DE602005002542T2

DE602005002542T2 - Übertragung von harz zum formen von befestigungselementen

Info

Publication number: DE602005002542T2
Application number: DE602005002542T
Authority: DE
Inventors: William P. Hillsborough CLUNE
Original assignee: Velcro Industries BV
Current assignee: Velcro Industries BV
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2025-03-11
Also published as: WO2005090045A1; ATE373555T1; US7794638B2; EP1725385B1; EP1725385A1; US20080272512A1; ES2293560T3; CN100544929C; CN1956832A; DE602005002542D1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Verfahren und Geräte zum Herstellen von Befestigererzeugnissen.
Hintergrund
Befestigererzeugnisse, so beispielsweise Hakenbestandteile von Klettverschlüssen bzw. Haken und Schlaufen umfassenden Befestigern, werden oftmals in einem Verfahren der kontinuierlichen Formung hergestellt, bei dem eine zylindrische Formungswalze eingesetzt wird, an deren Umfang Formungshohlräume ausgebildet sind, die die Form der Befestiger aufweisen, siehe hierzu beispielsweise die Druckschrift US 2003/0085485 A1 . Oftmals ist die Formungswalze aus einem axial komprimierten Stapel von ringförmigen Formungsplatten gebildet. Im Betrieb wird das geschmolzene Polymer aus einem Extruder in eine Druckzone eingeleitet, in der das geschmolzene Polymer unter hohem Druck in die Befestigerhohlräume der Formungswalze eingepresst wird, wodurch Befestigerelemente, so beispielsweise Haken, oder Schäfte, aus denen später Befestigerelemente gebildet werden, integral mit einer Basisschicht bzw. einer Sockelschicht geformt werden. In einigen Fällen stellt die Druckzone ein Walzenpaar bzw. einen Walzenspalt dar, der von einer Formungswalze und einer benachbarten Druckwalze gebildet wird. Bei einigen Ausgestaltungen ist die Druckzone zwischen einem mitformenden stationären Druckkopf und einer Formungswalze gebildet.
Bei einigen Anwendungen ist wünschenswert, wenn die Befestigerelemente des Erzeugnisses nur in diskreten Gebieten angeordnet sind und das Muster dieser Gebiete eine spezifische Ausgestaltung aufweist.
Weitere Verbesserungen bei den Verfahren und Geräten zum Herstellen von Befestigererzeugnissen sind wünschenswert. So ist beispielsweise wünschenswert, wenn die verbesserten Verfahren bei bereits bestehenden Verfahren und Geräten einfach und effizient einsetzbar sind, sodass die Notwendigkeit großer Aufwendungen für neue Geräte beseitigt oder zumindest stark verringert wird.
Zusammenfassung
Die Erfindung stellt ein neues Verfahren und ein Gerät zum Herstellen von Befestigererzeugnissen oder anderen Erzeugnissen mit an einer Oberfläche getragenen geformten Vorsprüngen oder anderen geformten Formgebungen dadurch bereit, dass Harz mit einer Harzübertragungswalze übertragen wird, die eine äußere Oberfläche mit wenigstens einem Übertragungsgebiet aufweist, das im Vergleich zu einem weiteren Gebiet der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze erhöht ist.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Befestigererzeugnissen mit einer Anordnung bzw. einem Feld von vorsprungsartigen bzw. hakenförmigen aus Harz bestehenden Befestigerelementen. Die Vorrichtung enthält eine Formungswalze, die eine Anordnung bzw. ein Feld von Hohlräumen festlegt, die sich von der äußeren Oberfläche derselben aus nach innen erstrecken, eine gegenläufige Druckwalze, die benachbart zu der Formungswalze angeordnet ist, um ein Druckwalzenpaar bzw. einen Druckwalzenspalt festzulegen, sowie eine drehende Übertragungswalze zum Übertragen eines formbaren Harzes in das Druckwalzenpaar bzw. den Druckwalzenspalt in einem Muster, das durch die Drehung der Übertragungswalze festgelegt ist. Die Übertragungswalze weist eine äußere Oberfläche mit wenigstens einem Übertragungsgebiet auf, das im Vergleich zu einem weiteren Gebiet der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze erhöht ist. Das Harz wird in das Walzenpaar bzw. den Walzenspalt in einem festgelegten Bereich übertragen, der dem erhöhten Übertragungsgebiet der Übertragungswalze entspricht.
Bei einigen Implementierungen wird das Harz als Abfolge von diskreten Bereichen übertragen, die entsprechend den Umläufen der Übertragungswalze beabstandet sind, während bei anderen Implementierungen das Harz als Mehrzahl von Bereichen pro Umlauf der Übertragungswalze übertragen wird. Bei bestimmten Implementierungen ist die Mehrzahl von Bereichen derart beabstandet, dass bewirkt wird, dass benachbarte Bereiche zusammenlaufen.
Bei einigen Ausführungsbeispielen weist die äußere Oberfläche der Übertragungswalze mehrere erhöhte Übertragungsgebiete auf, wobei die Oberfläche eine Nichthaftbeschichtung aufweist, die die Übertragung des Harzes von der Übertragungsoberfläche zu der Formungswalze unterstützt. Die Übertragungsgebiete können entlang einer Drehachse der Übertragungswalze beabstandet sein. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind die Übertragungsgebiete längs eines Umfanges der Übertragungswalze derart beabstandet, dass mehrere diskrete Bereiche des Harzes pro Umlauf der Übertragungswalze übertragen werden.
Das Übertragungsgebiet kann eine Nocke enthalten, die sich entlang einer Drehachse der Übertragungswalze längsläufig erstreckt, und/oder das Übertragungsgebiet kann ein benachbartes Gebiet der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze mit einem im Wesentlichen konstanten Abstand von einer Drehachse der Übertragungswalze enthalten. Bei einigen Ausführungsbeispielen enthält das Übertragungsgebiet ein erhöhtes Gitter, das diskrete, zurückgenommene Gebiete der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze umgibt.
Bei bestimmten Implementierungen wird das Harz zu dem Walzenpaar bzw. dem Walzenspalt an der Oberfläche einer Formungswalze übertragen. Bei einem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Oberflächengeschwindigkeit der Übertragungswalze geringfügig, so beispielsweise um 2 bis 5%, kleiner als die Oberflächengeschwindigkeit der Formungswalze, wodurch die Übertragung des Harzes zu der Formungswalze vorteilhafterweise vereinfacht wird. Bei einigen Implementierungen wird das Harz in das Druckwalzenpaar bzw. den Druckwalzenspalt auf einem Trägerbogen verbracht, so beispielsweise einem Schaum, einem Film, einer Papierbahn, einer mehrfachbeschichteten Papierbahn oder einer Verbundbahn. Der Trägerbogen kann um die Übertragungswalze herum verlaufen und durch Drehen der Übertragungswalze in Kontakt mit dem formbaren Harz gebracht werden. Die Übertragungswalze kann eine Vakuumquelle enthalten, die den Trägerbogen an der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze hält.
