专利名称：产品及其形成方法
技术领域：
本发明涉及紧固件产品及其形成。
背景技术：
过去的三十年中钩环紧固件领域已经得到了很大发展。这种类型的早期触式紧固件产品由两个匹配带组成，每个为针织品或机织品。一条带将包括编织成基部的纤维环，而另一条带将包括编织形成环且然后剪切形成钩的纤维。在一些情况下，凸形带上拉伸的塑料纤维的自由端将熔化以形成突出的头部。
最近，从常见的片状树脂基部延伸的紧固件部件的连续模制已经形成较便宜和较薄的凸形带。这个领域的显著改进包括利用固定模腔的连续紧固件带模制的发展(见于Fischer，美国专利US4,794,028)，和形成紧固件带基材和部件时在凸形紧固件带的背侧提供环的能力(见于Kennedy等人，美国专利US5,260,015)，由此产生了一种能够自身固定的复合紧固件带。
发明内容
本发明说明了触式紧固件及其形成方法。在一些情况下，触式紧固件包括模制基部，该模制基部包含泡沫部分。例如，该基部的泡沫部分可以提供绝缘。
一方面，本发明包括一种紧固件产品，其包括基部；和一系列从该基部的第一表面整体延伸出的紧固件突起，每个突起具有与该基部的第一表面整体模制的树脂杆部，以及头部，该头部置于该杆部的远端并成形为可释放地与互补紧固件部件接合以形成固定。该紧固件突起的杆部和至少部分基部由单一树脂整体形成，并且该基部的至少部分单一树脂为发泡状态。
在一些实施例中，紧固件产品包括一个或多个下列特征。该发泡状态可以包括塑料泡沫。该单一树脂可以包含发泡剂。该发泡剂可以以未活化的状态出现在紧固件突起的杆部中。该单一树脂可以在紧固件部件的杆部中为未发泡状态，而至少在部分基部中为发泡状态。该基部也可以包含第二树脂。紧固件突起可以排列在带(band)内，该紧固件突起的带的宽度小于基部发泡状态的宽度。该紧固件突起可以排列为一块紧固件突起。该发泡状态可以包含开孔泡沫，例如，聚醚泡沫或聚酯泡沫中的一种。该发泡状态可以包含闭孔泡沫，例如聚烯烃例如聚乙烯或聚丙烯。该紧固件突起可以包括从杆向外在多个方向延伸的头部。该紧固件突起可以包含从杆向外在一个或多个离散方向延伸的头部。该发泡状态的比重可以最多为约1.1，例如最多约0.7。该紧固件突起可以包含纤维。纤维可以通过粘合剂固定于该发泡状态。该纤维可以形成无纺材料。可以伸展该无纺材料。该纤维可以构成针织材料。该紧固件突起可以为钩形紧固件部件的形式，例如该钩可以具有从相关杆向外在多个方向延伸的头部，或该钩可以具有从相关杆向外在一个或多个离散方向延伸的头部。该紧固件突起可以在延伸区域上整体地和连续地结合到基部。该紧固件突起可以不使用粘合剂在延伸区域上结合到基部。该紧固件突起可以通过粘合剂在延伸区域上结合到基部。该紧固件突起可以包含交联树脂。
另一方面，具有本发明特征的紧固件产品包括片状基部，其具有一系列单个的紧固件部件，每个紧固件部件具有与基部的上表面整体模制的且从基部的上表面延伸出的杆；其中基部包含多个条带(lane)，其中第一条带包含为发泡状态的选定树脂，而第二条带包含非发泡状态的该选定树脂。
在一些实施例中，紧固件产品包含一个或多个下列特征。第一条带位于两个第二条带之间。第二条带包含发泡剂。发泡状态中的树脂包含一种闭孔泡沫塑料。该紧固件部件包括从杆向外在多个方向延伸的头部。
另一方面，具有本发明特征的紧固件产品形成方法特征包括基部和一系列从该基部延伸的紧固件部件。该方法包括模制基部和单一树脂紧固件部件的杆部；在紧固件部件的杆部上形成环可接合的头部；并且使基部的至少部分单一树脂发泡。
在一些实施例中，该方法包括一个或多个下列特征。该方法可以包括在基部的部分单一树脂中的树脂内产生气泡。可以通过活化该树脂内的一种发泡剂产生气泡。紧固件部件可以由一种交联树脂形成。例如，可交联的树脂可以在基部的至少部分单一树脂发泡前交联。在一些实施例中，可以通过使用电子束照射树脂使该树脂交联，例如利用紫外光照射该树脂。该方法可以包括通过施加热能使基部的至少部分单一树脂发泡。该树脂可以包括聚合物，例如聚烯烃，例如选自聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃。在一些实施例中，可以在模制紧固件部件时模制基部，例如紧固件部件为可接合钩例如环可接合钩的形状时。该环可接合的头部可以在杆形成后制成。该方法也可以包括将一块纤维固定到基部，例如形成该纤维块以接合钩形紧固件部件。该方法也可以包括将熔融树脂引入到与旋转成型辊周围邻近限定的间隙内，使得该单一树脂在成型辊周围形成至少部分基部，并填充限定在旋转成型辊内的一系列固定腔以形成紧固件部件；凝固单一树脂；并且通过从它们各自的腔中拉出凝固的紧固件部件使单一树脂从成型辊的周围脱模。单一树脂可以以多个间隔隔离带的形式引入。单一树脂可以非连续性地引入间隙以形成从相关基部延伸的突起块。该间隙可以在成型辊和反转压力辊之间形成。在一些实施例中，该方法包括通过活化该单一树脂内的发泡剂使基部的至少部分单一树脂发泡，例如在单一树脂被引入到该间隙之前活化该发泡剂，在单一树脂被引入到该间隙时活化该发泡剂，或在单一树脂被引入到该间隙后活化该发泡剂。