專利名稱：能夠與無紡織物環(huán)等接合的扣件,以及制造扣件的方法和機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通常稱為鉤環(huán)扣件的接觸扣件，以及自接合扣件。在許多方面，它涉及鉤子與柔性環(huán)相接合的具體情況，該柔性環(huán)是例如由薄無紡材料等的纖維形成的柔性環(huán)。
背景技術(shù)：
本申請為2001年5月30日提交的美國專利申請09/870,063的部分繼續(xù)，而后者是1999年1月15日提交的美國專利申請09/231,134，現(xiàn)在為美國專利6,248,276的分案。此申請也是2001年3月14日提交的美國專利申請09/808,395的部分繼續(xù)。此申請還要求2001年6月4日提交的美國臨時專利申請60/295,937的優(yōu)先權(quán)。每個前述文件的全部內(nèi)容都通過參考結(jié)合在此。
本發(fā)明涉及接合在陰組件的開口中的陽扣件組件，特別是涉及由無紡陰組件的纖維形成的環(huán)。更具體地說，本發(fā)明涉及提高環(huán)的可接合性的陽組件的主干和頭部結(jié)構(gòu)(formation)，并涉及用于制造和使用它們的方法和機(jī)器。在其他方面，本發(fā)明涉及陽扣件本身的制造，以及對于例如所謂自接合扣件和鉤環(huán)扣件的應(yīng)用。在某些方面，本發(fā)明還涉及具體的產(chǎn)品，以下是該產(chǎn)品的一個例子。
其中，由鉤環(huán)式扣件的陽組件構(gòu)成的用于紗窗的連接條。為了固定紗窗，通過網(wǎng)狀材料的開口插入陽扣件并使其與網(wǎng)孔的側(cè)面相接合。希望陽扣件與網(wǎng)孔開口之間的接合具有良好的抗剝強(qiáng)度，從而使紗窗不會被風(fēng)吹掉，并使得連接條變得廉價且比較吸引人。
對于用于鉤環(huán)扣件的陽扣件有一種總體的需要是，在所需的一個或多個方向上提供良好的抗剝和抗剪強(qiáng)度特性并且制造成本較低，而且，對于陽扣件的具體需要是，能夠與低成本的無紡環(huán)材料共同作用。
還有一種需要是能夠連續(xù)并高效地生產(chǎn)具有不同功能特性的陽扣件產(chǎn)品，采用只需在基本工具中作有限轉(zhuǎn)換的技術(shù)，但又便于調(diào)整以產(chǎn)生所需的扣件特性。
而且，特別希望將鉤環(huán)緊固系統(tǒng)的使用延伸到低成本產(chǎn)品的領(lǐng)域并且仍然獲得良好的緊固性能。產(chǎn)品的例子包括中等成本和低成本的一次性尿布以及衛(wèi)生產(chǎn)品、用于低價產(chǎn)品的一次性包裝、以及一次性低成本的手術(shù)及工業(yè)用服裝和包裹帶。在許多其他已知的低成本產(chǎn)品領(lǐng)域中也能夠應(yīng)用這種扣件。
具體來說，希望獲得緊固系統(tǒng)的陽組件與低成本無紡環(huán)產(chǎn)品的良好接合，該無紡環(huán)產(chǎn)品的特征在于它們比較薄且形成其環(huán)的纖維所延伸到的高度比較低。
在一些情況下，“良好的接合”指較大比例的鉤子與較低的環(huán)相接合。
在其他應(yīng)用中，“良好接合”通常要求更多，比如在用于尿布的扣件的情況下。在這樣的情況下，當(dāng)鉤部件與較薄的低成本的環(huán)材料相接合時，它必須具有較強(qiáng)的抗“剝離”性。對于這樣的材料，在剝離作用過程中，環(huán)的有效高度不允許負(fù)載從鉤子頭部轉(zhuǎn)移到鉤桿，而在具有較高環(huán)高的昂貴的環(huán)產(chǎn)品中能夠做到。因此，對于用于薄的環(huán)結(jié)構(gòu)的鉤子來說，除了需要降低鉤部件的成本之外，還有特殊的問題需要說明。
為了更加充分地解釋剝離問題，在鉤環(huán)式扣件中，抗剝強(qiáng)度指當(dāng)垂直于兩個組件的接合表面的力施加到組件之一的末端上時，將一個組件從另一個組件上剝下所遇到的阻力。在組件上的這種剝離力使組件撓曲并逐漸從另一組件上剝離。在鉤環(huán)扣件中需要具有這樣的抗剝強(qiáng)度，從而保證在使用的正交力作用下該緊密閉合不會解除，但在需要的時候仍然允許組件分離。
當(dāng)環(huán)部件較薄時，通常是低成本陰扣件的情況，單個環(huán)的結(jié)構(gòu)都非常短且低。在此情況下，由于施加了剝離力，所以環(huán)對鉤子施力，該力基本垂直于片狀基底且平行于各個鉤子的主干。因此，該力只施加到鉤子的頭部。
相反，當(dāng)環(huán)部件具有由單個長環(huán)組成的厚束結(jié)構(gòu)時，必須先將該環(huán)拉出到其全長，它才能對鉤子施加有效的力。在這種情況發(fā)生時，鉤子和環(huán)所附接的基底織物就能夠彎曲彼此遠(yuǎn)離(見圖23Y)，從而在鉤子與該環(huán)分離的點(diǎn)上，接合在一起的組件將不再是面對面的。因此，環(huán)對鉤子施力的角度要小于直角。環(huán)長越長，角度就減得越小。因此，對于較長的環(huán)組件，該力不僅作用于鉤子的頭部，也作用于其主干。對于很長的環(huán)來說，剝離動作期間的大部分阻力都作用在主干上。
結(jié)果，對于短環(huán)來說，鉤子頭部必須很強(qiáng)韌并對剝離造成很大的阻力，而對于長環(huán)來說，短的剛性主干加上懸空伸出的輕巧頭部就足以對剝離造成較高的阻力。因此，在許多實例中，為了對薄且廉價的環(huán)組件的使用加以拓展和改進(jìn)，就必須對鉤子頭部的幾何形狀加以改進(jìn)，以便增強(qiáng)接合的力量并形成令人滿意的閉合。
因此，在很多情況下，希望通過將桿部陣列與公共基底整體(即單塊地)模鑄，形成與短環(huán)材料一起使用的陽鉤部件，并繼而以壓力成形步驟對主干作后續(xù)處理，從而形成可與環(huán)接合的頭部。在許多實例中，希望采用作用在給定加工方向上的連續(xù)處理，但要找到進(jìn)行這種處理的方法，從而獲得一種鉤子產(chǎn)品，在使用者與加工方向成一定角度施力時，該產(chǎn)品具有良好的抗剝強(qiáng)度特性，并且在許多情況下，使用者以直角施力，例如，在加工方向的橫向。

發(fā)明內(nèi)容
在許多方面，本發(fā)明采用以下方法形成扣件，該方法包括(a)由熱成形材料形成一預(yù)成形產(chǎn)品，該預(yù)成形產(chǎn)品具有片狀基底以及與基底整體模制并從基底伸出到相應(yīng)終端的預(yù)成形主干和上部結(jié)構(gòu)的陣列；(b)將主干的終端或主干上方提供的結(jié)構(gòu)加熱到預(yù)定的軟化溫度，同時將片狀基底以及每個主干的下部保持在低于軟化溫度的溫度；以及(c)用處于預(yù)定的成型溫度的接觸面與終端相接觸，以便使終端再成形，從而由其形成懸于片狀基底之上、足以與環(huán)接合的頭部，預(yù)成形結(jié)構(gòu)的幾何形狀與材料和使該結(jié)構(gòu)的終端重新成形的條件密切相關(guān)，從而使形成的頭部能夠與由薄或超薄無紡織物的纖維形成的環(huán)構(gòu)成防剝離接合。
本發(fā)明的這方面的優(yōu)選方法包括以下特性中的一個或多個。由非接觸式熱源進(jìn)行加熱，優(yōu)選地為諸如火焰燃燒產(chǎn)物的對流熱源。形成主干或結(jié)構(gòu)的聚合物為非取向聚合物，且該聚合物熔化成球狀結(jié)構(gòu)。成型溫度要足夠低，或者提供其他條件，使得熱成形材料不會粘到接觸面上。將燃燒的水或蒸汽水引到接觸面作為防粘劑。成型溫度低于軟化溫度。接觸面包括輥子的圓柱面。將接觸面冷卻以在步驟(c)期間保持成型溫度。在步驟(c)中，形成的頭部大致呈盤形或蘑菇形。每個盤形頭部的厚度為該盤的等效直徑的約5％到15％，或者，在由熾熱燃燒產(chǎn)物對終端結(jié)構(gòu)的側(cè)面以及末端進(jìn)行對流加熱的特殊情況下，該厚度最大為盤的等效直徑的約35％。該頭部具有懸于基底上方的大致呈拱頂形的表面。步驟(a)包括在模輥中的成型腔中模制主干。在步驟(b)中，區(qū)域從終端向基底延伸一段距離，該距離大約相當(dāng)于從終端到基底的總距離的15％到25％，或者，在所述對流加熱的特殊情況下，最多為從終端到基底的總距離的30％。該接觸面具有選自包括凹坑、平滑、紋理以及它們的組合的表面精加工形式。該表面精加工包括凹坑或其他結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)相對小于盤或頭部的尺寸，在X和Y方向上都是不連續(xù)的和分開的，且該接觸面在接觸面的單位面積上包括一定密度的凹坑或其他結(jié)構(gòu)，該密度大于或等于基底單位面積中主干的密度，特別是用于通過由厚度轉(zhuǎn)換位移來改變盤的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的所述小的不連續(xù)結(jié)構(gòu)，對該構(gòu)造而言，該較小不連續(xù)結(jié)構(gòu)的數(shù)目大約為每個盤或頭部3到15個。在步驟(c)中，凹坑至少部分地與主干對齊。
在其他方面，本發(fā)明采用以下方法形成扣件，該方法包括(a)由熱成形材料形成多個從公共基底延伸到終端結(jié)構(gòu)的主干；(b)將終端結(jié)構(gòu)的一個區(qū)域加熱到預(yù)定的軟化溫度，以便軟化在該區(qū)域中的材料，同時將主干的剩余部分保持在低于軟化溫度的溫度；以及(c)用接觸面接觸終端以在主干的終端處形成頭部，接觸面的至少一部分具有足夠粗糙的紋理以便使至少一部分頭部具有環(huán)接合的表面粗糙度。
優(yōu)選方法包括以下的一個或多個特征。接觸面包括輥子的圓柱面。接觸面具有砂紙狀紋理。接觸面具有大約10到200微米的表面糙度(凹凸不平)。該接觸面形成多個凹坑。接觸面在接觸面的單位面積內(nèi)包括一定密度的凹坑，該密度大于或等于基底單位面積的主干的密度。賦予頭部的表面糙度足以將扣件的抗剝強(qiáng)度增大大約10％到100％。因此，接觸面與正在形成的頭部的厚度和性質(zhì)密切相關(guān)，與頭部上表面的接觸有效地通過頭部的樹脂厚度傳遞該作用，從而在鉤環(huán)接合過程中環(huán)所接觸的區(qū)域內(nèi)，將一定程度的紋理和表面糙度賦予頭部周圍邊緣或頭部下表面或同時賦予兩者。優(yōu)選地，成形表面與頭部的接觸將形成分布在x或y方向上、或同時分布在兩方向上的不連續(xù)的凹陷，且大約每個頭部的凹陷在3到15個的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的一些方面，一種扣件元件包括細(xì)長的主干，該主干延伸并與基本呈平面的基底整體模制；以及位于主干終端的頭部，該頭部的至少一部分具有呈砂紙狀表面結(jié)構(gòu)的粗糙表面。
優(yōu)選的扣件部件包括以下的一個或多個特征。粗糙表面的表面粗糙度(凹凸不平度)為大約10到200微米。該粗糙表面的表面粗糙度足以將扣件的抗剝強(qiáng)度增大10％到100％。頭部大致呈盤形或蘑菇形。
根據(jù)本發(fā)明的一些方面，有一種連接條，用于將網(wǎng)狀屏貼附到一個表面上。該連接條包括(a)基本呈平面的基底；(b)從基底延伸出的多個細(xì)長主干；以及(c)多個頭部，每個頭部設(shè)置在主干之一的末端處。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，頭部的至少一部分具有呈砂紙狀表面結(jié)構(gòu)的粗糙面。
這里所用的術(shù)語“軟化溫度”，指對熱成形材料用壓向它的表面能夠使其成形的溫度，還包括熔化溫度以及使材料能夠變形并流動的更低的溫度。
這里所用的術(shù)語“盤形”，指一種具有頂面和底面的形狀，至少一部分頂面與底面的相應(yīng)部分大致平行，且該形狀的厚度大大小于其等效直徑?！暗刃е睆健敝?a)對于圓盤來說，指實際直徑，以及(b)對于非圓形狀的盤來說，指與非圓盤的厚度和表面積相同的圓盤的直徑。當(dāng)從上方看時，盤形可以大致為圓形、形狀不規(guī)則但接近圓形、或者為非圓形，例如正方形或十字形。該盤形可以是平面的，或者也可以具有其他形狀，例如拱頂形、波浪形或棱錐形。
這里所用的術(shù)語“蘑菇形”，指除完整球形外，任何具有拱頂部分的形狀。
這里所用的術(shù)語“環(huán)接合表面粗糙度”，指一定程度的表面粗糙程度，足以“捕捉”到一個環(huán)扣件部件并與其形成部分的暫時的接合。
這里所用的術(shù)語“砂紙狀”，指一種類似于砂紙的表面紋理的表面糙度。
本發(fā)明的扣件部件的頭部幾何形狀，有利于提供與陰扣件組件的強(qiáng)有力的連接?？奂考貏e適于用在將防蟲網(wǎng)屏貼附到窗框上的固定帶中，因為頭部的幾何形狀提供了與防蟲網(wǎng)屏的網(wǎng)孔的強(qiáng)有力連接。本發(fā)明的防蟲網(wǎng)屏固定帶顯示出了良好的抗剝強(qiáng)度，并由此有效地阻止因風(fēng)而導(dǎo)致的脫落。本發(fā)明的方法允許使用相對簡單和經(jīng)濟(jì)的工藝制造扣件部件。
本發(fā)明的其他的非常重要的方面，超出了紗窗的范圍，從而提供一種陽扣件，能夠與由薄無紡材料的纖維形成的環(huán)或與其他開放結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的接合。
在本發(fā)明的一個方面中，形成環(huán)接合接觸扣件產(chǎn)品的方法包括由熱成形材料形成一個預(yù)成形產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有片狀片狀基底和預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)的陣列，該主干結(jié)構(gòu)與基底整體形成并從基底延伸到相應(yīng)的終端，每個主干結(jié)構(gòu)包括，與基底和相連的第一部分以及從第一部分延伸到終端的第二部分，根據(jù)平行于片狀基底的截面，在第二部分中有不連續(xù)地變化到相對于第一部分較小的截面；以及，使至少若干個主干結(jié)構(gòu)的第二部分基本全部變形，從而對于每個如此變形的部分，形成懸于片狀基底層上方的開口接合結(jié)構(gòu)，特別是環(huán)接合結(jié)構(gòu)，同時將第一部分保持在模制之后的狀態(tài)。
優(yōu)選方法包括以下的一個或多個特征。不連續(xù)的變化起始于與片狀基底相隔一定距離的位置，該位置至少為距主干結(jié)構(gòu)的終端一半距離處。不連續(xù)的變化包括主干結(jié)構(gòu)的第二部分的截面面積相對于第一部分明顯減小。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，用于后續(xù)形成環(huán)接合式鉤扣件產(chǎn)品，該預(yù)成形產(chǎn)品包括具有熱塑性樹脂表面的基片；以及多個主干結(jié)構(gòu)，它們與基底表面整體(即，單塊地)形成并從基底上凸出。每個凸出結(jié)構(gòu)包括相交于表面的第一主干部分以及第二部分，第二部分從第一部分延伸到遠(yuǎn)端從而形成相對于表面具有一定高度的結(jié)構(gòu)。第一和第二部分的交會點(diǎn)位于距表面等于至少構(gòu)造的半個高度的距離處，此交會形成了結(jié)構(gòu)的構(gòu)造的不連續(xù)轉(zhuǎn)化，其中，對第二部分選擇成以改進(jìn)扣件的頭部或盤的結(jié)構(gòu)，例如，將質(zhì)量減小以形成減小厚度的盤或頭部，從而比主干部分對變形更加敏感，或者，改進(jìn)成能更加容易地做好形成頭部的準(zhǔn)備，或者改進(jìn)成能夠形成具有改進(jìn)的環(huán)接合特性的頭部結(jié)構(gòu)，特別是在與由薄無紡環(huán)材料的短或矮纖維形成的環(huán)接合時具有抗剝離阻力特性的頭部結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的這個方面的變化方案可包括第二部分平行于表面的任何截面的面積都小于主干部分平行于表面的任何截面的面積，或者，最外(即，遠(yuǎn)端的)截面的面積小于第一主干部分的面積的一半或優(yōu)選地小于其四分之一或更小。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，用于后續(xù)形成環(huán)接合式鉤扣件產(chǎn)品，該預(yù)成形產(chǎn)品包括具有連續(xù)的長度、寬度以及熱塑性樹脂表面的基片；以及與表面整體形成并從中凸出的多個主干結(jié)構(gòu)，每個凸出結(jié)構(gòu)包括與表面相交的第一主干部分和從第一部分延伸到中央尖頂?shù)牡诙糠?，從而形成相對于表面具有一定高度的結(jié)構(gòu)，其中，第二部分的縱向邊緣相對于第一主干部分的縱向邊緣向中央尖頂處變細(xì)。本發(fā)明的這個方面的變化方案還可包括每個主干結(jié)構(gòu)都具有從第一部分到凸出結(jié)構(gòu)的終端不斷變細(xì)的側(cè)棱邊，例如，主干具有“M”形或“A”形框式外殼輪廓。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，用于后續(xù)形成環(huán)接合式鉤扣件產(chǎn)品，該預(yù)成形產(chǎn)品包括具有連續(xù)的長度、寬度以及熱塑性樹脂表面的基片；以及與表面整體形成并從中凸出的多個主干結(jié)構(gòu)，每個凸出結(jié)構(gòu)包括與表面相交的第一主干部分和從第一部分延伸的第二部分，從而形成相對于表面具有一定高度的凸出結(jié)構(gòu)，其中，第二部分包括沿第一縱棱邊的第一尖頂、沿第二縱棱邊的第二尖頂、以及在其之間沒有樹脂的中央凹谷部分。
