專利名稱：線圈織物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一用于鉤圈粘扣(hook and loop fastener)的低成本線圈材料，其具有至少一片斷續(xù)地結合在非彈性取向膜上的柔性無紡材料。本發(fā)明還涉及用于生產這類線圈的方法。

背景技術：
例如，從美國專利US 5,032,122中可以得知通過將無紡物層壓到膜上而形成的線圈織物，其通過使由可定向材料制成的襯底處于其尺寸不穩(wěn)定狀態(tài)而形成；在襯底上定位多個長絲；將所述長絲在沿著每根長絲的間隔開的固定區(qū)域固定至襯底，在各對所述固定區(qū)域之間限定有非固定的(unsecured)捕捉區(qū)域；并使得可定向材料沿著其反應路徑轉換至尺寸穩(wěn)定狀態(tài)，從而在捕捉區(qū)域使長絲抽褶，以便在固定區(qū)域之間形成從襯底伸出的纖維元件。美國專利US5,547,531描述了形成線圈織物的方法，所述方法包括如下步驟提供第一薄層，其包括彈性的壓敏膠粘膜，所述壓敏膠粘膜具有第一膠粘表面和與第一膠粘表面相對的第二膠粘表面；進行松馳取向和伸長取向；將所述第一薄層從所述松馳取向拉伸至所述伸長取向；在所述伸長取向上，使包括無紡纖網的第二薄層接觸所述第一薄層的所述第一表面，從而直接地將所述第二薄層和所述第一薄層連接在一起，以形成疊層；并松弛所述第一薄層，以使得所述第二薄層抽褶而形成能夠纏住互補的陽緊固元件的鉤的捕捉區(qū)域。美國專利申請US5,595,567還使用了無紡纖網，當襯底處于其伸長的不穩(wěn)定取向時，所述無紡纖網優(yōu)選地與襯底相連結。結構粘合劑形成一種將無紡纖網連接至襯底的結合模式。當襯底從其伸長取向收縮至其松馳取向時，無紡纖網的非固定區(qū)域抽褶并且從襯底向外伸出而形成捕捉區(qū)域，所述捕捉區(qū)域能夠纏住互補的陽緊固元件的接合元件。美國專利US5,256,231描述了一種提供線圈材料片的方法，所述線圈材料適合于被分割成片，以形成包括可分離地結合的鉤和線圈部分的粘扣的線圈部分，并且將它們結合到諸如一次性衣物或尿布之類的用品中。該線圈材料片包括纖維縱向取向的薄片，所述纖維具有錨定部分和沿遠離所述錨定部分的方向突起的弧形部分；和熱塑性襯底材料層，其被擠壓到錨定部分上以結合至所述錨定部分，形成線圈材料襯底的至少一部分。
所有這些形成線圈的方法強調了線圈纖維從襯底或基層上向外突起的重要性。這增加了纖維與適當?shù)你^元件相結合的有效性。然而，襯底通常是專門制作的，并且昂貴，尺寸不穩(wěn)定，或者是較厚的。希望提供一種線圈材料，其具有在襯底上的突出線圈纖維，所述襯底薄、強度高(尺寸穩(wěn)定)、成本低并且易于制造。


發(fā)明內容
本發(fā)明提供了經過改進的無彈性的、尺寸穩(wěn)定的、高強度線圈復合物，其包括在至少第一方向延伸的非彈性取向膜，以及沿著所述非彈性取向膜的至少一個表面部分斷續(xù)地結合的一個或多個柔性無紡材料片。優(yōu)選的是，線圈具有位于該無紡材料和取向膜之間的規(guī)則間隔的結合部分。這些斷續(xù)的結合錨定部分被非結合部分隔開，在所述非結合部分，所述膜和無紡材料相對但不相結合。這些線圈復合物具有獨特的優(yōu)點，諸如成本低、具有柔性或柔軟、尺寸穩(wěn)定、相對易于制造的高性能線圈。
根據本發(fā)明，還提供了一種用于形成線圈織物片的方法，其包括(1)提供第一柔性無紡材料片(例如，由天然和/或聚合物纖維和/或紗制成的無紡纖網)；(2)加工第一柔性無紡材料片，使其具有從第一柔性無紡材料片的間隔開的錨定部分上沿相同方向突出的弧形部分；(3)將非彈性的熱塑性材料片(例如，聚酯、聚烯烴、尼龍、聚苯乙烯)擠出至第一柔性線圈材料片上；(4)當其仍然處于融化狀態(tài)時，將具有熱塑性但仍處于熔融狀態(tài)的膜提供給至少第一柔性無紡材料片的間隔開的錨定部分，以便在結合位置或錨定部分將所擠出的熱塑膜片結合至該無紡材料；和(5)在至少該片的縱向方向上取向所擠出結合的無紡織物片復合物，從而取向所述片并降低無紡物的弧形部分的高度。此方法提供了一種新的片狀無紡線圈復合物，其包括斷續(xù)地結合到薄的、高強度的取向膜的柔性無紡物。