Das Harz kann durch einen Kontakt zwischen der Übertragungswalze und dem Harz auf einer gegenläufigen Walze auf die Übertragungswalze übertragen werden. Bei bestimmten Implementierungen dreht sich die Übertragungswalze, um Harz in ihrem erhöhten Übertragungsgebiet aus einem Bad mit formbarem Harz aufzunehmen. Alternativ ist die Übertragungswalze benachbart zu einem Extruder angeordnet, wobei eine Drehung der Übertragungswalze das aus der Düsenöffnung extrudierte Harz auf das erhöhte Übertragungsgebiet wischt. Der Gießkopf kann mehrere Gießkopfdüsenöffnungen festlegen, aus denen entsprechende Bereiche des Harzes auf das erhöhte Übertragungsgebiet der Übertragungswalze gewischt werden.
Es können in Eingriff bringbare Köpfe an distalen Enden der Schäfte der Befestigerelemente während des Formungsprozesses gebildet werden. Alternativ können die Köpfe durch Verformen der distalen Enden der Formungsschäfte gebildet werden, nachdem das Harz von der Oberfläche der Formungswalze abgestreift worden ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird formbares Harz mit einer vergleichsweise konstanten Geschwindigkeit durch eine Düsenöffnung extrudiert und aus der Düsenöffnung auf diskrete Übertragungsgebiete einer äußeren Oberfläche einer Übertragungswalze durch Drehen der Übertragungswalze benachbart zu der Düsenöffnung gewischt. Die Übertragungsgebiete sind im Vergleich zu einem anderen Gebiet der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze erhöht, um das extrudierte Harz aufzunehmen. Das gewischte Harz wird von der Übertragungswalze zum Zwecke einer Verbringung in das Druckwalzenpaar bzw. den Druckwalzenspalt übertragen und in die Mehrzahl von Hohlräumen der Übertragungswalze in dem Druckwalzenpaar bzw. dem Druckwalzenspalt eingepresst, wodurch wenigstens die Schäfte der Befestigerelemente gebildet werden, während ein Sockel bzw. eine Basis des Harzes an der Oberfläche der Formungswalze gebildet wird. Der Sockel bzw. die Basis verbindet die Schäfte der Befestigerelemente wechselseitig. Das Harz wird von der Oberfläche der Formungswalze abgestreift, um das Befestigererzeugnis freizugeben.
Die Übertragungswalze der Vorrichtung kann beispielsweise einen Gummiwischer enthalten, der an einer drehbaren Übertragungswalze befestigt ist und sich von dieser aus nach außen erstreckt.
Das neue Verfahren und das neue Gerät gemäß vorliegender Offenbarung sind bei der Herstellung von Befestigererzeugnissen von Nutzen, insbesondere von Erzeugnissen mit Befestigerelementen, die lediglich in diskreten Bereichen angeordnet sind.
Man hat entdeckt, dass unter bestimmten gesteuerten Bedingungen das Aufbringen von geschmolzenem Harz auf eine sich bewegende Oberfläche, die das Harz in das Bildungswalzenpaar bzw. den Bildungswalzenspalt verbringt, dem Harz vorab günstige Eigenschaften für die Formung verleihen kann. Die Kühlung der Oberfläche des Harzes kann bei dessen Verbringung in das Walzenpaar bzw. den Walzenspalt bei geeigneter Steuerung bestimmte Vorteile ergeben, wobei eine richtige Befüllung der Hohlräume nach wie vor möglich ist. So kann beispielsweise eine gewisse Kühlung der Oberfläche die Längsorientierung der Polymerketten verringern, wenn das Harz in das Walzenpaar bzw. den Walzenspalt gezogen wird, was wiederum die Längsreißfestigkeit verbessert. Bei einer maßvollen vor dem Walzenpaar bzw. dem Walzenspalt erfolgenden Kühlung gelangen bestimmte Harze weniger wahrscheinlich zu der entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Fläche einer Trägerbahn hindurch, was bei Anwendungen erfolgt, bei denen eine vollständige Durchdringung nicht erwünscht ist. Dies kann die Verwendung von leichteren und offeneren Materialien bei derartigen Prozessen ermöglichen. Darüber hinaus kann die hier offenbarte Vorrichtung mit Blick auf eine schnelle Umbildung des Harzübertragungsmusters durch einfaches Ersetzen oder Ändern der Oberfläche der Übertragungswalze umgestaltet werden.
Das System und das Verfahren gemäß vorliegender Beschreibung lassen einen Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten zu, wodurch sich hohe Produktionsraten ergeben. Man beachte, dass mit steigender Geschwindigkeit das vorab zugeführte Harz zunehmend weniger den Kühlbedingungen der abgekühlten Formungswalze unterworfen ist. Bleiben die übrigen Parameter gleich, so ist eine niedrigere Viskosität des Harzes bei dessen Ankunft an dem Bildungswalzenpaar bzw. dem Bildungswalzenspalt erreichbar, was den erforderlichen Kalandrierdruck des Walzenpaares bzw. des Walzenspaltes im Vergleich zu demjenigen, der bei niedrigeren Geschwindigkeiten erforderlich ist, absenken kann.
Das System und das Verfahren gemäß vorliegender Beschreibung können darüber hinaus vorteilhaft bei der Übertragung des Harzes in diskreten Bereichen auf eine Trägerbahn zu Zwecken eingesetzt werden, die andere als die Bildung von Befestigererzeugnissen sind. So können beispielsweise diskrete Bereiche mit oder ohne Befestigerelemente vorteilhafterweise verwendet werden, um die Streckeigenschaften des Trägerbogens zu ändern.
Einzelheiten zu einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der Erfindung sind in der begleitenden Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung ausgeführt. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung sowie aus den Ansprüchen.
Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine Querschnittsansicht eines Formungsstapels, der eine facettierte Übertragungswalze aufweist, die geschmolzenes Harz einer Formungswalze zuführt.
1A ist eine vergrößerte Ansicht des Gebietes 1A von 1.
2A ist eine Querschnittsansicht eines der Hohlräume der Formungswalze von 1.
3 ist eine Querschnittsansicht eines Formungshohlraumes, der geformt ist, um ein Vorformungsbefestigerelement zu bilden.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines mit zinnenartigen Fortsätzen versehenen Vorformungsbefestigerelementes.
4A ist eine Draufsicht auf eine Anordnung bzw. ein Feld von Befestigerelementen, das aus den in 4 gezeigten Vorformlingen gebildet ist, nach der Bildung von knollenartigen Köpfen aus den zinnenartigen Fortsätzen.
5 ist eine Seitenansicht eines Gerätes zum Erwärmen und Ändern der Vorformungsbefestigerelemente zum Ausbilden von funktionellen Befestigerelementen.
6A und 6B sind diagrammartige Querschnittsansichten einer facettierten Übertragungswalze und eines Gießkopfes, in denen die Übertragung des Harzes von dem Gießkopf zu der Übertragungswalze dargestellt ist.
6C ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnittes der facettierten Übertragungswalze von 6A, die der Formungswalze geschmolzenes Harz zuführt.
6D ist eine vergrößerte Ansicht des Gebietes 6D, das in 6C gezeigt ist.
7 ist eine Querschnittsansicht eines Formungsstapels, der eine facettierte Übertragungswalze aufweist, die geschmolzenes Harz einem Bogenmaterial zuführt, das um eine Druckwalze mitgeführt wird.
8 ist eine Querschnittsansicht eines Kalandrierstapels mit einer vertikalen Ebene des Walzenpaares bzw. des Walzenspaltes, wobei in dieser Ebene das übertragene Harz durch ein Bogenmaterial in die Formungshohlräume gepresst wird.
8A ist eine vergrößerte Ansicht des Gebietes 8A von 8.
