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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein schlingenartiges Material, insbesondere
auf ein Material, das mit Hakenelementen verbunden wird, um ein
Befestigungselement zu bilden, auf seine Herstellung und Verwendung,
und auf Befestigungselemente, die ein solches schlingenartiges Material
umfassen.
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In
der Herstellung von gewebten und nichtgewebten Materialien ist es üblich, das
Material als durchgehende Fasermatte bzw. -bahn bzw. durchgehendes
Vlies zu bilden, die bzw. das anschließend gewickelt bzw. gespult
wird. In gewebten und gewirkten schlingenartigen Materialien sind
schlingen- bzw. schlaufenbildende Filamente bzw. Fasern bzw. Fäden in der
Struktur eines Gewebes beinhaltet, um aufrechte Schlingen bzw. Schlaufen
zum Einhaken der Haken zu bilden. Da Klettverschlüsse eine
breite Anwendung finden, speziell in preisgünstigen Einwegprodukten, wurden
einige Formen nichtgewebter Materialien als schlingenartiges Material
vorgeschlagen, um Kosten und Gewicht des Schlingen aufweisenden
Produktes zu reduzieren, und dabei eine angemessene Schließ- bzw.
Verschlussleistung hinsichtlich Abziehfestigkeit bzw. Haftvermögen und Scherfestigkeit
zu bieten. Nichtsdestotrotz stellen die Kosten der Schlingen aufweisenden
Befestigungskomponente einen Hauptfaktor dar, der das Maß der Verwendung
von Klettverschlüssen
begrenzt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Wir
haben festgestellt, dass nichtgewebte Stoffe, die mit bestimmten
Struktureigenschaften konstruiert sind, für ihren vorgesehenen Zweck
als einhakbare Schlingengewebe gut funktionieren können und
dabei besondere Vorteile hinsichtlich Herstellungskosten und anderer
Eigenschaften bieten.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist eine Schlingen aufweisende Befestigungskomponente
eines Klettverschlusses, die eine nichtgewebte Fasermatte bzw. ein
nichtgewebtes Vlies aus verwickelten bzw. verknäulten Fasern mit einem im Allgemeinen ebenen
Fasermatten- bzw. Vlieskörper
umfasst, von dessen zumindest einer Fläche sich Fasern in Form von
einhakbaren Schlingen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die
Fasermatte bzw. das Vlies, einschließlich des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers und
der Schlingen, ein Gewicht von weniger als etwa 4 Unzen/Quadratyard
(135 g/m2) aufweist, dass der Fasermatten-
bzw. Vlieskörper
eine uneinheitliche Verteilung der Fasern aufweist, wobei die Fasern
in relativ hoher Konzentration in den Regionen der Basen der einhakbaren
Schlingen vorhanden sind und in relativ geringer Konzentration in
Regionen, die zwischen den Basen der Schlingen liegen, und dass eine
wesentliche Anzahl an Fasern in den Regionen mit geringer Konzentration
in der Ebene des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers straff bzw. straff gespannt ist
und sich in verschiedene Richtungen erstreckt, die sich von den
Basen der Schlingen strahlenförmig ausbreiten.
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Die
verschiedenen Ausführungsformen
haben eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften:
Die Basen
der Schlingen enthalten straffe bzw. straff gespannte Abschnitte
der Fasern des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers, die als schlingenbildende
Fasern ausgebildet sind;
Straffe bzw. straff gespannte Fasern
der Basen tragen zur Definition bzw. Abgrenzung von freistehenden
Formationen bzw. Gebilden bei, die sich von der Ebene des Fasermatten-
bzw. Vlieskörpers
erstrecken und die einhakbaren Schlingen enthalten;
Die freistehenden
Formationen bzw. Gebilde weisen verlängerte Rümpfe bzw. Stämme auf,
von denen sich mehrere einhakbare Schlingen erstrecken;
Die
relativ hohe Konzentration der Fasern an den Basen der einhakbaren
Schlingen definieren bzw. grenzen gestraffte bzw. verstärkte Faserverwicklungen bzw.
-verknäulungen
ab;
Das kombinierte Gewicht des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers und
der Schlingen ist kleiner als 2 Unzen/Quadratyard (68 g/m2); und
Die Schlingen sind über die
Fläche
des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers
in einem relativ zufälligen
Muster angeordnet.
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In
einigen Ausführungsformen
ist ein verfestigtes Fluid- bzw. Flüssigkeitsbindemittel an den
Basen der Schlingen konzentriert. Das Bindemittel kann aus der Gruppe
bestehend aus Acrylharzen, Urethanen, Polyvinylen, Formaldehyen,
Glyoxalen und Epoxiden ausgewählt
sein. Vorzugsweise ist das verfestigte Fluid- bzw.
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Flüssigkeitsbindemittel
an den Basen der Schlingen zumindest teilweise als Ergebnis der
Kapillarströmung
vor der Verfestigung konfiguriert.
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In
einigen Fällen
macht das verfestigte Fluid- bzw. Flüssigkeitsbindemittel etwa zwischen
20 und 40% (vorzugsweise, etwa ein Drittel) des Gesamtgewichts der
Fasermatte bzw. des Vlies einschließlich der Schlingen aus.
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In
einigen Ausführungsformen
ist die Schlingen aufweisende Befestigungskomponente mit einer Schicht
aus thermoplastischem Material kombiniert, so dass eine zweite Fläche des
Fasermatten- bzw. Vlieskörpers,
die der Fläche
gegenüberliegt
bzw. entgegengesetzt ist, von der sich die einhakbaren Schlingen
erstrecken, in die Schicht aus thermoplastischem Material eingebettet
bzw. eingekapselt ist. Vorzugsweise sind die Hakenelemente auf der
Fläche
der Schicht aus thermoplastischem Material integral geformt.
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Die
verschiedenen Ausführungsformen
haben eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften:
Die thermoplastischen
Fasern der Fasermatte bzw. des Vlies sind an den Basen der einhakbaren
Schlingen warmverschweißt;
Die
Schlingen aufweisende Befestigungskomponente ist aus einer genadelten
nichtgewebten Ausgangsfasermatte vorgegebenen Ausmaßes bzw.
vorgegebener Größe gebildet,
wobei die Fasermatte bzw. das Vlies der Schlingen aufweisenden Befestigungskomponente
in ihrer bzw. seiner Erstreckungsebene in stabilisiertem gedehnten
bzw. gezogenen Zustand eine zumindest 20% größere Fläche (vorzugsweise zumindest
50% und noch bevorzugter zumindest 100%) größere Fläche aufweist als die Fläche der Ausgangsfasermatte;
Die
Fasermatte bzw. das Vlies verläuft
in gedehntem bzw. gezogenem Zustand zumindest 20% in zumindest eine
erste Richtung in der allgemeinen Erstreckungsebene der Fasermatte
bzw. des Vlies; und
Die Fasermatte bzw. das Vlies verläuft in gedehntem bzw.
gezogenem Zustand zumindest 20% in jede der zwei orthogonalen Richtungen
in der allgemeinen Erstreckungsebene der Fasermatte bzw. des Vlies.
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In
einigen Ausführungsformen
umfasst die Ausgangsfasermatte Schichten aus im Allgemeinen parallelen
Fasern mit Fasern aus einigen Schichten, die hinsichtlich der Fasern
anderer Schichten in spitzen Winkeln ausgerichtet sind, und im Ergebnis
des Dehnens bzw. Ziehens sind die spitzen Winkel zwischen den Fasern
des Fasermatten- bzw.
Vlieskörpers,
die den verschiedenen Schichten der Ausgangsfasermatte entsprechen,
im Allgemeinen größer als
die entsprechenden Winkel in der Ausgangsfasermatte, während zumindest
viele der Fasern, die jeder Schicht entsprechen, relativ parallel
verbleiben.
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In
einigen Fällen
erstrecken sich die Schichten einer sich in Längsrichtung erstreckenden Ausgangsfasermatte
vorzugsweise schräg über die
Fasermatte, und im Ergebnis des Dehnens bzw. Ziehens der Ausgangsfasermatte
in Längsrichtung,
sind die spitzen Winkel zwischen den Fasern des Fasermatten- bzw.
Vlieskörpers,
die den verschiedenen Schichten der Ausgangsfasermatte entsprechen,
im Allgemeinen größer als
die entsprechenden Winkel in der Ausgangsfasermatte.
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Die
verschiedenen Ausführungsformen
haben eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften:
Die Schlingen
aufweisende Befestigungskomponente hat eine Gesamtdicke, einschließlich des
Fasermatten- bzw. Vlieskörpers
und einer Mehrheit der Schlingen, von weniger als 0,150 Zoll (4,0
mm), vorzugsweise weniger als 0,100 Zoll (2,5 mm);
Die einhakbaren
Schlingen erstrecken sich von den zugehörigen Schlingenbasen in die
Ebene der Fasermatte bzw. des Vlies zu einer durchschnittlichen Schlingenhöhe, gemessen
als senkrechter Abstand vom Fasermatten- bzw. Vlieskörper, von
etwa 0,020 bis 0,060 Zoll (0,5 und 1,0 mm);
Die Fasermatte
bzw. das Vlies weist eine Gesamtdicke, einschließlich des Fasermatten- bzw.
Vlieskörpers
und einer Mehrheit der Schlingen auf, wobei die durchschnittliche
Schlingenhöhe
zwischen 0,5 und 0,8 mal so groß ist
wie die Gesamtdicke des Produktes;
Die Schlingen aufweisende
Befestigungskomponente weist etwa zwischen 50 und 1000 gestraffte
bzw. verstärkte
Faserverwicklungen bzw. -verknäulungen pro
Quadratzoll (8 und 160/cm2) der Fasermatte- bzw.
Vliesfläche
auf, von der sich die einhakbaren Schlingen erstrecken.
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Die
Fasermatte bzw. das Vlies besteht im Allgemeinen aus Fasern, die
eine Festigkeit von zumindest 2,8 g/den (vorzugsweise zumindest
5,0 g/den und noch bevorzugter zumindest 8,0 g/den) aufweisen;
Die
Schlingen erstrecken sich vom Fasermatten- bzw. Vlieskörper in
verschiedene Höhen,
um eine mehrstufige Anordnung aus einhakbaren Schlingen zu bilden.
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Die
Fasern sind aus Material, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Polyester, Polyurethan, Polypropylen, Polyethylen,
Nylon, Homopolymeren, Gemischen, Copolymeren, Legierungen oder Coextrusionen
davon und Naturfasern;
Die Schlingen aufweisende Befestigungskomponente
weist eine Gurley-Steifheit von weniger als 300 mg auf, und die
Schlingen aufweisende Befestigungskomponente beinhaltet getrennte
Verstärkungs-
bzw. Festigungsstränge,
die sich zumindest in eine Richtung innerhalb der Ebene des Fasermatten-
bzw. Vlieskörpers
erstrecken.
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Gemäß einem
anderen Aspekt stellt die Erfindung eine Verpackung bereit, die
einen ersten Verschlussteil mit Schlingen umfasst und einen zweiten Verschlussteil,
welcher Haken aufweist, die konstruiert sind, um in die Schlingen
des ersten Verschlussteils einzuhaken bzw. einzugreifen, um die
Verpackung in einer geöffneten
oder geschlossenen Position zu halten, wobei die Verpackung dadurch
gekennzeichnet ist, dass der erste Verschlussteil das vorstehend
beschriebene Schlingen aufweisende Befestigungsprodukt umfasst.
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In
einigen Ausführungsformen
weisen der erste und zweite Verschlussteil verbunden und gelöst eine
kombinierte Gesamtdicke von weniger als ca. 0,075 Zoll (1,9 mm)
auf.
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Gemäß einem
anderen Aspekt wird ein Einwegkleidungsstück bereitgestellt. Das Einwegkleidungsstück weist
einen Stoff und einen Verschluss mit Haken auf, die angeordnet sind,
um in die Schlingen des Stoffs einzuhaken, um einen lösbaren Verschluss
zu bilden, um das Kleidungsstück
auf dem Träger
zu fixieren, wobei das Kleidungsstück dadurch gekennzeichnet ist,
dass der Stoff die vorstehend beschriebene Schlingen aufweisende
Befestigungskomponente umfasst.
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Gemäß einem
anderen Aspekt wird ein Luftfilter bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet,
dass der Filter das vorstehend beschriebene Schlingen aufweisende
Befestigungsprodukt umfasst und angeordnet ist, um eine Luftströmung abzufangen
und zu filtern.
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Gemäß anderen
Aspekten sind geotextile Barrieren bereitgestellt. In einem Aspekt
umfasst die Barriere das vorstehend beschriebene Schlingen aufweisende
Befestigungsprodukt und ist angeordnet, um eine Grundwasserströmung abzufangen
und zu filtern. In einem anderen Aspekt umfasst die Barriere das
vorstehend beschriebene Schlingen aufweisende Befestigungsprodukt
und ist angeordnet, um eine Bodenschichtgrenze zu stabilisieren.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung weist ein Verschluss- bzw. Befestigungsprodukt
eine plattenförmige
Polymerbasis mit Haken auf, die auf einer Seite der Basis integral
geformt sind und sich von dieser Seite der Basis erstrecken, und
ein schlingenartiges Material, das dauerhaft an eine gegenüberliegende
bzw. entgegengesetzte Seite der Basis gebunden ist und sich über sie
erstreckt. Das schlingenartige Material des Produktes umfasst das
vorstehend beschriebene Schlingen aufweisende Befestigungsmaterial,
wobei die Schlingen des Schlingen aufweisenden Befestigungsmaterials
adaptiert sind, um von den Haken des Produkts eingehakt zu werden.
Das Produkt kann zum Beispiel durch Verwendung der in U.S.-Patent
5,518,795 beschriebenen Verfahren gebildet sein.
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Die
Erfindung stellt ebenfalls ein Haken aufweisendes Befestigungsprodukt,
das Haken aufweist, welche sich von einer Fläche bzw. Oberfläche aus
erstrecken, und das vorstehend beschriebene Schlingen aufweisende
Produkt in Kombination bereit, wobei die Haken des Haken aufweisenden
Befestigungsproduktes adaptiert sind, um die Schlingen des Schlingen
aufweisenden Befestigungsproduktes einzuhaken, um einen lösbaren Verschluss
zu bilden.
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In
einigen besonders vorteilhaften Ausführungsformen weisen das Haken
aufweisende Befestigungsprodukt und das Schlingen aufweisende Befestigungsprodukt
verbunden und gelöst
eine kombinierte Gesamtdicke von weniger als ca. 0,075 Zoll (1,9
mm), vorzugsweise weniger als 0,050 Zoll (1,27 mm) auf.
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Mit „einhakbar" und ähnlichen
vorstehend und in der gesamten Spezifikation verwendeten Begriffen
meinen wir, dass das schlingenartige Material Öffnungen einer Größe definiert
bzw. abgrenzt, die angemessen ist, um die Spitze oder den Kopfabschnitt
eines männlichen
Befestigungselements (wie z.B. einem Hakenform- oder Pilzformelement)
zum Bilden eines Verschlusses aufzunehmen bzw. zu empfangen.
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Mit
dem Begriff "Verwicklung
bzw. Verknäulung" meinen wir die Knoten,
an denen eine Mehrzahl von Fasern in der nichtgewebten Fasermatte
bzw. dem nichtgewebten Vlies verflochten ist. Diese Verwicklungen
bzw. Verknäulungen
können
relativ lose sein, wie sie zum Beispiel direkt in einem Nadelvorgang
gebildet werden, oder nach der Bildung der Verwicklungen bzw. Verknäulungen
gestrafft bzw. festgezogen werden. Mit dem Begriff „Knoten" meinen wir Verwicklungen
bzw. Verknäulungen,
die gestrafft bzw. verstärkt
wurden, indem eine Spannung an ihre verflochtenen bzw. verwobenen
Fasern in zumindest eine Richtung in der Fläche der Fasermatte bzw. des Vlies
angelegt wird, und zumindest teilweise in gestrafftem bzw. festgezogenem
Zustand verbleiben.
