PL198382B1 - Guzik - Google Patents

Abstract

1. Guzik przeznaczony do mocowania do materia lów tekstylnych lub w lókninowych wzgl ednie do odzie zy, zawieraj acy korpus wy- posa zony w przynajmniej jeden element mocu- j acy nadaj acy si e do prze lo zenia przez materia l tekstylny lub w lókninowy lub przez cz esc odzie zy, znamienny tym, ze wymieniony ele- ment mocuj acy (2) jest wykonany przynajmniej cz esciowo z materia lu majacego w stanie me- tastabilnym zamro zone napr ezenie, uwalniane za pomoc a impulsu termicznego, mechanicz- nego lub ultrad zwi ekowego, przez co nast epuje powrót elementu mocuj acego (2) do stabilnej postaci. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy guzika przeznaczonego do mocowania do materiałów tkanych lub włókninowych za pomocą elementu posiadającego zamrożone naprężenie.

Znane ze stanu techniki guziki mają zwykle postać małych krążków przyszytych nicią przechodząca przez dwie lub cztery dziurki do jednej części odzienia, a guzik przechodząc przez dziurkę wykonana w drugiej części odzienia wzajemne, rozłączne je spina. Rozwiązanie to jest znane od pokoleń. Znane jest także mocowanie guzików za pomocą innych elementów mocujących, na przykład ucha znajdującego się w drugiej części. W opisie patentowym US 4,313,077 opisany jest sposób mocowania guzików do tkanin oraz urządzenie do realizacji tego sposobu. Dodatkowo, w opisie patentowym US 3,247,559 ujawniony jest element łączący z odwracalną podstawą. Element ten stanowi nowatorskie rozwiązanie konstrukcji połączeń i technik mocowania elementów łączonych do porowatych, wystająco - przenikalnych elementów jak tkaniny z przenikalnymi szczelinami.

Guzik taki może być następnie przyszyty nicią. Niedogodnością powyższego rozwiązania jest znaczna pracochłonność podczas szycia lub naprawy odzieży. Inna niedogodność mocowania guzików znanym sposobem związana jest z właściwościami mechanicznymi nici (czasami także guzika) objawiająca się w stopniowym ich zużyciu, co powoduje utratę guzika. Znane są również, na przykład z opisu patentowego FR 2755351, guziki metalowe mocowane do tkanin lub innych materiałów za pomocą nitowania lub tym podobnych metod. Stosuje się je zwykle do odzieży roboczej lub dżinsów. Mocowanie guzików tymi metodami jest bardziej trwale.

Celem niniejszego wynalazku jest guzik, który uprościłby procedurę jego mocowania do materiału oraz równocześnie zredukowałby lub zminimalizował niebezpieczeństwo uszkodzenia ciała pracownika przyszywającego guzik, przy równoczesnym zagwarantowaniu maksymalnej pewności połączenia pomiędzy guzikiem a materiałem do którego jest mocowany, lub -w zależności od połączeniapomiędzy elementem mocującym na przykład w postaci podstawy wyposażonej w otwór do mocowania elementu. Pewność mocowania za pomocą proponowanej metody powinna być porównywalna z nitowaniem.

Powyższe niedogodności eliminuje guzik wyposażony w element za pomocą którego jest mocowany do materiałów tkanych lub włókninowych, który zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, ze przynajmniej cześć mocująca korpusu guzika jest wykonana z materiału posiadającego pamięć sprężystą lub chociażby cechującego się właściwościami zamrożonego naprężenia. Element mocujący mający prosty lub wydłużony kształt utrwalony poniżej temperatury Tg (temperatura zeszklenia) jest następnie przewlekany przez materiał tkany lub włókninowy lub przez cześć odzienia, przy czym „zamrożone naprężenie jest uwalniane za pomocą impulsu termicznego, mechanicznego lub ultradźwiękowego sprawiającego, że element mocujący powraca do początkowych parametrów, to znaczy powraca do stabilnego (trwałego) kształtu, tak zwanej stałej postaci i łączy się w sposób pewny z tekstyliami. Materiałem posiadającym zamrożone naprężenie, odpowiednim przynajmniej na cześć mocującą, może być stop metalu posiadający zamrożone naprężenie lub materiał elastomerowy względnie polimerowy odznaczający się zamrożonym naprężeniem. Stosowana może być także deformowana substancja stała, której metastabilny stan jest utrzymywany przez termoplastyczność, a po podgrzaniu termoplastu, deformowana cześć guzika powraca do trwałych warunków z uwagi na sprężystość, natomiast użyteczna część guzika przyjmuje kształt zapewniający stabilne połączenie.

