專利名稱：可重復扣連的機械扣連系統(tǒng)及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及可重復扣連的機械扣連系統(tǒng)，更具體地說，涉及具有自由形成的尖爪的扣連系統(tǒng)以及制造這種扣連系統(tǒng)的方法。
可重復扣連的扣連系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。典型的這類系統(tǒng)涉及兩個主要部分，一是連接在基片上的尖爪，它與互補的第二部分-接受表面相配合?？圻B系統(tǒng)的尖爪的一個凸起物刺入上述接受表面，與接觸面的纖維或線束嚙合或相交叉。所產(chǎn)生的這種機械干涉和物理阻礙作用防止了扣連系統(tǒng)從接受表面上脫離，直到分離力超過扣連系統(tǒng)的剝離或剪切強度為止。
目前有至少兩種制造可重復扣連的機械扣連系統(tǒng)的方法。其中一種方法需要若干細絲，其中每根絲被制成兩個尖爪。用這種方法制出的扣連系統(tǒng)的例子公開在1955年9月13日授予De Mesteral的美國專利第2，717，437號中，及1976年3月16日授予De Brabandar的美國專利第3，943，981號中，該項專利提出了一種立起的絲圈堆。相關的技術(shù)指導公開在1980年8月5日授予Schams等人的美國專利第4，216，257號、1984年6月12日授予Wollwan的美國專利第4，454，183號及1984年8月7日授予Matsuda的美國專利第4，463，486號中。這些文獻教導加熱聚合的單絲的端部。用第一種方法生產(chǎn)扣連系統(tǒng)的其他有關的技術(shù)指導，在1981年12月29日授予Ochiai的美國專利第4，307，493號中和1982年5月25日授予Ochiai的美國專利第4，330，907號中已經(jīng)揭示。
一般用于生產(chǎn)機械扣連系統(tǒng)的第二種常用方法是在注塑或擠出該扣連系統(tǒng)，這種方法在1964年9月8日授予Erb的美國專利第3，147，528號及1971年7月27日授予Erb的美國專利第3，594，863號中已有說明。在1971年7月27日授予Erb的美國專利第3，594，865號中還教導了連續(xù)注塑成型機。
在現(xiàn)有技術(shù)中列舉了各種的尖爪結(jié)構(gòu)，例如上面討論過的參考文獻中提出了幾種具有柱結(jié)構(gòu)的扣連系統(tǒng)，這些柱的橫截面一般是恒定的。在1973年1月9日授予Ribich等人的美國專利第3，708，833號中，揭示了一種尖爪，它從近端到遠端具有一定錐度，并且從基片上垂直地凸起。
Procter和Gambel公司以Scripps的名義提出的，申請日為1988年1月26日的歐洲專利申請第0，276，970號中揭示了一種具有橫截面恒定的柱體的扣連裝置，該柱相對于基片傾斜30°到90°。
在現(xiàn)有技術(shù)中沒有顯示這樣的生產(chǎn)方法，它能制出自由形成的尖爪?，F(xiàn)有技術(shù)中也沒有顯示有這樣的機械扣連系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在該系統(tǒng)中尖爪相對于基片不垂直地傾斜著，并且尖爪具有錐形側(cè)面。在現(xiàn)有技術(shù)中也沒有顯示存在這樣的生產(chǎn)方法，它制出自由形成的尖爪，這些尖爪基本上在基片的橫跨機器的方向上取向。
本發(fā)明的一個目的是提供一種自由形成的機械扣連系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由一種類似于照相凹版印刷術(shù)的生產(chǎn)方法制作出來的。本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有錐形尖爪的扣連系統(tǒng)，這些尖爪不垂直地從相連的基片上凸起。本發(fā)明的進一步的目的是提供一種具有自由形成的尖爪的扣連系統(tǒng)，這些尖爪基本上沿基片橫跨機器的方向上取向。
本發(fā)明包括一個扣連系統(tǒng)，用于連接到一個互補的接收表面上。該扣連系統(tǒng)具有一個基片和至少一個自由形成尖爪，該尖爪包括基部、干體和嚙合部。該尖爪的基部連接在基片上，而干體部與基部相連并從基部向外凸出。嚙合部連接在干體上，并橫向伸出，超越干體的邊緣。上述干體相對于基片平面不垂直取向，該干體具有一個前緣和一個后緣，它們分別限定前角和后角。前角和后角基本上不相同，從而使干體的側(cè)面不相互平行。上述干體還有一個方位角，該方位角可以相對于MD在約為1°-180°的范圍內(nèi)選取，最好在約為20°-160°范圍內(nèi)選取。
上述扣連系統(tǒng)可以按下述方法來制造，該方法包括如下步驟充分加熱一種熱敏性材料，以降低其粘性以備加工，最好至少加熱到其熔點。提供一個澆注裝置，不連續(xù)地澆注一定數(shù)量的被加熱材料。將要被澆注上該材料的基片相對于材料澆注裝置朝第一方向上輸送，上述材料以不連續(xù)的澆注在輸送來的基片上。然后，這些不連續(xù)的材料堆沿一個方向被拉伸，該方向具有一個平行于基片的矢量分量。受拉伸的材料形成尖爪的遠端和嚙合部，并賦予尖爪的干體一個方位角，范圍約為1°-180°，最好約為20°-160°。
本發(fā)明的用上述方法生產(chǎn)出的扣連系統(tǒng)的一個說明性的、適當?shù)?、非限制性的用途是與一種一次性的吸水衣物相聯(lián)系的，例如一種尿布。下面將更詳細地描述本發(fā)明的這一用途實例。
本發(fā)明的權(quán)利要求書特別指出和明確劃定了本發(fā)明的范圍。可以相鄰，通過閱讀下面結(jié)合有關附圖的描述，將會更好地理解本發(fā)明。在附圖中相同的元件具有同樣的參考數(shù)碼;相關的元件用一個或多個基數(shù)符號來標明，或者將數(shù)碼增加100。


圖1是本發(fā)明的扣連系統(tǒng)的透視圖，其中，嚙合部基本上在同方向上取向。
圖2是圖1所示扣連系統(tǒng)的一個爪的側(cè)面視圖。
圖3是第二實施例的側(cè)視圖，該實施例其有一個一般為半球形的嚙合部。
圖4是一臺能夠用來生產(chǎn)本發(fā)明的扣連系統(tǒng)的設備的示意性側(cè)視圖。
圖5是本發(fā)明的扣連系統(tǒng)的透視圖，其中，嚙合部基本上是在任意方向上取向。
圖6是應用本發(fā)明扣連系統(tǒng)的、處理的吸水性衣物的透視圖，顯示了外片和局部剖的中心部分，特別是開口部分。
圖7是一個具有約90°方位角的爪的俯視圖。
圖8是一臺能用來生產(chǎn)本發(fā)明的扣連系統(tǒng)的設備(僅部分示出)的正視圖，該扣連系統(tǒng)的尖爪具有一定的方位角。
圖9是第二種能用來生產(chǎn)本發(fā)明的、尖爪有一定方位角的扣連系統(tǒng)的設備的俯視圖。
本發(fā)明的扣連系統(tǒng)20至少包括一個尖爪22，最好是包括多個排列的尖爪，這些尖爪按預定方式連接到基片24上，如圖1所示。上述尖爪具有基部26、干體28和嚙合部30。這些尖爪22的基部26與基片24接觸并粘在其上，并且基部還支承著干體28的近端。干體28從基片24和基部26向外伸出，并終止于遠端。該遠端與一嚙合部30相連。該嚙合部30徑向和橫向地沿一個或多個方向從干體28上伸出，并且可以制成類似鉤形的尖端。這里，“橫向”一詞含意為在考慮中，在尖爪主體22上具有一個通常平行于基片24的平面的矢量分量。從干體28的邊緣橫向伸出的嚙合部30的凸起部分允許嚙合部30扣緊到一個互補的接收表面(未示出)上。該嚙合部30連接到、并且最好緊鄰著尖爪22的遠端。人們將會明白，嚙合部30可以連接到尖爪22上基部26和干體遠端28之間的一個位置上。
可以用任何適當?shù)姆椒óa(chǎn)生上述形式的成排的尖爪22，這里的方法，包括產(chǎn)生如下所述和所要求的自由形成的尖爪22的那些方法。在本文中，“自由形成的”一語含意為一種不以固體形式或限定的形狀脫離模穴或注塑模的結(jié)構(gòu)。上述尖爪22材料以熔融態(tài)、最好是液態(tài)不鄰接地澆注在一塊基片24上，經(jīng)冷卻、最好是冷凍至硬化，這些尖爪被固體化，形成如下述的所希望的結(jié)構(gòu)和形狀。
最好采用一種類似于普遍公知的照相凹版印刷術(shù)那樣的制造方法來生產(chǎn)自由形成的尖爪22的排列結(jié)構(gòu)。應用該方法，具有兩相對面的基片24從兩個普通圓柱輥的輥隙中穿過，一個是印刷輥72，另一個是支承輥74，如圖4所示。輥子72和74一般具有相互平行的軸線，并且當基片24穿過輥隙70時都與該基片保持接觸關系。兩輥子中的一個，即印刷輥72上排有多個盲的、端部封閉的凹穴，稱為柵格76。這些柵格相應于將要澆注在基片24上的那些尖爪22的預定的布局形式。第二輥稱為支承輥74，當基片24穿過輥隙70時，輥子74在基片24貼緊印刷輥72的位置上，提供一個反抗印刷輥72的反作用力。液體、熱敏材料、最好是熱塑性材料(這些材料制成尖頭22)從一個熱源、例如槽80中輸送來，這些熱敏材料在印刷輥72繞其軸線轉(zhuǎn)動時注入柵格76中。這些柵格76裝著熱敏材料，并運輸他們直到與基片24接觸，然后柵格把這些材料按期望的方式澆注到基片24上。
當基片24和輥子72、74之間連續(xù)進行相對位移時，尖爪22被拉伸出一個橫向部分，一般平行于基片24的平面，由此形成干體28和嚙合部30。最后，尖爪22的多余部分由切割裝置78從嚙合部30上切下來。由于熱塑性塑料的粘彈特性，尖爪22收縮。據(jù)信，在重力的影響下尖爪22將收縮，并且在冷卻期間尖爪還要發(fā)生縮減。上述尖爪22然后被冷卻、最好是冷凍成固體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有與干體28相鄰的嚙合部30。