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Mit „stabilisiert" meinen wir, dass
die Fasermatte bzw. das Vlies verarbeitet ist, um im Allgemeinen
ihre bzw. seine Flächenausmaße beizubehalten. Mit
anderen Worten wird eine Fasermatte bzw. ein Vlies, die bzw. das
in gedehntem bzw. gezogenem Zustand stabilisiert ist, ihre bzw.
seine gedehnten bzw. gezogenen Ausmaße beibehalten und sich nicht unter
den Bedingungen des normalen Gebrauchs erheblich entspannen bzw.
nachlassen oder weiter dehnen bzw. ziehen. Eine Möglichkeit
des Stabilisierens der Fasermatte bzw. des Vlies ist zum Beispiel durch
Verfestigen eines Bindemittels in einem wesentlichen Verhältnis zu
ihren bzw. seinen Verwicklungen bzw. Verknäulungen.
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Wir
haben ebenso festgestellt, dass solche Schlingen aufweisenden Gewebe
wie eben beschrieben vorteilhaft hergestellt werden, indem bestimmte Herstellungstechniken
und -verfahren eingesetzt werden.
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Ein
wichtiger Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Bilden einer
Schlingen aufweisenden Befestigungskomponente für Klettverschlüsse aus einer
im Allgemeinen ebenen nichtgewebten Fasermatte aus verwickelten
bzw. verknäulten
Fasern. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch Dehnen bzw. Ziehen
der Fasermatte in zumindest eine Richtung, wodurch eine gedehnte
bzw. gezogene Fasermatte bzw. ein Vlies erzeugt wird mit einem Gewicht
von weniger als etwa 4 Unzen/Quadratyard (135 g/m2) mit
einem im Allgemeinen ebenen Fasermatten- bzw. Vlieskörper mit
einer uneinheitlichen Verteilung der Fasern, wobei die Fasern in
relativ hoher Konzentration in den Regionen der Basen der einhakbaren Schlingen
vorhanden sind, die sich vom Fasermatten- bzw. Vlieskörper erstrecken,
und in relativ geringer Konzentration in Regionen der Fasermatte
bzw. des Vlies zwischen den Basen der Schlingen, wobei eine wesentliche
Anzahl Fasern in den Regionen mit geringer Konzentration in der
Ebene des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers straff bzw. straff gespannt
ist und sich in verschiedene Richtungen erstreckt, die sich von
den Basen der Schlingen strahlenförmig ausbreiten; und anschließend die
Fasermatte bzw. das Vlies in ihrem bzw. seinem gedehnten bzw. gezogenen
Zustand stabilisiert.
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Die
verschiedenen Ausführungsformen
des Verfahrens der Erfindung haben eine oder mehrere der folgenden
Eigenschaften:
Das Dehnen bzw. Ziehen bewirkt, dass die straffen bzw.
straff gespannten Fasern des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers als
schlingenbildende Fasern in den Basen der Schlingen ausgebildet
sind;
Die Fasermatte wird auf die Art und Weise gedehnt bzw.
gezogen, dass die Fasern der Basen zur Definition bzw. Abgrenzung
von freistehenden Formationen bzw. Gebilden beitragen, die sich
von der Ebene des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers erstrecken und die einhakbaren
Schlingen enthalten;
Die Fasermatte wird auf die Art und Weise
gedehnt bzw. gezogen, dass die Formationen bzw. Gebilde verlängerte Rümpfe bzw.
Stämme
aufweisen, von denen sich mehrere einhakbare Schlingen erstrecken;
Die
Fasermatte wird auf die Art und Weise gedehnt bzw. gezogen, dass
die relativ hohe Konzentration der Fasern an den Basen der einhakbaren
Schlingen gestraffte bzw. verstärkte
Faserverwicklungen bzw. -verknäulungen
definiert bzw. abgrenzt;
Die Fasermatte wird gedehnt bzw. gezogen,
um eine Fasermatte bzw. ein Vlies mit einem Gewicht, einschließlich der
Schlingen, von weniger als 2 Unzen/Quadratyard (68 g/m2)
zu erzeugen; und
Die Schlingen werden über die Fläche des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers in
einem relativ zufälligen Muster
angeordnet, wenn die Fasermatte gedehnt bzw. gezogen wird.
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In
einigen derzeit bevorzugten Ausführungsformen
des Verfahrens wird die Fasermatte bzw. das Vlies in ihrem bzw.
seinem gedehnten bzw. gezogenen Zustand durch das Verfestigen eines
Fluid- bzw. Flüssigkeitsbindemittels
stabilisiert, das unter Bedingungen auf den Fasermatten- bzw. Vlieskörper angewendet
wird, die das Bindemittel an den Basen der Schlingen konzentrieren.
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Das
Fluid- bzw. Flüssigkeitsbindemittel
kann zum Beispiel aus der Gruppe bestehend aus Acrylharzen, Urethanen,
Polyvinylen, Formaldehyen, Glyoxalen und Epoxiden ausgewählt sein.
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Vorzugsweise
wird das verfestigte Fluid- bzw. Flüssigkeitsbindemittel unter
Bedingungen angewendet, die es dem Fluid- bzw. Flüssigkeitsbindemittel
ermöglichen,
an den Basen der Schlingen zumindest teilweise als Ergebnis der
Kapillarströmung vor
der Verfestigung konfiguriert zu werden. In vielen Fällen wird
das Fluid- bzw. Flüssigkeitsbindemittel zumindest
vor einem Teil des Dehnens bzw. Ziehens angewendet.
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Die
verschiedenen Ausführungsformen
des Verfahrens der Erfindung haben eine oder mehrere der folgenden
Eigenschaften:
Eine ausgewählte
Menge an Fluid- bzw. Flüssigkeitsbindemittel
wird angewendet, so dass das Bindemittel etwa zwischen 20 und 40%
(vorzugsweise etwa ein Drittel) des Gesamtgewichts der Fasermatte
bzw. des Vlies, einschließlich
der Schlingen, ausmacht;
Die Fasermatte ist mit darin eingebetteten
schmelzbaren thermoplastischen Fasern versehen und die gedehnte
bzw. gezogene Fasermatte bzw. das gedehnte bzw. gezogene Vlies ist
unter Bedingungen stabilisiert, die die schmelzbaren thermoplastischen Fasern
veranlassen, an den Basen der einhakbaren Schlingen warmverschweißt zu werden;
Die
Fasermatte bzw. das Vlies ist in einem gedehnten bzw. gezogenen
Zustand stabilisiert, in dem die Fasermatte bzw. das Vlies in ihrer
bzw. seiner allgemeinen Erstreckungsebene eine zumindest 20% größere Fläche (vorzugsweise
zumindest 50% und noch bevorzugter zumindest 100%) aufweist als
die Fläche
der Fasermatte vor dem Dehnen bzw. Ziehen;
Die Fasermatte wird
zumindest 20% in eine erste Richtung in der allgemeinen Erstreckungsebene
des Fasermatten- bzw. des Vlieskörpers
gedehnt bzw. gezogen;
Die Fasermatte wird zumindest 20% in
jede der zwei im Allgemeinen orthogonalen Richtungen der allgemeinen
Erstreckungsebene des Fasermatten- bzw. des Vlieskörpers gedehnt
bzw. gezogen;
Die Ausgangsfasermatte umfasst Schichten aus
im Allgemeinen parallelen Fasern mit Fasern aus einigen Schichten,
die hinsichtlich der Fasern anderer Schichten in spitzen Winkeln
ausgerichtet sind, wobei das Produkt dadurch gekennzeichnet ist,
dass im Ergebnis des Dehnens bzw. Ziehens die spitzen Winkel zwischen
den Fasern des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers, die den verschiedenen
Schichten der Ausgangsfasermatte entsprechen, im Allgemeinen größer sind
als die entsprechenden Winkel in der Ausgangsfasermatte, während zumindest
viele der Fasern, die jeder Schicht entsprechen, relativ parallel verbleiben.
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Die
Schichten einer sich in Längsrichtung
erstreckenden Ausgangsfasermatte erstrecken sich vorzugsweise schräg über die
Fasermatte, und die Fasermatte ist in Längsrichtung gedehnt bzw. gezogen
unter Bedingungen, die die spitzen Winkel zwischen den Fasern des
Fasermatten- bzw. Vlieskörpers,
die den verschiedenen Schichten der Ausgangsfasermatte entsprechen,
vergrößern.
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In
einigen Ausführungsformen
ist die gedehnte bzw. gezogene Fasermatte bzw. das Vlies kombiniert
mit einer Schicht aus thermoplastischem Material, so dass eine zweite
Fläche
des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers,
die der Fläche
gegenüberliegt bzw.
entgegengesetzt ist, von der sich die einhakbaren Schlingen erstrecken,
in die Schicht aus thermoplastischem Material eingebettet bzw. eingekapselt ist.
Vorzugsweise sind die Hakenelemente mit einer freiliegenden Fläche der
Schicht aus thermoplastischem Material integral geformt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Bilden einer
Schlingen aufweisenden Befestigungskomponente für Klettverschlüsse aus
einer im Allgemeinen ebenen nichtgewebten Fasermatte aus verwickelten
bzw. verknäulten
Fasern gekennzeichnet durch Dehnen bzw. Ziehen der Fasermatte in
zumindest eine Richtung, wodurch eine gedehnte bzw. gezogene Fasermatte
bzw. ein Vlies mit einem im Allgemeinen ebenen Fasermatten- bzw.
Vlieskörper
mit einer uneinheitlichen Verteilung von Fasern erzeugt wird, wobei
die Fasern in relativ hoher Konzentration in den Regionen der Basen der
einhakbaren Schlingen vorhanden sind, die sich vom Fasermatten-
bzw. Vlieskörper
erstrecken, und in relativ geringer Konzentration in Regionen der
Fasermatte bzw. des Vlies zwischen den Basen der Schlingen, wobei
eine wesentliche Anzahl an Fasern in den Regionen mit geringer Konzentration
in der Ebene des Fasermatten- bzw. Vlieskörpers straff bzw. straff gespannt
ist und sich in verschiedene Richtungen erstreckt, die sich von
den Basen der Schlingen strahlenförmig ausbreiten; und anschließendes Stabilisieren
der Fasermatte bzw. des Vlies in gedehntem bzw. gezogenem Zustand.
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In
einigen Fällen
ist die Fasermatte bzw. das Vlies in ihrem bzw. seinem gedehnten
bzw. gezogenen Zustand durch das Verfestigen eines Fluid- bzw. Flüssigkeitsbindemittels
stabilisiert, das unter Bedingungen auf den Fasermatten- bzw. Vlieskörper angewendet
wird, die das Bindemittel an den Basen der Schlingen konzentrieren.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Filtern von
Luft bereitgestellt, gekennzeichnet durch Anordnen der Fasermatte bzw.
des Vlies des vorstehend beschriebenen Schlingen aufweisenden Befestigungsprodukts,
um eine zu filternde Luftströmung
abzufangen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Filter von Grundwasser bereitgestellt,
gekennzeichnet durch Anordnen der Fasermatte bzw. des Vlies des
vorstehend beschriebenen Schlingen aufweisenden Befestigungsproduktes,
um eine zu filternde Grundwasserströmung abzufangen und durch in
Position halten der Fasermatte bzw. des Vlies durch Einhaken der
Schlingen des Schlingen aufweisenden Befestigungsproduktes mit einer
Länge des Haken
aufweisenden Bandes.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Stabilisieren
von Boden bereitgestellt, gekennzeichnet durch Anordnen der Fasermatte
bzw. des Vlies des vorstehend beschriebenen Schlingen aufweisenden
Befestigungsproduktes zwischen angrenzende bzw. benachbarte Schichten von
zu stabilisierendem Boden, und durch in Position halten der Fasermatte
bzw. des Vlies durch Einhaken der Schlingen des Schlingen aufweisenden
Produktes mit einer Länge
des Haken aufweisenden Bandes.
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Die
Erfindung kann ein sehr preisgünstiges Schlingen
aufweisendes Produkt bereitstellen, das Haken wie in Klettverschlüssen sehr
effektiv einhaken und halten kann. Das Schlingen aufweisende Produkt
kann in Kombination mit extrem kleinen, preisgünstigen geformten Haken als
Befestigungselemente für
Einwegprodukte, wie Windeln, medizintechnischen Geräten oder
Verpackungen besonders nützlich
sein. Bei Verwendung als eine geotextile Barriere wird das Schlingen
aufweisende Produkt der Erfindung leicht durch Stücke bzw.
Abschitte des Haken aufweisenden Bandes in Position gehalten.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine vergrößerte Seitenansicht
eines Klettverschlusses.
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2 und 3 sind
vergrößerte Drauf- bzw.
Seitenansichten eines Schlingen aufweisenden Befestigungsproduktes.
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2A ist
eine Draufsicht eines 50-fach vergrößerten Schlingen aufweisenden
Befestigungsproduktes und stellt die Struktur der Fasermatte bzw. des
Vlies dar; und 2B ist eine schematische Ansicht
der in 2A dargestellten Struktur.
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3A ist
ein weiter vergrößerter Ausschnitt der
Fotografie in 3; 3B ist
eine Skizze der Struktur im Vordergrund in 3A; und 3C ist eine
stark vergrößerte Draufsicht
eines Abschnitts des Schlingen aufweisenden Befestigungsproduktes in 3.
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4A ist
eine vergrößerte Seitenansicht
eines Klettverschlussproduktes, das durch Ultraschallschweißen eines
Schlingen aufweisenden Produktes an ein Haken aufweisendes Produkt
hergestellt wurde. 4B stellt ein zweiseitiges Befestigungsprodukt
dar mit Schlingen auf einer Seite und Haken auf der anderen.
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5 stellt
eine Maschine und einen Vorgang zum Bilden des Produktes in 4B dar.
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6 stellt
ein schlingenartiges Material dar, das Längsfasern enthält.
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7A–7F stellt
illustrative Produkte dar, die das schlingenartige Material aus 2 enthalten;
in der Reihenfolge sind die dargestellten Produkte: das äußere Gewebe
einer Wegwerfwindel (7A); ein Einwegoperationskittel
(7B); ein Verpackungsverschluss (7C);
ein Taschenverschluss (7D); ein Luftfilter 87E);
und eine geotextile Barriere (7F).
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8 ist
eine Draufsicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines nichtgewebten
Gewebes.
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9 ist
eine Seitenansicht der Vorrichtung von 8.
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10 zeigt
eine alternative Anordnung der zweiten Nadelstufe der Vorrichtung
von 9.
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11 und 11A sind Drauf- bzw. Seitenansichten einer Fasermatte
aus genadeltem Material nach der zweiten Nadelstufe.
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12 ist
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Dehnen bzw. Ziehen
und Stabilisieren eines nichtgewebten Materials.
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12A und 12B sind
vergrößerte Ansichten
der Fläche 12A in 12 unter
zwei unterschiedlichen Betriebsbedingungen, und 12C stellt eine andere Ausführungsform dar, in der das Produkt
durch Schmelzen der Fasern stabilisiert wird.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Mit
Bezug auf 1 ist ein geformtes Haken aufweisendes
Befestigungsprodukt 10 dargestellt, das die Schlingen eines
sehr dünnen
Schlingen aufweisenden Produktes 12 einhakt. Das Foto ist
ziemlich vergrößert, wie
der Maßstab
auf der linken Seite des Fotos zeigt. Die kleineren Skalen- bzw.
Maßeinteilungen
stellen jeweils eine Länge
von 1/64 (0,0156) Zoll (0,40 mm) dar. Das Haken aufweisende Produkt 10 trägt die Bezeichnung
CFM-29, erhältlich bei
Velcro U.S.A Inc. Manchester, New Hampshire, U.S.A, und weist Haken
von gerade mal 0,015 Zoll (0,38 mm) Höhe auf. Auch mit Bezug auf 2 und 2A ist
das Schlingen aufweisende Produkt 12, eine Besonderheit
der vorliegenden Erfindung, sehr dünn (wie der Maßstab bzw.
die Skala der Fotos und die Opazität beweisen) und weist relativ
freie schlingenbildende Fasern auf, die sich von einer Seite einer
durchgehenden verwickelten bzw. verknäulten Fasermatte bzw. einem Vlies
erstrecken. Auf diesem und den folgenden Fotos weisen sämtliche
Maß- bzw.
