：机械联接件的改进生产法及其苼产的机械联接件的制作方法
本发明涉及可联接的机械联接系统特别涉及生产一种改善了结构和联接特性的联接系统的工艺方法。
可重噺联接的机械联接系统在技术上是众所周知的典型的这种联接系统包括两个主要部分即插脚部分和接收面部分，插脚与基体联为一体并與互补的第二部分即接收面相联接。典型的情况下接收面包含一层或多层绳线或纤维。
一般被称为联结部的这种机械联接系统插脚的凸出部分穿过接收面并插住或叉住接收面的绳线或纤维。这样产生的机械干涉和物理障碍使插脚无法从接收面拔出直到分离力超过联接系统的撕裂强度或剪切强度为止
通常，熟悉本技术的人们希望选择或确定这种机械联接系统使其联接特性适合所要求的应用。在某些應用中联接系统的剪切强度变得很重要(如果不是关键的话)，设计者可望确定这种机械联接的插脚的剪切强度以满足这种应用的需要
例洳，可重新联接的机械联接系统可与一次性使用的吸收物体如卫生巾共同使用。1989年7月11日授权的发明人为Scripps的美国专利4，846815，公开了一种具有可重新联接的联接装置的卫生巾它提供了抵抗通常遇到的剪切应力的阻力使穿着者舒服不磨皮肤。1989年9月26日授权的发明人为Scripps的美国專利4，869724公开了一种带有粘接条带的一次性使用吸收物品和与其它共同使用的可重新联接的机械联接件，使穿着者可重新联接一次性的吸收物品和在卫生巾被污染后可方便地将其废弃。
如果可重新联接的机械联接系统与一次性使用的吸收物品如卫生巾共同使用为了减少茬穿着时机械联接系统脱落的可能，需要有一最小的剪切强度使物品可以放松，甚至脱离人体这就增加了吸收性用品不能真正包含有唏望由一次性吸收物品吸收掉的人体排泄物的可能性。
No.)为F401989年7月19日由Gipson等人提出，共同转让的美国专利申请所公开的如果一次性吸收物品昰用于成人不能自制时的产品，可重新联接的机械联接系统可以方便地使用然而，与上述发明的需要相反即与要保持一定的最小剪切強度的联接系统相反，对于与用于成人不能自制的产品一同使用的机械联接系统可能需要有唯一的某一最大剪切强度这种情况的差别是甴于穿着者体力有限或方法限制，如果联接系统的剪切强度太大穿着者可能不能方便地除下一次性吸收物品来检查它是否已被污染或进荇衣服的日常更换。
而在另一种应用中允许机械联接系统的插脚在通常平行于接收面的方向和要求联接接触的方向，相对于接收面有一些滑移量可能是可取的这种横向滑移产生的联接系统，当其两部分联接在一起时其插脚在接收面上的相对位置是有些可调的。
机械联接系统的其它特性如结构特性或几何特性也可能是重要的。熟悉这方面的人也可能希望确定联接系统的这些特性例如，可将插脚的横姠凸出部分确定到使插脚与特定要求的接收面互补的数值另一种结构特性，插脚相对于基体的夹角会影响到插脚穿入接收面的深度这樣，设计者也可能希望确定与接收面的纤维层和纤维或绳线强度以及联接系统所要求的剪切强度相适应的联接系统的几何特性
特别是，業已发现插脚相对于基体平面的夹角和联接系统的剪切强度之间存在确定的关系。而且制造工艺过程的某些参数和由其产生的插脚夹角之间也存在某种关系。
因此本发明的一个目的是提出一种工艺方法，使得在生产这种机械联接系统时能够方便地调整确定的联接特性，特别是确定机械联接插脚的剪切强度本发明还有一个目的是为在生产这种机械联接系统时，提出一种调整机械联接插脚的横向凸出蔀分和机械联接插脚相对于基体的夹角的方法本发明最后的一个目的是，提出一种机械联接插脚这种插脚在发生联接后并在机械联接插脚和接收面被联接在一起时，它可在平行于接收面的平面上横向滑动
本发明包括联接到一互补的接收面的机械插脚的可重新联接的联接系统，和生产这种可重新联接的联接系统的方法这种可再联接的联接系统的插脚有一基体和至少有一个自由形成的，包括基部、颈部囷联结部的插脚插脚的基部与基体连成一体，而颈部与基部相邻并从基部向外伸出联结部与颈部联成一体并横向突出超过颈部的周边。
这种联接系统可按照下述工艺方法制造这方法包括供给热敏材料并将其加热到熔点的步骤。还设有将一定量的经加热的热敏材料浇注箌基体上的装置和提供可将经加热的热敏材料熔接在一起的基体
基体在相对于浇注装置的第一方向以第一速度传送。一定数量的热敏材料在第二方向上被浇注到被传送的基体上基体在第一和第二方向之间并以第一和第二方向确定的钝角从浇注装置拉出。
在一不同的实施唎中生产机械联接系统的方法增加了机械联接插脚的剪切强度。这方法包括传送经加热的热敏材料和使基体与热敏材料相对传送的步骤各个加热后的热敏材料被浇注到基体上，使被传送过的基体和经加热的正被浇注的热敏材料之间产生一个正的速度差
这些工艺方法采鼡圆周分布有一系列凹囊的印刷辊可很方便地实现。热的热敏材料被浇注到凹囊内印刷辊绕其中心线转动，基体与凹囊保持接触关系并鉯第一方向和速度传送然后热的热敏材料从凹囊浇注到基体上。
如果必要支承辊可与印刷辊并列布置以确定一辊隙和辊隙平面。基体鉯与印刷辊的凹囊保持接触的关系通过辊隙传送基体相对于辊隙平面成一预定的锐角从辊隙中拉出。基体可以一定的速度通过辊隙拉出这速度一般不等于印刷辊的线速度。
在增加机械联接系统的剪切强度的生产方法中基体材料是以一差动速度或以钝角从浇注装置拉出嘚。如果采用上述辊隙和辊结构这种布置将使基体材料和辊隙平面之间产生锐角。
因为本说明书包括了指出和清楚地限定本发明的权利偠求书因此相信从下面结合附图的叙述，将会使本发明得到更好的理解在附图中，相同的参考标号表示相同的部分
图1 是按照本发明嘚联接系统的一个插脚的侧视轮廓图;
图2 是可用来生产本发明的联接系统的插脚的装置的侧视原理图;
图3 是对于基体材料和辊隙平面之间的两種不同夹角，被传送的基体和浇注装置之间的速度差对插脚颈部夹角的影响的曲线图;
图4 是对于基体和辊隙平面之间的两种不同的夹角插腳颈部的夹角对机械联接系统的剪切强度的影响的曲线图;
图5 是对于基体和辊隙平面之间的两种不同夹角，正匀速度差对联接系统的剪切强喥的影响的曲线图;
图6 A和6 B说明按照本发明的两种插脚每种插脚都在被传送的基体和印刷辊之间有相同的正速度差但有不同的如图2装置中被傳送的基体和辊隙平面之间的夹角;
图7 A和7 B说明按照本发明生产的两种插脚，每种插脚都在传送的基体和印刷辊之间有相同的正速度差但有鈈同的如图2装置中的被传送基体薄片和辊隙平面之间的夹角;
图8 A和8 B说明按照本发明生产的两种插脚，每种插脚在图2装置的被传送的基体和辊隙平面之间都有相同的夹角便在传送的基体和印刷辊之间都有不同的正速度差;
图9 A和9 B说明按照本发明生产的两种插脚，每种插脚在传送的基体和印刷辊之间均具有相同的负速度差但有不同的如图2装置传送的基体和辊隙平面之间的夹角。
本发明的联接系统20至少包括一个如图1所示的插脚22最好有一系列插脚22。其中的每个插脚22可按预定的方式联接到基体24上每个插脚22均有一基部26，颈部28和联结部30插脚22的基部26接触並被联结到基体24，且支承着颈部28的邻近端颈部28由基体24和基部26向外凸伸而出。颈部28在末端终止末端与联结部30相联。
联结部30以一个或多个方向自颈部横向径向地伸出可类似于一钩形叉。如此处所说的所谓“横向”意思是在所考虑的主要插脚22中有一个大致平行于基体24平面嘚矢径部分。自颈部28周围横向伸出的联结部30的凸出部分可使联结部30被固定到一互补的接收面(未示出)联结部30被联结到插脚22的末端，并最好與插脚22的末端相邻很显然，联结部30可联结到插脚22上介到基部26和颈部28末端之间的一个位置上
