система и способы изготовления композиционных тканей, содержащих структурированные дискретные полимерные области

Формула изобретения

1. Способ получения композиционной ткани, включающий обеспечение переносящего валика, внешняя поверхность которого содержит одну или большее количество сформированных на этой поверхности углублений, перенос расплавленной термопластичной композиции на внешнюю поверхность переносящего валика, удаление расплавленной термопластичной композиции с внешней поверхности переносящего валика, причем часть расплавленной термопластичной композиции входит в одно или большее количество углублений и, кроме того, часть расплавленной термопластичной композиции, находящейся в одном или большем количестве углублений, остается в одном или большем количестве углублений после удаления расплавленной термопластичной композиции с внешней поверхности переносящего валика, перенос, по крайней мере, части расплавленной термопластичной композиции, находящейся в одном или большем количестве углублений, на первую основную поверхность подложки при контакте первой поверхности подложки с внешней поверхностью переносящего валика и расплавленной термопластичной композицией, находящейся в одном или большем количестве углублений, а также последующее отделение подложки от переносящего валика, причем одна или большее количество дискретных полимерных областей, включающих термопластичную композицию, после отделения подложки от переносящего валика остается на первой основной поверхности подложки, контактирование под давлением находящихся на подложке одной или большего количества дискретных полимерных областей с инструментом для формования, при этом часть термопластичной композиции, находящейся, по крайней мере, в одной дискретной полимерной области из одной или большего количества дискретных полимерных областей, проникает в большое число выемок, присутствующих на поверхности инструмента для формования, и отделение подложки и одной или большего числа дискретных полимерных областей от инструмента для формования, причем по завершении этого процесса отделения от инструмента для формования, по крайней мере, одна дискретная полимерная область содержит множество образованных в ней структур, соответствующих множеству выемок, имеющихся в инструменте для формования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс переноса в дальнейшем сопровождается прижатием первой основной поверхности подложки к внешней поверхности переносящего валика и расплавленной неэластомерной термопластичной композиции, находящейся в одном или большем количестве углублений.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что первая основная поверхность подложки включает пористую поверхность, и при котором часть первой основной поверхности подложки вдавливается в одно или большее количество углублений, причем часть термопластичной композиции, находящейся в одном или большем количестве углублений, пропитывает пористую поверхность подложки в пределах одного или большего количества углублений.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что пористая поверхность подложки включает волокна, и при котором, кроме этого, в результате переноса происходит капсулирование, по крайней мере, части волокон подложки расплавленной термопластичной композицией.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что первая основная поверхность подложки включает волокна, и при котором в результате последующего переноса происходит капсулирование, по крайней мере, части волокон подложки расплавленной термопластичной композицией, при этом первая основная поверхность подложки прижимается к внешней поверхности переносящего валика с расплавленной неэластомерной термопластичной композицией, содержащейся в одном или большем количестве углублений.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что одно или большее количество углублений после удаления избытка расплавленной термопластичной композиции и перед началом переноса практически полностью заполнены расплавленной термопластичной композицией.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждое углубление из одного или большего количества углублений определяет объем углубления, кроме того, одно или большее количество углублений содержит, по крайней мере, два углубления, которые определяют различные объемы углублений.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна дискретная полимерная область из одной или большего количества дискретных полимерных областей имеет форму, непрерывно распространяющуюся по длине подложки.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна дискретная полимерная область из одной или большего количества дискретных полимерных областей имеет форму, непрерывно распространяющуюся по ширине подложки.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что одно или большее количество углублений содержит множество углублений, причем эти углубления имеют, по крайней мере, две различные формы.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждое углубление из одного или большего количества углублений имеет объем, равный приблизительно 3 кубическим миллиметрам или более.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что площадь отпечатка каждого углубления из одного или большего количества углублений составляет около 4 мм² или более.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что множество структур, образованных, по крайней мере, в одной дискретной полимерной области, содержат стержни.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что стержни ориентированы практически перпендикулярно по отношению к поверхности подложки.

15. Способ по п.13, отличающийся тем, что стержни ориентированы под острым углом по отношению к поверхности подложки.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что множество структур, образованных, по крайней мере, в одной дискретной полимерной области, содержат крючки.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что множество структур, образованных, по крайней мере, в одной дискретной полимерной области, содержат пирамиды.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что, кроме того, после отделения подложки и одной или большего количества дискретных полимерных областей от инструмента для формования включает деформование множества структур, по крайней мере, на одной дискретной полимерной области.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что деформование множественных структур включает формирование головок у множеств структур.

20. Способ получения композиционной ткани, включающий обеспечение переносящего валика, внешняя поверхность которого содержит одно или большее количество сформированных на внешней поверхности углублений, перенос расплавленной термопластичной композиции на внешнюю поверхность переносящего валика, удаление расплавленной термопластичной композиции с внешней поверхности переносящего валика, причем часть расплавленной термопластичной композиции входит в одно или большее количество каждого углубления из одного или большего количества углублений, кроме того, часть расплавленной термопластичной композиции, находящейся в одном или большем количестве углублений, остается в одном или большем количестве после удаления расплавленной термопластичной композиции с внешней поверхности переносящего валика, причем после удаления избытка расплавленной термопластичной композиции практически все углубления в значительной мере заполнены расплавленной термопластичной композицией, вдавливание части первой основной поверхности подложки в одно или большее количество углублений, причем первая основная поверхность имеет пористую структуру, содержащую волокна, при этом часть расплавленной термопластичной композиции, содержащейся в одном или большем количестве углублений, пропитывает пористую поверхность и, кроме того, часть расплавленной термопластичной композиции капсулирует, по крайней мере, некоторое количество волокон, отделение подложки от переносящего валика, причем по завершении этого процесса одна или большее количество дискретных полимерных областей, содержащих термопластичную композицию, располагается на первой основной поверхности подложки, контактирование под давлением находящихся на подложке одной или большего количества дискретных полимерных областей с инструментом для формования, причем после контакта с инструментом для формования часть термопластичной композиции, находящейся, по крайней мере, в одной дискретной полимерной области из одной или большего количества дискретных полимерных областей, попадает во множество выемок, присутствующих на поверхности инструмента для формования, и отделение подложки и одной или большего числа дискретных полимерных областей от инструмента для формования, причем по завершении этого процесса отделения от инструмента для формования, по крайней мере, одна дискретная полимерная область содержит множество образованных в ней структур, соответствующих множеству выемок, имеющихся в инструменте для формования.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что каждое углубление из одного или большего количества углублений определяет объем углубления, кроме того, одно или большее количество углублений содержит, по крайней мере, два углубления, которые определяют различные объемы углублений.

22. Способ по п.20, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна дискретная полимерная область из одной или большего количества дискретных полимерных областей имеет форму, непрерывно распространяющуюся по длине подложки.

23. Способ по п.20, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна дискретная полимерная область из одной или большего количества дискретных полимерных областей имеет форму, непрерывно распространяющуюся по ширине подложки.

24. Способ по п.20, отличающийся тем, что одно или большее количество углублений содержит множество углублений, причем эти углубления имеют, по крайней мере, две различные формы.

25. Способ по п.20, отличающийся тем, что каждое углубление из одного или большего количества углублений имеет объем, равный приблизительно 3 мм³ или более.

26. Способ по п.20, отличающийся тем, что площадь отпечатка каждого углубления из одного или большего количества углублений составляет около 4 мм² или более.

27. Способ по п.20, отличающийся тем, что множество структур, образованных, по крайней мере, в одной дискретной полимерной области, содержат стержни.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что стержни ориентированы практически перпендикулярно по отношению к поверхности подложки.

29. Способ по п.27, отличающийся тем, что стержни ориентированы под острым углом по отношению к поверхности подложки.

30. Способ по п.20, отличающийся тем, что множество структур, образованных, по крайней мере, в одной дискретной полимерной области, содержат крючки.

31. Способ по п.20, отличающийся тем, что множество структур, образованных, по крайней мере, в одной дискретной полимерной области, содержат пирамиды.

32. Способ по п.20, отличающийся тем, что, кроме того, после отделения подложки и одной или большего количества дискретных полимерных областей от инструмента для формования включает деформование множества структур, по крайней мере, на одной дискретной полимерной области.

33. Способ по п.32, отличающийся тем, что деформование множества структур включает покрытие множества структур.

34. Система, предназначенная для получения композиционных тканей и содержащая подложку, определяющую маршрут переноса ткани по системе, причем ткань перемещается вниз по системе, аппарат для переноса расплавленной термопластичной композиции, переносящий валик, расположенный на пути переноса ткани, на этот переносящий валик нанесено внешнее покрытие, при этом внешняя поверхность переносящего валика содержит одну или большее количество углублений, часть внешней поверхности переносящего валика находится в контакте с первой основной поверхностью подложки, причем переносящий валик расположен таким образом, чтобы расплавленная термопластичная композиция из аппарата, предназначенного для переноса расплавленной термопластичной композиции, попадала в одну или большее количество углублений, аппарат для удаления избытка полимерной композиции, который находится в контакте с внешней поверхностью переносящего валика, причем этот аппарат расположен таким образом, чтобы он мог удалять расплавленную термопластичную композицию с внешней поверхности переносящего валика до того момента, как расплавленная термопластичная композиция на внешней поверхности этого валика войдет в контакт с подложкой, зазор переноса, расположенный на пути переноса ткани, причем при прохождении через этот зазор между валиками первой основной поверхности подложки она вступает в контакт с внешней поверхностью переносящего валика, в это же время, по крайней мере, часть расплавленной термопластичной композиции, находящейся в одном или большем количестве углублений, перемещается на первую основную поверхность подложки во время работы системы и образует там одну или большее количество дискретных полимерных областей, и зазор для формования, расположенную на пути переноса ткани вниз из зазора между валиками, при этом инструмент для формования входит в контакт с первой основной поверхностью подложки и одной или большим количеством дискретных полимерных областей, находящихся в зазоре для формования, причем инструмент для формования содержит множество выемок, обращенных в сторону первой основной поверхности подложки, это множество выемок образует множество структур в одной или большем количестве дискретных полимерных областей.

35. Система по п.34, отличающаяся тем, что зазор для переноса и зазор для формования расположены на одном и том же опорном валике.

36. Система по п.34, отличающаяся тем, что зазор для переноса включает хорошо подогнанный опорный валик, предназначенный для вдавливания части подложки в одно или большее количество углублений, расположенных на переносящем валике.

37. Система по п.34, отличающаяся тем, что зазор для переноса включает хорошо подогнанный сопряженный опорный валик, имеющий выступы для вдавливания части подложки в одно или большее количество углублений, расположенных на переносящем валике.

38. Система по п.34, отличающаяся тем, что каждое углубление из одного или большего количества углублений, расположенное на внешней поверхности переносящего валика, определяет объем углублений и, кроме того, в которой одно или большее количество углублений содержат, по крайней мере, два углубления, которые определяют различные объемы углублений.

39. Система по п.34, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одно из одного или большего количества углублений имеет форму, непрерывно распространяющуюся по окружности переносящего валика.

40. Система по п.34, отличающаяся тем, что одно или большее количество углублений содержат множество углублений, состоящих из углублений, имеющих, по крайней мере, две различные формы.

41. Система по п.34, отличающаяся тем, что содержит также станцию деформования, расположенную на пути переноса ткани вниз из зазора для формования, причем эта станция деформования включает оборудование, предназначенное для деформования множества структур в одной или большем количестве дискретных полимерных областей.

42. Система по п.41, отличающаяся тем, что станция деформования содержит аппарат для формирования головок у множества структур.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к системам и способам, предназначенным для изготовления композиционных тканей, содержащих структурированные дискретные полимерные области, по крайней мере, на одной поверхности этих тканей.

Известны процессы изготовления изделий, включающих термопластичные структуры, предназначенные, например, для соединения изделий друг с другом (системы крючков и петель, стержни с головками и т.д.). Однако в таких процессах термопластичные структуры обычно расположены по всей поверхности подложки или ткани. В тех случаях, когда требуются более мелкие скрепляющие дискретные области или другие структуры, небольшие части предварительно сформированных термопластичных структур часто прикрепляют к отдельным изделиям, например, это может быть скрепляющий язычок для подгузников или пеленок.

Способы обработки и прикрепления таких дискретных частей могут, однако, оказаться проблематичными и способны приводить к снижению производительности, а также к появлению отходов (в тех случаях, когда дискретные части не прикреплены надежно) и т.д. Кроме того, дискретные участки могут иметь относительно острые края, становясь, таким образом, источником раздражения или дискомфорта.

Некоторые из этих проблем решены в заявке на патент США №09/257447 (Tuman и другие) под названием «Ткань, содержащая дискретные стержневые области», зарегистрированной 25 февраля 1999 (эта заявка опубликована в виде международной публикации № WO 00/50229). В этой заявке описаны ткани, содержащие дискретные полимерные области, сформированные в них экструзионным покрытием (с использованием вращающихся лопастей или без них). Экструзионное покрытие может быть получено при использовании ряда наконечников, которые могут быть расположены таким образом, чтобы нанести дискретные количества полимерного материала на ткань. Другим альтернативным способом, предлагаемым в этой заявке, является использование способа трафаретной печати для получения покрытия.

Вместе с тем, все способы получения дискретных полимерных областей, предлагаемые в заявке WO 00/50229, имеют некоторые недостатки. Например, использование экструзионных головок и/или наконечников, а также любого другого связанного со способом экструзии оборудования (например, вращающихся лопастей и т.д.) может привести к образованию в тканях полимерных областей, имеющих ограниченную форму. Другим потенциальным неудобством этих способов является то, что скорость образования комбинированных структур несколько ограничена особенно в тех случаях, когда требуется получение более крупных или более толстых дискретных полимерных областей. Еще одним недостатком систем, связанных с использованием процесса экструзии, является то, что возможность получения некоторых форм с достаточной точностью в этом случае может быть ограничена возможностями процесса экструзии.