上述扣連系統(tǒng)20被扣緊在一個互補的接受表面上。本文中，卡扣住扣連系統(tǒng)20的嚙合部30的“接受表面”一詞是指在一個暴露的表面上具有一些間隙緊密的、與嚙合部30互補的、由一根或多根絲或纖維形成的孔的任何平面或表面;或者是指任何這樣的平面或表面，其暴露面能限制彈性變形以便嚙合部30可被夾住;在無外來干涉的情況下嚙合部30不能退出來。上述孔或受限制的彈性變形可允許嚙合部30進入接受表面的平面，同時，接受表面上的插入那些孔之間的纖維(或非變形的材料)阻止扣連系統(tǒng)20的退出或放松，直到使用者希望打開，或者扣連系統(tǒng)的剝離或剪切強度被超過時為止。上述接受表面的面可以是平面或曲面。
如果線或纖維之間的孔的尺寸允許至少一個嚙合部30刺入接受表面的平面，并且線或纖維的尺寸適于與嚙合部30相咬合或相交叉，那么這個具有線或纖維的接受表面被稱為“互補的”。如果至少一個嚙合部30能在接受表面的面上引起局部變形，這種變形阻止扣連系統(tǒng)20從接受表面上移開或分開，那么這種局部可變形的接受表面被說成是“互補的”。
適當?shù)慕邮鼙砻姘ňW(wǎng)狀泡沫塑料、編織物、無紡材料和滾壓粘合的搭環(huán)材料，例如新罕布什爾州的Velcro USA of Manchester出售的Velcro牌搭環(huán)材料。一種特別合適的接受表面材料是由南卡羅萊納州的Milliken公司出售的滾壓粘合編物970026號。
現(xiàn)在參見圖2，更詳細地考查扣連系統(tǒng)20的各部分?？圻B系統(tǒng)20的基片24應足夠結(jié)實，以防止撕裂和防止扣連系統(tǒng)20的各單獨的尖爪22之間相互分離?；?4應是一種尖爪22易于粘附的表面，并且能連接一種物質(zhì)以便扣連，如使用者希望的那樣。本文中“連接”一詞是指這樣一種狀態(tài)，第一元件或組件被直接或間接地固定到或連接到第二元件或組件上;當間接連接時，第一元件或組件固定或連接到一個中間件或組件上，而該中間件或組件依次固定到或連接到第二元件或組件上。第一元件或組件與第二元件或組件之間的這種聯(lián)系試圖保持上述物質(zhì)的壽命?！盎笔侵溉魏芜B接有一個或更多尖爪22的暴露的表面。
基片24還應能夠卷曲，以便能進行常規(guī)的生產(chǎn)加工;還應有撓性，以便基片24可以彎曲或撓屈成所希望的形狀輪廓;并且應能經(jīng)受澆注于其上的液態(tài)尖爪22的熱，而不會熔融或?qū)е掠泻Φ慕Y(jié)果，直至這些尖爪22冷凍起來?；?4還應能獲得各種寬度。合適的基片24包括編織物、紡織物、無紡材料、橡膠、乙烯、薄膜、特別是聚烯烴膜、最好是牛皮紙?；局亓繛?.08kg/m2(50磅/3000英尺2)的白牛皮紙被認為是合適的材料。
基部26一般是尖爪22的平面部分，并且與尖爪的干體28的近端相鄰，而尖爪22則連接在基片24上。本文中，“基部”一詞是指尖爪22的這個部分，該部分直接與基片24接觸，并且支承著尖爪22的干體28。基部26和干體28之間不需要有一條清晰的界限，重要的僅僅是在使用期間干體28不會從基部26上分離，并且基部26也不會從基片24上分離。基部26的橫截面應提供足夠的結(jié)構(gòu)完整性，并且，要達到所希望的扣連系統(tǒng)20的剝離或剪切強度所需的面積是根據(jù)尖爪22的模型密度和單個尖爪22的干體28的長度來確定的，該面積進一步提供適當?shù)膶?4的粘著力。如果使用較長的干體28，那么基部26一般也應有較大的橫截面積，以提供足夠的對基片24的粘著力，并提供足夠的結(jié)構(gòu)完整性。
基片24上基部26的“足印”形狀是不要求精密的，該足印形狀可以在任何方向上擴展，在該方向上就具有一個較大的剝離強度。本文中，“足印”一詞是指基部26在基片24上的平面接觸區(qū)。足印側(cè)面的縱橫比不應太大，另外，當尖爪承受的力平行于足印的短邊時，尖爪22可以是不固定的。上述縱橫比小于15∶1較好，并且一般來說圓形足印比較好。
對所述的這個實施例來說，基部26具有直徑約為0.76-1.27mm(0.030-0.050英寸)的普通的圓形足印是合適的。如果人們希望扣連系統(tǒng)20在一特殊方向上具有更大的剝離或剪切強度，那么基部26的橫截面積可以作改變，在該方向上擴展，以便強度和結(jié)構(gòu)完整性在垂直于軸線的這個方向上增強。當尖爪沿基部26的擴展方向受拉時，這種面積變化會導致尖爪更結(jié)實。
干體28與基部26相接，并且從基部26和基片24向外伸出。本文中，“干體”一詞是指尖爪22上中間那段與基部26和嚙合部30相連的那部分。干體28為嚙合部30和基片24之間提供了縱向間距。本文中，“縱向”一詞是指、具有離開基片24的一個向量分量的方向，在尖爪22的基部26處該方向增加了到基片24的平面的垂直距離。除非另有說明，指出某一方向具有朝向基片24平面的矢量分量。
與每個尖爪22的基部26和干體28相連的是一個起點36。干體28的“起點”可以被認為是基部26的中心點，典型地，該“起點”位于基部26足印的范圍內(nèi)。從側(cè)視圖上觀察尖爪22，就會看到該起點36。該側(cè)視圖是指從任何平行于基片24的平面的、朝干體28和基部26的徑向方向觀察到的圖。如果扣連系統(tǒng)是由下面將描述和要求保護的方法生產(chǎn)的，那么當確定起點36時，最好是、但非必須是使尖爪22在機器上和橫跨機器的方向上視察到，該方向相應于穿過輥隙70的基片24的運動方向。
參見特別的側(cè)視圖可以看到基部26足印的相離兩邊緣之間的橫向距離，該距離被一分為二，在該圖上形成基部26的中點。從特別的側(cè)視圖上看，當把基部26的足印一分為二時，那些次要的不連續(xù)點(例如凹痕或偶然連在基片24上的粗糙痕跡)被乎略。該中心點即是干體28的起點36。
干體28與基片24的平面呈一個α角。本文中“基片平面”一詞是指在尖爪22的主體的基部26處，基片24上平的、平面狀表面。角度α將在后文中確定。尖爪22可以一個剖面圖中看到，該“剖面圖”是兩個特別的側(cè)視圖之一，并且后文中會看到該圖。從該圖上人們可用視覺觀察到尖爪22，清楚地看到具有最大橫向投影38的方向。“橫向投影”是平行于基片24的平面橫向地從圖中基部26的中心、即干體28的起點36到該圖中看到的尖爪22上最遠橫向伸出點的投影之間的距離，此時，該點縱向和豎向地向下朝基片24的平面伸延。
上述最大橫向投影38是起點36到干體28或嚙合部30的外緣的投影，這對技術(shù)人員來說是很清楚的。把橫向投影38最大程度地表現(xiàn)出來的尖爪22的側(cè)視圖是該尖爪22的剖面圖。技術(shù)人員也很清楚，如果扣連系統(tǒng)20是由所述的和后面要求保護的方法生產(chǎn)出來的，并且最大橫向投影38通常沿機器方向取向，那么上述剖面圖一般將沿橫跨機器的方向取向。同樣很顯然，如果最大橫向投影沿橫跨機器的方向取向，那么剖面圖一般將沿機器方向取向。圖2所示的側(cè)視圖是尖爪22的剖面圖之一。技術(shù)人員將會進一步明白，所示剖面圖相位差180°的背面還有另一個剖面圖(最大橫向投影38朝觀察者的左邊取向)。這兩個圖一般對下面所述的生產(chǎn)和應用來說同樣適用。
如前所述，在剖面圖中人們觀察到了尖爪22及其干體28的起點36。在剖面圖中仍保留有尖爪22的同時，一個通常平行于基片24的平面的、假想的切割面40-40在尖爪22的某點或段處與尖爪22的邊緣相交。該點具有到基片24的平面的最大垂直距離，這相應于尖爪22上具有最大高度的那部分。該假想的切割面40-40位于從最高點向接近基片24的方向下降最大高度的1/4處，因此，該假想切割面40-40把尖爪22在距離基片24平面3/4的垂直距離處截斷。
上述假想的切割面40-40被用于確定尖爪22上的三個點。第一個點是切割平面截斷尖爪22的前邊緣42的那點，并且被稱為是75%的前點。“前邊緣”是干體28的周壁的頂線，該干體28縱向相對地離開基片24的平面。第二點位于穿過尖爪22中心的約180°處，并且是切割平面40-40截斷尖爪22的后邊緣46的那點，它被稱為75%的后點48?！昂筮吘墶笔歉审w28的周壁的頂線，該干體縱向相對地離開基片24的平面，一般來說，后邊緣與前邊緣相對設置。當然，連接上述那兩點的直線處于切割面40-40上，并且該直線被分成兩段，產(chǎn)生了假想切割面40-40的中點。然后，一條直線向下把假想切割面40-40的中點和基部26上干體28的起點36連接起來，這條直線相對于基片24的平面所夾的角α就是干體28的角α。
換言之，干體28相對基片24所夾的角α是最遠離垂直線的、由任何圖中都能看到的、連接切割面中點47和起點36的直線所限定的90°余角。因此，當這條連線被觀察到在任何平行于基片24平面并垂直于豎直線的方向上徑向地朝向干體28、特別是朝起點36靠近時，相對于基片24平面的角度是最小的干體28的角α。人們認識到當大致從機器方向或由此轉(zhuǎn)180°觀察一個具有沿機器方向取向的最大橫向投影38的尖爪22時，或者大致從橫跨機器的方向觀察一個具有沿橫跨機器方向取向的最大橫向投影38的尖爪22時，干體28的顯示出的角度α將為90°左右。但是，如前所述，被測的角α是偏離垂直線最遠的，因此，對沿機器方向取向的尖爪22，要從大致橫跨機器的方向觀察剖面中的尖爪22，而對沿橫跨機器的方向取向的尖爪22，則大致從機器方向觀察剖面中的尖爪22，一般這樣就測定了角度α。
一般而言，干體28的角α可以垂直于基片24的平面，或者最好是與基片該平面成銳角關系，以便在一特定的方向上增大剝離強度，該方向一般平行于最大橫向投影38。然而，干體28的角α不應過分偏離垂直位置，否則會產(chǎn)生一種剪切強度方向性較強的扣連系統(tǒng)20。對本實施例來說，具有約45°-80°最好是約65°α角的干體28工作性能良好。如果干體28的角度小于80°，那么干體28就被認為是相對于基片24的平面非垂直地取向(不考慮橫方向)。
假想的切割面40-40和剖面圖也可以用來測定前邊緣42和后邊緣46相對于基片24平面的角度。為了測出這些角度，上述的75%前點44和75%后點48如前述方法確定?；?6的前點50確定如下如剖面中觀察到的那樣，一條通過基部26的線與干體28的前緣42相交，交點就是“基部前點”。如前面提到的那樣，在確定基部前點50時，靠近基部26的干體28上的、偶然附在基片24上的那些次要的不連續(xù)點不予考慮。前緣42的75%前點用一條直線與基部前緣42的前點相連。該直線與基片24的平面形成一個角βL，該角βL開口朝向起點36和干體28的中心。該角βL被稱為前邊緣42的角或者簡稱為前邊緣角。