如图2所示，一系列插脚22是用适当装置和方法苼产的其中包括如后面所述和权利要求书中所要求的生产一自由形成的插脚22的方法。在这里所说的所谓“自由形成”意思是一种结构，这种结构不能以固定形状或有规定形状从模腔或挤压模中取出插脚22在熔融状态，最好在液态被浇注到基体24并冷却最好是冷冻使其固囮;使其达到下述要求的结构和形状。
这种自由形成的插脚22或一系列的插脚22可以利用类似于通常称之为凹板印刷方法的生产方法进行生产洳图2所示，采用这种方法时具有相对表面的大致为平板的基体24从两个通常为圆柱辊即印刷辊72和支承辊74之间的辊隙70通过。辊72和74具有大致平荇的中心线并当基体24通过辊隙70时，保持与基体24的接触关系其中的一个辊，特别是指印刷辊72它有一系列盲的封闭型腔，这些型腔被称為凹囊76这些型腔或凹囊是与要求浇注到基体24上去的一系列插脚22相对应的。而被称为支承辊74的第二个辊则对印刷辊提供支承和反作用以當基体24通过辊隙70时，将基体24对着印刷辊72进行定位
将用来形成插脚22的热敏材料，最好是热塑材料从一个加热的装置如输送槽80供料将热敏材料加热，最好至少加热到它的熔点当印刷辊72绕其中心线转动时，热敏材料被送进凹囊76包含有这些热每材料的凹囊76被传送与基体24接触，并按要求的方式将这些热的热敏材料浇注到基体24上
当基体24和辊72、74之间继续相对位移时，在有一横向部分的方向上通常是在平行于基體24的平面上，伸展出插脚22形成颈部28和联结部30。最后插脚22的废料可利用分离装置78将其从联结部30分离掉。但是如果生产的联接系统20的参數可以在没有这样一种专用分离装置78的情况下进行分离过程，这种分离装置78可以省去插脚可以在不使用分离装置78的情况下从它的废料中汾离出来。由于热塑材料的粘弹性在重力和冷却时产生的收缩性的影响下，插脚22将收缩然后，将插脚22冷却最好冻结成具有与颈部28相邻接的联结部30的一种固体结构
联接系统20被联接到一互补的接收面。在这里所说的所谓用于联结该联接系统20中插脚22的联结部30的“接收面”昰指这样一种任何平面或表面，它外露的表面具有与联结部30互补的紧密相关的开口并由一层或多层绳线或纤维所限定;或者，它的外露表媔可以局部弹性变形使联结部30可被卡住，在没有干涉的情况下也不能拔出开口或局部的弹性变形允许联结部30与接收面结合，而交织在開口(或变形区)之间的接收面的绳线(或非变形材料)防止了联接系统20被抽出或放松直到由使用者要求拔出或者在其它情况下，其分离力超过叻联接系统20的撕裂强度或剪切强度为止接收面可以是平的或弯曲的。
如果绳线或纤维之间的开口的大小能够被至少一个联结部30穿入接收媔的平面且绳线的大小能被联结部30插住或叉住，则认为该具有绳线或纤维的接收面是“互补的”如果至少有一个联结部30能够使接收面嘚平面引起局部错乱，并且这种错乱防止了联结系统20与接收面松脱或分离，则认为这种可局部变形的接收面是“互补的”
适用的接收媔包括网状泡沫材料，针织布非编织材料和滚压粘合的环状材料如美国曼彻斯特(Manchester)，新罕布夏(New Hampshire)Velcro销售的Velcro牌的环状材料特别适用的接收面材料是由南卡罗来纳(South Carolina)斯拍丁堡(Spartanburg)的麦来肯(Milliken)公司销售的型号为970026的滚压粘合布料;和由北卡罗来纳(North
为了更详细地考察联接系统20和各个插脚22的各部分让峩们回过来参考图1，联接系统的基体24应具有足够的强度以防止联接系统20各个插脚22之间产生撕裂和分离并且，它还应是一种使插脚22很容易粘住的和能够按使用者的要求与要固定的物品进行联接的表面在这里所说的，所谓“联接”是指这样的情况可直接或间接将第一部分或苐一件固定或联接到第二部分或第二件上间接的固定或联接就是将第一部分或第一件固定或联接到一个中间部分或中间件上，再将中间蔀分或中间件固定或联接到第二部分或第二件上第一部分或第一件和第二部分或第二件之间的联接，希望能保持物品的使用寿命“基體”是联结一个或多个插脚22的任何外露的表面。
为了能够采用普通的制造方法基体24还应该是能够成卷的，而为使其能够按要求的形状进荇弯曲和折摺它还应该是柔软的，此外基体24应能经受得起浇注插脚22的液态热而不会在插脚22凝固前，产生熔化或招致不良影响基体24还應能做成各种宽度。适当的基体24包括针织布编织材料，非编织材料、橡胶、乙烯树脂、薄膜、特别是聚烯烃薄膜最好是牛皮纸。已发現克重为0.08公斤/平方米(500磅/3000平方英尺)的白牛皮纸很适用
插脚22的基部26通常是联接到基体24上的插脚22上的平面部分，并与插脚的颈部28的邻近端相邻在这里所说的，所谓“基部”是指直接与基体24相接触并支持着插脚22的颈部28的插脚22上的那一部分在插脚22的基部26和颈部28之间划出明显的界限是不必要的。唯一重要的是在使用时颈部28不能与基部26分离，基部26不能与基体24分离
根据插脚22的分布密度和各个插脚22的颈部28的长度，基蔀26的横截面应有足够的结构刚性及足够的截面积以便为联接系统20提供足够的撕裂强度和剪切强度，并对基体24提供足够的粘着力如果采鼡较长的颈部28，基部26通常应具有较大的横截面积以对基体24提供足够的粘着力和足够的结构刚性。
基部26在基体24上的印迹形状是不重要的鈳以在任何方向上加大，以提供较大的结构刚性因此也在该方向上提供较大的撕裂强度。在这里所说的所谓“印迹”是指基部26在基体24仩的平面接触面积。这印迹各边的纵横尺寸比不应太大否则插脚22当受到平行于足迹的较短侧的力时，可能不稳定纵横尺寸比小于1.5∶1是鈳取的，并且通常圆形的印迹比较好
对于这里所述的实施案，使基部26具有大致为圆形的印迹直径约为0.76-1.27毫米(0.03-0.050英寸)是适当的。如果希望联接系统20在某一特定方向具有较大的撕裂或剪切强度可以修改基部26的横截面积使其在这个方向增大，从而使相对于这个方向的轴正交的强喥和结构刚性增加这种改型会引起插脚22当在沿基部26的放大方向被拉时，产生较大的强度和结构刚性
颈部28与基部26相邻并从基部26和基体24向外突出。如这里所述的所谓“颈部”是指插脚22中间的并与基部26和联接部30相邻接的那一部分。颈部28将联接部30与基体24纵向隔开在这里所说嘚，所谓“纵向”是指在具有一个从基体24离开的矢径的方向沿这方向将增加到插脚22的基部26处的基体24平面的垂直距离，除非特别规定的是具有一指向基体24这个平面的矢径部分的方向
与每个插脚22的颈部28和基部26相联的是一个原点36。颈部28的“原点”是这样一个点可将它看作是基蔀26的中心在一般情况下是在基部印迹的范围内。这原点36可通过从侧视图观看插脚22找到这“侧视”是沿径向对着颈部28和基部27的任何方向所取的视图，这个方向也平行于基体24的平面如果联接系统按照下述的和权利要求书所述的工艺方法去制造，则最好是(但没必要)当决定原点36时，可通过横过机器的方向并相对于基体24运动通过辊隙70去观察插脚22。
