熱處理過的形狀突出的鉤子的制作方法

專利名稱：熱處理過的形狀突出的鉤子的制作方法
技術領域：
本發明涉及模制鉤形緊固件，其和鉤子與環緊固件同時使用。
對于一次性衣物等，一般希望提供價格低且不太磨的鉤子。對于這些及類似用途，通常采用連續擠壓方法，其同時形成襯背和鉤元件或鉤元件的前體。對于鉤元件的直接擠壓模制成型，例如參見美國專利No.5,315,740，鉤元件必須從襯背向鉤尖連續變小，以便從模制表面拉出鉤元件。這一方法通常總是將鉤元件局限為那些只能沿單一方向接合的鉤元件，同時還限制了鉤元件接合頭部的強度。
例如，在美國專利No.4,894,060中還提出了另一種直接模制方法，其允許形成鉤元件而且不具有上述限制。取代將鉤元件形成為模制表面上空腔的對應體，而是通過成型的擠出模具形成基本的鉤子橫截面。該模具還同時擠出薄膜襯背和肋條結構。然后通過橫向切割肋條隨后將擠出的條帶沿肋條方向展開，由肋條形成各個鉤元件。襯背伸長，但是切下來的肋條部分保持幾乎不變。這引起肋條的各個切下部分沿伸展形成不連續鉤元件的方向彼此分開。或者，采用同一種類型的擠出工藝，肋條結構的切下部分能夠被磨細而形成不連續的鉤元件。利用這種成型擠出工藝，基本的鉤橫截面或構形僅受到模具形狀的限制，并且能夠形成為沿兩個方向延伸并且具有鉤頭部的形式，所述鉤頭部無需為了能從模制表面拉出來而變小。在提供具有更高的性能和更多功能通用性的鉤結構中，這是極其有利的。但是，這種制造方法的局限在于，形成的鉤結構在沿肋條擠出方向或切割方向極窄。很難以商業上可接受的生產率，以非常接近的間隔切割形成的肋條。而且，當肋條切割長度極度接近時，前一個切下部分將會由于切割操作產生的熱量而熔化。這樣，需要一種改進的工藝，能夠以商業可以接受的生產率來制造更窄的鉤元件并形成更窄的鉤元件。

發明內容
本發明提供一種用于形成優選為整體的聚合體鉤緊固件的方法，該鉤緊固件包括薄的且結實的撓性襯背和多個薄的分開的鉤元件，所述鉤元件從整體襯背的上表面突出。本發明的方法一般可用于形成薄的直立凸起，其可以為也可以不是從整體薄膜襯背表面向上突出的鉤元件，所述襯背至少是單軸取向的聚合物。每個鉤元件均包括一端與襯背連接的桿部和在與襯背相對的桿部另一端相連的頭部。頭部還可以從桿部的一側伸出，或者可以被完全省略以形成另一種不同于鉤元件形式的凸起。對于鉤元件，頭部優選在兩個相對側的其中一側突出經過桿部。至少鉤元件的頭部被熱處理，以便減小鉤元件頭部的厚度并且從而減小或消除在加工方向內的至少鉤元件內的分子取向。通常，適于在本發明方法中應用的鉤元件在處理前和處理后，從襯背上表面開始的高度尺寸小于5000μm。桿部和頭部在平行于襯背表面的第一方向上具有的厚度尺寸小于1500μm。每個桿部沿幾乎與第一方向成90°并且平行于襯背的第二方向的寬度范圍在50到500μm之間，并且每個頭部在第二方向的寬度范圍比桿部的寬度范圍大50到2000μm，但是頭部的總寬度小于5000μm。在每平方厘米的基底上通常具有至少10個、優選20到200個或20到300個鉤元件。
優選采用對已知鉤緊固件形成方法做出創新改進的方法制造所述緊固件，該已知鉤緊固件形成方法例如在美國專利No.3,266,113；3,557,413；4,001,366；4,056,593；4,189,809和4,894,060或做為替代的6,209,177中有說明，這些方法的實質內容作為整體引入本文作為參考。優選的方法一般包括通過拉模板擠出熱塑性樹脂，所述拉模板被定型為能形成基底層和在基底層的表面上突出的分開的隆脊、肋條或鉤元件。這些隆脊通常形成待制的所需凸起的橫截面形狀，該凸起優選為鉤元件。當模具形成分開的隆脊或肋條時，通過拉模板形成鉤元件的橫截面形狀，同時通過沿隆脊的長度在分開的位置橫向切割隆脊以形成隆脊的不連續切割段，從而形成鉤元件的厚度。隨后，縱向(沿加工方向上的隆脊方向)拉伸襯背而將隆脊的這些切割段分離，然后這些切割段形成隔開的鉤元件。然后對擠出的鉤元件或切下的肋狀鉤元件進行熱處理，使得至少鉤頭部厚度的至少一部分收縮5到90％，優選30到90％。在另一個實施例中，連續進行熱處理，使得鉤元件桿部的至少一部分發生同樣的收縮。所得到的熱處理過凸起，優選為鉤子，基本上直立或很有剛性，這樣它們不會向基底層垂下或能夠穿過纖維性或類似的底層。在一個特別優選的實施例中，擠出的熱塑性樹脂含有不能融和的相，以提高熱塑性聚合體中分子取向的程度，或者提高熱處理時鉤元件或凸起的收縮程度。
附圖簡要說明下面將參考附圖進一步說明本發明，其中相似的標號用來指代幾個圖中的相似部件，其中，

圖1示意出一種制造圖4中鉤緊固件部分的方法；圖2和圖3示出在圖1所示方法中不同工藝階段下的條帶結構；圖4為鉤緊固件的放大立體圖；圖5a和5b分別為圖4所示鉤緊固件部分中一個鉤元件的放大局部側視圖和端視圖；圖6a和6b分別為圖5a和5b的鉤元件進行有限熱處理后的視圖；圖7a和7b分別為圖5a和5b的所有鉤元件進行熱處理后的視圖；圖8和9為另一個鉤部分實施例的放大局部剖面圖，該鉤部能夠用于根據本發明的鉤緊固件部分中；圖10為單個突出的鉤元件的另一個實施例，所述鉤元件能夠利用本發明的方法進行熱處理；圖11為根據本發明的完全進行了熱處理的另一種鉤元件的剖面圖；圖12為根據本發明的方法進行熱處理后的鉤元件的剖面圖；圖13為根據本發明的完全進行了熱處理的鉤元件的剖面圖；圖14為根據本發明的完全進行了熱處理的鉤元件的剖面圖；圖15為使用了根據本發明的優選鉤元件的一次性衣服的立體圖；圖16為使用了根據本發明的優選鉤元件的一次性衣服的立體圖；圖17為使用了根據本發明的優選鉤元件的一次性衣服的立體圖；圖18為婦女衛生用品的立體圖。
具體實施例方式
現在參考圖4，其示出一種聚合物鉤緊固件部分，能夠利用本發明的方法進行生產或熱處理，用標號10代表其整體。鉤緊固部分10包括薄的結實的撓性薄膜狀襯背11，其具有基本平行的上下主表面12和13；和多個從襯背11的至少上表面12突出的隔開的鉤元件14。襯背可具有能夠抵抗撕裂或被強化的平的表面或表面特征。如圖5最佳所示，每個鉤元件14包括一端連接到襯背11的桿部15，其優選具有錐形的截面16，該截面朝向襯背11變寬以便提高與襯背接合處的錨固性和斷裂強度；和頭部17，其與桿部15的相對于襯背11的端部相連。頭部17的側面34能夠于桿部15的側面35在兩個相對的側向齊平。頭部17具有突出經過位于一側或兩側38上的桿部15的鉤接合件或臂36，37。圖5a和5b示出的鉤元件具有與桿部15相對的變圓表面18，以便幫助頭部17進入環緊固件部分的兩個環之間。頭部17還在桿部15與突出于襯背11之上的頭部17表面之間的接合處具有橫向的圓柱形凹陷表面部分19。
參照圖5a和5b，其中示出小的鉤元件14的其中一個代表，利用尺寸箭頭之間的參考標號代表該鉤元件的尺寸。高度尺寸為20。桿部和頭部15、17具有厚度尺寸21，其以同樣方式表示，頭部17具有寬度尺寸23和垂臂24。桿部在其底部，在裙沿16到達襯背11之前的地方具有寬度尺寸22。如圖所示的厚度用于直線形的鉤子，對于其他形狀，該厚度可以作為兩個相對側面34和35之間的最短距離進行測量。類似的，可以作為兩個相對側面之間的最短距離進行測量所述寬度尺寸。
圖8和圖9示出多種其他形狀中的兩種，可以用于能根據本發明方法進行熱處理的鉤元件可選實施例中的鉤元件。
圖8所示的鉤元件25不同于圖5中的鉤元件14，其頭部26從桿部27在相對的側面突出的更遠，并且具有基本一致的厚度，因此它更易于彎曲與環緊固件部分上的環接合或分離。
圖9所示的鉤元件30不同與圖5所示的鉤元件14之處在于，其頭部31僅從桿部32的一側突出，并且，與朝向頭部31的突出方向撕拉鉤元件的情況相比，當從頭部31的突出方向撕拉時，會引起明顯更大的撕拉力。