Skaleneinteilungen, sofern nicht anders gekennzeichnet, 0,0156 (1/64)
Zoll (0,40 mm) Abstände auf.
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Wie
in 2 und besonders in 2A dargestellt,
ist eine wesentliche Anzahl Fasern der Matte bzw. des Vlies des
Schlingen aufweisenden Produktes 12 straff bzw. straff
gespannt (d.h. nicht entspannt bzw. locker, örtlich gerade gelegt) und erstreckt
sich zwischen Knoten 18 des Schlingen aufweisenden Gewebeproduktes.
Die straffen bzw. straff gespannten Fasern wurden geradegelegt bzw.
geordnet, indem Spannung in zumindest eine Richtung in der Ebene
der Gewebematte bzw. des Vlies angelegt wurde. Die einzelnen bzw.
individuellen Fasern der Matte bzw. des Vlies folgen keinem bestimmten
Muster wie in einem Webstoff, sondern erstrecken sich in verschiedene
Richtungen innerhalb der Ebene der Gewebematte bzw. des Vlies. Die
Schlingen, die sich vom Schlingen aufweisenden Produkt erstrecken, sind
aus denselben Fasern, die auch die Matte bzw. das Vlies beinhaltet,
aber sie erstrecken sich im Allgemeinen von den zugehörigen Knoten 18 über die allgemeine
Masse bzw. Menge der Matte bzw. des Vlies aus der Ebene der Matte
bzw. des Vlies hinaus. Die Knotendichte des in dem Foto dargestellten
Beispiels wurde durch Zählen
der Anzahl sichtbarer Knoten innerhalb einer gegebenen Quadratfläche auf etwa
180 Knoten pro Quadratzoll ermittelt. Die Knoten selbst sind ziemlich
fest und bestehen aus mehreren Monofilamentfasern und sind durch
straffe bzw. straff gespannte zwischen ihnen verlaufende Fasern verbunden.
Zwischen den Knoten ist die dünne
Fasermatte bzw. das Vlies nicht sehr dicht und dünn genug, dass leicht Bilder
dadurch betrachtet werden können.
Für eine
geringe Kostenzurechnung wiegt das Gewebe weniger als 2 Unzen/Quadratyard
(68 g/m2).
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In
dieser besonderen Ausführungsform
werden die Fasern der Matte bzw. des Vlies durch ein Acrylbindemittel
auf Wasserbasis (im Foto nicht sichtbar) in ihrem straffen bzw.
straff gespannten, geradegelegten bzw. geordneten Zustand gehalten, das
auf die Seite der Matte bzw. des Vlies angewendet wird, welche den
Schlingen gegenüberliegt
bzw. entgegengesetzt ist, um die Matten- bzw. Vliesfasern in ihrem
straffen bzw. straff gespannten Zustand zu binden, um die Flächenausmaße des Gewebes
zu stabilisieren und die Schlingen an ihren zugehörigen Knoten
zu sichern. Das Bindemittel liegt im Allgemeinen bei 20 bis 40%
des Gesamtgewichts des Gewebes und beträgt in den vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen
etwa ein Drittel des Gesamtgewichts des Produktes. Das entstandene
Gewebe ist dimensional stabil und fest genug, um in Gewebeverarbeitungsverfahren
weiterverarbeitet zu werden. Das Gewebe weist eine leichte Steifheit
auf wie ein gestärkter
bzw. steifer Filz, die, falls gewünscht, durch Weichmacher bzw.
Enthärtungsmittel
gemildert werden kann.
-
Die
schematische Ansicht von 2B stellt die
Struktur der ebenen Fasermatte bzw. des Vlies 12 dar, von
einer Fläche
der Fasermatte bzw. Vlies aus gesehen. In dieser Ansicht erstrecken
sich die einhakbaren Schlingen von einer Seite aus der Ebene der
Fasermatte bzw. des Vlies hinaus. Die Fasermatte bzw. das Vlies 12 ist
gebildet aus einer uneinheitlichen Verteilung verwickelter bzw.
verknäulter
Fasern in relativ hoher Konzentration an Fasern an den Basen B der
entsprechenden Schlingenstrukturen und in relativ geringer Konzentration
in Regionen R, die zwischen den Basen B der Schlingen liegen. Die
relativ hohe Konzentration der Fasern an den Basen B entspricht
den gestrafften bzw. verstärkten
Faserverwicklungen bzw. -verknäulungen.
Wie in dieser Skizze dargestellt und in 2A erkennbar,
ist eine Anzahl Fasern in den Regionen R zwischen den Schlingenbasen
in der Ebene der Fasermatte bzw. des Vlies straff bzw. straff gespannt,
und erstreckt sich in verschiedene Richtungen, die sich strahlenförmig von
den Schlingenbasen ausbreiten. Mit „straff bzw. straff gespannt" meinen wir, dass
ein großer
Prozentsatz dieser Zwischenbasisfasern keine Entspannung bzw. Lockerung
aufweist, so dass sie eine angewandte bzw. verliehene Zugkraft mit
geringer oder gar keiner Verschiebung bzw. Verlagerung übertragen.
Wir glauben, dass die straffen bzw. straff gespannten Faserabschnitte,
die sich über
die dünnen Abschnitte
zwischen den Schlingenbasen erstrecken, einige der nützlichen
Eigenschaften des Schlingen aufweisenden Produktes begründen, indem
sie ihm ein spürbar
hohes Festigkeit-Gewicht-Verhältnis als
Verschluss- bzw. Befestigungskomponente verleihen.
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Nahe
der Mitte von sowohl 2A als auch 2B befindet
sich eine besonders gut erkennbare Schlingenbasis B, von der straffe
bzw. straff gespannte Fasern sichtbar in strahlenförmigem Muster ausstrahlen.
Es ist ebenfalls zu beobachten, dass einige Fasern vorhanden sind,
die zumindest teilweise um andere Fasern der Schlingenbasis gewickelt sind.
Diese umwickelnden bzw. umhüllenden
Fasern sind das Ergebnis des Dehnens bzw. Ziehens, bei dem die sich
geradelegenden bzw. ordnenden Fasern auf Schlingenfasern treffen,
die sich durch die ebene Fasermatte bzw. das Vlies erstrecken. Wenn die
Fasermatte bzw. das Vlies weiter gedehnt bzw. gezogen wird, bilden
die Schlingenfasern Hindernisse bzw. Behinderungen, über denen
die geradelegenden bzw. ordnenden Fasermatten- bzw. Vliesbasisfasern
ausgebildet werden, wenn sie innerhalb der Fasermatten- bzw. Vliesebene
verschoben bzw. verlagert werden. Daher enthalten die Basen B der Schlingenstrukturen
sowohl Abschnitte der schlingenbildenden Fasern, die sich aus der
Ebene der Fasermatte bzw. des Vlies heraus erstrecken als auch ausgebildete
Abschnitte der straffen bzw. straff gespannten Fasern, die im Allgemeinen
in der Ebene der Fasermatte bzw. des Vlies liegen. Die ausgebildeten
Abschnitte der straffen bzw. straff gespannten Fasern innerhalb
der Schlingenbasen tragen deshalb, wenn die Fasermatte bzw. das
Vlies gedehnt bzw. gezogen wird, zur Definition bzw. Abgrenzung der
freistehenden Schlingenformationen bzw. -gebilde bei. Wenn die Fasermatte
bzw. das Vlies zum Beispiel mithilfe des Bindemittels stabilisiert
wird, werden diese Basen B zu relativ starren bzw. steifen Knoten
und bieten, was besonders wichtig ist, eine Verankerung für ihre zugehörigen Schlingen.
Daher ähnelt
bzw. gleicht die gedehnte bzw. gezogene Fasermatte bzw. das Vlies
in gewisser Hinsicht einem ebenen Binder bzw. Gitter durch ihre
bzw. seine ausgebildeten ausstrahlenden Fasern, die dehnbare Elemente
zwischen den Basenknoten bilden. Wenn die straffen bzw. straff gespannten
Fasern leicht aus ihrer Ebene „gebogen" werden können, wenn
sich die Fasermatte bzw. das Vlies biegt, behält die Struktur eine vorteilhaft
hohe Flexibilität
bei, und hält
dabei der Verlängerung
und Minderung bzw. Schrumpfung innerhalb der Ausgangsebene stand.
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Die
einzelnen bzw. individuellen Fasern des in 2 dargestellten
Schlingengewebes 12 weisen ein geringes Denier (den) und
eine beträchtliche
Festigkeit auf (d.h. Zug- bzw. Zerreißfestigkeit pro Einheitsdurchmesser),
um mit sehr kleinen Haken wie den in 1 dargestellten
zu funktionieren. Es wurde herausgefunden, dass Fasern mit Festigkeitswerten von
zumindest 2,8 g/den eine gute Verschlussleistung liefern, und Fasern
mit einer Festigkeit von zumindest 5 oder mehr g/den (vorzugsweise
8 oder mehr g/den) werden in vielen Fällen sogar noch mehr bevorzugt.
Im Allgemeinen gilt für
einen schlingen-begrenzten Verschluss, je höher die Schlingenfestigkeit,
desto stärker
bzw. fester der Verschluss. Die Fasern des Gewebes 12 aus 1 und 2 sind
6-Denier-Stapel-
bzw. Spinnfasern aus Polyester (in Längen von vier Zoll geschnitten)
und sind im Ergebnis des Herstellungsverfahrens in einem gezogenen
molekular ausgerichteten Zustand, und wurden mit einem Ziehverhältnis von
zumindest 2:1 (d.h. auf zumindest zweifache Ausgangslänge) unter Kühlbedingungen
gezogen, die es ermöglichen,
dass die molekulare Ausrichtung auftritt, um eine Faserfestigkeit
von etwa 3,6 g/den zu bilden. Die Fasern in diesem Beispiel haben
einen runden Querschnitt und sind mit etwa 7,4 Kräuselungen/Zoll
(3 Kräuselungen/cm)
gekräuselt.
Solche Fasern sind bei El. Du Pont de Nemours & Co., Inc., in Wilmington, Delaware
unter der Bezeichnung T-3367 PE T-794W 6x4 erhältlich. Das Denier der Schlingenfaser
sollte unter Berücksichtigung
der Hakengröße ausgewählt werden,
wobei Fasern mit geringerem Den typischerweise für die Anwendung kleinerer Haken
ausgewählt werden.
Für Niedrigzyklusanwendungen
zur Anwendung größerer Haken
(und somit vorzugsweise Schlingenfasern mit größerem Durchmesser) können Fasern
mit geringer Festigkeit verwendet werden.
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Als
eine Alternative zu den Fasern mit rundem Querschnitt können Fasern
anderer Querschnitte mit winkligen Flächenaspekten, z.B. Fasern mit pentagonalem
oder pentalobalem Querschnitt, das Festziehen eines Knotens für bestimmte
Anwendungen verbessern. Ungeachtet der besonderen Konstruktion der
einzelnen bzw. individuellen Fasern werden sie ausgewählt, um
eine Flächeneigenschaft aufzuweisen,
die ein Gleiten innerhalb der knotenbildenden Verwicklungen bzw.
Verknäulungen
während des
Festziehens ermöglicht,
um das Dehnen bzw. Ziehen der Fasermatte ohne übermäßigen Faserbruch zu ermöglichen.
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Mit
Bezug auf 3, 3A und 3B ragen
die Schlingen 14 des Schlingengewebes 12 dieser
Ausführungsform
hauptsächlich
von einer Seite des Gewebes vor. Das stabilisierende Bindemittel wird
in diesem Fall auf die andere Seite angewendet. Das Schlingen aufweisende
Produkt ist extrem dünn für die Anwendung
sehr kleiner Haken. Das dargestellte Produkt funktioniert zum Beispiel
gut mit Haken von etwa 0,015 Zoll (0,4 mm) Höhe und weist eine Schlingenhöhe hL (d.h. die Höhe der Schlingen 14 von
der nahen allgemeinen Fläche
der Fasermatte bzw. des Vlies 16) von etwa 0,055 Zoll (1,40
mm) auf.
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Das
Schlingen aufweisende Produkt weist eine Gesamtdicke t, einschließlich einer
Mehrheit der Schlingen, von lediglich 0,090 Zoll (2,3 mm) auf. Beim
Messen der Schlingenhöhe
in Produkten ohne eine erkennbar unterscheidbare obere Matten- bzw. Vliesfläche, definieren
wir die nahe Fläche
der Matte als die unterste ebene Fläche über etwa 80% der Gesamtmasse
bzw. -menge der Fasern. Die Schlingen variieren für eine gute
Verbindung vorzugsweise in der Höhe
und die durchschnittliche Schlingenhöhe sollte im Allgemeinen größer sein
als die Höhe
der Haken, mit denen das Schlingenprodukt zu verwenden ist, und
vorzugsweise zwischen 2 und 10 mal so groß sein wie die Kopfgröße der Haken,
die für
solche Anwendungen verwendet werden, die eine gute Scherfestigkeit
erfordern. Bei Verschlüssen
bzw. Befestigungselementen, die hauptsächlich schäl- bzw. abziehbelastet sind,
oder mit Belastung senkrecht zu der Ebene der Basis, können die
Schlingen bis zu 15 mal größer sein
als die Kopfhöhe
der Haken. Zum Beispiel sollte für
die Anwendung von 0,015 Zoll (0,4 mm) CFM-29-Haken (die eine Kopfhöhe von 0,006 Zoll
oder 0,15 mm aufweisen) die durchschnittliche Höhe hL der Schlingen für eine gute
Scherleistung zwischen 0,012 und 0,060 Zoll (0,3 und 1,5 mm) liegen.
Für die
Anwendung von 0,097 Zoll (2,5 mm) CFM-24-Haken (die eine Kopfhöhe von 0,017
Zoll oder 0,43 mm aufweisen und auch bei Velcro U.S.A. Inc. erhältlich sind)
sollte die durchschnittliche Höhe der
Schlingen zumindest 0,035 Zoll (0,89 mm) betragen und kann für Anwendungen,
die sich auf Schäl- bzw.
Abziehbelastung konzentrieren, bis zu 0,250 Zoll (6,4 mm) hoch sein.
Um Kosten zu sparen und flexible Schlingengewebe zu erhalten, sollte
die durchschnittliche Schlingenhöhe
im Allgemeinen zwischen 0,020 und 0,060 Zoll (0,5 und 1,5 mm) liegen und
zwischen 0,5 und 0,8 mal so groß sein
wie die Gesamtdicke t des Schlingen aufweisenden Produktes.
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Wie
in den 3A und 3B ersichtlich ist,
erstrecken sich die Schlingen 14 von den freistehenden
Ansammlungen bzw. Bündeln
der Schlingenfasern, die sich von der Fasermatte bzw. dem Vlies 16 erstrecken.
Die Ansammlungen bzw. Bündel 20, die
mehrere Monofilamentschlingen bzw. -schlaufen 14 aufweisen,
welche sich von einem gemeinsamen, verlängerten im Wesentlichen vertikalen
Rumpf bzw. Stamm 22 erstrecken, nennen wir „Schlingen-
bzw. Schlaufenbäume". Ein anderes Beispiel
eines „Schlingen-
bzw. Schlaufenbaums" ist
in 3C dargestellt. Jeder Schlingen- bzw. Schlaufenbaum 20 erstreckt
sich von einem entsprechenden Knoten 18, in dem die Schlingen
bzw. Schlaufen der Ansammlung bzw. des Bündels verankert sind. Lücken bzw.
Zwischenräume
zwischen den einzelnen bzw. individuellen Filamenten in dem Rumpf-
bzw. Stammabschnitt 22 eines jeden Baumes oder an den Basen
eines jeden Busches und in jedem Knoten 18 bieten Wege für die Dochtwirkung
des Flüssigbindemittels,
unter dem Einfluss der Oberflächenspannung
des Flüssigbindemittels,
um zusätzliche örtliche
Steifheit und Festigkeit zu bieten.
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Wichtigerweise
ist die Dichte der Ansammlungen bzw. Bündel in der Draufsicht sehr
gering (2 und 2A) und
lässt genügend Raum
zwischen den „Zweigen" benachbarter Bäume, um
Haken und abgelenktes schlingenartiges Material während dem
Einhaken aufzunehmen.
