专利名称：拉伸的系固件的制作方法
技术领域：
本发明涉及合成树脂薄片形系固件和制造它们的方法和机器。
本发明的一个重要方面是关于挂钩环系固的挂钩系固件。它们在连续长度上是由合成树脂制成。一般是用多个系固件，即每平方英寸有数百乃至数千个分散的挂钩件。这些一般在加工方向，即在成形系统生产该产品的方向成整齐的排列。
这些挂钩件从一个整体带形基底的至少一侧离散地直立。所述基底形成将系固件安装到携带它的物件上的装置。
这些挂钩的系固件在分布上一般具有一个美观的、均匀的、商贸上可以接受的外观，并在消费品和工业品中广泛应用。
在一个优选的制造方法中，例如在Fischer的美国专利No.4,794,028所说明的方法中使用模制辊。这个方法生产具商业外貌的挂钩系固件，其中挂钩排是直线的，在两个方向中的挂钩件间的间隙是规则的。
形成这类优选系固件模制辊一般包括一系列薄的圆板、模制板与间隔板交替。一个模制板的外周加工成带有限定小挂钩轮廓空腔的切口。一组板固定成使它们的周边合作限定辊的表面。因为要求大量这样的板并且板必须仔细地保持对齐，这样的辊进行生产和维修是昂贵的，并且一般限制在短的长度。制造的产品的宽度相应地受限制。
在这种方法中制造的常规系固件材料宽度小于一或两英尺，并在挂钩间的连接带厚度大于0.005英寸，一般为0.008英寸。一般来说，在这个制造方法中挂钩面在加工方向，或相反方向，结果它们的主剥离强度和剪切强度取向相近。
将要介绍的本发明在其最广的方面，除了上述的模制技术外，还用其它技术形成合成树脂系固件。使用这些技术，例如在挤压的预制件上利用已知切割和拉伸技术，离散的系固件分布区也是从基底树立，并且系固件在加工方向延伸的排中对齐。这样使得挂钩的方向垂直于加工方向，它们的主剥离强度和剪切强度正在这方向上。现有制造这种装置的设备和方法在制成产品的宽度和系固件间能够达到的连接带的最小厚度方面受到限制。
本发明人发现的能够取得商业上可接受的合成树脂薄形系固件，其中在多系固件间的连接带或基底处于横向永久拉伸状态，在很多例子中连接带材料具有在横向拉伸方向至少部分地分子取向。
还发现，在保持整体离散的系固件的一致性和工作形状的同时，在相邻系固件间的连接带部分能够拉伸到跨产品宽度的均一厚度。在理想的情况，在系固件间的连接带部分减小到薄膜厚度，并且造成的系固件可贴合于弯曲的或复杂的表面，或另外经济地应用到广泛的区域。
根据本发明的一个重要方面，制造薄形系固件的方法包括以下步骤(1)纵向拉伸热软化合成树脂薄片，使薄片的分子结构在纵向产生预取向；(2)用旋转模制辊从薄片模制一个连续的连接带，它具有一个基底和多个与基底一体的从基底至少一侧突出的离散的系固件；(3)然后，在连接带可永久拉伸的条件下，在横向拉伸连接带使基底永久拉伸并增加系固件的横向间隔。
在特定的实施例中，系固件包括接触系固件挂钩等。
在优选实施例中，系固件制品的横向分子取向强度和系固件的剥离强度在拉伸过程中提高。
在优选的结构中，产品的最终宽度与在宽度拉伸前原始宽度比在约2比1和10比1之间，宽度拉伸减小连接带基底厚度至少50％。
在某些结构中，横向拉伸将连接带加宽至少200％，并减小系固件间连接带基底的厚度至少三分之二。
在另一实施中，方法包括加热连接带使得连接带的基底可永久拉伸而不会使系固件的形状发生不利变化。在某些设置中，系固件仅从连接带的一侧伸出，主要从具有系固件侧面的相反侧面加热连接带。
在某些例子中，树脂是适于制成挂钩的热塑树脂，包括聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚笨乙烯、PVC、尼龙、或它们的共聚物或聚合物混合物。
在某些优选的结构中，横向拉伸过程造成分子取向和拉伸过程时的系固件间连接带基底的强化，以致在系固件间连接带基底在横向大体整体一致地拉伸。
在某些情况中，合成树脂具有特征性的最小伸长率，模制辊根椐预定图形结构限定在连接带区域上的系固件和其它限制伸长部件。所述图形结构是这样选择的，使得最终的连接带宽度与在横向拉伸前连接带宽的比基本小于所述特征性的最小伸长率。在某些实施中，系固件和限制伸长部件阻止连接带的局部伸长。限制伸长的部件是与连接带基底一体的树脂制成的产品的结构部分，所用的方法包括有差别地加热制造中的连接带，使系固件和限制伸长件比连接带的基底能够伸长较小。