在圖1中示出制造例如圖4所示鉤緊固件部分的第一種實施方法。通常，該方法包括從擠出機51通過模具52第一次擠出如圖2所示的熱塑性樹脂條帶50，模具52具有開口，該開口例如利用電子放電加工被切出能夠形成具有底部53和延長的隔開的肋條54的條帶50，肋條54在底部53上表面之上突出，底部具有要形成的鉤部或鉤元件的橫截面形狀。圍繞輥子55拉動條帶50穿過填充有冷卻流體(如水)的冷卻倉56，然后，肋條54(而不是底部53)沿著其長度，在隔開的位置被切刀58橫向切開或切割，而形成肋條54的不連續部分57，其長度與要形成的鉤部的希望厚度大致相應，如圖3所示。切割可以為任何需要的角度，通常與從肋條的長度延伸方向成90。到30°。可選地，在切割之前可以拉伸條帶，以便提供形成條帶的聚合物的進一步的分子取向，和/或減小肋條和通過切割肋條形成的鉤元件的尺寸。切刀58可以采用任何傳統方式進行切割，例如往復式、旋轉式刀片、激光或水流，但是優選采用方向與肋條54的長度延伸方向成約60到80度角度的刀片進行切割。
切割肋條54之后，條帶50的底部53被以至少2比1的拉伸比進行縱向拉伸，優選拉伸比為大約4比1，優選在以不同表面速度驅動的第一對咬送輥60和61與第二對咬送輥62和63之間。可選地，也可橫向拉伸條帶50，以便提供底部53的雙軸取向。優選加熱輥子61，以便在拉伸之前加熱底部53，并且優選冷卻輥子62，以便穩定被拉伸的底部53。拉伸引起肋條54的切割部57之間出現間距，該切割部然后成為用于完成的鉤緊固件部分10的鉤部或鉤元件14。然后對形成的鉤元件進行熱處理，優選利用非接觸式熱源64。應當這樣選擇溫度和加熱時間，以便使得至少頭部的收縮或厚度縮小在5到90％。優選采用包括輻射、熱空氣、火焰、UV、微波、超聲波或IR熱燈的非接觸式熱源進行加熱。能夠在包括形成的鉤部的整個條帶上進行該熱處理，或可以在僅一部分條帶或一塊條帶上進行熱處理。或者對條帶的不同部分進行程度多少不同的熱處理。以這種方式，可以在單個條帶上獲得具有不同程度性能的含鉤區域，而無需擠出不同形狀的肋條輪廓。該熱處理能夠在穿過鉤條帶的區域連續地或有梯度地改變鉤元件。這樣，在鉤元件預定區域，鉤元件可能連續的不同。而且，在與基本同一個薄膜襯背卡鉗連接的不同區域鉤的密度或厚度(如50到500μm)可以相同。當鉤條帶具有相同的基本重量和相同的構成所有區域的鉤元件和襯背的對應量材料時，盡管隨后熱處理能引起的鉤元件的不同形狀，但可以容易的制造相同的卡鉗。不同的熱處理可以沿著不同的行進行或者可以穿過不同的行進行切割，因此在鉤條帶的加工方向或長度方向中可以在單行或多行中獲得不同形狀的鉤，例如具有不同鉤厚的鉤。可以在制造出鉤元件之后的任何時間進行熱處理，使得無需修改基本鉤元件的制造工藝，即可產生定制性能。
圖6示出圖5中鉤的鉤元件，該鉤已經被熱處理使得鉤頭部17’的厚度21’減小。鉤元件的另一個尺寸也能改變，這通常是質量守恒的結果。高度20’通常增加一點，頭部寬度23’與垂臂24’也變大了。桿部和頭部現在具有厚度尺寸21’，由于沿著鉤元件14’的熱處理不完全，該尺寸是不均勻的并且從底部向頭部變細。通常未處理的部分具有與原始厚度21相應的均勻厚度，基本是完全熱處理過的部分將具有均勻的厚度21’，具有過渡區將未處理的部分與處理過部分分隔。在此實施例中，不完全的熱處理還會導致鉤頭部的厚度21’從臂尖向桿部15’附近的臂部出現變化。圖6a和圖6b中所有的其它被標號元件與圖5a和5b中的被標號元件對應。
鉤元件厚度減小是由于至少熔融流體導致的鉤頭部和/或桿部沿加工方向的分子取向的松弛所引起的，該加工方向通常于厚度方向一致。并且，厚度的進一步減小會發生在具有由拉伸所導致的分子取向的地方，即在切割之前沿縱向拉伸肋條的地方。利用熔融擠出工藝在壓力和剪切力作用下迫使聚合物穿過模具開口，產生熔融導致的分子取向。模具的肋條或隆脊形成部分在形成的肋條中產生分子取向。該分子取向縱向延伸或在加工方向沿著肋條或隆脊延伸。當切割肋條或隆脊時，分子取向基本沿著切割肋條或切割鉤元件的厚度尺寸上延伸，但是，分子取向能以與鉤元件厚度方向成大約0到45度的角度延伸。鉤元件內的最初分子取向一般至少為10％，優選為20到100％(如下面所定義的)。當根據本發明對鉤元件進行熱處理時，鉤元件的分子取向減小并且鉤元件的厚度尺寸減小。厚度的減小量主要取決于沿加工方向或鉤厚度尺寸方向延伸的鉤元件分子取向的量。熱處理條件，例如處理時間、溫度、加熱源的性質等，也能影響鉤元件的厚度減小。當進行熱處理時，鉤元件的縮減或凸起厚度從鉤的頭部或凸起的頂部延伸到桿部或沿著凸起向下到底部，直到整個鉤元件的厚度已經減小。總體上，當桿部和鉤頭部被充分熱處理或者被部分熱處理到相同的程度，桿部和頭部的厚度縮減基本相同。當僅有一部分鉤頭部和/或鉤頭部以及桿部被熱處理，存在一個過渡區，在該處，厚度從上方的熱處理部分，一般為頭部，向基本沒有被熱處理的部分桿部、或桿部及部分鉤頭部增加，該基本沒有被熱處理的部位具有基本未減小的厚度。當厚度尺寸縮減時，處理過部分的寬度通常增加，而整個鉤元件的高度增加一點而且垂臂加大。最終結果是，鉤厚度或者不能被直接以經濟有效的方式生產出來或者根本不能采用傳統方法制造出來。熱處理過的凸起，通常為鉤頭部或者也可以是桿部，也具有小于10％、優選小于5％的分子取向程度，其中底部薄膜層的取向基本沒有減小。通常，與底部薄膜層緊密相鄰的鉤元件的桿部或凸起的取向為10％或更高，優選為20％或更高。
圖7為圖5中鉤的鉤元件的示意圖，其中整個鉤元件都被熱處理過。在此情況下，鉤頭部17”和桿部15”均沿厚度方向縮小，而寬度尺寸23”和22”以及垂臂24”則對應增加。在此情況下，桿部和頭部均具有基本均勻的厚度尺寸21”，其小于原始的鉤元件厚度尺寸21。由于桿部的厚度減小，錐形部分16”通常大于最初的錐形部分16。
一般在聚合物熔融溫度附近或之上進行熱處理。由于在顯著高于聚合物熔融溫度之上的溫度進行加熱，處理時間縮短從而使鉤頭部或凸起頂部內的聚合物實際熔融量降低最大化。熱處理進行的時間足以引起鉤頭部和/或桿部的厚度減小，但不會使襯背、或鉤頭部或凸起頂部的熔融流產生嚴重變形。熱處理也會使鉤頭部邊緣變圓，改進在衣物中應用時的觸感。
意外的是，已經發現對于與一定的低成本或低厚度的環織物接合的高性能微型鉤而言，這種熱處理能顯著提高微型鉤與環織物的接合。已經發現一種根據本發明方法生產的特別優選的新型微型鉤元件，其中鉤元件具有的高度小于1000μm，優選在300到800μm之間，并且至少頭部具有的厚度為50到200μm，優選在50到180μm之間。該改進的微型鉤的其他尺寸包括如上述定義的桿部寬度在50到500μm之間，頭部寬度在100到800μm之間，垂臂在大約50到700μm之間、優選在100到500μm之間，鉤密度為在每平方厘米上具有至少50、優選在大約70到150、最多為300個鉤子。對于多種低厚度環織物，這一新型微型鉤的鉤部表現出改進的整體性能。
在某些應用中，也意外發現，非常低的鉤密度是合適的。例如，當用于采用相對較大面積的一片或一塊撓性鉤與低厚度非羊毛織物接合時，每平方厘米具有小于100、優選小于70、甚至小于50個鉤子是合適的。已經發現，特別是相對低成本并且另外傳統上還不用于環產品的低效無紡織物材料而言，這種小間隔能夠提高各個鉤件的鉤住效率。通過適當選擇形成底部層的聚合物和/或通過以與縱向拉伸成橫向角度地拉伸底部層，能夠使這片或這塊鉤材料具有柔韌性。這種橫向拉伸在底部層產生雙軸取向，使其厚度減小，例如為從20μm到100μm，優選為從30μm到60μm。雙軸取向還將鉤密度減小的適于低密度鉤應用的適當范圍。這種低密度鉤元件作為一塊或一片材料進行適當應用的例子在圖15一18中示出。圖15中，大面積的緊固件片與載體底部92連接，載體底部又連接到作為已知技術的尿布90中。緊固件片的尺寸可以在5到100cm2之間，優選在20到70cm2之間，并且能夠直接連接到形成尿布外層的低厚度無紡布95上。一般地，這種低厚度無紡布可以是紡粘纖網、粘合梳理或氣流纖網、水刺纖網等材料。圖16是構成尿布95的這種類型緊固件片的一個變型，但是，其中鉤片96直接粘合到尿布95上，或者在尿布的耳部切除處或者在邊緣區域。圖17表示用于撕拉式尿布的大面積鉤片98的另一個實施例。在此實施例中，鉤片98將與撕拉式尿布相對表面上的適當配合區99接合。當然，這兩個元件的位置也可顛倒。在兩種情形下，配合區可以是用于形成尿布的無紡布外層或者可滲流體的無紡布頂片的無紡布。圖18為本發明鉤材料的實施例，其用作女性衛生用品100上的大面積接合條101。該接合條可以用作與內褲的主要連接元件，任選的可以作為設置在附加翼片102上的輔助連接元件103。低密度鉤元件作為大面積鉤片的應用，還可在鉤片能夠形成一部分或全部尿布外層的尿布上使用。