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Anhäufungen
von verfestigtem Bindemittel 21 sind in den Knoten in der
stark vergrößerten Draufsicht
von 3C erkennbar. In diesem Beispiel trägt das Bindemittel,
vorzugsweise vor dem Festziehen der Knoten in flüssiger Form angewendet, zum Sichern
der Schlingen gegen Rausziehen aus der Fasermatte bzw. dem Vlies
bei.
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Mit
erneutem Bezug auf 1 weist der vollständig verbundene
Verschluss (d.h. das Schlingen aufweisende Produkt und das Haken
aufweisende Gegenprodukt zusammen) mit dem richtigen Zwischenraum
bzw. Abstand zwischen den Schlingen zum Aufnehmen der Haken eine
Gesamtdicke von lediglich der Summe der Dicke des Haken aufweisenden
Produktes (einschließlich
Haken) und des „Grundabschnitts" des Schlingen aufweisenden
Produktes (d.h. die Dicke der Fasermatte bzw. des Vlies 16 zwischen
den Schlingenansammlungen bzw. -bündeln 3B) auf.
Mit anderen Worten erhöhen die
freistehenden Schlingen des Schlingen aufweisenden Produkts die
Dicke des fertigen Verschlusses nicht. Aufgrund des ultradünnen Grundabschnitts 16 des
hierin offenbarten Schlingen aufweisenden Produktes (siehe 3B)
liefert die Kombination aus dem Schlingen aufweisenden Produkt 12 und
dem Haken aufweisenden Gegenprodukt 10 ein Verschluss-
bzw. Befestigungselement mit einer sehr geringen Dicke. Das verbundene
Verschluss- bzw. Befestigungselement aus 1 weist
zum Beispiel eine Gesamtdicke von lediglich 0,050 Zoll auf (1,3
mm; und ist in diesem Fall dünner
als die Gesamtdicke des gelösten
Schlingen aufweisenden Produktes, wenn die größeren Schlingenansammlungen
bzw. -bündel
etwas von dem Haken aufweisenden Produkt gedrückt werden, das mit den kürzeren Schlingenansammlungen
bzw. -bündeln
verbunden ist).
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Zusätzlich zur
vorteilhaften Dünnheit
ist das nach neuen Prinzipien gebildete Schlingengewebe besonders
flexibel. Die Flexibilität
kann in einigen Verschlussanwendungen von großer Bedeutung sein, insbesondere,
wenn sich der Verschluss während
der Anwendung biegen muss, wie z.B. bei Anwendung in Kleidungsstücken. In
solchen Fällen
sollte das Schlingen aufweisende Produkt der Erfindung eine Biegesteifheit
von weniger als etwa 300 Milligramm, vorzugsweise weniger als etwa
100 Milligramm aufweisen, wie mit einem Gurley-Testgerät gemessen.
Weitere Details zur Anwendung von Gurley-Testgeräten sind im Verfahren T 543
OM-94 zu finden, veröffentlicht
1984 von der Technical Association of Pulp und Paper (TAPPT – Technische
Vereinigung der Zellstoff- und Papierindustrie).
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In
der Erfindung können
verschiedene Synthese- oder Naturfasern verwendet werden. In einigen
Anwendungen können
Wolle und Baumwolle ausreichende Faserfestigkeit bieten. Derzeit
werden thermoplastische Stapel- bzw. Schnitt- bzw. Spinnfasern,
die eine beachtliche Festigkeit aufweisen, für die Herstellung dünner, günstiger
Schlingen aufweisender Produkte bevorzugt, die eine gute Schließ- bzw.
Verschlussleistung aufweisen, wenn sie mit sehr kleinen geformten
Haken gepaart werden. Zum Beispiel sind Polyolefine (z.B. Polypropylen
oder Polyethylen), Polyester (z.B. Polyethylenterephtalat), Polyarnide
(z.B. Nylon), Acrylharze und Gemische, Legierungen, Copolymere und
Coextrusionen davon geeignet. Derzeit wird Polyester bevorzugt.
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Für ein Produkt
mit elektrischer Leitfähigkeit kann
ein kleiner Prozentsatz an Metallfasern zugegeben werden. Zum Beispiel
können
Schlingen aufweisende Produkte mit bis zu 5 bis 10% dünnen Metallfasern
vorteilhaft für
die Erdung oder andere elektrische Anwendungen eingesetzt werden.
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Es
können
verschiedene Bindemittel verwendet werden, um das Gewebe zu stabilisieren.
Mit „Bindemittel" meinen wir ein Material
innerhalb der Fasermatte bzw. des Vlies (neben den Fasern, die die
hauptsächlichen
Verschluss- bzw. Befestigungsschlingen bilden), das die Schlingenfasern
an den zugehörigen
Knoten sichert. In einigen Anwendungen ist das Bindemittel ein Klebemittel.
In anderen Anwendungen ist das Bindemittel in Form von Fasern eines
niedrigschmelzenden Polymers vorhanden, das innerhalb des gesamten
Gewebes dispergiert bzw. verteilt und verwickelt bzw. verknäult wurde. Diese
niedrigschmelzenden Fasern werden geschmolzen, um die knotenbildenden
Verwicklungen bzw. Verknäulungen
anzufeuchten und anschließend gekühlt und
verfestigt, um die Schlingen zu sichern und das Gewebe zu stabilisieren.
Das Bindemittel durchdringt und durchsetzt die Lücken bzw. Zwischenräume zwischen
den einzelnen Fasern in den Verwicklungen bzw. Verknäulungen
der Fasermatte bzw. des Vlies vollständig. Beim Verwenden eines Flüssigbindemittels
wird das Bindemittel vorzugsweise mit einer ausreichend geringen
Viskosität
und Oberflächenspannung
ausgewählt,
um zu ermöglichen,
dass es in die gestrafften bzw. verstärkten (oder nicht gestrafften
bzw. nicht verstärkten)
Verwicklungen bzw. Verknäulungen
fließt.
In den Ausführungsformen,
in denen die Verwicklungen bzw. Verkäulungen nacheinander gestrafft
bzw. verstärkt werden
(wie das in 2 dargestellte Schlingen aufweisende
Produkt), hilft diese ausgewählte
Verteilung des Fluid- bzw. Flüssigkeitsbindemittels,
die Knoten mit minimaler Versteifung des Gesamtproduktes und ohne
erhebliche Mengen Bindemittel zu sichern. In jedem Fall sollten
Menge und Durchdringung des Bindemittels so ausgewählt werden,
dass erhebliche Interferenz mit der gewünschten Einhakfunktion der
Schlingen vermieden wird und dabei die Fasermatte bzw. das Vlies
angemessen stabilisiert und die Schlingen gegen das Rausziehen aus
ihren zugehörigen
Verwicklungen bzw. Verknäulungen
gesichert werden. Für
den Einsatz in Anwendungen, in denen das Schlingen aufweisende Produkt
in direkten Kontakt mit sensibler Haut kommen könnte, wie z.B. bei Windeln,
sollten Menge und Art des Bindemittels biokompatibel ausgewählt werden,
um Hautirritationen zu vermeiden. Da sich Irritationen durch Steifheit
verschlimmern können,
wird vorzugsweise gerade so viel Bindemittel angewendet, um die
vorstehenden Funktionen auszuführen.
In einigen Anwendungen, z.B. denen, in denen das Schlingen aufweisende
Produkt direkt an einem Stützgewebe
haftet und die keine wesentliche Verschluss- bzw. Befestigungsfestigkeit
erfordern, kann das Schlingen aufweisende Produkt ohne Bindemittel
bereitgestellt werden.
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In
wichtigen Fällen
beinhaltet das Bindemittel auch ein organisches oder anorganisches
Feuerschutzmittel wie Antimonoxid, Zinkborat, Aluminiumtrihydrat
oder Decabromobiphenyloxid. Das spezifische Schlingen aufweisende
Produkt 12 aus 1 und 2 beinhaltet
nach Gewicht etwa ein Drittel Acrylbindemittel auf Wasserbasis,
das hergestellt wurde, indem 80 Teile „NACRYLIC" X-4280, eine selbstreaktive Acrylemulsion,
mit 20 Teilen „X-LINK" 2804, einer selbstvernetzenden
Polyvinylacetat/acrylat-Emulsion, die beide bei National Starch and
Resin Company in Bridgewater, New Jersey erhältlich sind, gemischt werden.
Hergestellt besteht das Schlingen aufweisende Produkt 12 im
Wesentlichen aus den gezogenen Fasern der dünnen Matte bzw. des dünnen Vlies,
von denen sich einige aus der Matte bzw. dem Vlies heraus erstrecken,
um Schlingen zu bilden, und dem Bindemittel ohne jegliche zusätzliche
Verstärkung
bzw. Unterstützung
oder Laminat bzw. Schichtstoff, es ist fest genug, um als ein Gewebematerial
gehandhabt zu werden und kann durch Nähen, Ultraschallschweißen, Klebemittel, Hochfrequenzschweißen oder
andere bekannte Befestigungsverfahren als Verschlusselement auf
Flächen
aufgebracht werden. 4A zum Beispiel zeigt ein Klettverschlussprodukt 22,
das durch Ultraschallschweißen
eines Teils des schlingenartigen Materials 12 aus 2 an
ein Teil des CFM-29 Haken aufweisenden Produkts gebildet wurde.
Das entstandene Produkt 22 kann in ein geschlossenes Band
gebildet werden, indem seine Haken in seine Schlingen einhaken. 5B ist eine vergrößerte Ansicht der Naht 24,
die das Schlingen aufweisende Produkt an einem Substrat sichert.
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Mit
Bezug auf 6 beinhaltet ein anderes Schlingengewebematerial 26 zusätzlich zu
den gezogenen, molekular ausgerichteten, zufällig gelegten vorstehend beschriebenen
Fasern durchgehende robuste Längsmonofilamentfasern 28,
die sich im Wesentlichen in eine Richtung erstrecken, um die Zug- bzw.
Zerreißfestigkeit
des fertigen Gewebes in Richtung der Stränge zu erhöhen. Zu diesem Zweck wird der
Durchmesser der Längsmonofilamente
größer ausgewählt als
die Widerhaken der Nadeln, um während
des Nadelvorgangs die Verbindung der Monofilamente durch die Nadeln
zu reduzieren. Die Monofilamente 28 sind vorzugsweise gekräuselt, damit
sie für
einen begrenzten Umfang in die Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung
gedehnt und gezogen werden können,
wenn das Gewebe vor dem Stabilisieren gedehnt bzw. gezogen wird.
Alternativ kann ein dehn- bzw. ziehbarer Gitterstoff aus ähnlich großen Fasern oder
Film in die Fasermatte bzw. das Vlies eingearbeitet werden, um die
Zug- bzw. Zerreißfestigkeit
sowohl in Längs-
als auch in Seitenrichtung zu erhöhen. 4B stellt
ein einteiliges Verschluss- bzw. Befestigungsprodukt dar, das aus
einer Schicht des vorstehend beschriebenen schlingenartigen Materials
und einem geformten Hakenband besteht. Das Produkt 300 weist
eine Basis 302 mit integral geformten Haken 304 auf,
die von einer Seite und dem vorstehend beschriebenen nichtgewebten
schlingenartigen Material 12 vorragen, das an der anderen
Seite gesichert ist. An der Schnittstelle bzw. Grenzfläche 306 der
zwei Schichten strömt
die Plaste der Basis 302 aus und schließt einige der Fasern der Basisfasermatte
des schlingenartigen Materials 12 ein, und schließt eine
Fläche
der Fasermatte bzw. des Vlies in thermoplastisches Material ein,
um aus den zwei Schichten eine permanente Schicht zu bilden. Aufgrund
der extrem leichten Beschaffenheit des nichtgewebten Materials der
Erfindung, muss Sorge getragen werden, dass lediglich die Fasermatte
bzw. das Vlies eingeschlossen wird, und die funktionalen Schlingen
zum Einhaken der Haken 304 freiliegen. Die Eigenschaften
des nichtgewebten Materials, die Viskosität der Plaste und der Druck
in dem Rollen- bzw.
Walzenspalt (siehe 5) werden das Maß bestimmen,
bis zu dem die Plaste in das Fasernetz fliest oder anders ausgedrückt, das
Maß, bis
zu dem das nichtgewebte Material in die Plaste eingebettet wird. Das
entstandene Schichtprodukt ist besonders dünn und flexibel, zum Teil aufgrund
der Dünnheit
des schlingenartigen Materials.
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Das
Produkt aus 4B kann mit Hilfe des in 5 dargestellten
Vorgangs und der Vorrichtung ökonomisch
gebildet werden. Die Extrudiertrommel 308 schmelzt und
treibt die geschmolzene Plaste 310 durch das Extrudierwerkzeug 312 in
den Spalt 314 zwischen der Basisrolle bzw. -walze 316 und
der Hohlrolle bzw. -walze 318, die Hohlräume enthält, um die
Haken eines Streifenverschlusses nach Klettverschlussart zu bilden.
Das im Rollen- bzw. Walzenspalt 314 gebildete Streifenverschlussmaterial
wandert um die Außenfläche der
Hohlrolle bzw. -walze 318 und um die Abstreifrolle bzw.
-walze 320, die das Ziehen des fertigen Produktes 300 von
der Hohlrolle bzw. -walze unterstützt, und von dort zu einer
nicht dargestellten Aufrolleinrichtung.
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Während viele
Verfahren zum Zuführen
von bahnförmigem
Material zum Bildungsabschnitt der hakenbildenden Einrichtung möglich sind,
stellt 5 eine Vorrichtung dar, die für diesen Zweck besonders gut
adaptiert ist. Durch Einführen
des schlingenartigen Materials 12 in den Rollen- bzw. Walzenspalt 314 zum
selben Zeitpunkt wie die geschmolzene Plaste 310 in den
Rollenspalt gezwängt
wird, wird das schlingenartige Material eng mit dem Befestigungselement
verbunden, um ein integraler Teil der Struktur des Streifenverschlusses
zu werden. Optional trägt
ein Set aus Nadeln 322 an den Rändern und um die Außenfläche der
Stützrolle
bzw. -walze 316 herum das schlingenartige Material 12 in
einem ebenen, geglätteten
Zustand in den Rollenspalt 6. Um ein richtiges Spannen
und Ausrichten des sekundären
bahnförmigen
Materials sicherzustellen, ist eine Rolle 324 mit schlingenartigem
Material 12 an einer Kettablasseinrichtung angebracht und
um eine Umlenkrolle bzw. -walze 326 herum in eine Einrichtung 328 zum
Geradelegen bzw. Ordnen einer Fasermatte bzw. eines Vlies gefädelt, die
in der Technik gut bekannt ist und typischerweise von der Fife Manufacturing
Company verkauft wird, und sicherstellt, dass die Fasermatte bzw.
das Vlies des schlingenartigen Materials zentriert ist, wenn sie
der Stützrolle
bzw. -walze 316 über
eine Rollwalze 330 zugeführt wird, die Rippen aus Elastomermaterial
aufweist, um das bahnförmige
Material fest zu greifen und es gegen die Stützrolle bzw. -walze 316 und
auf die Nadeln 322 zu pressen. Die Nadeln 322 und
die Rolle 316 liefern die Fasermatte bzw. das Vlies gemeinsam
mit der geschmolzenen Plaste in den Rollenspalt 314. Sobald die
geschmolzene Plaste 310 durch den auf sie ausgeübten Druck
in den engen Zwischenraum des Rollenspalts 314 gezwängt wird,
fließt
sie in die Hohlräume
in der Hohlrolle 318 und ebenfalls in die Poren in der
angrenzenden bzw. benachbarten Fläche des schlingenartigen Materials,
das von der Stützrolle 316 getragen
wird.
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Auf
diese Weise wird das schlingenartige Material eng mit der Basis
des Haken aufweisenden Befestigungsbandes verbunden, um das Schichtprodukt 300 zu
bilden.
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Weitere
Details zur richtigen Funktionsweise der Vorrichtung aus 5 sind
im U.S. Patent 5,260,015 für
Kennedy, et al. zu finden, das Laminate bzw. Schichtstoffe offenbart,
die mit stärkeren
schlingenartigen Materialien hergestellt wurden.