Что касается использования способа трафаретной печати для формирования дискретных полимерных областей, то этот способ обладает одним недостатком, а именно количество материала, которое может быть пропущено через отверстия сетчатого трафарета, может оказаться недостаточным для формирования необходимых структур после нанесения дискретных полимерных областей. Это обстоятельство особенно важно в тех случаях, когда термопластичные композиции, используемые для дискретных полимерных областей, имеют относительно высокую вязкость. Более важным недостатком, однако, могут оказаться ограничения, связанные с размером отверстий сетчатого трафарета. Если отверстия являются слишком большими, это может отрицательно сказаться на целостности трафарета, особенно в тех случаях, когда необходимо использовать более высокие давления для прохождения через отверстия трафарета материалов, обладающих более высокой вязкостью.

Другой недостаток, связанный с отверстиями сетчатого трафарета, заключается в том, что отверстия, которые расположены непрерывно по периферии печатающего барабана, не могут быть получены без нарушения целостности этого барабана. Кроме того, отверстия, которые расположены слишком далеко в любом направлении, могут в значительной степени ограничить силы, которые могут быть приложены к трафарету печатающим барабаном без чрезмерной деформации печатающего барабана.

Еще одним недостатком процесса трафаретной печати является то, что способность нанесения расплавленной термопластичной композиции на подложку (в тех случаях, когда подложка, например, имеет пористую, волокнистую и подобную структуру) может быть ограничена, поскольку отсутствует какая-либо физическая структура непосредственно напротив подложки, на которую наносятся дискретные полимерные области.

Целостность трафарета может быть также ограничена давлением, которое может быть приложено к ситу для его очистки от расплавленной термопластичной композиции между сеансами печати. Термопластичный материал скапливается на поверхности трафарета, он может обугливаться или подвергаться каким-либо другим видам разрушения, что может ухудшить рабочие характеристики системы в целом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предлагает системы и способы, предназначенные для изготовления композиционных тканей, включающих подложку с одной или большим количеством дискретных полимерных областей, расположенных на этой подложке. Каждая из дискретных полимерных областей, кроме того, формируется с множественными структурами. Эти структуры могут включать, например, стержни (с головками или без них), крючки (как часть скрепляющей системы в виде крючков и петель), пирамиды и т.п.

Одним из преимуществ предлагаемых в настоящем изобретении систем и способов получения композиционных тканей является способность переноса одной или большего количества дискретных полимерных областей на основную поверхность подложки; при этом термопластичный материал дискретной полимерной области может быть с усилием нанесен на подложку с помощью переносящего валика. В том случае, когда подложка имеет пористую, волокнистую и подобную структуру, использование давления может привести к более прочному креплению дискретных полимерных областей на подложках за счет того, что часть термопластичной композиции под давлением пропитывает подложку и/или капсулирует волокна подложки.

Другим преимуществом предлагаемых в настоящем изобретении систем и способов является способность получения композиционной ткани, включающей сформированные в ней дискретные структурированные полимерные области, за один проход при одновременной подаче подложки и расплавленной термопластичной композиции.

Еще одним преимуществом настоящего изобретения является способность регулировать форму и объем дискретных полимерных областей, а также расстояние между этими областями. Это может быть особенно благоприятным фактором, потому что эти параметры (форма, расстояние между частицами и объем) могут быть установлены независимо от скорости поточной линии системы.

Дополнительным преимуществом систем и способов, предлагаемых в настоящем изобретении, является возможность обеспечить получение одной или большего количества дискретных полимерных областей, которые располагаются по всей длине подложки (при этом они не образуются по всей ширине подложки, то есть дискретные полимерные области не растягиваются вместе с основной поверхностью подложки). Использование переносящего валика для формирования таких непрерывных дискретных полимерных областей может обеспечить любую возможность существенного регулирования формы и размера полимерных областей.

Еще одним преимуществом систем и способов, предлагаемых в настоящем изобретении, является способность обеспечить получение различных термопластичных композиций по всей ширине подложки, при этом некоторые дискретные полимерные области могут быть сформированы из одной термопластичной композиции, в то время как другие дискретные полимерные области сформированы из другой термопластичной композиции.

Еще одним преимуществом предлагаемых в настоящем изобретении систем и способов является то, что типы свойств различных дискретных полимерных областей, нанесенных на подложку, могут изменяться как по ширине композиционной ткани, так и в продольном направлении ткани.

И, наконец, еще одним преимуществом систем и способов настоящего изобретения является возможность обеспечить получение одной или большего количества дискретных полимерных областей на обеих основных поверхностях подложки. На противоположных основных поверхностях подложки по желанию могут быть сформированы дискретные полимерные области, обладающие одинаковыми или различными свойствами.

В одном из вариантов воплощения настоящее изобретение обеспечивает способ получения композиционной ткани за счет использования переносящего валика, включающего внешнюю поверхность с одним или большим количеством сформированных в ней углублений, и подачи расплавленной термопластичной композиции на внешнюю поверхность переносящего валика. Расплавленная термопластичная композиция удаляется с внешней поверхности переносящего валика, причем часть расплавленной термопластичной композиции проникает в одно или большее количество углублений и часть расплавленной термопластичной композиции в одном или большем количестве углублений остается в одном или большем количестве углублений после удаления расплавленной термопластичной композиции с внешней поверхности переносящего валика. По крайней мере, часть расплавленной термопластичной композиции в одном или большем количестве углублений наносится на первую основную поверхность подложки за счет контакта первой поверхности подложки с внешней поверхностью переносящего валика и расплавленной термопластичной композицией, присутствующей в одном или большем количестве углублений. После этого подложку отделяют от переносящего валика, причем одна или большее количество дискретных полимерных областей, сформированных из термопластичной композиции, после отделения подложки от переносящего валика остаются на первой основной поверхности подложки. Одна или большее количество дискретных полимерных областей, находящихся на подложке, вступают под давлением в контакт с инструментом для формования, причем часть термопластичной композиции, находящейся, по крайней мере, в одной дискретной полимерной области из одной или большего количества дискретных полимерных областей, контактирующих с инструментом для формования, входит в множество углублений, сделанных в формирующем инструменте. Способ далее включает отделение подложки и одной или большего количества дискретных полимерных областей от инструмента для формования, причем, по крайней мере, одна дискретная полимерная область включает множество структур, сформированных там после отделения одной или большего количества дискретных полимерных областей от инструмента для формования; множество структур соответствует множеству выемок, сделанных в инструменте для формования.

В другом варианте воплощения настоящее изобретение обеспечивает способ получения композиционной ткани за счет использования переносящего валика, включающего внешнюю поверхность, содержащую одно или большее количество сформированных там углублений, и подачи расплавленной термопластичной композиции на внешнюю поверхность переносящего валика. Расплавленная термопластичная композиция удаляется с внешней поверхности переносящего валика, причем часть расплавленной термопластичной композиции проникает в одно или большее количество углублений, а часть расплавленной термопластичной композиции в одном или большем количестве углублений остается в одном или большем количестве углублений после удаления расплавленной термопластичной композиции с внешней поверхности переносящего валика. В этом случае после удаления расплавленной термопластичной композиции практически все (одно или больше) углубления почти полностью заполнены расплавленной термопластичной композицией. Способ далее включает вдавливание части первой основной поверхности подложки в одно или большее количество углублений, причем первая основная поверхность имеет пористую структуру, включающую волокна. В этом способе часть расплавленной термопластичной композиции, находящейся в одном или большем количестве углублений, пропитывает пористую поверхность и еще одна часть расплавленной термопластичной композиции капсулирует, по крайней мере, часть, по крайней мере, некоторых из волокон. Подложку отделяют от переносящего валика, причем после отделения подложки от переносящего валика одна или большее количество дискретных полимерных областей, сформированных из термопластичной композиции, расположены на первой основной поверхности подложки. Одна или большее количество дискретных полимерных областей, присутствующих на подложке, вступают под давлением в контакт с инструментом для формования, причем часть термопластичной композиции, присутствующей, по крайней мере, в одной дискретной полимерной области из одной или большего количества дискретных полимерных областей, контактирующих с инструментом для формования, входит во множество углублений, сделанных в инструменте для формования. Подложку и одну или большее количество дискретных полимерных областей отделяют от инструмента для формования, при этом после отделения одной или большего количества полимерных областей от инструмента для формования, по крайней мере, одна дискретная полимерная область включает множество сформированных в ней структур, причем множество этих структур соответствует множеству выемок, сделанных в инструменте для формования.

Еще в одном варианте воплощения существующее изобретение обеспечивает систему, предназначенную для изготовления композиционных тканей. Система включает устройство для подачи ткани, обеспечивающее также подачи подложки в системе. Кроме того, в систему входит аппарат, подающий расплавленную термопластичную композицию, и переносящий валик. Переносящий валик располагается вдоль направления подачи ткани и включает внешнюю поверхность, имеющую одно или большее количество сформированных в ней углублений, причем часть внешней поверхности переносящего валика находится в контакте с первой основной поверхностью подложки, расположенной на тракте подачи ткани. Переносящий валик расположен таким образом, чтобы на него попадала расплавленная термопластичная композиция из аппарата, подающего расплавленную термопластичную композицию, причем расплавленная термопластичная композиция входит в одно или большее количество углублений. Аппарат для удаления (стирания) избытка композиции находится в контакте с внешней поверхностью переносящего валика таким образом, чтобы он мог удалять расплавленную термопластичную композицию с внешней поверхности переносящего валика до того момента, когда расплавленная термопластичная композиция на внешней поверхности переносящего валика входит в контакт с подложкой. На пути подачи ткани расположен зазор между валиками, в котором первая основная поверхность подложки прижимается к внешней поверхности переносящего валика, в то время как, по крайней мере, часть расплавленной термопластичной композиции, находящейся в одном или большем количестве углублений, во время работы системы попадает на первую основную поверхность подложки, чтобы сформировать одну или большее количество дискретных полимерных областей на первой основной поверхности подложки. Система также включает зазор для формования, расположенный на тракте подачи ткани за зазором для ткани, причем инструмент для формования прижимается к первой основной поверхности подложки, а одна или большее количество дискретных полимерных областей, находящихся в зазоре для формования инструмента для формования, включает множество выемок, сориентированных в сторону первой основной поверхности подложки, способствующих формированию множества структур в одной или большем количестве дискретных полимерных областей.

Эти и другие особенности и преимущества способов, изложенных в настоящем изобретении, более подробно описаны ниже, причем описание сопровождается различными иллюстративными воплощениями изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

Фиг.1 - Поперечное сечение одной композиционной ткани, изготовленной в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении.

Фиг.2 - Поперечное сечение другой композиционной ткани, изготовленной в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении.

Фиг.3 - Вид сверху композиционной ткани, изготовленной в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении.

Фиг.4 - Поперечное сечение одной композиционной ткани, изготовленной в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении, и включающей стержни с головками.

Фиг.5 - Поперечное сечение одной композиционной ткани, изготовленной в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении, и включающей крючки.

Фиг.6 - Поперечное сечение одной композиционной ткани, изготовленной в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении, и включающей сформированные структуры.

Фиг.7 - Поперечное сечение одной композиционной ткани, изготовленной в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении, и включающей дискретные полимерные области, расположенные на обеих основных поверхностях подложки.

Фиг.8 - Перспективный вид предлагаемого в настоящем изобретении одного процесса переноса полимера, обеспечивающего нанесение дискретных полимерных областей на подложку в соответствии со способами настоящего изобретения.

Фиг.8А - Увеличенное частично поперечное сечение, изображающее очистку переносящего валика с помощью ракеля.

Фиг.8В - Увеличенное частично поперечное сечение, изображающее соответствующий опорный валик, прижимающий подложку к переносящему валику.

Фиг.8С - Увеличенное частично поперечное сечение, изображающее сопряженный опорный валик, включающий выступы, совпадающие с углублениями, сделанными в переносящем валике.

Фиг.8D - Схема альтернативной системы для изготовления композиционных тканей в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.9 - Иллюстрация другого переносящего валика и источника полимера, которые могут быть использованы в связи с зонированной системой подачи и применяемыми способами.

Фиг.10 - Вид сверху одного углубления на переносящем валике, который может быть использован в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении.

Фиг.11 - Поперечное сечение показанного на фиг.10 углубления по линии 11-11 на фиг.10.

Фиг.12 - Вид сверху альтернативных углублений, расположенных на переносящем валике, который может использоваться в связи со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении.

Фиг.13 - Поперечное сечение показанного на фиг.12 углубления по линии 13-13 на фиг.12.

Фиг.14 - Вид сверху части одной композиционной ткани, изготовленной с использованием способов, предлагаемых в настоящем изобретении.

Фиг.15 - Перспективный вид одного переносящего валика, который может использоваться для получения показанной на фиг.14 композиционной ткани.

Фиг.16 - Вид сверху части одной композиционной ткани, которая включает дискретные полимерные области, расположенные по ширине подложки, и изготовлена согласно настоящему изобретению.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как уже указывалось выше, настоящее изобретение предлагает способы и системы получения композиционных тканей, которые включают в себя подложку с дискретными полимерными областями, расположенными на подложке. Для иллюстрации различных вариантов композиционных тканей, которые могут быть изготовлены в соответствии со способами настоящего изобретения, будут приведены различные конструкции. Иллюстративные материалы не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение, которое может быть ограничено только формулой изобретения, приведенной ниже.