可以在单一树脂从成型辊的周围脱模之前活化该发泡树脂。可以在单一树脂从成型辊的周围脱模之后活化该发泡剂。在一些实施例中，该方法包括通过在该树脂通过该间隙之前用气体填充该单一树脂使基部的至少部分单一树脂发泡。该方法还包括引入第二树脂到该间隙以粘合第二树脂和在成型辊周围形成至少部分片状基部的树脂，第二树脂包含发泡剂。例如，该方法可以包括将限定钩可接合环的预制基材引入到第二树脂以将该基材粘合到第二树脂。例如，该基材可以是离散带的形式，并被引入到第二树脂使得邻近基材的离散带处露出第二树脂。在一些实施例中，使基部的至少部分单一树脂发泡可以包括活化第二树脂内的发泡剂。腔可以是杆形的以形成从基部整体延伸的紧固件部件杆。在一些实施例中，该方法也可以包括二次成形杆的远端以形成悬伸出基部的头部。该腔可以包括头部形成部分以形成可接合的紧固件部件，该紧固件部件具有从基部悬伸出的头部和从基部整体延伸的杆。塑料泡沫的比重可以最多为约1.1，例如最多约0.7。
另一方面，具有本发明特征的紧固件产品形成方法包括将泡沫材料的预成形片固定于紧固件组件的片状基部的宽表面，该组件具有一系列包含从基部向外延伸的杆的钩形紧固件部件，该基部在延伸区域上整体地和连续地结合于泡沫材料的预成形片；并且将匹配紧固件组件固定于泡沫材料的预成形片上，该匹配紧固件组件具有一系列设计用于接合钩形紧固件部件的紧固件可接合部件。
在一些实施例中，本发明可以包含一个或多个下列特征。泡沫材料的预成形片可以固定于基部的宽表面，该表面与钩形紧固件部件延伸出的表面相对。泡沫材料的预成形片在基部宽表面的固定可以包括火焰胶合法。该泡沫材料可以选自于发泡聚酯和发泡聚醚。基部和钩形紧固件部件可以由热塑性树脂形成。该泡沫材料可以具有大约少于1.1的比重，例如，大约少于0.7的比重。该紧固件可接合部件可以是一种环线材料的环圈，例如一种无纺材料、编织材料或拉伸的无纺材料。该紧固件部件可以具有在多个方向从杆横向延伸的头部。该紧固件部件可以具有在一个或多个离散方向从杆横向延伸的头部。该紧固件可接合部件可以是钩形紧固件部件。
另一方面，本发明的特征在于片状紧固件产品的形成方法，该紧固件产品包含片状基部和一系列单个紧固件部件，每个紧固件部件具有与基部的上表面整体模制并从基部的上表面延伸的杆。该方法包括挤压树脂进入由承压面和旋转成型辊之间限定的辊隙，该旋转成型辊限定从外表面向内延伸的离散的腔；当模制腔内的至少紧固件部件的杆时模制树脂的片状基部；发泡片状基部的部分树脂。
在一些实施例中，该方法包括下列一个或几个特征。该方法可以包括将第二树脂挤压入辊隙，其中第二树脂发泡从而在基部的下表面提供泡沫。在一些实施例中，该方法包括将一种材料引入辊隙，其中该材料固定到基部下表面的泡沫上。在一些实施例中，该方法包括通过在树脂中产生气泡，使基部中的至少部分单一树脂发泡，例如通过激发树脂中的发泡剂可以产生气泡。
另一方面，本发明包括一种形成片状紧固件产品的方法，该紧固件产品包括片状基部和一系列单个紧固件部件，每个紧固件部件具有与基部的上表面整体模制并且从基部的上表面延伸的杆。该方法包括从具有特定断面形状的(contoured)挤压机挤压树脂作为多个条带进入由承压面和旋转成型辊之间限定的辊隙，该旋转成型辊限定从其外表面向内延伸的离散的腔，该多个条带包括至少一条第一树脂条带和另一条第二树脂条带；当在第一树脂的腔内至少模制紧固件部件的杆时，模制第一和第二树脂的片状基部；并且使第二树脂发泡。
在一些实施例中，第二树脂包含发泡剂。在一些实施例中，在进入辊隙之前使第二树脂发泡。
本发明的一个或多个实施例的细节在以下的附图和说明中进行阐述。本发明的其它特征、目的和优点将显而易见于说明和附图，以及权利要求。
图1是形成纤维网的方法和设备。
图1A示出了包含泡沫的由图1的方法和设备形成的纤维网的一个实施例。
图2是形成具有模制树脂带(band)和底层带的纤维网的方法和设备。
图2A示出了包含泡沫的由图2的方法和设备形成的纤维网的一个实施例。
图3是形成纤维网的另一种方法和设备。
图3A示出了包含泡沫的由图3的方法和设备形成的纤维网的一个实施例。
图4示出了形成纤维网的另一种方法和设备。
图4A示出了包含泡沫的由图4的方法和设备形成的纤维网的一个实施例。
图5A-5C示出了形成纤维网的另一种方法和设备。
图5D示出了具有特定断面形状的挤压机。
图5E示出了利用具有特定断面形状的挤压机形成的纤维网的一个实施例。
图6A-6B示出了纤维网的各种实施例。
图7示出了形成纤维网的方法和设备。
图7A示出了包含泡沫的由图7的方法和设备形成的纤维网的一个实施例。
图8示出了成型辊的另一个实施例。
图9示出了由图6A的纤维网形成的紧固件产品的一个实施例。
图10示出了正在包绕物体的图9中的紧固件产品。
图11示出了包绕物体并固定于钩形材料的紧固件产品的另一个实施例。
图12示出了包含具有紧固件部件的条带(lanes)和没有紧固件部件的条带的紧固件产品的形成方法和设备。
在不同附图中的相同参考标记表示相同的部件。
具体实施例方式