Stopami posiadającymi pamięć sprężystą są na przykład: stopy miedzioniklowe i miedzioaluminiowe, stopy złotokadmowe i niklowotytanowe - ten ostatni występujący pod nazwa Nitinol. Stop odkształcany plastycznie w niskotemperaturowej fazie martenzytycznej powraca do oryginalnego stanu po podgrzaniu i przejściu do fazy austenitycznej. ( M.V. Gandhi i B.S. Thompson „Smart Materials and Struktures, Chapman & Hall, 1993, str. 192-215).

Typowe termoplastyczne polimery posiadające strukturę liniową zwykle nie charakteryzują się wystarczającą pamięcią sprężystą. Charakteryzują się natomiast tak zwanym „płynięciem na zimno. Jest to przypadek, podczas którego segmenty polimerów poddane naciskowi przemieszczają się tak, że nacisk stopniowo ustępuje nawet w warunkach normalnej temperatury. Płynięcie na zimno, objawiające się w polimerach i powodujące utratę pamięci sprężystej, może być zahamowane poprzez usieciowanie makromolekularne, tworzenie powiązań sieciowych pomiędzy sąsiadującymi segmentami polimerów, lub przez wprowadzanie do wiązania poprzecznych podstawników (materiałów zastępczych) o znacznej objętości, poprzez zintensyfikowania krystalizowania polimerów i zwiększenie masy cząsteczkowej, co wywołuje ten sam efekt. Schłodzenie odkształconego materiału poniżej punktu

PL 198 382 B1 zeszklenia Tg uniemożliwia przemianę segmentów makromolekularnych, które powracają do stanu stabilnego po podgrzaniu powyżej tej temperatury Tg. Najbardziej znaną i jedną z najstarszych metod usieciowania jest wulkanizacja gumy. Wiązania pomiędzy przyległymi makromolekułami elastomerów są tworzone przez siarkę. Powszechnie wiadomo, ze wulkanizowana guma poddaje się deformacji w wyniku nacisku i powraca do początkowej postaci po ustąpieniu nacisku. Temperatura zeszklenia Tg, poniżej której guma utrzymuje swój zdeformowany, metastabilny kształt, wynosi znacznie poniżej -50°C.

Po wynalezieniu wulkanizacji gumy wynaleziono także wiele nowych polimerów charakteryzujących się pamięcią sprężystą. W stosunku do metali, polimery charakteryzują się znacznie wyższą przywracalnością kształtu. W większości mają strukturę sieciową. W szczególności jako przykład można podać polimery i kopolimery bazujące na nonbornianie (na przykład JP-A-59-53528), kopolimery o układach sprzężonych z węglowodorami dienowymi, polimery i kopolimery alkenowe, na przykład etylen, propylen, buten, 4-metylopenten, hexen, okten, niektóre żywice epoksydowe, polimery oparte na aromatycznych monomerach winylowych, nienasycone polimery nitrylowe, polimery oparte na estrach kwasu akrylowego (JP-A.60-28433), polimery oparte na sieciującym polikaprolaktamie (JP-A-59-11315) lub usieciowanym polimerze dienowym, amorficzne fluorowe polimery jak na przykład kopolimery fluoroetylenowe, winylowe kopolimery fluorowo alkenowe/olefinowe, fluoroacylowe etery winilowe, elastomery fluorosilikonowe i elastomery fluorofosforanowe. W omawianych przykładach stosowna cześć polimeru jest tworzona przez formowanie wtryskowe, prasowanie lub odlewanie do wymaganego kształtu zachowanego następnie przez schłodzenie lub usieciowanie. Usieciowanie jest dokonywane przez napromieniowanie lub zastosowanie nadtlenków organicznych.

Wykorzystana może być także sprężystość stałej substancji odkształcanej, na przykład polimerycznych usieciowanych elastomerów, metali itp. w kombinacji z termoplastami. Ważne jest przy tym, aby temperatura mięknienia termoplastu była niższa niż temperatura, w której substancja stała traci swoje elastyczne właściwości, to znaczy, aby własności sprężyste i elastycznie odkształcanej substancji stałej były utrzymane do temperatury punktu mięknięcia.