基部的后點52一般與基部的前點50相差180°，也通過基部26的中心，后點52的確定方法如下。如剖面圖中所觀察到的，穿過基部26的足印的線與干體28的后邊緣46相交，該交點就是“基部后點”。如前面提到的那樣，在確定基部后點52時，在靠近基部26的干體28上的、偶然附在基片24上的那些次要的不連續(xù)點不予考慮。如前所述，75%后點48由一條直線與基部后點52相連，該直線與基片24的平面構(gòu)成一個角βr，該角βr的開口朝向起點36和干體28的中心。該夾角βr被稱為后邊緣46的角，或簡稱為后邊緣角。
構(gòu)成夾角βr和βr的前邊緣42和后邊緣46規(guī)定了干體28兩側(cè)的平行度。如果前邊緣42的角βL和后邊緣46的角βr相互不是補角(其算術(shù)和不為180°左右)，那么干體28的兩條邊緣被稱為非平行的。如果干體28的這兩條邊緣不是平行的，那么構(gòu)成角βL和βr的兩條直線(分別連接基部前點50和75%前點44，以及基部后點52和75%后點48)相交于基片24平面的上方或下方，如果前邊緣42和后邊緣46的角βL和βr的度數(shù)不相等，并且構(gòu)成這兩個角的直線相交于基片24平面的上方(沿基部26縱向向外)，則尖爪22將從基部26向遠端和嚙合部30方向聚成一點。只有當前邊緣42和后邊緣46的角βL和βr方向相同時，即，沿相同方向取向時，前邊緣42和后邊緣46的角βL和βr的補角度數(shù)被定得相等，而且干體28的側(cè)面相互平行。
干體28的前邊緣42與基片構(gòu)成約45°±30°的前邊緣角βL是合適的，其后邊緣46與基片構(gòu)成約65°±30°的后邊緣角βr也是合適的。具有上述前邊緣42角βL和后邊緣46角βr的干體28在干體28的夾角α處于前述取值范圍時工作性能良好，形成一個錐形的干體28。干體28最好相對于基片24取向，以便在不需要過多尖爪材料的條件下，獲得高的剪切或剝離強度。
采用100-00 115型角度計很容易進行前述的測量工作，該角度計是由新澤西州的Rame'-Hart，Inc.of Mountain Lakes出售的。如果希望更精確的測量，技術(shù)人員將認識到拍攝尖爪22的照片能夠很好地確定剖面圖、干體28的起點36、切割平面40-40、前角βL、后角βr、基部點(50、52)、75%點(44和48)以及角α。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)1700型掃描電子顯微鏡(馬薩諸塞州Amray，Inc.of New Bedford出售)特別適用于該拍攝目的。如果需要，可以攝制若干張照片，以便確定最大橫向投影38，選出剖面圖。
干體28應在縱向上從基部26伸出一定長度，以便足以把嚙合部30與基片24間隔一定高度，該高度允許嚙合部30容易與接受表面的纖維相交或嚙合。較長的干體28會帶來如下優(yōu)點干體能較深地刺入接受表面，并由此允許嚙合部30與更大數(shù)量的纖維、線相交或嚙合。相反，一個較短的干體28具有優(yōu)點如下產(chǎn)生一個較堅固的尖爪22。但是這也相應使刺入接受表面的深度較小，因此可能不適用于毛織品或松散的滾壓粘合材料之類的接受表面，這些材料具有較低的纖維裝填密度。
如果使用編織或紡織材料的接受表面，采用從基片24到最高點或段的縱向長度約為0.5mm(0.020英寸)，最好至少為0.7mm(0.028英寸)左右的較短的干體28是合適的。如果采用厚度大于約0.9mm(0.035英寸)的高度膨松材料的接受表面，則使用縱向尺寸至少約為1.2mm(0.047英寸)、最好至少約為2.0mm(0.079英寸)的較長的干體28是更合適的。隨著干體28長度的增加，其剪切強度相應減小。人們可以增加扣連系統(tǒng)20的尖爪22的密度，以補償剪切強度的損失。
如前所述，干體28的縱向長度決定了嚙合部30到基片24的縱向間距?！翱v向間距”是從基片24平面到嚙合部30邊緣的最小垂直距離。對一般幾何形狀的嚙合部30來說，嚙合部30到基片24的縱向間距變大，干體28的縱向長度也隨之增加?？v向間距應至少約為預定接受表面上的纖維或纖維直徑的二倍，最好是纖維直徑的10倍左右，這樣就提供了良好的相交或嚙合條件，并且扣連系統(tǒng)20的嚙合部30良好地保持在這些線股或纖維上。對本實施例來說，當尖爪22具有0.2-0.8mm(0.008-0.03英寸)左右的縱向間距時，尖爪22工作良好。
干體28的橫截面形狀沒有精密的要求，這樣干體28可以根據(jù)前述的相應于基部26的橫截面的參數(shù)，擁有任何所希望的橫截面形狀?！皺M截面”是指垂直于干體28或嚙合部30截取的、尖爪22上任何部分的平面區(qū)域。如前所述，當尖爪22的干體28和嚙合部30的遠端縱向和橫向地趨近時，干體28最好呈錐形，其橫截面漸小。這種結(jié)構(gòu)布置相應減小了干體28和嚙合部30的轉(zhuǎn)動慣量，當分離力施加到扣連系統(tǒng)20上時，在尖爪22中產(chǎn)生更趨均勻的應力，并由此減少了尖爪22上的多余材料的數(shù)量。
為在大尺寸范圍內(nèi)維持尖爪22處于所希望的幾何形狀，可以采用一般的橫截面積均勻比來衡量尖爪22。一般用來控制尖爪22的總體錐度的比率是基部26的橫截面積與尖爪22最高點處的橫截面積之比。短語“最高點”是指干體28或嚙合部30上到基片24平面的垂直距離最大的那點或段。典型地，當基部26的橫截面積與最高點橫截面積的比值在約4∶1到9∶1范圍內(nèi)時，尖爪22工作良好。
如前所述，一般的圓形干體28逐漸縮減，從基部26處約0.76-1.27mm(0.030-0.050英寸)的直徑減到最高點處的約0.41-0.51mm(0.016-0.020英寸)的直徑，這種于體28對實施例來說是適當?shù)?。具體來說，在最高點處直徑為0.46mm(0.018英寸)的普通圓形橫截面具有約0.17mm2(0.0003英寸2)的最高點橫截面積。一個直徑約為1.0mm(0.040英寸)的普通圓形基部26的橫截面具有約0.81mm2(0.0013英寸2)的基部26的橫截面積。這種結(jié)構(gòu)形成的、基部26橫截面積與最高點橫截面積之比約為5∶1，該比值處于前述的范圍內(nèi)。
嚙合部30連接到干體28上，并且最好與干體28的遠端相鄰。嚙合部30從干體28的邊緣徑向離開地向外伸延，并可以進一步擁有一個縱向伸延的向量分量，即，朝向或離開基片24。本文中“嚙合部”一詞是指橫向于干體28邊緣的任何凸起物(干體28邊緣上次要的粗糙痕除外)，該凸起物阻止從接受表面上分開或脫離?！斑吘墶币辉~含意為尖爪22的外表面?！皬较虻摹币辉~含意為離開或指向基片24的垂直線，該垂直線穿過起點36，該起點36一般位于基部26的足印的中心。
橫向凸起物還特別地具有一個平行于并且面向基片24平面的向量分量。人們會認識到嚙合部30和干體28可以有橫向和縱向兩個向量分量。清楚精確地確定干體28遠端的終點是不重要的，干體28和嚙合部30之間分界是否完全清晰可辨也是不重要的。必要的只是干體28邊緣的一個縱向取向的面被中斷，以便嚙合部30有一個面朝基片24平面的面，該面帶有一個平行于基片平面的向量分量。
嚙合部30可以具有比干體28更大的橫向投影38，如果希望的話，反過來也可以。如圖中所示，嚙合部30一般最好是弓形的，而且可以具有一段凹入的曲線。如果嚙合部30有一凹入的曲線，則嚙合部30上的一段縱向接近在基部26或與基部26橫向間隔開的一個位置處的基片24。這段橫向地指向干體28，雖然該段并不需要徑向地指向起點36。
如果希望扣連系統(tǒng)具有比較單向性的剝離強度，扣連系統(tǒng)20的每個尖爪22的嚙合部30可以橫向地基本上在同一方向上延伸，或者也可以在任意橫向上隨意取向，以提供基本上各向相同的剝離強度。嚙合部30可以是鉤形尖齒，該尖齒基本上從干體28的一側(cè)伸延并限定出一條凸起的外輪廓線。該尖齒刺入接受表面的孔中，以便在嚙合部30的內(nèi)曲率半徑54處鉤住接受表面上的線股或纖維。嚙合部30和接受表面的線股或纖維之間的這種干涉防止了扣連系統(tǒng)20從接受表面上松脫，直至外力超過扣連系統(tǒng)20的剝離或剪切強度。嚙合部30不應在橫向上徑向地伸出去太遠，另外，嚙合部30可以不刺入接受面上的孔。嚙合部30的橫截面應定好尺寸，以便能刺入接受表面上的孔。
對嚙合部30的橫截面的面積和幾何形狀并沒有嚴格的要求，只要嚙合部30具有結(jié)構(gòu)完整性即可。結(jié)構(gòu)完整性產(chǎn)生足夠的剪切和彎曲強度，以提供扣連系統(tǒng)20的所希望的剝離或剪切強度，而該扣連系統(tǒng)20排布有給定密度的尖爪22。就本實施例而言，鉤形尖齒嚙合部30具有約為0.79-0.9mm(0.03-0.04英寸)的最大橫向投影38是合適的，上述最大橫向投影是從基部26的中心到遠處的橫向邊緣。
尖爪22可據(jù)希望排成任何圖案和密度，以獲得扣連系統(tǒng)20的特別用途所需的剝離和剪切強度。一般來說，排列密度增加，剝離和剪切強度也成比例地線性增加。單個尖爪22之間不應間隔太密，以致與相鄰尖爪22的嚙合部30發(fā)生干涉，并阻礙了相鄰尖爪22的嚙合部30鉤住接受表面的線股或纖維。如果尖爪22間隔過于緊密，接受表面上的線股或纖維可能會發(fā)生壓實或編織現(xiàn)象，從而堵塞了纖維之間孔。反之，尖爪22之間也不應間隔過大，以致于需要用過大面積的基片24來提供剪切和剝離強度足夠的扣連系統(tǒng)20。
成行地布置尖爪22是有優(yōu)點的，這通常使每一尖爪22與相鄰尖爪22等間隔設置。按照所述的和下文要求的制造方法，這些行尖爪一般沿機器方向和橫跨機器方向取向。一般來說，沿機器方向和橫跨機器方向的每行尖爪22應該與相鄰行的沿機器方向和橫跨機器方向的尖爪22等間隔設置，以便當分離力施加到扣連系統(tǒng)20和接受表面上時，在整個扣連系統(tǒng)20和接受表面上提供一個通常是均勻的應力場。