下面將參照附圖進一步說明本發(fā)明，其中，各圖中類似的附圖標記表示類似的部件，在附圖中 圖1是根據本發(fā)明制備的原始線圈材料的第一實施例的透視圖。
圖2是使用圖1所示的原始材料的、根據本發(fā)明制備的線圈材料的第一實施例的示意圖。
圖3所示的示意圖示出了如圖1所示的本發(fā)明的線圈材料的加工方法。
圖4是如圖3所示的波紋元件的俯視圖。
圖5是可用于替換圖4所示波紋元件的可選波紋元件的俯視圖。

具體實施例方式
本發(fā)明的復合線圈織物優(yōu)選地通過將無彈性膜擠出到第一柔性無紡材料片的錨定部分而形成，所述無紡材料形成為在確定取向之后具有從所述固定部分伸出的弧形部分，以形成加強的線圈復合物。熔融膜包封形成結合位置的錨定部分的纖維。熔融膜可以沿著該膜的全部長度或者是該膜具有錨定部分的部分長度形成結合位置，(例如，無紡材料的平坦部分)。固化的無彈性膜沿著包括結合位置的其長度具有大致均一的形態(tài)。該膜可以在結合位置被壓到錨定部分上，增加該無紡片和膜之間的結合強度。
在間隔開的結合位置之間具有弧形無紡結構的無紡線圈織物的形成方法包括形成弧形的非紡織原始材料的步驟，其可以包括如下步驟。提供大致呈圓柱形的第一和第二波紋元件，它們各具有軸線，并包括多個限定了波紋元件外周的間隔開的脊。所述脊具有外表面，并且限定脊之間的距離使其適合于將另一個與柔性材料片相嚙合的波紋元件的脊的部分容納于其中。所述脊的具體形式可以為徑向或縱向間隔開的、平行的脊，或者可以是相交的，以直線的、曲線的、連續(xù)或間斷的脊限定出規(guī)則或不規(guī)則的形狀。波紋元件安裝成同與其相嚙合的相對的脊的部分在軸向上平行。至少一個波紋元件旋轉。柔性無紡材料片在所述脊的嚙合部分之間供給，以便在所述波紋元件中的一個的外周上形成柔性無紡材料片。由此，在第一波紋元件的脊和柔性無紡材料片的錨定部分之間的空間內，沿著第一波紋元件的脊的外表面形成柔性無紡材料片的弧形部分。在移動過脊的嚙合部分后，所形成的柔性無紡材料片沿著第一波紋元件的外周保持一個預定的距離。在形成弧形的無紡原始材料后，無彈性的薄膜在擠出步驟被擠出，所述擠出步驟包括提供擠出機，該擠出機通過具有模開口的模具，沿著第一波紋元件的外圍，在上述預定距離內將熔融的熱塑性材料片擠出到柔性無紡材料片的錨定部分上。所形成的擠出結合的復合物然后取向，使得該片至少在間隔開的結合位置之間經受分子取向。取向度在至少縱向大致為至少1.25到1.0，并且在縱向可以為從4.0到1.0，優(yōu)選地，所擠出結合的薄片在兩個以上的方向被定向為從2.5到1.0，優(yōu)選為1.5到1.0。
適合于形成無紡纖維層的無紡線圈的纖維可以由很多種熱塑性聚合物制成，它們是公知的形成纖維的材料。適當?shù)臒崴苄跃酆衔镞x自聚烯烴、聚酰胺、聚酯、包含丙烯酸單體的共聚物，及上述物質的混合物和共聚物。適當?shù)木巯N包括聚乙烯，例如，線型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和中密度聚乙烯；聚丙烯，例如，等規(guī)聚丙烯，間規(guī)聚丙烯，它們的混合物及等規(guī)聚丙烯和無規(guī)聚丙烯的混合物；和聚丁烯，例如，聚(1-丁烯)和聚(2-丁烯)；聚戊烯，例如，聚-4-甲基-1-戊烯和聚(2-戊烯)；以及它們的混合物和共聚物。適當?shù)木埘０钒猃?