在一些结构中，在连接带横向拉伸时连接带基底的温度受控制。例如，可以在横向拉伸时将系固件浸入到控制温度的液体中。在另一些例子中，在横向拉伸时连接带基底浸入到控制温度的液体中，或连接带基底在横向拉伸时在加热的液浴中加热，同时将系固件保持暴露到空气中。
在一些实施例中，用双拉伸工艺，其中横向拉伸连接带的步骤包括在第一拉伸区域中横向拉伸连接带，然后将连接带保持在中间拉伸宽度上，然后在第二拉伸区域在横向拉伸连接带。横向拉伸速度最好沿第一拉伸区域改变。
在本发明的另一方面，提供制造薄型系固件产品的方法，包括(1)从合成树脂形成一个连续的连接带，所述连接带具有与至少连接带一侧一体伸出的多排离散的系固件，系固件基本面向纵向；(2)然后，在连接带能永久拉伸的条件下，在一个偏斜方向拉伸连接带的基底，使得在系固件间连接带基底永久拉伸，增加系固件的间隔并使系固件排在加工方向的斜向定向，使得系固件面向一个倾斜方向。
在本发明另一方面，制造具有系固件的分层薄型产品的方法包括(1)由合成树脂制成一个连续的连接带，所述连接带具有以一定图形结构从连接带基底一侧伸出的多个与连接带基底一体的离散的系固件；(2)然后，在连接带基底可永久拉伸的条件下，横向拉伸连接带基底到一个较宽的宽度，使得在系固件间的连接带基底拉伸，增加系固件横向上的间隔，同时基本保持系固件纵向间隔；(3)将一个附加材料粘结到连接带相反侧。
在一些实施例中，所述粘结包括在连接带基底热软化的条件下在一个辊上通过附加材料和连接带。
在另外的实施例中，粘结包括在附加材料上，或连在接带基底上，或同时在两者上加粘结剂，并将附加材料和连接带进行引导结合形成一个层状体。
在另外的实施例中，粘结包括热软化附加材料的表面，并将附加材料和连接带在一个辊上通过，使得连接带基底粘结到附加材料热软化表面上。
在优选实施例中，粘结包括把附加村料和连接带合在一起，使得连接带基底粘到附加材料的热软化表面上，有时是相对一个辊用压力将附加材料和连接带压在一起。
在本发明另一方面，制造薄型系固件的方法包括(1)由合成树脂形成一个连续的连接带，所述连接带具有以一定图形结构从连接带基底至少一侧伸出的多个与连接带基底一体的离散的系固件，所述形成使连接带的分子结构在纵向预取向；(2)然后，在连接带基底可永久拉伸的条件下，横向拉伸连接带，使得在系固件间的连接带永久拉伸，增加系固件横向上的间隔，同时基本保持系固件纵向间隔。
在本发明另一方面，一个系固件产品由合成树脂构成并具有沿连接带基底一个第一方向取向的多排系固件。在系固件排间的连接带部分具有与第一方向成一个角度的分子取向。
在一个优选的实施中，系固件包括挂钩件，其轮廓是在相对于连接带连续长度的倾斜方向上。
在一些情况中，在拉伸状态中的连接带基底包括厚度小于0.003英寸的热塑料薄膜。在特定情况，产品粘结到一个实用产品的非平面表面上，薄膜连接带与非平面表面一致。
在某些实施例中，产品具有八英尺以上的宽度。
在特定的优选例中，产品具有横向分子取向，形成在纵向的抗扯强度。在特定的关键实施例中，产品也具有在纵向中的分子取向，形成在横向中的抗扯强度。
在另一套实施例中，一个装饰层包括成叠层的所述产品和薄片材料，所述产品的系固件形成一个装置，将所述层固定到一个希望的位置上。在一些例子中，装饰层包括一个壁覆盖层。在另一些例子中，它包括一个地板覆盖层。
在本发明的另一方面，形成系固件的机器具有形成辊隙的一对辊，至少一个辊是一个模制辊，形成与连接带基底连续长度的侧表面一体的接触系固件。机器还包括向辊隙供给塑料树脂的装置，从而在模制前树脂受纵向拉伸，并且设置一个宽度拉伸装置，在连接带基底的连续长度的横向拉伸一个由对辊制出的中间产品的连接带基底。
在优选的实施例中，机器包括一个加热隧道，中间产品在拉伸装置前通过它。加热隧道的设置主要是为了加热系固件所在的侧面相反的连接带侧面。
在特殊用途的实施中，供给塑料的装置包括一个挤压器，供给的树脂由被驱动的辊产生的拉力纵向拉伸，在成形前在加工方向将树脂的分子结构预取向。