下文描述的各种方法建立于Fischer在美国专利US4,794,028中描述的在完整的片状基部上模制紧固件部件的连续挤压/滚轧成形方法，和/或Kennedy等人在美国专利US5,260,015中描述的辊隙层压方法，这两者的细节在这里作为参考被引入。描述的辊和其它组件的相对位置和大小是示意性的而非按比例的。特别是参照图1，示出了用于形成泡沫纤维网10(见图1A)的方法和设备，泡沫纤维网10用于形成，例如，具有塑料泡沫基材12的绝缘紧固件产品。挤压机14向挤压机14和成型辊20之间的第一间隙15提供连续的熔融树脂16层。成型辊20包含一系列从它的周边向内延伸的微型模腔22，用于模制紧固件部件的杆。该模腔22阵列基本上从成型辊20的整个周边延伸。挤压机14可以以一种速度挤压树脂16以迫使树脂16进入并至少部分填充模腔22，而多余的树脂形成基部基材，紧固件部件21从该基部基材延伸，如下文进一步描述的。或者，挤压机可以简单地将熔融树脂16沉积在成型辊20的表面上。然后，树脂16进入由成型辊20和压力辊36形成的第二间隙24。间隙24内的压力，依赖于已经存在于模腔22中的树脂量，迫使树脂16进入并至少部分填充模腔22，而多余的树脂形成基部基材，杆19从该基部基材延伸。
第二挤压机26挤压形成聚合物28的泡沫(例如聚烯烃，例如聚乙烯，聚丙烯)进入另一个位于第二挤压机26和压力辊36周边之间的间隙。作为一种变型，挤压机14可以挤压聚合物28，这样做的效果将参照图3在下文进行更详细的描述。树脂16和聚合物28进入各自间隙的速度由分别位于挤压机14和26的出口的齿轮泵(未示出)控制。当树脂16和聚合物28同时进入间隙24时，由于间隙内的压力，这两种材料被粘合形成多层预制纤维网11。纤维网在成型辊20上冷却，并且由它通过引出辊34周围时预制纤维网11从成型辊20剥离。应当注意确保成型辊20和压力辊36以同样的速度移动以避免和/或减少泡沫纤维网10的分层，因为辊速的差异能够引起树脂16的剪切，这可以导致分层。
接触滚轮41使杆19的远端变形以形成钩形紧固件部件21，其具有悬伸出的头部，能够接合匹配的紧固件部件(例如，环、钩)。悬伸出的头部在形成例如蘑菇形钩、平顶形钩等的多重径向上从各自的杆19向外延伸。可选择地，可以利用紧固件部件模腔(例如，见图3)形成悬伸出的头部以形成在一个或多个离散方向向外延伸的悬伸出的头部(例如，J形钩、L形钩、棕榈树形钩)。
使用接触滚轮41变形前，优选利用加热器23加热杆的远端。在这些情况下，可以在非接触方法中，例如利用火焰或热电阻线，或者在接触方法中，例如通过加热接触滚轮来加热该杆。在美国专利US6,248,276中提供了一种合适的非接触加热方法，它的整个内容在这里作为参考被引入。
聚合物28包含一种在特定活化温度下(例如，大于300°F)进行化学反应的发泡剂。该发泡剂(例如，颗粒、粉沫)可以在挤压前在聚合母体内预混合和/或该发泡剂可以在挤压过程中加入，例如以形成聚合乳液。优选地，加入聚合物28的发泡剂的量占0.5重量％至3重量％，例如约2％。但是，加入的发泡剂的量可以更高或更低，依赖于该产品的预期最终用途。当加热发泡剂超过其活性温度时，一种化学反应引起该发泡剂释放气体，例如二氧化碳，用于膨胀聚合物28以形成一种泡沫聚合结构。根据形成工艺的参数和该产品的最终用途，包括使用的树脂材料，使用的发泡剂的类型进行变化。例如，一种适当的发泡剂是购自Clarient Technologies的Hydrocerol。在紧固件部件(或杆)形成后活化发泡剂的情况下，发泡剂的活化温度高于聚合物28的挤压温度以避免聚合物28的过早发泡是很重要的。在一些情况下，发泡剂的活化温度高于模制树脂16的熔解温度。优选地，通过利用可交联树脂形成紧固件部件和通过交联树脂16，树脂的熔点温度被提高到高于发泡剂活化温度。在许多实施例中，聚合物28也是可交联的。
依然参照图1，纤维网11在台37上是交联的(例如，利用电子束、紫外光)以形成聚合物的邻接链，由此提高树脂16和聚合物28的熔点(在聚合物28为可交联的情况下)。然后预制紧固件产品被引向加热台38，在加热台38，包含发泡剂的形成基部的聚合物28被加热到足以引发发泡剂进行预期化学反应的温度。聚合物28的软化点足够低，使得在发泡剂的活化温度下，聚合物软化足以允许产生膨胀。当发泡剂释放气体或“鼓泡”时，由聚合物28和发泡剂组成的层的截面厚度预期增长以形成粘合于模制树脂16表面上的一层发泡聚合物。如上指出的，因为模制树脂16已在台37上交联，由于加热使基部基材和紧固件部件21的变形最小化。在一些为了最小化紧固件部件变形的情况下，可以选择性地对聚合物28的更远离紧固件部件区域加热。例如，加热可以局部施加于纤维网11的一个表面，该表面与紧固件部件延伸的表面相对。
图1还示出了一种变型，其中背衬基材40(由虚线示出)也被引入间隙24。该背衬基材40被引入到压力辊36的一表面和聚合物28的一表面之间的间隙24。间隙24内的压力足以粘合树脂16、聚合物28和基材40的至少一表面到相邻的表面以形成具有第一层、第二层和第三层的三层叠层，第一层包含具有一系列从基部向外延伸的离散紧固件部件的树脂基部，聚合物的第二层含有发泡剂，而形成背衬基材的第三层具有例如钩可接合的材料(例如，针织材料、无纺材料、机织材料)，该材料包括从第三层的底表面向外延伸的与钩可接合的紧固件部件。在一些情况下，如参照图2所描述的，引入了多个间隔的背衬材料40的带(或一个相对窄的带)。