9A und 9B zeigen nacheinander einen Gießkopf, der Harz einem Bogenmaterial zuführt, das um eine facettierte Walze mitgeführt wird.
10 zeigt eine zahnförmige Übertragungswalze, die geschmolzenes Harz direkt einer Formungswalze zuführt.
11 zeigt eine zahnförmige Übertragungswalze, die geschmolzenes Harz aus einem Behälter sammelt und das geschmolzene Harz direkt der Formungswalze zuführt.
12 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnittes einer Übertragungswalze, wobei ein Vakuumrohrleitungsdruck ein mitgeführtes Bogenmaterial während der Aufbringung des Harzes an die Walzenoberfläche zieht.
13 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnittes eines Kalandrierstapels, wo das Überführen des geschmolzenen Harzes zu einer facettierten Übertragungswalze von einer benachbarten gegenläufigen Walze und das anschließende Überführen des geschmolzenen Harzes auf der facettierten Übertragungswalze zu der Formungswalze dargestellt sind.
14 ist eine Draufsicht auf ein als Beispiel angegebenes Harzübertragungsmuster, das durch die in 16 gezeigte Übertragungswalze gebildet worden ist.
15 ist eine Draufsicht auf ein als Beispiel angegebenes Harzübertragungsmuster, das mit der in 17 gezeigten Übertragungswalze gebildet worden ist.
16 ist eine Querschnittsansicht einer Übertragungswalze mit zwei Facetten, die zwei Übertragungsgebiete trennen.
17 ist eine Querschnittsansicht einer Übertragungswalze mit sechs Facetten zwischen sechs abgesetzten Übertragungsgebieten.
18 ist eine Seitenansicht einer facettierten Übertragungswalze, die zwei Abschnitte enthält, die gegeneinander versetzt sind.
18A und 18B sind Querschnittsansichten der in 18 gezeigten Übertragungswalze bezüglich der Linien 18A-18A beziehungsweise 18B-18B.
19 ist eine Querschnittsansicht einer Übertragungswalze mit einem entfernbaren Vorsprung.
20 ist eine perspektivische Ansicht einer Übertragungswalze mit sechs diskreten Nocken.
21 ist eine diagrammartige perspektivische Ansicht einer Übertragungswalze, die eine Mehrzahl von diskreten Vorsprüngen mit verschiedenen Formen darstellt.
22A und 22B zeigen nacheinander einen Gießkopf, der einer Übertragungsvorrichtung Harz zuführt, die einen Gummiwischer enthält.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in verschiedenen Figuren die gleichen Elemente.
Detailbeschreibung
Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Vorrichtung zum Bilden eines Bogenmaterials mit angeformten Formgebungen an seiner Oberfläche einen Extrusionsgießkopf 100 auf, der mit einem (nicht gezeigten) Extruder verbunden ist, der geschmolzenes Harz einer facettierten Übertragungswalze 135 zuführt. Die Übertragungswalze 135 enthält hohe Bereiche H, die Harz aufnehmen und anschließend auf einer Formungswalze 104 ablegen, und niedere Bereiche L, die kein Harz aufnehmen und hierdurch eine Abfolge von Harzlagern bilden, die in Produktionsrichtung voneinander beabstandet sind. Ein Druckwalzenpaar bzw. ein Druckwalzenspalt N ist zwischen einer drehenden Druckwalze 102 und der gekühlten drehenden Formungswalze 104 gebildet. Ein Bogenmaterial 130 wird in das Druckwalzenpaar bzw. den Druckwalzenspalt N eingeführt, in den das geschmolzene Harz 108 durch Drehung der Formungswalze 104 eingeleitet wird. Der Druck in dem Walzenpaar bzw. Walzenspalt N, der auf jedes Lager wirkt, füllt mehrere sich nach innen erstreckende Hohlräume 101 der Formungswalze 104, wodurch Befestigerelemente gebildet werden, während ein Sockel bzw. eine Basis 112, der bzw. die sämtlichen Befestigerelementen gemeinsam ist, an der Oberfläche der Formungswalze gebildet wird. Der Druck und die Wärme in dem Walzenpaar bzw. dem Walzenspalt N laminieren die Basis bzw. den Sockel 112 des Harzes auf das Bogenmaterial 130. Das Abstreifen der Befestigerelemente von der Formungswalze 104 mittels der Abstreifwalze 116 gibt das Befestigererzeugnis 117 frei. Ein weiterer Vorgang der Bildung, so beispielsweise das Flachmachen der Spitze („flat-topping") der distalen Enden der Befestigerelemente oder anderer angeformter Formen kann zwischen den Walzen 118 und 120 erfolgen. Das Flachmachen der Spitzen wird in dem US-Patent mit der Nummer 5,953,797 beschrieben, dessen gesamte Offenbarung hiermit durch Verweis mitaufgenommen ist. Die Drehrichtung jeder Walze ist mit einem Pfeil angegeben.
Wie in 1A und 2A gezeigt ist, sind einige Befestigerelemente in Form von mit Schlaufen in Eingriff bringbaren Haken 110 ausgebildet, die sich von dem Sockel bzw. der Basis 112 aus nach außen erstrecken und integral mit diesem bzw. dieser ausgebildet sind. Wie in 3 gezeigt ist, enthält bei einigen anderen Ausführungsbeispielen die Formungswalze 104 Hohlräume 101' in Form von Vorformungsbefestigerelementen, die dafür ausgelegt sind, einem weiteren Vorgang der Bildung unterzogen zu werden. Andere Formen der Formungshohlräume sind ebenfalls möglich. 4 zeigt ein mit zinnenartigen Fortsätzen versehenes Vorformungselement 144, das einfach geformt und anschließend mittels Wärme und/oder Druck an den distalen Enden seiner oberen Vorsprünge verformt werden kann, um brauchbare Befestigerelemente zu bilden, wobei die Köpfe der sich ergebenden Befestigerelemente in der Draufsicht des Befestigererzeugnisses gemäß 4A gezeigt sind. Weitere Einzelheiten betreffend die Formungswerkzeuge sind in den US-Patenten mit den Nummern US 4,775,310 , US 6,163,939 und US 6,131,251 beschrieben, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Verweis mitaufgenommen ist.
Wie in 4, 4A und 5 dargestellt ist, umfasst ein Gerät 158 zum Bilden der Befestigerköpfe 161 des Befestigerelementes 163 aus den vorgeformten Elementen 144 mit den Vorsprüngen 159 eine Erwärmungsvorrichtung 160, die lediglich einen Abschnitt P der Vorsprünge 159 erwärmt und den Rest der Vorsprünge vergleichsweise kühl und damit vergleichsweise starr belässt. Der Abschnitt P wird auf eine Erweichungstemperatur erwärmt, bei der er zur gewünschten Form des Kopfes geformt werden kann. Um sicherzustellen, dass nur ein Abschnitt P auf die Erweichungstemperatur erwärmt wird, können kontaktbasierte oder nichtkontaktbasierte Erwärmungstechniken eingesetzt werden. Die Erwärmungsvorrichtung 160 enthält eine Nichtkontaktwärmequelle, so beispielsweise eine Strahlungserwärmungsvorrichtung oder eine Flamme, die dazu in der Lage sind, die Temperatur des Materials, das sich sehr nahe an der Wärmequelle befindet, schnell anzuheben, ohne dass die Temperatur des Materials, das vergleichsweise weiter von der Wärmequelle entfernt ist, merklich ansteigt. Nachdem der Abschnitt P der Vorsprünge 159 erwärmt worden ist, läuft der Sockel bzw. die Basis zwischen der Mitformungswalze 166 und der Antriebswalze 168 hindurch. Die Mitformungswalze 166 bildet den Abschnitt P der Schäfte in einer gewünschten Kopfform aus, während die Antriebswalze 168 den Sockel bzw. die Basis weiter bewegt und ihn bzw. sie an der Walze 166 flach macht, um die Gleichmäßigkeit des Kopfes zu verbessern. Im Allgemeinen ist es, um eine gewünschte Formungstemperatur zu erhalten, von Vorteil, die Mitformungswalze zu kühlen, so beispielsweise dadurch, dass Kühlwasser durch einen Kanal 170 in der Mitte der Walze geleitet wird.