На фиг.1 приведено поперечное сечение части одной композиционной ткани, изготовленной в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении. Композиционная ткань включает в себя подложку 10 с первой основной поверхностью 18 и второй основной поверхностью 19. Множество дискретных полимерных областей 14 расположено на первой основной поверхности 18 подложки 10.

Каждая дискретная полимерная область 14 композиционных тканей, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением, включает некоторую структуру, которая выступает над поверхностью основания 13. В варианте воплощения изобретения, изображенном на фиг.1, эта структура имеет форму множества стержней 12. Эти стержни 12 расположены практически перпендикулярно к основанию 13, состоящему из дискретных полимерных областей 14, а также к подстилающей подложке 10. Хотя каждый стержень 12 имеет закругленный наконечник, следует иметь в виду, что точная форма и структура этих стержней может изменяться в зависимости от предполагаемой области использования композиционной ткани.

Кроме того, хотя все стержни 12, показанные на рисунке, имеют одинаковую форму, следует понимать, что для получения композиционной ткани могут быть использованы стержни, имеющие различные размеры и/или форму в зависимости от предполагаемого применения.

Различные дискретные полимерные области 14 отделены друг от друга открытыми областями 16, расположенными на первой основной поверхности 18 подложки 10. Как показано на фиг.1, протяженность, то есть размер открытой области 16 между дискретными полимерными областями 14, может быть либо одинаковой, либо различной. Например, открытая область 16, расположенная между крайней левой парой дискретных полимерных областей 14, по своему размеру превосходит открытую область 16, расположенную между самой правой парой дискретных полимерных областей 14.

Дискретные полимерные области 14 могут закрывать любую желаемую часть поверхности подложки 10, на которой они расположены, хотя следует иметь в виду, что дискретные полимерные области 14 не будут покрывать всю поверхность подложки 10. Некоторые изменения общей площади поверхности подложки, занятой дискретными полимерными областями, могут быть такими, как описано, например, в заявке на патент США №09/257 447, озаглавленный "Ткань, содержащая дискретные упрочняющие области в виде стержней" и зарегистрированный 25 февраля 1999 года (патент опубликован как международная публикация № WO 00/50229).

Кроме того, хотя дискретные полимерные области 14 изображены в виде не связанных друг с другом областей, необходимо иметь в виду, что некоторые композиционные ткани, изготовленные с использованием систем и способов, описанных в настоящем изобретении, могут содержать относительно тонкий скин-слой термопластичной композиции, используемой для формирования дискретных полимерных областей. Такой скин-слой в некоторых случаях может соединять между собой некоторые или даже все дискретные полимерные области, расположенные на композиционной ткани. Однако в любом случае количество полимерного материала в скин-слое будет недостаточным для того, чтобы обеспечить образование структур (например, стержней, крючков, пирамид и т.п.) за пределами дискретных полимерных областей.

Подложки, используемые для соединения композиционных тканей, описанных в настоящем изобретении, могут иметь разнообразные структуры. Например, подложки могут представлять собой тканый материал, нетканый материал, вязаный материал, бумагу, пленку или любые другие непрерывные материалы, которые могут подаваться через определенный зазор. Подложки могут иметь различные свойства, характеризующие их коэффициент расширения, эластичность, гибкость, прилегаемость, способность пропускать воздух, пористость, жесткость и т.д. Кроме того, подложки могут иметь складки, морщины или другие отклонения от плоской конфигурации.

В некоторых случаях подложки могут характеризоваться определенной способностью к растяжению, а в некоторых случаях и эластичностью. Ткани, способные увеличиваться в размере, предпочтительно могут иметь начальный предел текучести при растяжении, равный, по крайней мере, приблизительно 50 г-с/см, более предпочтительно, по крайней мере, приблизительно 100 г-с/см. Кроме того, растягиваемые ткани могут предпочтительно представлять собой растягиваемые нетканые ткани.

Подходящими процессами изготовления нетканого материала, которые могут использоваться при реализации способов согласно настоящему изобретению, являются, помимо прочего, эжектирование воздушным потоком, получение нетканого материала фильерным способом, гидроструйный способ, процессы формирования материалов аэродинамическим способом из расплава и кардных материалов. Нетканые материалы, полученные фильерным способом, изготавливают экструзией расплавленного термопластика (нити) из набора выходных частей (малого диаметра) оформляющей части мундштука экструдера. Диаметр экструдированных нитей быстро уменьшается при натяжении, обеспечиваемом неэжекторным, эжекторным или другим фильерным механизмом, как описано в патентах США 4340563 (Аппель (Appel) и др.), 3692618 (Дорчнер (Dorschner) и др.), 3338992 и 3341394 (Кинни (Kinney)), 3276944 (Леви (Levy)), 3502538 (Петерсон (Peterson)), 3502763 (Хартман (Hartman)) и 3542615 (Добо (Dobo) и др.). Материал, полученный фильерным способом, предпочтительно приклеивают (в отдельных местах или по всей области).

Слой нетканого материала может быть также изготовлен из приклеиваемых кардных материалов. Кардные материалы изготавливают из отдельных штапельных волокон, пропускаемых через гребне- или кардочесальную машину, в которой происходит разделение и совмещение штапельных волокон в направлении протягивания, в результате чего формируется нетканый материал с волокнами, ориентированными, как правило, в направлении протягивания в машине. Для нарушения этого единообразного направления ориентации волокон используются устройства для произвольного ориентирования волокон.

После формирования кардный материал приклеивают одним или несколькими способами, чтобы придать материалу требуемые свойства для растяжения. Одним из способов является приклеивание порошковым клеем, распределяемым по материалу и затем активизируемым обычно при помощи нагревания материала и клея горячим воздухом. Другой способ связывания отдельных волокон представляет собой формовочное связывание, заключающееся в использовании нагретых вальцов или ультразвукового связывающего оборудования. Обычно этот процесс проводят как на ограниченном участке ткани, так и, при желании, на полной ее поверхности. В общем случае, чем большее количество волокон ткани связано между собой, тем более высокие прочностные свойства имеет нетканая ткань.

Процесс эжектирования воздушным потоком представляет собой еще один процесс, с помощью которого могут быть получены волокнистые нетканые ткани, используемые в рамках данного изобретения. При этом процессе пучки небольших волокон, длина которых обычно находится в пределах от приблизительно 6 мм до приблизительно 19 мм, разделяются и захватываются потоком воздуха и затем часто с использованием вакуумной технологии осаждаются на формирующем сите. Беспорядочно осажденные волокна затем связываются друг с другом с помощью, например, горячего воздуха или адгезива, подаваемого в виде аэрозоля.

При использовании формования из расплава нетканые ткани могут быть получены в результате экструзии термопластичных полимеров через многоканальный мундштук для нитей. Вышедший из мундштука в виде нитей расплав полимера сразу же обдувают поступающим с высокой скоростью горячим воздухом или паром, поступающим с двух сторон мундштука. Под действием воздушного турбулентного потока образующиеся волокна переплетаются в когерентную ткань, которая после этого укладывается в приемник. В общем случае, для того чтобы обеспечить получение ткани с достаточной целостностью и прочностью, пригодными для использования в рамках настоящего изобретения, сформированную ткань необходимо в дальнейшем подвергнуть связыванию способом пневматической укладки под действием высокой температуры или ультразвукового воздействия, как описано выше.

Ткань, способная к растяжению, может быть получена также с помощью способа ступенчатого надрезания материала и приведенного, например, в международной публикации № WO 96/10481 (Abuto и др.). Для получения эластичной растяжимой ткани необходимо, чтобы надрезы были не непрерывными; обычно надрезы на ткани делают перед тем, как нанести ее на любой эластичный компонент. Хотя это и более трудно, тем не менее, можно создать надрезы в неэластичном слое ткани и после того, как неэластичная ткань будет нанесена ламинированием на эластичную ткань. По крайней мере, часть надрезов в неэластичной ткани должна быть перпендикулярна (или иметь существенный перпендикулярный вектор) по отношению к предполагаемому направлению растяжения или эластичности (по крайней мере, к первому направлению) эластичного слоя ткани. В основном, перпендикулярность в этом случае означает, что угол между продольной осью выбранного надреза или надрезов и направлением растяжения должен находиться в интервале между 60 и 120 градусами. Достаточное число описанных надрезов обычно удовлетворяет требованию соблюдения перпендикулярности, поэтому ламинат, полученный таким способом, является эластичным. Нанесение надрезов в двух направлениях удобно в том случае, когда эластичный ламинат должен обладать эластичностью, по крайней мере, в двух различных направлениях.

В качестве нетканой ткани, используемой в рамках настоящего изобретения, можно также применять нетканую ткань, характеризуемую при растяжении образованием сужения или расширения. Ткань такого типа описана в патентах США №№4965122; 4981747; 5114781; 5116662 и 5226992 (автор всех патентов Morman). В этих патентах нетканую ткань удлиняли в перпендикулярном направлении по отношению к желательному направлению растяжения. При таком направлении удлинения ткани она характеризуется высокими прочностными и релаксационными свойствами в направлении растяжения.

Предпочтительно, чтобы подложки, используемые в рамках настоящего изобретения, имели некоторую пористость на одной или обеих основных поверхностях подложки. В этом случае при нанесении расплавленной термопластичной композиции на одну из основных поверхностей подложки будет возникать механическая связь между расплавленной термопластичной композицией и подложкой за счет пропитывания подложки расплавленной термопластичной композицией и/или за счет капсулирования части пористой поверхности подложки. В рамках настоящего изобретения термин "пористый" включает как структуры, содержащие пустоты, так и структуры, сформированные при связывании волокон (например, тканых, нетканых, вязаных и т.д.), которые позволяют расплавленной термопластичной композиции проникать в промежутки между волокнами. Если пористая поверхность включает волокна, термопластичная композиция может предпочтительно капсулировать волокна или части волокон, находящиеся на поверхности подложки.

При выборе соответствующей подложки, на которую должна быть нанесена термопластичная композиция, необходимо учитывать тип и структуру материала или материалов подложки. Обычно для получения подложки выбирают материалы и структуры, которые не плавятся, не размягчаются или не разрушаются каким-либо другим способом под воздействием температуры и давления, используемых на стадии переноса термопластичной композиции на подложку. Например, подложка должна иметь достаточную внутреннюю прочность, чтобы она не разрушалась в ходе процесса. Предпочтительно, подложка должна иметь достаточную прочность в направлении подачи в машине при температуре переносящего валика, чтобы ее можно было удалить неповрежденной с переносящего валика.

Используемый в данном изобретении термин «волокно» включает волокна неопределенной длины (например, нити) и волокна дискретной длины, например штапельные волокна. Волокна, используемые в связи с настоящим изобретением, могут быть многокомпонентными волокнами. Термин «многокомпонентное волокно» относится к волокну, имеющему, по крайней мере, два различных совместимых по растяжению в длину домена структурированного полимера (в поперечном сечении) в противоположность смесям, где эти домены имеют тенденцию быть рассеянными, хаотически распределенными или неструктурированными. Таким образом, различные домены могут быть сформированы из полимеров различных классов (например, найлона и полипропилена) или могут быть сформированы из полимеров одного и того же класса (например, найлона), но которые отличаются по своим свойствам или характеристикам. Термин «многокомпонентное волокно», таким образом, включает, но не ограничивается только ими, концентрические и эксцентрические волокна, имеющие бикомпонентную структуру, симметричные и асимметрические волокна, имеющие последовательную структуру, волокна с изолированной структурой, клинообразные волокна, а также полые волокна этих конфигураций.

Хотя подложки, изображенные на поперечных надрезах различных изделий, изготовленных в соответствии со способами, приведенными в настоящем изобретении, показывают однослойную структуру, следует иметь в виду, что подложки могут иметь как однослойную, так и многослойную структуру. При использовании многослойной структуры следует иметь в виду, что различные слои могут иметь одинаковые или различные свойства, структуру и т.д. Некоторые примеры таких структур могут быть такими же, какие описаны, например, в заявке на патент США №09/257447, озаглавленный «Ткань, содержащая дискретные упрочняющие области в форме стержней». Заявка зарегистрирована 25 февраля 1999 года (опубликована как международная публикация № WO 00/50229).

Дискретные полимерные области 14 могут быть сформированы из различных термопластичных полимерных материалов. Термопластичные композиции, используемые в рамках настоящего изобретения, должны обладать текучестью или должны быть способны входить в углубления, образованные в переносящем полимер валике, как будет описано ниже. Кроме того, может оказаться желательным, чтобы термопластичные композиции обладали также относительно высокой степенью формуемости, т.е. способностью в соответствующих температурных условиях и при соответствующем давлении принимать форму выемки.

Пригодными для данной цели термопластичными композициями являются такие композиции, которые могут быть переработаны в расплаве. Такими полимерами являются те, которые обладают достаточной текучестью, чтобы, по крайней мере, частично заполнить углубления, и которые в процессе плавления не подвергаются значительному ухудшению свойств. Широкий круг разнообразных термопластичных композиций имеет необходимые характеристики плавления и текучести для использования в процессе, предложенном в настоящем изобретении, в зависимости от геометрии углублений и условий обработки. Предпочтительно, чтобы плавящиеся перерабатываемые материалы и условия их обработки были выбраны таким образом, чтобы любые вязкоэластические релаксационные свойства термопластичных композиций сохранялись в углублениях до тех пор, пока не возникает необходимость переместить термопластичную композицию на подложку.