作为图1的一种变型，泡沫纤维网可以多步骤形成。例如，可以形成双层预制纤维网，然后可以附加第三层形成三层纤维网。为了说明，具有从树脂基部延伸的杆的紧固件部件21可以在成型辊20上形成。包含发泡剂的聚合物28和树脂16一起也可以引入间隙24，因此粘合形成紧固件的树脂16的一个表面和聚合物28以形成双层纤维网，该纤维网具有第一层和第二层，第一层包含从第一层的一面延伸的紧固件部件21，第二层包含含有发泡剂的聚合物28。然后在后面的一个步骤，例如，通过将该双层叠层和背衬基材引入到第二间隙以粘合双层基材的一个表面和背衬基材的一个表面，可以将双层纤维网粘合到背衬基材以形成三层纤维网。可以使用粘合层将背衬基材固定于双层纤维网。在附加第三层之前可以或不必活化第二层内的发泡剂。作为一种选择，聚合物和活化的或未活化的发泡剂，可以首先在一侧粘合于背衬基材，然后模制树脂可以在对侧粘合于带有发泡剂的聚合物。如上所述，当例如模制紧固件部件杆时，模制树脂可以粘合于聚合物；或具有从其中整体延伸的紧固件部件杆的片状基部形式的模制树脂可以在它形成后使用例如粘合剂粘合于聚合物。
在一些情况下，希望形成一种纤维网，其具有从该纤维网的一面延伸的多个紧固件部件的间隔分离带(或一个单一带)，和/或塑料泡沫材料的间隔分离带(或一个单一带)，和/或基材40的间隔分离带(或一个单一带)。在这些情况下，例如参照图2作为示例，热塑性树脂16同时与输入的背衬材料40的带一起，通过挤压机14通过间隔的狭窄宽度、狭窄模孔输入间隙15中，使得树脂被提供为狭窄的且间隔的带。如上所述，当这些熔融树脂16带进入间隙15，树脂被压入选择腔内并成型。这产生了间隔分离的平行钩带，或杆带，它们随后在纤维网的一侧被处理形成钩(见图2A)。形成从连续的纤维网延伸的紧固件部件条带在待审的美国专利申请09/808,395中得到更详尽的描述，它的整个内容在这里引入作为参考。
在一些情况下，期望形成一种纤维网，其具有从纤维网的表面延伸的紧固件部件离散岛状物(未示出)。在这些情况中，形成聚合物的泡沫的表面可以延伸出紧固件部件岛状物。形成从连续的纤维网延伸的紧固件部件岛状物在待审的美国专利申请US60/554,234和10/803,682中得到更详尽的描述，这两个申请均在2004年3月18日提出，它们的整个内容在这里作为参考被引入。
现在参照图1A和2A，分别由图1和图2示出的过程形成的泡沫纤维网10和10’显示具有多个从泡沫纤维网10和10’的上表面延伸的紧固件部件21，和粘合于相对的下表面的钩可接合基材40。泡沫纤维网10、10’具有三层第一层41，其具有由树脂形成的薄层状底部43，并且紧固件部件21具有和底部43整体模制且从底部43延伸的杆45；由泡沫12形成的第二或中间层47，其优选密度小于形成底部43的树脂的密度(例如，比重为在约0.3至约1.1之间，小于1.1、小于0.9、小于0.7、小于0.5、小于0.3)；以及第三层49，由钩可接合材料40例如针织物、机织物、包含拉伸的和非拉伸无纺物的无纺织物形成，在一些实施例中，第三层具有保持原始的不含树脂16的外表面，环51(或纤维)向外延伸且能够接合于钩状紧固件部件21。尽管图1A和2A中的紧固件部件21为平顶的，具有在多个方向向外延伸的头部，但紧固件部件也可以是例如在一个或多个离散方向横向延伸的钩。特别是参照图2A，泡沫纤维网10’具有模制紧固件部件21的平行间隔分离带53和紧固件接合环51的平行间隔分离带55。
在图1A所示的触式紧固件的一个可选择形成方法中，提供了预制紧固件组件，它包括片状基部和一系列与该基部整体模制且从该基部延伸的钩形紧固件部件。紧固件部件由连续的成型辊工艺形成，采用固定的模腔，例如Fischer US4,872,243中描述的，其已经作为参考被引入。腔也可以是杆形的以形成杆形突起并且二次成形以形成悬伸出的头部。紧固件组件被引入沿预制泡沫层(例如，聚酯泡沫、聚醚泡沫)和钩可接合基材的一对压力辊之间限定的辊隙。该基材包含一种钩可接合材料，例如纺织品、拉伸的或非拉伸的无纺物、针织品等，该材料具有被制成接合紧固件组件的紧固件部件的匹配部件。
在进入辊隙前，使用加热器优选利用火焰加热泡沫层，通过软化泡沫材料以促进层压过程。然后，紧固件组件、泡沫层和基材各自被连续引入由压力辊形成的辊隙。紧固件组件、泡沫层和基材各自的至少一面粘合于相邻面以形成三层叠层。层的层压可以同时或可选择地分阶段进行。
现在参照图3，示出了形成包含绝缘层的多层纤维网59的另一种方法和设备(见图3A)。包含发泡剂的聚合物28由挤压机57连续引入成型辊54和压力辊56之间的间隙24。成型辊54包含一系列从它的周围向内延伸的微型钩形腔58以模制紧固件部件21，紧固件部件21具有在形成钩的离散方向径向向外延伸的悬伸出的头部。可选择地，如上所示，该腔可以是杆形的以仅形成紧固件部件的杆部，紧固件部件可以二次成形以提供伸出的头部。