本發(fā)明的此方面的變化可包括呈例如薄鰭形的每個凸出的結(jié)構(gòu)都具有從第一部分到該結(jié)構(gòu)終端不斷變細(xì)的相對側(cè)棱邊，從而，例如，形成字母“M”形的結(jié)構(gòu)。在另一情況下，預(yù)成形產(chǎn)品有效地包括上述幾何形狀的一半，即，尖頂位于此鰭部的第一縱棱邊，且較低的區(qū)域位于相對的縱棱邊處。在此方面的優(yōu)選實施例中，凸出結(jié)構(gòu)呈“M”形或半個“M”形，其中該構(gòu)造的高度從一個或兩個尖頂?shù)皆摻Y(jié)構(gòu)頂端的最低部分上線性減小。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，用于后續(xù)形成環(huán)接合式鉤扣件產(chǎn)品，該預(yù)成形產(chǎn)品包括具有連續(xù)長度、寬度和熱塑性樹脂表面的基片；以及與表面整體形成并從其中凸出的多個主干結(jié)構(gòu)，每個主干結(jié)構(gòu)包括，與表面相交的第一主干部分以及從第一部分延伸的第二部分，從而相對于表面形成一定高度的凸出結(jié)構(gòu)，其中，第一部分包括具有第一直徑的第一圓柱形，且第二部分包括具有第二直徑的第二圓柱形，第二直徑小于第一直徑。本發(fā)明的這方面的變化方案可包括與第一部分同心的第二部分。
在前面提到的“第二部分”中，應(yīng)該理解，第二部分本身可以由多個部分形成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，通過選擇在預(yù)成形主干或在凸出結(jié)構(gòu)上形成頭部的形成條件，獲得一種制造用于這些及其他用途的鉤形產(chǎn)品的新方法，該方法使制鉤的樹脂在局部形成熔融物質(zhì)，從而在熔融物質(zhì)上的表面張力作用使得該物質(zhì)懸于主干遠(yuǎn)端的加工橫向(cross-machine)端之上，因此，當(dāng)受成形表面作用變形時，比如受成型輥作用變形時，熔化的樹脂即在主干的加工橫向端形成大致平坦的薄的頭部。在優(yōu)選實施例中，非接觸式加熱作用將預(yù)成形結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端熔化，并使成形表面的溫度保持低于熔化樹脂的溫度。而且在優(yōu)選實施例中，成型輥的表面將產(chǎn)生不規(guī)則的邊緣或外形的成型結(jié)構(gòu)傳送給被形成的頭部，且形成該頭部增進(jìn)接合，并在接合之后將纖維環(huán)固定。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種制造用于鉤環(huán)扣件的鉤部件的方法，該方法包括(a)提供連續(xù)長度的熱成形樹脂的預(yù)成形主干組件，該組件具有基層，多個具有預(yù)定幾何形狀的熱成形末端的預(yù)成形主干從該基層延伸出，該主干組件具有加工方向，(b)加熱所述主干的所述可變形末端，從而每個末端上提供在表面張力的作用下的局部熔融樹脂物質(zhì)，該物質(zhì)位于各個主干之上，從而懸于主干的加工橫向端之上，以及(c)利用成形表面使熔融物質(zhì)變形，其方式為，在主干的加工橫向端產(chǎn)生大致平坦的薄頭部，(d)步驟(a)、(b)和(c)用于生產(chǎn)可與環(huán)接合的頭部，在頂視圖中，該頭部的大致外形呈平行于預(yù)成形組件的基底的圓弧AB，該頭部具有懸伸長寬比OAR，該懸伸長寬比為圓弧AB的弦與圓弧離弦的最遠(yuǎn)點(diǎn)到所述弦的垂線的高度“h”的比例，OAR＝AB/h，其中，圓弧的弦位于確定主干的加工橫向(cross-machine)端的平面內(nèi)，且平行于所述加工方向，該弦位于確定主干的加工橫向(cross-machine)端的所述主干的表面內(nèi)或與之相切，所述長寬比OAR小于3.5，優(yōu)選地約為2。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于鉤環(huán)扣件的鉤部件，其包括基層，從該基層延伸出各自具有環(huán)接合頭部的多個主干，多個頭部的至少一些，每個在頂視圖中都具有一種大致的外形，該外形具有平行于基底的周邊圓弧AB，該頭部具有懸伸長寬比OAR，該懸伸長寬比為圓弧AB的弦與圓弧離弦的最遠(yuǎn)點(diǎn)到所述弦的垂線的高度“h”的比例，OAR＝AB/h，其中，圓弧的弦位于確定主干的加工橫向(cross-machine)端的平面內(nèi)，且其平行于所述加工方向，該弦位于確定主干的加工橫向(cross-machine)端的所述主干的表面內(nèi)或與之相切，所述長寬比OAR小于3.5，優(yōu)選地約為2。
前述方法或鉤部件可具有以下特征的一個或多個。頭部向下到其環(huán)接合區(qū)域的垂直頭部厚度為不大于約0.015英寸。
每個主干與其各自頭部的組合高度，從基層開始測量為不大于約0.055英寸。
每個頭部的投影面積為不大于約4.30×10到4平方英寸。
預(yù)成形主干包括從所述基底伸出的薄鰭片，所述薄鰭片具有在至少45度取向的加工橫向(cross-machine)組件，該鰭片的特征為，從伸出部分的加工橫向(cross-machine)端開始的一段長度，沿著伸出部分的長度方向，大于約兩倍的鰭片厚度，該長度和厚度在平行于鉤部件的基底平面的平面上以直角測量。
本發(fā)明的另一個方面是一種用于鉤環(huán)扣件的鉤部件，其包括基層，各自具有環(huán)接合頭部的多個主干延伸出該基層；懸于各個主干的加工橫向(cross-machine)端之上的頭部；具有加工方向的組件；主干包括從所述基底伸出的薄鰭片；所述薄鰭片具有在至少45度取向的加工橫向組件，該鰭片的特征為，從伸出部分的加工橫向端的一段長度，沿著伸出部分的長度方向，大于鰭片厚度的約兩倍，該長度和厚度在平行于鉤部件的基底平面的平面上以直角測量。
以薄鰭片為特征的方法或產(chǎn)品可具有以下特征的一個或多個。鰭片的長度為其厚度的至少2又1/2倍。
薄鰭片的長度在加工橫向延伸。
預(yù)成形主干，或主干，在某種情況下可以是雙端的，在預(yù)成形主干或主干的兩端的加工橫向端，所述薄鰭片的長度從預(yù)成形主干或主干的相對端的加工橫向沿相反方向上向內(nèi)延伸。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，還發(fā)現(xiàn)，模制預(yù)成形部件的重要的特殊幾何形狀、以及選定的頭部成形技術(shù)，對于獲得關(guān)于上下文中的和更多常規(guī)的重要優(yōu)點(diǎn)有所影響。
根據(jù)本發(fā)明的一個特別重要的方面，模制的預(yù)成形主干包括具有取向的明顯加工橫向分量的薄鰭片伸出部分，該鰭片的特征為，從伸出部分的加工橫向端開始的長度，沿伸出部分的長度方向，大于鰭片長度和厚度的約兩倍，該長度和厚度在平行于鉤部件的基底平面的平面上以直角測量。優(yōu)選地，該長度為該厚度的約2又1/2倍到小于3倍。
鰭片的最大長度并不受到有關(guān)熔化結(jié)構(gòu)考慮的限制。
此方面的優(yōu)選方面具有以下特征的一個或多個。
由于有這樣一段薄鰭片在相反方向上從預(yù)成形部件相對的兩端的加工橫向(cross-machine)端向內(nèi)延伸，因而預(yù)成形主干為雙端形式。該預(yù)成形主干具有加強(qiáng)件，其作用是加強(qiáng)預(yù)成形主干以防止在施加后成形力時圓柱發(fā)生皺縮(collapse)。在某些優(yōu)選實施例中，加強(qiáng)件的高度小于薄鰭片的高度，因而，在一些實施例中，在后成形作用下它不進(jìn)行再次成形，或者，在另一些實施例中，它不再次成形到薄鰭片的加工橫向(cross-machine)端產(chǎn)生再次成形的程度。在其他的實施例中，強(qiáng)化的伸出部分本身包括薄鰭片，以與上述相同的方法測量，其長度大于其厚度的約兩倍或更多，且優(yōu)選地該強(qiáng)化的伸出部分具有上述薄鰭片的其他優(yōu)選屬性。在某些優(yōu)選實施例中，主干具有多個薄鰭片，例如呈十字形或加號形式，該薄鰭片具有四個從中心伸出的部分，或其可以具有，例如，三個或五個伸出部分，每個都具有上述薄鰭片的形式。在一些情況下，成對地相對延伸鰭片都與加工橫向以及加工方向?qū)R，同時，在其他實施例中，所有的伸出部分都與這兩個方向成銳角。
本發(fā)明的另一個重要特征為，所述的預(yù)成形薄鰭片主干將其伸長方向設(shè)定成與加工方向成銳角的方向，例如成30或45度，但具有位于加工橫向端的端面，加工橫向端與加工方向大致對齊。在某優(yōu)選實施例中，此加工橫向端由垂直于鉤部件基底并與加工方向一致的平面端面確定，優(yōu)選地，此鰭片形預(yù)成形部件具有大致呈平面、平行形式的長側(cè)面，該預(yù)成形件終止于加工橫向端處的一角，與水平面夾角明顯小于90度，例如45度。在某些優(yōu)選實施例中，整個主干的水平截面為平行四邊形，其中在主干部分中的輪廓端部的每個加工橫向端都呈明顯小于90度的夾角，例如，小至45度的角度。在另一個實施例中，主干的外形為兩個這樣外形的薄鰭片，它們彼此成一定角度，例如90度角，從而形成兩個交叉的平行四邊形。在其它情況下，這種預(yù)成形部件的x、y陣列包括條帶，其中平行四邊形具有第一取向和條帶，優(yōu)選地各條帶與前述第一條帶交替排列，同時具有相反或鏡像的取向。
本發(fā)明的另一個方面采用薄鰭片預(yù)成形件，其至少在加工橫向上具有“M”形輪廓以及在加工橫向端處的垂直側(cè)面，并且，在其中部有效地切出一個沒有樹脂的“V”形，從而使預(yù)成形件的最外部分從外部點(diǎn)向著朝基底移動時面積逐漸增大的水平截面逐漸變細(xì)。對于這種形式，在熔化過程中，當(dāng)以非接觸式熱源加熱時，熔化的樹脂優(yōu)選地流過直側(cè)面的邊緣，從而形成懸于加工橫向端之上的熔融物質(zhì)。之后，將該物質(zhì)成形構(gòu)成所希望的環(huán)接合形狀。
在這些方面的優(yōu)選實施例中非接觸式加熱主要由對流加熱完成，優(yōu)選地，通過密切接近的氣體火焰的灼熱的氣態(tài)燃燒產(chǎn)物來完成；接觸熔融表面的成形表面具有模制面，該模制面賦予所形成頭部的周圍邊緣處的外表面一定程度的粗糙度或形狀輪廓，該頭部的尺寸和形狀能夠通過懸伸部分質(zhì)量傳遞(telegraph)擾動在懸伸頭部的環(huán)接合表面上，例如頭部下表面的周圍邊緣提供一定程度的不規(guī)則性、紋理或粗糙度，其提高了在剝離情況下在鉤上的環(huán)的保持力。
本發(fā)明的其他方面包括采用所述幾何形狀的主干預(yù)成形產(chǎn)品制造鉤子，采用非接觸式加熱，使有益尺寸的和/或有益位置能夠形成熔融樹脂的圓形物質(zhì)，之后使該物質(zhì)與成形表面相接合。
在優(yōu)選實施例中，采用一步驟，防止在分離過程中形成的頭部粘連在成形表面上。本發(fā)明的實施例包括保持成形表面的溫度低于外界環(huán)境中水的沸點(diǎn)溫度或凝結(jié)溫度并將水或蒸汽引導(dǎo)到該表面。在一個重要實施例中，非接觸加熱的模式為通過將構(gòu)造的終端部分浸在密切接近的氣體火焰的熱燃燒產(chǎn)物流中，其方式為，燃燒水(water ofcombustion)在冷卻的成型輥上凝結(jié)并起抗粘連的作用。
本發(fā)明的另一個方面涉及在用較冷的成形表面壓制成形熱樹脂物質(zhì)之前，利用非接觸熱源使一預(yù)成形件“過熱”，從而，隨著這種壓制成形，在重力和/或表面張力的作用下，在穩(wěn)定之前產(chǎn)生樹脂的進(jìn)一步成形運(yùn)動，例如，在蘑菇結(jié)構(gòu)的情況下形成自接合陽扣件結(jié)構(gòu)，或者在“J”形輪廓的頭部的情況下形成環(huán)接合結(jié)構(gòu)。
在優(yōu)選實施例中，這種“過熱”的量與成形表面處的熱損失有關(guān)，該成形表面優(yōu)選為冷卻的輥子，該“過熱”的量保證保留在樹脂中的剩余熱量足以使樹脂物質(zhì)流入蘑菇形狀中，或者在其他實施例中，足以使形成的物質(zhì)的周圍部分下垂或自變形，從而在固化之前形成類似“J”形的外形。
在此特征的優(yōu)選實施例中，用于隨著壓制成形形成蘑菇形結(jié)構(gòu)的樹脂為低密度聚乙烯或其他具有低熱撓曲溫度的樹脂，且用于形成“J”形外形的樹脂為高密度聚乙烯或尼龍或類似的具有較高熱撓曲溫度的樹脂。
本發(fā)明的另一個重要方面為，與其他設(shè)計者的想法不同，不必為了進(jìn)行后續(xù)加熱成形而實現(xiàn)預(yù)成形主干的樹脂的分子取向性，實際上，可有利地避免此點(diǎn)而同時又達(dá)到理想的效果。應(yīng)該理解，對非取向樹脂伸出部分預(yù)加熱，使得根據(jù)熔化的樹脂結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀，熔化的樹脂能夠形成一個球，并且通過對凸出結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)設(shè)計，能夠有利地選擇并控制此球的物理位置，從而，對熔化樹脂的后續(xù)壓制成形(即平頂加工flat-topping)能夠?qū)渲植紴樗Ｍ淖罱K形狀；或者分布為所希望的分布幾何形狀，并在使樹脂過熱的情況下，重力和/或剩余的表面張力作用完成所希望的進(jìn)一步變形。在某種情況下，還可以采用冷卻，甚或是再次的表面壓制，以便確定最終的形狀。
在優(yōu)選實施例中，順序為通過對流，優(yōu)選地通過浸入氣體火焰的燃燒產(chǎn)物中，預(yù)熱到過熱狀態(tài)；用冷卻的輥子進(jìn)行平頂處理(flat-topping)以生產(chǎn)出所希望的樹脂的區(qū)域分布，并允許在重力和表面張力作用下進(jìn)一步從分布后的形狀形成該部件。在此之后，進(jìn)行空氣冷卻或者與另一冷卻輥子相接合。在有些情況下，在此時，該產(chǎn)品可與熱輥子接合，從而使該產(chǎn)品的表面紋理最終定形。
本發(fā)明的另一個方面涉及采用分散氣體火焰對預(yù)成形部件進(jìn)行對流加熱。將發(fā)光火焰定位，從而將預(yù)成形部件的終端部分的側(cè)面以及端面都浸入溫度為1000℃左右的氣體火焰的灼熱燃燒產(chǎn)物中，從而快速加熱部件并使得該部件以高生產(chǎn)率繼續(xù)通過后續(xù)的壓制成形(或“平頂”)階段。
在優(yōu)選實施例中，將壓制成形表面保持在低于水的凝結(jié)溫度的溫度下，在優(yōu)選情況下，該溫度為約5到60℃，優(yōu)選地為10到45℃，最優(yōu)選地為約25到30℃，且使表面暴露于火焰的燃燒產(chǎn)物，從而使水在成形表面上大量凝結(jié)，從而在成形操作之后使樹脂更好地從成形表面上脫離。優(yōu)選地，該成形表面為冷卻的成形(conforming)輥或壓制輥。
在所述的對流加熱預(yù)熱之后使用熱壓輥的情況下，在成形表面與樹脂之間的界面處提供防粘材料。在優(yōu)選實施例中，該材料包括特富隆(聚四氟乙烯)或其他成形表面的防粘涂層、噴射到界面的水或蒸汽，或兩者兼?zhèn)?。以此方式，加工的操作速度可得到提高，同時仍然使用現(xiàn)有的工具，采用熱輥或其他的熱成形面。
在本發(fā)明的另一個方面中，形成環(huán)接合扣件產(chǎn)品的方法包括提供一種預(yù)成形主干產(chǎn)品，其具有多個主干，每個主干從基底升高到遠(yuǎn)端并且至少一些主干的遠(yuǎn)端與超聲波懸輥(ultrasonic horn)相接觸以便形成環(huán)接合頭部。
本發(fā)明的這方面的變化方案可包括以下特性中的一個或多個。超聲波懸輥在與至少一些主干的遠(yuǎn)端相接觸的同時進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。將預(yù)成形主干產(chǎn)品引入超聲波懸輥與砧座形成的空隙中，且該空隙的尺寸使得至少一些主干的遠(yuǎn)端接觸到旋轉(zhuǎn)的超聲波懸輥。砧座不斷轉(zhuǎn)動。
將在以下的附圖和說明書中對本發(fā)明的一個或多個實施例的詳細(xì)內(nèi)容加以闡述。從說明書、附圖以及權(quán)利要求中，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更為顯而易見。