Wie in 6A und 6B gezeigt ist, weist die Oberfläche der facettierten Übertragungswalze 135 zwei niedere Bereiche L und zwei hohe Bereiche H auf. Läuft der niedere Bereich L der Übertragungswalze 135 vor dem Gießkopf 100 vorbei, so sammelt sich geschmolzenes Harz 108 in Form eines Bolus („Würstchen") 140 an den Lippen des Gießkopfes 100. Die führende Kante 142 eines hohen Bereiches H leitet das Entfernen eines Bolus 140 ein, dessen Harz auf den hohen Bereich der Formungswalze geschmiert wird. Eine weitere Extrusion aus der Lippe des Gießkopfes während des Vorbeilaufens eines hohen Bereiches H kann zu einer Fortsetzung der Aufbringung des Harzes auf die Übertragungswalze, wie gezeigt, in Abhängigkeit von der Nähe der Walzenoberfläche zur Gießkopfdüsenöffnung und der Extrusionsrate sowie weiteren Faktoren führen.
Bei einigen Implementierungen wird die facettierte Übertragungswalze erwärmt, wohingegen bei anderen Implementierungen diese gekühlt wird, wobei die ausgewählten Wärmeparameter von den Eigenschaften des für die Übertragung vorgesehenen Harzes und der gewünschten Wirkung abhängen. Bei einigen Beispielen ist die facettierte Übertragungswalze beispielsweise aus Metall, während bei anderen Beispielen, bei denen beispielsweise erwünscht ist, dass eine Wärmeübertragung und ein Anhaften an der Übertragungswalze unterbunden werden, die Walze oder deren äußere Oberfläche aus einem haftbeständigen Material besteht, so beispielsweise aus Silikongummi oder einem Fluoropolymer. Die facettierten Übertragungswalzen können durch maschinelle Herstellung von flachen Facetten auf einem von kreisförmigem Querschnitt seienden Rohling hergestellt werden. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen reicht die Anzahl der Facetten beispielsweise von 1 bis etwa 10 oder mehr, was von der Größe der Übertragungswalze und der gewünschten Größe der Lager und der wechselseitigen Beabstandung abhängt, wobei sich die Facetten kontinuierlich axial erstrecken können, um Harzstränge zu bilden, oder selektiv diskontinuierlich aufgebracht werden können, sodass sie Inseln bilden.
Wie in 6C und 6D gezeigt ist, wird die Übertragung des Harzes von der facettierten Übertragungswalze 135 auf die Formungswalze 104 durch die offenen Mündungen der offenen Formungshohlräume in der Formungswalze 104 unterstützt. Die Hohlräume stellen einen funktionellen Grad an effektiver Rauigkeit oder „Griffigkeit" für die Oberfläche der Formungswalze 104 bereit, was die Trennung des Harzes von der Übertragungswalze 135 unterstützt. Es ist nicht erwünscht, wenn das übertragene Harz an diesem Punkt die Hohlräume füllt, sondern es ist lediglich ein sicheres Anliegen an der Oberfläche der Formungswalze beabsichtigt.
Im Zusammenhang mit dem Aufbringen des Harzes vor dem Einwirken eines Formungsdruckes ist verständlich, dass eine niedrige thermische Leitfähigkeit des geschmolzenen Harzes, die begrenzte Dauer des Kontaktes des Harzes mit der Oberfläche der Formungswalze zwischen dem Punkt der Zuführung des Harzes und dem Punkt der Einwirkung des Druckes des Walzenpaares bzw. Walzenspaltes und die isolierenden Eigenschaften der luftgefüllten Formungshohlräume selbst derart zusammenwirken, dass eine erfolgreiche spätere Befüllung der Formungshohlräume mit dem eingebrachten Harz möglich wird. Aus diesem Grund wird es eingedenk der hier beschriebenen Techniken für überflüssig angesehen, wenn geschmolzenes Harz direkt dem Formungswalzenpaar bzw. dem Formungswalzenspalt oder den Hohlräumen unter einem spürbaren Druck zugeführt wird. Das übertragene Harz 180 in den Bereichen 182 wird einer höheren Rate der Kühlung als das Harz in den Bereichen 181 ausgesetzt, da die Bereiche 182 in direktem Kontakt mit der Oberfläche der Formungswalze zwischen benachbarten Hohlräumen stehen, wohingegen die Bereiche 181 verringerte thermische Übertragungseigenschaften aufweisen, da die Hohlräume 101 mit isolierender Luft gefüllt sind. Dies bewirkt, dass sich das Oberflächenharz in den Bereichen 182 stärker verfestigt, wenn es in das Walzenpaar bzw. den Walzenspalt eintritt und daher stärker beständig gegenüber Scherfließen und einer Längsorientierung des Polymers ist. Dies kann zu einem Befestigererzeugnis mit einer geringeren Anfälligkeit für Rissausbreitungen in Maschinen- oder Herstellungsrichtung führen. Auch in diesem Falle wird gegenwärtig bevorzugt, den Punkt der Aufbringung des Harzes derart zu wählen, dass das Harz für einen Zeitraum, der weniger als etwa 0,5 s beträgt, und vorzugsweise für einen Zeitraum von weniger als 0,1 s vor dem Eintritt in das Walzenpaar bzw. den Walzenspalt der Kühlung auszusetzen. Bei den bevorzugten Fertigungsgeschwindigkeiten ist der Punkt der Aufbringung des Harzes von dem Walzenpaar bzw. dem Walzenspalt um einen Abstand von weniger als ungefähr 10 Inch (25,4 cm), vorzugsweise von weniger als 5 Inch (12,7 cm), beabstandet. Die derzeit bevorzugte Oberflächengeschwindigkeit der Formungswalze beträgt wenigstens 150 Fuß pro Minute, vorzugsweise mehr als 250 Fuß pro Minute (45,7 bis 76,2 m/min).
Wie in 1 gezeigt ist, wird das übertragene Harz auf ein Bogenmaterial 130 in dem Walzenpaar bzw. dem Walzenspalt geleitet. Das Bogenmaterial kann ein gewebtes, nichtgewebtes oder ein gewirktes Material sein. Das Bogenmaterial kann zudem ein Schaum, ein Film, eine Papierbahn, eine mehrfachbeschichtete Papierbahn oder ein Verbundstoff sein, so beispielsweise Bahnen, die einen oder mehrere elastische Filme enthalten. Die Parameter des Prozesses können derart gewählt werden, dass vorteilhafterweise teilverfestigtes Harz dem Walzenpaar bzw. dem Walzenspalt zugeführt wird. Dies ist insbesondere bei vergleichsweise offenen Materialien (beispielsweise Textilien) von Vorteil, um die Neigung eines übermäßigen Eindringens des Harzes in das Material zu senken und ein Durchtreten des Harzes durch die komplette Dicke des Materials zu unterbinden. Damit kann ein textiles Bogenmaterial, an das geformte Anformungen anlaminiert sind, seine ursprünglichen Eigenschaften besser beibehalten, wobei weniger Harz verbraucht wird.