Odnośnie użycia do wykonania elementu mocującego guzika stopów metali lub polimerów posiadających zamrożone naprężenie, to temperatura przemiany, w której następuje przejście do postaci stabilnej, będzie się zawierać w zakresie temperatur podyktowanych technologicznie, to znaczy pomiędzy 30°C a 200°C.

Wynalazek został w przykładzie wykonania ujawniony za pomocą następujących rysunków, na których:

Figura 1 do fig. 2 przedstawiają schematycznie konstrukcje guzika wykonanego w kombinacji różnych materiałów;

Figura 6a przedstawia najkorzystniejsze wykonanie guzika posiadającego parę elementów mocujących przeznaczonych do osadzenia w elemencie oporowym;

Figura 6b przedstawia najkorzystniejsze wykonanie guzika posiadającego parę mocujących przeznaczonych do osadzenia bez użycia elementu oporowego;

Figury 7a i 7b przedstawiają inne korzystne wersje konstrukcji guzika przed i po osadzeniu go do tkaniny; oraz

Figury 8a i 8b przedstawiają postać guzika wyposażonego w element odkształcany umieszczony wewnątrz elementu mocującego.

Zasadnicza konstrukcja guzika zostanie opisana poniżej za pomocą najkorzystniejszej jego postaci, przy czym postać ta nie ogranicza w żaden sposób dalszych, bardziej szczegółowych, preferowanych postaci przedstawionych w dalszej części. Każda zamierzona zmiana kształtu lub objętości elementu mocującego wywołana zmianą temperatury będzie dla uproszczenia określana w dalszej części jako „efekt zamrożonego naprężenia.

Guzik pokazany na fig. 1a i fig. 1b składa się z korpusu 1 z łącznikiem 3, wyposażonym w element mocujący 2, będący na przykład w kształcie trzonka przedzielonego wzdłużną, osiową szczeliną 10. Część elementu mocującego 2 jest wykonana z materiału posiadającego pamięć sprężystą, lub cechującego się efektem zamrożonego naprężenia. Materiałami takimi mogą być na przykład elastomery polinorbornanowe lub fluorosilikonowe. Guzik jest mocowany do wyrobów tekstylnych 4 w ten sposób, ze element mocujący 2 podgrzewa się do wymaganej temperatury punktu przemiany. Po osiągnięciu tej temperatury element mocujący 2 zaczyna się przekształcać. Następnie materiał o zamrożonym naprężeniu jest schładzany poniżej temperatury punktu przemiany. Powoduje to trwale ustalenie kształtu elementu mocującego 2 i osadzenie go w materiale tekstylnym 4. Stan taki jest pokazany na fig. 1 b.

PL 198 382 B1

Inna korzystna postać guzika jest pokazana na fig. 2. Wymieniony guzik składa się z korpusu 1 z trzonkiem 3 i elementem mocującym 2 wykonanym z materiału bez zamrożonego naprężenia, przy czym przynajmniej otoczka 9 elementu mocującego 2 jest wykonana z materiału o zamrożonym naprężeniu, na przykład polinorbornanu. Korpus 1 guzika wraz z elementem mocującym 2 jest przymocowany do materiału tekstylnego za pomocą znanych metod, na przykład elementów mocujących 2 posiadających kształt trzonka wnikającego przez materiał tekstylny 4, a następnie podgrzanego powyżej temperatury punktu przemiany. Pozwala to materiałowi o zamrożonym naprężeniu, zdolnym zmienić kształt elementu mocującego 2, zmienić jego kształt i przymocować guzik do materiału tekstylnego 4.

Guzik przedstawiony na fig. 3 składa się z korpusu 1 z trzonkiem 3 i elementem mocującym 2 wykonanym z materiału o zamrożonym naprężeniu, na przykład polinorbornanu, przy czym przynajmniej jedna cześć elementu mocującego 2 jest wyposażona w otoczkę 9, wykonaną z materiału o zamrożonym naprężeniu. Korpus 1 z trzonkiem 3 i elementem mocującym 2 jest mocowany do materiału tekstylnego 4 za pomocą znanych sposobów, na przykład elementu mocującego 2 posiadającego kształt trzonka wnikającego przez materiał tekstylny 4, a następnie podgrzanego powyżej temperatury punktu przemiany. Pozwala to materiałowi o zamrożonym naprężeniu zmienić kształt elementu mocującego 2 i zapewnia przymocowanie guzika do materiału tekstylnego 4.