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Die
sehr geringe Dicke und Steifheit des vorstehend beschriebenen schlingenartigen
Materials und seine geringen Kosten und die gute Verschlussleistung
machen es auch zu einem besonders nützlichen Bestandteil vieler
anderer Produkte.
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Mit
Bezug auf 7A weist eine Windel 50 eine äußere Hülle 52 auf,
die aus dem vorstehend beschriebenen Schlingen aufweisenden Produkt
hergestellt ist, so dass sie auf einem wesentlichen Teil ihrer Fläche von
Haken 80 eingehakt werden kann, während sie die äußere „Tragefläche" des Produktes bildet.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform,
nicht dargestellt, ist eine Platte oder ein Flecken bzw. ein Ausschnitt
des Schlingen aufweisenden Produktes laminiert bzw. geschichtet
(direkt oder über
eine Trägerbahn)
zur Außenlage
einer Windel, um den Haken eine angemessen große „Landefläche" zum Einhaken zu bieten. In einem vorteilhaften Beispiel
ist eine Platte des Schlingen aufweisenden Produkts auf einen Trägerfilm
laminiert bzw. geschichtet, der auf seiner Rückseite eine Schicht aus druckempfindlichem
bzw. selbstklebendem Klebemittel zur automatisierten Aufbringung
auf Windellagen oder Ähnliches
während
der Windelherstellung aufweist.
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7B zeigt
einen Operationskittel 54, der aus dem schlingenartigen
Material der Erfindung hergestellt wurde und an jeder beliebigen
Stelle eines großen
Abschnitts seiner Oberfläche
von Haken 80 eingehakt werden kann. Genau wie bei der vorstehend
beschriebenen Windelgestaltung kann als Alternative eine Platte
oder ein Flecken des Schlingen aufweisenden Produktes an der Außenfläche eines Operationskittels
angebracht werden.
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Bei
solchen Anwendungen, bei denen die Produkte nach einmaliger Anwendung
als wegwerfbar betrachtet werden, braucht das schlingenartige Material
während
der Produktlebensdauer lediglich einer relativ kleinen Anzahl Einhakzyklen
standzuhalten (z.B. 3 bis 5). Wir bezeichnen diese als Niedrigzyklusanwendungen.
Schlingen aufweisende Produkte dieser Kategorie können hergestellt
werden, indem genadelte Gewebe über
100% hinaus oder bis 150% oder mehr gedehnt bzw. gezogen werden.
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Andere
Anwendungen wie z.B. Riemen können
erfordern, dass das schlingenartige Material einer höheren Anzahl
an Zyklen und höherer
Spannung standhalten muss. Diese relativ „Hochzyklus-", Hochfestigkeits-Anwendungen
werden im Allgemeinen ausgeführt,
durch formend der Schlingen aus Fasern mit höherem Denier (oder höherer Festigkeit) als
jene, die für
geringere Leistungsbedingungen geeignet sind. Zum Beispiel werden
Polyesterfasern mit 15 Den vorteilhafterweise für hochfeste Hochzyklusanwendungen
eingesetzt, die große
Haken wie CFM 15 (0,035 Zoll oder 0,89 mm hoch) oder MV 8 (0,100 Zoll
oder 2,5 mm hoch) oder Pilzverschlüsse verwenden, die alle bei
Velcro USA Inc. erhältlich
sind. Schlingen aufweisende Produkte dieser Kategorie können zum
Beispiel durch Dehnen bzw. Ziehen im Bereich von 50 bis 100% hergestellt
werden.
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7C zeigt
eine Box 56 mit Haken aufweisenden Verschlussstreifen 58,
die in die Schlingen aufweisenden Verschlussstreifen 60 unseres
Schlingen aufweisenden Produktes einhaken, um die Klappdeckel 62 der
Box in geschlossener Position zu halten. Die Schlingen aufweisenden
Verschlussstreifen 60 weisen druckempfindliche bzw. selbstklebende
Klebeverstärkungen
auf, durch die sie dauerhaft an den Klappdeckeln der Box befestigt
sind. Geliefert als gestanzte Bereiche auf einer Abziehfolie, können die
Schlingen aufweisenden Streifen 60 zum Beispiel mit einem üblichen
automatischen Etikettierkopf bzw. -spender auf die Klappendeckel
der Box aufgebracht werden. Die Box ist nützlich für Anwendungen, die wiederholt
geöffnet
werden müssen,
da ihre Inhalte nach und nach verbraucht werden, zum Beispiel eine Box
für Tiernahrung.
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Es
gibt viele verschiedene Klebemittel und Verstärkungsmaterialien, die auf
der Rückseite
(d.h. die Seite ohne Schlingen) des Schlingen aufweisenden Produktes
aufgebracht werden können,
entweder anstelle von oder zusätzlich
zum vorstehend beschriebenen Bindemittel. Zum Beispiel kann ein
Bindemittelkleber druckempfindlich bzw. selbstklebend gestaltet
sein mit oder ohne Abziehfolie, so dass das Endprodukt durch Druckanwendung
auf ein Substrat aufgetragen werden kann. Ohne eine Abziehfolie liegt,
wenn das Produkt gerollt oder gespult ist, die druckempfindliche
bzw. selbstklebende Unterlagsschicht bzw. der Träger an den einhakbaren Schlingen
an und haftet daran, um das Produkt in gerollter Form zu halten,
bis es durch Abziehen aufgerollt wird, wobei es eine ausreichende
Menge an einwandfreien Klebemittel auf der Rückseite des Gewebes hinterlässt, um
das Produkt an einem Substrat zu sichern. Andere Beschichtungen
wie z.B. wärmeempfindliche
Schmelzbeschichtungen oder wasseraktivierte oder lösungsmittelaktivierte
Beschichtungen können
ebenfalls verwendet werden, durch geeignetes Erwärmen oder die Anwendung von
Aktivierungsfluid bzw. -flüssigkeit
zum Zeitpunkt der Aktivierung, um das schlingenartige Material an
dem Artikel, auf dem ein Verschluss gewünscht wird, zu sichern.
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In
Fällen,
in denen das Fasermaterial ein oder kompatibel mit einem Substratmaterial
ist, auf dem das Schlingen aufweisende Gewebe gesichert werden soll,
kann das Schlingen aufweisende Produkt direkt auf dem Substrat warmverschweißt werden.
Zum Beispiel zeigt 7D eine Polyethylentasche 64,
an der ein Polyethylenhakenstreifen 66 und ein Polyethylenschlingenstreifen 68 warmverbunden bzw.
-verschweißt
wurden. Sie kann schnell verschlossen werden, indem ein Ende des
Verschlusses einfach zwischen den Fingern zusammengedrückt wird
und die Finger von einem Ende des Verschlusses zum anderen gleiten.
Solch ein Verschluss erfordert keine genaue Ausrichtung der zu befestigenden bzw.
zu sichernden Paar- bzw. Gegenstücke,
und kann ein gewünschtes
Entlüften
und Filtrieren durch den befestigten bzw. gesicherten Verschluss
ermöglichen.
Solch ein Entlüftungs-
und Filterverschluss, der durch die geringen Kosten des Schlingen
aufweisenden Produktes der Erfindung praktisch möglich wird, ist zum Beispiel
für Gemüseaufbewahrungsbehälter bzw.
-container und Säcke
für Holzkohlebriketts
nützlich.
Der Verschluss erlaubt ebenfalls einen Druckausgleich im Inneren
und an der Außenseite von
Säcken
oder Verpackungen, die konstruiert wurden, um in Flugzeugladeräumen transportiert
zu werden.
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Das
Schlingen aufweisende Produkt kann auf andere Materialien flammlaminiert
werden, so z.B. an offenzelligen Schaum. Der Flammlaminiervorgang
verbindet nicht nur das Schlingen aufweisende Produkt mit dem Schaum,
sondern stabilisiert den Schaum. Auf diese Weise ökonomisch
hergestellte Produkte beinhalten medizinische Einwegprodukte wie
z.B. Gliedmaßen-
oder Gelenkbandagen, Träger
bzw. Gurtbänder
für Kolostomiebeutel
und Blutdruckmanschetten. Andere Produkte beinhalten Anzeigen bzw.
Bildschirme für
Warenschauen und Messen mit großen
Flächen
des Schlingen aufweisenden Produktes, auf denen Haken zum Befestigen verschiedener
Anzeigen bzw. Bildschirme verwendet werden können.
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Die
geringe Dichte des Schlingen aufweisenden Materials macht es zu
einem nützlichen
Filtermedium zum Filtern relativ hoher Volumenluftströme wie z.B.
in HVAC-Systemen
und Ähnlichem. 7E zeigt das
vorstehend beschriebene schlingenartige Material verbunden mit einem
geeigneten Rahmen als preisgünstigem auswechselbarem
Filter 80. Versteift durch geeignete Anteile an Bindemittel
und/oder einem Versteifungsmittel, das auf die Fasermatte bzw. das
Vlies angewendet wird, ist das schlingenartige Material vorzugsweise
dauerhaft geriffelt bzw. gerippt, um die Oberfläche des Filters, der eine Luftströmung abfängt, zu
vergrößern und
die Stabilität
bzw. Steifheit des Filters zu erhöhen.
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7F stellt
ein Beispiel für
die Anwendung des nichtgewebten Materials der Erfindung als Geotextil
dar, als ein Schlammschutzvlies bzw. Schlammfilter für ein Bodendrainagesystem.
Im Boden wird zum Beispiel an oder unterhalb der Untergrundhöhe bzw.
Sockelhöhe
eines Fundaments ein Graben 350 gebildet und der Graben
wird mit einer breiten durchgehenden Länge 352 eines nichtgewebten
Materials, das gemäß dem vorstehend
beschriebenen Vorgang gebildet ist, ausgelegt. Eine Schicht 354 aus
Stein bzw. Kies wird auf das nichtgewebte Material 352 in den
Boden des Grabens platziert und ein perforiertes oder geschlitztes
Drän- bzw.
Entwässerungsrohr 356 wird
auf die Schicht 354 aus Steinen bzw. Kies gelegt. Das Rohr
wird anschließend
mit einer weiteren Schicht 358 aus Steinen bzw. Kies abgedeckt,
um eine hochpermeable Schicht über
der Außenseite des
Rohres zu bilden, dessen Innenfläche
die Drainage bzw. Entwässerung
definiert bzw. abgrenzt. Die Steinschichten bilden offene Zwischenräume, damit das
Grundwasser frei in das Rohr fließen kann. Die Ränder der
Länge 352 des
nichtgewebten Materials werden anschließend über die Steine gezogen und übereinandergelegt
bzw. überlappt,
um eine durchgehende Röhre über den
Steinen und dem Rohr zu bilden. Die Ränder des nichtgewebten Materials
werden in diesem übereinandergelegten
bzw. überlappten
Zustand gehalten, durch eine durchgehende Länge des Haken aufweisenden
Produkts 360 mit Hakenelementen, die sich von einer Seite
erstrecken, um die Faserschlingen des nichtgewebten Materials einzuhaken
und zu halten. Der Graben wird anschließend verfüllt. Die poröse Struktur
des nichtgewebten Materials 352 ermöglicht es, dass das Grundwasser aus
dem umgebenden Boden in den Stein und das Rohr abfließen kann,
und stellt dabei eine angemessene Barriere für Sand und Schlamm dar, der
andernfalls die Zwischenräume
der Steinschicht und die Schlitze in dem Rohr verstopfen würde. Das
vorstehend beschriebene nichtgewebte Material kann auch in anderen
geotextilen Anwendungen eingesetzt werden. Zum Beispiel können große Bahnen des
Materials von Kante zu Kante über
große
Flächen
platziert werden, um die Grenze zwischen unterschiedlichen Bodenarten
zu stabilisieren. Vorteilhafterweise ermöglichen die Verschluss- bzw. Befestigungseigenschaften
des vorstehend beschriebenen Materials, dass angrenzende bzw. benachbarte
Bahnen leicht mit den Längen
des Haken aufweisenden Produkts verbunden werden können. Das
Verbinden von angrenzenden bzw. benachbarten Bahnen aus Bodenstabilisierungsmaterial
mit durchgehendem Verschluss- bzw. Befestigungsband hilft, die Bahnen in
Position zu halten und die Kontinuität der aus dem nichtgewebten
Material gebildeten Barriere beizubehalten.
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Mit
Bezug auf 8 und 9 beinhaltet eine
Vorrichtung für
die Herstellung des vorstehend beschriebenen schlingenartigen Materials
eine Einspeise- bzw. Zufuhreinrichtung 110 (z.B. mit Ballenbrechern
bzw. Ballenöffnern,
Mischkästen
oder Einspeise- bzw. Zufuhrkästen),
die Stapel- bzw. Spinnfasern einer gewünschten Länge der gezogenen Fasern in
Kardiermaschinen 112 einspeist bzw. zuführt. Die Kardiermaschinen 112 kardieren
die Stapel- bzw. Spinnfasern, um kardierte Fasermatten bzw. Vliese aus
Fasern 114 zu erzeugen, die von den Abwickel- bzw. Abzugsplatten 116 der
Kreuzleger bzw. Quertäfler 120 abgenommen
werden. Die Kreuzleger bzw. Quertäfler 120 weisen ebenfalls
Legerplatten 118 auf, die eine Bodenplatte 122 in
einer Hin- und Herbewegung verschieben. Die Kreuzleger bzw. Quertäfler legen
die kardierten Fasermatten bzw. Vliese 114 von zum Beispiel
etwa 12 bis 18 Zoll (30 bis 45 cm) Breite und etwa 1 Zoll (2,5 cm)
Dicke auf die Bodenplatte 122, um mehrere Dicken aus kreuzgewickelter
Fasermatte bzw. kreuzgewickeltem Vlies zu bilden, um eine Fasermatte 124 von
zum Beispiel etwa 90 bis 120 Zoll (2,3 bis 3,0 m) Breite und etwa
4 Zoll (10 cm) Dicke zu bilden. Beim Kardieren wird das Material
gedehnt bzw. gezogen und in eine gewebeähnliche Matte gezogen, die
vorrangig aus parallelen Fasern besteht.
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Da
sich nahezu alle ihre Fasern in die Kardierrichtung erstrecken,
weist die Matte einige Festigkeit auf, wenn sie in die Kardierrichtung
gezogen wird, aber so gut wie keine Festigkeit, wenn sie in quer
zur Kardierrichtung gezogen wird, da die Querrichtungsfestigkeit
lediglich aus einigen Verwicklungen bzw. Verknäulungen zwischen den Fasern
resultiert. Es ist wichtig, zu beachten, dass die Kardierrichtung
nicht die Maschinenlauf- bzw. Faserrrichtung des fertigen Produktes
ist. Während
dem Kreuzlegen bzw. Quertäfeln
wird die kardierte Fasermatte bzw. das Vlies in ein überlappendes
bzw. übereinandergelegtes
Zickzackmuster gelegt, wodurch eine Fasermatte 124 aus
mehreren Schichten alternierender bzw. wechselnder diagonaler Fasern
entsteht. Die diagonalen Schichten, die sich quer zur Kardierrichtung
erstrecken, erstrecken sich mehr über die Platte 122 als
entlang ihrer Länge.
Wir haben zum Beispiel eine Fasermatte verwendet, die kreuzgelegt
bzw. quergetäfelt
wurde, um Schichten zu bilden, die sich irgendwo von etwa 6 bis
18 Grad von der Querrichtung des fertigen Produktes erstrecken.
Die entstandene kreuzgelegte bzw. quergetäfelte Fasermatte 124 weist
daher eine höhere
Kreuzrichtungsfestigkeit (d.h. über
die Platte 122) auf als Maschinenlauf- bzw. Faserrichtungsfestigkeit
(d.h. entlang der Platte 122). Es ist zu beachten, dass
die Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung des Endproduktes in dieselbe
Richtung verläuft
wie die Richtung entlang der Platte 122. Die Fasermatte 124 weist
eine geringe Maschinenlauf- bzw. Faserrichtungsfestigkeit auf, da
die Faserschichten lediglich übereinandergelegt
und in keiner Weise miteinander verwoben sind. Die Materialeigenschaften
und der Herstellungsprozess können durch
den Kreuzlegungs- bzw. Quertäfelungswinkel beeinflusst
werden. Ein steilerer Winkel kann die Quer- und die Maschinenlauf-
bzw. Faserrichtungsfestigkeiten ausgleichen, was die Verschluss-
bzw. Befestigungsleistung und die Leichtigkeit der Herstellung beeinflussen
kann. Durch mehr Kreuzlegen bzw. Quertäfeln in Maschinenlauf- bzw.