圖1為包括根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的扣件部件的扣件的側(cè)視圖。圖1A為扣件元件的頂視圖，主干部分以虛線示出。圖1B、1C和1D為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的扣件元件的頂視圖；從側(cè)面看時，這些扣件元件具有相同的外形，如圖1所示。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的扣件元件的側(cè)剖視圖。圖2A和2B為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的扣件元件；這些扣件元件具有相同的剖面形狀，如圖2所示。
圖3和3A為根據(jù)本發(fā)明的其他實施例的側(cè)剖視圖。圖3B和3C為根據(jù)本發(fā)明的其他實施例的扣件元件的透視圖。
圖4為一正視圖，示出圖1或圖2中與防蟲網(wǎng)屏的網(wǎng)孔相接合的扣件元件。
圖5為用于制造扣件元件的機(jī)器的側(cè)視示意圖。
圖6為圖5所示機(jī)器的部分放大圖。
圖7為圖6中區(qū)域A的側(cè)視放大圖，示出在成形前的承載著主干的基底的一部分。圖7A為圖7所示主干之一的部分放大圖。圖7B為圖7A中所示基底部分的頂視圖。
圖7C為包含著在加工方向上排列的主干陣列的預(yù)成形產(chǎn)品的頂視圖。
圖8-8D為側(cè)視圖，示出各種適用于形成本發(fā)明的扣件元件的成形輥表面。
圖9A和9B分別為圖7-7C中預(yù)成形主干產(chǎn)品的單個主干結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步放大的側(cè)視圖和主視圖。
圖10A、10B和10C為由圖7-7C的預(yù)成形主干產(chǎn)品形成的環(huán)接合扣件產(chǎn)品的不成比例的放大側(cè)視圖、主視圖和頂視圖。
圖11A、11B和11C為圖10A-10C的環(huán)接合扣件產(chǎn)品的單個環(huán)接合扣件元件的進(jìn)一步放大的主視圖、側(cè)視圖和頂視圖。
圖12為用于形成圖7-7C中的預(yù)成形主干產(chǎn)品并繼而由生產(chǎn)線加工中的預(yù)成形主干生產(chǎn)形成圖3A-3C中的環(huán)接合扣件產(chǎn)品的方法和裝置的示意圖。
圖13為用于圖12中環(huán)接合扣件產(chǎn)品成形部分的另一種方法的示意圖。
圖13A為透視示意圖，示出平行于加工方向的旋轉(zhuǎn)超聲波懸輥的行進(jìn)路線。
圖13B為透視示意圖，示出旋轉(zhuǎn)超聲波懸輥，其軸垂直于加工方向和預(yù)成形部件的織物平面。
圖14為用于形成圖7-7C的預(yù)成形主干產(chǎn)品的另一裝置和方法的示意圖。
圖15A和15B分別為另一種預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和主視圖。
圖16A、16B和16C分別為由圖15A和15B的預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)形成的環(huán)接合扣件元件的側(cè)視圖、主視圖和頂視圖。
圖17A和17B分別為另一種預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和主視圖。
圖17C為與圖17A類似的視圖，但其示出了一種修改形式的預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)。
圖17D為用于形成圖17C的預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)的工具的剖視圖。
圖18A、18B和18C分別為由圖17A和17B的預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)形成的環(huán)接合扣件元件的側(cè)視圖、主視圖和頂視圖。
圖19A和19B分別為另一種預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和主視圖。
圖20A、20B和20C分別為由圖19A和19B的預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)形成的環(huán)接合扣件元件的側(cè)視圖、主視圖和頂視圖。
圖21A和21B分別為另一種預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和頂視圖。
圖22為由圖21A和21B的預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)形成的環(huán)接合扣件元件的側(cè)視圖。
圖23為根據(jù)本發(fā)明制造的多凸角鉤部件的實施例的透視示意圖，同時，圖23A為圖23沿23A-23A線的側(cè)視圖且圖23B為沿圖23A的23B-23B線的頂視圖。
圖23C到23E為在形成圖23的鉤部件中采用的預(yù)成形部件的視圖，圖23C是該模制的預(yù)成形部件的示意透視圖，圖23D為該部件的垂直側(cè)視圖且圖23E為沿圖23D的23E-23E線截開的該預(yù)成形部件的水平剖面圖。
圖23F與圖23A類似，是在主干通過非接觸熱源之后到達(dá)成形輥之前主干的側(cè)視圖，而圖23F-A到圖23F-E為一組圖，示出由氣體火焰對流預(yù)熱產(chǎn)生的沿著單個薄鰭片部件的暴露邊緣的熔化樹脂的“成球”過程。
圖23G為成形機(jī)器的側(cè)視示意圖，且圖23H為機(jī)器的制頭操作(heading action)的放大示意圖。圖23G′為側(cè)視圖，且圖23G″為該機(jī)器的優(yōu)選結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖23I和23J為與用于形成圖23的預(yù)成形部件平行于各個模環(huán)周邊截取的高倍放大的部分剖視圖，而圖23L和23M分別為沿圖23I和23J的23L-23L線和23M-23M線截取的更高倍放大的剖視圖。
圖23K與圖23I和23J相似的視圖，示出兩個模環(huán)，它們面對面固定在一起對齊，以便形成十字形模具腔從而模制圖23的部件。
圖23N和23O為圖23I和23J示出的模環(huán)組所能得到的兩個組件式樣與居中的間隔環(huán)裝配后的進(jìn)一步放大的視圖。
圖23P和23Q為由方形截面主干形成的扣件的頂視和側(cè)視示意圖。圖23R為一矢量設(shè)計圖，示出鉤和環(huán)之間施加的力；圖23S和23T為與圖23P和23Q相似的視圖，示出由薄鰭片預(yù)成形主干形成的鉤，而圖23U為關(guān)于圖23S和23T的鉤的矢量圖，其形式類似于圖23R。圖23V和23W分別類似于圖23Q和23R，示出以某角度受到環(huán)拉力的鉤部件，且圖23X為角Φ和θmin在角度范圍上的比較。圖23Y為一視圖，示出正相互被剝離開的鉤和環(huán)部件。
圖24為根據(jù)本發(fā)明制造的單個鉤部件的第二實施例的透視示意圖，同時，圖24A為圖24的部件的側(cè)視圖且圖24B為沿圖24A的24B-24B線截取的頂視圖。
圖24C到24E為在形成圖24的鉤部件中采用的預(yù)成形部件的透視示意圖、圖24C是模制的預(yù)成形部件的透視示意圖，圖24D為該部件的垂直側(cè)視圖且圖24E為該預(yù)成形部件沿圖24D的線24E-24E截開的水平剖面圖。
圖25為根據(jù)本發(fā)明的單個鉤部件的另一實施例的頂視圖，而圖25A為用于生產(chǎn)圖25所示實施例采用的預(yù)成形件的頂視圖，且圖25B和25C為分別沿圖25A中的25B-25B線和25C-25C線截取的預(yù)成形件的側(cè)視圖。圖25D為與圖25相似的另一實施例的頂視圖，但該實施例在加工方向結(jié)構(gòu)的末端處具有Y方向的鰭片。
圖26和26A為另一實施例的側(cè)視圖和頂視圖，而圖26B和26C為在形成圖26和26A的實施例時使用的預(yù)成形件的側(cè)視圖和頂視圖。
圖27和27A分別為另一實施例的頂視圖和側(cè)視圖，而圖27B為預(yù)成形件的頂視圖，圖27和27A的實施例由該預(yù)成形件制成。
與以上實施例的關(guān)系相同，圖28、28A和28B示出另一實施例。
圖29、29A、29B和29C示出由預(yù)先“過熱”的非取向低密度聚乙烯液流進(jìn)行平頂(flat-topping)工序之后形成蘑菇形拱頂?shù)倪^程，而圖29D示出使用兩個這樣的部件作為自接合扣件。圖30和31示出利用各樹脂的不同的流動性質(zhì)，通過后成形流形成J形結(jié)構(gòu)的過程。
圖32、32A和32B，示出J形結(jié)構(gòu)的四凸角鉤的另一實施例。
圖33、33A和33B示出四凸角式M形鉤，而圖33C、33D和33E示出制成該M形鉤的模制預(yù)成形產(chǎn)品，且圖33F示出圖33D的預(yù)成形件的終端在非接觸加熱之后、平頂加工之前的狀態(tài)。圖33G、H和I為剖視圖，示出用于模制圖33中預(yù)成形部件的模具。
圖34、34A和34B示出基于單個M形預(yù)成形件的以常見方式的另一實施例，且圖34C、34D和34E示出制成該M形預(yù)成形件的模制預(yù)成形產(chǎn)品，而圖34A′示出與圖34A類似的鉤部件外形，但其是以不同的方式形成的。
圖34F到圖34J為通過所述模環(huán)組的各模環(huán)各種截面，這些模環(huán)形成用于模制圖34C、D和E中的預(yù)成形主干組件的模具。
圖35-35E為對應(yīng)于圖34-34E的另一實施例的視圖，示出修改形狀的M形及其預(yù)成形部件，而圖35A′示出與圖35A相似的鉤部件外形，但其以不同的方式形成。
圖36-36E是與N形鉤及其預(yù)成形部件相類似的視圖，而圖36A′為與圖36A類似的鉤部件外形，但其以不同方式形成。
圖37為根據(jù)本發(fā)明制造的單個鉤部件的另一實施例的透視示意圖，同時，圖37A為該部件的側(cè)視圖且圖37B為沿圖37A的37B-37B線截取的頂視圖。
圖37C到37E為在形成圖37的鉤部件所用的預(yù)成形部件的視圖、圖37C是模制的預(yù)成形部件的透視圖，圖37D為該部件的垂直側(cè)視圖且圖37E為該預(yù)成形部件沿圖37D的37E-37E線截取的水平剖面圖。
圖37F和G為用于模制圖37C的不同部件的模具的剖視圖，該模具包括支撐臺。
圖37H為陽扣件組件的頂視圖，該組件包括圖37中的陽扣件的X、Y陣列，而圖37I和J為圖37H的陣列的示意性透視圖。
圖38和38A為示意圖，示出了由長寬比表示的在方形和圓柱形主干的情況下，主干面處的弦AB相對于懸伸盤的關(guān)系，而圖38B示出由薄鰭片主干能夠得到的不同比率，且圖38C和38D通過兩個例子示出采用根據(jù)圖37-37A中所述的結(jié)構(gòu)的原理所能夠得到的不同的比例關(guān)系。
在各個圖中，相似的附圖標(biāo)號代表相似的部件。
具體實施例方式
參考圖1，扣件10包括基底12以及從基底延伸出的扣件元件14。(扣件10通常包括一個扣件元件陣列；示出單個的扣件元件以利簡明)。扣件元件14包括主干16以及位于主干16的終端處的頭部18。頭部18的形狀適于與另一扣件組件相接合，例如與具有多個環(huán)的陰扣件組件，諸如防蟲網(wǎng)屏的網(wǎng)孔，或者與類似于扣件10的其他扣件組件。
如圖1所示，頭部18大致呈盤形，包括大致為平面的頂面20，以及大致呈平面的底面22，底面22面向基底12并懸于其上方。盤比較薄，使協(xié)同扣件元件工作，例如環(huán)或紗窗的金屬網(wǎng)，能夠通過使盤材料撓曲從而深入其中。優(yōu)選地，盤的厚度為盤等效直徑的約5％到15％。如果盤較薄，則它往往具有較短的壽命周期(即，在扣件反復(fù)接合和脫離的過程中的耐用性)，然而，如果該盤較厚，則扣件就可能具有較弱的抗剝強(qiáng)度。如圖1A所示，從上方看時，頭部18大致呈圓形，且主干16在徑向截面上大致呈圓形或方形，如圖所示。(在其他實施例中，從上方看時，頭部18可以呈不規(guī)則的形狀(圖1B)、方形(圖1C)或十字形(圖1D)。)盤形狀特別有利于與網(wǎng)屏接合(圖4)，因為網(wǎng)屏開口的側(cè)邊25能夠插入薄盤中。因此，如圖4所示，即使盤小于網(wǎng)孔開口并且只與網(wǎng)屏開口的一個或兩個側(cè)邊25相接合，也能夠得到牢固的接合。頭部18還適于與環(huán)或其他類似形狀的頭部相接合。
在另一實施例中，如圖2所示，頭部18包括拱頂部分24以及相應(yīng)的拱頂形底面23，其主要部分基本平行于拱頂部分24。表面23面向基底12并懸于其上方，該表面提供用于與陰扣件元件或網(wǎng)屏相接合的表面。頭部18可具有各種形狀。舉例來說，從上方(圖2A)看時，頭部18可以是方形或矩形的盤，且該盤的兩個相對邊緣向下彎曲形成U形拱頂部分?？蛇x擇地，頭部18可以是圓盤，該圓盤圍繞其圓周向下彎曲從而形成蘑菇狀拱頂部分。這些頭部形狀特別有利于與網(wǎng)屏相接合(圖4)，因為拱頂部分能夠平滑地穿入網(wǎng)屏開口27且薄盤形狀使網(wǎng)屏開口的側(cè)邊25能夠嵌入表面23中。頭部18還可以用于與陰扣件組件的環(huán)相接合，或者與另一具有相似形狀頭部的扣件自接合。
在另一實施例中，如圖3和圖3A所示，盤形頭部為“波浪形”。頭部18可以是S形截面，如圖3所示，或者可以是W形截面，如圖3A所示。這些圖中示出的頭部形狀可以具有粗糙面，如以下參考圖3B所述。
在另一實施例中，如圖3B所示，頭部18包括粗糙的、砂紙狀的表面30。優(yōu)選地，表面30的紋理與320號粒度的砂紙相似(打磨金屬用)。砂紙狀表面包括有助于抓住與頭部18相接合的扣件組件(未示出)的凸起，使得接合在一起的扣件組件更加難以不慎松脫。因此，總的來說，相對于通過具有光滑表面的類似扣件元件獲得的強(qiáng)度而言，接合的強(qiáng)度增強(qiáng)了。特別是，在優(yōu)選實施例中，由美國材料試驗學(xué)會(ASTM)D5170-91(“T”方法)測得的抗剝強(qiáng)度，增強(qiáng)了大約10％到100％。優(yōu)選地，表面30具有至少10微米的表面糙度(凹凸不平)，更加優(yōu)選地為約10到200微米。
在另一個實施例中，如圖3C所示，頭部18為棱錐形。優(yōu)選地，懸于基底之上的頭部表面具有與頭部的上表面相同的外形，因而該表面的主要部分基本平行。
在圖1-3C示出的所有實施例中，頭部以顯著的程度懸于基底上方。優(yōu)選地，懸于基底之上的表面的表面積A1至少比主干16沿A-A線截取的徑向截面的表面積A2大20％，該徑向截面即主干與頭部相交處。表面積A1最大可以比表面積A2大600％。例如，對于表面積A2為0.03mm2的扣件元件來說，表面積A1優(yōu)選地為約0.05mm2。總體上優(yōu)選地，圍繞主干周長的懸伸量基本是均勻的，從而提供多方向性的接合。但是，為了便于制造，在有些情況下，懸伸量優(yōu)選地為非均勻的，如以下參考圖5所說明的。
用于形成上述扣件元件的機(jī)器100如圖5所示。支撐輥122、126將連續(xù)供給的主干承載基底12(圖7-7B中所示)引入機(jī)器100中。主干承載基底12由熱成形聚合物形成。在前面的制造步驟中，輥子102卷緊在模制臺(未示出)處作為卷帶輥，在該模制臺上將主干104(圖7-7B所示)整體地模制到基底12上。模制臺可包括具有多個模腔的模輥，模腔由對齊板片形成，例如，如由美國專利No.4,794,028所描述的，該專利中公開的內(nèi)容通過參考結(jié)合在此處，或者，使用任何所希望的主干模制技術(shù)。如圖7B所示，如果想要矩形或方形的頭部，則主干在徑向截面上可以是矩形的或者方形的，或者也可以是橢圓形、圓形、十字形、或任何其他需要的形狀，用于形成類似形狀的頭部(見圖1A-1D)。
由驅(qū)動機(jī)構(gòu)106將供給輥102放松，將承載主干的基底12運(yùn)送到可選的預(yù)熱區(qū)域108，這使承載主干的基底12的溫度增高到預(yù)熱溫度，該預(yù)熱溫度高于室溫但遠(yuǎn)低于聚合物的維卡氏溫度(Vicattemperature)。此預(yù)熱過程使主干的尖端在下一步工序中能更快地加熱到預(yù)定的軟化溫度。
之后，基底12移動到加熱設(shè)備110處，加熱設(shè)備110加熱多個主干中的一部分。如圖7A中所標(biāo)明的，加熱設(shè)備110只加熱主干104中與它們的尖端109相鄰的一部分P，主干的其余部分保持冷卻且因而相對剛硬。優(yōu)選地，部分P的長度L小于主干的總長度L1的30％，更加優(yōu)選地為L1約15％到25％。將部分P加熱到軟化溫度，在軟化溫度下，部分P能夠形成所希望的頭部形狀，該溫度通常高于或等于熱成形聚合物的維卡氏溫度。主干的其余部分不受熱，并保持在低于軟化溫度S的溫度，優(yōu)選地為至少低10％。
為保證只將部分P加熱到軟化溫度，優(yōu)選地，加熱設(shè)備110包括非接觸式熱源111(圖6)，其能夠使非常接近熱源的材料迅速升溫，而不使離熱源較遠(yuǎn)的材料的溫度升高。合適的非接觸式熱源包括火焰加熱器、電熱鎳鉻線、以及輻射加熱塊。為了無接觸地將部分P加熱到軟化溫度，熱源通常必須處于較高的溫度。例如，如果軟化溫度為約100℃到140℃，則熱源的溫度通常為約300℃到1000℃，且熱源將位于距主干尖端0.1到30mm處。