Используемый в рамках настоящего изобретения термин «термопластичный» (и различные его вариации) означает полимер или полимерную композицию, которые размягчаются при нагревании и возвращаются к своему первоначальному состоянию или к состоянию, близкому к первоначальному, при охлаждении до комнатной температуры.

Некоторые примеры термопластичных композиций, которые могут быть использованы в рамках настоящего изобретения, включают, но не ограничиваются лишь этими продуктами, полиуретаны, полиолефины (например, полипропилены, полиэтилены и т.п.), полистиролы, поликарбонаты, полиэфиры, полиметакрилаты, сополимеры этилена с винилацетатом, сополимеры этилена с виниловым спиртом, поливинилхлориды, полимеры этиленвинилацетата, модифицированные акрилатом, сополимеры этилена с акриловой кислотой, найлоны, фторуглеродные полимеры и т.д. Эти материалы могут быть как эластомерными, так и неэластомерными (например, поликарбонаты, полиметакриалты и поливинилхлориды).

Эластомерный (эластичный) термопластичный полимер - это полимер, который плавится и возвращается к своему первоначальному состоянию или к состоянию, близкому к первоначальному, после охлаждения и который обладает эластическими свойствами в стандартных условиях (например, при комнатной температуре и нормальном давлении). Используемый в рамках настоящего изобретения термин «эластомерный» означает, что материал после растяжения практически сохраняет свою исходную форму. Кроме того, эластомерные материалы могут предпочтительно выдерживать только небольшое число циклов «деформация - релаксация». Предпочтительно, чтобы при умеренном удлинении, например после удлинения приблизительно на 50%, остаточная деформация составляла предпочтительно не более приблизительно 30 процентов или более, и более предпочтительно - не более приблизительно 20 процентов или более от первоначальной длины образца. Эластомерные материалы могут представлять собой как чистые эластомеры, так и смеси с таким содержанием эластомерной фазы, при котором смесь обладает достаточными эластомерными свойствами при комнатной температуре. В патенте США №5501679 (Krueger и другие) обсуждаются некоторые эластомерные материалы, которые могут быть использованы в рамках настоящего изобретения.

Эластомерные термопластичные полимеры могут включать в себя один или большее количество полимеров. Например, полимер может представлять собой смесь с таким содержанием эластомерной фазы, что полимер обладает эластомерными свойствами при комнатной температуре. К числу подходящих эластических термопластичных полимеров относятся блок-сополимеры, такие как обычные блок-сополимеры типа А-В или А-В-А (например, стиролизопренстирольный блок-сополимер, стиролбутадиенстирольный блок-сополимер, стиролэтиленбутиленстирольный блок-сополимер), эластомерные полиуретаны, олефиновые эластомеры, в частности эластомерные сополимеры этилена (например, сополимеры этилена с винилацетатами, этилен с октеном, тройные сополимеры-эластомеры этилен/пропилен/диен), а также смеси указанных выше продуктов друг с другом, с другими эластическими термопластичными полимерами или с неэластическими термопластичными полимерами.

Для обеспечения необходимых свойств термопластичные композиции, используемые в связи с настоящим изобретением, могут также содержать различные добавки. К таким добавкам, например, относятся наполнители, агенты, способствующие уменьшению вязкости, пластификаторы, агенты, придающие клейкость, красители (например, краски или пигменты), антиоксиданты, антистатические агенты, соединения, способствующие связыванию, противоблокирующие агенты, агенты, увеличивающие скольжение, стабилизаторы (например, тепловой и ультрафиолетовый), пенообразующие агенты, микросферы, стеклянные шарики, упрочняющие волокна (например, микроволокна), внутренние разделительные агенты, теплопроводящие частицы, электропроводящие частицы и т.п. Количество таких материалов, которые при введении в термопластичные композиции способны приводить к появлению положительного эффекта, можно легко определить на основании практического опыта по обработке и использованию таких материалов.

На фиг.2 показан другой вариант композиционной ткани, изготовленной с использованием систем и способов, предлагаемых в настоящем изобретении. Эта ткань включает подложку 110, на которой расположено множество дискретных полимерных областей 114. Дискретные полимерные области 114 также включают множество стержней 112, выступающих над поверхностью основания 113. Одно различие между вариантами ткани, показанными на фиг.1 и 2, заключается в изменении ориентации выступающих стержней 112, показанных на фиг.2. Стержни 12, показанные на фиг.1, ориентированы практически перпендикулярно по отношению к подложке 10. В то же время стержни 112, показанные на фиг.2, ориентированы под острым углом по отношению к подложке 110.

Ориентация стержней 112 может быть выгодна по ряду причин. Например, для наклонных стержней 112 могут не понадобиться какие-либо головки или другие приспособления для того, чтобы войти в зацепление с поверхностями, имеющими петли или другие волокнистые структуры на подложке, предназначенные для зацепления стержней 112. При подаче в определенном направлении композиционная ткань, показанная на фиг.2, способна зацепляться за петли или какие-либо другие поверхности в выбранном направлении, в то же время при движении в противоположном направлении ткань освобождается от этих зацеплений. Такая конструкция может оказаться особенно полезной при использовании эластичной подложки. Хотя все стержни 112 показаны наклоненными в одном и том же направлении, следует иметь в виду, что стержни, расположенные на одной подложке, могут быть наклонены и в других направлениях.

Ориентация стержней 112, изображенных на фиг.2, может быть выполнена различными способами. Например, стержни 112 могут быть изготовлены с помощью инструмента, имеющего отверстия или впадины, которые наклонены в желательном направлении или направлениях. Примеры таких инструментов приведены, например, в патенте США №5792411 (озаглавленном «Изготовление идентичных элементов с помощью лазерного устройства»), патенте США №6190594 В1 (озаглавленном «Инструменты для изготовления изделий со структурированной поверхностью») и др.

На фиг.3 приведен вид сверху композиционной ткани, показанной на фиг.2 и включающей множество дискретных полимерных областей 114', расположенных на основной поверхности 118' подложки 110'. Хотя дискретные полимерные области 114 показаны в виде равномерно распределенных регулярно повторяющихся по поверхности подложки структур с одинаковым интервалом между этими структурами (как в направлении оси «x», так и в направлении оси «y»), необходимо понимать, что при желании интервал между упрочняющими дискретными полимерными областями 114 может быть и неодинаковым. Кроме того, распределение дискретных полимерных областей в структуре может быть неравномерным и/или неповторяющимся.

В других вариантах воплощения настоящего изобретения части композиционных тканей, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением, могут включать равномерно расположенные дискретные полимерные области, как это показано на фиг.3, в то время как другие части этой же композиционной ткани могут не содержать никаких дискретных полимерных областей. В еще одном варианте настоящего изобретения части композиционной ткани, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением, могут включать равномерно расположенные дискретные полимерные области, как это показано на фиг.3. В то же время другие части этой же композиционной ткани могут включать дискретные полимерные области, которые расположены неравномерно и/или неповторяющимся образом. Кроме того, различные части композиционной ткани, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением, могут включать различные наборы дискретных полимерных областей, которые могут быть расположены равномерно в повторяющихся частях, отличающихся друг от друга.

Кроме того, дискретные полимерные области могут быть получены в любой желательной форме, например, они могут иметь форму квадратов, прямоугольников, шестиугольников и т.д. Дискретные полимерные области могут иметь или не иметь характерную геометрическую форму, но могут выборочно иметь также нестандартный периметр. Кроме того, форма этих областей не обязательно должна представлять собой цельную фигуру, но могут включать также пустые участки в пределах формы, на которые не наносится ни одна из термопластичных композиций. Еще в одном варианте настоящего изобретения некоторые или все дискретные полимерные области могут иметь форму знаков, то есть букв, чисел или других графических символов.

Композиционная ткань, поперечное сечение которой показано на фиг.4, иллюстрирует еще одну разновидность композиционных тканей, изготовленных в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретение. Композиционная ткань, показанная на фиг.4, содержит подложку 210, на которой расположены дискретные полимерные области 214. В свою очередь, дискретные полимерные области 214 включают множество сформированных на них стержней 212, выступающих из основания 213. Кроме того, каждый из стержней 212 имеет головку 211. Известно, что стержни с головкой используются при изготовлении механических застежек и могут быть получены с помощью различных способов. Некоторые из таких способов описаны, например, в патентах США №5077870 (Melbye и другие), 5868987 (Kampfer и другие), 6039911 (Miller и другие) и 6132660 (Kampfer).

На фиг.5 изображена часть другой композиционной ткани, изготовленной в соответствии с предлагаемыми в настоящем изобретении способами. Эта ткань имеет множество дискретных полимерных областей 314, расположенных на подложке 310. Дискретные полимерные области 314 включают структуры 312 в виде крючков, выступающих из основания 313, прикрепленного к подложке 310. Основания 313 обработаны на конус, чтобы сделать границы дискретных полимерных областей 314 более мягкими. Несмотря на скошенные границы, дискретные полимерные области 314, тем не менее, отделены некоторой частью 316 поверхности 318 подложки 310. Фиг.6 показывает еще одну разновидность композиционной ткани, полученной в рамках настоящего изобретения. Представленная на этом рисунке разновидность ткани имеет подложку 410, на которой расположена дискретная полимерная область 414. Дискретная полимерная область 414 также включает ряд структур 412, выступающих из основания 413. Выступающие структуры 412 могут иметь форму пирамид или конусов, которые способны, например, придать композиционной ткани некоторые абразивные свойства.

Другая особенность показанной на фиг.6 композиционной ткани заключается в том, что основание 413 дискретной полимерной области 414 может включать один или большее число надрезов 415. Такие надрезы 415 могут улучшить гибкость тканей и/или прилегание, поскольку в присутствии надрезов увеличивается способность основания 413 сгибаться под действием изгибающих напряжений, прилагаемых к композиционной ткани, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением. Еще одно отличие композиционной ткани, показанной на фиг.6, заключается в том, что различные части ткани (А и В на фиг.6) могут содержать разное число структур 412, расположенных на различном расстоянии. Другое отличие состоит в том, что высота структуры 412 над поверхностью основания 413 и/или подложки 410 также может быть различной в различных частях дискретной полимерной области 414.

Фиг.7 показывает еще один вариант композиционной ткани, изготовленной в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении. Композиционная ткань включает в себя подложку 510 с противоположно расположенными основными поверхностями 518 и 519. Одна особенность ткани, показанной на фиг.7, заключается в двухсторонней природе дискретных полимерных областей, расположенных на противоположных основных поверхностях 518 и 519 соответственно.

Каждая из дискретных полимерных областей 514а и 514b расположена на основной поверхности 518 и содержит структуры 512, выступающие над поверхностью основания 513, прикрепленного к подложке 510. Дискретные полимерные области 524а и 524b расположены на противоположной основной поверхности 519 и включают стержни 522, заканчивающиеся крышками 521.

Дискретные полимерные области на противоположных основных поверхностях изображены как области, совпадающие на подложке 510. Другими словами, дискретные полимерные области 514а и 514b совмещены с дискретными полимерными областями 524а и 524b, расположенными на противоположной стороне подложки 510. Кроме того, дискретные полимерные области 514а и 514b изображены как области, в значительной мере имеющие такие же размеры, как дискретные полимерные области 524а и 524b, находящиеся на противоположной стороне подложки 510. Следует иметь в виду, однако, что в том случае, когда необходимо получить композиционную ткань, имеющую дискретные полимерные области на обеих основных поверхностях, дискретные полимерные области на противоположных поверхностях могут иметь, а могут и не иметь одинаковые размеры, как показано на фиг.7. Следует понимать также, что дискретные полимерные области могут быть расположены вместе на подложке 510 или могут не находиться на этой подложке, как это показано на фиг.7.

На фиг.8 приведен перспективный вид одной системы и одного способа получения дискретных полимерных областей на одной поверхности подложки 10 в соответствии с принципами, изложенными в настоящем изобретении. Система, изображенная на фиг.8, включает в себя подложку 10, которая определяет путь подачи ткани по системе. Подложка 10 перемещается по системе вниз по направлению, указанному стрелками на различных валиках. После разматывания или иного способа подачи (подложка 10, например, может изготавливаться в одной технологической линии с системой, показанной на фиг.8) подложка 10 направляется в зазор между опорным валиком 20 и переносящим валиком 30.

Процесс получения дискретных полимерных областей на подложке 10 включает подачу расплавленной термопластичной композиции на внешнюю поверхность 32 переносящего валика 30, который содержит одну или большее количество углублений 34, сформированных на его внешней поверхности 32. Расплавленная термопластичная композиция 41 подается на внешнюю поверхность 32 переносящего валика 30 с помощью питающего устройства, имеющего форму лотка (желоба) 40 (или с помощью другого питающего устройства, например экструдера, шестеренчатого насоса и т.д.). Избыток расплавленной термопластичной композиции стирают или удаляют с внешней поверхности 32 с помощью ракеля 42, перемещающегося по внешней поверхности 32 переносящего ролика 30. Действительно, несмотря на то, что теоретически можно идеально удалить всю термопластичную композицию с внешней поверхности 32 переносящего валика 30, практически часть термопластичной композиции может остаться на внешней поверхности 32 после ее удаления с помощью ракеля 42.

При нанесении расплавленной термопластичной композиции на внешнюю поверхность 32 переносящего валика 30 часть расплавленной термопластичной композиции предпочтительно поступает в углубления 34, сформированные на внешней поверхности 32 переносящего валика 30. Если углубления 34 в процессе подачи расплавленной термопластичной композиции заполнены неполностью, использование ракеля 42 для удаления избытка этой композиции с внешней поверхности 32 переносящего валика 30 может помочь в существенном заполнении углублений расплавленной термопластичной композицией.