、尼龍6/6、尼龍10、尼龍4/6、尼龍10/10、尼龍12、尼龍6/12、尼龍12/12，和親水的聚酰胺共聚物，比如己內酰胺和一種環(huán)氧烷烴(例如，環(huán)氧乙烷)的共聚物，和己烷己二酰己二胺和一種環(huán)氧烷烴的共聚物，以及它們的混合物和共聚物。適當?shù)木埘グň蹖Ρ蕉姿嵋叶减?，聚對苯二甲酸丁二醇酯，聚對苯二甲酸已二二亞甲基酯，和它們的混合物和共聚物。丙烯酸共聚物包括乙烯丙烯酸，乙烯甲基丙烯酸，乙烯甲基丙烯酸酯，乙烯乙基丙烯酸酯，乙烯丁基丙烯酸酯和它們的混合物。特別適合的聚合物是聚烯烴，包括聚乙烯，例如，線型低密度聚乙烯，低密度聚乙烯，中密度聚乙烯，高密度聚乙烯和它們的混合物；聚丙烯；聚丁烯；和共聚物及它們的混合物。
預先形成的纖維可以通過任何合適的方法形成無紡纖網，如梳理，藍多制網法，水刺法，和針刺法?？蛇x的是，無紡纖網可由形成共聚物的熱塑性纖維通過諸如紡粘或熔噴以及可由熔融聚合物直接形成無紡物的類似方法而直接地形成。這些無紡物可以通過摻入涂覆或包括用于最終的用途的適當?shù)娜廴谔砑觿┑念~外的離散纖維或顆粒而實現(xiàn)改性。一般地，用于形成本發(fā)明的線圈復合物的無紡纖網的密度為10g/m2至100g/m2，優(yōu)選為15g/m2至50g/m2，并且包括至少一部分適合于結合的熱塑性纖維，比如至少10％的可結合熱塑性纖維，在一個具體實施例中，包括20％到100％的可結合熱塑性纖維。
圖1示出了在定向之前的原始無紡線圈織物，其整體上由附圖標記10表示，無紡復合材料10被定向，并且隨后通常被切割成片，以用于個別的封合系統(tǒng)。一般地，無紡的復合材料10具有襯底11，所述襯底11包括具有前、后表面13和14的熱塑膜。無紡纖網16具有不變形的錨定部分17，其自發(fā)地結合至襯底11，以形成結合位置18。在圖1中，結合位置18沿著前表面13設置，并具有在結合位置18之間從襯底層111的前表面13上突出的無紡纖網16的弧形部分20。如圖1所示，結合位置可以是橫跨無紡復合線圈材料10延伸的連續(xù)行。然而，結合位置可以以任何模式設置，這些模式包括例如斷續(xù)的直線、六角形單元、菱形單元、正方形單元、隨機點結合、具有圖案的點結合、網狀線，或者任何其它的規(guī)則或不規(guī)則的幾何圖案。
圖2示出了定向之后的圖1所示的線圈復合物。線圈復合物36包括具有前后表面43和44的取向熱塑性膜42。無紡纖網具有錨定部分48，其自發(fā)地結合至襯底層42。此錨定部分可以至少稍許變形。結合位置48之間的膜被取向在至少縱向2上，并且優(yōu)選地也被取向在橫向1上，其取向度大致為4.0到1.0或更少。
圖3示意性地示出一種用于形成如圖1所示的線圈織物10的方法及設備。所述方法大體包括提供第一和第二波紋元件或輥子26和27，它們各自具有軸線，并且包括環(huán)繞并限定其外周的多個在圓周方向上隔開的大致在軸向上延伸的脊28，脊28之間的間隔適合于容納波紋元件26或27中與在相嚙合的脊28之間的無紡纖網16相嚙合的另一個的部分。波紋元件26和27軸向平行地安裝，脊28的所述部分大致以齒輪齒的方式相嚙合；旋轉波紋元件26或27中的至少一個；并且無紡纖網16被供給入波紋元件26和27的相嚙合的脊28部分之間，以大致在無紡纖網16上形成波紋。當成波狀的無紡纖網16移動通過嚙合的脊28部分之后，其被沿著第一波紋元件26的外周保持。在圖3的方法中，通過將熱塑性襯底層12以熔融狀態(tài)從模具24中擠出或復合擠出至位于冷卻輥25和第一波紋元件26的外周上的無紡物16的錨定部分17之間的間隙，形成熱塑性的膜襯底層12，并且將其結合到在第一波紋元件26上的脊28的端面上的纖維片16的錨定部分17。這就將無紡纖網的纖維嵌入了膜襯底層。在通過冷卻輥25在間隙之間進行冷卻后，線圈材料片10與第一波紋元件26分離，并且部分環(huán)繞冷卻輥25地輸送，穿過冷卻輥25和緊帶輪29之間的間隙，達到完全的冷卻，并且實現(xiàn)襯底層12的凝固。線圈復合物然后由傳統(tǒng)的裝置31和32在縱向和/或橫向被取向，所述取向過程可以是相繼進行，也可以同時進行。