在本文中，“行距”一詞是指沿機器方向或橫跨機器的方向測出的相鄰行的兩尖爪22上的基部26的足印中心之間的距離。典型的一個扣連系統(tǒng)20的尖爪22以約為1.02-5.08mm(0.04-0.20英寸)的行距在兩個方向上排列，這是適宜的。最好行距為2.03mm左右(0.08英寸)。相鄰的橫跨機器方向的行最好在橫跨機器的方向上偏移約一半行距的距離，使相鄰的橫跨機器方向的尖爪行之間的距離在機器方向上增加一倍。
這些尖爪22可以被認為是設置在一個1cm2大小的格子上的矩陣。在該格子上沿機器和橫跨機器兩個方向以2-20行/cm(5-50行/英寸)左右的密度排列有尖爪22，最好沿每個方向上每厘米排9行尖爪22(23行/英寸)。這個方格將導致一種扣連系統(tǒng)20，該系統(tǒng)20在每平方厘米的基片24上具有4-400個尖爪(25-2500個尖爪/英寸2)。
扣連系統(tǒng)20的尖爪22可以由任何熱敏材料制造。這些材料在固態(tài)時是穩(wěn)定的、保持形狀的，但是當扣連系統(tǒng)20承受分離力時，這些材料不那么易損壞，以致出現(xiàn)故障。本文中“熱敏”一詞含意為隨著加熱從固態(tài)逐漸變化為液態(tài)的材料。已考慮到在尖爪22斷裂或不能再承受反作用力時，以及尖爪承受分離力時，會出現(xiàn)故障。因此，上述材料最好具有一彈性抗拉模數(shù)，該模數(shù)是按照美國材料學會(ASTM)標準D-638測得的，該模數(shù)為24，600，000-31，600，000kg/m2(35，000-45，000磅/英寸2)。
進一步來說，尖爪材料應具有足夠低的熔融點以便于加工，還應具有較高的粘性，以便材料在熔融點附近呈現(xiàn)粘性和堅韌性。這樣，干體28就可以被拉伸，嚙合部30也容易按后文所述的制造方法制作成形。尖爪22是粘彈性的，這一點也很重要，粘彈特性允許尖爪22的，特別是嚙合部30的幾何形狀的結(jié)構(gòu)參數(shù)出現(xiàn)較大變化。材料具有20-100帕斯卡秒的復合粘度(在基片24的應用溫度條件下)是合適的。
上述粘度可以用一臺Rheometrics 800型機械分光計、采用動態(tài)操作模式、在10赫茲、脈沖調(diào)制頻率和10%材料應變的條件下測得。圓盤和板類型的幾何形狀是優(yōu)選的，特別是半徑約12.5mm的圓盤及一個位于圓盤與板之間的1mm左右的間隙是優(yōu)選的。
尖爪22優(yōu)先采用熱塑性材料制成，“熱塑塑料”一詞是指在加熱和壓力條件下發(fā)生流動的熱敏材料的非交聯(lián)聚合物。熱熔粘性熱塑塑料特別適合于制作本發(fā)明的扣連系統(tǒng)20，尤其適合按下文描述和要求的方法來制造扣連系統(tǒng)20。本文中，“熱熔性粘合劑”這一短語是指在室溫時呈正常固態(tài)而提高到一定溫度則變成液態(tài)的熱塑性化合物，該物質(zhì)在熔融狀態(tài)時被使用。熱熔性粘合劑的例子可以在Irving Skeist編輯的《粘合劑手冊》第二版中找到，該書系由Van Nostrand Reinhold公司于1977年出版的，公司地址在135West 50th Street，New York，New York，10020。該書被收入到參考文獻中。聚酯和聚酰胺類熱熔性粘合劑特別合適并且被優(yōu)選。本文中“聚酯”和“聚酰胺”是指分別具有重復的酯和酰胺單元的鏈。
如果選用一種聚酯類熱熔粘合劑，那么在約194℃時，復合粘度為23±2帕斯卡秒的粘合劑工作良好。如果選用一種聚酰胺類熱熔性粘合劑，那么，在約204℃時復合粘度為90±10帕斯卡秒左右的粘合劑工作性能良好。人們發(fā)現(xiàn)馬薩諸塞州Mid-dleton的Bostik公司出售的聚酯熱熔性粘合劑第7199號的工作性能良好。人們還發(fā)現(xiàn)伊利諾斯州Kankakee的Henkel公司銷售的聚酰胺熱熔性粘合劑(商品名為Macromelt 6300)的工作性能良好。
在扣連系統(tǒng)20'的第二實施例中，如圖3所示，嚙合部30'一般為半球形(蘑菇形)?！鞍肭蛐巍币辉~含意為一個在各個方向上伸延的普通圓形，“半球形”也包括半球狀和球狀，但是對正規(guī)的形狀沒有限制。上述幾何形狀、特別是通用的球形嚙合部30'的結(jié)構(gòu)具有優(yōu)點如下當該嚙合部30'被從接受表面取走時，一般只對接受表面的纖維產(chǎn)生較小的干擾。這將減小接受表面的明顯的損壞，使之能使用更多次。如果選用半球形嚙合部30'，則干體28'最好更接近垂直于基片24'的平面，以便能更容易地刺入接受表面上的孔，并且當嚙合部30'從接受表面上松脫時能減少接受表面的損壞。干體28'具有約為70°-90°的α'角，這是合適的。
為了提供具有半球形嚙合部30'和適當比例的尖爪22'，嚙合部30'應徑向地從干體28'的周壁伸延一橫向距離，足以與接受表面的纖維相交。但是嚙合部30'不能伸出太遠，以致嚙合部30'已不能由干體28'剛性地支持或者使干體28'不穩(wěn)定。隨著干體28'的角度α'的減小，即進一步偏離垂直位置，相對于干體28'整體結(jié)構(gòu)的嚙合部30'塊和橫截面積變得更加精密。
當錐形干體28'具有如前文所述的基部26'與最高點橫截面積之比以及直徑之比，并且干體28'具有80°左右的角α'時，干體28'工作良好。人們將認識到干體28'的最高點的測量值減小了，而嚙合部最高點的測量值沒有減。
就圖3所示的實施例而言，它在干體28'和嚙合部30'之間沒有一個平滑的過渡區(qū)，因此，干體28'和嚙合部30'之間的分界面很容易確定。從基片24'平面到嚙合部30'上縱向最靠近基片24'平面的那點的相切面之間距離的3/4處有一個假想的切割平面40'-40'。如前所述，這個切割面40'-40'后來被用于確定干體28'的角α'、前邊緣角β'L和后邊緣角β'T。
嚙合部30'應徑向地從干體28'遠端29'的邊緣向各個橫方向伸出去干體28'遠端29'直徑的25%左右，最好是該直徑的38%左右。換言之，如果干體28'遠端29'的直徑定為1.0，則嚙合部30'的直徑應至少為1.5，并且最好是干體28'遠端29'的直徑的至少1.75倍。進一步來說，基部26'的直徑應為干體28'遠端29'直徑的2倍左右。干體28'的高度應為干體遠端29'直徑的1.5-2倍左右，以便適當?shù)匕褔Ш喜?0'與基片24'縱向間隔開。嚙合部30'的縱向尺寸可以是干體遠端29直徑的0.5-1.5倍左右。
圖3的扣連系統(tǒng)20'通過加熱圖2所示扣連系統(tǒng)20的嚙合部30和遠端至少到熔融點而制成的。把尖爪22的嚙合部30和遠端放到一個縱向指向基片平面的熱源上，以便干體28'的基部26'和近點沒有被加熱到熔融點，這樣就完成了扣連系統(tǒng)20'的加工。一個適當?shù)姆椒ㄊ牵鸭庾Φ淖罡唿c放到距離熱源約3.3-10.1mm(0.1-0.4英寸)的范圍內(nèi)。上述熱源例如是加熱到約440℃的熾熱的金屬絲。
尖爪22'的前緣角β'L和后邊緣角β'T與帶鉤形嚙合部的尖爪22的那些角度相類似，由該尖爪22制成了具有半球形嚙合部的尖爪22'。之所以如此是因為干體28'的角α'、前邊緣角β'L和后邊緣角β'T，在圖2的嚙合部30被加熱并熔融加工成圖3所示嚙合部30'的過程中，基本上沒有變化。
對前面提到的Milliken 970026型接受表面來說，圖3所示的嚙合部30'最好應該具有0.029-0.032(0.001英寸)左右的橫向和縱向尺寸，并且應設置在干體28'上。該干體28'的基部26'的直徑約為0.30-0.045mm(0.012-0.002英寸)，其遠端29'的直徑為0.016-0.020mm(0.0006-0.0007英寸)。干體28'的遠端29'應設在基片24'平面上方約0.44-0.50mm(0.017-0.020英寸)處。嚙合部30'應具有0.56-0.70mm(0.022-0.028英寸)左右的橫向投影，最好是約0.64mm(0.025英寸)。
按照本發(fā)明的扣連系統(tǒng)20可以采用改進的照像凹版印刷術(shù)來生產(chǎn)。照像凹版印刷術(shù)是現(xiàn)有技術(shù)，它在1988年2月17日頒給Sheath等人的美國專利4，643，130中已有說明。這里把該專利文獻編入?yún)⒖嘉墨I中，以說明現(xiàn)有技術(shù)的一般狀況。參閱圖4，基片24從印刷輥72和支承輥74這兩個輥之間形成的輥隙中穿過。輥子72和74具有相互平行的中心線，而中心線一般平行于基片24的平面布置。輥72和74繞各自的中心線轉(zhuǎn)動，并且在輥隙點70處的表面線速度的大小和方向均相同。如果希望，印刷輥72和支承輥74均可由一外部原動力驅(qū)動(未示出)，或者一個輥子由外部原動力驅(qū)動，而第二輥則靠與第一輥的摩擦接觸來驅(qū)動。一臺輸出功率約1500瓦的交流電動機提供了足夠的原動力。通過轉(zhuǎn)動，輥子72和74驅(qū)動一個淀積裝置，用于使尖爪22附著在基片24上。
該淀積裝置應能耐受液態(tài)的尖爪材料的溫度，并在機器方向和橫跨機器方向上提供基本均勻的尖爪間距，形成所希望的尖爪22的排列密度。淀積裝置還應能制作出具有各種基部直徑和干體高度的尖爪。按照本發(fā)明的制造方法，印刷輥72特別設有淀積裝置，以便把尖爪22按希望的排列形式淀積在基片24上(如前所述)，或者排列成其他圖案?！暗矸e裝置”這個短語是指大量運來液態(tài)尖爪材料并將其按單個尖爪22的配量散布在基片24上的任何裝置?！暗矸e”一詞含意為大量運輸尖爪材料，并將其按單個尖爪22的配量散布在基片24上。
在印刷輥72上排列一個或多個凹穴76，這就是一個適當?shù)挠糜诎鸭庾Σ牧系矸e在基片24上的淀積裝置。本文中“凹穴”一語是指印刷輥72的凹坑或其他部件，它能把尖爪材料從材料源運送到基片24上，并把這些材料離散地淀積在基片24上。