背衬基材40也连续引入间隙52并粘合于基部的一面以形成纤维网59。背衬基材40由具有环部件的环材料组成，环部件从基材40的一面延伸。其它适当的基材例如包括针织物、机织物、拉伸的或非拉伸的无纺物。在一些实施例中，将聚合物28引入辊隙后(例如，从腔剥离聚合物后，活化发泡剂后)使用背衬材料。在一些实施例中，粘合层用于将基材40附加到聚合物。并且，也可以不使用背衬基材40形成纤维网。
在这个实施例中，聚合物28是可交联的，并且类似于图1的方法，在台38上加热以提高聚合物的熔点和促进泡沫形成之前，在台37上交联该纤维网。台38加热包含在聚合物28内的发泡剂，由此软化聚合物并活化发泡剂以膨胀聚合物。由于紧固件部件21也含有发泡剂，所以紧固件部件膨胀。紧固件部件的几何形状不被破坏是很重要的，使得膨胀的紧固件部件能够不再有效接合于匹配材料。
作为一种变型，参照图4，为了减少由于发泡过程产生的紧固件部件变形，当预制纤维网经过激冷轧辊61周围时可以加热聚合物28。优选地，通过冷却激冷轧辊61到一定温度以保持形成紧固件部件的聚合物28在发泡剂的活化温度以下(例如，低于300°F)，并利用加热器63对基部的一面即紧固件部件延伸的相对面施加热，使形成基部的聚合物28升高到发泡剂的活化温度之上，完成该过程。使形成基部的聚合物28膨胀形成发泡聚合物层，该层具有从其中整体延伸的模制紧固件部件。
如图4A所示，形成的纤维网59’由于在加热过程中它较接近激冷轧辊61，具有相对较高密度的厚度T1，形成相对紧密的基部结构67，紧固件部件的杆部从该基部结构延伸。如上所述，由于加热，进一步远离辊54周围的T2厚度的纤维网59’发泡，形成相对较低密度的泡沫基部结构69。过渡部分71位于基部结构67、69之间。依赖于形成条件，该过渡部分71可以是平滑的或突兀的。
如上所指出的，在一些实施例中，在聚合物被引入辊隙之前发泡聚合物28可能是理想的。现在参照图5A-5C，显示成型辊60具有沿该成型辊的轴线延伸直径缩小的区域62，并具有较大直径的区域64。在区域64内，成型辊60由许多形成多个模腔68(例如，紧固件部件腔、杆形腔)的层叠模环67形成。设定成型辊60的区域62和64内的直径使得当成型辊放置邻近于压力辊70时形成辊隙72，具有相对较窄尺寸t1的区域74和相对较大尺寸t2的区域78。较窄尺寸的区域74形成较高压力区，该区可以减少引入那个区域的聚合物28的膨胀，而区域78形成较低压力区，该区供引入那个区域的聚合物28的相对较大膨胀之用。在一些情况下，压力辊具有较大直径的区域，而成型辊的直径则相对恒定。
尤其是参照图5B和5C，用类似于上文参照图1描述的过程，熔融树脂16的相对窄的带和聚合物28的相对较宽的带由一对挤压机14、26分别挤压在成型辊60和压力辊70上。树脂16被挤压在成型辊60的表面上相对较大直径的区域64内，以至少部分填充模腔68，而由压力辊70携载的基材40的相对窄的带则被引入辊隙72。象图1中的一样，聚合物28被挤压到压力辊70和基材40上，并且聚合物28被引入树脂16和基材之间的辊隙72。聚合物28可以在引入辊隙72之前和/或引入辊隙72形成泡沫层时发泡。在一些情况下，聚合物28含有发泡剂，并且高于该发泡剂的活化温度挤压聚合物。在一些情况下，在聚合物引入辊隙72之前和/或引入辊隙72时，聚合物被机械发泡(例如，通过利用气体如空气给聚合物充气)。当聚合物28经过辊隙72时，在区域62内，由于该区域中的树脂内的相对低压，聚合物可以膨胀，而在区域74和76，由于那些区域中聚合物内较高压力，聚合物膨胀相对较少。树脂16粘合于聚合物28的上表面而基材40粘合于相对的下表面。
作为图5A-5C中描述的过程的一种变型，图5D涉及一种具有特定断面形状的挤压机14’以挤压具有各种厚度的树脂16’。从挤压机14’的相对较窄部分101挤出的树脂16’被挤入相应辊隙(未示出)的相对较窄的部分，而从挤压机14’的相对较宽部分102挤出的树脂16’被挤入相应辊隙(未示出)的相对较宽的部分。优选地，例如，当树脂离开模时，树脂发泡使得树脂随压力下降而膨胀。然后，发泡的树脂16’被引入辊隙，该辊隙的厚度小于发泡的树脂的厚度。然后该辊隙由树脂填充，使树脂形成表层，这在发泡的树脂16’上提供了规则表面。在该辊隙的一些部分内，例如与挤压机101的相对较窄部分相对应的部分，有足够高的压力以使树脂16’至少填充成型辊的一部分腔。
图5E描述了使用挤压机14’形成的紧固件产品103。紧固件产品103包含相应于挤压机14’的相对较宽部分102的相对较厚部分104，和相应于挤压机14’的相对较窄部分101的相对较窄部分105。钩106从紧固件产品103的相对较窄部分105的上表面107延伸。紧固件产品103的较厚部分104的基部发泡。