Faserrichtung kann in einigen Fällen
das nachstehend beschriebene anfängliche
Dehnen bzw. Ziehen in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung eliminiert
werden und dennoch ein nützliches
Produkt entstehen.
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In
der Vorbereitung zum Nadeln wird die Fasermatte 124 schrittweise
in einen verjüngten
Spalt zwischen der Bodenplatte 122 und einer sich bewegenden
Hängeplatte 138 gedrückt, um
ihre Dicke auf etwa einen Zoll zu reduzieren. Somit kann eine relativ dünne Fasermatte
mit geringer Dichte hergestellt werden.
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Das
Nadeln der Fasermatte 124 wird in mehreren, aufeinanderfolgenden
Nadelstufen durchgeführt,
um eine sehr hohe Dichte an Nadeleinstichen bereitzustellen, ohne
dabei die Fasermatte niedriger Dichte zu zerstören. In dem derzeit bevorzugten
Verfahren werden Filznadeln mit fasereinhakenden Widerhaken an den
Seiten eingesetzt. Das Nadeln verleiht der Fasermatte Kohäsion bzw.
Bindekraft. Die Widerhaken der Nadeln ziehen die Fasern aus einer Schicht
der Fasermatte durch andere Schichten und verwickeln bzw. verknäulen die
Fasern aus unterschiedlichen Schichten, die in unterschiedliche
Richtungen ausgerichtet sind. Die entstandenen Verwicklungen bzw.
Verknäulungen
halten die Fasermatte zusammen.
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Von
der Bodenplatte 122 wird die Fasermatte an eine erste Nadelfilzmaschine
bzw. einen Nadelstuhl 140 mit zwei Nadelstationen 142 und 144 übergeben,
die Reihen aus gekerbten (d.h. mit Widerhaken) Nadeln aufweisen.
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Die
Nadelstation 142 nadelt die Fasermatte aus Stapel- bzw.
Spinnfasern von ihrer Oberfläche mit
einer Dichte von 100 bis 160 Stichen pro Quadratzoll (15 bis 25
pro cm2). In dieser Ausführungsform wurde die Fasermatte
mit einer Dichte von 134 Stichen pro Quadratzoll (21 pro cm2) genadelt.
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Anschließend nadelt
die Nadelstation 144 die bereits genadelte Fasermatte ein
zweites Mal mit Nadeln, die die Fasermatte von ihrer Oberfläche aus durchdringen
mit einer Dichte von 500 bis 900 Stichen pro Quadratzoll (78 bis
140 pro cm2), um eine genadelte Fasermatte 146 herzustellen.
In diesem Beispiel erfolgt das zweite Nadeln mit einer Dichte von
716 Stichen pro Quadratzoll (111 pro cm2).
Nun beziehen wir uns auf die Funktion der Filzmaschine bzw. des
Stuhls 140 als der ersten Nadelstufe. Zusätzliche
Informationen zum Nadelvorgang sind erhältlich von der Association
of the Nonwoven Fabrics Industry (INDA) [Verband der Vlies- bzw.
Textilverbundstoffindustrie] aus Cary, North Carolina, die das INDA
Nonwovens Handbook [INDA Handbuch der Vlies- bzw. Textilverbundstoffe]
veröffentlicht
hat.
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Nach
der ersten Nadelstufe wird die genadelte Fasermatte 146 zwischen
Antriebsrollen 148 und in einen J-Box-Akkumulator 150 gegeben,
der nicht nur eine Reihe der Fasermatte hält, um Abweichungen in den
Verarbeitungsraten aufzunehmen, sondern auch erlaubt, dass sich
die genadelte Fasermatte vor dem Eintreten in die zweite Nadelstufe
entspannt und abkühlt.
Alternativ kann die genadelte Fasermatte 146 im Anschluss
an die erste Nadelstufe gewickelt bzw. gespult werden, wobei nachfolgende Vorgänge in einer
zweiten Linie bzw. Nebenlinie durchgeführt werden. Wenn es Materialien
und Bedingungen zulassen, kann die genadelte Fasermatte direkt ohne
Akkumulation von der ersten Nadelstufe an die zweite Nadelstufe übergeben
werden, allerdings sollte Sorge getragen werden, um sicherzustellen,
dass die Fasermatte ausreichend gekühlt und entspannt ist, um der
zweiten Nadelstufe standzuhalten.
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Im
Ergebnis des Nadelns sind die Fasern der Fasermatte sehr zufällig angeordnet
und durcheinander bzw. chaotisch. Allerdings bleiben die grundlegenden
Muster der wechselnden Diagonalen unverändert, obwohl verdunkelt bzw.
undurchsichtig gemacht.
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Aus
dem J-Box-Akkumulator 150 wird die genadelte Fasermatte 146 durch
einen Lenker/Spreizer 152 (z.B. aus der Eine-über-Zwei-Konfiguration)
gezogen, um eine leichte Spannung richtig auf die Fasermatte anzuwenden,
wie es beim Nadeln üblich
ist, ohne die Fasermatte dabei wesentlich zu dehnen bzw. zu ziehen.
Anschließend
durchläuft
sie für
eine zweite Nadelstufe durch eine zweite Nadelfilzmaschine bzw.
einen zweiten Nadelstuhl 154. Der Vorgang dieser zweiten
Stufe wird als Supernadeln bezeichnet, da es ein sehr dichter zweiter
Nadelvorgang ist und viele Schlingen mit beträchtlichem Loft bzw. Flor erzeugt.
Die Filzmaschine bzw. der Stuhl 154 weist eine einzelne
Nadelstation 156 auf, in der die genadelte Fasermatte 146 von
der Unterseite genadelt wird, um High-Loft- bzw. Hochflorschlingen
zu erzeugen, die sich von der Oberseite erstrecken. Um solche Schlingen
zu erzeugen, werden die scharfen Enden der gekerbten Nadeln der
Filzmaschine bzw. des Stuhls 154 über einen erheblichen Abstand
erstreckt (z.B. etwa ¼ Zoll
oder 6,3 mm) über
die Dicke der Fasermatte hinaus in die entgegengesetzte Richtung wie
die Nadeln der ersten Nadelstation, was die einzelnen bzw. individuellen
Fasern von der Masse der Fasermatte wegdrückt, um aufrechte Schlingen
zu bilden. Wenn die Nadeln zurückgenommen
werden, bleiben die Schlingen. Die Schlingen können aus Fasern gebildet werden,
die ursprünglich
auf der gegenüberliegenden
bzw. entgegengesetzten Seite der Fasermatte lagen oder aus Fasern,
die aus der Mitte der Fasermatte gezogen wurden. In jedem Fall ziehen die
Nadeln die Fasern aus der Fasermatte heraus und lassen sie zurück, so dass
sie sich vom Gros der Fasermatte als Schlingen erstrecken, die einer
Seite der supergenadelten Fasermatte ein krauses bzw. flockiges
Aussehen verleihen. Dieser Supernadelvorgang erfordert keine speziellen
Nadelgrundplatten oder Stützbürsten, in
die sich die Nadeln erstrecken, wie sie in strukturierten oder zufällig angeordneten Velourstühlen eingesetzt
werden, obwohl solche Techniken vorteilhaft dort eingesetzt werden
können, z.B.
wo große
Schlingen für
die Anwendung von großen
Haken gewünscht
werden. Das Supernadeln ist hauptsächlich gekennzeichnet als ein
extrem dichtes Nadeln, aufgrund der etwa 1000 bis 2000 Einstiche pro
Quadratzoll (155 bis 310 pro cm2) oder vorzugsweise
etwa 1400 Einstiche pro Quadratzoll (217 pro cm2).
Es werden Standardwiderhakennadeln verwendet, wie z.B. 15x18x42x
C222 363017 Dreikantfilznadeln von Groz-Beckert. Während diesem
zweiten Nadelvorgang werden die einzelnen bzw. individuellen Fasern
der Fasermatte durch die Schlingenseite der Fasermatte gedrückt, um
lose, offene bzw. hochflorige Schlingen zu erzeugen. Gemeinsam verleihen
diese Schlingen der Schlingenseite der supergenadelten Fasermatte
ein krauses bzw. flockiges Aussehen und Griff. Zuviel Ausdehnung
der einzelnen bzw. individuellen schlingenartigen Fasern können an
dieser Stelle dazu führen,
dass sie während des
nachfolgenden Dehnens bzw. Ziehen brechen, deshalb wird der Abstand über den
sich die Nadeln durch die Fasermatte erstrecken, unter Berücksichtigung
von Den und Festigkeit der verwendeten Fasern ausgewählt. Wir
haben herausgefunden, dass das Ausdehnen der Nadeln um ¼ Zoll
(6,3 mm) über die
Fasermatte hinaus bei Fasern mit 6 Den mit einer Festigkeit von
etwa 3,5 g/den gut funktioniert.
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In
einer in 10 dargestellten Ausführungsform
weist die Nadelfilzmaschine bzw. der Nadelstuhl 154 eine
zusätzliche
zweite Nadelstation 156 auf. Im Anschluss an die Bildung
der High-Loft- bzw. Hochflorschlingen, die sich von einer Fläche erstrecken,
wird die Fasermatte in der anderen Richtung supergenadelt, um Schlingen
zu bilden, die sich von der anderen Fläche erstrecken, so dass sich
an beiden Seiten Schlingen erstrecken.
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Nach
dem Verlassen der Filzmaschine bzw. des Stuhls 154 wird
die supergenadelte Fasermatte 160 in zwei laufende 45 Zoll
(114 cm)-Breiten geteilt und auf Rollen 162 gewickelt bzw.
gespult. Wie in 11 dargestellt, wurden die Fasern
der Fasermatte 160 mithilfe des Nadelvorgangs verwickelt
bzw. verknäult,
um lose Verwicklungen bzw. Verknäulungen
in der ganzen Fasermatte zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt ist die
Fasermatte noch kein akzeptables Schlingen aufweisendes Produkt
für viele
Klettverschlussanwendungen, da die einzelnen bzw. individuellen
Schlingen relativ leicht aus der Fasermatte herausgezogen werden
können
und nicht gut an den Verwicklungen und Verknäulungen verankert sind. Nach
dem Supernadeln ist die Schlingendefinition bzw. -abgrenzung, siehe 11A, auf der Funktionsseite der Fasermatte auch
noch nicht so deutlich bzw. klar, wie sie nach dem Dehnen bzw. Ziehen
sein kann, das angewendet wird, um Produkte mit Schlingenbäumen herzustellen.
Dieser Strukturunterschied wird ersichtlich, indem 11 und 11A zum Beispiel mit 2 und 3 verglichen
werden.
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In
einer anderen Ausführungsform
(nicht dargestellt) wird auf die zweite Nadelstufe verzichtet. Stattdessen
werden die Nadelfilzmaschinen bzw. Nadelstühle 142 und 144 der
ersten Nadelstufe (9) konfiguriert, um die Fasermatte
in beide Richtungen zu supernadeln.
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Die
Filzmaschine bzw. der Nadelstuhl 142 nadelt die Fasermatte
von oben mit einer Rate von 245 Einstichen pro Quadratzoll (39 pro
cm2), wobei die Nadeln die Fasermatte durchdringen
und sich durch die Unterseite der Fasermatte über eine Distanz von 10,2 Millimeter
erstrecken. Die Filzmaschine bzw. der Nadelstuhl 144 nadelt
die Fasermatte von unten mit einer Rate von 245 Einstichen pro Quadratzoll
(39 pro cm2) wobei die Nadeln die Fasermatte durchdringen
und sich durch die Oberseite der Fasermatte über eine Distanz von 7,1 Millimeter
erstrecken, um Schlingen auf der Oberseite der Fasermatte zu bilden.
Die Nadeln der Filzmaschine bzw. des Nadelstuhls 144 tendieren
dazu, die Fasern zu nehmen, die durch die Nadeln der Filzmaschine
bzw. des Nadelstuhls 142 durch die Unterseite der Fasermatte gedrückt wurden,
und sie zur Bildung von Schlingen auf der Oberseite durch die Fasermatte
zurück
zu drängen.
Obwohl dieser Vorgang in einer relativ kleinen Anzahl Schlingen
auf der Unterseite des Endproduktes resultiert, aufgrund des ersten
Nadelns der Filzmaschine bzw. des Nadelstuhls 142, ist
auch das entstandene Produkt für
einige Anwendungen nützlich.
Nadeldichte, Geschwindigkeit und Einstichtiefe der Filzmaschinen
bzw. der Nadelstühle 142 und 144 können variiert
werden, um ein Produkt ohne Schlingen auf der Rückseite herzustellen oder mit
einhakbaren Schlingen, die sich auf beiden Seiten erstrecken.
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Im
Anschluss an das Supernadeln weist die Fasermatte eine annehmbare
Anzahl an Loft bzw. Flor und Elastizität auf, wobei die Schlingen
und anderen Fasern der Fasermatte lose, leichte Bögen zwischen
den Verwicklungen bzw. Verknäulungen aufweisen.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Fasermatte sehr flexibel und die Dichte
der Fasern nimmt allmählich
an einer Seite des Materials ab. Auf den ersten Blick kann es schwierig
sein, zu erkennen, welche Seite supergenadelt wurde, wenn nur eine
Seite diesem Vorgang unterlag. Die Fasermatte 160 weist
in diesem Beispiel eine Gesamtdicke, einschließlich Schlingen, von etwa 3/16
Zoll (4,8 mm) und eine Breite von 2 bis 4 Unzen/Quadratyard (68
bis 135 g/m2) auf.
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Mit
Bezug auf 12 wird eine gewickelte bzw.
gespulte Länge
der supergenadelten Fasermatte 160 von Rolle 162 durch
Antriebsrollen 165 und in einen J-Box-Akkumulator 166 gewickelt
bzw. gespult, was es der Rolle 162 erlaubt, ausgewechselt
zu werden und die Fasermatte ohne Unterbrechung mit weiteren Prozessen
zu verbinden. Die J-Box erlaubt es der Fasermatte außerdem,
sich von jeglicher durch den Wickel- bzw. Spulvorgang verursachten
Deformation zu erholen. Die Fasermatte 160 wird vom Akkumulator 166 durch
einen Lenker 168 gezogen, um die Fasermatte quer zur Maschinenlauf-
bzw. Faserrichtung zu zentrieren. Der Lenker 168 beinhaltet
drei Rollen in einer Zwei-über-Einer-Konfiguration.
Die erste und zweite Rolle 170 und 172 weisen
eine linke und rechte Fischgrätenmusterrollfläche auf,
die von der Mitte der Rolle ausgehen, die, leicht übersteuert, jede
Falte bzw. jeden Knitter in der Fasermatte in Richtung ihrer Kanten
drängt,
um sie zu entfernen. Die dritte Rolle, Rolle 174, ist eine
Aufteilungsführungsrolle,
um beide Hälften
der Fasermatte steuer- bzw. regelbar zu spannen, um das Gewebe wie
gewünscht
nach links oder rechts zu führen.
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Vom
Lenker 168 durchläuft
die Fasermatte durch eine Spannungssteuer- bzw. -regeleinrichtung 176,
die durch den anschließenden
Bindeanwendungsvorgang eine gewünschte
Spannung in der Fasermatte bewahrt. Das Steuern bzw. Regeln der
Differenz zwischen der Geschwindigkeit der Spannungssteuer- bzw.
-regeleinrichtung 176 und der Folgeantriebsrollen 202 wendet
eine gewünschte
Menge an Dehnen bzw. Ziehen in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung
auf die Fasermatte an, vor dem Dehnen bzw. Ziehen quer zur Maschinenlauf-
bzw. Faserrichtung. In einigen Fällen
wird absichtlich bzw. zweckgemäß kein wesentlichen
Dehnen in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung angewendet und jegliche
beobachtete Verlängerung
in Maschinenlauf- bzw.