印刷輥72表面處的凹穴76的橫截面一般與尖爪22的基部26的足印形狀相應。凹穴76的橫截面應大體上等于所希望的基部26的橫截面。凹穴76的深度部分地決定了尖爪22的縱向長度，特別是決定了基部26到最高點或段之間的垂直距離。但是，當凹穴76的深度增加到超過凹穴76的直徑的70%以上時，尖爪22的縱向尺寸一般保持不變。這是因為所有的液態(tài)尖爪材料均被拉出凹穴76，并淀積在基片24上。由于液態(tài)尖爪材料的表面張力和粘性，一部分材料將殘留在凹穴76中，而沒有被傳送到基片24上。
就本實施例來說，一個通常為圓筒形的盲穴76的深度約為其直徑的50%-70%之間。如果需要，凹穴76還可以截頭圓錐形(圓臺)，以適應常規(guī)的生產(chǎn)方法，例如化學侵蝕。
如果凹穴為截頭的圓錐形，那么凹穴76的錐度角應不大于45°，以便形成干體28的最佳錐度，及最佳的如前所述的基部與最高點截面之比值。如果凹穴76錐體的夾角比較大，則會導致尖爪22的錐度過大。如果夾角角度過小，或凹穴為圓筒體，一般會使干體28的橫截面均勻一致，并由此產(chǎn)生一個應力較高的區(qū)。對本實施例來說，當凹穴76的夾角為45°、輥周邊處的直徑為0.89-1.22mm(0.035-0.048英寸)左右、深度為0.25-0.51mm(0.01-0.02英寸)左右時，可生產(chǎn)出一個適宜的尖爪22。
印刷輥72和支承輥74應受壓，壓力方向與輥子中心線的連線相重合，從而把粘合劑從印刷輥72上的凹穴76中擠壓到基片24上，并且在相對的那個輥沒有外部驅(qū)動力時，提供足夠大的接觸摩擦力以驅(qū)動該相對輥。支承輥74應比印刷輥72更軟一些和更有彈性，以便在尖爪材料從印刷輥72散布到基片24上期間，提供材料的緩沖。一個支承輥74具有橡膠涂層，該涂層的ShoreA式硬度計硬度為40-60左右，這是適宜的。輥子72和74可以用這樣一個力壓到一起，以致沿機器方向產(chǎn)生一段長為6.4-12.7mm(0.25-0.50英寸)左右的壓印。本文中“壓印”一詞是指當基片24穿過輥隙70時，基片24上的較軟的那個輥的接觸面。
印刷輥72最好被加熱，以防止尖爪22在從材料源運來并淀積到基片24之前發(fā)生固化，一般人們希望印刷輥72的表面溫度接近材料源的材料溫度。當采用馬薩諸塞州Middleton的Bostik公司銷售的聚酯熱熔粘合劑7199時，印刷輥72的溫度宜為197℃左右。
我們認識到如果基片24受到從尖爪材料傳遞來的熱的不良影響，則可能需要一個冷輥。如果需要用冷輥，該輥可以與支承輥74結(jié)合成一體，所采用的裝置對技術(shù)人員來說是已知的。如果采用聚丙烯、聚乙烯或其它聚烯烴基片24時，經(jīng)常需要設置冷輥。
用于形成單個尖爪22的材料必須保持在一個材料源中，該材料源保持適當?shù)臏囟?，以便把尖?2涂布在基片24上。典型地，希望該溫度值比材料熔融點稍高一點。如果材料部分或全部呈液態(tài)，則材料被認為是處于或高于“熔融點”。如果尖爪材料源保持過高的溫度，則尖爪材料可能不夠粘，并產(chǎn)生出這樣的嚙合部30，該嚙合部30橫向地沿機器方向與相鄰的尖爪22相連。如果材料溫度很高，尖爪將流入一個小的略呈半球狀的坑中，這就不能形成嚙合部30。反之，如果材料源溫度太低，尖爪材料不能從材料源傳送到材料淀積裝置上，或者，也不能接著從淀積裝置76恰當?shù)匾运Ｍ呐帕蟹绞交驁D案輸送到基片24上。材料源還應使材料在橫跨機器方向上具有均勻的溫度。該材料源應與把粘合劑材料淀積到基片24上的裝置相連通，并且在尖爪材料被排空時，應能容易地重新裝填或存放材料。
一種適當?shù)牟牧显词遣?0，其寬度與印刷輥72的在橫跨機器方向上的尺寸基本相同，而輥72具有凹穴76并鄰近槽80設置。槽80具有一個封閉的底部、一個外側(cè)板和端板。槽頂部可以敞開，也可按需要封閉。槽80的內(nèi)側(cè)面是敞開的，允許槽中的液態(tài)材料與印刷輥72的周壁自由接觸和連通。
材料源由已知裝置(未示出)從外部加熱，以保持尖爪材料呈液態(tài)和處于適當?shù)臏囟?。?yōu)選的溫度是在熔融點之上，而在粘彈性顯著喪失的溫度點之下。如果需要，槽80中的液態(tài)材料可被混合或重復循環(huán)，以改善其均勻性和溫度分布條件。
一個刮刀片82并置地安裝槽80的底部，該刀片控制著裝填到印刷輥72上的尖爪材料的數(shù)量。刮刀片82和槽80在印刷輥72轉(zhuǎn)動期間保持靜止，允許刮刀片82擦過輥72的周壁，從輥72上刮下未處于單個凹穴76內(nèi)的任何尖爪材料，并允許這些材料再次投入使用。這種布置允許尖爪材料從凹穴76淀積到基片24上，按印刷輥72周壁上的凹穴76的幾何形狀形成所希望的排列方式。如圖4所示，刮刀片82最好是設置在一個水平面位上，特別是印刷輥72的水平頂點處，該頂點位于輥隙點70的上游。
材料淀積到基片24上以后，尖爪22與印刷輥72和淀積裝置76用分割裝置78分開，該分割裝置78用于把尖爪22分成扣連系統(tǒng)20的嚙合部30及“余料”。本文中“余料”一詞是指從尖爪22上分割下來的任何材料，這部分材料不屬于扣連系統(tǒng)20的任何部分。
分割裝置78應是可調(diào)的，以適應尖爪22及嚙合部30的橫向投影38的各種規(guī)格。該分割裝置還應在橫跨機器的方向上保證整體排列的均勻性?！胺指钛b置”一詞是指把余料從扣連系統(tǒng)20上縱向地分離下來的任何物?！胺指睢币辉~是指前面描述的把余料從扣連系統(tǒng)20上分離下來的行為。分割裝置78還應是清潔的、無銹蝕、無氧化的，或者是不會侵蝕和污染(例如余料)尖爪的。金屬線是一種合適的分割裝置，該金屬線平行于輥子72和74的軸線并與基片24間隔一段距離設置，該距離稍大于固化的尖爪22的最高點到基片24的垂直距離。
金屬線78最好被電加熱，以防止熔融的尖爪材料聚積在分割裝置78上，適應尖爪22的任何冷卻情況，并改善嚙合部30的橫向拉伸。上述冷卻發(fā)生于尖爪材料離開加熱源到進行分割之間這段時間。分割裝置78的加熱還應保證沿橫跨機器方向上溫度的均勻分布，以便形成幾何形狀基本相同的尖爪22的一種排列方式。
一般來說，當尖爪材料的溫度使溫度較低的熱金屬線78升溫度時，分割裝置可以被調(diào)節(jié)。當基片24的速度降低時，分割尖爪22和余料導致的熱金屬線78的冷卻發(fā)生次數(shù)較少，這就使在相同溫度條件下采用瓦數(shù)較低的熱金屬線78更為可行。人們應認識到，當熱金屬線78的溫度增加時，一般會導致尖爪22的干體28的長度較短。反之，當熱金屬線78的溫度下降時，干體28的長度及嚙合部30的橫向長度將按反比例增加。分割裝置78實際上不一定非得接觸尖爪22才能進行分割。分割裝置78徑向幅射的熱也可以分割出尖爪22。
對本實施例來說，一條直徑約為0.51mm(0.02英寸)的、被加熱到343°-416℃左右的、橫截面為圓形的鎳鉻線78是合適的。顯然，刀具、激光切割或其他分割裝置可以用來取代上述熱金屬線78。
分割裝置78的設置位置是很重要的，該位置應能讓尖爪材料在尖爪22與余料分開之前先進行拉伸。如果分割裝置78設置得離基片24的平面太遠，則尖爪材料將從分割裝置78下面通過，而不會被該裝置78截取，這就會形成一個很長的嚙合部30。這種嚙合部將不能與基片24或相鄰尖爪22適當?shù)亻g隔開。反之，如果分割裝置78設置得過于靠近基片24的平面，該分割裝置78將截去干體28，嚙合部30不可能形成。
就這里敘述的制造方法來說，熱金屬線分割裝置78被適當?shù)囟ㄎ挥谘貦C器方向距輥隙點70約14-22mm(0.56-0.88英寸)。最好是18mm(0.72英寸)處;它位于從支承輥74徑向向外約4.8-7.9mm(0.19-0.31英寸)、最好是6.4mm(0.25英寸)處和從印刷輥72徑向向外約1.5-4.8mm(0.06-0.19英寸)、最好約為3.3mm(0.13英寸)處。
在操作中，基片24相對于淀積裝置76沿第一方向被輸送，更特別地，基片24最好在一個牽引輥(未示出)的牽拉下穿過輥隙70。這就為尖爪22的連續(xù)淀積提供了一張清潔的基片24，并且不斷運走已淀積有尖爪22的那部分基片24，通常當基片24穿過輥隙70時，平行于基片24的主運輸方向的那個方向被稱為“機器方向”。該機器方向在圖4中用箭頭75標示。該方向一般垂直于印刷輥72和支承輥74的中心線。垂直于機器方向并平行于基片24平面的那個方向一般被稱為“橫跨機器方向”。
基片24可以受牽拉，以大于輥子72和74的表面速度2%-10%左右的速度穿過輥隙70。這樣做是為了減少分割裝置78附近的基片24的淤積和皺折，該分割裝置78用于從尖爪材料淀積裝置上分出尖爪22。基片24沿第一方向以大約3-31m/min(10-100英尺/分鐘)的速度被運送穿過輥隙70。
基片24穿過輥隙70的運送速度能夠影干體28的角度，如果希望讓尖爪22具有更接近于垂直基片24的干體角α，則在第一方向上選用一個較慢的基片24的運送速度。反之，如果運送速度增大，干體角α會減小，并將形成一個具有較大橫向投影38的嚙合部30。
如果需要，基片24可以傾斜一個γ角，該γ角約為35°-55°，最好為45°，并從輥隙70的平面向支承輥74傾斜。設置該角γ是為了利用尖爪材料的粘彈特性，并使嚙合部30沿橫向及縱向適當?shù)厝∠颉＿@種結(jié)構(gòu)還提供了一個較大的力，以便把尖爪材料從凹穴76中抽出并把尖爪22從印刷輥72上拉離。當需要干體28的角α較小時，輥隙70的平面夾角γ應增大。偏離輥隙70平面的角γ的增大，對形成具有較大橫向投影38的嚙合部30來說有微弱的但卻是正面的影響。
在尖爪材料從凹穴76淀積到基片24以后，輥子72和74沿圖4箭頭75所示方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動。這將在被輸送的基片24和凹穴76之間產(chǎn)生一段時期的相對位移。在相對位移期間(分割之前)尖爪材料跨連在基片24和印刷輥72上。隨著相對位移的繼續(xù)，尖爪材料被拉伸直至進行分割和尖爪22與印刷輥72的凹穴76分離。本文中，“拉伸”一詞含意為增加線性尺寸，至少一部分增大的尺寸基本上在扣連系統(tǒng)20的壽命期保持不變。