Для получения желаемых изделий следует контролировать изменение температуры различных валиков в системе, изображенной на фиг.8. Предпочтительно, например, чтобы внешняя поверхность 32 переносящего валика 30 была нагрета до определенной температуры, равной или превышающей температуру плавления термопластичной композиции, которая должна быть нанесена на подложку 10. Нагревание переносящего валика 30 может также привести к увеличению степени заполнения углублений 34 расплавленной термопластичной композицией.

Поскольку расплавленная термопластичная композиция 41 сама по себе нагревается при нахождении в лотке 40, ракель 42 также обычно будет нагреваться за счет тепла, выделяемого расплавленной термопластичной композицией. Альтернативным способом может оказаться желательным регулировать также и температуру ракеля 42 отдельно от лотка 40, содержащего расплавленную термопластичную композицию 41. Например, может быть желательно нагреть ракель 42 до температуры выше температуры плавления расплавленной термопластичной композиции.

На фиг.8А представлена увеличенная часть поперечного сечения, показывающая взаимное положение ракеля 42 и углубления 34, расположенного на переносящем валике 30. Еще одной из характеристик ракеля 42, которую можно регулировать, является толщина ракеля или его длина 43 по отношению к внешней поверхности переносящего валика 30 (измеренная в направлении подачи в машине или в направлении вращения переносящего валика). Например, может оказаться полезным использовать более толстый или более длинный ракель 42, поскольку он позволит расплавленной термопластичной композиции релаксировать внутри углублений 34 в течение более длительного времени и таким образом приведет к более полному заполнению углублений. Кроме того, помимо изменения длины ракеля 42, можно также регулировать давление или усилие, прилагаемое ракелем к поверхности переносящего валика 30. Такая регулировка может проводиться с учетом различных факторов, включающих, например, характеристики расплавленной термопластичной композиции, характеристики переносящего валика и т.п.

Переносящий валик 30 с углублениями 34, заполненными, по крайней мере, частично требуемой расплавленной термопластичной композицией, продолжает вращаться до тех пор, пока углубления 34 и расплавленная термопластичная композиция, которую они содержат, не прижимаются к подложке 10 относительно опорного валика 20 в районе зазора для нанесения композиции (т.е. в зазоре, образованном переносящим валиком 30 и опорным валиком 20). Именно в этой точке начинается перенос находящейся в углублениях 34 расплавленной термопластичной композиции на подложку 10. Необходимо понимать, что при определенных условиях только часть термопластичной композиции, находящейся в углублениях 34, может переноситься на подложку 10.

При использовании подложки 10, включающей одну или большее количество пористых основных поверхностей, на которые наносится расплавленная термопластичная композиция в соответствии со способами настоящего изобретения, предпочтительно механическое связывание путем инфильтрации расплавленной термопластичной композиции в пористую поверхность подложки 10. Используемый в рамках настоящего изобретения термин "пористый" включает в себя как структуры, содержащие образовавшиеся там пустоты, так и структуры, сформированные из множества волокон (например, тканых, нетканых или вязаных). Оба типа этих пористых структур позволяют расплавленным термопластичным композициям проникать внутрь этих структур.

Предпочтительно, чтобы давление в зазоре между валиками между переносящим валиком 30 и опорным валиком 20 было достаточным для того, чтобы часть термопластичной композиции в дискретной полимерной области могла пропитать и/или капсулировать часть пористой подложки 10 и таким образом улучшить присоединение дискретных полимерных областей к подложке 10. В тех случаях, когда поверхность подложки 10 включает волокна (например, когда на основных поверхностях подложки 10 присутствует тканый, нетканый или вязаный материалы), для улучшения присоединения дискретных полимерных областей к подложке 10 может быть предпочтительно, чтобы термопластичная композиция капсулировала все или, по крайней мере, некоторую часть волокон, присутствующих на поверхности подложки 10.

В некоторых случаях расплавленная термопластичная композиция в углублениях 34 может полностью проникать в подложку 10. Такая ситуация может иметь место, если, например, подложка 10 является пористой по всей своей толщине. В других случаях проникновение расплавленной термопластичной композиция может быть ограничено лишь одним или несколькими внешними слоями подложки 10.

Необходимо понимать, однако, что, несмотря на то, что внешние поверхности подложки 10 могут обладать некоторой пористостью, эта пористость может не обязательно простираться по всей толщине подложки 10. Например, подложка 10 может содержать широкий набор различных слоев, один из которых является практически непористым. В другом случае подложка 10 по всей своей толщине может оказаться непористой даже в том случае, когда внешние поверхности подложки 10 обладают некоторой пористостью, как обсуждалось выше.

Опорный валик 20 может обладать различными характеристиками в зависимости от типа материала подложки и/или обрабатываемой расплавленной термопластичной композиции. В некоторых случаях внешняя поверхность опорного валика 20 может быть изготовлена из резины или другого хорошо прилегающего материала, который соответствует форме переносящего валика 30. При использовании материала типа резины он может, например, иметь твердость, равную приблизительно 10-90 единиц (измерение по Шору А).

Один такой вариант зазора для переноса изображен на фиг.8В, где прилегающий опорный валик 130 изображен в процессе вдавливания части подложки 110 в углубление 134 (там же находится термопластичная композиция 141). Если поверхность подложки 110, обращенная в сторону углубления 134, является пористой, то часть расплавленной термопластичной композиции 141 может проникать в пористую поверхность подложки 110. Вдавливание подложки 110 в углубление может быть особенно выгодно, если углубление 134 не полностью заполнено расплавленной термопластичной композицией 141, поскольку такое связывание улучшает вероятность контакта между подложкой 10 и расплавленной термопластичной композицией 141.

В другом варианте поверхность подложки может быть вдавлена в углубления на переносящем валике с использованием сопряженного опорного валика. Эта разновидность зазора между валиками изображена на фиг.8С, в котором опорный валик 220 содержит выступы 222, которые являются стыкующимися или сопряженными с углублениями 234 на переносящем валике 230. Выступы 222 предпочтительно должны вдавливать подложку в углубления с тем же результатом и с теми же преимуществами, как и в случае системы, изображенной на фиг.8В. Сопряженный опорный валик 220 может быть изготовлен из любого плотно прилегающего материала, неплотно прилегающего материала или комбинации этих материалов.

Вопросы, связанные с нагреванием переносящего валика или любым другим способом регулирования его температуры, обсуждены выше. Будет полезным обеспечить также возможность регулирования температуры внешней поверхности опорного валика. Например, может оказаться желательным охладить поверхность опорного валика до определенной температуры, которая ниже температуры переносящего валика. Охлаждение опорного валика может оказаться полезным для поддержания целостности подложки. Это особенно важно, если целостность подложки может быть нарушена в результате воздействия высокой температуры переносящего валика (если этот валик нагрет) и/или расплавленной термопластичной композиции, находящейся в углублениях переносящего валика.

Как видно из фиг.8, подложка 10 располагается вокруг опорного валика 20. В некоторых случаях часть расплавленной термопластичной композиции может оставаться в углублениях 34, в то время как подложка 10 отходит от переносящего валика 30. В результате оставшаяся в углублениях 34 расплавленная термопластичная композиция может удлиняться и образовывать соединительные полосы между переносящим валиком 30 и подложкой 10.

Устройство, такое как нагретая проволока 44, показанное на фиг.8, может использоваться для отделения любых жгутов термопластичной композиции, которые могут образовываться при отделении подложки 10 от переносящего валика 30. Для необходимого разъединения друг от друга любых жгутов расплавленной термопластичной композиции могут быть использованы также другие устройства и/или способы. Примеры таких устройств и/или способов могут включать, но не ограничены лишь указанными ниже способами, горячие воздушные ножи, лазеры и т.д. Кроме того, при некоторых условиях в процессе производства может не происходить натяжение термопластичной композиции между подложкой и передающим валиком.

Тенденция расплавленной термопластичной композиции - в углублениях 34 претерпевать натяжение при выходе подложки из зазора между валиками приводит к появлению другой проблемы, которая должна быть разрешена при проведении процесса в соответствии с настоящим изобретением. Эта проблема связана с внутренней когезионной прочностью подложки 10 и/или пределом прочности на растяжение подложки 10. Особенно большое беспокойство эта проблема может вызывать в том случае, если подложка 10 включает волокнистые структуры (например, тканые, нетканые или трикотажные волокна), которые могут отделяться от оставшегося участка подложки за счет сил, возникающих при отделении подложки 10 от переносящего валика 30. Эти соображения могут оказаться более важными, если расплавленная термопластичная композиция обладает специфическими свойствами (например, липкостью, высоким значением предела прочности при растяжении и т.д.), при которых сила связывания жгутов расплавленной термопластичной композиции с подложкой 10 будет превышать внутреннюю когезионную прочность и/или предел прочности при растяжении подложки 10.

Например, если подложка 10 содержит нетканую часть, связанную с полимером, то температура переносящего валика 30 и/или расплавленной термопластичной композиции может превысить температуру плавления полимера, что, в свою очередь, может привести к уменьшению внутренней когезионной прочности и/или предела прочности при растяжении подложки 10. В другом варианте нетканая подложка может содержать в своем составе волокна, температура плавления которых аналогична температуре переносящего валика 30 и/или расплавленной термопластичной композиции, что также может привести к уменьшению внутренней когезионной прочности и/или предела прочности при растяжении подложки 10.

В любом случае для того, чтобы сохранить целостность подложки в процессе переноса расплавленной термопластичной композиции, необходимо по возможности контролировать температуру валиков и/или расплавленной термопластичной композиции. Например, опорный валик 20 может быть охлажден, что, в свою очередь, приведет к понижению температуры подложки 10 и будет способствовать сохранению его внутренней когезионной прочности.

В еще одном альтернативном варианте нагревание переносящего валика 30 и/или опорного валика 20 может быть использовано для увеличения внутренней когезионной прочности и/или предела прочности на растяжение подложки 10. Например, если подложка 10 содержит в своем составе многокомпонентные волокна или волокна, имеющие различные составы, некоторое уплотнение волокон или других компонентов подложки 10 может наблюдаться при нагревании подложки 10 в процессе переноса расплавленной термопластичной композиции от переносящего валика 30 к подложке 10. Такое уплотнение волокон и компонентов подложки может улучшить ее целостность за счет образования скин-слоя или другой упрочняющей прочность структуры на поверхности или внутри подложки 10. Некоторые процессы такого типа могут быть описаны, например, в патенте США №5470424 (Isaac и другие).

Система и способ, показанные на фиг.8, включают также инструмент для формования 50, который в представленном на фиг.8 варианте также находится в контакте с опорным валиком 20 и обеспечивает образование зазора для формования, который в указанной системе находится за зазором между валиками. Хотя указанный на рисунке инструмент для формования 50 обеспечивает образование зазора для формования с тем же опорным валиком 20, который образует зазор для переноса (вместе с переносящим валиком 30), следует понять, что образование зазора для формования может происходить при установке инструмента для формования 50 напротив любого валика. Использование одного и того же опорного валика для формирования как зазора для подачи, так и зазора для формования может быть выгодно, поскольку при этом уменьшается количество компонентов в системе, а также площадь, требуемая для установки системы.

В системах и способах, где зазор для подачи и зазор для формования отделены друг от друга, т.е. они не расположены на одном и том же опорном валике 20, подразумевается, что имеют место два процесса, а именно перенос полимера и формование могут быть разделены во времени и в пространстве. Если зазор для переноса и зазор для формования отделены друг от друга настолько, что термопластичная композиция в дискретных полимерных областях уже не находится в достаточно расплавленном состоянии, чтобы образовывать структуры в зазоре для формования, необходимо нагреть дискретные полимерные области на подложке перед тем, как пропускать ее через зазор для формования. Например, дискретные полимерные области могли быть нанесены на подложку, которая после этого могла быть намотана на рулон. В дальнейшем намотанная подложка, содержащая дискретные полимерные области, может быть раскручена и после нагревания (за счет контактных или бесконтактных источников нагревания) направлена в зазор для формования.

Инструмент для формования 50 имеет форму валика и содержит выемки 52, сформированные на его поверхности. Инструменты для формования такого типа, какой показан на фиг.8, известны на практике. Некоторые такие инструменты описаны, например, в патентах США №№4984339 (Provost и другие), 5077870 (Melbye и другие), 5755015 (Akeno и другие), 5868987 (Kampfer и другие), 6132660 (Kampfer), 6190594 В1 (Gorman и другие), 6287665 В1 (Hammer) и т.д.

Чтобы повысить эффективность образования дискретных полимерных областей за счет выемок 52, присутствующих в инструменте для формования 50, инструмент для формования 50 и/или опорный валик 20 могут быть нагреты или охлаждены до определенной температуры, зависящей от свойств сформированной для этой цели термопластичной композиции. Например, может оказаться желательным нагреть или охладить инструмент для формования 50, чтобы повысить эффективность процесса формования. В зависимости от скорости проведения процесса и других факторов может оказаться полезным часть дискретных областей термопластичной композиции, расположенной на подложке 10, сохранить в расплавленном состоянии, т.е. в состоянии, при котором происходил перенос термопластичной композиции на подложку 10.

В любом случае часть термопластичной композиции, находящейся в дискретных полимерных областях 14, расположенных на подложке 10, входит в выемки 52, присутствующие в инструменте для формования 50. В результате в дискретных полимерных областях 14, расположенных на подложке 10, могут образовываться структуры типа стержней, показанных на фиг.1 и 2.