Bei bestimmten Beispielen wird die vorbeschriebene Technik vorteilhafterweise eingesetzt, um geformte Formgebungen dünnen vliesartigen Textilien zu verleihen, von denen man bislang annahm, sie seien für die Verarbeitung zu vielen Enderzeugnissen nicht geeignet. Dies ist bei Erzeugnissen auf vielen Gebieten relevant, so beispielsweise bei Hygieneerzeugnissen für Menschen und bei Bögen mit medizinischen Eigenschaften, die für Verpackungen, Bekleidungsstücke und Tuchware eingesetzt werden, wo wünschenswert ist, dünnere, weniger kostenintensive und elastische Bahnen einzusetzen. Die Integrität der geformten Basisschicht bzw. Sockelschicht kann das Einwirken von beachtlichen Verformungskräften auch dann zulassen, wenn sehr dünne Materialien als Grundschicht dienen. Das Wiedererlangen der Integrität der Harzsockelschicht bzw. Harzbasisschicht bei benachbarten Haken trägt dazu bei sicherzustellen, dass die Schicht eine ausreichende Stärke aufweist, um einen Formverlust von komplexen Formen zu vermeiden. Auf diese Weise können Haken mit vergleichsweise aggressiven Profilen und Vorformungsschäften mit komplexer Form, die einem Formverlust widerstehen, auf dünnen und vergleichsweise schwachen Substratmaterialien gebildet werden.
Ermöglicht man dem Harz ein leichtes Abkühlen während dessen Verbringung auf der Oberfläche der Formungswalze vor dem Eintritt in das Walzenpaar bzw. den Walzenspalt, so ist das Bogenmaterial dem heißen geschmolzenen Harz insgesamt weniger ausgesetzt. Bislang war man bei vielen Bogenmaterialien bei einer in-situ-Laminierung auf vergleichsweise kostenintensive Polyester- oder andere temperaturbeständige Harze beschränkt. Die hier beschriebenen Verfahren ermöglichen den Einsatz von weniger kostenintensiven Materialien oder Strängen als Trägermaterial, so beispielsweise denjenigen, die aus Fasern von Polypropylen, Polyethylen oder Gemischen hieraus gebildet sind, anstelle von temperaturbeständigen Harzen wie Polyester.
Wie in 7 gezeigt ist, kann das Harz, anstatt dass es von der Übertragungswalze 135 direkt auf die Formungswalze übertragen wird, direkt auf das Basisbogenmaterial 130 übertragen werden, das um die Druckwalze 102 mitgeführt wird. Bei einigen Implementierungen können die isolierenden Eigenschaften des Bogenmaterials 130 vorteilhafterweise verwendet werden, um das Harz, das an der Bogengrenzfläche zwischen dem Material und dem Harz verfestigt, darüber jedoch geschmolzen ist, zuzuführen, sodass der Druck des Walzenpaares bzw. Walzenspaltes die Hohlräume der Formungswalze füllen kann. Diese Art von Verteilungssystem kann verwendet werden, um Befestigererzeugnisse herzustellen, die eine geringere Anfälligkeit für Rissausbreitungen in Herstellungsrichtung aufgrund der weniger starken Längsausrichtung des verfestigten Harzes an der Grenzfläche zwischen dem Material und dem Harz aufweisen.
In 8 ist ein Formungsstapel mit einer vertikalen Ebene V_N des Walzenpaares bzw. Walzenspaltes gezeigt, wobei dargestellt ist, wie das Harz, anstatt dass es von der Übertragungswalze 135 direkt zu der Formungswalze 104 übertragen wird, direkt auf die Druckwalze 102 übertragen werden kann und anschließend durch Drehung der Druckwalze dem Walzenpaar bzw. Walzenspalt N zugeführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Bogenmaterial von einem vergleichsweise porösen Typ (beispielsweise ein gitterartiges Material), sodass, wenn das geschmolzene Harz und das Bogenmaterial an dem Walzenpaar bzw. Walzenspalt N zusammengelangen, der hierbei bestehende Druck das Harz vollständig durch das Bogenmaterial presst, um Befestigerelemente auf der anderen Seite zu formen. Eine Querschnittsansicht des sich ergebenden Befestigererzeugnisses ist in 8A gezeigt.
Wie in 9A und 9B gezeigt ist, wird geschmolzenes Harz direkt einem Bogenmaterial 130 zugeführt, das um eine facettierte Übertragungswalze 135 mitgeführt wird. Wenn der niedere Bereich an der Übertragungswalze 135 vor dem Gießkopf 100 vorbeiläuft, sammelt sich geschmolzenes Harz 108 als Bolus 140 an den Lippen des Gießkopfes 100. Die führende Kante eines hohen Bereiches H, der unter dem Bogenmaterial 130 befindlich ist, leitet das Entfernen des Bolus 140 ein, dessen Harz auf das Bogenmaterial geschmiert wird, wenn der hohe Bereich H vor dem Gießkopf 100 vorbeiläuft. Eine weitere Extrusion aus der Lippe des Gießkopfes beim Hindurchlaufen eines hohen Bereiches H kann die Aufbringung des Harzes auf das Bogenmaterial, wie gezeigt, in einem Umfang fortsetzen, der von der Nähe des Bogenmaterials zu der Gießkopfdüsenöffnung und der Extrusionsrate sowie von weiteren Faktoren abhängt. Ein Paar von Abstandsausgleichern 141 wird verwendet, um Änderungen der Weglänge auszugleichen, die von der Drehung der facettierten Übertragungswalze 135 herrühren.
10 zeigt eine zahnförmige Übertragungswalze 250 mit hohen Bereichen 251 und niederen Bereichen 253. Dreht sich die Übertragungswalze 250 vor dem Gießkopf 100, so sammeln die hohen Bereiche 251, die im Vergleich zu den niederen Bereichen 253 erhöht sind, geschmolzenes Harz von den Lippen des Gießkopfes 100 und führen anschließend durch eine Drehung der Übertragungswalze 250 das geschmolzene Harz der Formungswalze 104 zu. Das geschmolzene Harz wird auf der Formungswalze getragen und dem Walzenpaar bzw. Walzenspalt N durch eine Drehung der Formungswalze zugeführt. Befestigerelemente oder andere gewünschte Formgebungen werden in dem Walzenpaar bzw. Walzenspalt auf dem Bogenmaterial 130 in vorstehend beschriebener Weise ausgeformt. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen bleibt das Profil der Übertragungswalze über die gesamte axiale Länge oder über ausgewählte sich erstreckende Bereiche gleich, wobei der Gießkopf des Extruders eine entsprechende Form aufweist, damit er das Harz nur dort aufbringen kann, wo die Übertragungswalze wirksam ist.