可以制成鉤緊固件部分的合適聚合物材料包括熱塑性樹脂，其包括例如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯、尼龍的聚烯烴，和例如聚對苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯，以及共聚物和它們的共混物。優選地，樹脂為聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯—聚乙烯共聚物或其共混物。
在優選實施例中，可取向的熱塑性樹脂與將形成不同的第二相的材料共混。可取向熱塑性樹脂構成連續的第一相，通常其在擠出的共混物中占據的體積百分比為50％或更大。熱塑性樹脂可以是單種樹脂或者是同類樹脂共混物或者是機械相容的樹脂共混物。可以采用差示掃描量熱法(DSC)來測量聚合物共混物的熔點和玻璃化轉變溫度，以確定聚合物共混物的相容性。如果由于共混物的聚合物組成造成利用DSC測出兩個玻璃化轉變溫度，則稱共混物是不相容的。如果測出一個位于兩個聚合物組成的玻璃化轉變溫度之間的玻璃化轉變溫度，則稱共混物是相容的。機械相容的共混物指偏離此原則的共混物，因為該共混物表現出兩個玻璃化轉變溫度，但是具有好的形態，這種共混物是半透明的并且可以沒有明顯的相分離地擠出。這種共混物在本發明中是有用的。不同的第二相通常是不連續的相，但也可是連續的。存在不同的第二相導致熱處理過的凸起或鉤的熱收縮程度顯著提高。不同的第二相優選可以優選是氣體、非微粒狀稀釋流體、相位不同的熱塑性聚合物、增粘劑或者這些材料的組合物。
能夠與熱塑性樹脂結合使用的優選非微粒狀稀釋劑的例子包括但不限于，礦物油、凡士林油、低分子量的聚乙烯、柔性聚乙二醇(Carbowax)及其混合物。在這些稀釋劑中礦物油是優選的，因為其成本低。任選地，利用已知方法可以或者部分地或者完全地將稀釋劑從擠出的鉤薄膜中分離開。在用于制造薄膜襯背的緊固件的開始熱塑性樹脂內，稀釋劑可以在很大范圍內變化。稀釋劑的量優選在20-60％重量百分比內變動，更優選地在開始熱塑性樹脂材料內占重量百分比為25-40％。如果添加到開始材料中的稀釋劑的量低于20％重量百分比，鉤元件或凸起的收縮量提高程度變小，而如果超過60％重量百分比，制造撓性的連續薄膜襯背的緊固件將會變得困難。
在本發明中物理或化學發泡劑對于形成不同的氣體相是有用的。發泡劑可以是能夠在模具擠出口的溫度和壓力下形成蒸氣的任何材料。發泡劑可以是物理發泡劑。可以將作為氣體或超臨界流體的物理發泡劑引入，即注入到熱塑性材料內。可使用可燃的發泡劑例如戊烷、丁烷和其他有機材料，但是優選使用不可燃的、無毒不含臭氧的損耗性發泡劑，例如二氧化碳、氮氣、水、SF6、一氧化二氮、氬、氦、如氙的惰性氣體、空氣(氮氣與氧氣的共混物)及這些材料的共混物，因為它們易于使用，例如考慮到較少的環境污染和安全性。其他合適的物理發泡劑包括例如氫氟烴(HFC)、氫氯氟烴(HCFC)以及完全或部分氟化的醚。
如何使用化學發泡劑，它們優選在低于其活化溫度的溫度下加到熱塑性樹脂內，并且通常在室溫下，在引入到擠出機之前加到熱塑性樹脂內。然后在高于熱塑性樹脂熔融溫度的溫度下并且未活化狀態下將發泡劑混和使其分布在聚合物各部分內，該溫度低于化學發泡劑的活化溫度。一旦分散化學發泡劑后，可以通過將混合物加熱到發泡劑活化溫度之上而使發泡劑活化。或者通過分解(如，放熱化學發泡劑，如偶氮二酰胺)或者通過反應(如，吸熱化學發泡劑，如碳酸氫鈉-檸檬酸混合物)活化化學發泡劑釋放出氣體，如N2，CO2和/或H2O2，而系統的溫度和壓力限制了小室形成。通常有用的化學發泡劑在140度或更高溫度下活化。
化學發泡劑的例子包括合成的基于偶氮類、碳酸鹽類和酰肼類的分子，包括偶氮二酰胺、偶氮二異丁腈、苯磺酰肼、4，4-氧苯磺酰基-氨基脲、對甲苯磺酰基氨基脲，偶氮二羧酸鋇，N，N’-二甲基-N，N’-二亞硝基對苯二甲酰胺和三肼基三嗪。這些材料具體的例子是Celogen OT(4，4’氧二(苯磺酰肼))。其他的化學發泡劑包括吸熱反應材料，如碳酸氫鈉-檸檬酸混合物，其釋放出二氧化碳。具體的例子包括ReedyInternational Corp的SAFOAM產品。
當擠出物的擠出溫度在比熱塑性樹脂Tm高出50℃或高出50℃以下，隨著發泡劑從溶液中逸出，樹脂Tm的提高引起熱塑性樹脂結晶，這又阻止泡沫小室的生長和聯合。當擠出的溫度比熱塑性樹脂Tm高出50℃以上，樹脂冷卻時間延長，導致擠出物不均勻并且小室生長不受阻止。
以產出的泡沫具有超出10％、更優選超出20％的氣孔含量來選擇將發泡劑加入可發泡熱塑性相中的量，通過密度減小量來測量；(1-泡沫與純聚合物的密度之比)×100。
優選地，在高于熱塑性相α相變溫度并且低于熔融溫度下，例如通過單軸拉伸或者沿著相互垂直方向雙軸拉伸，取向形成的泡沫。可以沿一個或兩個方向拉伸泡沫，對于雙軸拉伸，為3到50倍總拉伸比(MD×CD)，對于單軸拉伸，為1-10倍。通常，采用小小室尺寸的泡沫能夠獲得更大的取向；小室尺寸大于100微米的泡沫不容易進行超過20倍(MD×CD)的雙軸取向，而小室尺寸為50微米或更小的泡沫可以被拉伸高達50倍總拉伸比。另外，具有小的平均小室尺寸的泡沫在被拉伸破裂之前表現出更好的拉伸強度和延長量。小的小室尺寸(100微米或更小)與取向相結合使得泡沫板的厚度在25微米到1000微米之間，并且更容易制備25微米到100微米厚的泡沫板。對于鉤結構這是極其希望的，因為獲得柔性的合適襯背是希望的或可能的，它可以用于許多與活動穿戴者(如人)接觸的用途。特別是，泡沫鉤能作為閉合片與一次性吸收制品使用，例如尿布，該閉合片觸感柔軟并且由于其外觀而具有美感。其它鉤條帶或鉤片與敏感性表面接觸的用途包括醫用包、運動用品、頭帶、產品包和婦女衛生制品。合適的襯背可以具有從10到2000Gurley硬度單位的硬度，優選從10到200Gurley硬度單位。
優選地，泡沫具有2到100微米的小室尺寸，優選為5到50微米。或者/另外，泡沫小室尺寸分布的多分散性可為1.0-2.0，優選為1.0-1.5，更優選為1.0-1.2。
為了形成這些泡沫，熱塑性可取向樹脂優選為高熔融強度的聚烯烴，例如，支鏈聚烯烴。這些高熔融強度的聚烯烴有助于控制泡沫小室在需要產生離散微結構的理想范圍內生長并且如果需要可以防止小室在表面微結構形成過程中坍塌。適當的半結晶材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚異丁烯、聚烯烴共聚物、尼龍6、尼龍66、聚酯、聚酯共聚物、含氟聚合物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚環氧乙烷、官能化聚烯烴、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、以商品名SURLYN(E.I.DuPont de Nemours，Wilmington，Delaware)可獲得的金屬中和的聚烯烴離聚物、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚乙烯醇縮丁醛和具有至少一種半結晶化合物的共聚物。優選的高熔融強度聚合物為高熔融強度聚丙烯，其包括均聚物和含有50％重量百分比或更多的丙烯單體單元的共聚物，丙烯單體優選至少為70％重量百分比，并且熔融強度在190℃下為25到60cN。使用拉伸流變計通過在190℃下以0.030cc/sc的速度，將聚合物擠出穿過直徑2.1mm，長度41.9mm的毛細管，很容易的測量熔融強度；然后以恒定速率拉伸條帶，同時測量在特定延伸量下的拉伸力。優選地，聚丙烯的熔融強度在30到55cN的范圍內，如WO 99/61520中所述。