В некоторых случаях термопластичная композиция, находящаяся в дискретных полимерных областях, расположенных на подложке 10, может обладать такими свойствами (например, вязкостью и т.п.), что термопластичная композиция копирует форму выемки 52, имеющейся в инструменте для формования 50. Используемый в рамках настоящего изобретения термин «копирует» (и различные варианты этого термина) означает полное или частичное дублирование формы выемки 52 термопластичной композицией. В других случаях свойства композиции (например, ее вязкость и т.д.) могут привести к формированию термопластичной композиции на подложке 10 в такой форме, которая, хотя и отличается от формы термопластичной композиции перед ее формованием с помощью инструмента для формования 50, все же не копирует форму выемок 52, как это имеет место в приведенных выше случаях.

На фиг.8D представлена схема другой системы, предлагаемой в настоящем изобретении. Система на фиг.8D включает устройство 615 для подачи подложки 610 непосредственно в зазор для переноса 630. Аппарат 640 для переноса расплавленной термопластичной композиции переносит расплавленную термопластичную композицию к зазору для переноса 630 и предпочтительно включает переносящий валик с углублениями и устройство для удаления избытка композиции (например, ракель), описанный выше.

Через зазор между валиками 630 дискретные полимерные области 614 переносятся на подложку 610, которая после этого направляется в зазор для переноса 650, который предпочтительно содержит инструмент для формования (например, такой, как описано выше), обеспечивающий формирование выступающей над поверхностью основы 613 структуры 612, состоящей из дискретных полимерных областей 614.

Затем по желанию подложка 610 со структурными полимерными областями 614 может быть в другом варианте направлена на станцию деформования 660, на которой происходит разрушение структур 612, сформированных в зазоре для переноса 650. На станции деформования 660 могут, например, происходить различные процессы, направленные на разрушение структур 612 после их формирования в зазоре между валиками для формования 650. Примеры некоторых процессов, которые могут быть выполнены на станции деформования, включают, но не ограничены лишь этими процессами, резку, строгание, термическое истирание или плавление (под действием контактных и бесконтактных способов нагрева), изгиб или другие процессы разрушения структуры. В том случае, когда структуры 612 представляют собой стержни, процесс деформования может заключаться, например, в формировании головки на стержне, формировании крючка на стержне, изгиба стержня и т.д. Некоторые аппараты и процессы, которые могут быть использованы для деформования, описаны, например, в патентах США №№5077870 (Melbye и другие), 5868987 (Kampfer и другие), 6039911 (Miller и другие), 6054091 (Miller и другие) и 6132660 (Kampfer).

Хотя система и способ, изображенные на фиг.8, приводят к получению композиционных тканей с дискретными полимерными областями, расположенными только на одной главной стороне этих тканей, практический опыт может помочь в получении в соответствии с принципами настоящего изобретения различных модификаций, содержащих дискретные полимерные области на обеих основных поверхностях подложки. Один пример может включать, например, формирование дискретных полимерных областей на одной поверхности каждой из двух отдельных подложек, последующее совместное ламинирование этих двух подложек, приводящее к получению единой подложки с дискретными полимерными областями на ее обеих основных поверхностях (см., например, фиг.7). В другом варианте единая подложка может быть направлена в зазор, сформированный двумя переносящими валиками, причем эти переносящие валики практически одновременно будут наносить дискретные полимерные области с обеих сторон ткани.

Хотя на фиг.8 изображен вариант исполнения изобретения, при котором только одна термопластичная композиция перемещается под действием переносящего валика 30, должно быть понятно, что две или большее количество различных термопластичных композиций могут быть приложены к внешней поверхности переносящего валика 30. На фиг.9 изображена часть одной системы, использующей лоток 340, позволяющий подводить три расплавленных термопластичных композиции (в зонах А, В, и С) к поверхности переносящего валика 330, который вращается вокруг оси 331. В лотке 340 могут быть, например, установлены барьеры 342, способствующие тому, что расплавленные термопластичные композиции, находящиеся в различных зонах лотка 340, не смешиваются в процессе обработки. В другом альтернативном варианте для нанесения на переносящий валик 330 различных термопластичных композиций могут быть использованы отдельные и различные лотки для каждой термопластичной композиции.

Переносящий валик 330 также включает различные наборы углублений 334а, 334b, и 334с, в которых могут содержаться различные расплавленные термопластичные композиции. Углубления в различных зонах переносящего валика 330 имеют различные формы, различные размеры и занимают различное пространство. Например, треугольные углубления в зоне С расположены нерегулярно и в неповторяющейся последовательности, в то время как углубления в зонах А и В расположены равномерным, повторяющимся образом.

При работе с системой, изображенной на фиг.9, на единой подложке могут быть сформированы различные наборы дискретных полимерных областей с использованием различных термопластичных композиций. В результате в такой системе могут быть использованы термопластичные композиции, обеспечивающие получение множества различных свойств, характеризующих как сам процесс производства, так и получаемые в результате этого процесса изделия на основе композиционных тканей.

На фиг.10 представлен вид сверху одного углубления 34 в переносящем валике 30, который может быть использован в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении, а на фиг.11 дано поперечное сечение углубления 34 по линии 11-11 (на фиг.10). Углубление 34 оставляет круглый отпечаток (т.е. форму отверстия углубления 34 на поверхности 32 валика), диаметр которого обозначен буквой d. Глубину углубления 34 (обозначена буквой h) измеряют от внешней поверхности 32 переносящего валика 30.

Переносящие валики, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно включают достаточно большие углубления, позволяющие получить дискретные полимерные области достаточного размера, в каждой из которых могут образовываться множественные стержни или другие структуры. Углубления могут быть охарактеризованы с помощью различных параметров. Например, углубления 34 могут характеризоваться площадью, занимаемой их отпечатком на внешней поверхности инструмента для формования, максимальным размером основания (в любом направлении на поверхности валика), объемом углубления, формой отпечатка и т.д.

При оценке углубления, с точки зрения площади, занятой отпечатком углублений, каждое из углублений 34 может иметь отпечаток, площадь которого составляет приблизительно 4 квадратных миллиметра (мм² ) или более. В других ситуациях каждое из углублений 34 может иметь отпечатки площадью приблизительно 8 мм² или более.

Другой параметр, с помощью которого могут быть охарактеризованы углубления, - это ее наибольший размер на поверхности 32 переносящего валика 30. Для углубления с круглым отпечатком, показанным на фиг.10 и 11, наибольший размер отпечатка одинаков во всех направлениях. Однако углубления, используемые в рамках настоящего изобретения, могут иметь отпечаток любой желаемой формы (например, удлиненной, неравномерной и т.д.), в которой наибольший размер может наблюдаться в одном или большем числе направлений на внешней поверхности переносящего валика 30, но не в других направлениях. При оценке, с точки зрения наибольшего размера основания, может быть показано, что наибольший размер отпечатка углубления составляет приблизительно 2 мм или более, в некоторых случаях он достигает приблизительно 5 мм или более.

Еще один параметр, с помощью которого могут быть охарактеризованы углубления, используемые в рамках настоящего изобретения, - это объем углубления. Например, углубления могут иметь объем, равный, по крайней мере, приблизительно 3 (трем) кубическим миллиметрам или более, в альтернативном варианте объем углубления может составлять приблизительно 5 (пять) кубических миллиметров или более. Величина объема дискретных полимерных областей может иметь большое значение для обеспечения вхождения достаточного количества расплавленной термопластичной композиции в выемке инструмента для формования. Величина объема углубления может иметь большое значение также и потому, что, по крайней мере, часть расплавленной термопластичной композиции в ходе переноса может удерживаться внутри углубления, т.е. объем углубления предпочтительно должен превышать предполагаемый объем дискретных полимерных областей, которые будут сформированы углублениями.

На фиг.12 показаны два углубления 234, образованные на внешней поверхности 232 переносящего валика, а на фиг.13 приведено поперечное сечение одного из этих углублений 234 по линии 13-13 (на фиг.12). Углубления 234 имеют удлиненную форму, например форму лотка. При сравнении с углублениями 34, имеющими круговую форму и показанными на фиг.10 и 11, видно, что более длинные углубления 234 на фиг.12 и 13 имеют больший размер отпечатка в их продольном направлении, чем в поперечном направлении.

Выбор ориентации углублений 234 может быть сделан с учетом различных факторов. Удлиненные углубления 234 могут быть выстроены в направлении подачи в механизме (т.е. в направлении переноса подложки), в направлении, поперечном переносу ткани (т.е. в направлении, поперечном переносу подложки), или в любом другом переносящем направлении.

Фиг.14 и 15 изображают еще один вариант, связанный со способами получения композиционных тканей в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.14 показана схема части композиционной ткани, изготовленной согласно настоящему изобретению. Композиционная ткань включает подложку 310, на которой расположены две дискретные полимерные области 314 и 315. Два противоположных края 311 подложки простираются по всей длине композиционной ткани и, вместе с тем, определяют длину этой композиционной ткани.

Дискретная полимерная область 314 в форме ровной полосы термопластичной композиции нанесена на подложку 310 в направлении длины композиционной ткани. Как видно из фиг.14, дискретная полимерная область 314 может быть непрерывной по длине композиционной ткани.

Дискретная полимерная область 315 представляет собой разновидность дискретной полимерной области 314 и имеет волнистую форму по сравнению с относительно прямой линейной формой дискретной полимерной области 314. В то же время волнистая форма дискретной полимерной области 315 также проходит в направлении длины композиционной ткани. Кроме того, как показано на фиг.14, дискретная полимерная область 315 также может быть непрерывна в продольном направлении композиционной ткани.

На фиг.15 приведен перспективный вид переносящего валика 330, который может быть использован для получения термопластичной композиционной ткани, показанной на фиг.14, в соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении. Переносящий валик 330 включает в себя углубление 334, которое предпочтительно проходит непрерывно вокруг внешней окружности переносящего валика 330 и формирует дискретную полимерную область 314, как это показано на фиг.14. Переносящий валик 330 также включает в себя углубление 335, проходящее вокруг внешней окружности переносящего валика 330 и формирующее дискретную полимерную область 315, изображенную на фиг.14.

На фиг.16 показана другая разновидность способа получения композиционной ткани в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.16 представлен вид сверху части композиционной ткани, изготовленной согласно настоящему изобретению. Композиционная ткань включает подложку 410, на которой расположены дискретные полимерные области 414а, 414b и 414с, причем эти дискретные полимерные области проходят поперек подложки. Два противоположных края 411 подложки 410 проходят по всей длине композиционной ткани и совместно определяют продольный и поперечный размеры композиционной ткани.

Каждая из дискретных полимерных областей 414а, 414b, и 414с представлена в форме полос термопластичной композиции, нанесенных на подложку 410, главным образом, в поперечном направлении композиционной ткани, то есть проходят между противоположными краями 411 подложки 410. Форма дискретных полимерных областей 414а, 414b и 414с изменяется от прямой линейной конфигурации, характерной для областей 414а и 414b, до волнистой конфигурации, которую имеет дискретная полимерная область 414с. В соответствии со способами, предлагаемыми в настоящем изобретении, можно предложить большое количество других вариантов расположения, формы и/или ориентации дискретных полимерных областей.

Помимо нанесения термопластичных полимеров в дискретных областях с помощью известных способов также предполагается, что на основную поверхность подложки могут быть нанесены и дополнительные материалы. Такими материалами могут быть, например, адгезивы, указанные, например, в патентах США №№5019071 (Bany и другие), 5028646 (Miller и другие) и 5300057 (Miller и другие); или когезивы, описанные, например, в патентах США №№5389438 (Miller и другие) и 6261278 (Chen и другие.).

ПРИМЕР

Для лучшего понимания возможностей настоящего изобретения ниже приведены различные примеры. Однако возможности настоящего изобретения не ограничиваются лишь данными, приведенными в этих примерах.

Пример 1

Для получения ткани в соответствии со способами настоящего изобретения использовали аппарат, подобный аппарату, показанному на фиг.8. Для переноса расплавленного полимера, в качестве которого применяли полиэтилен сверхнизкой плотности (ENGAGE 8402 30MI, поставляемый фирмой Dupont Dow Elastomers), использовали одношнековый экструдер с диаметром шнека 5 см. Полимер был окрашен 1,5%-ным концентратом желтого цвета, изготовленным на основе полиолефина. Процесс проводили при температуре плавления, составляющей приблизительно 273°С, с использованием мундштука 40, имеющего 5 отверстий, расположенных на расстоянии 25 мм друг от друга в наконечнике мундштука. Каждое отверстие имело диаметр, равный 2,0 мм. Жгуты расплавленного полимера выходили из экструдера вертикально вниз и попадали на внешнюю поверхность 32 обогреваемого маслом стального переносящего валика 30, диаметр которого составлял 23 см. Обработку внешней поверхности проводили на фрезерном станке, работающем в соответствии с компьютерной программой. В результате такой обработки получали полусферические углубления диаметром 2,3 мм и глубиной 1,3 мм; объем углублений 2,2 мм³, а площадь поверхности 3,2 мм²; углубления были расположены в шахматном порядке с интервалом между центрами углублений, равным 5,1 мм. В результате такой обработки на 1 см² внешней поверхности переносящего валика в среднем получали 3,9 углублений.

После заполнения или частичного заполнения углублений расплавленным полимером избыток расплавленного полимера удаляли с внешней поверхности переносящего валика с помощью латунного ракеля 42 толщиной 1,5 мм, действующего против направления вращения валика и перпендикулярно его внешней поверхности. Усилие, с которым ракель прижимали к поверхности переносящего валика, составляло 131 Н/лин см. Избыточный расплавленный полимер образовывал небольшой комок вращающегося полимера, который находился в желобе, сформированном ракелем и двумя боковыми стенками, плотно прижатыми к переносящему валику. Переносящий валик был нагрет до температуры приблизительно 176°С.