在另一方案中，供给塑料树脂的装置包括一个可设在辊隙上的挤压器，供给的树脂至少部分地当它从挤压器落到辊隙时由惯性力纵向拉伸。
在另一个实用的设置中，机器还包括将附加的材料叠层到拉伸过的连接带基底上的装置。在一个优选的实施例中，叠层装置包括一个辊，产品围绕这个辊在拉伸方向拖拉。
图1和图2是本发明制造产品的装置的侧面图和平面图；图1a是在图1和2的系统中可以拉伸的连接带的另一种来源；图3是在图1的线3-3处取的横向拉伸前产品的放大平面图；图3a和3b分别是沿图33a-3a和3b-3b取的剖面图；图4是沿图1的线4-4取的完成的产品的放大平面图；图4a是完成的系固件产品放大平面图，其中系固件相对于加工方向倾斜角度设置；图4b是在宽度和纵向均拉伸的完成的产品的放大平面图；图4c是具有不同形状系固件的完成产品的放大图；罔4d是具有附加限制拉伸结构的产品的放大图；图5和6是沿图4中相应线取的完成的产品的剖面图；图5a和6a是沿图4a中相应线取的剖面图；图5b和6b是沿图4b中相应线取的剖面图；图7和图8分别是图5b和5c高倍放大的系固件的侧视图和端视图，示出在拉伸当中产品截面尺寸的改变；图7a-7d是可供使用的多种系固件图；图9-10是本发明系固件被固定的对象的侧视图；图11是在倾斜方向进行产品拉伸的拉伸框架平面示意图；图12是与图11相似的图，示出偏斜系固件方向同时在宽度和纵向拉伸的框架；图13是与图1的左手部分相似的图，具有附加装置向连接带的背面引入一预制的织物；图13a是用图13的装置和方法形成的产品的剖面图；图14是与图1的左手部分相似的图，其中双挤压器向辊隙供给两种不同成份的液体树脂；图14a是图14的机器和工艺制成的产品的剖面图；图15是与图1的左手部分相似的图，包括多个模制辊，成形在两侧面上具有凸起的产品，供构成产品的多种树脂；图15a是用图15的装置和工艺形成的产品的剖面图；图16是在横向拉伸前在预热炉中辐射加热图；图17是向拉伸的连接带叠层衬料的图1机器方案图；图18-20是附加叠层粘结工艺技术图；图21是双速区域拉伸图；图22-23是在连接带拉伸时系固件保温液浴的侧视和平面图；图24是拉伸时将系固件暴露到空气中而液体中加热连接带基底图；图25是双液温度控制拉伸液浴；图26是在单一流体介质中控制连接带和系固件温度时系固件拉伸图。
见图1和2，成形装置13利用一个旋转模制辊14，用合成树脂模制一种带有连续连接带12的产品10，连接带12具有多个与基底连接带一体的离散间隔开的系固件11。如图1所示，模制辊14与一个压力辊16配套限定一个成形辊隙。模制辊的周边具有离散的模制空腔，每个空腔的形状是为了形成一个如图7和8放大所示的系固件的轮廓。一个挤压器18挤压进入辊隙的液体塑料树脂20，并形成一个带有众多个从一个表面伸出的离散系固件的连接带。在通过取出辊22后，成形的产品能够通过图1和2所示的拉伸装置。
另外，不将由成形装置12出来的产品10直接送到图1和2所示的拉伸系统，也可以在储存辊中收集产品，在另外时间再从储存辊转到拉伸系统。图1a示出一个台24，安装由成形装置12预先成形的材料的储存辊10a。村料围绕空转辊26和28通过，供给到图1和2的拉伸系统，如图1所示是作为一个成批的而不是流水线的过程进行。
在以上任何过程中，产品10进入拉伸系统，它包括一个预热器32、一个横向拉伸机构40和一个冷却装置42。然后完成的产品能够缠绕到一个辊或另外放置。
见图3的放大产品图，连接带12的上表面具有多个离散直立的挂钩件11，在此情况中适于根据挂钩环技术系固。挂钩的交替的排可以面向相反的方向，挂钩的排与加工方向T对齐，T方向与模制辊14的转向一致。
在进入预热器32前，产品由在轨道上与产品一同运行的拉伸框架的夹具30接合，因此将模制的产品通过预热器32和横拉伸装置40运送。
如图所示，产品的连接带10的向下游的平滑表面暴露到分布的热空气流中，空气流是由热空气源34产生并通过强制通风装置36和分布喷咀38向预热器引导的。
连接带10的上表面和离散系固件11暴露到由预热器32的壁容纳的在较低温度下的残余空气流中。其结果，大部分热可以被控制引导到产品下表面，将在上侧上的系固件11保持在足够低的温度以致系固件在预热和拉伸过程不发生有害的变形。