一般可利用已知方法制備這種高熔融強度的聚丙烯。可以參照美國專利No.4,916,198，其中描述了一種高強度聚丙烯，其具有鏈強化的伸長黏性，通過在受控的氧環境下照射線性聚丙烯而制得。其他有用的方法包括將化合物添加到熔融聚丙烯中以引起支鏈和/或交聯反應，如美國專利NO.4,714,716，WO 99/36466和WO 00/00520中描述的方法。還可以通過照射樹脂制造高熔融強度聚丙烯，如美國專利No.5,605,936中所述。其他的方法還包括形成雙極分子量分布，如JI Raukola，“A New Technology To Manufacture Polypropylene FoamSheet And Biaxial Oriented Foam Film”，VIT Publications 361，TechnicalResearch Center of Finland，1998和美國專利No.4,940,736中所述。
可以通過共混兩種或多種不相容的熱塑性聚合物而形成第二種不同相。采用差示掃描量熱法(DSC)測量聚合物共混物的熔融點和玻璃化轉變溫度，可以確定相容性。如果由于共混物中的聚合物組分而導致DSC測出兩個玻璃化轉變溫度，該共混物則是不相容的。如果測出一個位于個組分玻璃化轉變溫度之間的玻璃化轉變溫度，則共混物是相容的。通過將烯烴聚合物與非烯烴聚合物共混可制備不同相的聚合物共混物。烯烴聚合物的例子包括聚丙烯、聚乙烯、丙稀-乙烯無規共混物和耐沖擊共聚物、聚丁烯和聚乙烯醋酸乙烯酯。非烯烴聚合物的例子包括聚苯乙烯、聚酰胺、聚亞安酯和聚酯。嵌段共聚物例如苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)和苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)可作為共混物中的一種成分。
緊固件襯背必須足夠厚，以使其能夠通過適當的方法連接到底部，例如超聲波焊接、熱粘、縫合或包括壓敏型或熱熔型黏合劑的膠粘，并且能夠被牢固固定桿部，并且在剝離掉緊固件時能夠抵抗撕拉力。但是，當緊固件用于一次性衣物時，襯背不應當這么厚，超過需要的強度。通常，襯背具有10到2000單位的Gurley硬度，優選為10-200，以便使其單獨使用或層疊到例如無紡的、紡織的或薄膜型襯背的其他載體襯背結構上使用時是柔軟的，該載體襯背應該在一次性吸收制品上也是同樣柔軟的。最優的襯背厚度將根據制成鉤緊固件部分的樹脂而變化，但是通常在20-1000μm之間，對于更軟的襯背優選在20-200μm厚度之間。
在美國專利No.6,209,177中描述了一種用于將鉤元件從模具中擠出出來的方法，其制出如圖10所示的鉤緊固部分。每個鉤元件包括從襯背42表面突出的桿部41和從桿部41的一端沿至少一個方向側面突出的鉤頭部43。垂直于鉤元件40的鉤頭部43的突出方向的鉤元件40的厚度從鉤頭部43的頂部向桿部41的上升底端逐漸增大。對于這些鉤元件40，與切割肋條并拉伸襯背基底不同，每個鉤元件40彼此獨立地模制在襯背42的表面并與之形成一體。然而，在此方法中，熔融樹脂被擠出穿過拉模板，模具的一個表面包括上升/下降元件，其進行垂直往復運動與模具表面的前面滑動接觸，中斷流向模具元件的聚合物流而形成隆脊。在擠出模制過程中，熔融樹脂恒定形成底層，而上升/下降元件的上升和下降運動中斷向肋條部的流動，產生從襯背底部42連續延伸的多個單獨鉤元件40的垂直線。
本發明的微型鉤一般形成為特別對與淺輪廓無紡布疊層特別有用。已經意外發現最顯著改進的接合，鉤子具有相對淺的垂臂，并且垂臂下垂長度與無紡布疊層的無紡布部分厚度之比小于1.5，優選小于1.3，最引人注目的是小于1.0時。撕拉力(135度)一般大于120克/2.5厘米，優選大于200克/2.5厘米。
適當的淺輪廓無紡布疊層為無紡布織物或纖網與薄膜或更高強度的無紡布織物或纖網的疊層。“無紡布織物或纖網”為單獨的纖維或絲線形成的網，纖維或絲線為隨機連接的纖維或絲線，沒有以規則方式例如在針織坯布中連接。無紡布織物或纖網可以由例如熔噴、紡粘、水刺和粘結梳理網的工藝形成。
在優選實施例中，疊層為薄膜/無紡布疊層，其中，無紡布織物優選為紡粘纖網，被熱熔合或擠出粘接到薄膜上。薄膜具有中心粘結層，其由更能容易粘結到無紡布上的聚合物制成，例如具有例如聚烯烴的另一種聚合物底層的半結晶/無定型物。在底層中也可使用顏料。
適當的粘結層包括聚合物，例如公開在歐洲專利申請EP 0444671A3、歐洲專利申請EP 0472946A2、歐洲專利申請EP 0400333A2、美國專利No.5,302,454和美國專利No.5,368,927中公開的聚合物，及其它粘結聚合物包括乙烯-醋酸正丁酯、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物、乙烯/醋酸甲酯共聚物、乙基丙烯酸和其他的共聚物，以及聚丙烯、聚乙烯和聚丁烯的三元共聚物，以及彈性體，例如苯乙烯共軛二烯烴嵌段共聚物，例如SEBS，SEPS，SBS，和聚氨酯橡膠。
與粘結層使用的底層可以是聚丙烯聚合物或共聚物。由于這一層相對較厚，如需要，通過使用不透明劑例如TiO2或CaCO3，可以使這一層變得基本不透明。無紡布和薄膜或更高強度的無紡布成分優選采用熱點粘合(加熱或超聲波粘結)而粘結起來。如果使用點粘結，其密度應當使得鉤子能穿過進入無紡布30％或更少，優選為20％或更少。下面的粘結區限制取決于疊層整體和點處的粘結強度，但是其一般大于1-2％。向粘結層也可添加相容的增黏性樹脂。
疊層中使用的無紡布優選通過熔噴或紡粘工藝制造，該工藝為本領域公知。擠出的纖維一般沉積在移動的輸送席或輸送帶上，以形成無紡織物。在熔噴或紡粘工藝中產生的纖維具有的平均纖維直徑，小于75微米或更小。熔噴纖維能夠被制出10微米或更小的直徑，到約1微米。紡粘纖維的直徑一般為25微米或更大，并且由于其更大的強度優選用于與本發明的微型鉤接合。疊層的無紡布部分一般的厚度在100到300微米間，優選在100到200微米間，并且基本重量為10到50g/m2。
試驗方法135度剝離實驗135度剝離實驗用于測量需要將機械緊固件鉤子材料樣品從環緊固件材料樣品撕下來所需要的力量。利用雙面膠將5.1cm×12.7cm大小的環測量材料牢固定位在5.1cm×12.7cm大小的鋼板上。環材料放在鋼板上，其橫向平行于鋼板的縱向。進行實驗的1.9cm×2.5cm的機械緊固件條帶被切下來，其長度方向為纖網的加工方向。2.5cm寬的紙引導件附接到鉤條帶一端的光滑面上。然后鉤條帶中心定位在環上，因此在鉤條帶與環材料之間具有1.9cm×2.5cm的接觸面積，條帶的前緣沿著鋼板的長度。條帶與環材料疊層然后被用手使用1000克輥子以大約每分鐘30.5cm的速度進行滾動，每個方向兩次。然后樣品被放在135度剝離夾具上。夾具被放置在InstromTMModel 1122拉伸試驗機的下部鉗內。紙引導件的松弛端放在拉伸試驗機的上部鉗內，使用速度為每分鐘30.5cm的十字頭和記錄速度設定為每分鐘50.8cm的圖表記錄儀，記錄當鉤條帶以135度恒定角度從環材料上剝離下來時的剝離力量。以克為單位記錄四個最高值的平均值。記錄下來需要將機械緊固件條帶從環材料上移除的力量為克/2.54cm-寬度。最少進行10次實驗，將獲得的鉤和環組合的值進行平均。