Guzik pokazany na fig. 4 składa się z korpusu 1 z trzonkiem 3 i elementem mocującym 2 wykonanym z materiału A, posiadającym zamrożone naprężenie, przy czym otoczka 9 elementu mocującego 2 jest wykonana z materiału B, nie posiadającego zamrożonego naprężenia. Korpus 1 guzika z elementem mocującym 2 jest mocowany do odzieży z wykorzystaniem znanych metod, na przykład elementu mocującego 2, posiadającego kształt trzonka wnikającego przez materiał tekstylny 4, a następnie podgrzanego powyżej temperatury punktu przemiany. Pozwala to materiałowi o zamrożonym naprężeniu zmienić kształt elementu mocującego 2 i zapewnia przymocowanie guzika do materiału tekstylnego 4. Materiał A jest na przykład usieciowanym polimerem dienowym, a materiał B - termoplastem.

Guzik pokazany na fig. 5 składa się z korpusu 1 z trzonkiem 3 i elementem mocującym 2 wykonanym z materiału A, nie posiadającym w przeważającej jego części zamrożonego naprężenia, natomiast otoczka 9 elementu mocującego 2 jest wykonana z materiału B, nie posiadającego zamrożonego naprężenia. Przynajmniej jedna cześć elementu mocującego 2 jest wykonana z materiału C, posiadającego zamrożone naprężenie. Korpus 1 guzika wraz z elementem mocującym 2 jest przymocowany do odzieży za pomocą znanych metod, na przykład elementu mocującego 2, posiadającego kształt trzonka przechodzącego przez odzienie, a następnie podgrzanego powyżej temperatury punktu przemiany. Pozwala to materiałowi o zamrożonym naprężeniu zmienić kształt elementu mocującego 2 i zapewnia przymocowanie guzika do materiału tekstylnego 4. Materiał A jest sprężyście stałą substancją, materiał B jest termoplastem, natomiast materiał C jest na przykład usieciowanym krystalicznym polimerem dienowym.

Inne preferowane postacie guzika wykonanego z tworzywa i przeznaczonego do przymocowania do materiałów tekstylnych lub włókninowych są pokazane na fig. 6b i 6b. Guzik w tej postaci składa się z korpusu 1 z trzonkiem, 3 do którego w centralnej, podłużnej szczelinie jest umocowana para elementów mocujących 2, posiadająca kształt na przykład małej rurki lub pręta, charakteryzującego się efektem zamrożonego naprężenia. Guzik w omawianym wykonaniu składa się także z elementu oporowego 6, posiadającego kształt podstawki wyposażonej w dwa otwory 5, przez które przechodzą elementy mocujące 2. Guzik jest przymocowany do materiału tekstylnego 4 za pomocą elementów mocujących 2, posiadających kształt małych rurek lub prętów wyposażonych na przykład w ostre końcówki, którymi to materiał tekstylny 4, na przykład cienka tkanina, jest przekłuwany. Elementy mocujące 2 guzika są następnie podgrzewane do wymaganej temperatury punktu przemiany. Po osiągnięciu tej temperatury element mocujący 2 zaczyna zmieniać swój kształt; po schłodzeniu poniżej temperatury przemiany kształt elementu mocującego 2 zaczyna się utrwalać i guzik jest przytwierdzany do materiału tekstylnego 4.

Guzik przeznaczony do mocowania do cienkich tkanin jest przedstawiony na fig. 6a. Obie postacie i zamocowania są analogiczne do opisanych i pokazanych na fig. 6a z tym wyjątkiem, ze nie jest zastosowany element oporowy 6.

Inna preferowana postać guzika przeznaczonego do mocowania do tkanin jest przedstawiona na fig. 7a i 7b. Guzik według tej postaci składa się z korpusu 1 z trzonkiem, 3 do którego połączony jest osiowo element mocujący 2, cechujący się w wydłużonym stanie efektem zamrożonego naprężenia, wyposażony na końcu w zakończenie 8 do którego ściśle dopasowany jest krążek 7, nałożony na

PL 198 382 B1 zakończenie. Krążek 7 jest wykonany z materiału nie posiadającego zamrożonego naprężenia. Powyższe rozwiązanie w stanie przed podgrzaniem do temperatury przemiany jest pokazane na fig. 7a.