在预热器32中的产品10大致加热到形成产品合成树脂的璃态转变温度上和熔点温度下。由于导轨的预定布置，直到预热器32的最后阶段，拉伸框架夹头30保持与产品10成形宽度大体相应的固定横向间隔。在最后点，已知的拉伸框架夹头30开始扩张。夹头30在拉伸装置40上的扩张直到达到最大的宽度为止，如图所示这基本是在拉伸装置的中间，此后拉伸框架轨道可以平行地继续进行一个选定的距离，然后逐渐收拢到稳定的最终宽度W。产品以宽度W通过冷却装置50进行材料的冷却和稳定。
见图4，产品通过预热器32、拉伸装置40和冷却装置50的结果是连接带在横向被永久拉伸，并且离散的系固件排间的间隔随预定伸长率而增加。这个伸长率选在超过如下详细说明的树脂的特征性最小伸长率。比较图3和4产品前后放大的图可见到，图3系固件11的排的原间隔W0增加到图4的间隔W1，它比W0大得多。根据所希望的产品、被加工用的树脂特性和其他参数，间隔W1的改变可达原始宽度W0的大约2-8倍。因为此例中拉伸框架的夹头30以速度V1移动，在此实施例中在整个拉伸系统中V1大体不变，在加工方向T在图3和4中都以L0表示的离散挂钩件的纵向间隔不发生明显变化。
在特定例子中，如图21所示宽度拉伸在二个或多个不同区域进行。在第一区域Z1产品宽度被拉伸到约2.5∶1的整体拉伸比，此后在中间宽度保持至少数秒，以使得在区域Z2进行第二次宽度拉伸到约6∶1的最终整体拉伸比前，取得部分稳定。如图所示，拉伸区域的拉伸框架轨道是弯曲的(如余弦)，逐渐开始和完结每个拉伸循环的横向加速。第一拉伸循环建立连接带底板上希望的分子取向。这种双速度区域拉伸的设置可以使敏感的树脂达到较大的最终伸长率，避免由加工过程诱发的局部应力集中而在挂钩的根部引起撕裂。
在进行横向拉伸条件下，基底连接带12的材料的厚度从图3A和3B的原来的t0减小到图5和6的减小的厚度t1。系固件的面密度因此减小。例如，具有约0.035英寸常规高度沿排约0.050英寸间隔L0的挂钩形件，开始带有约0.025英寸的排间隔W0，以0.100英寸的图4的间隔W1结束，面密度以因数4改变，从每平方英寸约800个系固件11变化到每平方英寸约200个系固件。在希望要较大最终挂钩件密度时，如需要较大的挂钩形紧固件11与环织物的接合剥离和剪切强度时，能够容易作出调整，例如通过减小原始的横向排间隔W0，或减少伸长率。
在利用较小的离散系固件的另一例子中，面密度例如可以从每平方英寸约2000改变到1000或500。可以用配有不同的面密度的几种不同的系固件结构。
因此拉伸过程是在基底连接带12可永久拉伸的条件下进行，以连接带12永久拉伸的方式进行需要程度的连接带拉伸，并使得产品10的系固件11的间隔增加。也可以利用几个其它的设置，其中一些在本说明书稍后加以说明。
在图1和2所示的优选实施例中，连接带是通过加热成为可永久拉伸的。使用加热的空气并避免向连接带12的顶表面引导热空气，连接带此时携带一体的模制系固件，系固件11被保护避开连接带的下表面和本体受到的加热。发现在这些条件下拉伸连接带12不会损坏系固件挂钩的外形。拉伸框架夹头30的扩张量和连接带拉伸达到的最终尺寸W根据所用的树脂和最终产品要达到的性能来改变。
一般来说，一个给定的树脂材料如一个平薄片，在给定的拉伸条件下具有由所述条件限定的特征性的最小伸长率(CMSR)，即，如果薄片没有超出这个最小率之外拉伸，产生带有皱纹和凹痕的不均匀的产品。如果超过CMSR则能够确保全区域的拉伸，并能取得大体平坦的最终产品。这个参数是从发生在微观程度上的拉伸中确定的。一般它反映，在拉伸处发生分子取向，而在发生了取向的薄片区域则可增加其强度。鉴于微观拉伸作用和在很短的时间间隔，薄片总是不具有精确的均匀厚度，或被加热到精确一致的温度和整体的可拉伸性。这影响到工艺进行的方法。在过程的最初阶段，拉伸发生在最能拉伸的区域，直到通过在这些区域逐步的分子取向，薄片的这些区域的强度变大并对拉伸有更大的阻力为止。在这发生时，拉伸作用转向以前未拉伸的区域，并依此继续下去。如果拉伸在一个足够长的时间进行并且CMSR被基本超过时，则产生出一个均匀的拉伸效应，通过这个效应，薄片的所有区域经历的某种足够的拉伸而取得平坦的均一外观的产品。