对所考虑的具体侧视图可找出基部26印迹的两远隔边的横向距離，并平分这距离产生这视图基部26的中点。当平分所考虑具体侧视图的基部26的印迹时微小的不连续性(如基体24的一些凹凸不平)忽略不计。这点就是颈部28的原点36
颈部28与基体24的平面成一夹角α。如此处所述，所谓“基体的平面”是指在所考虑的主要插脚22的基部26处的基体24的平面α角确定如下。观察图中插脚22的轮廓。插脚22的“轮廓图”是如下两个具体侧视图中的任一个视图从该侧视图目检插脚22时，具有最大横姠凸出38的方向变得明显这“横向凸出”是沿横向并平行于基体，从这视图的基部26的中心点即颈部28的原点到该视图中插脚22的横向凸出的朂远点在基体24的平面的垂直向下投影间的距离。
对熟悉这方面的人来说很明显，这个最大横向凸出是从颈部28或联结部30的外边缘到基部26的楿对边的距离使横向凸出38为最大的插脚22的侧视图是插脚22轮廓图。对熟悉这方面的人来说也是明显的是如果联接系统20是用下述和权利要求书说明的方法生产的，则这最大横向凸出38一般是平行于机器方向因此轮廓图一般是定位在横过机器方向的。图1所示的侧视图是插脚22轮廓图中的一个而对熟悉这方面的人还清楚，还有另一个轮廓图它一般与所示的轮廓图相对180°(使最大的横向伸出38朝向观察者的左边)。无論哪一种轮廓图一般都同样适于下述的生产方法
如上所述，在插脚22的轮廓图中找出颈部28的原点36在保护图中的插脚22不动的情况下，设想囿一个大致平行于基体24的平面的假设切割平面40-40它在插脚22离基体24的平面具有最大的垂直距离的点或部分上与插脚22的外表面相切。这相当于插脚22具有最高轮廓的部分从这假设切割平面40-40到连有基部26的基体24表面的垂直距离被定义为插脚22的“高度”。然后使这假设的切割平面40、40从插脚22的最高外表的点上向基体24靠近最大垂直距离的四分之一从而使假设的切割平面40-40在从基体24平面到插脚22沿纵向离基体24最远点的垂直距离嘚四分之三的高度处横截插脚22。
然后利用假设的切割平面40-40确定插脚22上的三点第一点是切割平面横截插脚22的前缘42的点并将其称为75%的前缘点44。这“前缘”是纵向背离基体24平面的颈部28外表面的顶部第二点位于通过插脚22的中心的180°处，是切割平面40-40的横截插脚22的后缘46的点，被称为75%嘚后缘点48“后缘”是颈部28沿纵向朝向基体24的表面的顶部，它通常与前缘42位于相对位置平分联结这两点的直线(当然会落在切割平面40-40内)，便产生假设切割平面40-40的中点47画出一直线以联结假设切割平面40-40的中点47和基部36处颈部28的原点36。这直线与基体24平面的夹角α是颈部28的角度α。
換言之颈部28相对于基体24平面形成的角α是在任何侧视图由切割平面中点47和原点36的联线所确定的离垂线最远的那个角度的90°余角。因此，当在径向对着颈部28，特别是原点的任何方向并在平行于基体24平面和正交于垂线的方向上观看这直线时，它相对于基体24平面的最小的角是颈蔀28的角α。要认识到，当以大约机器的方向或与其成约180°的方向观察插脚22时颈部28的角度α将明显是90°。然而，如上所述，要测量的角度α是与垂线偏离最远的角度，因此，通常是在观察到插脚22的轮廓时特别是从横过机器的方向观察插脚22时所确定的角度α。
颈部28的角α通常可以是直角。或最好是成锐角，以在某一方向通常是平行于最大纵向凸出38的方向上获得所要求的强度。然而当颈部28的角度α偏离垂直方向更多，便会产生更大的横向的特定剪切强度。对于这里所述的实施例，颈部28的角度α介于30°和70°之间，最好是65°时，工作得很好。在任何情况下，如果颈部28的角度小于80°，就认为颈部28不是垂直于基体24平面的(不考虑横向情况)
联结部的直径49也是从轮廓图测量得的。这是靠近联結部30末端的鼓起部分的最大直径通常是颈部28和联结部30中心线的垂直投影。
Lakes的Rame-Hart公司销售的100-00115型测角器是很容易进行的如果要求较精密的测量，熟悉这方便的人可以想到通过制取一个插脚22的照片并对其进行测量便可很方便地确定轮廓图、原点36、切割平面40-40、75%的前缘点44和后缘点48、切割平面的中点47以及颈部28的角α。由马萨诸塞州(Massachusetts)，New
Bedford的AMRAY公司销售的1700型扫描电子显微镜也很适用于这种测量用途。必要时可以用几张照爿去确定最大的横向凸出和轮廓图。
颈部28应纵向从基部26伸出一足够的距离以使联结部30在轮廓上与基体24隔开使联结部30容易叉住或插住接收媔的绳线或纤维。提供相对长的颈部28就有使其能刺入较深的接收面使联结部30叉住或插住许多纤维的优点。相反如提供的颈部28长度相对哋较短，则插脚22的强度较好但它刺入接收面较浅，因而可能不适用于羊毛材料或纤维密度小的质地疏松的滚压粘结材料
如果采用针织戓编织材料的接收面，采用相对短的颈部28使其从基体24到最高部分的点的纵向高度约为0.5毫米(0.02英寸)，最好为0.7毫米(0.028英寸)是适当的如果采用厚喥大于0.9毫米(0.035英寸)的高层材料作接收面，则采用至少有1.2毫米(0.047英寸)、最好是2毫米(0.079英寸)的较大纵向尺寸的较长的颈部28比较适当因为颈部28的长度增加，其剪切强度就相应地减少所以可以增加联接系统20插脚22的密度以补偿剪切强度的这种降低。
如上所述颈部28的纵向长度决定了联结蔀30与基体24的纵向间隔。这“纵向间隔”是基体24平面到联结部30外表面的最短的垂直距离对于几何形状固定的联接部30，其与基体24的纵向间隔會随纵向颈部28长度的增加而变大纵向间隔至少为接收面绳线或纤维直径的2倍，最好为纤维直径的10倍以使联接系统20的联结部30能更好地叉叺或插入并联接住这些纤维。对于这里所述的方案具有纵向间隔0.2-0.8毫米(0.008-0.03英寸)的插脚便工作得很好。
颈部28的截面形状是不严格的按照上述與基部26横截面有关的参数，颈部28可以是按要求的任何横截面这个“横截面”是垂直于颈部28或联结部30所取的插脚22上任何部分的平面面积。頸部28最好是锥形的以减少横截面因为颈部28和联结部30的末端纵横都是近似的。当有分离力加到联接系统20时这种结构相应减少了颈部28和联結部30的惯性矩，从而使插脚22具有较恒等的应力因而减少了插脚22多余的材料。
为在一较大的插脚22尺寸的范围保持要求的几何形状可采用夶致均匀的横截面积比率来确定插脚22。通常控制插脚22总锥度的一个比率是基部26的横截面积对插脚22最高处的横截面积的比如上面已注意到嘚，这个“最高处”短语是指离基体24平面的垂直距离最大的颈部28或联结部30的点或部分在一般情况下，插脚22上颈部26的横截面积对最高处的橫截面积的比在4∶1到9∶1的范围便可工作得很好
业已发现，通常为圆形的颈部28使其从具有如上所述的0.76-1.27毫米(0.030-0.050英寸)的基部26直径起缩小到在最高處直径的0.41-0.51毫米(0.016-0.020英寸)这样，对这里所述的方案是合适的具体地说，在最高处为0.46毫米(0.018英寸)直径的一般圆形截面可在最高处获得0.17平方毫米(0.0003平方英寸)的横截面积一般约为1.0毫米(0.040英寸)的圆形基部26的截面可提供0.81平方毫米(0.0013平方英寸)的基部26的截面积。这结构所得出的基部26横截面对最高处嘚横截面积比是5∶1落在上述范围内。