例如，無紡纖網可以使用諸如梳理機30由離散纖維制成，具有隨機取向纖維16的無紡纖網具有足夠的完整性，以至于能夠從梳理機30輸送到波紋元件26和27之間的間隙內(如果需要，可以設置輸送機(未示出)，以在波紋元件26和27與梳理機30之間輔助支持和引導無紡纖網16)。當使用這樣的無紡纖網16時，優(yōu)選地，第一波紋元件26具有粗糙的飾面(例如，由噴砂形成)，第二波紋元件27具有平滑的拋光飾面，并且第一波紋元件26被加熱至一個稍高于第二波紋元件27的溫度的溫度，以致當無紡纖網16穿過位于波紋元件26和27之間的間隙后，其將優(yōu)選地留在第一波紋元件26的表面，并且被運送至第一波紋元件和輥子25之間的間隙。可選的是，可以利用真空來輔助將無紡纖網16保持在第一波紋元件26的結構上。
如圖3所示，波紋元件26和27，適合于將無紡纖網16送入它們之中，可以具有大致相對于軸線取向為在0至45度的脊28，但是優(yōu)選地，其脊28取向為與軸線之間的角度為0度(或與之平行)，這樣簡化了波紋元件26和27的制造。
在圖3所示的實施例中，冷卻輥25可以進行水冷，并且具有鍍鉻的外周。可選地，冷卻輥25也可具有限定其表面的外部橡膠層。如果輥子25是加熱了的輥子，這一過程可以借助于由油或水加熱的輥子或感應輥子。
優(yōu)選地，對于擠出結合或熱結合方法，使用波紋元件26和27與輥子25，驅動波紋元件26和27與輥子25的表面速度可以和第一波紋元件26的表面速度相同，也可以與上述表面速度不同。當輥子25和第一波紋元件26旋轉，以致他們具有相同的表面速度時，無紡纖網16將沿著襯底11具有大致相同的形狀，因為如圖3所示，其沿著第一波紋元件26的外圍而形成。當輥子25和第一波紋元件26旋轉，以致輥子25的表面速度慢于第一波紋元件26的表面速度時，(例如，為其速度的四分之一或一半)，在輥子25和第一波紋元件26之間的間隙處，無紡纖網16的固定部分17在襯底層12內將移動得更為靠近，與冷卻輥25和第一波紋元件26以相同的表面速度旋轉時相比，弧形部分20沿著襯底11具有更大的密度。
圖4和圖5示出了兩個不同的波紋元件。使用以上參照圖3所述的方法，一個或一對圓柱形加熱波紋元件65可以代替波紋元件26和27，以形成無紡線圈復合物。如果設置有波紋元件65和與其匹配的波紋元件67，各波紋元件具有軸線，并且包括多個脊63或66。脊63或66在各波紋元件上限定脊63或66之間的距離，所述間隔適合于容納以齒輪對的形式與其相嚙合的另一個波紋元件的脊部分。如果需要，第一波紋元件上的脊可以設置成任何適當?shù)膱D案，包括形成文字，數(shù)字或符號，例如，在無紡線圈復合物上形成商標。
相鄰的結合位置之間的原始無紡纖網的弧形部分提供Z向模線，并且距離襯底層的大致一致的最大高度為小于大約10毫米，并且優(yōu)選為0.5到5.0毫米。無紡纖維的弧形部分的高度至少為相鄰的結合位置之間距離的三分之一，優(yōu)選為所述距離的一半至1.5倍。在對膜襯底進行取向后，弧形部分距離所取向的襯底層的大致一致的最大高度為小于大約3.0毫米，并且優(yōu)選為0到1毫米，并且結合部分之間的距離為4毫米到1000毫米，優(yōu)選為5毫米到500毫米?；⌒尾糠执笾掳ㄕ麄€線圈復合物剖面的20％到99％，優(yōu)選為50％到95％。