Bei anderen Ausführungsbeispielen enthält die zahnförmige Übertragungswalze zahnförmige Übertragungsscheiben ausgewählter Dicke, die abwechselnd mit Beabstandungsscheiben ausgewählter Dicke und eines geringeren Durchmessers anmontiert sind. Vergleichsweise schmale Gießkopfdüsenöffnungen sind vorgesehen, um Stränge von geschmolzenem Harz mit einer Breite zu liefern, die im Allgemeinen der Dicke der Übertragungsscheiben entspricht. Die anderen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können ebenfalls mit dieser Abwandlung versehen werden.
In 11 wird anstelle eines Extruders ein Behälter 260 mit geschmolzenem Kunststoff verwendet, um das geschmolzene Harz der zahnförmigen Übertragungswalze 250 zuzuführen. Mit einer Drehung der Übertragungswalze 250 sammeln hohe Bereiche 251, die im Vergleich zu niederen Bereichen 253 erhöht sind, geschmolzenes Harz aus dem Behälter 260 und führen das geschmolzene Harz der Formungswalze 104 zu. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist von Vorteil, wenn ein Harz mit niederer Viskosität verwendet wird. Geeignete Harze mit niederer Viskosität sind diejenigen mit einer Schmelzfließrate (MFR melt flow rate) gemäß Bestimmung mittels des ASTM-Testverfahrens D1238, dessen gesamte Offenbarung in die vorliegende Offenbarung aufgenommen ist, von mehr als ungefähr 5 g pro 10 min, so beispielsweise von 6, 7, 10, 15, 20, 25 oder mehr, so beispielsweise von 30 g pro 10 min.
Wie in 12 gezeigt ist, umfasst die Übertragungswalze 280 einen drehbaren Abschnitt 270 und einen zentralen stationären Vakuumrohrleitungsabschnitt 281, der im Allgemeinen in Richtung des Zuführungsgießkopfes 100 gerichtet ist. Der drehbare Abschnitt 270 umfasst eine Mehrzahl von Vakuumkanälen 271, die in der Nähe der zentralen Rohrleitung und nach außen an den Senken der niederen Bereiche 273 der Übertragungswalze enden. Mit der Übertragungswalze 280 in Eingriff befindlich ist ein komplementäre Zahnung 291, die derart bemessen und ausgelegt ist, dass die erhöhten Zähne 293 das Bogenmaterial 130 in die Senken 273 der Übertragungswalze 280 schieben. An jeder Sektion des drehbaren Abschnittes 270 mit dem Bogenmaterial, das in der Nähe des Gießkopfes 100 herumgeführt wird, schieben die Zähne 293 der Walze 291 das Bogenmaterial in die Senken 273, während sich die Kanäle 271 zu dem evakuierten Rohrleitungsabschnitt 281 hin öffnen und das Bogenmaterial fest an die Übertragungswalze 280 drücken, wodurch das Bogenmaterial der Form nach den hohen und niederen Bereichen der Übertragungswalze angepasst wird. Die hohen Bereiche 275 sammeln das geschmolzene Harz aus dem Gießkopf 100. Bewegt sich die Bahn mit dem Harz von dem Gießkopf weg, so werden die Kanäle geschlossen und wird das Vakuum ausgeschaltet, sodass das Bogenmaterial von der Übertragungswalze 280 weggezogen werden kann. Bei einer bestimmten Implementierung sind die Kanäle im Querschnitt kreisförmig. Die Pumpparameter des Vakuumsystems können im Verhältnis zum Grad der Luftundurchdringbarkeit des verarbeiteten Bogenmaterials gewählt werden.
Wie in 13 gezeigt ist, weist die facettierte Übertragungswalze 300 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel abgerundete Kanten im Vergleich zu der Übertragungswalze 135 von 1 auf, wobei das geschmolzene Harz der Übertragungswalze 300 von einer benachbarten gegenläufigen facettierten Übertragungswalze 302 zugeführt wird. Das nicht auf die Übertragungswalze 300 übertragene Harz wird von einer Rakel 301 entfernt. Dieses Ausführungsbeispiel kann die Zeit zum Kühlen des Harzes gegebenenfalls erhöhen.
Wie in 14 und 16 gezeigt ist, wird das Befestigererzeugnis 150 von 14 unter Verwendung einer facettierten Übertragungswalze 135 von 16 hergestellt. Bereiche G des geschmolzenen Harzes 108 werden aus einer einzelnen Kanalgießkopföffnung (nicht gezeigt) in einer Breite zugeführt, die der Querbreite W des Harzlagers G entspricht. Die Länge l₂ des Harzlagers in Maschinenrichtung (MD machine direction) ist durch den Umfangsabstand l₂ der erhöhten Zuführfläche H der facettierten Übertragungswalze 135 festgelegt. Die Länge l₂ kann durch Vergrößern des Durchmessers D der Walze 135 vergrößert werden. Der Abstand l₁ zwischen den Harzbereichen G ist durch die Umfangsspannweite l₁ der Facette festgelegt. Das Befestigererzeugnis 160 von 15 wird unter Verwendung der facettierten Werkzeugwalze 162 von 17 hergestellt. Reihen von Bereichen G' werden erzeugt, indem geschmolzenes Harz aus einem Gießkopf mit sechzehn diskreten querbeabstandeten Düsenöffnungen zugeführt wird, die eine Breite von 0,050 Inch (1,27 mm) und eine Tiefe von 0,015 Inch (0,38 mm) aufweisen. Bei einem Beispiel ist die Beabstandung zwischen den benachbarten Düsenöffnungen gleich 0,063 Inch (1,60 mm). Jede Ecke einer hexagonalen Übertragungswalze 162 dient als hoher Punkt H' zur Übertragung eines diskreten Harzbolus. Die Beabstandung l₃ der Lager in Maschinenrichtung (MD) ist durch den Bogenspannweitenabstand l₃ jeder Facette der Übertragungswalze 162 festgelegt. Ist das Bogenmaterial 130, auf das die geformten Formgebungen laminiert werden, ein in Breitenrichtung streckbares Material, so kann das Erzeugnis hervorragende Streckeigenschaften in Maschinenquerrichtung (CD) aufgrund der Streckbarkeit des Materials in den offenen Räumen zwischen benachbarten Harzlagern G' in jeder Reihe aufweisen. Die Übertragungswalze und die Gießkopfdüsenöffnung können derart ausgestaltet und die Extrusionsrate derart gewählt werden, dass die einzelnen Harzlager innerhalb jeder Querreihe und in jeder Spalte in Maschinenrichtung ausreichend nahe beieinander sind, sodass ein Zusammenlaufen an dem Walzenpaar bzw. dem Walzenspalt erfolgt. Man hat herausgefunden, dass große Harzflecken mit gut vorhersagbaren und steuerbaren Formen dadurch erzeugt werden können, dass mehrere vergleichsweise kleine Mengen des Harzes in einer Anordnung bzw. einem Feld innerhalb des Fleckes derart aufgebracht werden, dass die diskreten Lager infolge des Druckes in dem Walzenpaar bzw. Walzenspalt zusammenlaufen und so den Fleck füllen. Auf diese Weise wird das übertragene Harz gleichmäßiger auf dem Fleck verteilt, wobei eine Anfälligkeit dahingehend, dass die Gesamtabmessungen und die Form des Flecks von den seitlichen Kräften in dem Walzenpaar bzw. Walzenspalt beeinflusst werden, sinkt.