Faserrichtung erfolgt lediglich aufgrund minimaler Fasermatte bzw.
Vliesverarbeitungsspannung in der Zufuhrfasermatte. In anderen Fällen wird
das Dehnen in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung absichtlich bzw.
zweckgemäß induziert,
indem die Antriebsrollen 202 schneller laufen als die Spannungssteuer-
bzw. -regeleinrichtung 176.
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In
der Ausführungsform,
in der die Fasermatte 160 supergenadelt wurde, um Schlingen
zu erzeugen, die sich lediglich von der Vorderseite 188 erstrecken,
wird die Fasermatte 160 im nächsten Schritt durch eine Beschichtungsstation 190 gegeben,
in der ein Schaumklebemittel auf Wasserbasis 192 (d.h.
ein Klebemittel auf Wasserbasis, geschlagen um Luft aufzunehmen)
auf die Rückseite 194 der
Fasermatte über
die gesamte Breite aufgetragen wird.
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Mit
Bezug auf 12A und 12B wird das
geschäumte
35 Flüssigkeitsklebemittel
mit einer gesteuerten bzw. geregelten Rate durch eine lange, enge Öffnung 196 in
der Oberfläche
des Applikators bzw. der Auftragseinrichtung 198 gepumpt,
wenn die Fasermatte über
die Öffnung
gleitet bzw. wischt, wodurch das Klebemittel veranlasst wird, die
Dicke der Fasermatte teilweise zu durchdringen. Positionierstangen 200 auf
jeder Seite der Öffnung 196 werden angehoben
und abgesenkt, um die Druckmenge zwischen der Fasermatte 160 und
dem Applikator bzw. der Auftragseinrichtung 198 zu steuern
bzw. zu regeln. Die Durchdringungstiefe des Klebemittels in die Fasermatte
wird gesteuert bzw. geregelt (z.B. durch die Fließrate und
die Konsistenz des Klebemittels 192 und die Position der
Stangen 200), um genügend Faserverwicklungen
bzw. -verknäulungen
ausreichend zu beschichten oder zu durchdringen, um das Produkt
in seiner Endform zu halten, und dabei die Anwendung von Klebemittel 192 auf
die schlingenbildenden Faserabschnitte der Vorderseite 188 der
Fasermatte zu vermeiden. Das Schäumen
bzw. die Schaumbildung des Flüssigklebemittels
vor der Anwendung hilft, ein gleichmäßiges Beschichten der Rückseite
der Fasermatte zu erzeugen und hilft, das Durchdringen des Fluid-
bzw. Flüssigklebemittels
in die Fasermatte zu begrenzen. Wenn der halbstabile Schaum aufgetragen
wird, hat er eine Konsistenz ähnlich
wie Schlagsahne, aber die Blasen fallen schnell zusammen und hinterlassen
eine flüssige Schicht,
die im Ergebnis von Benetzungsspannung und Oberflächenspannung
in die gestrafften bzw. verstärkten
Faserverwicklungen bzw. -verknäulungen
fließt.
Alternativ kann der Schaum eine dickere Konsistenz aufweisen, wie
Rasierschaum, um die Durchdringung in die Fasermatte weiter zu reduzieren
und eine deutliche Harzverstärkung
bzw. -versteifung zu bilden. Ein nicht zusammenfallbarer (d.h. stabiler)
Schaum aus zum Beispiel Uretan oder Acrylharz ist nützlich,
um eine hochfrequenzschweißbare Verstärkung bzw.
-versteifung zu erzeugen, die als eine Wasserbarriere fungiert.
Solch ein Produkt findet insbesondere in Einwegkleidungsstücken und Windeln
Anwendung.
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Es
ist wichtig, dass das Bindemittel (z.B. das Klebemittel 192)
nicht die schlingenbildenden Abschnitte der Fasern auf der Vorderseite 188 der
Fasermatte beeinträchtigt.
Es ist nicht notwendig, dass die Knotenbasen vollständig von
dem Bindemittel abgedeckt sind; es ist ausreichend, dass sie im
Endprodukt von dem Bindemittel gesichert werden, um das Gewebe gegen
erhebliches weiteres Dehnen bzw. Ziehen zu stabilisieren und die
Basen der Schlingen zu festigen. Vorzugsweise ist das Bindemittel
zumindest teilweise flüssig,
um von den Verwicklungen bzw. Verknäulungen aufgenommen zu werden,
bevor und während
sie während
des Dehnens und Ziehens der Reihe nach gestrafft bzw. verstärkt werden.
Die Kapillarwirkung des Flüssigbindemittels
ist so, dass Untersuchungen des Endproduktes zeigen, dass das Bindemittel
fast ausschließlich
an den Knoten der Fasermatte bzw. des Vlies (zum Beispiel an den
Basen der Schlingen) liegt und deshalb weder dazu neigt, die Funktionalität der freistehenden
Schlingen noch die Flexibilität
der Fasermatte bzw. des Vlies nachteilig zu beeinflussen.
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Nach
Verlassen der Beschichtungsstation 190 unterliegt das Material
dem Dehnen bzw. Ziehen in der Ebene der Fasermatte bzw. des Vlies.
In dem derzeit bevorzugten Fall wird die Fasermatte bzw. das Vlies
auf Antriebsrollen 202 verschiedener Geschwindigkeiten
gewickelt und auf einen Spannrahmen 204 zum Quermaschinendehnen
(d.h. Dehnen bzw. Ziehen quer zur Maschinenlaufrichtung). Die Geschwindigkeit
der Antriebsrollen 202 ist sowohl bezüglich der Spannungssteuer-
bzw. -regeleinrichtung 176 als auch der Schienen 206 des
Spannrahmens einstellbar, um eine vorbestimmte Menge an Dehnen bzw.
Ziehen in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung zu veranlassen, entweder
zwischen der Spannungsteuer- bzw. -regeleinrichtung 176 und
den Antriebsrollen 202 oder zwischen den Antriebsrollen 202 und
den Rahmenschienen 206 oder beiden. In einigen Ausführungsformen
wird kein dauerhaftes bzw. permanentes Dehnen bzw. Ziehen in Maschinenlauf-
bzw. Faserrichtung angewendet, aber die Fasermatte nichtsdestotrotz
unter Spannung gehalten, um die Klebemitteldurchdringung zu steuern bzw.
zu regeln und den richtigen Abstand zwischen den Nadeln der Rahmenschiene
beizubehalten. In anderen Ausführungsformen
wird die Fasermatte im Allgemeinen gedehnt bzw. gezogen, insgesamt
etwa zwischen 20 und 50% in der Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung
vor dem Spannen bzw. Breitziehen.
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Wenn
sie in den Spannrahmen 204 einläuft, wird die 45 Zoll breite
Fasermatte 160 entlang ihrer Kanten von den Nadeln der
Rahmenschienen 206 eingehakt, die die Maschinenlauf- bzw.
Faserrichtungsdimension des Materials beibehalten, wenn es quer
zur Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung gedehnt bzw. gezogen wird.
Der Abstand (von z.B. etwa 3/16 Zoll oder 4,8 mm) zwischen den angrenzenden
bzw. benachbarten Nadeln wird über
die gesamte Länge des
Spannrahmens beibehalten, so dass kein zusätzliches Dehnen bzw. Ziehen
in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung angewendet wird. Aufgrund des Nadelns
sollte die Fasermatte 160 ausreichend Zerreißfestigkeit
aufweisen, um richtig von den Schienennadeln eingehakt zu werden
und dem anschließenden
Dehnen bzw. Ziehen quer zur Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung standzuhalten.
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Der
Spannrahmen 204 weist einen verjüngten Bereich auf, an dem sich
die Schienen 206 mit konstanter einstellbarer Radialgeschwindigkeit über eine
Maschinenrichtungslänge
von etwa 10 Feet (3 m) zu einer Endbreite, die von 45 Zoll (114
cm) bis etwa 65 bis 69 Zoll (165 bis 175 cm) reichen kann, teilen.
Das gleicht dem Dehnen bzw. Ziehen quer zur Maschinenlauf- bzw.
Faserrichtung von in dieser besonderen Ausführungsform etwa 50%. Im Allgemeinen
sollte, um die betriebswirtschaftlichen Vorteile zu nutzen, die
gemäß der Erfindung
realisiert werden können,
die Fasermatte gedehnt bzw. gezogen werden, um ihre Fläche zumindest
um etwa 20% zu vergrößern (wir
nennen das Prozentflächendehnung), vorzugsweise
mehr als etwa 60% Flächendehnung und
noch bevorzugter mehr als etwa 100% Flächendehnung, um die Fläche des
Produkts zu vergrößern, während die
Bindemittel enthaltenden Verwicklungen bzw. Verknäulungen
der Fasermatte, die zur Verbesserung der Festigkeit der Verankerung
der einzelnen bzw. individuellen Schlingen beitragen, gestrafft
bzw. verstärkt
werden. Wir haben herausgefunden, dass in einigen Fällen die
supergenadelte Fasermatte durch Anwendung des vorstehenden Verfahrens
auf zumindest 130 Flächenprozent
oder mehr gedehnt bzw. gezogen werden kann und sehr nützliche
Einhakeigenschaften bietet. Je mehr Dehnung, desto größer ist
der Gesamtertrag und desto leichter das Endprodukt. Selbst größere Gesamtprozentsätze der Quermaschinendehnung
können
zum Beispiel verwendet werden, indem in Situationen, in denen die Fasermatte
konstruiert ist, um dem Dehnen bzw. Ziehen standzuhalten und dennoch
fähig zu
sein, die Haken vernünftig
einzuhaken, mehrere Zentrierstufen eingesetzt werden. In einem Beispiel
wurde die vorstehend beschriebene supergenadelte Fasermatte mit
einer Ausgangsbreite von 45 Zoll (114 cm) auf 65 Zoll (165 cm) gedehnt
bzw. gezogen, weichgemacht bzw. enthärtet (durch Zugeben eines Weichmachers
bzw. Enthärtungsmittels),
in eine 45 Zoll (114 cm)-Breite geschnitten, vor dem Zugeben eines Bindemittels
ein zweites Mal auf 65 Zoll (165 cm)-Breite gedehnt bzw. gezogen,
und weist dennoch nützliche
einhakbare Schlingen auf. In einigen Fällen können Endproduktbreiten von
6 bis 8 Feet (1,8 bis 2,4 m) oder sogar noch größer erzielt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das nichtgewebte zur Herstellung der Schlingen aufweisenden
Komponente verwendete Fasermatten- bzw. Vliesausgangsmaterial eine
ziemlich dichte, genadelte, nichtgewebte Matte bzw. Vlies aus Fasern, die
in einer deutlich unordentlichen bzw. chaotischen und verwickelten
Weise verlaufen.
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Eine
Seite, die krause bzw. flockige Seite, weist ein Übermaß an großen, losen
Schlingenfasern auf, die in einem zweiten Nadelvorgang gebildet
wurden. Die Fasermatte bzw. das Vlies wird zuerst auf 130% ihrer
bzw. seiner Ausgangslänge
in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung gedehnt bzw. gezogen. Dieses
Dehnen bzw. Ziehen resultiert in der Kontraktion bzw. im Zusammenziehen – das Material
verengt sich bzw. zieht sich auf 80% seiner Ausgangsbreite zusammen,
von 45 Zoll (114 cm) auf 36 Zoll (91 cm). Anschließend wird
es mit einem Bindemittel beschichtet. Im nächsten Schritt wird es auf
175% seiner kontrahierten bzw. zusammengezogenen Breite gedehnt
bzw. gezogen, von 36 Zoll (91 cm) auf 63 Zoll (160 cm). Während diesem
Vorgang wird das Material viel dünner
mit spinnenartigen Faseransammlungen bzw. -bündeln (siehe Basen B in 2B),
die zur Verankerung der Schlingen dienen. Der Mechanismus, durch
den diese Veränderung auftritt,
bezieht sich auf das Verfahren, in dem die Ausgangs-/nichtgewebte
Fasermatte bzw. das Vlies hergestellt wird.
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Wenn
das aus einer hochdiagonalen kreuzgelegten bzw. quergetäfelten Fasermatte
gebildete schlingenartige Material in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung
gedehnt bzw. gezogen wird, ist beobachtet wurden, dass geringe Spannung
an die einzelnen Fasern gelegt ist. Das liegt daran, dass die überwiegende
Mehrheit der Fasern in eine diagonale Richtung verlaufen, die nahe
zur Quermaschinenlaufrichtung verläuft. Das Anwenden von Spannung
in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung tendiert zur Erhöhung der
Winkel, in denen die Diagonalen liegen (d.h. bewegt sie in Richtung
eines 45 Grad Winkels in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung). Sie
werden steiler oder in einem Maß in
Richtung der Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung gedreht, ganz wie
die Winkel der Beine eines Klappstuhls steiler werden, wenn der Stuhl
aufgeklappt wird. Genauso wie die Beinbasis eines Klappstuhls enger
wird, wenn der Stuhl größer wird,
so reduziert und verliert das Material beim Dehnen bzw. Ziehen an
Breite. Das wird bewiesen durch Brechen eines Teils eines solchen
Materials in der Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung: die Fasern brechen
nicht, sie ziehen sich kaum auseinander. Da eine geringe Spannung
an die Fasern gelegt wird, bis sie fast parallel verlaufen, kann
eine bloße
30%-Dehnung die unordentliche bzw. chaotische Anordnung der Fasern
nicht stören
und unter dem Mikroskop ist lediglich eine geringe Veränderung
erkennbar. Obwohl sich die Fasern neu ausrichten, sieht die Anordnung
nicht weniger unordentlich bzw. chaotisch aus, da die Fasern selbst
nie unter genug Spannung gebracht werden, um sie geradezulegen bzw.
zu ordnen.
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Das
zweite Dehnen bzw. Ziehen der vorstehenden Ausführungsform, das quer zur Maschinenlauf-
bzw. Faserrichtung durchgeführt
wird, erzeugt drastische Veränderungen.
Obwohl etwas winkliger im Ergebnis des ersten Dehnens bzw. Ziehens
erstrecken sich die Fasern noch mehr quer zur Maschinenlauf- bzw.
Faserrichtung als in die Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung. Die
Tatsache, dass die Fasern quer zur Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung
enger ausgerichtet sind, bedeutet, dass eine kleine Verlängerung
erforderlich ist, bevor die Fasern nah genug zur Querrichtung verlaufen,
um Spannung zu erfahren. Spannung, wenn angelegt, veranlasst die
Fasern, zu versuchen sich geradezulegen bzw. zu ordnen und sich
quer zur Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung neu auszurichten. Wenn
die Fasermatte bzw. das Vlies zuvor nicht genadelt wurde, würde das
Material zu diesem Zeitpunkt wahrscheinlich jegliche Kohäsion bzw.
Bindekraft verlieren. Allerdings veranlasst das Nadeln der Fasermatte
bzw. des Vlies die Fasern aus unterschiedlichen Schichten mit unterschiedlichen
Ausrichtungen, sich zu verwickeln bzw. zu verknäulen. Aufgrund dieser Verwicklungen
bzw. Verknäulungen
können
sich die Fasern gerade legen bzw. ordnen. Wenn Quermaschinenspannung
angelegt wird, tendieren die Verwicklungen bzw. Verknäulungen
dazu, sich zu bündeln,
um Knoten zu bilden, die Spinnen ähneln, weil sie einen Kern
mit vielen Beinen aufweisen, die sich vom Kern in verschiedene Richtungen
erstrecken. Jede Spinne bildet sich an einem Punkt, an dem eine
Nadel eine Verwicklung bzw. Verknäulung mehrerer Fasern bewirkte,
die versuchten, sich während
des Dehnens quer zur Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung auseinander
zu ziehen. Das Bündeln
der Verwicklungen bzw. Verknäulungen
verleiht ihnen das spinnenartige Aussehen. Jede Schlinge auf der
krause bzw. flockigen Seite entspricht einer Stelle, an der eine
Nadel durchgestochen wurde; folglich liegt im Anschluss an das Dehnen
bzw. Ziehen quer zur Faserrichtung jede Schlinge der krausen bzw.
flockigen Seite in der Mitte eines entsprechenden spinnenartigen
Knotens. Das wurde in einem Experiment deutlich, in dem die funktionalen Schlingen
(d.h. der Außenbereich
der krausen bzw. flockigen Seite) des Produktes purpurn gefärbt wurden.