優(yōu)選地，形成無紡纖網的單根纖維的大多數(shù)的直徑平均為1到70μm。沿著第一表面13測量時，無紡纖網材料在沒有襯底時其基重為10g/m2至100g/m2(并且優(yōu)選為處于15g/m2至50g/m2的范圍內)。襯底層的基重通常為15g/m2到150g/m2，優(yōu)選為從20g/m2到50g/m2?？偟臒o紡線圈復合物10的基重為30g/m2至300g/m2，優(yōu)選為40g/m2至100g/m2。
如果無紡纖網是由梳理藍多制網(carding Rando webs)、氣流成網(airlaid webs)、水刺法成網(spun-lace webs)、紡粘法成網(spun-bondwebs)、或類似物提供的無紡纖網材料，那么無紡纖網材料優(yōu)選為不預結合或固化，以加大纖維之間的開放區(qū)。然而，為了使預先形成的纖網可以被處理，有時有必要提供適當?shù)狞c結合等，所述的點結合應保持成僅足以提供完整性以便從輥子展開該預先形成的纖網，以及將所述纖網提供給用于制成本發(fā)明的無紡線圈復合物的成形加工過程。
通常，無紡纖網的非結合部分為99.5％至50％，從而提供占無紡纖網表面積的50％至0.5％的結合區(qū)域，優(yōu)選的是，無紡纖網的整個結合區(qū)域為20％到2％。所述結合區(qū)域包括那些將纖維片結合至襯底層的區(qū)域，也包括設置用于改善纖網完整性的預先結合或固化的區(qū)域。結合至襯底層的特定的結合部分或區(qū)域的寬度任意；然而，其寬度的最小尺寸優(yōu)選為0.01到0.2厘米。相鄰的結合部分通常相隔0.1到2.0厘米，并且優(yōu)選為0.2到1.0厘米。當結合部分為點結合時，如果環(huán)形結合優(yōu)選地通過擠出結合或熱結合形成，那么所述點通常為大體環(huán)形。如果提供有圓形、三角形、六邊形或不規(guī)則形狀的非結合隆起或弧形部分，那么在結合和非結合的部分可以具有其它的形狀。
為了維持線圈材料的合乎需要的柔軟性，(若干)襯底層的厚度通常為10至300微米，優(yōu)選為20到100微米，以提供一個柔軟的無紡纖網線圈材料疊層，其總體環(huán)形彎曲剛度(依據美國材料試驗學會ASTM D4302測量)小于9N，優(yōu)選為小于7N，并且最優(yōu)為從6N至1N。線圈復合物具有足夠的拉伸強度以便可靠地用于需要尺寸穩(wěn)定的材料的連續(xù)生產技術中，通常其拉伸強度至少為0.5kg/cm，優(yōu)選地為至少1.0kg/cm。
可選地，通過傳統(tǒng)的結合方法，比如熱結合、超聲波焊接和粘結，具有弧形無紡結構的無紡線圈織物可以結合至預先形成的膜。這樣的方法描述于EP341993B1中。
試驗方法 基重 復合材料的基重通過從纖網材料上以模具沖切出10厘米×10厘米的樣本，并且在天平上精確到十分之一克地測量樣本的重量。進行了三次重復稱量，并對結果進行平均，所得結果如下面的表格1所示。
抗拉屈服強度 無紡復合物的抗拉強度根據ASTM D882采用INSTRON Model1122恒速延伸拉力試驗機進行測量。從復合物纖網上切下的樣本為25毫米寬，76毫米長，長度方向為纖網的加工方向(MD)。樣本被安裝在試驗機的顎夾內，顎夾之間最初的距離為76mm。顎夾然后以30.5cm/min的速率分開，直到樣本達到斷裂點。以磅記錄樣本屈服點的載荷。進行了四次重復試驗，并對結果進行平均，并且將其轉換為以kg/cm為單位的屈服極限載荷。
135度剝離試驗 135度剝離試驗用于測量將機械粘扣鉤材料的樣本(KN-3457，3M公司，St.Paul，明尼蘇達州)從無紡線圈復合物樣本上剝離所需的力的大小。5.1厘米×12.7厘米的線圈試驗材料片通過采用雙面膠帶牢固地置于5.1厘米×12.7厘米的鋼面板上。線圈材料被以線圈材料的橫向平行于面板的長度方向的方式放置在所述鋼板上。1.9厘米×2.5厘米的鉤粘扣條被切割成其較長的尺寸處于網的加工方向上。2.5厘米寬、20厘米長的紙引導緣固定至鉤條的一個端部的光滑側。