使用不同的兩個環材料測量機械緊固件鉤材料的性能。環材料A為無紡布環，其以與美國專利No.5,616,394中所述方法相似的方法制成，能夠從3M公司得到，型號為KN-1971。環材料B為針織物環，其以與美國專利No.5,605,729中所述方法相似的方法制成，能夠從3M公司得到，型號為XML-01-160。從材料供應輥上獲得環測驗材料，將供應輥滾幾圈得到“新鮮”材料。這樣獲得的環測驗材料處于相對緊密的狀態并且在環可能發生任何顯著松散前立刻用于剝離測試。
淺輪廓環的135度剝離試驗135度剝離實驗用于測量需要將機械緊固件鉤子材料樣品從淺輪廓環緊固件材料樣品撕下來所需要的力量。切下待試驗的1.9×2.5cm的機械緊固件條帶，其長度尺寸為纖網的加工方向。2.5cm寬的紙引導件附接到鉤條帶一端的光滑面上。通過下面步驟將鉤材料固定到淺輪廓材料上鉤一側向下的鉤材料放在尿布的淺輪廓環襯背材料上。底面具有中度摩擦紙的4.1kg重、7.6cm×7.6cm面積的重物放在鉤材料頂側。為了接合鉤與襯背環材料，將尿布展平固定并且將重物向右旋轉45度，然后向左旋轉90度，然后向右90度，再向左45度。然后除去重物，將尿布抵靠135度夾具表面固定，該夾具直立安裝在InstromTMModel 1122拉伸試驗機的下部鉗內。與鉤元件相連的紙引導件的松弛端放在拉伸試驗機的上部鉗內。使用速度為每分鐘30.5cm的十字頭和記錄速度設定為每分鐘50.8cm的圖表記錄儀，記錄當鉤條帶以135度恒定角度從環材料上剝離下來時的剝離力量。以克為單位記錄四個最高值的平均值。記錄下來需要將機械緊固件條帶從環材料上移除的力量為克/2.54cm-寬度。在每塊尿布上的10個不同位置進行實驗，10個位置的平均值記錄于表4。
使用不同的三個不同的淺輪廓環材料測量機械緊固件鉤材料的性能。環材料C為3號Loveing Touch尿布的襯背層的無紡布一側(即，朝外的一側)。環材料D為4號Walgreens Supreme尿布的襯背層的無紡布一側(即，朝外的一側)。環材料E為從Leggs Sheer Energy B尼龍絲襪上剪下的。將織物用手拉伸大約200％，然后與5cm×15cm的鋼板通過雙面膠連接、使用光學顯微鏡測量拉伸狀態下織物的厚度。平均十二次實驗的結果，得到的厚度為239微米。
鉤的尺寸使用帶有變焦透鏡的Leica顯微鏡以大約25倍的放大率測量樣品和對比樣品鉤材料的尺寸。將樣品放在x-y可移動臺上，通將臺移到而測得最接近的微米值。進行最少三次重復，將每次得到的值平均。參照測量樣品和對比樣品鉤材料，如圖5、6、7、11、12、13和14中所示，用距離23表示鉤的寬度，用距離20表示鉤的高度，用距離24表示垂臂垂下的長度，用距離21表示鉤的厚度。
分子取向和結晶度使用X射線衍射技術測量實施例和比較例中鉤材料的分子取向和結晶度。使用Bruker微衍射儀(Bruker AXS，Madison，Wisconsin)收集數據，使用銅Ka放射線，以及HiSTARTM2維檢測儀記錄散射的放射線。衍射儀安裝有石墨入射波單色儀和200微米針孔準直儀。X射線源由在50千伏(KV)和100毫安(mA)下操作的Rigaku RU200(Rigaku USA，Danvers，MA)旋轉陽極和銅靶構成。將數據采集在傳輸(transmission geometry)內，檢測儀對準在0度(2θ)，樣品距離檢測儀6cm。除去垂臂后沿加工方向切割鉤材料的薄段，獲得試驗樣品。入射波束垂直于切割段的平面，因而平行于擠出纖網的橫向。使用激光指示器和數字視頻照相機對準系統測量三個不同位置。在頭部17的中心附近、桿部15的中點附近和盡可能靠近桿部17的底部并且略在襯背11的表面12之上的位置進行測量。為保持檢測儀靈敏度和空間直線性，使用GADDSTM軟件(Bruker AXS，Madison，Wisconsin)將數據積聚3600秒并且予以校正。在6到32度(2θ)衍射角范圍內計算結晶度，其作為結晶峰值面積與整個峰值面積(結晶組織+無定形組織)之比。其中一個值代表100％結晶，代表0結晶的數值相應于全部的無定形材料(結晶度為0％)。利用2維衍射數據的放射跡線計算分子取向百分比。背景和無定形組織的強度在兩個2θ位置之間假設為線性關系，該位置由下面所述的跡線(A)和(C)所定義。對于每個元件，插入跡線(B)內的無定形組織的強度和背景，并且從該跡線內減去以插入跡線(B)內的無定形組織的強度和背景得到跡線B’。當不存在取向時，跡線(B’)的圖像具有恒定的強度，或優選取向出現時強度發生振蕩。由振蕩圖像內的最小值定義不具有優選取向的結晶部分的大小。取向的結晶分數的大小由超過振蕩圖像最小值的強度來定義。對跡線(B’)內各個組成進行積分來計算取向百分數。
跡線(A)背景前緣和無定形組織的強度；12.4-12.8度(2θ)沿著x呈放射狀，以0.5度遞進；跡線(B)隨機的和有取向的結晶部分，背景散射，和無定形強度；13.8-14.8度(2θ)沿著x呈放射狀，以0.5度遞進；
跡線(C)背景后緣和無定形組織的強度；15.4-15.8度(2θ)沿著x呈放射狀，以0.5度遞進；跡線(B’)隨機的和有取向的結晶部分，通過從跡線B中減去無定形強度和背景強度而獲得。
跡線(A)的散射角中心(12.4-12.8)度＝12.6度2θ跡線(B)的中心(13.8-14.8)度＝14.3度2θ跡線(C)的中心(15.4-15.8)度＝15.6度2θ插入常數＝(14.3-12.6)/(15.6-12.6)＝0.57對于每個陣列元件[i]強度(無定形組織+背景)[i]＝[(C[i]-A[i])*0.57]+A[i]B’[i]＝B[i]-強度(無定形組織+背景)[i]從B’[i]的圖像對[i]的比值B’(隨機)[i]＝振蕩圖像中最小的強度值B’(有取向的)[i]＝B’[i]-B’(隨機)[i]。
采用Simpson積分方法和下列面積(area)值，計算有取向的材料的百分數。
B′[i]＝全部的結晶面積(隨機的+有取向的)＝面積(總)B′(有取向的)[I]＝有取向的結晶面積＝面積(有取向的)B′(隨機的)[i]＝隨機的結晶面積＝面積(隨機的)％有取向材料＝(面積(有取向的)/面積(總))×100對比例C1采用圖1所示設備制造機械緊固件鉤材料。利用6.35cm單螺孔擠出機(24∶1L/D)擠出聚丙烯/聚乙烯耐沖擊共聚物(SRC7-644，1.5MFI，Dow Chemical)，采用的桶溫度為177℃-232℃-246℃，并且模具溫度大約235℃。通過具有開口的模具垂直向下擠出所述擠出物，所述開口以電子放電加工的方式切割出來。由模具成型后，擠出物在水箱內以6.1米/分鐘的速度冷卻，水箱中的水被保持在10℃左右。纖網然后被向前輸送穿過切割臺，在切割臺，以從纖網橫向成23度的角度橫著切割肋條(而不是底層)。切割間距為305微米。切出肋條后，纖網的底層被以在第一對咬送輥與第二對咬送輥之間大約4.1到1的拉伸比縱向拉伸，以便進一步將各個鉤元件分離，得到大約每厘米8個鉤元件。每厘米大約10行肋條或切得的鉤子。第一對咬送輥中的上面一個被加熱到143℃，以便在拉伸前軟化纖網。圖5中示意出這種鉤子的總體輪廓。
實施例1通過在36cm寬的帶狀火焰燃燒器Aerogen(Alton Hampshire，UK)下方、以速度90米/分鐘并且與燃燒器相距8mm輸送該纖網，使得對比例C1的纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理。火焰功率為74KJ/小時。纖網的平滑底膜一側被支撐在溫度大約18℃的冷卻輥上。圖6a和6b中示出這樣熱處理過鉤子的大致輪廓。采用135度剝離試驗測試這種鉤材料在無紡布環材料‘A’上的性能，其結果列于下面的表1中。熱處理過纖網的剝離力比沒有熱處理的對比例C1的剝離力約大63％。