在聚合物例如聚乙烯或聚丙烯包含发泡剂的情况下，在挤压机的机筒内活化该发泡剂可能是理想的。这可以通过加热机筒到一定温度足以提高发泡剂的温度超过活化温度来完成。在一些情况下，加热机筒的中心部分到高于机筒末端温度(例如，400°F)的温度(例如，425°F)，以提供加热聚合物-试剂混合物的温度梯度，这也可能是理想的。为了获得适当的模制突起(例如，钩或杆)，可以设定模具的出口以匹配例如成型辊和压力辊之间的成型间隙的外形。由于发泡时聚合物的膨胀，当它进入间隙时挤出的聚合物的外形将略大于间隙的大小以提供足够的材料进入腔内。但是应当注意到，由于间隙内的压力，具有相对大的外形的压出品可能压缩，这可以提高从间隙出来的发泡聚合物的密度。
图6A和6B示出了泡沫纤维网的各种实例，其具有从相对表面和之间的泡沫层延伸的紧固件部件。特别是参照图6A，由图5A的设备形成的纤维网110显示具有横向连续的泡沫层112，泡沫层112具有从纤维网的上表面整体延伸的模制紧固件部件116的平行相对窄的带，以及从纤维网的下表面向外延伸的紧固件可接合环120的平行相对窄的带118。如同上文，在一些实施例中，泡沫层112的密度低于紧固件部件116延伸的基部88的密度(例如，比重为大约0.3至大约1.1，小于1.1、小于0.9、小于0.7、小于0.5、小于0.3)。在区域122内，紧固件部件116从粘合于泡沫层112的基部124整体延伸。由于施加在纤维网110上的不同压力，以及在一些情况下，纤维网在辊隙内的形成过程中凝固树脂材料渗透进入泡沫孔，所以在区域122内，泡沫层112具有厚度t1，其小于邻近区域126内泡沫层的厚度t2。在一个变型中，图6B显示纤维网130具有一种环材料132，该环材料132粘合于泡沫层134且基本上经过泡沫层的整个宽度。
作为图5A-5C示出的过程的一种变型，通过在发泡时或恰恰在发泡产生后利用聚合物至少部分填充模腔，聚合物28可以用于形成整个紧固件部件或紧固件部件杆。参照图7，在聚合物发泡时或恰恰在聚合物发泡后(例如，机械地、化学地)，通过对辊隙72的区域74内的聚合物28施加相对的高压(见图5A)，利用成型辊60，聚合物28可以用于形成紧固件部件21或紧固件部件杆。该相对的高压压缩区域74内的聚合物28以减少高压区和腔内的聚合物28的膨胀。通过在聚合物28上施加相对高水平的压力，凝固的紧固件部件或紧固件部件杆可以从成型辊60上剥离，伴随任何产生自发泡过程的少量变形。在一些实施例中，在它粘合于聚合物28的情况下，背衬基材40(以虚线示出)被引入辊隙。在一些情况下，背衬基材40可以附加于(例如，利用粘合剂、压合)辊隙下游(未示出)的聚合物28。参照图7A，由图7的过程形成的纤维网133显示具有一系列从基部135整体延伸的紧固件部件21。由于在形成过程中辊60施加在纤维网133上的不同压力，基部135在区域137内具有厚度t1，其小于邻近区域139内泡沫层的厚度t2。在一些实施例中，区域139和/或137内的基部135可能具有相对较高和较低密度的结构以及两种结构之间的过渡，类似于参照图4A所描述的。在一些实施例中，区域139的密度不同于区域137内的密度(例如，区域139内基部的密度低于区域137内的密度)。
尽管图5A-5C显示成型辊60仅具有一个较大直径的区域64，但区域62和64的数量和位置可以按理想的选择。例如，参照图8，显示成型辊60’具有多个增大直径的区域64’逐渐变细到较小直径的区域62’。在一些实施例中，较大和较小直径的区域之间的过渡可以是任何其它合适的形状，如方形。
现在参照图6A，通过沿直线A劈开纤维网110并在宽度上进行适当的剪切，就形成了自接合绝缘紧固件产品200(图9)。这种自接合绝缘紧固件产品具有多种用途。参照图10，紧固件产品200正被置于物体例如管的周围。在一些情况下，绝缘紧固件产品用于将多个物体捆在一起。紧固件产品200有足够的弹性以包绕一个物体(或多个物体)的周围，并有足够的长度以接合匹配的紧固件部件116、120。紧固件产品200的弹性和合成厚度可以依据选择的材料和采用的形成参数进行控制。依据使用泡沫材料的类型，紧固件产品200可以提供各种类型的绝缘(如，热、声音)。例如，产品200可以用于降低来自叮当作响的管道的噪音。另外一个例子，绝缘产品200可以用于为饮料容器提供热绝缘。在一些情况下，通过使用开孔泡沫(open-cell foam)，形成一种“可吸入的”紧固件产品使得气体例如空气能够通过泡沫层。可选择地，可以使用闭孔泡沫创造屏障以减少气体流经泡沫层。适当的开孔泡沫材料包括，例如聚酯泡沫、聚醚泡沫。适当的闭孔泡沫材料包括，例如聚烯烃。泡沫材料可以提供抗冲击性以减少对物体造成物理损坏的可能性。在一些情况下，由于泡沫材料的相对低的比重，自接合产品可以作为通过该产品固定的物体的漂浮装备。在一些实施例中，自接合产品可以用于医学应用中，如医学包裹。该产品在捆扎运用中也是有用的，例如汽车制造过程中的捆扎电线或光缆。
图11显示紧固件产品260正包绕圆柱体262使得钩形紧固件部件264向外延伸到圆柱体262的外表面。紧固件产品260足够长以包绕圆柱体262和利用紧固件部件264和钩可接合材料266可靠地扣紧。通过露出钩可接合材料，提供了具有相对柔软触感的外表面268。露出的环被固定于匹配钩材料270以将圆柱体固定其上。