鉤條然后被置于線圈材料的中心，使得在條和線圈材料之間存在1.9厘米×2.5厘米的接觸面積，并且該條的引導緣是沿著面板的長度方向。條和線圈材料疊層然后被人工輥軋，在各方向上進行兩次，使用1000克的輥子，速度大約為30.5厘米每分鐘。然后將樣本置于135度剝落夾具中。夾具被放入INSTRON Model 1122拉力試驗機的底部顎夾中。紙引導緣的自由端置于拉力試驗機的上顎內。30.5厘米每分鐘的十字頭速度和設定在50.8厘米每分鐘的繪圖速度的圖表記錄器用于記錄鉤條以135度的恒定角度從線圈材料上剝離時的剝離力。以克為單位記錄四個峰值的平均值。從線圈材料上去除機械粘扣條所需的力以克/厘米-寬度記錄。重復進行12次實驗，并對各次鉤和線圈組合測得的值進行平均。通過將剝離強度除以線圈復合物的基重，對剝離強度進行歸一化處理，以獲得每單位重量復合物的剝離強度。
動態(tài)剪切 動態(tài)剪切試驗用于測量將機械粘扣鉤材料樣本從無紡線圈復合材料樣本上剪切下來所需的力的大小。與上述在135度剝離試驗中使用的材料相同的鉤材料用于進行抗剪切強度試驗。2.5厘米×7.5厘米的線圈材料樣本在鉤的加工方向上被切割成具有較短的尺寸。此線圈樣本然后使用3M捆扎帶在線圈的背面加固。還準備1.25厘米×2.5厘米的鉤樣本。其長度方向為鉤的加工方向。此樣本層壓至2.5厘米寬、7.5厘米長的3M捆扎帶的凸起的端部。捆扎帶在其端部被卷邊，沒有覆蓋粘結劑。所述鉤然后置于線圈的中心上，其縱向凸起的方向相互平行，使得線圈凸起延伸至第一端部，并且鉤凸起延伸至第二端部。通過用手以5kg的橡膠包覆鋼輥前后軋制五次，使鉤材料與線圈材料相接合。組合后的凸起被放置入Instron Model 1122拉力試驗機的顎夾中。鉤凸起放入上顎夾，線圈凸起放入下顎夾。30.5厘米每分鐘的十字頭速度和設定在50.8厘米每分鐘的繪圖速度的圖表記錄器用于記錄鉤條以180度的恒定角度從線圈材料上剪切下時的剪切力。以克記錄最大負荷。以克/厘米-寬度記錄將機械粘扣條從線圈材料上剪切下所需的力。重復進行8次實驗，并對各次鉤和線圈組合測得的值進行平均。通過將剪切強度除以線圈復合物的基重，對剪切強度進行歸一化處理，以獲得每單位重量復合物的剪切強度。
實例 比較例C1 利用在美國專利US 5,643,397中示出和描述的方法制備無紡線圈復合物，其通過將聚丙烯梳理無紡纖網(T196，4丹尼爾纖維，每平方米40克，F(xiàn)iber Vision，Athens，Georgia)供給入第一和第二相互嚙合的波紋輥子之間的間隙而形成，所述波紋輥子被加工成具有軸向平行、相互隔開的脊，使得每厘米具有約4個脊，各脊之間具有凹槽。各脊被加工成具有寬度大約為0.7mm的平坦的頂面。無紡物波紋片被成形為沿著無紡物的長度存在弧形部分和錨定部分，各弧形部分大約為0.33厘米高，沿著無紡物的長度方向大約0.33厘米長，并且各錨定部分大約為0.07厘米寬。第一波紋輥子加熱到93℃，而第二波紋輥子加熱至149℃。聚丙烯耐沖擊共聚物(7C50，Dow Chemical，Midland，MI)通過傳統(tǒng)的衣架模在攝氏246度的模具溫度下擠出，并且在進入第二波紋輥子和冷卻輥之間的間隙之前，適合于形成基重為28克每平方米的熱塑性襯底層的量的所述共聚物被擠出至成波紋狀無紡物的錨定部分上，而形成的纖維片的錨定部分則嵌入該襯底層。
實例1 無紡線圈復合物C1使用KARO IV縮放拉伸器(Bruckner有限公司，Siegfred，德國)進行雙軸取向。115毫米×115毫米的樣本從復合物纖網上切割下來，并且安裝在拉伸器上。樣本在140℃的溫度加熱60秒，并且以100％/秒的速率拉伸至大約為150毫米×150毫米的最終尺寸，以致樣本在加工方向和橫向方向上的雙軸取向度為1.5到1。將樣本從拉伸器上取下，并進行抗拉強度與剝離和剪切性能的測試。