實施例2通過在一排6-1000瓦特、1微米波長的紅外燈泡下方、以速度2.1米/分鐘輸送該纖網，使得對比例C1的纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理。鉤子與燈泡的距離大約2.5cm。纖網的平滑底膜一側被支撐在溫度大約66℃的冷卻輥上。圖7a和7b中示出這樣熱處理過鉤子的大致輪廓。采用剝離試驗測試這種鉤材料在無紡布環材料‘A’上的性能，其結果列于下面的表1中。熱處理過纖網的135°剝離力比沒有熱處理的對比例C1的剝離力大約大206％。
對比例C2以與對比例C1相同的方式制造機械緊固件鉤材料，除了以9.1米/分鐘的速度擠出纖網，這樣以提高擠出物中熔融流體導致的分子取向的數量。在圖5中示出這種鉤子的大致輪廓。
實施例3通過在一排6-2000瓦特、1微米波長的紅外燈泡下方、以速度3.0米/分鐘輸送該纖網，使得對比例C2的纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理。鉤子與燈泡的距離大約1.6cm。纖網的平滑底膜一側被支撐在溫度大約66℃的冷卻輥上。采用剝離試驗測試這種鉤材料在無紡布環材料‘A’上的性能，其結果列于下面的表1中。熱處理過纖網的135°剝離力比沒有熱處理的對比例C2的剝離力約大37％。
對比例C3以與對比例C1相同的方式制造機械緊固件鉤材料纖網，除了將纖網以與垂直方向成20度的角度從模具邊緣拉伸該擠出物，這樣以得到如圖11所示的橫截面輪廓。鉤子間距為每厘米16行鉤子。
實施例4通過在一排3-4500瓦特、3微米波長的紅外燈泡下方、以速度10.0米/分鐘輸送該纖網，使得對比例C3的纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理，從而得到圖11所示的鉤元件，該鉤元件具有鉤頭部77和桿部75以及底部73。鉤子與燈泡的距離大約2.5cm。纖網的平滑底膜一側被支撐在溫度大約66℃的冷卻輥上。采用135°剝離試驗測試這種鉤材料在無紡布環材料‘A’上的性能，其結果列于下面的表1中。熱處理過纖網的135°剝離力比沒有熱處理的對比例C3的剝離力約大254％。
實施例5通過在有孔的鋼板下方、以速度25.0米/分鐘輸送該纖網，使得對比例C3的纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理，從而得到具有圖11所示輪廓的鉤元件。由15KW電熱器提供的大約185℃的熱空氣，以大約3350米/分鐘的速度，通過鋼板上的孔被吹到纖網的有鉤一側。鉤子與鋼板的距離大約46cm。纖網的平滑底膜一側被支撐在溫度大約149℃的冷卻輥上。熱處理后，纖網通過大約11℃的冷卻輥之上從而被冷卻。采用135°剝離試驗測試這種鉤材料在無紡布環材料‘A’上的性能，其結果列于下面的表1中。熱處理過纖網的剝離力比沒有熱處理的對比例C3的剝離力約大136％。
對比例C4以與對比例C1相同的方式制造機械緊固件鉤材料，除了將模具開口成型為能夠得到圖14所示形狀(熱處理之后)，而且在拉伸纖網之前各切割段之間的距離為267微米。
實施例6通過在一排3-4500瓦特、3微米波長的紅外燈泡下方、以速度10.0米/分鐘輸送該纖網，使得對比例C4的纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理，從而得到圖14所示的鉤元件90。鉤子與燈泡的距離大約2.5cm。纖網的平滑底膜一側被支撐在溫度大約66℃的冷卻輥上。采用135°剝離試驗測試這種鉤材料在無紡布環材料‘A’和織物環材料‘B’上的性能，其結果列于下面的表1中。利用環材料‘A’的熱處理過纖網的剝離力比沒有熱處理的對比例C4的剝離力約大112％，利用環材料‘B’的熱處理過纖網的剝離力比沒有熱處理的對比例C4的剝離力約大32％。
對比例C5以與對比例C1相同的方式制造機械緊固件鉤材料，除了使用混和有2％MB50硅樹脂/PP母料(Dow Corning)加工助劑的高密度聚乙烯樹脂(D4504.5MI，密度0.942，Chevron Philips)，以在約238℃熔融溫度下形成擠出物。將模具開口成型為能夠得到圖12所示輪廓80。冷卻擠出物并且切割出肋條后，沿加工方向纖網被取向為3.5∶1。
對比例C6以與對比例C1類似的方法制造機械緊固件鉤材料纖網，其可以從3M公司獲得，型號為KN-3425。表3中給出鉤材料的尺寸。
實施例7通過在一排6-2000瓦特、1微米波長的紅外燈泡下方、以速度4.0米/分鐘輸送該纖網，使得對比例C5的纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理，從而得到基本如圖13所示的鉤元件85。鉤子與燈泡的距離約1.6cm。纖網的平滑底膜一側被支撐在溫度約66℃的冷卻輥上。采用135°剝離試驗測試這種鉤材料在無紡布環材料’A’上的性能，其結果列于下面的表1中。熱處理過纖網的剝離力比沒有熱處理的對比例C5的剝離力約大151％。
實施例8以與對比例C3類似的方式制造纖網，除了將擠出物以與垂直方向成20度的角度從模具邊緣拉伸該擠出物，這樣以得到略為不同的橫截面輪廓。通過在有孔的鋼板下方、以速度25.0米/分鐘輸送該纖網，使得纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理，從而得到具有基本如圖11所示輪廓的鉤元件。由15KW電熱器提供的約185℃的熱空氣，以約3350米/分鐘的速度，通過鋼板上的孔吹到纖網的有鉤一側。鉤子與有孔鋼板的距離約46cm。纖網的平滑底膜一側被支撐在溫度約149℃的冷卻輥上。熱處理后，纖網通過約11℃的冷卻輥之上從而被冷卻。所得到的熱處理過鉤材料的尺寸列于下面的表3中，其在淺輪廓環材料上的剝離性能列于表4中。對于淺輪廓環材料‘C’和‘D’，熱處理過纖網的剝離力分別比沒有熱處理的對比例C6的剝離力約大62％和60％。
實施例9以與對比例C3類似的方式制造纖網，除了將擠出物垂直于模具邊緣拉伸。通過在有孔的鋼板下方、以速度25.0米/分鐘輸送該纖網，使得纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理，從而得到具有基本如圖11所示輪廓的鉤元件。由15KW電熱器提供的約185℃的熱空氣，以約3350米/分鐘的速度，通過鋼板上的孔被吹到纖網的有鉤一側。鉤子與鋼板的距離約46cm。纖網的平滑底膜一側被支撐在溫度約149℃的冷卻輥上。熱處理后，纖網通過約11℃的冷卻輥之上從而被冷卻。所得到的熱處理過鉤材料的尺寸列于下面的表3中，其在淺輪廓環材料上的剝離性能列于表4中。對于淺輪廓環材料‘C’和‘D’，熱處理過纖網的剝離力分別比沒有熱處理的對比例C6的剝離力約大140％和107％。
實施例10以與對比例C3類似的方式制造纖網，除了使用不同的拉模板以得到錐形的桿部，該桿部在其底部的寬度比頂部的寬度大。采用下列步驟，使得纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理。將13cm×43cm大小的纖網放在13cm×43cm大小的鋼板(1.3cm厚)上，有鉤一側向上，邊緣被夾住以防止纖網收縮。通過將Master牌熱氣槍在纖網上勻速經過約10秒，將熱氣槍中提供的400℃熱空氣向下垂直吹到纖網上。所得到的熱處理過鉤材料的尺寸列于下面的表3中，其在淺輪廓環材料上的剝離性能列于表4中。對于淺輪廓環材料‘C’和‘D’，熱處理過纖網的剝離力分別比沒有熱處理的對比例C6的剝離力約大321％和177％。