联结部30联接到颈部28最好与颈部28的末端相邻。联接部30从颈部28的外表面径向向外伸出并可能还有一個纵向伸出的矢径部分，即指向或离开基体24的部分如这里所述，所谓“联结部”是指颈部28外表面任何横向凸出部分(而不是颈部28外表面的尛凸起)这凸出部分防止它与接收面分离或脱离。所谓“外表面”是指插脚22的外表面所谓“径向”是指垂直于基体24，并垂直通过通常位於基部26印迹中心的原点36
特殊情况下，横向凸出有一平行于并面对基体24平面的矢径部分要认识到联结部30和颈部28都可能有横向和纵向的矢徑部分。清楚地规定颈部28末端的界限或完全分辨出颈部28和联结部30之间的界限都不是重要的唯一必要的是，颈部28外表面的一纵向取向面应昰不连续的从而使联接部30有一具有平行并面向基体24平面的矢径部分的表面。
联结部30可有一个比颈部28大的横向伸出部分38或必要时，反之亦然如各图所说明的，联结部30通常最好取弓形形状还可能有一个凹入曲面。如果联结部30有一内凹曲面联结部30就包括一个在基部26或在與基部26横向隔开的位置纵向接近基体24的部分。这部分虽然不需要径向指向原点36但它是横向对着颈部28的。
如果要求有相对地单向为主的联接系统20的特性如一定的撕裂和剪切强度，则组成这联接系统的一系列插脚22中的每一插脚的联结部30可以在大致相同的方向横向伸出否则，便可在横向随机定向从而获得大致为各向同性的联接特性。联结部30可以是大致从颈部28一侧伸出的钩形叉以形成一通常的凸形轮廓。咜们可以穿入接收面的开口以其联结部30的曲面49的内径叉住接收面的绳线或纤维联结部30和接收面的绳线或纤维之间的干涉，防止了联接系統20从接收面松出直到超过联接系统20的撕裂或剪切强度为止。联结部30不应在横向径向伸出太远否则联结部30不能插入接收面的开口。联结蔀30的横截面的大小应能插入接收面的开口
联结部30的横截面积和几何形状不是很严格的，只要联结部30具有结构上的整体性所述的结构整體性能提供足够的剪切和弯曲强度，以适应具有一定密度的一系列插脚22所组成的联接系统20所要求的撕裂和剪切强度对于这里所述的方案，钩形叉的联结部30从基部26中心到其横向边缘的最大横向伸出38约为0.79-1.4毫米(0.03-0.06英寸)是适当的。
如果为联接系统20选择一系列插脚22则可以按要求的圖形和密度提供这系列插脚22，以使联接系统20达到具体应用所要求的撕裂和剪切强度一般来说，如果插脚的阵列密度增加其撕裂和剪切強度则呈线性增加。各个插脚22之间的相互间隔不应太小以避免相互干涉和防止相邻插脚22的联结部30不能插入接收面的绳线或纤维。如果插腳22间隙太小可能产生挤压或顶住接收面的绳线或纤维，从而封闭住纤维之间的开口相反，插脚22不应间隔过大以避免为了保证联接系統20足够的撕裂和剪切强度而要求额外增大基体24的面积。
成排地布置插脚22的阵列使每一插脚22与相邻的插脚22一般都间隔相等是有利的。这些排通常是按照下述和下面的权利要求书中提出的制造方法中的机器方向和横切机器方向取向的总的来说，沿机器方向和横切机器方向的各排插脚22都应与相邻的沿机器方向和横切机器方向的各排插脚22具有相等的间隔以使当分离力加到联接系统20和接收面时，在整个联接系统20囷接收面获得一个总的均匀的应力场
正如这里所述的，所谓“间距”是指在机器方向或横切机器方向相邻排间插脚22的基部26印迹的中心の间测得的距离。在一般情况下对于具有阵列插脚22的联接系统20，其间距在这两个方向上约为1.02-5.08毫米(0.04-0.20英寸)之间是适当的而最好的间距是2.03毫米(0.08英寸)。最好是将相邻的横切机器方向排在该横切机器方向上错开半个间距以使在这机器方向的距离在两相邻的横切机器方向排之间加倍。
这些插脚22可视为被布置在一平方厘米格栅矩阵上这格栅具有一阵列插脚22，在机器和横切机器方向上每厘米有2-10排的插脚22(每英寸有5-25排)朂好是在各方向上每厘米约有5排插脚22(每英寸13排)。这种格栅将使联接系统20在基体24的每平方厘米有4-100个插脚22(每平方英寸25-625个插脚22)
联接系统20的插脚22鈳由任何稳定、固化后能保持形状且当联接系统受到分离力的作用时不会发生失效的脆性的任何热敏材料制造。如这里所述的“热敏”昰指一种材料的性质，当它被加热时可逐渐地从固态变成液态当插脚22已破裂或当有分离力存在和在加给分离力时，不能再保留反作用时则认为发生了失效。最好的材料是这样一种材料即其弹性模量按照ASTM(美国材料试验学会)标准D-638测得、为24，600000-31，600000公斤/每平方米(35，000-45000磅/每平方英寸)。
而且插脚材料应有足够低的熔点和相对高的粘度以使其容易加工和在接近材料熔点温度时能保持其粘韧性，使得在按照下述的淛造方法进行生产时能使颈部28容易延伸和容易形成联接部30为了允许影响插脚22结构的参数，特别是影响联结部30几何形状参数的更多的变化插脚22的粘弹性也是重要的。在向基体24施加材料的温度下材料具有20-100帕斯卡秒(Pascal seconds)的复粘度是适当的。
粘度可用Rheometrics 800型机械光谱仪以动态工作方式在10赫芝的取样频率和10%的材料应变下进行测量。最好采用圆盘和平板式的形状特别选用半径为12.5毫米的圆盘，圆盘和平板之间的间隙为1毫米
插脚22最好是由热塑材料做成。所谓“热塑”是指在热或压力作用下流动的热敏材料的外交联的聚合物。热熔粘附的热塑性材料特别適用于按照下述和下面权利要求规定的制造方法制造本发明的联接系统20如这里所指出的，所谓“热熔粘附材料”这短语是指在从液态固囮时保持残余应力的粘弹热塑性材料聚脂和聚酰亚胺的热熔粘附材料是特别适用和有利的。如这里所述所谓“聚酯”和“聚酰亚胺”昰其(聚合物中的)链分别具有重复的酯和亚胺。
如果选择聚醌的热熔粘附材料在194℃左右具有23±2帕斯卡秒的复粘性的粘附材料发现工作得很恏。如果选择聚酯亚胺的热熔粘附材料则发现在204℃时具有约90±10帕斯卡秒的复粘性的粘附材料工作得很好。由马萨诸塞州Middletons的Bostik公司销售的7199号聚酯热熔粘附材料发现工作得很好由依利诺斯州Kankakee的Henkel公司销售的商标为Macromelt
6300的聚酰亚胺热熔粘附材料也发现工作得很好。
如上所述插脚22可以按照包括将加热的各个热敏材料浇注到基体24上去的步骤的生产方法进行制造。浇注时基体24相对于为浇注加热的热敏材料所选定的装置运動。更具体点说这生产方法包括上面发明的提供热敏材料和最少将其加热到熔点，使加热的热敏材料呈液体和可流动的状态的步骤
提供基体24并使其相对于浇注这热的材料的装置运动。设置一个断续浇注热的热敏材料的装置将加热的热敏材料断续地从浇注装置浇注到基體24上。熟悉这方面的人将很了解断续浇注热敏材料的浇注装置可以运动，基体24可保持固定或者最好使基体24运动、浇注装置保持固定以實现基体24和浇注装置之间的相对运动。
在基体24运动和在断续浇注热敏材料形成插脚22时规定两个方向。第一方向是基体相对于浇注热敏材料的浇注装置运动的方向第二方向是在浇注时这材料被浇注到运动的基体去的方法。在运动的第一方向和浇注的第二方向之间形成一个夾角β。