图12描述了包含多个树脂条带的紧固件产品271及其形成方法。多个树脂条带276a-f被挤压机272挤入成型辊274和压力辊275之间的辊隙273。成型辊274包含与树脂条带276a-f相对应的部分。如图12中所描述的，条带276b、276d和276f对应于成型辊274的不包含钩形成腔277’的部分，而条带276a、276c和276e对应于成型辊274的包含钩形成腔277’的部分。条带276b、276d和276f内的树脂含有一种发泡剂，其被活化以提供紧固件产品271的发泡部分。条带276a、276c和276e内的树脂不含发泡剂。但是，条带276a、276c和276e内的一部分树脂通过压力被迫使进入钩形成腔277’以提供钩277。在一些例子中，条带276a、276c和276e内的树脂不同于条带276b、276d和276f内的树脂。
已经描述了本发明的许多实施例。但是，应当明白可以进行各种变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，其它实施例在下面的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种紧固件产品(59、59’、103、133、260)，包括基部(12、67、135)；和一系列从该基部的第一表面整体延伸的紧固件突起(21、106、116、264)，每个突起包括与该基部的第一表面整体模制的树脂(16、16’)杆部(19、45)，和置于该杆部(19、45)远端并成形为可释放地与互补紧固件部件接合以形成固定的头部；其中该紧固件突起(21、106、116、264)的杆部和至少部分基部(12、67、135)由单一树脂(16、16’)整体形成；并且其中该基部内的至少部分所述单一树脂为发泡状态。
2.权利要求1的紧固件产品(59、59’、103、133、260)，其中该发泡状态包括塑料泡沫，其中该单一树脂(16、16’)含有发泡剂，例如其中该发泡剂以未活化状态出现在紧固件突起(21、106、116、264)的杆部(19、45)中，其中该单一树脂在紧固件部件的杆部(19、45)中是未发泡状态，并且在至少部分基部(12、67、135)内为发泡状态，或者其中该基部(12、67、135)进一步包含第二树脂(28)。
3.权利要求1的紧固件产品(59、59’、103、133、260)，其中该紧固件突起(21、106、116、264)设置在带内，尤其是该带的宽度小于基部(12、67、135)发泡状态的宽度，和/或其中该紧固件突起(21、106、116、264)被设置成一块紧固件突起(21、106、116、264)。
4.权利要求1的紧固件产品(59、59’、103、133、260)，其中该发泡状态包含开孔泡沫，尤其是聚醚泡沫或聚酯泡沫，和/或其中该发泡状态包含闭孔泡沫，尤其是聚烯烃，例如选自聚乙烯和聚丙烯中的一种。
5.权利要求1的紧固件产品(59、59’、103、133、260)，其中该紧固件突起(21、106、116、264)包括从杆向外在多个方向延伸的头部，或其中该紧固件突起包括从杆向外在一个或多个离散方向延伸的头部，和/或其中该紧固件突起(21、106、116、264)包含交联树脂。
6.权利要求1的紧固件产品(59、59’、103、133、260)，其中该发泡状态的比重最多为约1.1，或最多为约0.7。
7.权利要求1的紧固件产品(59、59’、103、133、260)，其中该紧固件突起(21、106、116、264)包含纤维，尤其是通过粘合剂固定至该发泡状态的纤维，形成无纺材料例如伸展的无纺材料的纤维，或形成针织材料的纤维。
8.权利要求1的紧固件产品，其中该紧固件突起(21、106、116、264)为钩形紧固件部件的形式，例如具有从相关杆(19、45)向外在多个方向延伸的头部，或具有从相关杆(19、45)向外在一个或多个离散方向延伸的头部；和/或其中该紧固件突起(21、106、116、264)在延伸区域上整体地且连续地结合到基部(12、67、135)。
9.权利要求1-8的任一紧固件产品的形成方法，该方法包括模制单一树脂(16、16’)的紧固件部件(21、106、116、264)的基部(12、67、135)和杆部(19、45)；在紧固件部件(21、106、116、264)的杆部(19、45)上形成环可接合的头部；和使至少部分所述单一树脂(16、16’)发泡。
10.权利要求9的方法，其中使基部(12、67、135)的至少部分单一树脂(16、16’)发泡包括在该树脂(16、16’)内产生气泡，尤其是通过活化该树脂(16、16’)内的发泡剂，特别是聚烯烃，例如选自聚乙烯和聚丙烯中的一种，和/或其中该紧固件部件(21、106、116、264)由可交联树脂例如含有树脂的聚合物形成，尤其是该方法包括在使基部(12、67、135)的至少部分单一树脂(16、16’)发泡前交联该紧固件部件(21、106、116、264)的可交联树脂(16、16’)，尤其是其中交联该紧固件部件(21、106、116、264)的树脂包括使用电子束照射树脂，例如发射紫外光的电子束，或其中通过施加热能使基部(12、67、135)的至少部分单一树脂(16、16’)发泡。