實施例11以與對比例C1類似的方式制造纖網，除了將纖網的底層以在第一對咬送輥與第二對咬送輥之間以約3.65到1的拉伸比縱向拉伸，以便進一步將各個鉤元件分離，從而得到每厘米約8.5個鉤子。每厘米約15行肋條或切得的鉤子。然后，通過在有孔的金屬板下方、以速度8.9米/分鐘輸送該纖網，使得纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理，從而得到具有基本如圖9和圖11所示輪廓的鉤元件。由15KW電熱器提供的約185℃的熱空氣，以約3350米/分鐘的速度，通過鋼板上的孔吹到纖網的有鉤一側。鉤子與鋼板的距離約46cm。纖網的平滑底膜一側被支撐在溫度約149℃的冷卻輥上。熱處理后，纖網通過約11℃的冷卻輥之上從而被冷卻。
實施例12以與實施例11類似的方式制造纖網，除了在切割步驟之前，將纖網的底層在第一對咬送輥與第二對咬送輥之間以約2.5到1的拉伸比縱向拉伸，以便在切割肋條之前提高纖網的取向。第一對咬送輥的上面輥子被加熱到143℃，以便在拉伸之前軟化纖網。拉伸后，纖網被以如實施例11所述的方式切割，然后將纖網的底層以在第一對咬送輥與第二對咬送輥之間約3.65到1的拉伸比縱向拉伸，以便進一步將各個鉤元件分離，從而得到每厘米約8.5個鉤子。之后，按照實施例11的方式，使纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理。
表1

測量對比例C2和實施例3，示出由于本發明的纖網被熱處理而在分子取向和結晶度上出現變化。其結果列在下面的表2中。當對有取向的鉤元件進行熱處理時，從頂部到底部，分子取向顯著減小，而由于退火效應結晶度提高。
表2

實施例13為得到具有低的鉤密度的緊固件纖網，制造出類似于實施例9中纖網的纖網，除了采用C104聚苯烯/聚乙烯耐沖擊共聚物(1.2MFI，Dow Chemical，Midland，MI)作為擠出物。以1％的填入量向擠出物中添加白色的濃縮物(50∶50，TiO2/PP)如實施例9一樣，冷卻纖網并進行切割。圖11示出各個鉤元件的大致輪廓。然后使用KARO4比例繪圖儀伸張器(Bruckner GmbH)將纖網進行雙軸拉伸(2×2)。將115mm×115mm大小的纖網樣品在130℃預熱60秒后，以100％/秒的拉伸率對纖網進行2×2拉伸。沿加工方向的鉤間距約為每厘米21.3個鉤子，沿橫向約每厘米7個鉤子。然后利用下述步驟對纖網的有鉤一側進行熱處理。將13cm×43cm大小的纖網放在13cm×23cm大小的鋼板(1.3cm厚)上，有鉤一側向上，邊緣被夾住以防止纖網收縮。通過將14.5安培的Master牌熱氣槍在纖網上勻速經過約20秒，使400℃(、開口度為50％的熱氣槍提供的熱空氣向下垂直吹到纖網上。所得到的熱處理過鉤材料的尺寸列于下面的表3中。
實施例14為得到具有更低的鉤密度的緊固件纖網，制造類似于實施例13中纖網的纖網，除了利用KARO 4比例繪圖儀伸張器將本例中纖網進行3×3雙軸拉伸。沿加工方向的鉤間距約為每厘米12.3個鉤子，沿橫向約每厘米4.3個鉤子。所得到的熱處理過鉤材料的尺寸列于下面的表3中。
下表3列出非接觸式熱處理對鉤尺寸的影響。對具有大量分子取向的鉤進行熱處理，鉤的厚度會顯著降低。
表3

淺輪廓環材料‘C’和‘D’的厚度通過掃描電鏡(SEM)照片來確定。利用剃刀仔細切開無紡布尿布襯背，得到橫截面的SEM照片。利用尺子測量照片并將結果轉化成微米，從而得到環/薄膜界面到環堆頂部的距離。對三個位置分別測量三次。將所得的九個數值平均并在下面列出。
下面的表4表明鉤的垂臂的下垂度與環厚度之比減小，而與薄的、淺輪廓無紡布環材料的剝離力顯著增加。
表4

下面的表5表明，采用所述的淺輪廓環材料的135度剝離試驗，將低密度鉤材料樣品13號和14號從淺輪廓無紡布環材料‘C’上剝離所需的剝離力。計算出各塊鉤材料上單獨鉤的實際數目，然后被剝離力除，以獲得每個鉤元件的剝離力。
表5

對比例15使用圖1所示設備制造機械緊固件鉤材料纖網。利用6.35cm單螺孔擠出機(24∶1L/D)擠出混有1％TiO2彩色濃縮物(15100P，Clariant Corp.，Minneapolis，MN)的聚乙烯樹脂(DFDB6005，0.2MFI，密度0.92，Dow Chemical Corp.，Midland，MI)，采用的桶溫度為177℃-232℃-246℃，并且模具溫度約235℃。通過具有開口的模具垂直向下擠出所述擠出物，所述開口以電子放電加工的方式切割出來。由模具成型后，擠出物在水箱內以6.1米/分鐘的速度冷卻，水箱中的水被保持在10℃左右。纖網然后被向前輸送穿過切割臺，在切割臺，以與纖網橫向成23度的角度橫著切割肋條(而不是底層)。切割間距為305微米。切出肋條后，纖網的底層在第一對咬送輥與第二對咬送輥之間以約3到1的拉伸比縱向拉伸，以便進一步將各個鉤元件分離，得到約每厘米10個鉤元件。每厘米約15行肋條或切得的鉤子。第一對咬送輥中的上面一個被加熱到100℃，以便在拉伸前軟化纖網。圖11中示意出這種鉤子的總體輪廓。采用下列步驟，使得纖網在其有鉤一側受到非接觸式熱處理。將13cm×43cm大小的纖網放在13cm×43cm大小的鋼板(1.3cm厚)上，有鉤一側向上，邊緣被夾住以防止纖網收縮。通過將Master牌熱氣槍在纖網上勻速經過約10秒，使熱氣槍中提供的400℃熱空氣向下垂直吹到纖網上。在熱處理前和熱處理后測量的鉤子寬度(厚度)列于下面的表6中。
實施例16制造出與對比例15中纖網類似的纖網，除了將50％聚丙烯/聚乙烯耐沖擊共聚物(C1041.2MFI，Dow Chemical Corp.，Midland，MI)與DFDB 6005聚乙烯共混，得到的組合物中PE∶PP/PE∶TiO2濃縮物(15100P)的比例為49.5∶49.5∶1.O。以與對比例15相同的方式對纖網進行熱處理。對共混物鉤材料進行熱處理后鉤的厚度減小量比沒有共混的鉤材料的厚度減小量大9.1％。
對比例17制造出與對比例15中纖網類似的纖網，除了使用99％聚丙烯/聚乙烯耐沖擊共聚物(C104)與1％TiO2彩色濃縮物(15100P)作為擠出物。使用實施例10所述的拉模板。切割間距為250微米。以與對比例15中相同的方式對纖網進行熱處理。利用剝離實驗測試鉤材料纖網在無紡布環材料‘A’上的剝離性能，其結果示于下面的表6中。
實施例18制造出與對比例17中纖網類似的纖網，除了將1O％SIS嵌段共聚物(KRATON 1119，Kraton Polymers，Houston，Texas，USA)與C104聚丙烯共混，得到的組合物中PP∶SIS∶TiO2濃縮物(15100P)的比例為89∶10∶1。以與對比例17中相同的方式對纖網進行熱處理。對共混鉤材料進行熱處理后鉤的厚度減小量比沒有共混的鉤材料的厚度減小量大7.5％。熱處理后的共混纖網的135°剝離力比沒有共混的對比例17中的剝離力約大68％。
對比例19制造出與對比例15中纖網類似的纖網，除了使用99％聚丙烯/聚乙烯耐沖擊共聚物(SRC-7644，Dow Chemical Co.，Midland，MI)與1％TiO2彩色濃縮物(15100P)作為擠出物，并且采用不同的切割條件得到較厚的鉤元件。以與對比例15中相同的方式對纖網進行熱處理。利用135°剝離實驗測試鉤材料纖網在無紡布環材料‘A’上的剝離性能，其結果示于下面的表6中。
實施例20制造出與對比例19中纖網類似的纖網，除了將5％KRATON1119，5％FORAL NC增粘劑(Hercules Chemical，Wilmington，DE)和1％15100P TiO2彩色濃縮物與89％SRC-7644聚丙烯/聚乙烯耐沖擊共聚物共混，將所得到的共混物作為擠出物。以與對比例15中相同的方式對纖網進行熱處理。對共混鉤材料進行熱處理后鉤的厚度減小量比沒有共混的鉤材料的厚度減小量大13.4％。熱處理后的共混纖網的135°剝離力比沒有共混的對比例19中的剝離力約大63％。