Wie in 18 gezeigt ist, reicht die Länge L₁ einer facettierten Übertragungswalze oder eines Walzensegmentes von ungefähr 1 Inch bis ungefähr 36 Inch (2,54 bis 91,44 cm) oder mehr, was von der gewünschten Wirkung abhängt. Wie in 16 und 17 gezeigt ist, reicht der Durchmesser D der facettierten Übertragungswalze 135 oder 162 beispielsweise von 1/4 Inch bis 10 Inch oder mehr (0,64 bis 25,4 cm). Bei einigen Implementierungen kann eine facettierte Übertragungswalze vorteilhafterweise Abschnitte P₁ und P₂ mit unterschiedlichen Anzahlen von Facetten aufweisen, um ein variiertes Muster bereitzustellen. Eine facettierte Werkzeugwalze mit einem Abschnitt einer Länge L₂ kann beispielsweise zwei Facetten gleich denjenigen von 16 enthalten, wobei ein Abschnitt mit der Länge L₃ sechs Facetten gleich denjenigen von 17 enthalten kann. Wie in 18 bis 18B gezeigt ist, weist bei einem besonderen Ausführungsbeispiel eine facettierte Werkzeugwalze eine Gesamtlänge L₁ von 11,25 Inch auf. Die Länge A der Drehwelle C ist gleich 0,75 Inch (1,91 cm). Dieses besondere Ausführungsbeispiel weist zwei gleiche Abschnitte mit einer Länge L₂ = L₃ von 5,625 Inch (14,29 cm) auf. In jedes Übertragungswalzensegment sind zwei Facetten geschnitten. Der Abstand zwischen einer Facettierungsfläche und dem Äußeren der Übertragungswalze B ist gleich 0,767 Inch (1,95 cm). Der Durchmesser D der Übertragungswalze ist gleich 0,830 Inch (2,11 cm), und der Durchmesser der Drehwelle C ist gleich 0,375 Inch (0,95 cm). Bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel ist ungeachtet der Tatsache, dass jeder Abschnitt dahingehend exzentrisch ist, dass der Schwerpunkt jenes Abschnittes nicht mit der Drehachse der Übertragungswalze zusammenfällt, jeder Abschnitt relativ zu dem anderen derart drehbar, dass die gesamte Übertragungswalze mit dem Schwerpunkt, der mit der Drehachse der Übertragungswalze zusammenfällt, ausgewuchtet ist.
Weitere Ausführungsbeispiele der Übertragungswalze sind möglich. So ist beispielsweise in 19 gezeigt, wie eine Übertragungswalze 200 einen zylindrischen Körper 202 mit einem Längsschlitz 203 und 203' aufweist. Ein Passstück 205 ist derart bemessen, dass es in den Längsschlitz 203 hineinpasst, sodass ein Übertragungsgebiet 204 im Vergleich zu den anderen Gebieten der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze erhöht ist. Harz wird auf die Werkzeugwalze 104 durch das erhöhte Übertragungsgebiet 204 auf eine Weise übertragen, die der vorbeschriebenen ähnlich ist. Bei einer anderen Verwendung wird das Muster durch Einführen eines anderen Passstückes in den Schlitz 203' geändert. Verschiedene zusätzliche Schlitze können gleichfalls in der Walze 200 vorgesehen sein. Wie in 20 gezeigt ist, enthält bei einem weiteren Ausführungsbeispiel die Übertragungswalze 210 Längsübertragungsnocken 212, die höher als die benachbarten Längssenken 214 sind. Auf eine Weise, die der vorbeschriebenen ähnelt, wird Harz auf die Werkzeugwalze 104 durch die erhöhte Übertragungsnocken 212 aufgetragen. Wie in der diagrammartigen Ansicht von 21 gezeigt ist, enthält bei einem weiteren Ausführungsbeispiel die Übertragungswalze 220 eine veränderliche Auswahl von Vorsprüngen, die sich von einer zylindrisch ausgebildeten Basis bzw. einem derartigen Sockel aus nach außen erstrecken. Wie dargestellt ist, können die Vorsprünge beispielsweise einen kreisförmigen oder dreieckigen Querschnitt aufweisen. Auf eine Weise, die der vorbeschriebenen ähnlich ist, stellen die Vorsprünge Übertragungsoberflächen dar, die im Vergleich zu den anderen Gebieten erhöht sind.
Bei bestimmten Implementierungen ist die Drehrate der Übertragungswalze mit einer Geschwindigkeitssteuervorrichtung in Verbindung, die unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Formungswalze 104 arbeitet, sodass die Oberflächengeschwindigkeit der Übertragungswalze gleich der Oberflächengeschwindigkeit der Formungswalze, größer als diese oder kleiner als diese sein kann. Dies ermöglicht eine Flexibilität bei der Gestaltung des Enderzeugnisses. So kann beispielsweise eine differenzielle Geschwindigkeit aufrechterhalten werden, wodurch bewirkt wird, dass das Material das Harzlager auf eine Oberfläche schmiert, um ein besonders geformtes Lager zu erhalten. Bei dem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Oberflächengeschwindigkeit der Übertragungswalze geringfügig, so beispielsweise um 2 bis 5%, kleiner als die Oberflächengeschwindigkeit der Formungswalze, was die Übertragung des Harzes auf die Formungswalze vorteilhafterweise erleichtert.
Wie in 22A gezeigt ist, enthält eine drehbare Übertragungsvorrichtung 320 eine drehbare Übertragungswalze 322 mit einer äußeren Oberfläche, die einen Wischer 321, so beispielsweise einen Gummiwischer, enthält, der an der drehbaren Übertragungswalze befestigt ist und sich von dieser aus nach außen erstreckt. Die Übertragungsvorrichtung weist eine äußere Oberfläche mit wenigstens einem Übertragungsgebiet auf, das im Vergleich zu einem weiteren Gebiet der äußeren Oberfläche der Übertragungsvorrichtung erhöht ist, sodass das Harz in das Walzenpaar bzw. den Walzenspalt in einem festgelegten Bereich übertragen wird, der dem erhöhten Übertragungsgebiet der Übertragungsvorrichtung entspricht. Wie in 22A und 22B gezeigt ist, leitet die führende Kante 324 des Wischers 321 das Entfernen eines Harzbolus ein. Der Harzbolus 323 an dem Wischer 321 wird, wie vorstehend erläutert worden ist, auf die Formungswalze geschmiert.
Es ist eine Mehrzahl von Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben worden. Gleichwohl sollte einsichtig sein, dass verschiedene Abänderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung entsprechend den Ansprüchen zu verlassen. So kann beispielsweise, obwohl die Übertragungsebene des Formungsstapels gemäß 1 horizontal ist, diese auch vertikal sein, sodass die Schwerkraft das Entfernen des geschmolzenen Harzes fördert. Der Zuführpunkt des geschmolzenen Harzes gemäß den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen kann von denjenigen, die in den Figuren gezeigt sind, abweichen. So kann beispielsweise das von der in 1 gezeigten Werkzeugwalze zugeführte geschmolzene Harz näher an dem Walzenpaar bzw. dem Walzenspalt N oder weiter von diesem entfernt zugeführt werden. Das geschmolzene Harz kann der Übertragungswalze mittels eines Gießkopfes zugeführt werden, der ein sich drehendes Gießkopfrad enthält, das diskrete Dosen des Harzes zuführt.