如前面所討論的那樣，作為嚙合部30成形方法的一部分，把單個尖爪22從印刷輥72分離下來是十分必要的。分離時，尖爪22在縱向上被分成兩部分，即遠端部和嚙合部30，還有殘留的余料。嚙合部30與扣連系統(tǒng)20保留在一起;余料則殘留在印刷輥72上，如需要，還可以循環(huán)使用。在尖爪22與余料分開之后，扣連系統(tǒng)20在與其他物體接觸之前先被冷凍。尖爪22固化后，基片24可以卷成一卷以備貯存。
本方法的一個非限制性說明顯示尖爪材料被放在槽80中，并由技術(shù)人員公知的普通裝置加熱到略高于熔融點的溫度。如果選用聚酰胺樹脂，那么材料加熱溫度為177-193℃左右、最好約為186℃是適當?shù)摹Ｈ绻x用聚酰胺樹脂，材料加熱溫度在193-213℃左右，最好為200℃左右是合適的。一面被漂白的牛皮紙基片24，其厚約為0.008-0.15mm(0.003-0.006英寸)并且?guī)в袩崛坌哉澈蟿┘庾?2，這種基片工作性能良好。尖爪22連接到牛皮紙基片24的漂白的那一面上。
對所述的這種操作來說，印刷輥72在機器方向和橫跨機器方向上每厘米排列著約五個凹穴76，這樣就形成了每平方厘米上排有26左右凹穴76(169個凹穴/英寸2)的格子。這種印刷輥72是適宜的。這種格子密度可以特別良好地用于一種印刷輥72，該印刷輥72直徑為16cm(6.3英寸)左右，帶有直徑約1mm(0.045英寸)深約0.8mm(0.030英寸)的凹穴76。一個直徑為15.2cm(6.0英寸)左右并與印刷輥垂直對齊的支承輥74被發(fā)現(xiàn)與上述印刷輥72配合工作得很好?；?4的輸送速度是3米/分左右(10英尺/分)。
一條直徑約為0.5mm(0.02英寸)的熱鎳-鉻絲78設置在距輥隙點70在機器方向上約18mm(0.72英寸)、徑向向外地距印刷輥72約3.3mm(0.13英寸)、徑向向外地距支承輥74約6.4mm(0.25英寸)處。該鎳-鉻絲被加熱到382℃。用這種方法制出的扣連系統(tǒng)20基本上類似于圖1所示的扣連系統(tǒng)。該扣連系統(tǒng)20可以具有優(yōu)點地編入下面討論用途的說明性段落中。
不用任何特殊理論解釋人們也相信，嚙合部30的幾何形狀由制作尖爪22的熱熔性粘合劑的彈性、及尖爪22上后緣46與前邊緣42的溫度差來控制。尖爪的后邊緣46受到遮護并與熱隔絕，該熱是由分割裝置78產(chǎn)生的。反之，前邊緣42直接暴露于分割78的熱面前，這使前邊緣42的固化或冷卻均遲于后邊緣46之后。這會引起前邊緣42的相對伸長，后邊緣46的相對收縮。由于這個溫度差的增大，形成了一個比較長的嚙合部30。
如果需要，可以讓印刷輥72成形半自然圖案，制造一種具有很小尖爪22(未示出)的扣連系統(tǒng)20。本文中，“自然圖案”是指由沒有任何凹穴76的印刷輥72產(chǎn)生出的尖爪22的排列方式，這里用輥子72的表面取代凹穴作為淀積裝置76。因此，刮刀片82和印刷輥72之間間隙決定了尖爪22的圖案，并且印刷輥72的表面拋光將使尖爪圖案成形至一個更小的尺寸。
調(diào)整刮片82，使之與印刷輥72之間間隙為0.03-0.08mm。為了獲得自然的圖案，由該印刷輥72形成的極小的尖爪22最好與網(wǎng)狀泡沫接受表面共同使用，且在尖爪與接受表面之間沒有纖維和孔隙，但要有一定的彈性變形，以防止扣連系統(tǒng)20的脫開。
參見圖5，如果需要扣連系統(tǒng)20”的剝離強度基本上為各向同性，則可對圖1所示的扣連系統(tǒng)20進行改進，即通過一個采用不同溫度的第二加工過程，形成所需的扣連系統(tǒng)20”。如圖5所示，將圖1所示之扣連系統(tǒng)20進一步加工出帶嚙合部30”的干體28”。嚙合部30”從干體28”上按基本上是隨意取向地從各側(cè)向伸出?！半S意取向”在此意為具有明顯偏離尖爪22”附近方向的橫向投影38”和剖面圖。
無需用特殊理論解釋，人們即可相信，在圖1的扣連系統(tǒng)20之尖爪22的外表面或者前表面42與后表面46之間形成一個溫度差即可以得到圖5所示的結(jié)構(gòu)。該溫差由熱輻射、最好是對流換熱得到加強。
同時，由于前表面或外形面42”與后表面46”之間溫差的存在，嚙合部30”將明顯改變，甚至會與橫向投影38”反向構(gòu)成一個尖爪22”，該尖爪的方向與開始時冷狀態(tài)下形成的方向是不同的。上述溫差可以由任何一種本領域技術(shù)人員所知的熱源所產(chǎn)生，如熱的導線或金屬元件，最好用一個裝在尖爪22”之上的空氣噴槍84，在扣連系統(tǒng)20”上產(chǎn)生定向溫度差。
定向溫差源中產(chǎn)生的朝向扣連系統(tǒng)20”的氣流方向是在基片24”運動的第一方向(即機器方向)的±90°范圍內(nèi)?！暗谝环较颉?0°”在此意為向量分量的方向基本上與基片24”運動的第一方向垂直或反向，即也包括與第一運動方向相反的方向。
如果定溫度差源84設置在與基片24”運動的第一方向呈180°的位置上，則該溫差源就正對著扣連系統(tǒng)20”的尖爪22”的前表面42”，且基本上與上述的機器方向相反。溫差源的方向正對著尖爪22”的前表面42”，可以使嚙合部30”的橫向投影38”轉(zhuǎn)動，導致其方向改變180°。在定向溫差源84稍側(cè)一些地方的尖爪22”(即沿橫跨機器方向)則無法使嚙合部30”旋轉(zhuǎn)180°，但卻能轉(zhuǎn)動約90°。所以，沿橫跨機器方向排列的定向溫差源84可以使扣連系統(tǒng)20”具有與橫跨機器方向不同方向的尖爪22”，尖爪的方向取決于尖爪相對于溫差源84的位置。
作為一種適用的溫差源，空氣噴槍84可以在離基片24”約46厘米(18英寸)處噴出溫度約為88℃的空氣。Dayton電氣制造公司(伊利諾伊州，芝加哥市)出售的133-348系列熱氣噴槍與基片24”平面成45°左右設置，距尖爪46cm(18英寸)。該噴槍生產(chǎn)出的扣連系統(tǒng)20”的圖案與圖5所示的相似。技術(shù)人員會了解到，使用一個或多個沿機器方向排列且置于尖爪22”之上的熱導線生產(chǎn)出的扣連系統(tǒng)20”是這樣的，其上沿橫跨機器方向取向的嚙合部30”是規(guī)則的，并略呈條紋狀圖案。
顯然，若尖爪22”的外表面或前表面42”相對于后表面46”溫度更低，則嚙合部30”的取向會發(fā)生變化。如果定向溫差源84噴出的空氣溫度低于外表面或前表面42”的周圍的溫度，就可能使前面相對于后表面先冷卻。冷卻的溫度差使尖爪22”朝溫差源84方向局部收縮，從而導致嚙合部30”和橫向投影38”的取向發(fā)生變化，因為前表面42”相對于后表面46”之間存在冷卻溫度差。在冷卻過程中，殘余應力的釋放會影響橫向投影38”的取向變化。
技術(shù)人員還進一步了解到，其他的變化也是可行的。例如，可以形成帶有在各方向上的嚙合部30的尖爪22，或者是除凹版印刷術(shù)之外的其他常用方法生產(chǎn)任何成形的尖爪22。如有需要，在生產(chǎn)過程中可只用一個輥子，其中基片24與該輥接觸的范圍，不小于其周緣的180°。
通常要求本發(fā)明的扣連系統(tǒng)20之尖爪22在除機器方向以外的一個方向上有最大的橫向投影38。例如利用本發(fā)明作為一次性尿布的扣連裝置，則需要尖爪22的最大橫向投影38沿與生產(chǎn)線上的一次性尿布的運動方向大致垂直的方向取向。如果尖爪22的最大橫向投影38是沿機器方向的，那么該尿布的生產(chǎn)線上要用復雜和昂貴的機械來切割、重排方向和加工該扣連系統(tǒng)20。然而，本發(fā)明的扣連系統(tǒng)20的尖爪22的最大橫向投影38是沿橫跨機器方向上的，所以在使用到任何圖案上之前都不需要進行重新定向。因此，生產(chǎn)本發(fā)明的尖爪22的最大橫向投影38不沿機器方向取向的扣連系統(tǒng)20具有極大的優(yōu)越性。
在該過程中，尖爪22的干體上形成了兩個角度，干體28與基片24形成角α(如前所述)，與基片24的機器方向形成方位角A(見圖7)?！胺轿唤恰笔侵笍捻斠暦较蚩?，最大橫向投影38與基片機器方向的夾角?！皬捻斠暦较蚩础笔侵笍拇怪庇诨?4平面的方向看尖爪22?！皺C器方向”通常平行于基片24穿過輥隙70時基片的主運動方向，在圖7中用箭頭75表示。如前所述，方位角取決于尖爪22的最大橫投影38，在圖7中，方位角A是相對于機器方向的夾角，即從頂視方向看平行于最大橫向投影38的線60與機器方向的夾角。方位角也可以是相對于機器方向順時針或逆時針測出的角度，但是該方位角不應大于180°。適用于一次性尿布的扣連系統(tǒng)20的尖爪22的方位角最好是這樣的，使最大橫向投影38具有垂直于基片24的機器方向的向量分量。這樣，尖爪22的方位角大于0°，在1°-180°范圍內(nèi)。方位角一般大于20°(即在20°-180°范圍內(nèi))、或大于45°(45°-180°)、或大于60(60°-180°)。用所述方法制造的尖爪22的方位角較好的是在約20-160°，更好是在45°-135°，最好是在60-120°。在圖7所示的實施例中，尖爪22的方位角為90°左右。
在扣連系統(tǒng)20上形成方位角的方法是在扣連系統(tǒng)20的尖爪22局部或全部為液態(tài)時在其上施加偏壓?！捌珘骸币辉~是指在具有與基片24的機器方向相垂直的向量分量的方向上施加一個力或用其他手段。在尖爪22上施加偏壓;或在尖爪22已經(jīng)變冷固化后，重新加熱使之具有可塑性受偏壓可轉(zhuǎn)動時，在尖爪22上施加偏壓。使尖爪22產(chǎn)生偏離形成方位角的方法是很多的。
在尖爪22部分或全部為液態(tài)時，作用在尖爪22上的重力使尖爪22受到偏壓，即重力將尖爪22拉向所需的方位角方向。這是一種產(chǎn)生方位角的有效方法，其實現(xiàn)方法是將基片24傾斜。這樣從機器方向看去的基片24平面就不會垂矗地切過一鉛垂線，而是形成一個與鉛垂直不為90°的夾角。在尖爪22被印制和脫離時，由于圖8所示的基片24與水平面存在夾角H，可使重力作用于干體28的遠端和嚙合部30上，將尖爪22拉向基片24縱向較低處。如圖8所示，印刷輥72和支承輥74的一端最好由水平面向下或向下傾斜，這樣，在基片24通過輥隙70時，基片24的縱向邊緣就處于不同高度，作用于尖爪22上的重力G便使干體與基片24間呈α角并形成方位角A(圖8中角α和A均未示出)。基片24的傾斜應使基片平面與水平面的夾角不小于15°，最好不小于30°。