在加熱主干的部分P之后，基底12移動到構(gòu)造頭部112，基底12在頭部處在成形輥114與驅(qū)動輥116之間通過。如將在下面詳細(xì)說明的，成形輥114使主干的部分P形成所希望的頭部形狀，而驅(qū)動輥116使基底12前進(jìn)并靠著輥子114將其平整以便增強(qiáng)頭部的均勻性。優(yōu)選地，成形輥114的溫度114(成型溫度)低于軟化溫度。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，將成形輥114保持在這個較低溫下使成形輥能夠?qū)⑶蛐晤^部壓平，該球形頭部通常在前面的加熱步驟中形成所希望的頭部形狀。通常是不希望球型頭，因為這樣的頭部往往于無法提供與配套扣件的牢固接合。低成形溫度還防止熱成形聚合物粘連到成形輥上。通常，為了獲得所希望的成形溫度，需要冷卻成形輥，例如，在輥子中心的通道115中通冷水，以便抑制成形輥被主干的部分P的熱量加熱。如果需要進(jìn)一步冷卻以獲得所希望的成形溫度，可以按類似的方式冷卻驅(qū)動輥。
成形輥114的表面結(jié)構(gòu)將決定形成的頭部的形狀。如果希望要盤形頭部具有光滑表面，則表面紋理將是平滑且平坦的。如果希望要砂紙狀表面，則成形輥的表面紋理將是砂紙狀的(圖8)。如果希望要蘑菇形(拱頂形)頭部，則成形輥將包括多個大致為半球形的缺口(“凹坑”)，以便形成頭部的拱頂部分(圖8A)。使用如圖8B和8C所示的成形輥表面能夠形成“波浪”形的盤形頭部，例如，如圖3和3A中所示的頭部。圖8D所示的菱形格成形輥表面使得頭部呈棱錐形，如圖3C所示。成形輥還可具有柔軟表面(未示出)，例如橡膠面，以便提供蘑菇形的頭部。
優(yōu)選地，當(dāng)該表面紋理包括凹坑時，凹坑的密度在輥面上基本均勻，且大于或等于基底12上主干的密度。為了允許主干與凹坑之間不準(zhǔn)確對正，優(yōu)選地，凹坑的密度明顯大于主干的密度(如果密度相等，則不準(zhǔn)確的對正可導(dǎo)致凹坑未能接觸任何主干)。
如上所述，當(dāng)均勻地懸伸時，通常圖2所示的拱頂形頭部形狀為優(yōu)選，由于需要在凹坑與主干之間保持基本完全對正的狀態(tài)，因此獲得此形狀的制造過程可能過分地復(fù)雜。因此，為了便于制造，在某些情況下，希望通過使凹坑和主干部分地對齊而不是完全對齊從而形成不很均勻的頭部形狀。在這種情況下，成形輥的凹坑密度應(yīng)明顯高于主干的密度，從而增大凹坑與主干接觸的可能性。以這種方式，一些頭部可能會具有如圖2所示的形狀，同時其他的頭部由于主干與凹坑的一部分相接觸將具有不同的頭部形狀。
選擇成形輥114與驅(qū)動輥116的間隔，從而使主干的部分P變形，形成所希望的頭部形狀，而又不過度損傷主干的未加熱部分。優(yōu)選地，間隔足夠小，使得驅(qū)動輥將基底12平整并通過成形輥對主干尖端109提供大致均勻的接觸壓力。優(yōu)選地，間隔約等于主干總高度(L1，圖7A)，小于受熱部分P的長度(L，圖7A)。
之后，基底12移動到冷卻臺118。冷卻臺118冷卻形成的頭部，例如，通過冷空氣冷卻，從而防止頭部進(jìn)一步變形。優(yōu)選地，將頭部冷卻到室溫。之后將冷卻的基底移動通過驅(qū)動臺520并由卷繞部件524卷在卷帶輥522上。
提供備用的供給和卷帶輥126、128，從而當(dāng)供給輥102耗盡且/或卷帶輥524繞滿時，能夠容易地使用適當(dāng)?shù)妮佔犹鎿Q它們而無需打斷加工過程。
在形成扣件時使用的合適的材料為熱塑性聚合物，這種材料能夠提供具體應(yīng)用所需的機(jī)械性能。優(yōu)選的聚合物包括聚丙烯，例如可從商標(biāo)為MOPLEN的Montell中獲得；聚乙烯、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯樹脂)、聚酰胺以及聚酯(例如PET(聚對苯二甲酸二乙醇酯))。
當(dāng)然，其他實施例也是可能的。
例如，盡管上面已經(jīng)示出并說明了盤形頭部，但該頭部可具有任何希望的形狀，只要該形狀提供懸于基底上方一定程度的表面，足以提供具有所希望強(qiáng)度特性的多方向接合。
不僅如此，盡管所述的加工過程只包括對主干尖端的單次加熱以及只通過構(gòu)造頭部一次，但這些步驟可以重復(fù)一次或多次以便提供其他的頭部形狀。后續(xù)的成形的頭部可以具有于第一次成形的頭部相同的表面，或者也可以具有不同的表面。
而且，如果希望，可以在加熱步驟之后并在馬上形成頭部之前冷卻主干尖端以形成球形頭部，之后迫使這種球形頭部向下與主干相抵，將主干的上部嵌入頭部從而形成蘑菇形頭部。
而且，在有些情況下，不必冷卻成形輥。如果能夠獲得所希望的頭部形狀并且能避免樹脂粘連，則可以使用成形輥而即不加熱也不冷卻，或者可加熱成形輥。
如圖7、7A、7B和7C所示，用于生產(chǎn)扣件產(chǎn)品的預(yù)成形產(chǎn)品9的一個例子具有柔軟的但相對平坦的基片12，主干結(jié)構(gòu)104從該基片上凸出。主干結(jié)構(gòu)104由如聚丙烯的同樣的熱塑性樹脂整體形成，即單塊地形成，因為它們從基片12的表面13凸出。如更詳細(xì)的圖9A和9B所示，每個主干結(jié)構(gòu)104都具有前、后邊緣表面101、103，它們通常輕微地(例如1°，未示出)變窄，且連續(xù)地從半徑方向上較寬的與底面13相交的表面15變化到主干結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端109。側(cè)邊緣面107相對垂直于基底并向遠(yuǎn)端109延伸，遠(yuǎn)端109相對平行于基底。前、后邊緣面101、103的輕微變細(xì)或脫模角，有助于從主干結(jié)構(gòu)形成的模腔中移去主干結(jié)構(gòu)。
在圖9A、9B的例子中，主干結(jié)構(gòu)從底面13到遠(yuǎn)端109的總高度為L1，兩側(cè)面107之間的恒定寬度為w，以及在變細(xì)的前的頂端和后表面之間測得的長度L。
在一個例子中，w和1的大小相等，例如，0.008英寸，從而提供正方形截面的主干，在這種情況下，高度L1可以是例如0.027英寸。
現(xiàn)在參考圖10A-10C，如下所述，預(yù)成形產(chǎn)品能夠形成具有相同基片12和表面13的扣件產(chǎn)品，但將主干結(jié)構(gòu)的尖端相對于基底進(jìn)行平整，從而形成可與環(huán)相接合的頭部18。每個可接合的頭部18通常呈盤形并從其各個主干部分16向外延伸從而懸于底面13上方并于底面13相對。如圖11A-11L所示，盤18略微呈橢圓形，具有長軸J，在該例中，長軸為0.017英寸左右，在與主干部分16的側(cè)面107相應(yīng)的方向上延伸，且短軸N為0.015英寸左右，在主干的前后表面的方向延伸。此例子的盤18在豎直截面上也略微呈楔形，在接近加工方向的后緣處具有較大的厚度，加工方向制造它們(圖4A)，如下所述。
可由圖12所示的方法和裝置形成扣件產(chǎn)品10。將熱塑性樹脂31從擠塑機(jī)29引入支撐壓輥34與模輥36之間的縫隙32中。在縫隙中的壓力使得熱塑性樹脂31進(jìn)入模輥36的末端封閉的主干結(jié)構(gòu)成形空腔38，同時多余的樹脂留在模輥的圓周周圍，并有效地砑光以形成基片12。當(dāng)輥子34、36以相反方向旋轉(zhuǎn)時(如箭頭所示)，熱塑性樹脂沿著模輥的圓周前進(jìn)直到由剝落輥40將其從模腔以及輥子圓周上剝下。如上所述，產(chǎn)生的產(chǎn)品具有基底12以及從基底凸出的整體形成的主干結(jié)構(gòu)104。如圖12所示的材料的移動方向稱之為材料的“加工方向”(MD)，并形成產(chǎn)生的預(yù)成形產(chǎn)品9以及扣件產(chǎn)品10的縱向(由箭頭MD在圖中標(biāo)出)。
用于形成這種從基底整體凸出的結(jié)構(gòu)的加工過程的更詳細(xì)的說明被公開在例如在1988年10月4日頒發(fā)給Fischer的美國專利No.4,775,310中，其全部內(nèi)容通過參考結(jié)合在此。在優(yōu)選情況下，模輥包括面對面裝配成的圓板或環(huán)，其中一些在其圓周上具有形成模腔的切口，而其他為圓形，用于封閉模腔的開口面并起到隔離作用。
一旦將預(yù)成形產(chǎn)品9從模輥36上剝離，預(yù)成形產(chǎn)品即通過導(dǎo)輥42前進(jìn)到頭部造型臺50，可接合環(huán)的頭部18在該處形成。現(xiàn)在說明用于執(zhí)行造型臺50的頭部造型功能的各種技術(shù)和裝置。
優(yōu)選地，如上所述，預(yù)成形產(chǎn)品9首先通過鄰近的非接觸式熱源，例如，氣體火焰66產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物(圖12中虛線標(biāo)明)，該熱源對主干結(jié)構(gòu)104的頭部進(jìn)行加熱。之后，預(yù)成形產(chǎn)品9通過形成在輥子62與64之間的預(yù)定間隙60，且成形輥62與主干結(jié)構(gòu)104的頭部相接觸，如上所述。
間隙60比預(yù)成形產(chǎn)品9的總厚度小一個受控的量，該厚度為從與主干結(jié)構(gòu)相對的基底表面到凸出結(jié)構(gòu)的尖端的距離。因此，結(jié)構(gòu)的尖端部分與輥子相接觸并被壓縮，從而在壓制成形作用中使該材料變平或在區(qū)域60中成形，有時將這種作用稱為“平頂”，雖然由于在頭部表面上施加所希望的成形，如成形輥8-8D的情況，或者如壓制成形作用之后進(jìn)一步的成形作用的結(jié)果，實際上最終產(chǎn)品可以不是平坦的。
在當(dāng)前的優(yōu)選形式中，將輥子62冷卻到明顯低于樹脂的熔化或軟化溫度的溫度，優(yōu)選地，根據(jù)上述原因，將其冷卻到低于環(huán)境中水的凝結(jié)溫度的溫度?？稍趶V泛的產(chǎn)品范圍內(nèi)采用5℃到60℃的表面溫度；對于此處的具體說明，優(yōu)選地，表面溫度范圍在10℃到45℃之間，在構(gòu)造末端所浸入的燃燒氣體的溫度接近1000℃或略高的情況下，25℃到30℃之間的表面溫度會產(chǎn)生優(yōu)異的結(jié)果。
在另一種結(jié)構(gòu)中，通過使預(yù)成形產(chǎn)品9通過加熱輥子62與未加熱或已冷卻的支承輥64之間的間隙60，從而對頭部18進(jìn)行造型。在1997年10月21日頒發(fā)給Miller等人的美國專利No.5,679,302中提供了這種“加熱表面”頭部成形過程的較詳細(xì)的說明，其全部內(nèi)容通過參考結(jié)合在此。即使在使用Miller發(fā)明的這種熱輥成形技術(shù)的情況下，能夠看到，根據(jù)本發(fā)明，有利地采用了非接觸式預(yù)熱到成形溫度，且使用上述的燃燒氣體對流加熱獲得了特別的優(yōu)點(diǎn)，其中，結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端部分的側(cè)面浸在熱燃燒氣體中，從而通過對流獲得快速傳熱并因此獲得更快的生產(chǎn)線速度以及更為經(jīng)濟(jì)的運(yùn)作。
在另一個比圖5、6和12的非接觸式加熱系統(tǒng)升溫較慢的例子中，采用超聲輥用于加熱并應(yīng)用于所希望的頭部外形。通過以非接觸式加熱器，即通過輻射塊進(jìn)行預(yù)熱，或通過暴露在對流熱交換中同時使行進(jìn)路線保持在低溫，可提高工作速度。
在優(yōu)選情況下，輥子62為旋轉(zhuǎn)的超聲波懸輥，且支承輥64為一個轉(zhuǎn)動的砧座。在此例子中，如圖13中更加清晰地示出的，砧輥64安裝在減速器(reducer)65上，減速器65能夠調(diào)整支承輥64的豎直位置，從而能夠調(diào)整間隙60。電機(jī)68驅(qū)動砧輥64從而將預(yù)成形主干材料10拖入間隙中。同時，傳遞給旋轉(zhuǎn)超聲波懸輥62的振動使得其外表面通常以18到60kHz的頻率振動。超聲波懸輥62用于產(chǎn)生振動并在主干通過間隙60時循環(huán)地擠壓主干的接觸部分，該振動以一定頻率發(fā)生，該頻率引起主干結(jié)構(gòu)14的熱塑塑料尖端流動并用接觸面成形。結(jié)果，主干的尖端部分被壓平從而形成圖11A-C所示的盤形的可與環(huán)接合的頭部18。因此，扣件產(chǎn)品10就積累在卷帶輥69上。在1992年2月11日頒發(fā)給Neuwirth等人的美國專利No.5,087,320中以及在1992年3月17日頒發(fā)給Neuwirth的美國專利No.5,096,532中，公開了用于上述加工過程的超聲波懸輥和砧座設(shè)置的更詳細(xì)的說明。這兩個專利的全部內(nèi)容通過參考結(jié)合在此作為參考。
在圖13A中，可以看到，旋轉(zhuǎn)超聲波懸輥62的表面的移動路線處在主干成形機(jī)器的加工方向m.d.上。在這種情況下，超聲波懸輥表面可起到壓制表面或平頂表面的作用，以便使行進(jìn)中的預(yù)成形部件的頂部再成形。
在圖13B中，旋轉(zhuǎn)的超聲波懸輥62A具有平面的接觸面，該接觸面用于在預(yù)成形部件的頂部刷過，且刷運(yùn)動的分量在所有象限延伸，產(chǎn)生出多向鉤，包括，重要的有，在加工橫向上懸于其基底上方的鉤?？稍谥鞲芍耙肟蛇x的噴水裝置，作為耦合劑以防止主干與振動面粘連。通過選擇合適的樹脂，將主干頂部的由于振動產(chǎn)生的熔化樹脂在主干的端部平面地涂刷成薄盤形頭部。
在另一個實施例中，如圖14所示，采用用于生產(chǎn)預(yù)成形主干產(chǎn)品9的另一種技術(shù)。該加工過程與上述參考圖12所描述的過程類似，但是只使用了模輥，即，不需要壓輥。在此，對擠塑機(jī)頭部29進(jìn)行造型，從而使其與模輥的圓周相符并將擠壓出的樹脂31直接引入模輥與擠塑機(jī)頭部之間形成的間隙。其余的加工過程參考如上面圖12所述進(jìn)行。
扣件產(chǎn)品的接合頭部18的形狀由若干參數(shù)決定。例如，在圖11A中特別示出的楔形通常是在圖12的頭部成形臺50中主干結(jié)構(gòu)變形時拖拽主干結(jié)構(gòu)104的頭部所造成的結(jié)果。因此，因為在基底12沿加工方向向前移動時材料被壓向后方，所以在接合頭部的后緣處楔形較厚?？赏ㄟ^例如，加工速度、施加的熱量、以及通過對間隙60變形的調(diào)整來調(diào)整楔形前后之間的厚度差。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，預(yù)成形產(chǎn)品9的主干結(jié)構(gòu)104的特殊形式顯著地影響著所需陽扣件的環(huán)接合性質(zhì)，且本發(fā)明的重要方面涉及到預(yù)成形產(chǎn)品本身以及它們在所述各種成形系統(tǒng)中的有效利用，特別是在采用非接觸式加熱和/或熔化的系統(tǒng)中。在一個例子中，如圖15A、B和16A、B、C所示，采用一種相對短的主干結(jié)構(gòu)。預(yù)成形主干高度h為0.018英寸左右，寬度w為0.008英寸左右，以及長度L1為0.008英寸左右，還提供正方形截面的主干。盡管由預(yù)成形部件形成的接合頭部18(圖16A-16C)可具有與前述的參考圖11A-11C中所述的較高的扣件元件相同的尺寸，但較短的主干部分使得扣件元件能夠具有更強(qiáng)的剛性。
在圖17A、B和C的實施例中，使用特殊的預(yù)成形主干形狀以形成具有與上述例子不同的接合特性的最終扣件產(chǎn)品10。預(yù)成形主干120具有連接到基底12的第一主干部分122以及從第一部分122延伸出來從而確定該結(jié)構(gòu)的總高度的第二主干部分124。主干部分122延伸到0.019英寸左右的高度h1，第二部分124的高度h2為0.008英寸左右，該結(jié)構(gòu)的總高度h3為0.027英寸左右。第二部分在其前、后表面121、123處呈向外的楔形117、119，前后表面為三角形，其底邊在主干122的過渡處，其頂點(diǎn)在頂部或鄰近各自的表面121、123。因此，形成沒有熱塑性樹脂的“V”形中心口。
現(xiàn)在參考圖17C和17D，預(yù)成形主干120′為前面剛剛說明的預(yù)成形主干120的改進(jìn)形式。主干120’具有從楔形部分117′、119′向外向上延伸的材料橫向延伸的延伸部分125。當(dāng)再成形或變形時，例如，通過平頂工序或這里公開的任何其他的主干再成形操作，這些橫向延伸部分為生產(chǎn)出的扣件元件提供重要特征。例如，橫向延伸部分125能夠熔化和/或向下壓，從而產(chǎn)生或增強(qiáng)基底懸伸特征，且能夠特別地將這些特征引導(dǎo)到相對于主干加工方向的加工橫向上。圖17D示出一系列模輥板117″、119″、120″，它們與外部的間隔板相結(jié)合，形成能夠生產(chǎn)圖17C中主干120′的空腔。