比較實例C2 無紡線圈復合物制備成與C1相同，除了輸入纖網的基重為28克每平方米，并且擠出物的基重為30克每平方米。
實例2 無紡線圈復合物C2使用KARO IV縮放拉伸器在橫向方向定向。115毫米×115毫米的樣本從復合物纖網上切割下來，并且安裝到拉伸器上。樣本在140℃的溫度加熱60秒，并且在橫向上以100％/秒的速率拉伸至大約為100毫米×250毫米的最終尺寸，以致在樣本的橫向取向度為2.5到1。將樣本從拉伸器上取下，并進行抗拉強度與剝離和剪切性能的測試。
實例3 無紡線圈復合物C2使用KARO IV縮放拉伸器在加工方向上取向。115毫米×115毫米的樣本從復合物網上切割下來，并且安裝到拉伸器上。樣本在140℃的溫度加熱60秒，并且以100％/秒的速率在加工方向拉伸至大約為250毫米×100毫米的最終尺寸，以致其加工方向的取向度為2.5到1。將樣本從拉伸器上取下，并進行抗拉強度與剝離和剪切性能的測試。
實例4 無紡線圈復合物C2使用KARO IV縮放拉伸器進行雙軸取向。115毫米×115毫米的樣本從復合物纖網上切割下來，并且安裝到拉伸器上。樣本在140℃的溫度下加熱60秒，并且以100％/秒的速率拉伸至大約為150毫米×150毫米的最終尺寸，以致在樣本的加工和橫向方向上的雙軸取向度為1.5到1。將樣本從拉伸器上取下，并進行抗拉強度與剝離和剪切性能的測試。
比較實例C3 無紡線圈復合物準備成與C1相同，但輸入纖網的基重為28克每平方米，并且擠出物的基重為30克每平方米。
實例5 無紡線圈復合物C3使用KARO IV縮放拉伸器在橫向方向上取向。115毫米×115毫米的樣本從復合物纖網上切割下來，并且安裝到拉伸器上。樣本在140℃的溫度加熱60秒，并且在橫向上以100％/秒的速率拉伸至大約為100毫米×250毫米的最終尺寸，以致在樣本的橫向取向度為2.5到1。將樣本從拉伸器上取下，并進行抗拉強度與剝離和剪切性能的測試。
實例6 無紡線圈復合物C3使用KARO IV縮放拉伸器在加工方向上定向。115毫米×115毫米的樣本從復合物纖網上切割下來，并且安裝到拉伸器上。樣本在140℃的溫度加熱60秒，并且以100％/秒的速率在加工方向拉伸至大約為250毫米×100毫米的最終尺寸，以致其加工方向上的取向度為2.5到1。將樣本從拉伸器上取下，并進行抗拉強度與剝離和剪切性能的測試。
實例7 無紡線圈復合物C3使用KARO IV縮放拉伸器進行雙軸取向。115毫米×115毫米的樣本從復合物纖網上切割下來，并且安裝到拉伸器上。樣本在140℃的溫度加熱60秒，并且以100％/秒的速率拉伸至大約為150毫米×150毫米的最終尺寸，以致樣本的加工方向和橫向方向上的雙軸取向度為1.5到1。將樣本從拉伸器上取下，并進行抗拉強度與剝離和剪切性能的測試。
比較例C4 無紡線圈復合物制備成與C1相同，但輸入纖網的基重為17克每平方米，并且擠出物的基重為30克每平方米。
實例8 無紡線圈復合物C4使用KARO IV縮放拉伸器在橫向方向上取向。115毫米×115毫米的樣本從復合物纖網上切割下來，并且安裝到拉伸器上。樣本在140℃的溫度加熱60秒，并且以100％/秒的速率在橫向上拉伸至大約為100毫米×250毫米的最終尺寸，以致在樣本的橫向上的取向度為2.5至1。將樣本從拉伸器上取下，并進行抗拉強度與剝離和剪切性能的測試。
實例9 無紡線圈復合物C4使用KARO IV縮放拉伸器在加工方向上取向。115毫米×115毫米的樣本從復合物纖網上切割下來，并且安裝到拉伸器上。樣本在140℃的溫度加熱60秒，并且以100％/秒的速率在加工方向拉伸至大約為250毫米×100毫米的最終尺寸，以致其加工方向上的取向度為2.5到1。將樣本從拉伸器上取下，并進行抗拉強度與剝離和剪切性能的測試。