在一種可選用的加工方法中，人們可用加熱到約387F(197℃)的Bostik聚酯熱熔粘合劑＃7199、一個具有直徑為0.040英寸(0.102cm)深為0.018英寸(0.046cm)的凹穴76的、被加熱到約350F(177℃)的印刷輥72，及一張運行速度為14英尺/分(4.266米/分)基重為0.08mg/m2的白色牛皮紙基片。并且印刷輥72和支承輥74相對于水平面向下傾斜約30°。
另一種產(chǎn)生方位角的方法是在尖爪22局部或全部呈液態(tài)時，在基片平面上施加一壓力差，使尖爪22被推向或拉向其方位角方向。其實現(xiàn)的方法是讓液體或氣體流過整個基片平面，該流動方向具有一個垂直于機器方向的向量分量。該壓差可使尖爪22向壓力較低的基片那側(cè)轉(zhuǎn)動或重新取向。整個基片上的壓力差最好是由從基片24一側(cè)的空氣噴嘴、空氣噴管或其他現(xiàn)有裝置中產(chǎn)生的高壓形成。當然，整個基片24上的壓力差也可由從基片24一側(cè)產(chǎn)生的低壓(真空或部分真空)來產(chǎn)生，或者是由基片24一側(cè)產(chǎn)生高壓、基片24另一側(cè)同時產(chǎn)生低壓來形成的?；?4的高壓側(cè)、低壓側(cè)及流體相對于機器方向的流動角度的選擇均取決于所需的方位角。雖然用其他氣體或液體也是可以的，但是最好的流體介質(zhì)是空氣，“高壓”一詞在此是指壓力大于在尖爪22上形成方位角時，尖爪22周圍的空氣或其他流體環(huán)境的壓力?！暗蛪骸币辉~在此是指壓力低于在尖爪22形成方位角時，尖爪22周圍的空氣或其他流體環(huán)境的壓力。
應該了解到，在除基片24兩側(cè)以外的其他地方產(chǎn)生高壓和/或低壓也是可以的，即高壓或低壓源可以設置在使尖爪22被推向或拉向多個方向的位置上，以使扣連系統(tǒng)20的剝離強度更均勻。例如，真空源可以設置在基片24的側(cè)邊附近，而壓力源大致設置在基片24中間，這樣，尖爪22的最大橫向投影38基本上就會離開基片24的中間而轉(zhuǎn)向基片24的側(cè)邊。
在用壓力差產(chǎn)生方位角時，所用流體介質(zhì)中經(jīng)常出現(xiàn)的紊流會導致尖爪22分散，或形成不合要求的方位角。為了減少尖爪22的分散的可能性，要求減少流體介質(zhì)的紊流并保持其層流狀態(tài)。有多種產(chǎn)生層流的方法可供選擇。
一種產(chǎn)生層流的方法是，使用一個或多個噴嘴或流體整流器，使流體方向得到控制。例如，可用前后設置的兩個商用空氣氣流整流器902。第一個空氣氣流整流器902(圖9中以P表示)從出口噴出流體，流體直接橫穿基片24。第二個空氣氣流整流器(圖9中以V表示)的入口端吸入梳流過基片24的流體。第一空氣氣流整流器P噴出的氣流被吸入第二空氣氣流整流器V的入口端，產(chǎn)生一基本為線性的空氣流線。這兩個空氣氣流整流器902相對于基片24設置，要在橫跨機器的方向上產(chǎn)生一個低速的線性空氣流線。線性空氣流線的位置最好在緊挨著熱的金屬分割線78的下游(圖9中未表示)。設在線性空氣流線區(qū)周圍的罩子(圖中未示出)可用于減少其他的氣流。可以直市場上購得的空氣氣流整流器是由Vortec公司(俄亥俄州，辛辛那提市)生產(chǎn)的Transpector型912/952，流量為25-100標準立方英尺/分(SCFM)。所需的空氣壓力是可以變化的，但是空氣力為1-10磅/英寸2時效果最好。
另一種產(chǎn)生方位角的方法是在尖爪22局部或全部為液態(tài)時，用機械轉(zhuǎn)動或外力拉曳的方法使尖爪22產(chǎn)生偏離。例如，可用振蕩器或旋轉(zhuǎn)的分割裝置(例如熱金屬線，圖中未示)，當尖爪22被分割時，用來把尖爪22推或拉向所需的方位角方向。對技術(shù)人員來說，還有其他完成該任務的方法。
在尖爪22上的方位角可以由產(chǎn)生尖爪22偏離的多種方法共同作用而形成，這是可以理解的。各種方法組合應用的一個非限性例子是，利用重力和基片平面上的壓力差共同作用，形成尖爪22的方位角。另外，還可用重力和轉(zhuǎn)動的分割裝置共同作用，形成尖爪22的方位角。對技術(shù)人員來說，還有其他各種組合的方法能形成尖爪22的方位角。
現(xiàn)在參照圖6，舉例說明本發(fā)明的扣連系統(tǒng)120在一個產(chǎn)品中的使用。申請日為1987年12月18日以Scipps名義提出的美國專利申請第07/132，281號(Issue Batch編號N97)中公開了一種在一次性吸水產(chǎn)品中良好使用的機械式扣連系統(tǒng)。本申請?zhí)峒霸撋暾埖哪康氖且f明尿布110的結(jié)構(gòu)和這種尿布結(jié)構(gòu)中使用機械式扣連系統(tǒng)20的優(yōu)點。
例如人們已知到，與附著型的扣連系統(tǒng)相比，機械式扣連系統(tǒng)120不易被油脂或粉狀物污染，從而可以重復使用。嬰兒使用一次性尿布110時，利用這種扣連系統(tǒng)的這些特點有很大的優(yōu)越性。同樣，使用這種可反復搭扣的扣連系統(tǒng)，可便于檢查嬰兒是否將所墊的一次性尿布弄濕了。
圖6所示為一可穿在嬰兒下身的一次性尿布110。這里的“一次性吸附產(chǎn)品”是指穿在嬰兒或癱瘓病人腿間的服裝，這種服裝固定在穿著者的腰間，使用次后即可丟棄，無需洗滌或存放。“一次性尿布”尤指嬰兒穿著的一次性吸附產(chǎn)品。
尿布110最好包括一個滲液表層112、一個防滲液底層116和一個位于上述兩層之間的吸附中心層118。表層112和底層116的周向上至少有一部分是相連的，以便固定中心層118的位置。尿布110的各部分可按任何一種技術(shù)人員已知的方法結(jié)合起來，例如可參照1975年1月14日授予Buell的美國專利3，860，003號中所述之結(jié)構(gòu)，此專利公開了一種比較好的尿布結(jié)構(gòu)。這里引用該專利的目的是揭示一種特別優(yōu)選的尿布110的結(jié)構(gòu)。
如前所述，尿布表層112和底層116一般是同時存在，且其在周邊至少有一部分是連接在一起的。表層112和底層116可由熱熔性粘合劑粘合，粘合劑可選用田納西州Kinsport的Easfman化學公司生產(chǎn)的Eastobond43。吸附中心層118的長和寬通常小于表層112和底層116的長和寬。中心層118是固定在表層112和底層116之間的。
尿布110的周邊上包括對置的第一和第二端部122和124，分別從這兩個端部向尿布的橫向中心線延伸的第一腰部142和第二腰部144，它們到橫向中心線的距離為尿布長度的1/5至1/3。腰部142和144包括能夠在穿著時圍繞穿著者腰部、在站立時處于尿布110最高點的那部分尿布。尿布110的叉部146是位于第一和第二腰部142和144之間的尿布110的使用部分，在穿著時，它正好位于穿著者的兩腿之間。
吸附“中心”層可以是任何吸收和存放液態(tài)的身體排泄物的材料。吸附中心層118通常是可壓縮的，較舒適的、且不刺激穿著者的皮膚。中心層118最好包括相背的第一和第二表面，如有必要可用一薄層將它們包起來。中心層118的一個表面對著表層112，另一與之相背的表面對著底層116。
吸附中心層118放在底層116之止，最好用已知的方法(如粘合法)將兩者結(jié)合起來。在最佳實施例中，中心層118是由多個縱向粘結(jié)條粘到底層116上的。底層116為防滲層，它能防止吸附中心層118吸收和保存的液體弄濕內(nèi)褲、衣物、被褥及其他與尿布110接觸的物品。在此，“底層”一詞是指任何一種設置于中心層118之外的、在尿布110使用時并且其中已吸收和保存有液體時可防止中心層118向外滲漏的阻擋層。底層116最好是厚度約0.012-0.051mm(0.0005-0.002英寸)的聚烯烴膜。一種可優(yōu)先選用的聚烯烴膜是Monsanto公司(密蘇里州圣路易斯市)生產(chǎn)的第8020號薄膜。如有必要，底層116還可進行印花或消光處理，使其外觀更象衣物，或者可以增加通氣通道。
表層112是柔軟、光滑且不刺激皮膚的。表層112可防止吸水中心層118和其中的液體與穿著者的皮膚接觸。表層112是可滲液的，液體很容易通過。這里，“表層”一詞是指任何可以滲透液體的層，在尿布110使用時，該層與穿著者的皮膚接觸，并防止中心層118與穿著者的皮膚接觸。表層112可以是紡織物、無紡物、紡粘材料或布紋材料。表層112最好由無紡結(jié)構(gòu)技術(shù)領域中的技術(shù)人員布紋化或熱粘合。在一個特別優(yōu)選的實施例中，表層112的重量約為18-25g/m2，并且在機器方向上具有不小于約400g/cm的干抗拉強度，在橫跨機器方向上具有至少約為55g/cm的濕抗拉強度。
尿布110上設有扣連系統(tǒng)120和接受表面153，以尿布110使用時，保持第一和第二腰部142和144相互重疊，這樣，尿布110可固定在穿著者身上。于是尿布110就穿在了穿著者身上，當扣連系統(tǒng)120扣在接受表面153上后，尿布110即被從側(cè)面扣緊。
扣連系統(tǒng)120應能抵抗尿布使用時所產(chǎn)生的分離力。這里，“分離力”是指這樣的力，它作用于扣連系統(tǒng)120和接受表面153上，使兩者分離，放松或脫開。分離力包括剪切力和剝離力?！凹羟辛Α笔侵秆亟邮鼙砻?53的切向分布的作用力，一般可以認為該力平行于扣連系統(tǒng)120的基片平面。“剝離力”一般是指沿接受表面153和扣連系統(tǒng)120的基片平面的縱向和垂直方向分布的作用力。
沿著與扣連系統(tǒng)120和接受表面153的基片平面平行的方向反向拉扣連系統(tǒng)120和接受表面153，從而測得剪切力。1987年10月13日授予Toussant等人的美國專利第4，699，622中，對測定扣連系統(tǒng)120和接受表面153抗剪能力的方法作了更詳盡的說明。這里引用該專利的目的是說明剪切力的測量法。