11.权利要求9的方法，其中在模制紧固件部件(21、106、116、264)时模制基部(12、67、135)，尤其是其中该紧固件部件(21、106、116、264)为可接合钩的形式，例如环可接合钩，或其中该环可接合的头部在杆(19、45)形成后形成。
12.权利要求9的方法，进一步包括将纤维块固定于基部(12、67、135)，尤其是其中该纤维块设置成接合钩形紧固件部件(40、120、132)。
13.权利要求9的方法，包括将熔融树脂(16、16’)引入到邻近旋转成型辊(20、54、60、60’)周围限定的间隙(15、52)，使得该单一树脂(16、16’)在成型辊(20、54、60、60’)周围形成至少部分基部(12、67、135)，并填充限定在旋转成型辊(20、54、60、60’)内的一系列固定腔(22、59、68)以形成紧固件部件(21、106、116、264)；凝固单一树脂(16、16’)；和通过从它们各自的腔中拉出凝固的紧固件部件(21、106、116、264)，使单一树脂(16、16’)从成型辊(20、54、60、60’)的周围脱模；尤其是，其中单一树脂(16、16’)以多个间隔隔离带的形式引入，其中单一树脂非连续性地引入间隙(15、52)以形成从相关基部(12、67、135)延伸的突起块，和/或其中该间隙(15、52)在成型辊(20、54、60、60’)和反转压力辊(36、56、70)之间形成。
14.权利要求13的方法，其中使基部(12、67、135)的至少部分单一树脂(16、16’)发泡包括活化该单一树脂(16，16’)内的发泡剂，尤其是其中在单一树脂被引入到该间隙(15、52)之前活化该发泡剂，其中在单一树脂(16、16’)被引入到该间隙(15、52)时活化该发泡剂，或其中在单一树脂(16、16’)被引入到该间隙(15、52)后活化该发泡剂，尤其是其中在单一树脂(16、16’)从成型辊(20、54、60、60’)的周围脱模之前活化该发泡剂，或在单一树脂(16、16’)从成型辊(20、54、60、60’)的周围脱模之后活化该发泡剂。
15.权利要求13的方法，其中使基部(12、67、135)的至少部分单一树脂(16、16’)发泡包括在该树脂(16、16’)通过该间隙(15、52)之前用气体填充该单一树脂(16、16’)。
16.权利要求13的方法，进一步包括引入第二树脂到该间隙(15、52)以粘合第二树脂(28)和在成型辊(20、54、60、60’)周围形成至少部分片状基部的树脂(16、16’)，第二树脂(28)包含发泡剂，例如其中使基部(12、67、135)的至少部分单一树脂(16、16’)发泡包括活化第二树脂(28)内的发泡剂，或进一步包括将限定钩可接合环(40)的预制基材引入到第二树脂(28)以将该基材粘合到第二树脂(28)，尤其是其中该基材是离散带(55)的形式并被引入到第二树脂(28)使得邻近基材的离散带处露出第二树脂(28)。
17.权利要求13的方法，其中腔(22、58、68)是杆形的以形成从基部(12、67、135)整体延伸的紧固件部件杆(19、45)，特别是该方法进一步包括二次成形杆的远端以形成悬伸出基部(12、67、135)的头部。
18.权利要求13的方法，其中腔(22、58、68)包括头部形成部分以形成可接合的紧固件部件(21、106、116、264)，该紧固件部件(21、106、116、264)包括从基部(12、67、135)悬伸出的头部和从基部(12、67、135)整体延伸的杆(19、45)。
19.权利要求13的方法，其中塑料泡沫的比重最多为约1.1，尤其是最多为约0.7。
20.一种形成紧固件产品(10、10’、110、130、200)的方法，该紧固件产品包括片状基部(43)和一系列单个紧固件部件(21)，每个紧固件部件(21)具有与基部(43)的上表面整体模制并从基部(43)的上表面延伸的杆，该方法包括挤压树脂(16、16’)进入由承压面(36)和旋转成型辊(20)之间限定的辊隙，所述旋转成型辊(20)限定从其外表面向内延伸的离散的腔(22、58、68)；当至少模制所述腔(22、58、68)内紧固件部件(21)的杆(19、45)时模制树脂(16、16’)的片状基部(43)；和使片状基部(43)的部分树脂发泡。
全文摘要
本发明公开了一种产品及其形成方法。该产品为紧固件产品，包括基部；和一系列从该基部的第一表面整体延伸的紧固件突起，每个突起包括与该基部的第一表面整体模制的树脂杆部，和置于该杆部远端并成形为可释放地与互补紧固件部件接合以形成固定的头部；其中该紧固件突起的杆部和至少部分基部由单一树脂整体形成；和其中该基部的至少部分单一树脂为发泡状态。
文档编号C08J3/28GK1781396SQ20051002304
公开日2006年6月7日 申请日期2005年11月15日 优先权日2004年11月15日
发明者克里斯托弗·M·加兰特, 格雷戈里·A·卡尔, 霍华德·A·金斯福德 申请人:维尔克罗工业公司