如圖18-18B所示，主干結(jié)構(gòu)120的后續(xù)加工采用例如上述頭部成形技術(shù)之一將圖17的預(yù)成形部件的所有第二部分124明顯地變形，這可造成在加工方向(MD)上的主直徑J大于加工橫向上的副直徑N的扣件元件130。這種不對稱頭部形狀使得剝離力和剪切力有方向地增長，并且當(dāng)加工方向上的有較長懸伸部分時接合的環(huán)比加工橫向上的較短懸伸部分要好。
例如，通過使用圖19A和19B中示出的預(yù)成形主干形狀，可以得到與上述扣件元件的效果相反的效果。主干結(jié)構(gòu)200具有連接到基底12的高度為h1的第一部分202，以及高度為h2的第二部分204，其延伸以確定主干結(jié)構(gòu)的總高度h3。該結(jié)構(gòu)的第二部分204，起始于第一部分202頂部的過渡處，其在每個側(cè)面上明顯變細(xì)，(例如以大于20°的角度)，從而使w的尺寸在頂部顯著減小。在一個例子中，第一部分202的高度h1為0.021英寸左右，而主干結(jié)構(gòu)的總高度h3為0.027英寸左右。
采用上述技術(shù)之一以形成接合頭部的基本所有的第二部分204的明顯變形，形成圖20A-20C的扣件元件210?？奂?10具有加工橫向上的主直徑J，其明顯大于其在加工方向上的副直徑N。結(jié)果，由于接合頭部在加工橫向上增大的懸伸量，造成了接合力在單一方向上增長。
在另一實施例中，如圖21A和21B所示，主干結(jié)構(gòu)300具有第一圓柱形的第一部分302，以及呈明顯較小的圓柱形的同心的第二部分304，其延伸以確定結(jié)構(gòu)的總高度h3。采用上述技術(shù)之一的基本所有第二部分304的變形，形成了有利的薄的接合頭部，其厚度為K1，如圖22中的扣件所示。這種小厚度是在變形的頭部中具有明顯少于傳統(tǒng)預(yù)成形主干中的材料所造成的。這種薄接合頭部有利于能夠在只有很小拱高(loft)的環(huán)下穿過，而這種特點(diǎn)是某種無紡材料，例如，在廉價包裝應(yīng)用中采用的超薄無紡材料所具有的特性，在這種應(yīng)用中，只需要少量的打開和閉合的循環(huán)過程。
圖23是高倍放大的透視圖，示出一種新型的四凸角鉤，其通過加熱并壓制四凸角主干制成，該主干由沿著X軸延伸的薄鰭片19以及沿著Y軸延伸的薄鰭片21構(gòu)成，并且其外末端處受熱并再成形，從而形成鉤部件頭部18。
在圖23A的側(cè)視圖以及圖23B的頂視圖中，尺寸M指在X軸上的頭部寬度，N為Y軸上的寬度，K為頭部厚度，Lh為總鉤高，Ll為壓制成形前的主干高度，S為鉤子頭部伸出主干側(cè)面的懸伸量。例如，這些尺寸可以大致為以下范圍總體范圍優(yōu)選范圍M＝0.004到0.070英寸 0.010到0.020英寸N＝0.004到0.070英寸 0.010到0.020英寸K＝0.002到0.015英寸 0.002到0.005英寸
Lh＝0.007到0.120英寸 0.025到0.045英寸Ll＝0.010到0.160英寸 0.030到0.050英寸S＝0.001到0.015英寸 0.003到0.050英寸如圖23C和23E所示，主干呈十字形截面輪廓，鰭片19、21從公共相交處沿著X和Y軸在兩個方向上對稱地延伸。鰭片在壓制成形之前具有相同的長度F、G，相同的厚度B、H以及相同的高度Ll。
X軸鰭片的鰭片外形比例為F/H且Y軸鰭片的比例為G/B。
此預(yù)成形鉤部件的構(gòu)思是，鰭片比例大于2，優(yōu)選地為約2？，在鰭片的端部區(qū)域可得到改善的頭部懸伸，見圖23Fa-23Fe，這些圖用于示出非取向樹脂沿著薄鰭片的頂部邊緣的“成球作用”，并注意鰭片的薄細(xì)端部處的球形懸伸物。
對于圖23的預(yù)成形主干，在每個正交方向上都提供這樣的懸伸部分。
根據(jù)本發(fā)明的這個方面，可以看到，使用小于2的比例，當(dāng)將主干加熱并壓制成形時，會在主干中形成接近圓形的頭部，該圓形的圓心在主干產(chǎn)物的中心上。對于大約為2的比例來說，該比例優(yōu)選地為2到4，最優(yōu)選地為約2又1/2到3，幾何形狀明顯不同于正方形或圓形截面的主干，使得當(dāng)受熱時，非取向聚合物的表面張力將在鰭片的末端形成保持一定獨(dú)立的凸角，見圖23F和23Fa-e，特別是當(dāng)采用非接觸式加熱的情況下，側(cè)面浸入在灼熱對流氣體中，直到圖23Fa和e的虛線末端。
但是，總在來說，非接觸式加熱的范圍優(yōu)選地為凸出結(jié)構(gòu)的總長的約15％到25％，在以火焰燃燒產(chǎn)生的氣體進(jìn)行對流加熱的特殊情況下，氣體溫度可以為約1000℃，加熱的百分比長度延長到30％并取得良好結(jié)果。
用于形成此產(chǎn)品的該優(yōu)選方法在圖23G、圖23G’以及圖23H中示出。擠塑機(jī)29向輥子組(roll stack)提供流動的熔融樹脂帶，該輥子組由從下往上編號為1、2、3和4的輥子組成。塑料通過輥子1和2之間的縫隙。輥子2為模輥，其暴露的外表面包含模腔，從而使流入模腔的熔融聚合物變?yōu)槟Ｇ坏男螤?，之后脫模以形成基本由非取向性樹脂制成的預(yù)成形主干104。本發(fā)明的特征之一是，通過使用非接觸式加熱，從聚合物的非取向性中得到的好處是使表面張力效應(yīng)能夠發(fā)揮作用，策略性地將可變形的聚合物定位并控制其大小，從而通過“平頂”即壓制成形動作得到非常想要的效果。
參考圖23G、G’和H，與背片18成一體的主干陣列在X和Y兩個方向上的延伸，其由輥子2模制而成，并在轉(zhuǎn)換到輥子3的過程中圍繞脫模輥5脫模。在輥子3上靠近與成形輥4的縫隙的位置，作為制造鉤子頭部18的第一步，主干的端部在非接觸式熱源下通過。
在此實施例中，非接觸式熱源為近置式燃?xì)鉅t(close-lying gasburner)，且主干的尖端部分的側(cè)面和末端都浸在燃?xì)鉅t產(chǎn)生的灼熱氣體中。因此，側(cè)面經(jīng)由對流效應(yīng)迅速受熱，頂部也是一樣，受到輻射加熱。暴露在強(qiáng)烈熱量下的高位表面區(qū)域，與該結(jié)構(gòu)的暴露端部中被包圍的樹脂相比，該部分迅速融化，在薄鰭片輪廓的突出端處獲得最高的溫度和最低的粘度。在圖23F中示出一例。
在該分解示意圖23H中還示出，表面張力使得融化的塑料形成沿著鰭片長度方向的圓柱形圓塊，并最后在鰭片的端部呈球缺形。圖23G和H中的圓形105象征著熔融形態(tài)，精確形狀決定于鰭片外形的長度與厚度的比例以及對樹脂的選擇和加熱的程度，這都是加工過程中的可控參數(shù)。
在此情況下，主干在輥子3和4的另一縫隙間通過，其中，輥子4向下壓在熔融聚合物尖端上并形成平坦的頭部形狀，從而形成其形狀決定于此輥子的特性的頭部18。
優(yōu)選地，將成形輥4冷卻，從而將其保持在低于聚合物融化溫度的溫度下，優(yōu)選地是比該溫度低很多。
在將輥子4的表面冷卻到蒸汽凝結(jié)溫度以下的這個例子中，以及在使用燃爐火焰加熱主干的靠近部分以冷卻成形輥4的情況下，作為氣體燃料的燃燒產(chǎn)物，水凝結(jié)在成形輥4上并起到釋放劑的作用，在帶有頭部的鉤部件從成形輥下脫離時，促進(jìn)形成的頭部與輥子表面干凈地分離。在這種情況下，成形輥4的冷卻溫度和濕氣都促進(jìn)頭部18從輥面上干凈地脫離，且不使頭部如人們所不希望的那樣粘連到輥子上。將加熱點(diǎn)定在靠近輥子的位置，得到最大的好處。在優(yōu)選實施例中，燃爐的末端深入輥子3中一厘米，深入輥子4中2？厘米，通過調(diào)節(jié)燃爐與輥子3的分離，能控制得到的對流加熱量。
按照大體上最佳燃燒的化學(xué)計量比將氣體燃料與空氣的空氣燃?xì)饣旌衔镆肴紶t，使之產(chǎn)生基本上完全的燃燒，產(chǎn)生的副產(chǎn)品主要只有二氧化碳和水。
燃爐可具有帶狀開口，該開口延伸過薄條的寬度，或者燃爐可包括噴射孔，孔之間的間隔小于頭部間的距離，從而由于氣體夾帶，使基本均勻的熱氣紊流到達(dá)要融化的主干頂部。
在一個優(yōu)選實施例中，使用帶狀燃爐，提供連續(xù)的線形火焰。燃爐溫度為約1000°到1200℃，該溫度由使用供給的天然氣產(chǎn)生，天然氣的主要成分為甲烷(CH4)
完全燃燒對每摩爾CH4使用9.5摩爾空氣，這樣空氣燃?xì)饣旌衔镏械难鯕?2摩爾O2/10.5摩爾總量)相當(dāng)于19.0％的O2。
燃爐面大約為1″寬。承載預(yù)成形主干的薄條以20到200ft/min(取決于所需的產(chǎn)品以及運(yùn)行參數(shù))的速度通過，因此一個預(yù)成形主干部件在燃爐下方僅僅用去幾分之一秒。在這段時間內(nèi)，足夠的熱量傳遞到預(yù)成形部件上，從而使其能夠變形為鉤狀。熱量通過強(qiáng)制對流傳遞到預(yù)成形部件。熱量既通過主干的頭部也通過主干的側(cè)面?zhèn)鬟f。傳遞到預(yù)成形部件的熱量由燃爐與部件的相對位置控制。
在建立這種平頂過程中可遵循簡單的步驟。
1.如上所述，在連續(xù)襯底上的擠壓出預(yù)成形主干網(wǎng)。
2.在形成主干的同時，將成形輥的間隙(輥子3和4之間的間隙)位置設(shè)定在的與所希望的鉤高相應(yīng)的位置處。由于其尖端未受熱，所以在此處通過間隙的主干將壓彎。
3.打開燃爐，并逐步使燃爐靠近主干的末端。燃爐位置距輥子4通常為0.2″到1″?；鹧娴男纬?即流動情況)保持恒定，所以唯一的變化量就是燃爐相對于輥子3的位置。
在一些情況下，生產(chǎn)線速度取決于想要傳遞給主干的熱量。例如，對比兩組主干，A組0.008”× 0.008″× 0.027″對B組0.012″× 0.012″×0.075″。B組的每個主干需要較多的熱量，且通過較大的主體傳遞熱量就需要較長的時間用于熱量傳遞，因此B組可能需要以A組的1/3的速度前進(jìn)。
在圖23G中的輥子2中的模腔示于圖23I-23M中。環(huán)20和22面對面對齊放置在一起，從而當(dāng)從頂視圖向下看該模環(huán)對的圓周時，提供了具有鰭片形空腔的十字形的模子形狀，根據(jù)上述的說明，鰭片空腔的長度與厚度比為約2到3。很多組環(huán)并排放置并被壓到一軸桿上，其在圓周上使成排的空腔軸向分布，如圖23N。根據(jù)所構(gòu)造的具體緊固系統(tǒng)的需要，對空腔的大小及其分布加以選擇。通常，采用微小的脫模角，比如1°，以便使模制出的鰭片能夠容易地離開其模腔。如圖23所示，將沒有模腔的實心間隔環(huán)置于圓環(huán)對70、72之間。第一組圓環(huán)70、72由間隔環(huán)與下一組隔開，依此類推。在圖23M所示的模具樣式中，鄰近的環(huán)對在模輥的軸向?qū)R。
在圖23O中，示出用于模具環(huán)的典型錯開樣式。相鄰的環(huán)對錯開50％，形成能夠與環(huán)相接合的一個有用的樣式。
根據(jù)此實施例的構(gòu)思，帶有鰭片19、21的十字形截面的主干104在由成形輥4壓制成形時將在鰭片末端外的四個凸角的方向上提供聚合物流。例如，在尿布的應(yīng)用中，尿布形成過程中扣件的加工方向的取向造成的鉤部件的橫向方向性往往很重要，與具有圓形或方形截面結(jié)構(gòu)的鉤部件相比，這能夠獲得與尿布的無紡環(huán)組件的更好的接合。為了解釋為什么薄鰭片四凸角主干預(yù)成形件將提供更好的加工橫向性。
參考圖23P和23Q，圖中示出了具有圓形頭部的方形主干。在圖23Q的側(cè)視圖中，示出一個與鉤相連的環(huán)。該環(huán)向上延伸，垂直于鉤部件懸伸部分的底面。在圖23R中可說明將環(huán)直接向下拉離鉤的基底的情況。在此情況下，將作用在環(huán)上的力F示為從鉤子頭部的外部沿鉤子頭部的下面一直指向主干中點(diǎn)的矢量。該矢量可解釋為矢量之和，其中，一個矢量從鉤子頭部底部下方向圓延伸與環(huán)離開的點(diǎn)相切，另一矢量是從主干向圓的切線。
第三矢量以90度畫出，從矢量A延長到矢量F的末端，從而形成由側(cè)邊矢量A、側(cè)邊矢量B以及斜邊矢量F構(gòu)成的直角三角形。矢量A與F之間的角Φ使得能夠?qū)⑹噶緼寫為矢量FcosΦ。
對于0到90度之間的Φ來說，當(dāng)Φ增大時，矢量A減小，因此環(huán)在受拉時變得不易于從鉤上滑脫。
將這種情況與薄鰭片鉤的一個凸角頭部18相比較，如圖23S中頂視圖所示。環(huán)絲處于主干的端點(diǎn)并直接受到向上的拉力，如圖23T所示。
在此例中，通過如圖23U的矢量分析，由于圓Φfin大于Φcircle，所以角Φ大于角Φ。其原因是，根據(jù)本構(gòu)思，由于在加熱環(huán)境下更大的暴露面積，薄鰭片主干的尖端和短末端比鰭片的較長部分變形得更多。因此，鉤子頭部的懸伸出最多的部分處于鰭片的端部。這導(dǎo)致該懸伸緣的切線比類似圓形頭部的切線更加接近水平(在頂視圖中)，且使頭部的最寬部分的起始處接近薄鰭片的端面。在主干上是圓形頭部的情況下，圓形頭部的最寬部分(其直徑)處于主干結(jié)構(gòu)的中心軸處，而不是像在薄鰭片的情況下有偏移量。
在這里說明的構(gòu)思部分在于提出了因為表面積與質(zhì)量的較高比例，鰭片頂部朝著其輪廓端部局部地加熱，這個方案與到達(dá)主干側(cè)邊的位于非接觸輻射或?qū)α鳠嶂械谋┞侗砻嫦嚓P(guān)。
現(xiàn)在考慮四凸角鰭片的頂端，點(diǎn)A在一個鰭片的末端，B在兩個鰭片相交處的中間且C在相對鰭片的末端。當(dāng)在非接觸式熱源下通過時，與點(diǎn)B相比，預(yù)計點(diǎn)A和C在單位體積的聚合物上將得到更多的熱量且更易于變形。在由輥子4壓制成形的過程中，與中間的B相比，在區(qū)域A和C中有更多的樹脂被擠出(變形)，因為在這些點(diǎn)A和B上，單位體積中有更多的熱量傳遞到合成樹脂中，所以，這些樹脂達(dá)到了更高的溫度，從而達(dá)到了更低的密度，并更易于隨著成形壓力而流動。
對于具有0.008×0.008英寸截面的典型的方形主干來說，頭部具有大約兩倍于主干的寬度。因此，單個鉤的投影面積為0.0082×ì，或2×10-4英寸2。同時，主干的截面積為6.4×10-5英寸2。對于比例為2比1的相同面積(長×底＝2.04×10-5)的薄鰭片主干結(jié)構(gòu)來說，厚度約為0.0056英寸，且長度約為0.0113英寸。對于相同大小的投影面積來說，方形主干和薄鰭片主干之間的角Φ，該角Φ對相同投影面積的鰭片來說明顯大于圓形頭部的角Φ，或者說，相等剝離能力的薄鰭片鉤與圓形頭部相比，在環(huán)面上將具有更小的投影面積。
投影面積對于如尿布的應(yīng)用十分重要，因為小的投影面積允許順利地穿入較低的環(huán)叢(loop mass)當(dāng)中，相比之下，較大的投影面積更容易向下按在環(huán)上而并不允許鉤子頭部的鉤部或底部進(jìn)入被壓下的各個環(huán)之下。
這個分析還指出，人們能夠制造投影面積小于圓形頭部的薄鰭片鉤，這種鉤能夠更好地穿入環(huán)并得到更牢固的接合，并且與圓形頭部相比，它還能夠使環(huán)不易于滑脫。
至此所說明的關(guān)系示出了當(dāng)相對鉤的基底以接近90度角拉動環(huán)時，在鉤和環(huán)在拉力狀態(tài)下分開時，即在拉力狀態(tài)中的剝離階段分開時，圓形和鰭片形之間的差別。
考慮鉤同時受到剪切載荷分量作用的情況，可進(jìn)一步說明鰭片的優(yōu)點(diǎn)。圖23V示出一平頂鉤，其中，以環(huán)絲和假想水平線之間的夾角向后拉動該環(huán)，假想水平線在X、Z平面上延伸穿過鉤子頭部。當(dāng)引入角è時，根據(jù)上述的矢量分析，可得到一公式，說明è和Φ之間的關(guān)系，即，矢量A離開方向的角度與矢量A和F間夾角之間的關(guān)系。矢量A為這樣一個矢量，環(huán)沿著該矢量來到鉤附近，且角è為相對于鉤子頭部底面的角。當(dāng)角è＝0度時，環(huán)和鉤處于完全剪切狀態(tài)，當(dāng)角è＝90度時，環(huán)和鉤處于完全拉伸狀態(tài)。這能夠得到一個加入了矢量的等式，示出一種最小不滑動條件效應(yīng)，對應(yīng)于最小Φ的最小角è等于cosΦ除以sinΦ的商的反余弦。依據(jù)這一關(guān)系，制成一曲線圖，圖23X，該圖示出了Φ與è之間的最小不滑動條件關(guān)系，角Φ為矢量F與A之間的角，矢量A是使環(huán)滑離鉤的力。它示出，對于小于等于45°的角Φ來說，è最小必須為0。當(dāng)Φ等于或小于45時，環(huán)將滑脫，除非它處于完全剪切狀態(tài)。該曲線圖還示出，Φ＝45與Φ＝50之間有一個尖銳部分。應(yīng)該理解，Φ在45到50度之間的任何小的增量都將導(dǎo)致比最小è所需要量大得多的差量。Φ的小增量將減小處于完全剪切狀態(tài)的必要性。
本發(fā)明的一個重要方面涉及實現(xiàn)在頭部結(jié)構(gòu)上的小變化能夠得到相對大的益處；因而實現(xiàn)用于剝離狀態(tài)的薄鰭片結(jié)構(gòu)的重要優(yōu)點(diǎn)。參考圖23Y進(jìn)一步說明，正從環(huán)組件上剝離的鉤組件。在鉤和環(huán)組件之間凹陷區(qū)的底部區(qū)域處，力量基本為拉伸力，因為不涉及剪切力，所以角è接近90度。在剝離狀態(tài)下，鉤在V的底部被從環(huán)上直接拉離，類似于圖23P和23T中的施力方式?，F(xiàn)在，由于它在V上移動，角è開始減小，鉤能夠更長時間地保持在環(huán)上。