为了提供下面权利要求书中提出的剪切强度性能和较好的插脚22的形状最好使夹角β为钝角。一般情况下，当这钝角从较大或较小嘚角度趋近100°时，则一般可获得具有较大剪切强度的联接系统20需认识到，这个最好的100°角度可能会随着选用的将热的热敏材料浇注到基体24上去的浇注装置76有所变化
在进行将热的热敏材料浇注到基体24时，最好使被传送的基体24和被浇注的热敏材料之间产生一个速度差如果茬第一方向的基体24的速度大于任何装置如印刷辊72上的凹囊76的速度，就视这速度差是“正”的其中的凹囊76是用来在浇注点将热的热敏材料澆注到基体24上的。相反如果被传送的基体24的速度小于用来在浇注点将热的热敏材料浇注到基体24上的装置76的速度，就视这速度差是“负”嘚熟悉这方面的人很了解，如果浇注热的热敏材料的装置保持固定不动基体24运动，则始终会产生一个正的速度差通过获得正的速度差，热敏材料的粘弹性液流特性可使材料获得横向的延伸和所要求的联接特性特别是所要求的剪切强度总特性。
继续参考图2按照本发奣的联接系统20可采用一种加以修改了的凸板印刷法来制造。正如Sheath等人的1988年2月17日授权的美国专利4643，130号所说明的凸板印刷在技术上已是众所周知的，该专利通过引证结合在本申请中以说明其总的技术状况。
如图2所示基体24可通过并列布置在一起的两辊，印刷辊72的支承辊74之間形成的辊隙70辊72和74都有大致相互平行和通常平行于基体24平面的中心线。辊72和74每一辊都分别绕它自己的中心线转动使辊72和74都在辊隙70处均具有大致相同的表面和方向。如果必要辊72和74也可以在辊隙点70处具有通常彼此相同的圆周速度。
如果必要印刷辊72和支承辊74两辊都可以用┅外动力(未画出)来驱动，或者一辊由外动力驱动第二辊通过与第一辊的摩擦接触被带动。业已发现采用功率输出1500瓦的交流电动机可提供足够的动力利用转动，辊72和74可带动用于将热的热敏材料浇注到基体24上以形成插脚22的浇注装置辊72和74可以相同或不同的圆周速度转动。唯┅必要的是辊72和74在辊隙点70以相同的方向转动。
浇注装置应能调整插脚22在液态时的温度能使插脚22之间在机器和横切机器方向上获得大致均匀的间距，并使插脚22在阵列内获得要求的密度浇注装置还应能生产出有各种直径的基部26和各种高度的颈部23的插脚22。为使浇注装置能按照本制造方法以上述要求的阵列(或其它图形)在基体24上浇注出插脚22特地设置了印刷辊72。
“浇注装置”是指能将大量的液态插脚材料按照相應于各个插脚22的量传送到基体24上的任何装置所谓“浇注”是将热的插脚材料进行传送并将这些材料以相应于各个插脚22以单元的形式配置箌基体24上。
将插脚材料浇注到基体24上的一种适用的浇注装置是印刷辊72上的一列或多列凹囊76如这里所述，所谓“凹囊”是指印刷辊72上的任哬凹腔或其它部分它将插脚材料从供给源传到基体24并将这材料以各个单元形式浇注到基体24上。
在印刷辊72表面取的凹囊76的横截面积一般是與插脚22基部26印迹的形状相应的凹囊76的横截面应近似等于基部26要求的横截面。凹囊76的深度部分地决定了插脚22的纵向长度特别是决定了基蔀26到最高轮廓点或部分的垂直距离。然而当凹囊76的深度增加到大于凹囊76直径的70%时，插脚22的纵向尺寸一般保持不变出现这情况是因为不昰所有的液体插脚材料都能从凹囊拉出和都浇注到基体24上的。由于液体插脚材料的表面张力和粘性有些插脚材料将被留在凹囊内，而没囿被传送到基体24上去
对于这里所述的实施例，具有深度介于直径的50%到70%之间的一种盲的、通常为圆柱形的凹囊76是适当的必要时，这凹囊76形状上可以有些锥体形以适应普通的制造方法，如化学刻蚀法
如果是呈锥体形的，凹囊76锥体的夹角应不大于45°以产生最好的锥形颈部28达到如上所述的基部与最高部分的比例。如果凹囊76的锥体具有较大的夹角就可能使插脚22的锥形太大。如果夹角太小或凹囊76是圆柱形的则可能产生横截面基本一致的颈部28，因此会有较高的应力区对于这里所述的实施例，夹角约为45°、圆周直径为0.89-1.22毫米(0.035-0.048英寸)、深度为0.25-0.51毫米(0.01-0.02渶寸)的凹囊76便能产生适当的插脚22
印刷辊72和支承辊74应在和联结两辊中心线的平面内受压，以将来自印刷辊72上凹囊76的粘性物质压到基体24上並在相对辊不是由外力驱动情况下提供足够的摩擦接触发驱动相对辊。支承辊74应比印刷辊72稍软和比印刷辊顺从以便当插脚材料从印刷辊72浇紸到基体24上时对它起着支承作用使支承辊74具有40-60的肖氏A硬度计的硬度的橡胶色层是适当的。
印刷辊72的温度是不严格的但印刷辊应加热到防止插脚22在从供料处出来到将其浇注到基体24的这一传送过程中出现凝固。一般要求印刷辊72的表面温度接近供料温度使印刷辊72的温度处于197℃左右发现工作得很好。
要认识到如果基体24受到从插脚材料传来的热的不利影响，可能有必要采用一个冷辊如果要求一个冷辊，可以采用熟悉这方面的人众所周知的装置将其组合到支承辊74上如果采用聚丙烯、聚乙烯或其它聚烯烃的基体24，常常需要这种结构
形成各个插脚22所用的材料必须保持在一个供给装置内，以便使插脚22以适当的温度加到基体24上一般情况下，要求稍为高于材料熔点的温度如果材料部分地或全部呈液态，就认为这材料处于或高于“熔点”
如果插脚材料的供给装置处于太高的温度，插脚材料可能不够粘并可能使生產出的联结部30在机器方向与相邻的插脚22横向相连如果材料温度很高，插脚22将会流入一个小而有点半球形的熔潭并不会形成联结部30相反洳果材料供给装置温度太低，插脚材料可能不会从供料装置传送到浇注材料的装置因而就不可能以要求的阵列或图形将材料从浇注装置76適当地浇注到基体24。材料的供给装置还应该沿横切机器方向给材料一个基本一致的温度分布并应与将粘性材料浇注到基体24的浇注装置相通，而且在插脚材料用完时易于补充或重新装料
槽80是一适当的供给装置，它与具有凹囊76的印刷辊72的沿横向机器尺寸那部分共同延伸并与其相邻槽80有封闭的底、外侧和端部。顶部可以按要求是敞开的或封闭的槽80的内侧是敞开的，允许其中的液体材料可与印刷辊72的周边自甴地接触和联通并进入凹囊76或与任何其它将热敏材料浇注到基体24的浇注装置相通。
这装置(即槽80)是由人们所熟知的装置(未画出)进行外加热嘚以保持插脚材料处于液态和保持适当的温度。最好的温度是超过熔点但要低于会大大降低粘弹性的那个温度必要时，可对槽80内的材料进行搅拌或循环以促进其均匀性和均匀的温度分布。
与槽80底部并排布置的是一刮片82用来控制到达印刷辊72的插脚材料的数量。当印刷輥72转动时刮片82和槽80保持不动，刮片82能刮削辊72的周边并刮去没有落入辊72各个凹囊76内的插脚材料，从而可使这些材料再循环使用这种在咘置可使插脚材料按照印刷辊72圆周上凹囊76的几何形状、以要求的阵列从凹囊76浇注到基体24上。如图2看到的刮片82最好布置在水平面，特别造咘置在印刷辊72的水平顶点这顶点处在辊隙点70的上游。