實施例21制造出與實施例20中纖網類似的纖網，除了將含有65％5D45聚丙烯(0.7g/min MFI，Dow Chemical Co.，Midland，MI)、35％礦物油(Superla White No.31，Chevron Texaco，San Ramon，California，USA)與0.1％Millad 3988成核劑(Milliken Chemical Co.，Inman SC)的事先共混的樹脂共混物作為擠出物。以與對比例15中相同的方式對纖網進行熱處理。對共混鉤材料進行熱處理后鉤的厚度減小量為69.3％。
實施例22制造出與對比例17中纖網類似的纖網，除了采用共擠出工藝來制造纖網，其中鉤導軌被發泡，而底部薄膜層沒有發泡。利用3.8cm單螺孔擠出機(28∶1L/D)擠出混有49％C104共聚物、49％FH3400聚丙烯和2％化學發泡劑濃縮物(FM1307H)的共混物，所采用的“隆起”桶溫度為135℃-210℃-177℃，以形成鉤子導軌。使用100％7C06耐沖擊共聚物(Union Carbide Corp.，Danbury，CT)，形成不發泡的底部薄膜層，并且利用6.35cm單螺孔擠出機(24∶1L/D)將其擠出，采用的傾斜桶溫度為從進料區的204℃到末區的232℃。將兩種擠出物的熔融流體給進到三層共擠出進料管(Cloeren Co.，Orange，TX)，其中第三層的入口被堵住，以便形成兩層輸出。進料管安裝在設有成型模具邊緣的擠出模具上。進料管與模具被保持在204℃。由模具邊緣成型后，以4.6米/分鐘的速度將擠出物注入水箱中冷卻，水箱中水的溫度被保持在約16℃-20℃。得到的結構包括不發泡的底部薄膜層，其具有直立的鉤導軌，從鉤導軌的頂部向下到底部測得高度的約70％是發泡的。得到的結構具有10％的總孔隙含量。在發泡部分，泡沫小室的平均小室尺寸為50微米。纖網然后被向前輸送穿過切割臺，在切割臺，以從纖網橫向成23度的角度橫著切割肋條(而不是底層)。切割間距為250微米。切出肋條后，纖網的底層被在第一對咬送輥與第二對咬送輥之間以約3到1的拉伸比縱向拉伸，以便進一步將各個鉤元件分離，得到約每厘米10個鉤元件。第一對咬送輥中的上面一個被加熱到100℃，以便在拉伸前軟化纖網。每厘米約有15行肋條或切得的鉤子。底部薄膜層的厚度約75微米。以與對比例15相同的方式對纖網進行熱處理。鉤材料熱處理后鉤厚度的下降為75％。利用淺輪廓環材料的135°剝離實驗測試鉤材料纖網在無紡布環材料‘B’上的剝離性能，其結果示于下面的表6中。熱處理過的發泡纖網的135℃剝離力比沒有熱處理過的發泡纖網的剝離力約大82％。
表6

權利要求
1.一種彈性柔韌聚合物樹脂的整體鉤緊固件，包括底部薄膜層，其具有基本平行的上部主表面和下部主表面，每平方厘米有至少50個隔開的鉤元件從所述底部薄膜層的上部主表面伸出，所述鉤元件從上部主表面開始的高度小于1000μm，并且每個鉤元件包括一端連接在所述底部薄膜層上的桿部和連接在所述桿部的與底部薄膜層相對的另一端上的頭部，在基本平行于所述底部表面的第一方向，至少該頭部具有從50到200μm的厚度，其中，所述聚合物樹脂為熱塑性樹脂的第一連續相與第二不同相的異相共混物。
2.如權利要求1所述的整體鉤緊固件，其中，所述第二不同相為非微粒狀填料。
3.如權利要求2所述的整體鉤緊固件，其中，所述填料為包括20到50％體積百分比的聚合物樹脂的非微粒狀填料。
4.如權利要求1所述的整體鉤緊固件，其中，所述第二不同相為氣體。
5.如權利要求1所述的整體鉤緊固件，其中，所述第二不同相為不同的不相容聚合物相。
6.一種用于形成整體鉤緊固件的方法，包括沿加工方向將熱塑性樹脂通過拉模板擠出，所述拉模板具有連續的底部空腔和一個或多個從底部空腔延伸的隆脊空腔，所述擠出步驟足以在至少流經隆脊空腔的聚合物內產生熔融流體分子取向，所述隆脊空腔形成帶有隆脊的底部；利用通過隆脊空腔擠出的熱塑性樹脂形成凸起；然后在溫度和時間足以使凸起的厚度減小的條件下，對至少一部分凝固凸起進行熱處理，其中，所述聚合物樹脂為熱塑性樹脂的第一連續相與第二不同相的異相共混物。
7.如權利要求6所述的用于形成整體鉤緊固件的方法，其中，所述第二不同相為非微粒狀填料。
8.如權利要求7所述的用于形成整體鉤緊固件的方法，其中，所述填料為包括20到50％體積百分比的聚合物樹脂的非微粒狀填料。
9.如權利要求6所述的用于形成整體鉤緊固件的方法，其中，所述第二不同相為氣體。
10.如權利要求6所述的用于形成整體鉤緊固件的方法，其中，所述第二不同相為不同的不相容聚合物相。
11.一種彈性柔韌聚合物樹脂的緊固件，包括底部，其具有基本平行的上部主表面和下部主表面，從所述底部的上部主表面伸出的隔開的直立凸起，其中，至少一部分凸起在其上部具有小于10％的分子取向，在接近所述底部的凸起部分處具有大于10％的分子取向，并且，其中，所述聚合物樹脂為熱塑性樹脂的第一連續相與第二不同相的異相共混物。
12.如權利要求11所述的緊固件，其中，所述第二不同相為非微粒狀填料。
13.如權利要求12所述的緊固件，其中，所述填料為包括20到50％體積百分比的聚合物樹脂的非微粒狀填料。
14.如權利要求11所述的緊固件，其中，所述第二不同相為氣體。
15.如權利要求11所述的緊固件，其中，所述第二不同相為不同的不相容聚合物相。
16.一種包括緊固件垂片或緊固件片的一次性吸收制品，所述緊固件垂片或緊固件片由熱塑性樹脂形成并且包括底部層，該底部層具有基本平行的上部主表面和下部主表面，從所述底部層的上部主表面伸出的隔開的整體直立聚合物凸起，其中，底部層的具有沿著其寬度基本連續的厚度和超過一個方向的分子取向度，并且其中直立聚合物凸起的密度小于每平方厘米150個凸起，并且所述緊固件垂片或緊固件片的底部層厚度小于75微米，底部層面積為10cm2或更大。
17.如權利要求16所述的包括緊固件垂片或緊固件片的一次性吸收制品，其中，聚合物凸起的密度小于60/cm2。
18.如權利要求16所述的包括緊固件垂片或緊固件片的一次性吸收制品，其中，聚合物凸起的密度小于50/cm2。
19.如權利要求16所述的包括緊固件垂片或緊固件片的一次性吸收制品，其中，聚合物凸起的密度小于150/cm2，其中，緊固件垂片的面積從20cm2到100cm2，并且該一次性吸收制品為尿布。
20.如權利要求16所述的包括緊固件垂片或緊固件片的一次性吸收制品，其中，聚合物凸起的密度小于150/cm2，其中，該一次性吸收制品為女性衛生制品，并且，鉤緊固件為形成全部或部分不滲透液體的襯背的一片，該襯背連接在衣物上。
全文摘要
一種用于形成整體的聚合物凸起或緊固件的方法，該凸起或緊固件包括薄的且結實的撓性襯背和多種薄的分開的鉤元件，所述鉤元件從整體襯背的上表面突出。該方法一般包括通過拉模板擠出熱塑性樹脂，所述拉模板被成型為能夠形成底部層和在底部層一個表面突出的分開的隆脊、肋條或鉤元件。當模具形成分開的隆脊或肋條時，由拉模板形成鉤元件的橫截面，同時通過沿著隆脊長度方向在隔開的位置，橫向切割隆脊形成最初的鉤元件厚度，以形成隆脊的不連續切割段。隨后，襯背層的縱向拉伸(沿著加工方向上的隆脊方向)將隆脊的這些切割段分開，隨后切割段形成分開的鉤元件。擠出的鉤元件或切下的肋條鉤元件被熱處理，使得至少鉤元件頭部的至少一部分的厚度收縮，收縮程度為5到90％，優選為30－90％。
文檔編號A44B18/00GK1770992SQ200480009647
公開日2006年5月10日 申請日期2004年3月2日 優先權日2003年4月10日
發明者羅納德·W·奧森, 威廉·C·昂魯, 菲利普·米勒, 賈伊施里·塞思 申請人:3M創新有限公司