如果位于織物的水平部分的鉤部件仍然與環(huán)相接合，則所有的力都處于剪切狀態(tài)，即，被主干所承受。
這說明了具有較大Φ角從而避免依靠于è角的重要性。據(jù)信，與標(biāo)準(zhǔn)圓頭產(chǎn)品相比，鰭片結(jié)構(gòu)將具有較高的Φ角。因此，對于給出的任何è角，與標(biāo)準(zhǔn)圓頭鉤相比，Φ結(jié)構(gòu)應(yīng)該更不易于滑脫。這些計算是在假定沒有摩擦的前提下作出的；環(huán)與頭部形狀相適應(yīng)，因此可以忽略環(huán)的硬度，忽略重力且假設(shè)鉤部件為剛體。
該分析適用于平面單鰭片，也適用于十字形鉤的鰭片19、21，而且適用于提供流動或成形能力以增大角Φ的其他結(jié)構(gòu)。
在只有加工橫向上的剝離力才重要的情況下，可以采用處于橫向的單鰭片形成的鉤組件。
十字形或“四重”結(jié)構(gòu)允許人們在不同的方向上進(jìn)行接合。
圖24為四凸角鉤的3D視圖，該鉤在X軸上具有鰭片19’，鰭片19’比Y軸上的鰭片21’短，從而形成在加工方向上具有更好的環(huán)接合性的鉤10，因為這種輪廓與加工方向上的鰭片的聚合物相比，使得在加工橫向上有更多聚合物受熱并形成鉤部件。
在某實施例中，鰭片19可以很短，使得輥子4無法對它們的外尖端部分進(jìn)行再成形。在這種情況下，X方向的鰭片起到支撐鰭片21的作用。
圖25為鉤部件的頂視圖，該鉤部件具有彼此錯開的Y軸鰭片21”和21，此二者都不在X軸結(jié)構(gòu)的中心處。
在圖25的例子中，在輥子4的成形臺處，鰭片19”在X軸結(jié)構(gòu)的端點(diǎn)突出，超出鰭片21”。
在圖25D的另一實施例中，Y方向上的鰭片位于X方向結(jié)構(gòu)的端點(diǎn)處。
當(dāng)然，同樣地，在加工方向上想要該效果的情況下，主干截面可以以與圖25D中的呈90°角的方式放置。
如圖25D所示，這形成了不規(guī)則形狀的鉤部件。在某種情況下，如圖所示，該頭部具有球形末端以及在中間減小的橫截面，如狗骨頭或領(lǐng)結(jié)形。這樣的結(jié)構(gòu)使得穿過鉤的最寬點(diǎn)的環(huán)向著鉤的中部滑動，頭部在中部較窄，可有效地將這樣的環(huán)固定，從而增強(qiáng)鉤與環(huán)的接合。
圖26為四結(jié)構(gòu)鉤的側(cè)視圖，該鉤具有相當(dāng)長度的Y軸鰭片21a，以及在X軸上的突出部分17，該部分在加工方向上非常短。X軸突出部分17在成形過程中以及在該例中起到支撐鉤部件的作用。重要的是，它們減小了鉤部件的投影面積，使得其能夠更容易地穿入環(huán)叢，例如，薄無紡織物的環(huán)叢。
圖27為用成形輥形成的四凸角鉤的頂視圖，該鉤具有一個遠(yuǎn)小于頭部直徑的壓紋特征的陣列，其由所示形式示出，方形凸起在其成形過程中，穿過這些凸起進(jìn)入頭部18’的頂面，這起到將樹脂移動到有用的程度的作用，盡管不如在頂面處的程度大。這使頭部的下表面和邊緣具有粗糙度或剛性。這樣的特征在環(huán)部件沿著該表面的滑動過程中形成了機(jī)械障礙或“捕獲部分”，并因此使環(huán)接合增強(qiáng)。
在另一實施例中，點(diǎn)棱錐形、圓凹坑以及如砂紙顆粒的隨機(jī)放置的顆粒所留下的印痕，它們在頭部的邊緣或下表面上能夠起到同樣的作用。
優(yōu)選地，使用至少三個這樣的部分，除了在較精細(xì)的砂紙的情況下，優(yōu)選地，少于約15個變形能夠避免這種作用的“淘汰”(“washout”)。
在某些實施例中，選擇成形輥的表面特征，從而迫使樹脂從一個X、Y位置轉(zhuǎn)移到另一個位置，從而增強(qiáng)一些區(qū)域內(nèi)的頭部懸伸部分、在其他部分減少頭部懸伸部分、或者提供邊緣摩擦點(diǎn)以便改善環(huán)接合。
圖28和28A的鉤形式具有頭部28”，該頭部沿著與加工方向一致的軸A平移到一側(cè)。可通過超速或降速驅(qū)動圖23G的成形輥4獲得此形式。這種類型的鉤在需要單向接合的應(yīng)用中非常有用。
對這里使用的術(shù)語“過熱”加以解釋是有幫助的。總的來說，當(dāng)氣流率和孔位確定后，所述的非接觸式加熱步驟具有確定的加熱能力范圍，該范圍由調(diào)整的距離控制，且與具體的聚合物類型無關(guān)。使用上述的設(shè)定技術(shù)，很容易調(diào)整加熱過程，從而能夠用冷成形輥4進(jìn)行平頂加工并穩(wěn)定形成的形狀。通過將燃爐的距離調(diào)節(jié)成更加接近輥子3，可以施加比進(jìn)行平頂加工所需的最小熱量更多的熱量。該系統(tǒng)保持在平頂加工的范圍內(nèi)。在這種情況下，平頂加工有效地分配了樹脂并成形，但達(dá)到了這樣一點(diǎn)在該點(diǎn)，能夠觀察到，正在顯現(xiàn)的形狀還未定型，而且能夠進(jìn)一步觀察到可預(yù)計的變形。
業(yè)已知道，從這種二次“自成形”作用中能夠得到益處。
在一種情況下，通過選擇具有較低熱撓曲溫度的樹脂，該方法有助于形成自接合扣件類型的圓蘑菇部分。對于圖29-29D中的例子，采用熱撓曲溫度為113度(分別顯著低于高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)的華氏186度和華氏204度的熱撓曲溫度)的低密度聚乙烯(LDPE)。
在有冷卻液流過冷成形輥4的情況下，在固化的形狀顯現(xiàn)出來對LDPE頭部進(jìn)行了滿意的平頂加工之后，使加熱器靠近輥子3并使生產(chǎn)線速度降低，以便施加更多的熱量。在加熱增大的同時，在平頂產(chǎn)品的最終形狀中觀察到了逐步的變化。達(dá)到了這樣一點(diǎn)其中，在穩(wěn)定的過程中，產(chǎn)生了圖29-29C所示的圓蘑菇形。在這種情況下，平頂加工有效地平整并鋪開了球形的熔融聚合物，并且跟著輥子4，這部分樹脂下沉并顯現(xiàn)出圓形。此形狀的兩個組成部分有效地接合，從而用作如圖29D所示的自接合扣件。
因此，采用圖23C所示形狀的初始預(yù)成形主干形成圖29的三個實施例，但是參數(shù)受到控制以形成圓形的上部形狀。在上述用于形成圓形尖端的技術(shù)之外，或與之相結(jié)合，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以采用樹脂選擇并在非接觸加熱步驟中采用由“過熱”產(chǎn)生的過度融化。
通過選擇低撓曲溫度樹脂，例如某種聚乙烯，并且通過將鰭片結(jié)構(gòu)做得非常薄，并且/或者通過使火焰接近或火焰的強(qiáng)度，對尖端部分進(jìn)行大量熱傳遞，可以得到這樣一種狀態(tài)，其中，從輥子4下方通過之后，在利用連續(xù)的、有用的重力樹脂在通過輥子4之后發(fā)生流動。舉例來說，通過將輥子4保持在不會使尖端部分完全固化的溫度下，也可以獲得這種狀態(tài)。
對于更高撓曲溫度的樹脂，例如，對于高密度聚乙烯來說，平頂結(jié)構(gòu)的外緣的有用的自粘合作用形成了所述的“J”形狀。
通過用聚合物填充封閉(dead-end)模腔從而形成預(yù)成形主干的過程并不對聚合物有取向作用。如上所述，加熱這種預(yù)成形主干會在主干頂部產(chǎn)生熔融的聚合物球。加熱之后，由平坦的或構(gòu)形的成形輥對融化的頂部進(jìn)行再成形，從而形成在各個方向延伸的頭部結(jié)構(gòu)，其延伸的范圍取決于再成形部分的高度和質(zhì)量。
在圖29、29A中，選擇低密度聚乙烯樹脂。使尖端部分過熱，即加熱到超過用冷平頂加工除去殘余的重力流動的量。
平頂加工之后，平整的樹脂頭部在表面張力作用下聚集，形成良好造型的蘑菇形頭部。
在基本相同的熱環(huán)境下，平整的尼龍頭部和高密度聚乙烯頭部完全彎曲，從而使頭部的周邊尖端轉(zhuǎn)向下方以形成J形。
圖32為帶有曲線形頭部的四凸角鉤的側(cè)視圖，該鉤部件在鰭片端部具有形似J形鉤的部分。通過選擇模制成預(yù)成形主干部件的樹脂，并恰當(dāng)?shù)乜刂品墙佑|式加熱以及主干的末端，并在如輥子4的成形輥的再成形的頭部的柔軟度，可以制成上述部件，從而在平頂加工后，使樹脂的外圍部分能夠有一定程度的下垂。
在成形之前提供的熱量決定了聚合物是否會流動，而如在圖29、29A與圖30和31的比較中所示，樹脂的種類決定了形成的頭部的形狀，并決定了其沿主干向下形成彎曲的頭部，或者說，其決定了頭部的末端是否下彎從而形成所述的J形頭部。生成的J形式有利于使環(huán)部件保持在夾在頭部下方的狀態(tài)。
圖33、33A和33B分別為透視圖、側(cè)視圖和頂視圖，示出四凸角“M”形鉤，此命名來源于形成這種鉤的預(yù)成形主干的結(jié)構(gòu)，其示于相應(yīng)的圖33C、D和E。
首先參考圖17和17A，預(yù)成形主干在主干的最外部分處在加工方向上具有較多的聚合物，聚合物的量在向主干中心移動時線性減少。
圖34C、D和E示出類似的M形預(yù)成形主干部件，該部件在此例中朝向加工橫向取向，且在構(gòu)形上形成兩個“半M”形的主干段，參見圖34F到34J示出的相應(yīng)模具。
在圖17和34的例子中，采用了薄鰭片的要素，其在與結(jié)構(gòu)的豎直面相鄰的鰭片的縱向末端處集中了更多的樹脂。根據(jù)變形的方法，能夠得到如圖18所示的加工方向上的橢圓或如圖34B所示的加工橫向上的“8字形”頭部。利用圖33所示的四凸角M形主干，能夠獲得類似的變形。在圖33所示鉤的情況下，非接觸式加熱產(chǎn)生了集中在周圍的熔融樹脂形成的四個凸角，如圖33F所示。之后，此樹脂的平頂加工能夠產(chǎn)生如圖33B所示的頭部18B。當(dāng)樹脂熔化時，它能找到阻力最小的路徑，從而優(yōu)先流向M形的陡壁側(cè)的“懸崖”處，根據(jù)前面的分析，得到在平頂產(chǎn)物中形成較大的Φ角的所想要的結(jié)果。如果采用“過熱狀態(tài)”，對于諸如尼龍和高密度聚乙烯這樣的樹脂來說，將在拐角處獲得J形外形。
可有利地將該M形結(jié)構(gòu)再次成形，以便也通過接觸式加熱技術(shù)形成可與環(huán)接合的頭部，但可能速度比較慢。因此，可采用如圖12和13中示出的熱輥子和超聲技術(shù)以獲得頭部形狀，在超聲成形或由熱輥子低溫度加熱成形的情況下，該頭部形狀變得更加尖銳，如圖34和34A所示。
在非接觸式熔化后的平頂加工的情況下，也可以采取一些步驟，限制樹脂流回“V”形缺口的中央，如圖34和34A所示，例如，通過限制非接觸式加熱，使得只有M形的尖銳的尖端才熔化，而沿楔形部分的較大截面則發(fā)生機(jī)械變形而非熔化。而且，采用低于軟化溫度的冷卻輥進(jìn)行平頂加工，或者在某些情況下，采用處于軟化溫度甚至高于軟化溫度的熱輥子進(jìn)行平頂加工，為某些應(yīng)用提供了有用的鉤部件。
圖34A’示出一鉤部件的外形，該鉤部件由火焰加熱—冷輥技術(shù)制成，在該平頂加工之前，經(jīng)非接觸加熱的樹脂熔化并在表面張力作用下變圓，從而形成較厚的鉤尖。
圖33為四凸角M形鉤的3D視圖，與圖23相比，該鉤子頭部的懸伸部分具有較大的外緣部分。主干在各個鰭片的靠外部分上具有較多的聚合物，并由于聚合物的分布形式從主干靠近熱源部分向著主干中心逐漸減小，如圖33C所示。
根據(jù)本發(fā)明的此方面，鉤子頭部通過主干延伸越多，就越有利于形成能夠進(jìn)行更好接合的鉤部件，從而更好地將環(huán)固定在鉤下方。當(dāng)環(huán)處于主干頂部時，需要較大的距離才能使環(huán)滑脫。當(dāng)它處于頭部下方的主干的端部時，需要較大距離才能使環(huán)繞過主干頭部脫開，因此，能夠?qū)h(huán)更好地固定。
圖34B為圖34A的頂視圖，示出……鉤子頭部在加工橫向形成，示出聚合物塊已經(jīng)被擠到了側(cè)面。
它還示出，在此例中，Φ角接近90度，這是一個很大的角度，因為大量的聚合物被向外擠到了側(cè)面。在鉤下方沿著基底的環(huán)，挨著主干，大約處于鉤的最寬部分。因此，Φ角將非常接近90度，且環(huán)滑脫的可能性非常低。
在圖34G中，以30度角切割所示模具環(huán)，使得當(dāng)這些圖中的模具環(huán)之一發(fā)生翻轉(zhuǎn)且兩個模具環(huán)放置在一起時，它們在中心處能形成如圖34F所示的兩個模具環(huán)。這些模具環(huán)共同形成了尖頂，如圖34G所示。在圖34F中，兩個外部間隔環(huán)構(gòu)成了M形的起始和結(jié)尾部分。
基本上，如果是在圖34F中，則四個不同的環(huán)分別為40、42、44和46。環(huán)42轉(zhuǎn)過180度就與環(huán)44相同。
圖35示出另一備選的M形部分，其中，一個小矩形鉤設(shè)置在M的兩半之間。這種結(jié)構(gòu)提供了較大的加工橫向鉤。參考圖35A，它允許從兩個鉤之間擠出更多的聚合物。當(dāng)對此預(yù)成形結(jié)構(gòu)進(jìn)行平頂加工時，更多的樹脂被擠出到側(cè)面。
圖36包括M形鉤結(jié)構(gòu)的一邊。通過使一半模具環(huán)面向左加工橫向、一半模具環(huán)面向右加工橫向，就能夠使用這種結(jié)構(gòu)。這使得通過對主干進(jìn)行加熱和平頂操作，能夠制成在加工橫向上向一個方向彎曲的鉤部件。與M形鉤相比，這種鉤部件的優(yōu)點(diǎn)在于較小的投影面積，且其能夠更好地插進(jìn)環(huán)叢內(nèi)，但又仍然具有加工橫向的特征。
而且，圖37-37B也是完全由加工方向上的作用形成的，在加工橫向上具有明顯的剝離特性。
在此實施例中，單片鰭片具有平行四邊形截面形狀，如圖37E所示，且其長邊與加工方向呈45°角，其短端面與加工方向一致。
因此，在主干拐角處的一對較小的相對夾角僅為45°，這使得暴露表面與質(zhì)量的比率在主干尖端的局部區(qū)域非常高。當(dāng)其暴露在非接觸式加熱中時，且特別是暴露在鄰近固定的火焰加熱器的熱氣中時，這些拐角最先熔化，從而在平頂加工的作用下容易變形，而且，實際上在想要的時候，可以使其過熱，從而通過如圖30和31所述的流動，形成所想要的“J”形結(jié)構(gòu)。這樣的鉤部件結(jié)構(gòu)在加工橫向上具有明顯的取向分量。
另一方面，另一組較大夾角的拐角使得在加工橫向端分布有大量樹脂，可以將這些樹脂平整為強(qiáng)力的環(huán)接合盤結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有明顯超出豎直主干表面的懸伸部分，從而得到較大的角Φ。因此，平行四邊形的兩個拐角都能夠?qū)Νh(huán)接合性能起到重要的但又不同的作用。
參考圖37F和G，通過完全穿過形成模環(huán)的金屬板的厚度所形成的傾斜通道，能夠簡單地形成用于形成圖37C的預(yù)成形主干的模環(huán)MR，該通道具有所需要的橫截面形的端部，因此，模具板的厚度決定了薄鰭片的在狹窄方向的厚度。
通過模子上相鄰橫排的平行四邊形在相反的方向的取向，得到圖37H所示的交替的陽扣件樣式。通過將相鄰的模具環(huán)反轉(zhuǎn)，并在每對相鄰的模具環(huán)之間設(shè)置面對面的實心間隔環(huán)SR，可簡單地做到這一點(diǎn)。圖37H所示的對應(yīng)于模環(huán)的扣件組件帶由I和IR標(biāo)出，對應(yīng)于間隙環(huán)的帶由II標(biāo)出，因此，平行四邊形結(jié)構(gòu)的一個實施例可具有如圖37-37E所示的直邊主干，另一個有利結(jié)構(gòu)，特別是對于較高的鰭片來說，為了提供柱體強(qiáng)度，其外形具有加厚的基礎(chǔ)部分，由圖37G所示的模腔能夠容易地理解這種外形，其長度為P，在兩個長邊具有肩部。(“I”代表模環(huán)的一個方向取向，而“IR”代表相反的取向。)這種形式易于制造。在圖37F的頂視圖中看到的平行四邊形與鰭片結(jié)構(gòu)及其模腔有關(guān)。平行四邊形430和438對應(yīng)于基底處由網(wǎng)孔形成的張弛轉(zhuǎn)換(filet-defining stress-relieving)。緊接著的內(nèi)平行四邊形432、436表示薄鰭片的基礎(chǔ)墊的加強(qiáng)的肩部，且中間的平行四邊形434表示薄鰭片的延伸到其尖端的主要高度。
所有這些呈圖37F中的平行四邊形的空腔部分都在與模環(huán)的加工方向呈45度角的方向上延伸。
在優(yōu)選實施例中，總高度L1為0.05英寸，墊高度B可以是0.020英寸，從而為平頂操作提供額外的柱體強(qiáng)度，并且使模具能夠具有間隙，以便通過圍繞剝離輥5轉(zhuǎn)動的常用方法從旋轉(zhuǎn)模具中取出整個鰭片結(jié)構(gòu)。模環(huán)板厚度可以是例如0.010英寸，這使得鰭片的尖端到尖端的對角線長度為0.020英寸，每邊的長度為0.014英寸，垂直于長邊測得的厚度t為0.005英寸，且端面厚度tp為0.007英寸。
以一邊的全長0.014英寸作為鰭片的長度，且垂直于該邊的厚度t為0.005英寸，此鰭片的長度與厚度的比例為2.8。
對于該鰭片的尖端，對這些區(qū)域進(jìn)行的平頂加工，可形成呈相當(dāng)長一段弧形的較小半徑的弧線，并形成接近90°的Φ角。