После удаления избытка полимера с помощью ракеля переносящий валик продолжал вращаться до тех пор, пока углубления и расплавленный полимер, который они содержали, не вступал в плотный контакт с нетканой подложкой 10 (нейлоновый спанбонд CEREX PBN-H плотностью 10 г/м², фирма Cerex Advanced Fabrics), находящейся на резиновом опорном валике 20 (температура валика 121°С). Использовали прижимное линейное давление, равное 105 Н/см. В результате такого контакта происходил перенос части находящегося в углублениях расплавленного полимера на нетканую подложку.

После отделения подложки от переносящего валика часть расплавленного полимера оставалась в углублениях. В результате отделения оставшийся в углублениях расплавленный полимер имел тенденцию к растягиванию или натяжению между углублениями в переносящем валике и подложкой. Для отдаления жгутов расплавленного полимера, попавших на подложку с переносящего валика, использовалась нагретая проволока 44. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 92,5 г/м² . Кумулятивная основная масса расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 7,5 г/м² .

После нанесения расплавленного полимера на подложку подложку под линейным давлением 35 Н/см пропускали через зазор, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования 50 (температура которого составляла 38°С). Валик для формования представлял собой рукав из силиконового каучука, надетый на стальной валик. Резиновый рукав содержал выемки, сформированные с помощью лазерного луча, как это описано в патенте США №5792411. Диаметр выемок составлял приблизительно 0,1 мм, глубина - приблизительно 1,0 мм, а интервал между выемками - приблизительно 1,0 мм (в продольном направлении) и 0,5 мм (в поперечном направлении). В конечном итоге такая обработка приводила к получению приблизительно 194 выемок на 1 см². Выемки были повернуты на 45 градусов по отношению касательной линии поверхности валика, причем половина выемок в чередующемся порядке была повернута вверх по направлению хода механизма, а другая половина выемок - вниз. В каждом ряду соседние выемки имели различное направление. Часть перемещенного расплавленного полимера в каждой из дискретных полимерных областей 14 при формовании вдавливалась в выемки 52. В результате в дискретных полимерных областях, расположенных на подложке, образовывались структуры типа стержней, показанных на фиг.2. Высота стержней, измеренная в направлении, перпендикулярном поверхности основной полимерной области, составляла 280 мкм.

Пример 2

Для того чтобы продемонстрировать использование переносящего валика, содержащего углубления большего размера, композиционную ткань получали так же, как и в Примере 1. Единственное исключение состояло в том, что при обработке внешней поверхности переносящего валика с помощью фрезерного станка, работающего по компьютерной программе, получали удлиненные полусферические углубления диаметром 2,3 мм и глубиной 2,3 мм. Объем углубления составлял 6,6 мм³, а площадь поверхности - 3,2 мм², расстояние между центрами расположенных в шахматном порядке углублений составляло 5,1 мм. Такая обработка приводила к созданию в среднем 3,9 углублений на 1 см ² внешней поверхности переносящего валика. Основная масса каждой области расплавленного полимера, перенесенной на нетканую подложку, составила 102 г/м². Кумулятивная основная масса областей полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 8,0 г/м². Температура опорного валика составляла приблизительно 121°С, а температура валика для формования - приблизительно 38°С. Высота стержней, полученных с помощью валика для формования, измеренная в направлении, перпендикулярном поверхности основной полимерной области, составляла 280 мкм.

Пример 3

Для того чтобы продемонстрировать использование переносящего валика, содержащего углубления большего размера, композиционную ткань получали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что при обработке внешней поверхности переносящего валика с помощью фрезерного станка, работающего по компьютерной программе, получали удлиненные полусферические углубления диаметром 2,5 мм и глубиной 2,5 мм. Объем углубления составлял 12,9 мм ³, а площадь поверхности - 5,1 мм² , расстояние между центрами расположенных в шахматном порядке углублений составляло 5,1 мм. Такая обработка приводила к созданию в среднем 3,9 углублений на 1 см² внешней поверхности переносящего валика. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 221 г/м ². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 28 г/м ². Температура опорного валика составляла приблизительно 121°С, а температура валика для формования - приблизительно 38°С. Высота стержней, полученных с помощью валика для формования и измеренная в направлении, перпендикулярном поверхности основной полимерной области, составляла 381 мкм.

Пример 4

Для того чтобы продемонстрировать использование другого полимера, композиционную ткань получали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что в качестве полимера применяли линейный полиэтилен низкой плотности (ASPUN 6806 100MI, поставляемый фирмой Dow Chemical), окрашенный 1,5%-ным концентратом красного цвета на основе полиолефина (1053237, компания Clariant Corp.). Процесс проводили при температуре плавления, составляющей приблизительно 190°С. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 86 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 6,7 г/м². Температура опорного валика составляла приблизительно 121°С, а температура валика для формования - приблизительно 38°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в направлении, перпендикулярном поверхности основной полимерной области, составляла 230 мкм.

Пример 5

Чтобы продемонстрировать использование переносящего валика, содержащего более крупные углубления, в этом примере ткань получали, как и в Примере 4, и использовали переносящий валик, описанный в Примере 2. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 200 г/м ². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, нанесенного на нетканую подложку, составила 17 г/м ². Температура опорного валика составляла приблизительно 121°С, а температура валика для формования - приблизительно 38°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в направлении, перпендикулярном поверхности основной полимерной области, составляла 267 мкм.

Пример 6

Чтобы продемонстрировать использование переносящего валика, содержащего более крупные углубления, в этом примере ткань получали, как и в Примере 4, и использовали переносящий валик, описанный в Примере 3. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 298 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 37 г/м² . Температура опорного валика составляла приблизительно 121°С, а температура валика для формования - приблизительно 38°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в направлении, перпендикулярном поверхности основной полимерной области, составляла 330 мкм.

Пример 7

Для того чтобы продемонстрировать использование другого полимера, композиционную ткань получали так же, как и в Примере 1, за исключением того, что в качестве полимера применяли линейный полиуретан (PS 164-400, поставляемый компанией Huntsman Chemical), окрашенный 1,5%-ным концентратом зеленого цвета на основе полиолефина (1030629, компания Clariant Corp.). Процесс проводили при температуре плавления, составляющей приблизительно 207°С. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали линейное давление зажима в зазоре, равное 70 Н/см. Основная масса каждой нанесенной области расплавленного полимера составила 86 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 6,7 г/м². После переноса расплавленного полимера на подложку подложку при линейном давлении 44 Н/см пропускали через зазор, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Температура опорного валика составляла приблизительно 93°С, а температура валика для формования - приблизительно 38°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в направлении, перпендикулярном поверхности основной полимерной области, составляла 229 мкм.

Пример 8

Чтобы продемонстрировать использование переносящего валика, содержащего более крупные углубления, ткань получали, как и в Примере 7, и использовали переносящий валик, описанный в Примере 2. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 200 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, нанесенного на нетканую подложку, составила 17 г/м² . Температура опорного валика составляла приблизительно 93°С, а температура валика для формования - приблизительно 38°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в направлении, перпендикулярном поверхности основной полимерной области, составляла 254 мкм.

Пример 9

Чтобы продемонстрировать использование переносящего валика, содержащего более крупные углубления, в этом примере ткань получали, как в Примере 7, и использовали переносящий валик, описанный в Примере 3. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 292 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 37 г/м² . Температура опорного валика составляла приблизительно 93°С, а температура валика для формования - приблизительно 38°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в направлении, перпендикулярном поверхности основной полимерной области, составляла 330 мкм.

Пример 10

Чтобы продемонстрировать использование переносящего валика, содержащего более крупные углубления, ткань в этом примере получали, как в Примере 1. Однако в этом случае в результате обработки внешней поверхности переносящего валика с помощью фрезерного станка, управляемого компьютерной программой, получали удлиненные полусферические углубления диаметром 5,1 мм и глубиной 5,1 мм; объем углублений составлял 34,3 мм³, а площадь поверхности 6,5 мм²; углубления были расположены в шахматном порядке с интервалом между центрами, равным 8,5 мм. Такая обработка позволяла получать на 1 см² внешней поверхности переносящего валика в среднем 1,4 углублений. В качестве полимера использовали линейный полиэтилен низкой плотности (ASPUN 6806 100MI, выпускаемый компанией Dow Chemical), окрашенный 2%-ным красным цветным концентратом, основанным на полиолефине (1053237, Clariant Corp.). Полимер использовали при температуре плавления, составляющей приблизительно 190°С. Температура переносящего валика составляла приблизительно 198°С. В качестве подложки использовали нетканую полиэфирную ткань, полученную гидроструйным способом (SONTARA 8005, выпускаемая фирмой Dupont, плотность 68 г/м²). Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление в зазоре, равное 131 Н/см. После переноса расплавленного полимера на подложку подложку под линейным давлением 175 Н/см пропускали через зазор, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Валик для формования представлял собой рукав из силиконового каучука, надетый на стальной валик, содержащий выемки диаметром приблизительно 0,13 мм и глубиной приблизительно 1,2 мм; интервал между выемками составлял приблизительно 0,83 мм. Общее количество выемок на валике составляло приблизительно 248 выемок на 1 см ². Выемки были повернуты на 90 градусов по отношению к касательной поверхности валика. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 945 г/м ². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 85 г/м ². Температура опорного валика составляла приблизительно 93°С, а температура валика для формования - приблизительно 49°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в направлении, перпендикулярном поверхности основной полимерной области, составляла 457 мкм.

Пример 11

Чтобы продемонстрировать использование другого полимера и других условий формования, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как и в Примере 10, за исключением того, что в данном случае применяли смесь 90% стиролизопренстирол блок-сополимера KRATON 1117D (компания Shell Chemical) и 10% полиэтилена ASPUN 6806 (компания Dow Chemical). Эту полимерную смесь использовали при температуре плавления, составляющей приблизительно 207°С. Температура переносящего валика также составляла приблизительно 207°С. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление в зазоре, равное 131 Н/см. После переноса расплавленного полимера на подложку подложку под линейным давлением 263 Н/см пропускали через зазор, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Валик для формования представлял собой рукав из силиконового каучука, надетый на стальной валик, содержащий выемки диаметром приблизительно 0,1 мм и глубиной приблизительно 1,0 мм; интервал между выемками составлял приблизительно 0,5 мм. Общее количество выемок на валике составляло приблизительно 388 выемок на 1 см². Выемки были повернуты на 90 градусов по отношению к касательной поверхности валика. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 1302 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 117 г/м². Температура опорного валика составляла приблизительно 93°С, а температура валика для формования - приблизительно 49°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 305 мкм.

Пример 12

Чтобы продемонстрировать использование другого полимера и другого валика для формования, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 10, за исключением того, что в данном случае применяли полиэтилен ASPUN 6806 при температуре плавления, составляющей приблизительно 190°С. Температура переносящего валика также составляла приблизительно 190°С. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление, равное 175 Н/см. После переноса расплавленного полимера на подложку подложку под линейным давлением 263 Н/см пропускали через зазор, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Применяли валик для формования, описанный в Примере 1. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 1240 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 112 г/м² . Температура опорного валика составляла приблизительно 104°С, а температура валика для формования - приблизительно 66°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 533 мкм.

Пример 13

Чтобы продемонстрировать использование другого полимера и другого валика для формования, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 10, за исключением того, что в данном случае применяли полиуретан PS 164-400 при температуре приблизительно 201°С. Температура переносящего валика составляла приблизительно 218°С. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление в зазоре, равное 131 Н/см. После переноса расплавленного полимера на подложку подложку при линейном давлении 44 Н/см пропускали через зазор, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Применяли валик для формования, подобный валику, описанному в Примере 1, за исключением того, что выемки были расположены под углом 45 градусов по отношению к касательной поверхности валика, причем половина выемок была наклонена вправо, а другая половина - влево. Все выемки, расположенные в одном ряду, были наклонены в одном и том же направлении. Направление выемок попеременно чередовалось от ряда к ряду. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 1147 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 103 г/м². Температура опорного валика составляла приблизительно 93°С, а температура валика для формования приблизительно 49°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 343 мкм.

Пример 14

Чтобы продемонстрировать использование другого полимера, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 13, за исключением того, что в данном случае применяли полиуретан ESTANE 58238 (компания Noveon) при температуре плавления, составляющей приблизительно 190°С. Температура переносящего валика составляла приблизительно 218°С. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление, равное 219 Н/см. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 1286 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 116 г/м² . Температура опорного валика составляла приблизительно 93°С, а температура валика для формования приблизительно 49°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 259 мкм.

Пример 15

Чтобы продемонстрировать использование другого полимера и другого валика для формования, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 12, за исключением того, что в данном случае для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление, равное 219 Н/см. После переноса расплавленного полимера на подложку подложку при линейном давлении 44 Н/см пропускали через зазор, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Применяли такой же валик для формования, как описан в Примере 11. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 1069 г/м² . Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 96 г/м ². Температура опорного валика составляла приблизительно 93°С, а температура валика для формования приблизительно 49°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 272 мкм.

Пример 16

Чтобы продемонстрировать использование другого полимера, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 15, за исключением того, что в данном случае применяли полиэтилен ENGAGE 8402 при температуре плавления, составляющей приблизительно 190°С. Температура переносящего валика составляла приблизительно 218°С. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление, равное 131 Н/см. После переноса расплавленного полимера на подложку подложку при линейном давлении 44 Н/см пропускали через зазор между валиками, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Применяли такой же валик для формования, как описан в Примере 11. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 821 г/м ². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 74 г/м ². Температура опорного валика составляла приблизительно 93°С, а температура валика для формования - приблизительно 49°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 269 мкм.