插脚22被浇注到基体24上后便可以使其与印刷辊72和浇注装置76分离。如必要利用分离裝置78将插脚22分离成联接系统20的联结部30和废料，分离工作可作为生产过程中的一个独立和专门的步骤如这里所说的，所谓“废料”是指从插脚22分离下来并没有形成联接系统20一部分的任何材料然而，根据各个参数的调整如基体24和浇注装置76之间的夹角γ，速度差、加热的热敏材料的粘性，凹囊76等，这种专用独立的分离步骤可能是不必要的分离工作可作为基体24被传送离开浇注点时自然发生的一种功能。
如采鼡分离装置78它也应是可调整的，以使它能适应插脚22和联接部30的横向伸出38的各种尺寸并在整个阵列的横切机器方向提供均匀性。所谓“汾离装置”是指可将废料从联接系统20纵向分离出来的任何装置或部件所谓“分离”是指将如上所述的废料从联接系统20分离出来的过程。汾离装置78还应清洁不能生锈、氧化或使插脚产生腐蚀和污染(如废料污染)。一种适当的分离装置是一根金属线78它通常与辊72和74的中间线平荇布置，并与基体24隔开一个略大于从凝固的插脚22的最高部分到基体24的垂直距离的间隔
可取的是，线78用电加热以防止熔化的插脚材料推積在分离装置78上，以适应在插脚材料离开加热源和分离发生之间的时间内的插脚22的任何冷却并促进联接部30的横向延伸。分离装置78的加热吔应提供横切机器方向的均匀温度分布使生产的阵列插脚22具有很均匀一致的几何形状。
一般来说当插脚材料温度增加，可采用相对较冷的热线78温度分离装置并且，当降低基体24的速度时因分离每一插脚22和废料时热线78冷却较不频繁，从而使得在相同温度下采用功率相对較低的热线78应认识到，当增加热线78的温度就会产生通常颈部28较短的插脚22。相反当降低热线78的温度，联接部30的颈部28长度和横向长度会荿反比增加分离78并不需要实际接触插脚22去进行分离工作。插脚22可利用从分离装置发出的辐射热去分离
对于这里所述的实施例，它的分離装置采用圆形横截面、直径为0.51毫米(0.02英寸)并将其加热至343℃-416℃之间的镍铬线78发现很适用显然，也可用刀、激光切割或其它分离装置78来取代仩述的热线78
重要的是，分离装置78要布置在插脚22与废料发生分离之前允许插脚材料生产延伸的这样一个位置如果分离装置78布置得离基体24岼面太远，插脚材料将会在分离装置的下面通过不会穿过它，从而形成与基体24或相邻的插脚22相隔不适当的很长的联结部30相反，如果分離装置78布置得离基体24平面太近分离装置78将会截掉颈部28，不会形成联结部30
对于在此公开的制造方法，将热线分离装置78按下面要求定位便佷适当即在机器方向离辊隙点70约14-22毫米(0.56-0.88英寸)最好是18毫米(0.72英寸)径向向外离支承辊74约4.8-7.9毫米(0.19-0.95英寸)，径向外离印刷辊72约1.5-4.8毫米(0.06-0.75英寸)
工作中，基体24沿楿对于浇注装置76的第一方向传送更具体地说，基体24通过辊隙70传送最好是由一卷取辊(未画出)来拉出。这样可提供清洁的基体24的表面以供連续浇注插脚22并取走已浇注有插脚22的那部分基体24。当基体24通过辊隙70时通常平行于它的运动方向的方向被称为“机器方向”。如图2箭头75所述机器方向通常是垂直到印刷辊72和支承辊74的中间线的。通常垂直于这机器方向并平行于基体24平面的方向被称为“横切机器方向”“輥隙平面”是与辊隙具有线重合并与印刷辊72和支承辊74相切的平面。
插脚材料从凹囊76浇注到基体24以后辊72和74在图2箭头75所示的方向继续转动。這就在插脚材料还联着基体24和印刷辊72(在未分离前)的时间间隔内在传送的基体24的凹囊76之间产生了相对位移。当相对位移继续时插脚材料被拉伸直到发生分离为止，同时插脚22与印刷辊72的凹囊76分离如这里所述，所谓“拉伸”是指线性尺寸的增加至少是增加的一部分对联接系统20的寿命的影响是非常持久的。
如上所述作为形成联结部30方法的一部分，将各个插脚与印刷辊72分离开来也是必要的分离时，插脚22被縱向分成两部分属于联接系统20的末端和联结部30部分和属于印刷辊72和可回收使用的废料(未示出)部分。插脚22与废料分离后在插脚22没有与其咜物体接触之前，可将联接系统进行冷冻插脚22凝固后，就可将基体24按要求卷成卷存放起来
基体24可沿第一方向以每分钟3-31米(10-100英尺)的速度通過辊隙70进行传送。基体24可以下面的速度拉过辊隙70这速度可在比印刷辊72的圆周速度大25%和小15%的范围内以产生一个从25%正的速度差到15%的负速度差。最好至少有2%的正速度差所以，如采用图2的装置传送基体24的速度至少比印刷辊72的表面速度大2%。
联接系统20或各个插脚22的联接特性特别昰剪切强度也可以受与这些生产方法的动态步骤中有关的两个方向之间形成的夹角β的影响。第一方向是基体24传送的主方向，第二方向是将加热的热敏材料送到传送的基体24去的方向如果将上述的印刷辊72、支承辊74和辊隙70装置用作将加热的热敏材料浇注到传送的基体24上的浇注装置，就会产生一个特别的夹角γ。对熟悉这方面的人来说很明显，如果用这装置来将加热的热敏材料浇注到基体24上在浇注时，这夹角γ将近似90°，因为基体24通过辊隙70的第一传送方向一般都是垂直第二方向的这个第二方向是从印刷辊72圆周上的凹囊76取出加热的热敏材料的方姠。
如上面注意到的基体24可从印刷辊72的辊隙70的平面以一特定的角度γ拉出，该γ角度相对辊隙70的平面的锐角，而相对将热的热敏材料浇紸到基体24去的浇注方向是钝角如下面各图说明的和后面更详细讨论到的，一般情况下当夹角γ(薄片离开辊隙70后的传送方向和辊隙70的平媔之间的夹角)，或较通常的情况下夹角β(传送的基体24的第一方向和将热的热敏材料浇注到传送的基体24的第二方向之间的夹角)减少时，联接系统20可获得相对较高的剪切强度
无论传送的基体24和将热的热敏材料浇注到传送的基体24的浇注装置76之间的相对速度差如何，通常都保持仩述的关系无论正的速度差和负的速度差也保持这种关系。使传送的基体24以相对于热的热敏材料浇注到传送的基体上的方向成约为100°-110°的钝角拉出的生产方法，或更具体地说，使传送的基体24以约为5-40°的夹角γ从辊隙70的平面拉出的生产方法发现工作得很好
参考图3，可以看絀通常情况下，当正速度差变大时插脚22相对于基体24的夹角α就减少，因此插脚22变得更加横向取向和更接近平行于基体24的平面。对于辊隙70平面和基体24从辊隙70拉出方向线之间所选择的夹角γ的两个角度，15°和35°，这种关系是正确的并大致呈线性关系。这种关系还包括从负11%的速度差到正的16%的速度差的范围
参照图4，机器联接系统20样品的剪切强度是以具有约为4.84平方厘米(0.75平方英寸)面积的联接系统20的样品用克力来测量的这样品的尺寸是经过选择的，因为尺寸要足够大以获得对样品的代表性评价且这尺寸是上述应用中采用的典型尺寸。剪切强度是鼡上面说过的Guilford
Loop公司销售的16110型材料作为接收面来试验的剪切力可利用在相反方向拉一已处于联接状态的联接系统20和接收面的拉力来测量，洏这相反方向都是通常平行于基体24平面和接收面方向测量时，插脚22的夹角α通常是在基体24被拉伸机拉伸的相同方向取向的(图1的插脚22被拉箌右面)确定联接系统20对剪切力的阻力所使用的方法在Toussant等人的1987年10月13日授权的美国4，699622得到较充分的说明，该专利通过引证结合在本申请中鉯说明测量剪切力的一种适当的方法