可以預(yù)計到，當(dāng)在該點(diǎn)上與環(huán)接合時，由于環(huán)不會沿著直接相對的主干移動，而是沿著以遠(yuǎn)離鉤部件末端的某角度傾斜的主干移動，所以，該環(huán)將易于沿著側(cè)面從尖端通過。
在從不同視角觀察的透視示意37I和J中可對圖37-37G的實施例的環(huán)接合能力得到一定的認(rèn)識。
該鉤的另一優(yōu)點(diǎn)與圖23的四凸角薄鰭片鉤相似，因為，投影面積與造出的當(dāng)前鉤部件的投影面積大小相等，這是鰭片的整個狹窄端處的較大Φ角造成的結(jié)果。如果一個環(huán)接合在該端上，據(jù)信，與具有方形截面的標(biāo)準(zhǔn)平頂產(chǎn)品相比，該Φ角更大。
如上所述，使用來自氣體火焰的對流加熱的優(yōu)點(diǎn)以及使用冷輥子進(jìn)行成形的優(yōu)點(diǎn)都是很顯著的。
該過程使聚合物變?yōu)槿廴趹B(tài)并使剩余結(jié)構(gòu)幾何外形以及平頂步驟能夠決定聚合物液流的方向。
冷輥子之所以有利是因為，它使聚合物迅速冷卻。這使較高的生產(chǎn)線速度成為可能，并且能夠較為廉價地生產(chǎn)用于大量應(yīng)用的鉤部件。
另一種非接觸式加熱方法是使用輻射加熱裝置，來自金屬的熱量，通過輻射，以對流方式加熱主干的側(cè)面。
如上所述，用于形成類似鉤部件的另一種方法是超聲法，該方法中，采用振動進(jìn)行局部加熱，且變形由超聲波懸輥或砧座的表面決定。
一個可能的益處是得到想要的頭部形狀。由于更多的局部加熱避免了表面張力效應(yīng)，因此不需要很大的鰭片形狀比例。它的優(yōu)點(diǎn)還在于，在頭部提供了更大的曲率并制成厚度更小的頭部從而改善對環(huán)的穿透性能，但同時其缺點(diǎn)是較低的生產(chǎn)線速度。
使用的另一種方法是熱金屬線法，這是一種接觸加熱法。該方法使用一條加熱的金屬線。當(dāng)主干通過并接觸該金屬線后，由形成輥或夾子使它們成形。這將是主要的平頂加工方法。
從下面優(yōu)選實施例的描述、附圖和權(quán)利要求，其他的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清晰。
本發(fā)明的另一個方面是一種合成織物，以及制造該織物，根據(jù)例如2001年3月14日提交的美國專利申請?zhí)朜o.09/808,395(該專利申請已作為參考文獻(xiàn)結(jié)合于此)中的方法，主干直接模制在這種織物上，接著，使用燃?xì)鈬娮斓幕鹧婊驈幕鹧嬷辛鞒龅娜紵a(chǎn)物，快速軟化主干的末端，然后，如其中所述，與諸如冷卻成形棒或成形輥的冷卻壓制表面相接合。主干結(jié)構(gòu)的眾多特征以及這里所述的形成所有(原文誤為ale)扣件部件的各種條件都可應(yīng)用于這種合成材料的制造。
至此已經(jīng)說明了本發(fā)明的若干實施例。然而，應(yīng)該理解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以作出各種修改。因而，其他的實施例都處于所述權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種形成扣件的方法，包括由熱成形材料形成具有片狀基底和預(yù)成形主干陣列的預(yù)成形產(chǎn)品，該預(yù)成形主干陣列與該基底整體模制并從基底延伸到相應(yīng)的終端；將主干的終端加熱到預(yù)定的軟化溫度，同時將片狀基底以及每個主干的下部保持在低于軟化溫度的溫度；以及用處于預(yù)定成形溫度的接觸面接觸終端從而使終端再次成形，使其形成懸于片狀基底之上的頭部，其懸伸程度足以與環(huán)相接合，該預(yù)成形結(jié)構(gòu)的幾何形狀與預(yù)成形結(jié)構(gòu)的材料和使該結(jié)構(gòu)的終端再成形的條件相關(guān)，使形成的頭部能夠與由薄或超薄無紡織物的纖維形成的環(huán)部件形成抗剝接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的將主干終端加熱到預(yù)定軟化溫度的步驟由非接觸式熱源進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述非接觸式熱源包括對流式熱源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，對流式熱源包括火焰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，預(yù)成形主干由聚合物形成，該聚合物為非取向聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，將主干的終端加熱到預(yù)定軟化溫度的步驟在主干的終端處形成球狀結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述成型溫度足夠低，從而使所述熱成形材料不粘連到接觸面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，將燃燒的水或水蒸汽引到接觸面從而提供防粘劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，所述燃燒的水是所述將主干終端加熱到預(yù)定軟化溫度的步驟形成的副產(chǎn)品。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述成型溫度低于熱成形材料的軟化溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述接觸面包括輥子的圓柱面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，對所述接觸面進(jìn)行冷卻，以便在與終端接觸的步驟中保持所述的成形溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在所述用處于預(yù)定成型溫度的接觸面接觸該終端的步驟中，形成的頭部大致呈盤形。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，每個盤形頭部的厚度為該盤的等效直徑的約5％到35％。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，每個盤形頭部的厚度為該盤的等效直徑的約5％到15％。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在所述用處于預(yù)定成型溫度的接觸面接觸該終端的步驟中，形成的頭部大致呈蘑菇形。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于，所述頭部具有懸于所述基底之上的大致呈拱頂形的表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述以熱成形材料形成預(yù)成形產(chǎn)品的步驟包括將所述主干模制在模輥中的成型腔中。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在所述將主干終端加熱到預(yù)定軟化溫度的步驟中，對從終端向基底延伸的區(qū)域額外地施加熱量，該區(qū)域的延伸距離等于從終端到基底的總距離的約15％到30％。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在所述將主干終端加熱到預(yù)定軟化溫度的步驟中，對從終端向基底延伸的區(qū)域額外地施加熱量，該區(qū)域的延伸距離等于從終端到基底的總距離的約15％到25％。
21.根據(jù)權(quán)利要求1或11的方法，其特征在于，所述接觸面為經(jīng)過表面精加工，經(jīng)過表面精加工的形式選自下述一組凹坑、平滑、紋理以及它們的組合。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于，所述表面精加工包括凹坑且所述接觸面在接觸面的單位面積內(nèi)包括一定密度的凹坑，該密度大于或等于基底的單位面積內(nèi)的主干的密度。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其特征在于，在所述以處于預(yù)定成型溫度的接觸面接觸該終端的步驟中，所述凹坑至少與所述主干部分地對齊。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于，在所述以處于預(yù)定成型溫度的接觸面接觸終端的步驟中還包括，在頭部的厚度方向上產(chǎn)生變形位移從而改變與頭部的接觸面相對的頭部表面。
24.一種形成扣件的方法，包括由熱成形材料形成多個從公共基底延伸到終端結(jié)構(gòu)的主干；將主干結(jié)構(gòu)的一個區(qū)域加熱到預(yù)定的軟化溫度，以便軟化在該區(qū)域中的材料，同時將主干的剩余部分保持在低于軟化溫度的溫度處；以及用接觸面接觸終端從而在所述主干的終端處形成頭部，接觸面的至少一部分具有足夠粗糙的紋理以便使至少一部分所述頭部具有能夠進(jìn)行環(huán)接合的表面粗糙度。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于，所述接觸面包括輥子的圓柱面。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于，所述接觸面具有砂紙狀紋理。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于，所述接觸面的凹凸不平為大約10到200微米。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27的方法，其特征在于，所述接觸面具有多個凹坑。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其特征在于，所述接觸面在接觸面的單位面積內(nèi)包括一定密度的凹坑，該密度大于或等于基底單位面積內(nèi)的主干的密度。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于，頭部獲得的表面糙度足以將扣件的抗剝強(qiáng)度增大大約10％到100％。
31.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其特征在于，與頭部的上表面相接觸的接觸面有效地使頭部的熱成形材料產(chǎn)生位移，從而使頭部的周邊和與頭部上表面相對的表面的至少其中之一具有一定程度的紋理或表面糙度。
32.一種扣件元件包括與大致呈平面的基底整體地延伸和模制的細(xì)長形主干；以及位于主干終端的頭部，所述頭部的至少一部分具有呈砂紙狀表面紋理的粗糙面。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的扣件部件，其特征在于，所述粗糙面的表面糙度為大約10到200微米。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的扣件部件，其特征在于，所述粗糙面的表面糙度足以將扣件的抗剝強(qiáng)度增大約10％到100％。
35.根據(jù)權(quán)利要求32的扣件部件，其特征在于，所述頭部大致呈盤形。
36.根據(jù)權(quán)利要求32的扣件部件，其特征在于，所述頭部大致呈蘑菇形。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的扣件部件，其特征在于，所述頭部包括懸于所述基底上方的大致平坦的表面。
38.一種用于將網(wǎng)狀簾連接到表面上的連接條，其包括基本呈平面的基底；從所述基底延伸出的多個細(xì)長形主干；以及多個頭部，每個頭部都位于所述主干之一的終端，至少一部分所述頭部具有呈砂紙狀表面紋理的粗糙面。
39.一種用于將網(wǎng)狀簾連接到表面上的連接條，其包括基本呈平面的基底；從基底延伸出的多個長條形主干；以及多個頭部，每個頭部都位于所述主干之一的終端處，而且每個頭部都大致呈盤形且其厚度等于該盤的等效直徑的約5％到15％。
40.一種形成環(huán)接合扣件產(chǎn)品的方法，該方法包括提供具有多個主干的預(yù)成形主干產(chǎn)品，其中每個主干都從基底升高到遠(yuǎn)端；用超聲波懸輥接觸至少若干主干的遠(yuǎn)端，從而形成環(huán)接合頭部。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其特征在于，超聲波懸輥在與至少若干主干的遠(yuǎn)端相接觸的同時進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其特征在于，將預(yù)成形主干產(chǎn)品引入超聲波懸輥與砧座形成的空隙中，且該空隙的尺寸使得至少若干主干的遠(yuǎn)端能夠接觸到旋轉(zhuǎn)的超聲波懸輥。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其特征在于，將該超聲波懸輥與基底所確定的平面平行放置。
44.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其特征在于，將該超聲波懸輥與基底所確定的平面垂直放置。
45.一種形成環(huán)接合的接觸扣件產(chǎn)品的方法，該方法包括由熱成形材料形成一個預(yù)成形產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有片狀片狀基底和預(yù)成形主干結(jié)構(gòu)的陣列，該主干結(jié)構(gòu)與基底整體形成并從基底延伸到相應(yīng)的終端，每個主干結(jié)構(gòu)包括與基底相連的第一部分以及從第一部分延伸到終端的第二部分，以平行于片狀基底所截的截面為準(zhǔn)，在第二部分中有不連續(xù)地變化到相對于第一部分較小的截面；以及大致使至少若干主干結(jié)構(gòu)的所有第二部分變形，從而對于每個這樣變形的部分，形成懸于基片上方的接合結(jié)構(gòu)，同時將第一部分基本保留在最初形成時的狀態(tài)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其特征在于，不連續(xù)的變化發(fā)生在距離基片表面至少是從基片表面到主干結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端的一半。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其特征在于，該不連續(xù)的變化包括第二部分的橫截面面積相對于第一部分顯著減小。
48.一種用于后續(xù)形成環(huán)接合的鉤扣件產(chǎn)品的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，該預(yù)成形產(chǎn)品包括具有熱塑性樹脂表面的基片；以及與該表面整體形成從而從該表面上凸出的多個主干結(jié)構(gòu)，每個主干結(jié)構(gòu)包括與該表面相交的第一部分、以及第二部分，該第二部分從第一部分延伸到遠(yuǎn)端以形成主干結(jié)構(gòu)相對于表面的高度，第二與第一部分相交處到該表面的距離等于主干結(jié)構(gòu)高度的至少一半，該相交部分在主干結(jié)構(gòu)的構(gòu)造中形成不連續(xù)的變化，其中，第二部分選擇成使其對變形能量比第一部分更加敏感。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，其特征在于，第二部分平行于該表面截取的任何橫截面的面積都小于第一部分平行于該表面截取的任何橫截面的面積。。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，其特征在于，在第二部分的遠(yuǎn)端附近平行于表面截取的橫截面的面積小于第一部分平行于該表面截取的任意橫截面面積的50％。
51.根據(jù)權(quán)利要求49的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，其特征在于，在第二部分的遠(yuǎn)端附近平行于表面截取的橫截面的面積小于第一部分平行于該表面截取的任意橫截面面積的25％。
52.一種用于后續(xù)形成環(huán)接合的鉤扣件產(chǎn)品的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，該預(yù)成形產(chǎn)品包括具有連續(xù)長度、寬度和熱塑性樹脂表面的基片；以及與該表面整體形成從而從該表面上凸出的多個主干結(jié)構(gòu)，每個主干結(jié)構(gòu)包括與表面相交的第一部分、以及第二部分，第二部分從第一部分延伸到中央尖頂以確定主干結(jié)構(gòu)相對于表面的高度，其中，第二部分的縱邊相對于第一部分的縱邊朝著中央尖頂方向變細(xì)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，其特征在于，每個主干結(jié)構(gòu)都具有側(cè)邊，該側(cè)邊從第一部分開始向著主干結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端連續(xù)地變細(xì)。