Na fig. 7b pokazany jest stan, kiedy po przełożeniu guzika przez otwór w tkaninie 4 i podgrzaniu elementu mocującego 2 powyżej wartości temperatury przemiany, element mocujący 2 jest skurczony do wymaganej długości, powodującej deformacje krążka 7, którym guzik jest mocowany do materiału 4.

Podobny efekt można osiągnąć, kiedy krążek 7 jest zamieniony na zewnętrzną warstwę wykonaną z termoplastu, jak pokazano na fig. 7c.

Inna preferowana postać guzika przeznaczonego do mocowania do tkanin jest przedstawiona na fig. 8a i 8b. Guzik według tej postaci składa się z korpusu 1 z trzonkiem 3 i elementem mocującym 2, w którym umieszczony jest odkształcany element 11, wykonany z materiału charakteryzującego się efektem zamrożonego naprężenia. Stan przed podgrzaniem powyżej temperatury przemiany jest pokazany na fig. 8a. Stan, kiedy odkształcany element 11, po podgrzaniu, uwalniając gaz na przykład azot który powoduje zmianę w kształcie odkształcanego elementu, jest pokazany na fig. 8b. Wymieniona zmiana powoduje następnie dalsze odkształcanie elementu mocującego 2, które przytwierdza guzik do materiału 4.

Podobny efekt można także osiągnąć kiedy odkształcany element 11 jest wykonany z materiału posiadającego zamrożone naprężenie.

Guzik przeznaczony do mocowania z wykorzystaniem zamrożonego naprężenia materiału może znaleźć zastosowanie w przemyśle odzieżowym do wytwarzania gotowej odzieży i innych produktów wytwarzanych z materiałów tekstylnych i włókninowych oraz do naprawy odzieży w gospodarstwach domowych lub punktach naprawczych odzieży i innych artykułów.

Claims (6)

1. Guzik przeznaczony do mocowania do materiałów tekstylnych lub włókninowych względnie do odzieży, zawierający korpus wyposażony w przynajmniej jeden element mocujący nadający się do przełożenia przez materiał tekstylny lub włókninowy lub przez część odzieży, znamienny tym, że wymieniony element mocujący (2) jest wykonany przynajmniej częściowo z materiału mającego w stanie metastabilnym zamrożone naprężenie, uwalniane za pomocą impulsu termicznego, mechanicznego lub ultradźwiękowego, przez co następuje powrót elementu mocującego (2) do stabilnej postaci.

2. Guzikwedług zastrz. 1, znam ienny t^r^, że element mocujący (2) jest przynajmniej wo wykonany ze stopu Cu-Ni-AI lub Au-Cd, cechującego się zamrożonym naprężeniem.

3. Guzik według zastrz. 1, znamienny tym, że materiałem charakteryzLuącym się efektem zamrożonego naprężenia jest poinorbornan, kopolimery norbornanowe o układach sprzężonych z dienami, polimery i kopolimery etylenowe i/lub propylenowe i/lub butenowe i/lub 4-metylopentenowe i/lub hexenowe i/lub oktenowe, a także polimery zawierające grupy epoksydowe i aromatyczny surogat monomeru winylowego lub nienasycony nitryl i/lub estry kwasu akrylowego lub sieciujący poliamid lub usieciowany krystaliczny polimer dienowy lub polimery amorficzne fluorowe z grupy kopolimerów fluoroetylenowych lub kopolimerów fluoroalkenowych/olefinowych lub fluoroacylowe etery winylowe lub elastomery fluorosilikonowe lub elastomery fluorofosforanowe.

4. Guzik według z^^sr^. 1 albo 3, znamienny tym, że zarównokorpus(1) jak i e!ement moc^uu^^ cy (2) są wykonane z polimeru posiadającego zamrożone naprężenie wywołane usieciowaniem przez promieniowanie jonizujące i/lub przez nadtlenki organiczne.

5. Guzżkwedług zas^z. 5, znamienny tym, że θΙ^ι^^ιΑ mocuuący jess pirzedzżelony prr^z^m^jrmn^j jedną szczeliną (10) usytuowaną osiowo względem elementu mocującego (2) wzdłużnie, aż do zakończenia.

6. Guzik według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym. że element mocruący (2) zawiera otdk^^t^^ł^^ calny element (11) przy czym element mocujący (2) jest korzystnie pokryty termoplastycznie.