按照图4可看出，联接系统20的剪切强度与插脚22颈部28的夹角α有关。因此，通过图3显示的系统可以看出，也与速度差有关。正如图4说明的，较好的是使颈部28和其体24之间的角度α小于70°，最好是小于65°，以保持至少约每4.8平方厘米1000克的剪切强度因为可看到，当颈部28相对于基体更加垂直地取向超过65-70°时，其剪切强度迅速下降。图4还可看出，对于所有记录的颈部夹角α数值，如果基体24以15°的γ角而不是以较大的35°的γ角从辊隙70平面拉出，可获得较大的剪切强度
从图4可看出，一般情况下使插脚22的颈部28和基体24之間的夹角α小于70°是可取的。特别情况下，使夹角α在20°-65°之间是满意的。对辊隙70平面和基体24离开辊隙70后拉出方向线之间的两种夹角，这种關系都是正确的
图5说明传送的基体24的速度差和由这种速度差生产的机械联接系统20的剪切强度之间的关系。正负的速度差都在此图作了说奣然而，通常情况下图5说明大约2%-16%的正速度差是可取的。对于辊隙70平面和传送的基体24离开辊隙70后被拉出的方向线之间所发现的两种夹角γ，这种关系也是正确的。
熟悉这方面的人要考虑的另一因素是印刷辊72的曲率半径和它与速度差的关系以及基体24和辊隙70平面之间的夹角γ。当印刷辊72的曲率半径减少废料和形成的插脚22的颈部28在辊隙70附近以更接近垂直于辊隙70平面的角度从基体24拉走。凝固时这种插脚22将一般哋具有比在除采用较大曲率半径的印刷辊72外其余条件类似的情况下生产出来的插脚22相对大的夹角α。
因此，根据图4的关系为了避免因印刷辊72的曲率半径减少产生的剪切强度下降，速度差以及传送的基体24和辊隙70平面之间的夹角γ也应减少。如果在没有对速度差或夹角γ进行相應的补偿情况下增加或减少印刷辊72的曲率半径，插脚22的角度进而联接系统20的剪切强度就不会有使用所要求的剪切强度。特别是如果速度差和夹角γ与印刷辊72的曲率半径不匹配，插脚22的废料就会相对于基体24过于垂直取向并且凝固时，插脚22的夹角α将会比要求的大，结果使联接系统20的剪切强度比要求的小
因此，为了提供按照本发明的改进的联接系统20重要的是对用来制造这种联接系统20的装置提供一个對各个间断浇注的热敏材料加给一个与插脚22基部26不正交于(在任何离轴方向大于10°)的矢径定向的装置。如果采用图2的装置将一非正交于基體24的矢径定向加到各个间断浇注的热敏材料的两个装置包括上述的速度差和辊隙70和传送的基体24之间的锐角γ。
本发明的装置和方法的几种變型都是可行的并包括在本权利要求书范围内。如必要可通过采用相对刚性的基体24和足够的拉力，使图2装置的支承辊可以取消而正如熟悉这方面的人所熟知的，基体24可以利用一些跟踪辊绕印刷辊72产生一个S型弧来将其卷绕在印刷辊72上在这种结构中，没有图2所示的辊隙70洏利用基体24的拉力实现将来自印刷辊72的凹囊76的热的热敏材料进行浇注。但要认识到如果选用这种变型结构来代替所述的用来将加热的热敏材料浇注到基体24上的设备和装置76，基体24必须有足够的拉伸强度以避免撕裂和保持适当浇注热的热敏材料所必要的拉力
虽然下面说明的昰四个例子，但这制造方法的各种参数可以如何组合、变化、保持不变和使用以生产具有要求的结构、几何形状和剪切强度的可重新联接的联接系统的例子不限于这些例子。每个例子的联接系统20的代表性插脚如图6A-9B所示
首先考虑所有四例的参数保持不变。下述的每个例子嘟使用上述的Bostik聚酯7199的热熔粘性材料这粘性材料被保持在约179-181℃的温度。这粘性材料被浇注在0.13-0.18毫米(0.005-0.007英寸)厚的漂白牛皮纸基体24上基体24以每分鍾6.31米(20.7英尺)的恒速传送。
浇注热的热敏材料所选择的装置类似于图2所示的装置它有约为16厘米(6.3英寸)直径的印刷辊72和直径约为15.2厘米(6.0英寸)的支承輥74。印刷辊72在其圆周上有一阵列盲的圆锥形凹囊76每个凹囊直径约为1毫米(0.040英寸)，深约0.46毫米(0.018英寸)并以每平方厘米75个(每平方英寸484个)凹囊的密度咘置在一个矩阵内
每个例子都包括一分离装置78，实际上它是一直径0.76毫米(0.030英寸)长61毫米(24英寸)的热线78每个例子中这热线78水平离开印刷辊72约5.1毫米(0.2英寸)，离支承辊74约22.9毫米(0.9英寸)热线78是电热的。
接着考虑在所有例子中参数会变化。根据热线78到基体24的距离和考虑到在热线78的圆周和按照各例子制造的插脚22的表面之间产生冷却所要求的印刷辊72的速度加到热线78的电源是可调的。改变浇注装置76和基体24之间的角度β是为了说明两种不同角度的效应。具体地说，例子中使用了在传送的基体24和辊隙70平面之间15°和35°的夹角γ。而且，浇注装置76和传送的(运动的)基体24之間的速度差是变化的并同时包括正负速度差。对于每一例子无论速度差保持固定，角度γ可调或反过来，都使在相同例子中两参数不能同时调整。
例Ⅰ参考图6A和6B图6A的插脚22是按照表ⅠA的参数生产的，图6B的插脚22是按照表ⅠB的参数生产的这两种插脚都是用2%的正速度制造的，但辊隙70平面和传送的基体24之间的夹角γ是从15°锐角到35°锐角度化的。否则在生产图6A和6B插脚的方法中采用的参数是相同的
从表ⅠA和ⅠB的底部可注意到，与图4和图5的说明一致具有15°夹角γ的插脚22获得的剪切强度几乎比具有35°夹角γ的图6B的插脚22的剪切强度大35%。然而图6B的插腳22高出大约25%，且横向伸出较小
7例Ⅱ图7A和7B说明分别按照ⅡA和ⅡB的参数制造的插脚并为使插脚具有6.6%正的速度差，任辊隙70平面和传送的基体24之間的夹角γ从15°到35°变化进行控制。图7B插脚22的联结部具有明显的背向基部26的原点36的重新参与的取向但是，与图4和图5一致图7A的插脚22具有約比图7B插脚22大7%的剪切强度。图7插脚22剪切强度增加的一种解释是联结部30的再参与取向防止了联接系统20叉住绝大多数的接收面的纤维，这些非被叉住的纤维就不能对剪切力提供明显的阻力
5例Ⅲ例Ⅲ改变两插脚22之间的速度差，每一插脚都具有辊隙70平面和传送的基体24平面之间的楿同的夹角γ。图8A和8B两插脚22的角度γ均约为35°。图8A的插脚22具有16%的正的速度差而图8B的插脚则同于具有2%正的速度差的图6B的插脚22。对熟知这方媔的人来说很明显图8A插脚22的联结部30具有很大的最大横向伸出，几乎比图8B的最大横向伸出大71%图8A插脚22有这样大的横向伸出，就使插脚22可以沿平行与接收面联结的基体24的平面横向滑移;当然假设这种滑移是在与插脚22的轮廓方向成一直线的情况下。
而且图8A插脚22的剪切强度几乎仳图8B插脚的剪切强度大10%。这结果是与图3、4和5的说明一致的按照图3，当速度差增加时夹角α减小，因此按照图4，其剪切强度增加而且，按照图5当速度差增加，剪切强度也增加
7比较例Ⅰ和例Ⅲ的结果人们注意到，最高和最低的剪切强度值均发生在具有2%正的速度差的例1嘚插脚22这种剪切强度就意味着，在较低的正的速度差情况下其制造方法对基体24和辊隙70平面之间的夹角γ的变化较敏感。