在图1和2的实施例中，拉伸框架夹头30的纵向速度在从预热器到冷却装置的全长大体上保持固定。
见图4a和图11中的拉伸框架夹头的表示，在另一工艺过程中，沿产品一边的夹头以速度V1通过预热器32和拉伸装置40。但是，在产品的另一边，夹头链分成两个作用部分。通过预热器32的第一部分以速度V1运行，与在相对边的速度相同。在第二部分，在拉伸装置40内，夹头的纵向速度平缓增加到比速度V1大的速度V2。如图11箭头D所示，这具有向在对角线中或倾钭方向的连接带材料施加拉伸力的效果，并造成系固件排的重新定到图4a示的关系。系固件排形成一个相对于加工方向T的角α。此时由于相应于系固件重新定向排方向的倾斜方向拉伸，基底连接带12的材料具有在倾钭方向中确定的分子取向。此时不需要在加工方向的预拉伸，但也可以使用。当它们的结构分量处于横向，或交叉加工方向时，在倾斜拉伸产品中的系固件，比加工生产的图4的产品相同的系固件，在横向可以具有对剥离和剪切更有效的挂钩和环系固。
由于设置树脂挤压器18、模制和压力辊14和16和被包括的辊隙，挤压的树脂当进入辊隙时被拉、或纵向挤压，从而基底连接带的树脂分子链在模制前在平行于系固件11排的纵向预先取向。一般来说，纵向预取向的程度随挤压和模制过程的速度增加。这个连接带预取向的益处是在纵向强化连接带，并能对需要随后分割的操作降低纵向抗扯强度。在挤压器18中使用特殊模，如涂层悬挂模(coat hangerdie)，当能够用重力进给系统时，其中，液体树脂的挤压连接带在落入辊隙中时的惯性力之下纵拉伸，能强化这种纵向预取向。
在连接带进入辊隙时，在没有纵向预取向的带有挤压器的机器中，如图12所示的拉伸框架可用于纵向和横向拉伸模制的连接带，产生图4b所示的产品。此时，在拉伸装置两侧上的夹头分成两部分。当连接带通过拉伸框架40时，在每侧的第一部分以速度V1连续通过预热器32，夹头的第二部分以较大的速度V2运行。这具有在连接带被横向拉伸的同时也有纵向拉伸的效果，造成连接带材料的双轴向树脂取向，并增加挂钩形系固件间隔，宽度达到W3长度达到L3，相应大于图3所示的原来的宽度W0和长度L0。这个特殊方法的不利之处在于在加工方向中的后拉伸限制了能施加到模制连接带上的横向拉伸量，从而限制最终产品能达到的宽度。
图4c示出本发明方法能够生产的另一种产品，其中除了离散的系固挂钩11外，还有连接到挂钩的结构60对产品的整体性能起强化功能。后成形宽度拉伸工艺过程对这样的产品有效。
在图4d中，在加热时以预定限制整个产品可拉伸性的图形确定表面结构90。此时挂钩形系固件11和限制进一步拉伸的结构90例如是保持较低温度，并协同限制整个预制件的可拉伸性。通过适当选择，系固件11和附加的结构90提供一个特定设计的产品，并在选择的工艺条件下，形成有效最小伸长率，它大体小于所述产品连接带12相同厚度的普通平薄片的CMSR。以这样的方式做成预制件，以不同于普通树脂连接带的CMSR直接确定的方式，在拉伸框架中进行加工。通过适当选择结构和挂钩件的大小和位置，能够调节预制件的有效CMSR，因此能改变能够达到的拉伸量。这使得能够生产按照要求的不同的性能的系固件产品。在聚丙烯时，CMSR一般约在6∶1到8∶1间。但是，通过适当选择挂钩件11的面密度、间隔和尺寸和限制拉伸的附加结构90的面密度、间隔和尺寸、和它们的相互关系，产品的有效CMSR可以在相当大的应用范围上改变，例如小到4∶1或2∶1。通过适当选择参数就能够用相同一种树脂，如聚丙烯，形成数种扩张比的产品。
图7a-7d示出多种其他类型系固件中的一些。图7a-7d的微型挂钩具有0.03，可小到0.015英寸或更小的高度。这些对于包括低顶层非编织织物的精细匹配环的织物是有用的。图7c的系固件是棕榈树形的，具有约0.100英寸的高度，例如对于系固室内的装饰织物形成皱纹等是有用的。图7d示出一种蘑菇形系固件，它可以与相对织物的相似的蘑菇系固件的排列啮合。这是作为一例说明，在更广的方面本发明可应用到其他形式的模制系固件。这些是根据本发明制造的产品中可用的适合于挂钩环系固的多种挂钩结构中的四种。
见图7和8的高倍放大图，图的虚线部分表示在离开成形装置13时原始模制的产品。加热和拉伸的效果如图实线所示减少了连接带12的厚度。宽度的拉伸依伸长率可显著减少连接带的厚度。
