呈结网或线束元件的形式并且该包含钩状元件的背衬元件被嵌入到单个一体的无纺纤维幅材中，以致于该幅材的纤维存在于该背衬元件的第一外表面和第二外表面上。
2.如权利要求I所述的钩状紧固件复合物，其中所述包含钩状元件的背衬元件至少具有包含若干钩状元件的第一组线束。
3.如权利要求I所述的钩状紧固件复合物，其中所述包含钩状元件的背衬元件包括若干不连续的包含钩状元件的线束元件。
4.如权利要求2所述的钩状紧固件复合物，其中所述第一组线束沿着至少一个方向线性地延伸。
5.如权利要求I所述的钩状紧固件复合物，其中所述无纺纤维幅材是未粘结梳理过的无纺幅材。
6.如权利要求I所述的钩状紧固件复合物，其中该复合物是弹性复合物。
7.如权利要求I所述的钩状紧固件复合物，其中该复合物具有邻接上述背衬元件定位的弹性元件。
8.如权利要求7所述的钩状紧固件复合物，其中所述弹性元件是带小孔的弹性物。
9.如权利要求8所述的钩状紧固件复合物，其中所述弹性元件是与所述无纺纤维幅材缠结的纤维幅材。
10.如权利要求2所述的钩状紧固件复合物，其中一第二组线束沿着横交所述第一组线束的方向延伸，并且所述两组线束在它们的交叉点处相接合，并且所述第二组线束相互平行并且共同延伸，并具有第一面和第二面以及两个平行的侧面。
11.如权利要求10所述的钩状紧固件复合物，其中所述钩状元件沿着所述第二组线束的方向延伸。
12.如权利要求10所述的钩状紧固件复合物，其中所述钩状元件沿着两个或更多个方向延伸并且形成蘑菇形状。
13.如权利要求I到12中任一项所述的钩状紧固件复合物，其中所述纤维与背衬元件缠结在一起。
14.一种包括由钩状纤维复合物形成的闭合元件的物品，该钩状纤维复合物包括沿着第一方向延伸的多个线束，该多个线束具有第一外表面和第二外表面以及两个侧面；和从所述第一外表面和第二外表面中的至少一个外表面伸出的若干钩状元件，其中该多个线束被嵌入单个一体的无纺纤维幅材内，以致于该幅材的纤维存在于该多个线束的第一外表面和第二外表面上。
15.如权利要求14所述的物品，其中所述纤维与所述多个线束缠结在一起。
16.一种包括钩状复合物的包裹物，该钩状纤维复合物包括沿第一方向延伸的多根线束，该多根线束具有第一外表面和第二外表面以及两个侧面；和从所述第一外表面和第二外表面中的至少一个外表面伸出的若干钩状元件，其中该多根线束被嵌入单个一体的无纺纤维幅材内，以致于该幅材的纤维存在于该多根线束的第一外表面和第二外表面上。
17.如权利要求16所述的包裹物，其中所述纤维与所述多根线束缠结在一起。
18.如权利要求16或17所述的包裹物，其中该包裹物是自接合的。
全文摘要
钩状紧固件及包括该紧固件的闭合元件和包裹物。本发明涉及一种钩状机械紧固件/纤维复合物，其包括若干钩状元件，这些钩状元件位于嵌入纤维幅材中的、包含钩的背衬元件或结网上。该钩状元件优选地位于背衬元件上，该背衬元件以结网的形式相互连接或成为一体，并且可以是彼此成角度取向的若干线束。该背衬元件通常具有第一外表面和第二外表面。该背衬元件在该第一或第二外表面的至少其中之一上具有多个钩状元件。优选的是，借助于水刺该背衬元件周围的纤维，而不使用诸如粘合剂或点结合的辅助联接手段，从而将包含钩子的该背垫元件嵌入到纤维幅材中。
文档编号A61F13/62GK102894550SQ20121034767
公开日2013年1月30日 申请日期2004年9月10日 优先权日2003年10月14日
发明者斯科特·J·土曼, 杰什里·塞思, 蒂莫西·J·林奎斯特, 特洛伊·K·伊丝塔, 罗纳德·W·奥森 申请人:3M创新有限公司