54.根據(jù)權(quán)利要求52的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，其特征在于，每個主干結(jié)構(gòu)的形狀都類似于字母“A”。
55.一種用于后續(xù)形成環(huán)接合的鉤扣件產(chǎn)品的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，該預(yù)成形產(chǎn)品包括具有連續(xù)長度、寬度和熱塑性樹脂表面的基片；以及與該表面整體形成從而從該表面上凸出的多個主干結(jié)構(gòu)，每個主干結(jié)構(gòu)包括與表面相交的第一部分以及從第一部分延伸出的第二部分，從而確定主干結(jié)構(gòu)相對于表面的高度，其中，第二部分包括沿著第一縱邊的第一尖頂、沿著第二縱邊的第二尖頂、以及形成在其之間沒有樹脂的中心凹谷的錐形表面。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，其特征在于，每個主干結(jié)構(gòu)都具有相對的側(cè)邊，該側(cè)邊從第一部分開始向著主干結(jié)構(gòu)的高度方向連續(xù)地變細(xì)。
57.根據(jù)權(quán)利要求55的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，其特征在于，每個主干結(jié)構(gòu)的形狀都類似于字母“M”。
58.一種用于后續(xù)形成環(huán)接合的鉤扣件產(chǎn)品的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，該預(yù)成形產(chǎn)品包括具有連續(xù)長度、寬度和熱塑性樹脂表面的基片；以及與該表面整體形成從而從該表面上凸出的多個主干結(jié)構(gòu)，每個主干結(jié)構(gòu)包括與表面相交的第一部分、以及從第一部分延伸出的第二部分，從而確定主干結(jié)構(gòu)相對于表面的高度，其中，第二部分包括沿著第一縱邊的尖頂以及從尖頂向下延伸從而在第二縱邊處與第一部分相交的錐形表面。
59.根據(jù)權(quán)利要求58的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，其特征在于，每個主干結(jié)構(gòu)的第二部分具有類似楔形的形狀。
60.一種用于后續(xù)形成環(huán)接合的鉤扣件產(chǎn)品的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，該預(yù)成形產(chǎn)品包括具有連續(xù)長度、寬度和熱塑性樹脂表面的基片；以及與該表面整體形成從而從該表面上凸出的多個主干結(jié)構(gòu)，每個主干結(jié)構(gòu)包括與表面相交的第一部分、以及從第一部分延伸出的第二部分，從而確定主干結(jié)構(gòu)相對于表面的高度，其中，第一部分包括具有第一直徑的第一柱狀部分，且第二部分包括具有第二直徑的第二柱狀部分，第二直徑小于第一直徑。
61.根據(jù)權(quán)利要求57的鉤扣件預(yù)成形產(chǎn)品，其特征在于，第二部分與第一部分同心。
62.一種制造用于鉤環(huán)扣件的鉤組件的方法，其包括(a)提供連續(xù)長度的熱成形樹脂的預(yù)成形主干組件，該組件具有基層，多個具有預(yù)定幾何形狀的熱成形末端的預(yù)成形主干延伸出該基層，該主干組件具有加工方向，(b)加熱所述主十的所述可變形末端，從而每個末端上提供在表面張力的作用下的局部熔融樹脂物質(zhì)，該物質(zhì)位于各個主干之上，從而懸伸于主干的加工橫向端之上，以及(c)利用成形表面使熔融物質(zhì)變形，其方式為，在主干的加工橫向端產(chǎn)生大致平坦的薄頭部，(d)步驟(a)、(b)和(c)用于生產(chǎn)可與環(huán)接合的頭部，在頂視圖中，該頭部的外形呈平行于預(yù)成形組件的基底的圓弧AB，該頭部具有懸伸長寬比OAR，該懸伸長寬比為圓弧AB的弦與圓弧離弦的最遠(yuǎn)點(diǎn)到所述弦的垂線的高度“h”的比例，OAR＝AB/h，其中，圓弧的弦位于確定主干的加工橫向端的平面內(nèi)，且平行于所述加工方向，該弦位于確定主干的加工橫向端的所述主干的表面內(nèi)或與之相切，所述長寬比OAR小于3.5，優(yōu)選地約為2。
63.一種用于鉤環(huán)扣件的鉤組件，包括基底層，從基底層延伸出多個具有各自的可環(huán)接合的頭部的主干，其中至少若干個頭部，每個在頂視圖中都具有一種大致的外形，該外形具有平行于基底的圓弧AB，該頭部具有懸伸長寬比OAR，該懸伸長寬比為圓弧AB的弦與圓弧離弦的最遠(yuǎn)點(diǎn)到所述弦的垂線的高度“h”的比例，OAR＝AB/h，其中，圓弧的弦位于確定主干的加工橫向端的平面內(nèi)，且其平行于所述加工方向，該弦位于確定主干的加工橫向端的所述主干的表面內(nèi)或與之相切，所述長寬比OAR小于3.5，優(yōu)選地約為2。
64.根據(jù)權(quán)利要求62的方法或者根據(jù)權(quán)利要求63的鉤部件，其中該頭部具有豎直向下直到其環(huán)接合區(qū)域的頭部厚度，該厚度為不超過約0.015英寸。
65.根據(jù)以上任何一項權(quán)利要求的方法或組件，其特征在于，每個主干與其各自頭部的組合高度為，從基層開始測量，不大于約0.055英寸。
66.根據(jù)以上任何一項權(quán)利要求的方法或組件，其特征在于，每個頭部的投影面積為不大于約4.30×10到4平方英寸。
67.根據(jù)以上任何一項方法權(quán)利要求的方法，其特征在于，預(yù)成形主干包括從所述基底伸出的薄鰭片，所述薄鰭片具有在至少45度方向上的加工橫向組件，該鰭片的特征為，沿著伸出部分的長度方向從伸出部分的加工橫向端的長度，大于鰭片厚度的約兩倍，在平行于鉤部件的基底平面的平面上以直角測量該長度和厚度。
68.根據(jù)以上任何一項鉤組件權(quán)利要求的鉤組件，其特征在于，該主干包括從所述基底伸出的薄鰭片，所述薄鰭片具有在至少45度方向上的加工橫向組件，該鰭片的特征為，沿著伸出部分的長度方向從伸出部分的加工橫向端的長度，大于鰭片厚度的約兩倍，該長度和厚度在平行于鉤部件的基底平面的平面上以直角測量。
69.一種用于鉤環(huán)扣件的鉤組件，其包括基底層，從該基底層中延伸出具有各自的可與環(huán)接合的頭部的多個主干；懸于各個主干的加工橫向端上方的頭部；該組件具有加工方向；該主干含有從所述基底凸出的薄鰭片；所述薄鰭片具有至少呈約45度角朝向的加工橫向組件，該鰭片的特征在于，從伸出部分的加工橫向端開始、沿著伸出部分的長度方向的一段長度，該長度大于鰭片厚度的約兩倍，該長度和厚度是在平行于鉤部件的基底平面的平面內(nèi)以直角測得的。
70.根據(jù)權(quán)利要求67的方法或根據(jù)權(quán)利要求68或69的鉤部件，其特征在于，所述長度至少為其厚度的2又1/2倍。
71.根據(jù)權(quán)利要求67或70的方法或者根據(jù)權(quán)利要求61、69或70中任一項的鉤部件，其特征在于，所述薄鰭片的長度在加工橫向延伸。
72.根據(jù)以上任何一項權(quán)利要求的方法或組件，其特征在于，預(yù)成形主干，或主干，在某種情況下可以是雙端的，所述薄鰭片的長度從預(yù)成形主干或主干的相對兩端的加工橫向端處，在相反方向上向內(nèi)延伸。
73.根據(jù)以上任何一項方法權(quán)利要求的方法，其特征在于，預(yù)成形主干包括薄鰭片伸出部分，該部分具有至少在45°方向的加工橫向組件，該鰭片的特征為，沿伸出部分的長度方向上從伸出部分的加工橫向端開始的一段長度，大于鰭片厚度的約兩倍，該長度和厚度在平行于鉤部件的基底平面的平面上以直角測量。
74.根據(jù)權(quán)利要求62或64-67的方法或者根據(jù)權(quán)利要求63、68或69的鉤組件，其特征在于，預(yù)成形主干具有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)部分，該結(jié)構(gòu)部分與主干的加工橫向端或兩端間隔開，起到增強(qiáng)預(yù)成形件以防止在施加后成形力時圓柱發(fā)生皺縮的作用。
75.根據(jù)權(quán)利要求74的方法或鉤組件，其特征在于，該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高度小于薄鰭片的高度，從而使其既不會在后成形作用期間變形，也不會變形到薄鰭片末端達(dá)到的變形程度。
76.根據(jù)權(quán)利要求74的方法或鉤組件，其特征在于，該強(qiáng)化凸出部分本身包括薄鰭片預(yù)成形件，該預(yù)成形件的長度大于其厚度的約兩倍。
77.根據(jù)權(quán)利要求76的方法或鉤組件，其特征在于，主干為十字形，其具有四個從中央?yún)^(qū)域凸出的凸出部分，每個凸出部分都呈所述薄鰭片形式。
78.根據(jù)權(quán)利要求77的方法或鉤組件，其特征在于，反方向延伸的鰭片對與加工橫向和加工方向?qū)R。
79.根據(jù)權(quán)利要求77的方法或鉤組件，其特征在于，所有反方向延伸的鰭片對都設(shè)置成與所述加工方向和加工橫向呈銳角的形式。
80.根據(jù)權(quán)利要求62或64-67或者根據(jù)權(quán)利要求63、68或69的方法或鉤組件，其特征在于，預(yù)成形主干的長度方向與加工方向成銳角，約為30到45度，且使其端面處于大致與加工方向?qū)R的加工橫向端。
81.根據(jù)權(quán)利要求82的方法或組件，其特征在于，該末端由垂直于鉤部件的基底并與加工方向?qū)R的平面端面確定。
82.根據(jù)權(quán)利要求80的方法或組件，其特征在于，鰭片形預(yù)成形件具有大致為平面的、平行形式的長側(cè)面，該預(yù)成形件終止于一個拐角處，該拐角處于加工橫向端，其水平截面夾角明顯小于90度。
83.根據(jù)權(quán)利要求82的方法或組件，其特征在于，所述夾角為45度。
84.根據(jù)權(quán)利要求80的方法或組件，其特征在于，主干的水平截面為平行四邊形，在主干部分中形成末端的該輪廓的每個加工橫向端都形成明顯小于90度的夾角。
85.根據(jù)權(quán)利要求80的方法或組件，其特征在于，所述夾角為45度。
86.根據(jù)權(quán)利要求84的方法或組件，其特征在于，該主干的外形由確定所述平行四邊形的兩個薄鰭片確定，該這兩個薄鰭片彼此設(shè)定成一定角度從而形成交叉形。
87.根據(jù)權(quán)利要求62或64-67或者根據(jù)權(quán)利要求63、68或69的方法或組件，其特征在于，該預(yù)成形主干在加工橫向上輪廓為“M”形，其在加工橫向端處具有大致豎直的側(cè)面；且在其中央?yún)^(qū)域有效地切出大致呈“V”形的沒有樹脂的部分，從而使預(yù)成形件最靠近非接觸式熱源的最外部分從外部點(diǎn)開始變細(xì)以便增大水平截面，因此，在熔化過程中，熔融樹脂優(yōu)先地在加工橫向移動，易于在直側(cè)的邊緣上流動并形成在加工橫向端懸伸的熔融物質(zhì)，之后使該部分熔融物質(zhì)再次成形，從而形成想要的鉤接合形狀。
88.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，其特征在于，與熔融樹脂相接合的成形表面具有模制表面，該模制表面使頭部周邊處的外表面具有一定程度的粗糙度，并通過接觸使懸伸部分的下邊緣表面上也具有一定程度的不規(guī)則性。
89.一種方法，在具有加工方向的鉤部件成形機(jī)器上形成用于鉤環(huán)扣件的鉤部件，該鉤部件在加工橫向上具有鉤結(jié)能力，該方法基于采用所述機(jī)器的平整輥，使從公共基底延伸出的模制的豎立熱塑塑料預(yù)成形部件陣列的末端變形為在預(yù)成形部件的末端上的平整的可與環(huán)接合的頭部，該方法包括以下步驟模制出熱塑塑料預(yù)成形部件陣列，其中每個預(yù)成形部件具有的幾何形狀都能夠在扁平體積內(nèi)提供有效的細(xì)長形分布的可變形熱成形塑性材料，且集中在扁平的幾何形狀內(nèi)的熱塑性材料，在加工橫向端附近至少與在沿著部件與其隔開時一樣多，且在平行于它們所延伸出的所述基底的坐標(biāo)系中，預(yù)成形部件的總長與厚度的比例至少約為2，以及加熱，并采用所述平整輥，在所述預(yù)成形部件的末端處使熱塑性材料的位移量變形，以形成所述可與環(huán)接合的鉤子頭部。
90.根據(jù)權(quán)利要求89的方法，其特征在于，與在加工橫向上與其間隔開的樹脂量相比，在所述扁平體積中的熱塑塑料的分布量至少多于所述預(yù)成形件的加工橫向端區(qū)域的一部分的量。
91.根據(jù)權(quán)利要求90的方法，其特征在于，在所述扁平體積中大多數(shù)可移動的熱塑塑料都位于所述加工橫向端附近。
92.根據(jù)權(quán)利要求91的方法，其特征在于，所述預(yù)成形件的幾何形狀具有向外傾斜的邊緣斜面，該斜面從所述加工橫向端附近的尖頂區(qū)域傾斜到距離所述基底較近、離所述加工橫向端較遠(yuǎn)的位置。
93.根據(jù)權(quán)利要求92的方法，其特征在于，所述斜面為平面。
94.根據(jù)權(quán)利要求93的方法，其特征在于，所述部件的外形，包括其支撐主干的外形，該主干在加工方向上看時呈“N”形。
95.根據(jù)所述權(quán)利要求89-94中任何一項權(quán)利要求的方法，其特征在于，所述預(yù)成形件關(guān)于預(yù)成形部件的加工橫向中心線大致對稱。
96.根據(jù)權(quán)利要求93的方法，其特征在于，所述預(yù)成形部件，包括其支撐主干，都呈“M”形，該“M”形由兩個“N”形背對背組成。
97.根據(jù)權(quán)利要求89的方法，其特征在于，所述預(yù)成形部件的主體呈平行四邊形，在其加工橫向端，其具有在加工方向上延伸的端面，且具有在所述端面之間的側(cè)面，所述端面與加工方向和加工橫向都成一定角度。
98.根據(jù)以上權(quán)利要求89-97中任何一項的方法，其特征在于，提供與所述加工橫向端間隔開的柱狀加強(qiáng)構(gòu)造。
99.根據(jù)以上權(quán)利要求89-98中任何一項的方法，其特征在于，所述柱狀加強(qiáng)結(jié)構(gòu)為細(xì)長形，且在其外端具有扁平形的熱塑塑料，這部分熱塑塑料在以所述平整輥進(jìn)行平整加工的過程中變形，從而提供與環(huán)接合的鉤結(jié)構(gòu)。
100.根據(jù)權(quán)利要求98的方法，其特征在于，所述柱狀加強(qiáng)結(jié)構(gòu)位處于所述預(yù)成形部件的兩側(cè)。
101.根據(jù)權(quán)利要求100的方法，其特征在于，所述柱狀加強(qiáng)結(jié)構(gòu)位于所述預(yù)成形部件的同側(cè)。
102.根據(jù)權(quán)利要求101的方法，其特征在于，所述柱狀加強(qiáng)部件彼此對齊。
103.根據(jù)權(quán)利要求102的方法，其特征在于，與基底平行截取的預(yù)成形部件的橫截面為十字形。
104.根據(jù)權(quán)利要求100的方法，其特征在于，所述柱狀加強(qiáng)部件彼此錯開。
全文摘要
一種形成扣件的方法，包括由熱成形材料形成具有片狀基底和預(yù)成形主干陣列的預(yù)成形產(chǎn)品，其中預(yù)成形主干陣列與基底整體模制并從基底延伸到相應(yīng)的終端；將主干的終端加熱到預(yù)定的軟化溫度，同時將片狀基底以及每個主干的下部保持在低于軟化溫度的溫度；以及用處于預(yù)定成形溫度的接觸面接觸終端從而使終端再成形，形成懸于片狀基底之上的頭部，其懸伸程度足以與環(huán)相接合，該預(yù)成形結(jié)構(gòu)的幾何形狀及材料與使該結(jié)構(gòu)的終端再成形的條件相關(guān)，使形成的頭部能夠與由薄或超薄無紡織物的纖維形成的環(huán)部件形成抗剝接合。
文檔編號A44B18/00GK1541073SQ02814363
公開日2004年10月27日 申請日期2002年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月4日
發(fā)明者喬治·A·普羅沃斯特, 路易斯·帕雷利亞達(dá), 威廉·克盧恩, 胡安·桑切斯, 杰斐遜·戴維斯, 克里斯托弗·M·格蘭特, 梅利莎·斯佩扎法羅, 馬克·A·克拉內(nèi)爾, 威廉·L·休伯, 戴維·P·小克勞斯, 霍華德·S·金斯福德, 米歇爾·拉布雷克, S 金斯福德, 帕雷利亞達(dá), 戴維斯, 拉布雷克, 斯佩扎法羅, A 克拉內(nèi)爾, L 休伯, P 小克勞斯, 喬治 A 普羅沃斯特, 克盧恩, 托弗 M 格蘭特, 桑切斯 申請人:維爾克魯工業(yè)公司