在特定例中连接带的厚度减小到薄膜是较好的，即对于厚膜小于0.003英寸的厚度，或对于薄膜约0.001-0.002英寸。这种膜对于复杂的表面具有很大的适应性。在一些情况其适应性足以能够平滑地加到弯曲表面，如圆柱体，或被热固。在另一些例中，选择连接带最终厚度和模制它的合成树脂以影响整个产品的拉伸，以使它能在复杂表面上展开。
在一些例中产品粘结到增加整个系固件强度的物件上是有利的。在通过闪光加热时，使用树脂连接带本身背面的粘结性可以进行粘结，或应用粘结剂层，或利用它所施加表面的粘结性质，或将这些方法中的两个或三个加以结合使用，或用包括超声焊接等的其他粘结技术。
图9中示出一个本发明制造的系固件依附的复杂表面，其中产品的基底连接带的厚度减小到0.001-0.002英寸的选择厚度。在这个产品中连接带的薄膜性质使得它可帖服，并在希望时可伸展成帖服到复杂表面。在图9中，形状是任意的，表示几个形状能够接受这样的系固件。
在图10的略图中示出一个宽表面。例如，一个办公室隔板的内表面，如5英尺x7英尺的尺寸，根椐本发明材料的薄片粘贴到上面。在整个表面上根据希望材料形成一均匀复盖的挂钩排列阵。这样的表面在任何点可以接受一个环件，并牢固保持它。以该方式和较低的成本，对比颜色的隔板可结合上去；在墙上可以安装标记和艺术品，可以固定天花板瓦，固定地板层等。
见图7和8，虚线示出挂钩系固件在加热前的高度大于加热和拉伸处理后的高度。由于与重力和表面张力效应相结合的受控表面熔化，根据在预热器32中控制的向系固件施加的热量，会发生来自系固件的特定量的材料表面流动而造成缩短。这会给予挂钩系固件外表面一个希望的影响，如当触摸时接触皮肤感觉较软和较适舒。
在其它例中，希望保留系固件11的精确的模制形状，通过减少施加的热避免外形变化，或在连接带加热时保护系固件。此时，在拉伸时加到连接带的张力延伸到较低温度的突出的系固件结构中，并有效地向相对较软的连接材料中拉这些刚度较大的结构。
如图22和23所示，在拉伸时保护系固件的一个方法是利用一个浅的控制温度的液浴120。在此例中，在宽度拉伸时仅系固件11浸入液浴中，连接带基底10露在比液浴温度高的空气环境中。拉伸架轨道31布置成在拉伸时降低连接带将系固件浸泡，在拉伸后从液浴中拉起产品。
在图24所示的另一方案中，连接带基底10的下表面浸入加热的控制温度的液浴中，同时系固件11露在较冷空气中。在另一个方案中(图25)，利用保持在不同温度的两种不混合的液体125和126，连接带沿两液体之间的介面运行，起热屏障的作用，减少层间的传热。在每个方案中，利用液浴较精确控制与系固件的温度分开的连接带基底的温度，在连接带拉伸时帮助保持所需的系固件形状。液浴可以设置成这样，使得系固件产品或悬挂在液体中，或由液浴的下表面支撑。在图26的方案中，整个系固件产品(即连接带基底10和系固件11)被浸在温控的流体中(或液浴液体或炉空气)，控制拉伸时的产品温度。可用的液浴液体包括乙二醇。
本发明的一个方面是发现在基底和系固件间的张力效应是可控的，不阻碍具有离散的小系固件的产品拉伸，事实上，在某些情况中能被利用使系固件达到希望要的缩短或几何形状的改变。
上述多个实施例涉及具有单一树脂组分的系固件，系固件11和基底12是由它一体制成的。其他的结构同样可以利用本发明，并在一些情况中形成进一步改进的结果。
见图13，成形系统如图1所示，但附加有一个宽辊17，它是用来从未示出的一个源拉预制的连接带19，并供给到在辊隙之前的下辊16。材料19包括如麻州Walpole Micrex公司的所谓microcreping工艺的预压缩的编织的产品。编织物适于与装置形成的挂钩接合，并能进行宽度拉伸而不会纵向缩短。它被引到在辊隙前的辊16的表面，并根据本文参引的美国专利No.5,260,015公开的原理与树脂20结合。制成的材料放大示于图13a。挂钩件11与以前所述一样与基底连接带12一体，但是连接带的下侧与致密的编织物19的纤维混合并紧密连接成整体产品。在一个例子中，编织产品19由具有比形成连接带12和挂钩件11的树脂有较高熔点和璃态转变温度的纤维形成，以致编织物容易在图1和2的预热器32的加热条件下保持它的环状结构。因此在图2的热空气源34的空气流穿透多孔的编织物和接触树脂时，编织结构原样，实际上是起散热器的作用，确保向连接带12的传热，并在产品达到系统的拉伸区域时形成可拉伸性。