Пример 17

Чтобы продемонстрировать использование другого переносящего валика, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 16, за исключением того, что в данном случае при обработке внешней поверхности переносящего валика с помощью фрезерного станка, работающего по компьютерной программе, получали полусферические углубления диаметром 2,3 мм и глубиной 1,3 мм. Объем углубления составлял 3,6 мм³, а площадь поверхности - 4,1 мм², расстояние между центрами расположенных в шахматном порядке углублений составляло 5,1 мм. Такая обработка приводила к созданию в среднем 3,9 углублений на 1 см ² внешней поверхности переносящего валика. Температура переносящего валика составляла приблизительно 218°С. Линейное давление на ракеле составляло 219 Н/см. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление, равное 131 Н/см. После переноса расплавленного полимера на подложку подложку под линейным давлением 88 Н/см пропускали через зазор, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Применяли такой же валик для формования, как описан в Примере 11. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 207 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 33 г/м². Температура опорного валика составляла приблизительно 85°С, а температура валика для формования приблизительно 33°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 432 мкм.

Пример 18

Чтобы продемонстрировать использование другого полимера, а также введение дополнительной стадии обработки, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 17, за исключением того, что в данном случае применяли полиэтилен ASPUN 6806 при температуре плавления, приблизительно составляющей 218°С. Температура переносящего валика составляла приблизительно 218°С. Линейное давление на ракеле составляло 219 Н/см. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление, равное 131 Н/см. В качестве подложки в этом примере использовали полиэфирное полотно, изготовленное гидроструйным способом (продукт 140-070 фирмы BBA-Veratec, плотность 34 г/м ²). Применяли такой же валик для формования, как описан в Примере 11. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 154 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 24 г/м² . Температура опорного валика составляла приблизительно 85°С, а температура валика для формования приблизительно 58°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 495 мкм. Затем на концах стержней, расположенных на ткани, формировали головки с помощью способа, приведенного в патенте США №6132660 (Kampfer). Ткань протягивали через зазор, образованный двумя каландровыми валиками. Температура верхнего валика, который в процессе формирования головок контактировал с концами стержней, составляла приблизительно 103°С. Температура нижнего валика составляла приблизительно 60°С. Зазор между двумя валиками составлял 584 мкм. После формирования головок ткань под давлением 750 Н подавали в нагретый резиновый зазор, образованный нагретым верхним валиком (73°С) и нижним валиком, в который подавалась водопроводная вода. При этом происходило дополнительное деформование головок.

Пример 19

Чтобы продемонстрировать использование другого полимера, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 17, за исключением того, что в данном случае применяли полиуретан ESTANE 58238 при температуре плавления, составляющей приблизительно 201°С. После переноса расплавленного полимера на подложку подложку под линейным давлением 44 Н/см пропускали через зазор, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Применяли такой же валик для формования, как описан в Примере 11. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 292 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 47 г/м² . Температура опорного валика составляла приблизительно 85°С, а температура валика для формования приблизительно 41°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 269 мкм.

Пример 20

В этом примере ткань получали так же, как и в Примере 17, за исключением того, что в данном случае использовали два различных полимера, которые подавали к трем различным областям переносящего валика. Между боковыми стенками желоба, описанного в Примере 1, были вставлены две разделительные перегородки и таким образом на валу для формования получали три меньших желоба конфигурации А-В-А, которые позволяли получить три потока расплавленного полимера. В желоб А с помощью экструдера, описанного в Примере 1, подавали полимер KRATON 1657 при температуре плавления приблизительно 218°С. Полиэтилен (ASPUN 6806 компании Dow Chemical) из плавильной решетки компании J&M через нагретую трубу при температуре плавления приблизительно 218°С подавали в желоб В. В этом примере использовали переносящий валик, описанный в Примере 17 и нагретый до температуры приблизительно 232°С. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление, равное 263 Н/см. После переноса расплавленного полимера на подложку подложку под линейным давлением 53 Н/см пропускали через зазор между валиками, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Применяли такой же валик для формования, как описан в Примере 11. Вес каждой партии расплавленного полимера, перемещенной по желобу А, составлял 171 г/м² . Общий вес расплавленного полимера, нанесенного на нетканую подложку через желоб А, составлял 26 г/м² . Вес каждой партии расплавленного полимера, перемещенной по желобу В, составлял 219 г/м². Общий вес расплавленного полимера, нанесенного на нетканую подложку через желоб В, составлял 35 г/м². Высота стержней, сформированных с помощью валика для формования в области «А», измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 170 мкм. Температура опорного валика составляла приблизительно 85°С, а температура валика для формования - приблизительно 43°С. Высота стержней, сформированных с помощью валика для формования в области «В», измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 508 мкм.

Пример 21

Чтобы продемонстрировать использование другого полимера, а также введение дополнительной стадии обработки, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 18, за исключением того, что в данном случае применяли полиэтилен Н2104 (компания Huntsman Chemical) при температуре плавления, составляющей приблизительно 212°С. Применяли переносящий валик, такой же как в Примере 10. Температура переносящего валика составляла приблизительно 204°С. Линейное давление на ракеле составляло 131 Н/см. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление, равное 175 Н/см. В качестве подложки в этом примере использовали полиэфирную нетканую ткань, изготовленную гидроструйным способом (SONATRA 8005 фирмы Dupont, плотность 68 г/м² ). После переноса расплавленного полимера на подложку подложку под линейным давлением 53 Н/см пропускали через зазор между валиками, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Применяли такой же валик для формования, какой описан в Примере 11. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 1023 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 92 г/м² . Температура опорного валика составляла приблизительно 77°С, а температура валика для формования - приблизительно 71°С. Высота стержней, сформированных с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 394 мкм. После этого на концах стержней, расположенных на ткани, формировали головки, используя такое же оборудование и те же условия, какие описаны в Примере 18.

Пример 22

Чтобы продемонстрировать использование другого переносящего валика, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 15. Единственное исключение заключалось в том, что в данном случае при обработке внешней поверхности переносящего валика с помощью фрезерного станка, работающего по компьютерной программе, получали углубления в форме параллельных оси валика канавок длиной 20 см, шириной 2,3 мм и глубиной 1,3 мм. Объем углубления составлял около 600 мм ³, а площадь поверхности - 581 мм² , расстояние между центрами канавок составляло 1,0 см. Такая обработка приводила к созданию в среднем 3,9 углублений на 1 см² внешней поверхности переносящего валика. Температура переносящего валика составляла приблизительно 176°С. В качестве полимера использовали полиэтилен ASPUN 6806 при температуре плавления около 176°С. Линейное давление на ракеле составляло 88 Н/см. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление, равное 350 Н/см. После переноса расплавленного полимера на подложку подложку при линейном давлении 44 Н/см пропускали через зазор между валиками, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования. Применяли такой же валик для формования, как описан в Примере 11. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 36 г/м ². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 98 г/м ². Температура опорного валика составляла приблизительно 77°С, а температура валика для формования - приблизительно 71°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 414 мкм.

Пример 23

Чтобы продемонстрировать использование другого полимера, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 22, за исключением того, что в данном случае применяли полиэтиленвинилацетат (ELVAX 150, компания Dupont) при температуре приблизительно 176°С. Для переноса некоторой части расплавленного полимера из углублений на нетканую подложку использовали прижимное линейное давление, равное 88 Н/см. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 43 г/м ². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 117 г/м ². Температура опорного валика составляла приблизительно 77°С, а температура валика для формования приблизительно 71°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 350 мкм.

Пример 24

Чтобы продемонстрировать возможность нанесения ткани, используемой в рамках настоящего изобретения, на дополнительную подложку, в этом примере применяли ткань, приготовленную, как в Примере 18. Затем ткань с помощью горячего расплавленного адгезива наносили на эластичную композиционную ткань Bostik 9041, используя для этой цели процесс, описанный в Примере 4 изобретения, опубликованного в РСТ WO 00/20200. В качестве эластичной композиционной ткани использовали GLOSPAN, представляющую собой эластичные волокна с прочностью 280 денье (2,75 волокна/см, отношение растяжения 2,5:1), расположенные на верхней поверхности нетканой полипропиленовой ткани, изготовленной гидроструйным способом (15 г/м ², фирма PGI Nonwovens).

Пример С1 для сравнения

С целью сравнения предлагаемого в настоящем изобретении процесса с известным процессом ротационной трафаретной печати в этом примере применяли ткань, полученную с использованием следующих материалов, оборудования и условий. Для переноса расплавленного полиуретана (ESTANE 58238) на шлицевый мундштук с промежутком 0,5 мм при температуре плавления приблизительно 218°С использовали одношнековый экструдер с диаметром шнека 2,5 см. Широкая полоса расплавленного полимера подавалась вертикально вниз на внутреннюю поверхность металлического сетчатого валика (201°С) толщиной 0,4 мм и диаметром 25 см. Этот сетчатый валик имел круглые отверстия диаметром 2,3 мм, расположенные в шахматном порядке, с расстоянием между центрами отверстий 5,1 мм. Общее количество углублений составляло в среднем 3,9 углублений на 1 см² . К наконечнику мундштука экструдера был присоединен ракель, который оказывал на внутреннюю поверхность сетчатого валика линейное давление, равное 35 Н/см. Ракель способствовал прохождению расплавленного полимера через отверстия в сите и удалению большей части избытка этого полимера с внутренней поверхности сита. После удаления избытка расплавленного полимера ракелем сетчатый валик продолжал вращаться до тех пор, пока отверстия и содержащийся в них расплавленный полимер не прижимались к подложке из полученной гидроструйным способом нетканой полиэфирной ткани (SONATRA 8005, плотность 68 г/м², компания Dupont), изготовленной гидроструйным способом на стальном прессовом валике (температура которого составляла 36°С), предназначенном для нанесения изображения. Прижимное линейное давление составляло 18 Н/см. В ходе этого процесса происходил перенос части расплавленного полимера из отверстий на нетканую подложку. После отделения сетчатого валика от подложки часть расплавленного полимера оставалась в отверстиях валика. В результате оставшийся расплавленный полимер имел тенденцию к растяжению или мог растягиваться или натягиваться между отверстиями сетчатого валика и подложкой. Для удаления таких жгутов, образовавшихся при отделении подложки от стального ролика, использовали нагретую проволоку. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 171 г/м ². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 27 г/м ². После переноса расплавленного полимера на подложку подложку под линейным давлением 438 Н/см пропускали через зазор, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования, описанным в Примере 1. Температура валика для формования составляла приблизительно 41°С. Высота стержней, образующихся с помощью валика для формования, измеренная в перпендикулярном направлении по отношению к поверхности основной полимерной области, составляла 190 мкм. Высота стержней, образующихся в процессе ротационной трафаретной печати, была значительно ниже, чем высота стержней, образующихся при использовании процесса, предлагаемого в настоящем изобретении.

Пример С2 для сравнения

Для дальнейшего сравнения предлагаемого в настоящем изобретении процесса с хорошо известным процессом ротационной трафаретной печати в этом примере ткань получали, как и в Примере сравнения 1, используя блок-сополимер KRATON 1657 SEBS (компания Shell Chemical), окрашенный концентратом черного цвета на основе полиолефина (ССС-294, 1%, компания Polymer Color), при температуре плавления приблизительно 218°С. Температура сетчатого валика составляла приблизительно 190°С. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 97 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 16 г/м². После переноса расплавленного полимера на подложку подложку под линейным давлением 438 Н/см пропускали через зазор, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования, описанным в Примере 11. Температура валика для формования составляла приблизительно 41°С. Количество полимера, перенесенного на подложку, оказалось недостаточным для образования стержней в процессе ротационной трафаретной печати даже при очень высоком прижимном давлении.

Пример С3 для сравнения

Для дальнейшего сравнения предлагаемого в настоящем изобретении процесса с известным процессом ротационной трафаретной печати в этом примере ткань получали, как и в Примере сравнения 1, используя полиэтилен ASPUN 6806 при температуре плавления приблизительно 207°С. Для переноса расплавленного полимера на внутреннюю поверхность сетчатого валика в процессе ротационной трафаретной печати использовали аппарат для плавления с решеткой. На валик были нанесены круглые отверстия диаметром 1,8 мм, расположенные в шахматном порядке с расстоянием между центрами отверстий 6,4 мм. Таким образом получали в среднем 2,5 углублений на 1 см ² валика. Температура сетчатого валика составляла приблизительно 190°С. В примере использовали нетканую подложку, описанную в Примере 1. Основная масса каждой перенесенной области расплавленного полимера составила 49 г/м². Кумулятивная основная масса областей расплавленного полимера, перенесенного на нетканую подложку, составила 5 г/м². После переноса расплавленного полимера на подложку подложку при линейном давлении 438 Н/см пропускали через зазор между валиками, сформированный резиновым опорным валиком и валиком для формования, описанным в Примере 11. Температура валика для формования составляла приблизительно 41°С. Количество полимера, перенесенного на подложку, оказалось недостаточным для образования стержней в процессе ротационной трафаретной печати даже при очень высоком прижимном давлении.

Приведенные выше примеры иллюстрируют практические возможности настоящего изобретения. Способы этого изобретения можно осуществлять на практике и в отсутствии какого-либо элемента или пункта, специально не указанного в этом документе. Все данные, относящиеся к патенту, использованию патента и соответствующим публикациям, включены как отдельные ссылки в данный документ. Различные модификации и изменения данного изобретения станут очевидными для специалистов в данной области, что не подразумевает выхода за рамки объема данного изобретения. Необходимо понимать, что это изобретение не должно быть ограничено лишь приведенными в данном документе иллюстративными материалами.