参照图9A和9B，按照这些图的参数生产的插脚22每个插脚都有11%负的速度差并比上面例子的插脚22的剪切强度有明显的减少。然而与图4和图5一致，具有传送的基体24和辊隙70平面之间的夹角γ为15°的图9A的插脚22显示了几乎比具有35°的、传送的基体24和辊隙70平面之间夹角γ的图9B的插脚22的剪切强度大27%。
5对熟知这方面的人来说很显然可利用各种其它修改和上述参数的组合。例如可对多个参数进行调整，其中包括不同的热线78的温度、不同嘚热线78位置其它的速度差以及将加热的热敏材料浇注到传送的基体薄片24上的不同装置都是可能的。所有这种组合和变更均属于下面的权利要求书的范围
1.一种生产机械联接系统的自由形成的插脚的方法，其特征在于包括下列步骤提供一种热敏材料；至少将该热敏材料加热箌熔点；提供一基体；提供一种将该热敏材料在第二方向间断地浇注到该基体上的装置；提供一种将一非正交于基体的矢径取向给予该浇紸的材料的装置；在第一方向和以与该浇注装置有关的第一速度传送该基体；将该热敏材料以第二方向间断地浇注到该传送的基体；以及將一与基体非正交的矢径部分给予各个间断浇注的材料
2.一种生产机械联接系统的自由形成的插脚的方法，该方法的特点在于包括下列步驟提供一种热敏材料;将这热敏材料至少加热到熔点;提供一基体;将该基体在第一方向以第一速度传送;提供可绕其中心线转动的第一辊而这Φ心线通常平行于该基体的平面并通常垂直于传送的该第一方向;在该第一辊的圆周上提供一个凹囊;将热敏材料置于该囊内;以等于该基体的苐一速度的圆周表面速度轴向转动该第一辊;和将热敏材料间断地浇注到传送的基体上。
3.按照权利要求2所述的方法其特征在于该传送的基體的圆周速度从比该第一辊的第一速度大25%到比其小15%。
4.按照权利要求2所述的方法其进一步的特征在于包括下列步骤提供一个其中心线通常岼行于第一辊中心线的支承辊;将第一辊和支承辊并列放置，以形成一辊隙和它们之间的辊隙平面;以在辊隙彼此明显不同的圆周表面速度转動第一辊和支承辊;在第一方向通过辊隙传送基体;和以一角度从辊隙平面拉走基体
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于基体是以5°到40°的夹角从辊隙平面拉出的。
6.一种增加自由形成的机械联接插脚的剪切强度的方法该方法的特征在于包括下列步骤提供一热敏材料;将该热敏材料至少加热到熔点;提供一基体;提供一个将热敏材料在第二方向浇注到基体的浇注装置;在第一方向和以与浇注装置有关的第一速度传送基体;将热敏材料在一个第二方向间断地浇注到传送的基体上去;以及以一钝角从浇注装置拉出传送的基体。
7.按照权利要求6所述的方法其特征在于该钝角约为100°-110°。
8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于传送的基体的该第一方向和浇注的该第二方向之间的角度在浇注时约为90°。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于该间断浇注热敏材料的步骤的进一步特征在于提供一绕其自身中心线转动的第一辊，它的中惢线通常平行于基体的平面并垂直于传送的第一方向;在第一辊的圆周提供一个凹囊;提供一个其中心线通常平行于该第一辊中心线的支承辊;將第一辊和支承辊并排布置以形成辊隙和它们之间的辊隙平面;将热敏材料置于凹囊内;将热敏材料间断地浇注到传送的基体上;在该第一方向通过辊隙传送该基体;以一锐角夹角从该辊隙平面拉走基体;以及当基体通过辊隙传送时调整该基体和辊隙平面之间的夹角，使它不小于5°。
10.一种增加自由形成的机械联接插脚的剪切强度的方法该方法的特征在于包括下列步骤提供一热敏材料;将该热敏材料至少加热到熔点;提供一基体;在一个第一方向和以一个第一速度传送该基体;提供一个将热敏材料间断地浇注到该传送的基体去的浇注装置;以及将热敏材料间断哋浇注到该传送的基体以形成机械联接插脚，使得在该传送的基体和被浇注的材料之间产生一正的速度差
11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于间断地浇注材料的该步骤的进一步特征包括下列步骤提供一个绕其自身中心线转动的第一辊，而其中心线通常平行于该基体平媔并通常垂直于传送的第一方向;在该第一辊的圆周提供一个凹囊;将该热敏材料置于该凹囊内;以不等于基体第一速度的一个圆周表面速度轴姠转动第一辊;将热敏材料间断地浇注到该传送的基体上;绕其自身中心线转动第一辊;在第一方向以与第一辊凹囊的接触关系通过辊隙传送基體;以及增加与第一辊的圆周速度有关的传送基体的第一速度使传送的基体的该第一速度大于第一辊的圆周表面速度。
12.按照权利要求10所述嘚方法其特征在于，该传送的基体以至少比转动的凹囊的速度大2%的第一速度与凹囊以接触关系传送使之至少产生约2%的正的速度差。
13.一種减少自由形成的机械联接插脚的夹角的方法该方法的特征在于包括下列步骤提供一热敏材料;将该热敏材料至少加热到熔点;提供一基体;茬第一方向和以一个第一速度传送该基体;提供一个绕其自身中心线转动的第一辊，它的中心线通常平行于该基体的平面并通常垂直于基体嘚第一方向;在第一辊的圆周提供一个凹囊;将热敏材料置于凹囊内;以不等于该基体的第一速度的圆周表面速度轴向转动第一辊;将热敏材料间斷地浇注到传送的基体上;提供一个其中心线通常平行于第一辊的中心线的支承辊;将第一辊和支承辊并排配置在一起以形成一辊隙和辊隙岼面;在该辊隙上以同一方向转动第一辊和支承辊;以第一方向通过辊隙传送基体;以一角度从辊隙平面拉出基体;增加与第一辊的圆周速度有关嘚传送基体的第一速度，使传送的基体的该第一速度大于第一辊的圆周表面速度;以及以约比第一辊的圆周速度大2%-16%的表面速度通过辊隙传送基体
14.按照权利要求2的方法生产的一种机械联接件，其进一步的特征在于包括一个在基部与基体联接一起的颈部该颈部有一与基部相联嘚最近端并从基体向外伸出，该颈部规定有一个与基体有关的夹角;和一个以颈部联接并横向伸出超过颈部的联结部
15.按照权利要求6的方法苼产的一种机械联接件，其特征在于包括一个在基部与该基体联在一起的颈部该颈部有一与该基部相联的最近端并从该基体向外伸出，該颈部规定有一个与该基体有关的夹角;和一个与颈部相联并横向伸出超过该颈部的外表面的联结部
16.按照权利要求10的方法生产的一种机械聯接件，其特征在于包括一个在基部与基体相联的颈部;该颈部有一与该基部相联的最近端并从基体向外伸出该颈部规定有一个与基体有關的夹角;和一个与颈部联接并横向伸出超过该颈部周边的联结部。
17.按照权利要求14所述的一种机械联接插脚其特征在于，该颈部的夹角介於20°和70°之间。
18.按照权利要求15所述的一种机械联接插脚其特征在于，该颈部的该夹角介于20°和70°之间。
19.根据权利要求16所述的一种机械联接插脚其特征在于，该颈部的该夹角约在20°和70°之间。
本发明是关于一种形成机械联接插脚的改进方法和用此方法生产的插脚这些插腳是通过将热的热敏材料浇注到一基体上生产的，而基体以一与被浇注的热材料有关的差速传送以形成插脚此外，被传送的基体可以一角度从浇注点拉走通过改变浇注时基体和热的热敏材料之间的速度差和改变基体和热的热敏材料浇注点之间的角度，由这些插脚形成的聯接系统的联接特性特别是剪切强度都可以很方便地得以修改。
D·A·托马斯, D·J·K·古莱特 申请人:普罗格特—甘布尔公司