Das ganze Purpur in dem gefärbten
Produkt war in der Mitte der an den Basen der Schlingen gebildeten
Spinnen sichtbar. Andererseits, wenn die nicht krause bzw. flockige
Seite des Gewebes gefärbt
wurde, war keine Farbansammlung in der Mitte der Spinnen zu beobachten.
Lediglich auf der krausen bzw. flockigen Seite entsprechen die funktionalen
Schlingen den Nadeleinstichen und nur bei diesen Schlingen wurden
drumherum gebildete Spinnen beobachtet. Es wird angenommen, dass
das Vorhandensein der Schlingen und ihrer entsprechenden Verwicklungen
bzw. Verknäulungen
stark für
die Bildung von Spinnen oder Knoten verantwortlich ist. Die Tatsache,
dass eine Schlinge durch die Fasermatte bzw. das Vlies gezogen wird,
bedeutet, dass jetzt eine vertikale Faser (d.h. eine Faser, die
sich aus der Ebene der Fasermatte bzw. des Vlies heraus erstreckt)
vorhanden ist, um die sich die horizontalen Fasern der Fasermatte
bzw. des Vlies verwickeln bzw. verknäulen. Daher weisen die meisten
Schlingen im fertigen Schlingen aufweisenden Band eine Spinne an
ihrer Basis auf, die eine erhöhte
Festigkeit zum Verankern der Schlingen bietet.
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Das
Dehnen bzw. Ziehen der experimentellen Probe mit den purpurnen Schlingen über den Punkt
hinaus, an dem die Schlingen ihre maximale Höhe haben, tendierte dazu, die
purpurn getönten Schlingen
in die Ebene der Fasermatte bzw. des Vlies zurückzuziehen. Je größer das
Dehnen bzw. Ziehen, desto kleiner wurden die Schlingen, bis sie schließlich begannen,
sich aus ihren Verwicklungen bzw. Verknäulungen herauszuziehen. Als
dies passierte, verschwand die Spinne, die sich um sie gebildet
hatte, und die verwickelten bzw. verknäulten Fasern legten sich gerade
bzw. ordneten sich und sanken in die Fasermatte bzw. das Vlies zurück. Durch erhöhtes Dehnen
bzw. Ziehen, nachdem viele Schlingen zurückgesunken waren und ihre Verwicklungen bzw.
Verkäulungen
verschwanden, verliert das Material seine Kohäsion bzw. Bindekraft, die Fasern
gleiten aneinander vorbei und das Material teilt bzw. löst sich.
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Aus
dieser Beobachtung wird deutlich, dass das Material quer zur Maschinenlauf- bzw. -Faserrichtung
stärker
ist, was auf die Tatsache zurückzuführen ist,
dass das kardierte Gewebe mit einem Winkel kreuzgelegt bzw. quergetäfelt wird,
der dieser Richtung näher
ist. Durch stufenweises Verändern des
Kardierwinkels von der Quermaschinenlauf- bzw. Faserrichtung weg,
sollte mehr Festigkeit in der Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung
erreichbar sein. Das Dehnen bzw. Ziehen in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung
tendiert ebenfalls dazu, die Fasern in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung
neu auszurichten. Jedoch ist, da sie nah der Querrichtung beginnen,
die bloße
30%-ige Verlängerung,
der das Material in dem vorstehend beschriebenen Längsdehnen
bzw. -ziehen unterliegt, nicht ausreichend, um genug Spannung an
die Fasern zu legen, um sie geradezulegen bzw. zu ordnen oder die
Bildung von Spinnen oder Knoten zu veranlassen. Jedoch wird das
Dehnen bzw. Ziehen in Maschinenlauf- bzw. Faserrichtung für stark
querdirektionale kreuzgelegte bzw. quergetäfelte Fasermatten als wichtig
erachtet, die andernfalls eine Lage aufweisen würden, die zu querdirektional ist,
um ein einheitliches Dehnen bzw. Strecken in Querrichtung zu erreichen;
in diesem Fall sind die Fasern fast so querdirektional, dass sie
sich nicht wesentlich verwickeln bzw. verknäulen, noch sind sie im Endprodukt
richtig beabstandet. Stattdessen bleiben sie sehr nah beieinander
und nahezu parallel. Wenn sich in solchen Fällen Spinnen bilden, sind sie
in Querrichtung verlängert
und sehr nah beieinander, und das Endmaterial ist viel dichter.
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Da
in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Fasern bereits
mehr querdirektional als maschinenlaufdirektional sind, und da die
angewandte Dehnung in Querrichtung größer ist, werden die Fasern
während
der Verlängerung
in Querrichtung unter Spannung gesetzt. Die während des Nadelns verwickelten
bzw. verknäulten
Fasern tendieren zur Klumpenbildung, und wenn die Fasern zum Geradelegen
bzw. Ordnen tendieren, dann bilden diese Verwicklungen bzw. Verknäulungen
spinnenartige strahlenförmige
Fasermuster.
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Es
wurde auch beobachtet, dass sich Spinnen an den Stellen funktionaler
durch tiefes Nadeln entstandener Schlingen bilden, deren Fasern
durch einen Teil oder die gesamte Fasermatte bzw. das Vlies gezogen
wurden. Folglich verwickeln bzw. verknäulen die anderen Fasern und
bilden Spinnen. Das bedeutet, dass in dem Endprodukt die Schlingen
an ihren Basen Spinnen aufweisen, die die Schlingenfasern in der
Fasermatte bzw. dem Vlies sichern.
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Anders
ausgedrückt,
die Schlingenbäume (siehe 3B),
die in der vorgedehnten bzw. vorgezogenen Fasermatte nicht deutlich
erscheinen und ihre endgültige
Form als Fasern des Grundabschnitts der Fasermatte bzw. des Vlies
erhalten, werden gezogen und die Verwicklungen bzw. Verknäulungen unter
ihnen werden beim Dehnen bzw. Ziehen gestrafft bzw. verstärkt, um
Knoten zu bilden. Wenn die Fasermatte gedehnt bzw. gezogen ist,
zwingt die Spannung in den straffen bzw. straff gespannten Fasern
der Fasermatte bzw. des Vlies einige der Schlingenbäume dazu,
aufrecht zu stehen, so dass die Gesamtdicke der gedehnten bzw. gezogenen
Fasermatte (einschließlich
funktionaler Schlingen) tatsächlich größer sein
kann als die nicht gedehnte bzw. nicht gezogene Fasermatte. Um die
Gartenbauanalogie noch auszuweiten: Das homogene Dickicht der Schlingenoberfläche der
nicht gedehnten bzw. nicht gezogenen Fasermatte wird zu einem Garten
aus beabstandeten Ansammlungen bzw. Bündeln des gedehnten bzw. gezogenen
Produktes. Obwohl die Schlingenbäume
oder Schlingenformationen bzw. -gebilde den Stellen entsprechen,
an denen die Fasermatte während
des Supernadelns eingestochen wurde, weist der entstandene Garten
aus Schlingenformationen bzw. -gebilden, nachdem die Fasermatte bzw.
das Vlies gedehnt bzw. gezogen ist, nicht dasselbe Anordnungsmuster
auf wie von den Mustern der Einstiche des Nadelvorgangs erwartet
werden könnte.
Wir glauben, dass die Anordnung der Schlingenformationen bzw. -gebilde
während
des Dehn- bzw. Ziehvorgangs zufällig
erfolgt, da sich die Abstände
zwischen den Verwicklungen bzw. Verknäulungen als eine Funktion von
Eigenschaften, Richtung und Anzahl der Fasern ändern, die die verschiedenen
Knoten verbinden. Das entstandene Produkt weist keine erkennbare
Ordnung in der Anordnung der sich von seiner Oberfläche erstreckenden
Schlingen auf.
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Trotz
des relativ weiten Schlingenabstands, der erreicht wurde, sind die
Schlingen nach dem Aushärten
des Bindemittels so fest verankert und so verfügbar zum Einhaken der Haken,
dass eine Fasermatte bzw. ein Vlies, die bzw. das ungewöhnlicherweise
gemäß diesen
Verfahren behandelt wurde, trotz hauchdünnem Aussehen hervorragend
funktionieren kann.
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Mit
erneutem Bezug auf 12, wird die gedehnte bzw. gezogene
Fasermatte, während
sie an den Rahmenschienen 206 in ihrem gedehnten bzw. gezogenen
Zustand gehalten wird, durch einen Ofen 208 geführt, in
dem das Produkt erwärmt
wird, um zu trocknen und sich mit dem Acrylbindemittel 192 zu vernetzen
und die dimensionale Integrität
der Fasermatte zu stabilisieren. Der Ofen 208 ist notwendigerweise
ein Konvektionstrockner mit Luftventilationsdüsen, die heiße Luft
in und auf die Fasermatte bzw. das Vlies blasen, um einen Teil des
Wassers des Klebemittels zu verdampfen. In diesem Beispiel betragen
die Erwärmdauer
und die Erwärmtemperatur etwa
1 Minute bzw. 375°F
(190°C).
In einigen Ausführungsformen
(nicht dargestellt) wird die Fasermatte für ein sekundäres Beschichten
auf den Rahmenschienen 206 beibehalten und durch zusätzliche
Beschichtungsstationen und Trockenöfen geführt, wodurch eine gewünschte Laminat-
bzw. Schichtstruktur für
besondere Anwendungen gebildet wird.
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In
einer anderen Ausführungsform
werden auf beiden Seiten der Fasermatte bzw. des Vlies einhakbare
Schlingen gebildet durch Nadeln, durch Supernadeltechniken, die
auf die beschriebenen Stapel- bzw. Spinnfasern wirken, oder durch
andere bekannte Techniken. Im Anschluss an das Bilden der Schlingen
wird die Fasermatte bzw. das Vlies durch ein Bad aus Bindemittel
geführt.
In einigen Fällen,
in denen die Schlingen relativ steif sind und das Bindemittel eine
entsprechend geringe Viskosität
aufweist, läuft
das Bindemittel im Anschluss an die Entnahme aus dem Bad von den
Schlingen ab und die Schlingen nehmen durch ihre eigene Elastizität und Steifheit
wieder ihre freistehende Stellung ein, während die Kapillarwirkung das
Bindemittel in der Mitte des Gewebes hält. Anschließend unterliegt
die Fasermatte bzw. das Vlies wie zuvor dem Dehnen bzw. Ziehen und
dem Aushärten.
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In
anderen Fällen,
in denen das schlingenartige Material weniger steif ist, werden
Hilfseinrichtungen eingesetzt, um das überschüssige Bindemittel nach dem
Durchlaufen des Bades zu entfernen, wie das Durchlaufen des Gewebes
durch einen Rollenspalt von Quetsch- bzw. Abquetschrollen oder das Unterziehen
beider Seiten des Gewebes einem Luftmesser bzw. einer Luftbürste, oder
das anschließende
Abschmieren bzw. Abziehen, in jedem Fall zum Beispiel das Blasen
von Luft oder andernfalls Lockern bzw. Lösen der Schlingen und Veranlassen, dass
sie aufrecht stehen.
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Andere
Ausführungsformen
tragen auf einer oder beiden Seiten einhakbare Schlingen und enthalten
warmverschweißbare
Bindefasern oder andere warmverschweißbare Bindebestandteile, die
durch kontaktfreie bzw. berührungsfreie
Einrichtungen gebunden sind wie z.B. durch auf beide Seiten des
Gewebes gerichtete Heißluftwellen
mit Temperaturen, die ausreichend sind, um das warmverschweißbare Bindematerial
zu schmelzen und die Gewebestruktur in ihrem gedehnten bzw. gezogenen
Zustand zu halten.
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Warmverschweißbare Fasern
oder andere Materialien, die schwarz gefärbt oder anderweitig adaptiert
sind, um Strahlungswärme
zu absorbieren, können
durch Heizstrahler aktiviert werden, um den Grundabschnitt des Gewebes
nach dem Dehnen bzw. Ziehen zu binden. In solchen Fällen aufgepaßt werden,
um eine Verringerung der Einhakeigenschaften der freistehenden Schlingen
zu vermeiden.
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Mit
erneutem Bezug auf 12 verlässt die gedehnte bzw. gezogene
Fasermatte den Ofen 208 noch immer an den Nadeln befestigt
und wird anschließend
von einer Entnadelungseinrichtung 10 und einem Paar Antriebsrollen 212 aus
den Nadeln gezogen. Die fertige, breite Fasermatte wird dann, wenn
gewünscht,
von einer Schlitz- bzw.
Schneideeinrichtung 214 in angemessene mehrere Breiten
geschlitzt bzw. geschnitten und auf eine angetriebene Flächenwickelvorrichtung 216 gewickelt
bzw. gespult. Eine Tänzerrolle 218 zwischen
den Antriebsrollen 212 und der Schlitz- bzw. Schneideeinrichtung 214 überwacht
die Spannung in der Fasermatte, um die Geschwindigkeit der Aufwickelvorrichtung 216 zu steuern
bzw. zu regeln. Die Schlitz- bzw.
Schneideeinrichtung 214 kann ebenfalls verwendet werden, um
die Ränder
der Fasermatte abzuschneiden, die durch den Spannrahmen Material
außerhalb
der Rahmenschienen beinhalten. Optional kann die fertige Fasermatte
vor oder nach dem Wickeln oder Spulen gebürstet werden, um die lose zusammengehaltenen
Schlingenfasern zu entflechten, um das Fortbestehen der Verschlussleistung
zwischen der ersten und den nachfolgenden Verbindungen mit einem
Haken aufweisenden Produkt zu verbessern.
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Mit
Bezug auf 12C verwendet ein alternativer
Vorgang erwärmte
Rollen bzw. Walzen oder „heiße Dosen" 209 oder
Platten, um die Rückseite des
Gewebes in ihrem gedehnten bzw. gezogenen Zustand zu stabilisieren.
Diese Ausführungsform
erfordert keine Beschichtung und kein Klebemittel bei der Verwendung
von thermoplastischen Fasern, wenn die Fasern örtlich durch Wärme verschmolzen werden.
Kaltrollen bzw. -walzen 211 verbinden die Schlingen aufweisende
Seite des Gewebes während des
Durchlaufs, um Schaden an den einhakbaren Schlingen zu verhindern.
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Um
das Produkt aus 6 herzustellen, werden die durchgehenden
Längsfaserstränge 28 vor
dem Nadeln zur Fasermatte hinzugefügt. Diese Fasern sind vorzugsweise
genug gekräuselt,
um den Fasern zu erlauben, ihre Intaktheit nach dem Nadelvorgang
zu behalten, um eine begrenzte Menge in die Maschinenlauf- bzw.
Faserrichtung gedehnt bzw. gezogen zu werden, wenn die Fasermatte
gedehnt bzw. gezogen wird.
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Es
wird verstanden werden, dass die vorstehend beschriebene Dehn- bzw.
Ziehtechnik vorteilhaft bei anderen dehn- bzw. ziehbaren schlingendefinierenden
bzw. -abgrenzenden nichtgewebten Fasermatten bzw. Vliesen eingesetzt
werden kann. Daher ist die Erfindung in ihren breitesten Aspekten nicht
auf die Anwendung von genadelten Fasermatten bzw. Vliesen zu beschränken. Zum
Beispiel können
Fasermatten bzw. Vliese verwendet werden, die durch Wasser- oder
Luftströmungsverwicklungen bzw.
-verknäulungen
gebildet wurden.
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In
den meisten Fällen,
in denen beachtliche Festigkeitsleistung gewünscht wird, werden bevorzugt
nichtgewebte Materialien aus Stapel- bzw. Spinnfasern eingesetzt,
um einen Vorteil aus ihrer gezogenen, molekular ausgerichteten Struktur
zu ziehen, oder andere Fasern mit beachtlicher Festigkeit.
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Andere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden erkannt werden und
liegen im Anwendungsbereich der nachfolgenden Patentansprüche.