以这种方式制造在一侧具有接触系固挂钩而在另一侧具有接触环的产品，它具有的成品宽度显著地大于在它离开模制辊14的产品的宽度。
见图14，另一个实施例利用图1和2所示的安装的辊。然而，挤压器13a是一个复合挤压器，产生不同性能的树脂21和23流股。在到达挤压器出口前流股21和23汇合，并且结合的挤出物20a作为两种树脂的分层复合物供给到模制辊和压力辊的辊隙中。树脂23可以具有的厚度比连接带21小，选择树脂23主要形成系固件11，而树脂21主要形成连接带12’。通过使用具有不同流变性能的相互兼容的树脂，在后者拉伸过程中获得一些优点。例如，最好选择树脂23具有比树脂21高的熔点和璃变温度。这样在模制的产品中，系固件11’至少部分地包括树脂23，使它较为不软，对预热器32的加热变形较不敏感，并因此在受到足够的热使得连接带的树脂21容易拉伸时，较准确保留它们的外形。图14方案和产品的其他优点是挂钩11’的树脂23(图14a)能根据系固件11’剥离和剪切强度加以选择，而基底连接带10’的树脂21能根据最优的基底连接带性能如可拉伸和贴合性加以选择。
图15示出的系统包括两个模制辊14和14a有辊隙，树脂从如图1和2中设置的挤压器18出来被引入辊隙。然而，设置两个附加的挤压器18a和18b将树脂填入各辊14a和14的模制腔中。在设有辊23和25上一个例中，辅助的辊隙可以由相应模制辊形成，从辅助的挤压器18a和18b引入树脂。此时，辊23和25相对于它们相应模制辊的间隙减小到最小，以致树脂的主要部分进入模制腔。另外，可以设置刮片将树脂推入模制腔，而不让构成基底连接带的树脂留在周边。制成的产品在一侧具有系固件11，其它的件如系固件11’，从相反侧伸出。选择从辅助挤压器18a和18b挤出的树脂可以与在图14中用的树脂23相似，即它们可以在预热条件下比形成连接带12’主体的树脂具有较大稳定性，能在挤压器18形成的基底树脂连接带加热和拉伸时保持它们的形状和整体性。从图15说明的工艺设备制成的产品示于图15a，其中基底连接带10’由一种树脂构成，上部系固件11由第二种树脂构成，下部系固件11’由第三种树脂构成。
如图16所示，可以利用一个辐射预热器32a，其中辐射件35将辐射能引向产品10而使它达到可拉伸状态。优点是，由辅助的挤压器18a和18b提供的树脂可以是具有反射光或彩色色素的，它限制突出件11和11’吸收的辐射量，因此挤压器18提供的树脂例如可以是黑色的或其它强吸收辐射能的。(在图14中提供的形成系固件11’的树脂起相似的作用)。可取的是，在特定的例中选择挤压器18a的树脂具有的特性与挤压器18b的不同。例如，在一情况中，挤压器18a的树脂比18b的凝固快，并且在辊隙中与它的模制辊较易分离，挤压器18b的树脂在与辊14一起向剥离辊22a运动中具有较长时间冷却。
在所有上述实施中说明了预热器，而在线作业设置的另一实施中，在靠近模制辊14处进行横向拉伸，并从温控辊直接接受处于软可拉伸状态的产品10。此时，挤压和成形过程的热用于提供给在可拉伸状态的连接带以使横向拉伸装置40起作用。在这种连接中，应注意到突出的系固件11具有相对于其体积来说大的露出表面积，在适当条件下，比基底连接带12较快地冷却，因此在拉伸过程中比基底连接带本身较坚固，变形阻力较大，在大多数情况这是希望的。
如图17所示，在另一实施例中一种附加材料叠层到拉伸了的产品的系固件相反的连接带侧面上。在离开拉伸架40后，产品的连接带99的背面在热软化状态中，在连接带绕在收集辊106上前通过叠层辊104上时，从滚筒源102来的附加材料100与连接带的背面接触。在所示的实施例中，在张力下的连接带99沿叠层辊的弧拖动，叠层辊在连接带99和附加的材料间施加压力。软化的连接带99永久与叠层辊施加的附加材料100粘结，形成可达数英尺宽的两侧产品108，系固件在一侧，附加材料在另一侧。
在一个实施例中，附加的材料是一个墙面层，挂钩加到其上用于可将墙面层固定到墙壁上。