在與接受表面153成135°夾角的方向上，從接受面153上牽拉扣連系統(tǒng)120，從而測得剝離力。1987年11月18日以Scri-pps名義提出的美國專利申請第07/132，281號(Issue Batch編號N87)中，對測定扣連系統(tǒng)120和接受表面153的抗剝離能力的方法作了更詳盡的說明。這里，引用該項申請的目的是描述一下剝離力的測定法。
分離力主要是由于穿著者運動或者穿著者試圖打尿布110而產(chǎn)生的。通常，嬰兒使用該尿布110時是無法自己將其打開或取下的，在正常穿著時產(chǎn)生的普通的分離力也不足以使尿布110松開。但是，在尿布變濕需更換或者檢查其是否被弄濕時，成年人應能夠?qū)⒛虿即蜷_取走。一般來說，扣連系統(tǒng)120和接受表面153應能抵抗的剝離力至少為200克左右，較好地約為至少500克，最好為至少700克左右。此外，扣連系統(tǒng)120和接受表面153應能抵抗的剪切力至少為500克左右，至少為750克左右較好，最好不小于1000克左右。
接受表面153設置在尿布110的任意一第一位置上，只要它能與扣連系統(tǒng)120嚙合得保持第一和第二腰部142和144重疊即可。例如接受表面153可以設置在第二腰部144外側(cè)、第一腰部142的內(nèi)側(cè)或尿布110上任何其他能使之與扣連系統(tǒng)120嚙合的位置上。接受表面153可以是一個整體的，也可是一個連接到尿布110上的不連續(xù)的元件，或者是一種單塊材料，它與尿布110的一個部件、例如表層112或底層116既沒有分開也沒有間斷。
可以設想接受表面153有各種不同的尺寸和形狀，它最好具有一個或多個位于第二腰部144外側(cè)面上的補丁部分，以便在穿著者腰部進行最合身的調(diào)節(jié)。如圖6所示，接受面153即是一條長方形的整體件，它固定在第二腰部144的外側(cè)面上。
合適的接受表面153是無紡組織、是滾壓粘合物或其他種類的纖維，或者是已知的搭環(huán)材料。接受表面153可以用多種纖維材料制造，但是最好用搭環(huán)材料，它們能被嚙合部勾住并固定。適用的材料有尼龍、聚酯、聚丙烯及其混合物。有一種適宜的接受表面153包括一定數(shù)量的從紡織物上伸出的纖維搭環(huán)，該材料是可以買到的，它是由Minnesota Mining and Manufacturing公司(明尼蘇達州、圣保羅)出售的Scotchmate牌尼龍紡織搭環(huán)第FJ3401號。另外一種適用的接受表面153包括一個經(jīng)編針織物，該針織物具有許多從尼龍基片止伸出的尼龍卡絲搭環(huán)。這種名為Gilford第16110的材料可以從Gilford Mills制造廠(北卡羅萊納州，Greensboro)買到。一種特別優(yōu)選的接受表面材料是Millinken公司(南卡羅萊納州，Spartanburg)出售的、編號為970026的滾壓粘合搭環(huán)材料。
扣連系統(tǒng)120用于與互補的接受表面153嚙合，以便為尿布110提供固定配合。扣連系統(tǒng)120可以是任何已知的、用于在一次性尿布110上獲得側(cè)面扣緊的形狀。扣連系統(tǒng)120的基片與接受表面153公開地連接到尿布110上。如圖6所示，扣連系統(tǒng)120最好設置在尿布110的第一和第二縱向側(cè)面上。一個優(yōu)選的扣連系統(tǒng)120的形狀能減少扣連系統(tǒng)120的尖爪與穿著皮膚之間的任何潛在的接觸可能性。1974年11月19日授予Buell的美國專利3，848，594中詳細描述了一種優(yōu)選的扣連系統(tǒng)120的布置形式-Y形帶布置。另一種優(yōu)選的扣連系統(tǒng)120的布置形式在1987年10月13日授予Toussant等人的美國專利第4，699，622號中有詳盡描述。這里引用上述兩項專利的目的是介紹扣連系統(tǒng)120在一次性尿布110上的各種布置的情況。
圖6所示的扣連系統(tǒng)120具有一個制造者端156和一個相對設置的使用者端158。制造者端156被連接到尿布110上，最好與第一腰部142重疊。使用者端是自由的，當尿布110固定到穿著者身上時，使用者端158固定在接受表面153上。
當尿布110套在使用者的腰部之后，扣連系統(tǒng)120的使用者端158可松地固定到接受表面153上，最好是定位于第二腰部144上，這樣，尿布110就圍繞在了穿著者的腰部?，F(xiàn)在，尿布110已經(jīng)從側(cè)面扣好。尖爪(未示出)從扣連系統(tǒng)120的使用者端158上伸出，使尖爪嚙合部勾住接受表面153上的纖維。
根據(jù)前文的“制造方法”中所列的扣連系統(tǒng)120的特定參數(shù)，可以生產(chǎn)出一種扣連系統(tǒng)120和互補的接受表面153，它們能抵抗700克以上的剝離力和1000克以上的剪切力。與上述扣連系統(tǒng)120連接的互補接受表面153是上文提到的Millinken公司的970026號滾壓粘合搭環(huán)材料。
扣連系統(tǒng)120至少要2.54cm(1英寸)寬，并可以有任何長度，只要能使使用者端158用起來方便即可，最好長度至少為3.5cm(1.4英寸)左右?？圻B系統(tǒng)120的尖爪排列形式是一個尖爪排列密度為26個/厘米2左右(169個尖爪/英寸2)的矩陣。上述尖爪最好基本上沿同一方向取向，并朝向扣連帶的使用者端158。
使用時，把尿布110放到穿著者身上，第一腰部142圍在穿著者的后背上，再拉起穿著者兩腿之間的尿布110的余部使第二腰部144處于穿著者的腹部。然后，扣連系統(tǒng)120的使用者端158固定到第二腰部144外側(cè)面上的接受表面153上，形成側(cè)面扣連。
權(quán)利要求
1.一種用來與互補的接受表面連接的扣連材料，該扣連材料包括一個基片；和至少一個尖爪，它具有一個在基部與上述基片連接的干體，上述干體具有一個與上述基部相鄰的近端并且從上述基片向外伸出，上述干體具有一前角和一后角，上述前角與后角有根本差異，上述干體相對于上述基片平面不垂直地取向，上述干體還具有一個方位角，該角約為20-160°、優(yōu)選范圍約為45-135°、更好是60-120°左右；及一個嚙合部，與上述干體連接并橫向地伸延超過上述干體的周邊。
2.一種制造如權(quán)利要求1所述的具有尖爪的扣連材料的方法，該方法包括如下步驟加熱一種熱敏性材料至少到其熔融點;在一張輸送來的基片上不連續(xù)地淀積一定數(shù)量的熱敏材料;向一個方向拉伸這些不連續(xù)的熱敏材料淀積點，上述方向具有一個平行于上述基片平面的向量分量;分割上述被拉伸的熱敏材料以形成具有干體的尖爪，每個上述干體都具有一個遠端和嚙合部，其特征在于使上述尖爪的干體具有一定的方位角度，角度約20°-160°，優(yōu)選范圍約為45°-135°，更好是60°-120°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于上述使干體具有方位角的步驟包括把尖爪弄偏，最好是趁尖爪剛成形還沒有固化時使尖爪偏斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于上述使尖爪偏轉(zhuǎn)的步驟包括至少在上述尖爪的局部上沿一方向施以流體壓差，該方向具有一個垂直于上述第一方向的向量分量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于上述施加流體壓差的步驟包括使一種氣體最好是層流氣體，從一個高壓區(qū)橫跨基片流動到一個低壓區(qū)，最好上述壓力差1-10磅/英寸2的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于提供橫跨基片的氣體層流的步驟包括使一種氣體至少流過一個流體整流器，最好采用第一和第二流體整流器，使第一流體整流器排出的氣體被吸入第二流體整流器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于使上述尖爪偏轉(zhuǎn)一步驟包括讓上述尖爪受到重力的作用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于使上述尖爪受到重力作用的步驟包括使上述基片相對于水平面在豎直方向上傾斜，把上述基片至少傾斜約15°比較好，至少傾斜30°左右更好。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于上述使尖爪偏轉(zhuǎn)的步驟包括使尖爪受到流體壓差和重力的共同作用。
10.一種吸附物品，包括一個表層;一個與上述表層相連的底層;一個處于上述表層和底層之間的吸附芯層;及一個扣連系統(tǒng)，包括一種按權(quán)利要求2-9制造出的扣連材料或者一種權(quán)利要求1所述的扣連材料。
全文摘要
本發(fā)明是一個可重復扣連的機械式扣連系統(tǒng)，由與基片連接的自由形成的尖爪構(gòu)成。尖爪呈錐形并且不垂直于基片平面。尖爪還有一個相對于基片的機器方向的方位角。每個尖爪都具有一個嚙合部，該嚙合部從尖爪的邊緣橫向伸出。自由形成的尖爪的制造方法是將液態(tài)材料淀積在運動著的基片上，沿平行于基片平面的方向拉伸這些液態(tài)材料，分割液態(tài)材料以形成尖爪的遠端和及嚙合部，賦予尖爪一個位角。對這種扣連系統(tǒng)用于制品，例如一次性吸水之物，特別是用于尿布時所帶來的優(yōu)點也作了說明。
文檔編號A61F13/66GK1064008SQ9111280
公開日1992年9月2日 申請日期1991年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月21日
發(fā)明者D·A·托馬斯, D·J·K·古萊特, 小·R·G·考克斯 申請人:普羅格特-甘布爾公司