Claims

Verfahren zum Herstellen von Befestigererzeugnissen (117, 163) mit einer Anordnung bzw. einem Feld von vorsprungsartigen bzw. hakenförmigen Befestigerelementen (110, 161), die aus einem Harz (108) gebildet werden, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer Formungswalze (104), die eine Anordnung bzw. ein Feld von Hohlräumen (101, 101') festlegt, die sich von einer äußeren Oberfläche derselben aus nach innen erstrecken, wobei die Formungswalze (104) derart benachbart zu einer gegenläufigen Druckwalze (102) angeordnet ist, dass ein Druckwalzenpaar bzw. ein Druckwalzenspalt (N) festgelegt ist; Übertragen des formbaren Harzes (108) in das Druckwalzenpaar (N) in einem Muster, das durch Drehung einer Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250) festgelegt ist, die eine äußere Oberfläche mit wenigstens einem Übertragungsgebiet (H) aufweist, das im Vergleich zu einem weiteren Gebiet (L) der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250) erhöht ist, sodass das Harz (108) in das Walzenpaar bzw. den Spalt (N) in einem festgelegten Bereich übertragen wird, der dem erhöhten Übertragungsgebiet (H) der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250) entspricht; Laminieren des formbaren Harzes (108) zu einem Trägerbogen (130); Pressen des Bereiches des Harzes (108) in die mehreren Hohlräume (101, 101') der Formungswalze (104) in dem Druckwalzenpaar (N), um wenigstens die Schäfte der Befestigerelemente (110, 161) zu bilden, während ein Sockel bzw. die Basis (112) des Harzes (108) an der Oberfläche der Formungswalze (104) gebildet wird, wobei der Sockel (112) die Schäfte der Befestigerelemente wechselseitig verbindet; und Abstreifen des Harzes (108) von der Oberfläche der Formungswalze an dem Trägerbogen (130).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Harz (108) als Abfolge von diskreten Bereichen übertragen wird, die entsprechend Umläufen der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250) beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Harz (108) als Mehrzahl von Bereichen pro Umlauf der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Mehrzahl von Bereichen derart beabstandet ist, dass bewirkt wird, dass benachbarte Bereiche zusammenlaufen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die äußere Oberfläche der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) mehrere erhöhte Übertragungsgebiete (H) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die äußere Oberfläche eine Nichthaftbeschichtung aufweist, die die Übertragung des Harzes (108) von der Übertragungsoberfläche zu der Formungswalze (104) unterstützt.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Übertragungsgebiete (H) entlang einer Drehachse der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Übertragungsgebiete (H) derart längs eines Umfanges der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) beabstandet sind, dass mehrere diskrete Bereiche des Harzes (108) pro Umlauf der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) übertragen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Übertragungsgebiet (H) eine Nocke (212) umfasst, die sich entlang einer Drehachse der Übertragungswalze (210) längsläufig erstreckt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Übertragungsgebiet ein anschließendes Gebiet (204) der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze aufweist, das einen im Wesentlichen konstanten Abstand von einer Drehachse der Übertragungswalze (200) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Übertragungsgebiet ein erhöhtes Gitter umfasst, das diskrete, zurückgenommene Gebiete der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze (220) umgibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Oberflächengeschwindigkeit der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) und der Formungswalze (104) im Wesentlichen gleich sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Harz (108) in das Druckwalzenpaar (N) an dem Trägerbogen (130) verbracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Trägerbogen um die Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) herum mitgeführt und durch Drehung der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) in Kontakt mit dem formbaren Harz (108) gebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Anlegen eines Vakuumdruckes zum Halten des Trägerbogens (130) an der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze (280).
Verfahren nach Anspruch 15, umfassend das Leiten des Vakuumdruckes zu mehreren zurückgenommenen Gebieten (273) der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze (280) zwischen erhöhten Übertragungsgebieten (275).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das formbare Harz (108) direkt zu der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) in dem erhöhten Übertragungsgebiet (H) übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Harz (108) in das Druckwalzenpaar (N) übertragen wird, indem es zunächst von der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) zu der äußeren Oberfläche der Formungswalze (104) übertragen und sodann durch Drehung der Formungswalze (104) in das Druckwalzenpaar (N) verbracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem das Harz (108) in das Druckwalzenpaar (N) übertragen wird, indem es zunächst von der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) zu dem Trägerbogen (130) übertragen und sodann in das Druckwalzenpaar (N) an dem Trägerbogen (130) verbracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem das Harz (108) von der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) zu dem Trägerbogen (130) übertragen wird, indem der Trägerbogen (130) durch ein Walzenpaar (N) hindurchgeführt wird, das zwischen der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250) und einer gegenläufigen Walze (102) festgelegt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das Harz (108) in das Druckwalzenpaar (N) übertragen wird, indem es zunächst von der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) zu einer äußeren Oberfläche der Druckwalze (102) übertragen und sodann durch Drehung der Druckwalze (102) in das Druckwalzenpaar (N) verbracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) dreht, um das Harz (108) in ihrem erhöhten Übertragungsgebiet aus einem Bad (260) mit dem formbaren Harz (108) aufzunehmen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Harz (108) durch Kontakt zwischen der Übertragungswalze (302) und dem Harz (108) an einer gegenläufigen Übertragungswalze (302) auf die Übertragungswalze (300) übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend das Bilden von in Eingriff bringbaren Köpfen (110, 161) an distalen Enden der Schäfte der Befestigerelemente.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, bei dem die Hohlräume (101) der Formungswalze derart ausgestaltet sind, dass sie die in Eingriff bringbaren Köpfe (110) formen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Harz (108) durch den Druck in dem Druckwalzenpaar (N) zu dem Trägerbogen (130) laminiert wird.
Vorrichtung zum Herstellen von Befestigererzeugnissen (117, 163), wobei die Vorrichtung umfasst: eine Formungswalze (104), die eine Anordnung von Hohlräumen (101, 101') festlegt, die sich von einer äußeren Oberfläche derselben aus nach innen erstrecken; eine gegenläufige Druckwalze (102), die derart benachbart zu der Formungswalze (104) angeordnet ist, dass ein Druckwalzenpaar bzw. ein Druckwalzenspalt (N) festgelegt ist; eine drehbare Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280), die das formbare Harz (108) in das Druckwalzenpaar (N) in einem Muster überträgt, das durch Drehung der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) festgelegt ist, wobei die Übertragungswalze eine äußere Oberfläche mit wenigstens einem Übertragungsgebiet (H) aufweist, das im Vergleich zu einem weiteren Gebiet (L) der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) erhöht ist, sodass das Harz (108) in das Walzenpaar bzw. den Spalt (N) in einem festgelegten Bereich übertragen wird, der dem erhöhten Übertragungsgebiet (H) der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 27, bei der die Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) mehrere erhöhte Übertragungsgebiete (H) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der die Übertragungsgebiete (H) entlang einer Drehachse der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250, 280) beabstandet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, bei der die Übertragungsgebiete (H) längs eines Umfanges der Übertragungswalze (135, 162, 200, 210, 220, 250) beabstandet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, bei der das Übertragungsgebiet (H) eine Nocke (212) umfasst, die sich entlang einer Drehachse der Übertragungswalze (210) längsläufig erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 31, bei der das Übertragungsgebiet ein erhöhtes Gitter umfasst, das diskrete, zurückgenommene Gebiete der äußeren Oberfläche der Übertragungswalze (220) umgibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 32, bei der die äußere Oberfläche eine Nichthaftbeschichtung aufweist, die die Übertragung des Harzes (108) von der Übertragungsoberfläche zu der Formungswalze (104) unterstützt.