實例10 無紡線圈復合物C4使用KARO IV縮放拉伸器進行雙軸取向。115毫米×115毫米的樣本從復合物纖網上切割下來，并且安裝到拉伸器上。樣本在140℃的溫度加熱60秒，并且以100％/秒的速率拉伸至大約為150毫米×150毫米的最終尺寸，以致在樣本的加工和橫向方向上的雙軸取向度為1.5到1。將樣本從拉伸器上取下，并進行抗拉強度與剝離和剪切性能的測試。
表1 此表示出了當樣本在其橫向或加工方向進行定向時，通常，歸一化的剝離和/或剪切性能保持與非取向的線圈性能相當。然而，當比較例中的線圈進行雙軸取向，盡管復合物線圈有顯著較低的基重，但是歸一化的剝離和剪切性能顯著增加。這是料想不到的。
權利要求
1.一種線圈復合物，其包括
由無紡纖網形成的無紡線圈層，所述無紡纖網包括由熱塑性聚合物、共聚物或混合物形成的纖維；和
取向膜層，其結合至線圈層，其中復合物具有結合區(qū)域和非結合區(qū)域，并且，所述膜至少在該結合區(qū)域之間進行取向，而該非結合區(qū)域則形成弧形隆起。
2.如權利要求1所述的線圈復合物，其中，無紡物層的基重為10到100g/m2。
3.如權利要求2所述的線圈復合物，其中，無紡物層距襯底的Z方向高度至少為0.1毫米，并且該弧形隆起包括復合物的20％-99％。
4.如權利要求2所述的線圈復合物，其中，以重量計算時，無紡物層至少由10％的可結合熱塑性纖維形成。
5.如權利要求1至4所述的線圈復合物，其中，以重量計算時，無紡物層至少由20％的可結合熱塑性纖維形成。
6.如權利要求1至5所述的線圈復合物，其中，襯底層在至少一個方向上取向，并且所述襯底層為無彈性的熱塑性層，其在至少一個方向上的抗拉強度為0.5kg/cm至3.0kg/cm。
7.如權利要求1至5中所述的線圈復合物，其中，襯底層在至少兩個方向上取向，并且所述襯底層為無彈性的熱塑性層，其在至少一個方向上的抗拉強度為0.5kg/cm至3.0kg/cm。
8.如權利要求1至7中所述的線圈復合物，其中，襯底層的基重為10微米至100微米，并且無紡物層的基重為15g/m2至50g/m2，并且形成無紡物層的纖維的直徑主要為1至50μm，復合物的基重為30g/m2至300g/m2。
9.如權利要求8所述的線圈復合物，其中，襯底層的基重為25微米到50微米，并且復合物的基重為40g/m2至100g/m2。
10.如權利要求1至9所述的線圈復合物，其中弧形隆起包括復合物的橫截面積的50％至95％，并且該復合物中無紡纖維層的表面積的99.5％至50％是未結合的。
11.如權利要求1至10所述的線圈復合物，其中，所述Z向高度為0.1毫米到3.0毫米。
12.一種用于形成線圈復合物的方法，所述方法包括(1)提供第一柔性無紡材料片(例如，由天然的和/或聚合物纖維和/或紗制成的無紡纖網)；(2)加工該第一柔性無紡材料片，使其具有從第一柔性無紡材料片的間隔開的錨定部分上沿相同方向突出的弧形部分；(3)將無彈性的熱塑性材料片(例如，聚酯，聚烯烴，尼龍，聚苯乙烯)擠出至第一柔性線圈材料片上；(4)提供具有熱塑性且同時仍處于熔融狀態(tài)的膜給至少第一柔性無紡材料片的間隔開的錨定部分，以便在結合位置或錨定部分將所擠出的熱塑膜片結合至該無紡材料；和(5)至少在該片的縱向方向上取向所擠出結合的無紡織物片復合物，從而取向所述片，減少該無紡物的弧形部分的高度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一用于鉤圈粘扣的低成本線圈材料，其具有斷續(xù)地結合至非彈性取向膜的至少一片柔性無紡材料。本發(fā)明還涉及用于生產這類線圈的方法。
文檔編號B32B38/00GK1918004SQ20048004200
公開日2007年2月21日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權日2003年12月22日
發(fā)明者杰什里·賽思, 丹尼斯·L·貝克爾 申請人:3M創(chuàng)新有限公司