在另一例中，制造的是底板层，如汽车用的，附加材料包括在顶部的纤维毡，在下面的模制系固挂钩用以将地板层固定到汽车的永久地板复层上。
在另一例中，制成场地地毯，附加材排形成地毯顶面，连接带形成系固件将其固定到永久性地面层上。
为制造所有这些产品，在特定例中，用进一步的步骤在附加材料和带有系固件的连接带之间的实现粘结。如，在一例中(图18)可叠层到连接带之前，在附加材料上(和/或连接带)加粘结剂110。在另一方案(图19)中，在叠层前用火焰软化附加材料(和/或连接带)，连接带和(一些情况实际上是火焰固定)附加材料进行叠层。而在另一例方案中(图20)，空气喷射器112帮助相对于叠层辊将叠层的两层压紧到一起以帮助层间结合。这些强化粘结的技术的结合也是可用的。
数种产品展现出本发明的实际意义。现给出一些例子。
在第一例中，璃相转变温度接近室温的12聚丙烯液流，模制成在0.012英寸厚、12英寸宽的连接带上，全高约0.035英寸，面密度是每平方英寸750个挂钩形系固件。各批模制产品拉伸到最终宽为3、4、5和6英尺，制成0.005、0.004、0.003和0.002英寸的厚度。在拉伸过程中发生少许或不发生变形。
在另一例中，部分是聚丙烯液流，模制成高0.028英寸，面密度是每平方英寸900个挂钩。在约0.005英寸厚的连接带上与系固件一起模制抗撕扯结构。产品宽度被拉伸到3∶1和4∶1的比例，减小厚度到0.0015和0.001英寸。应注意，拉伸比例越大，最终连接带产品厚度越均匀。在拉伸过程中也是发生少许或不发生变形，制出可用的宽30-40英寸的系固带。
与上述例子相同的产品，在拉伸架上其宽度被拉伸两倍后，其长度修整到原始宽度并再通过拉伸架进行2∶1纵向拉伸。最终连接带厚约0.001英寸，系固件之间间隔在宽度和纵向均被加倍。
通过拉伸面密度为每平方英寸约147个挂钩的，挂钩高0.100英寸的，6英寸宽连接带，制造12英寸尼龙6/6系固件带。
在与上述尼龙例子中的同样装置中用带有璃相转变温度为150°F的制瓶品种的对苯二甲酸乙二醇聚酯，然后把它的模制宽度拉伸四倍，制出一排柔性很大的系固件产品，四英尺宽，连接带厚度仅为0.001英寸。
璃相转变温度完全在室温之下的低密度聚丙稀模制出0.008英寸厚12英寸宽的连接带，带有0.35英寸高的挂钩形系固件，原始的面密度为750个挂钩/平方英寸。将产品拉伸到最终宽度为4英尺的尝试造成局部撕裂和挂钩高度的降低。制出的可用产品拉伸宽度为2和3英尺，挂钩少许或不变形，连接带厚度为0.004和0.003英寸。
权利要求
1.一种制造薄片形系固件产品的方法，包括a纵向拉伸热软化合成树脂薄片，使薄片分子结构在纵向预取向；b用一旋转模制辊从所述薄片模制一个具有一基底和若干与基底一体的离散系固件的连续连接带，所述系固件从基底的至少一侧伸出；c然后，在连接带可永久拉伸的状态下，横向拉伸连接带使基底永久拉伸，并增加系固件横向间隔。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，系固件包括接触系固挂钩等。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，系固件产品的横向分子取向和剥离强度在横向拉伸过程中增加。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产品的最终宽度与拉伸前原始宽度的比约为2∶1到10∶1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，宽度拉伸将连接带的基底厚减小至少50％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，宽度拉伸使连接带加宽至少200％，并且减少系固件之间连接带基底的厚度至少三分之二。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括加热连接带使连接带基底可永久拉伸而不使系固件的形状发生有害变化。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，系固件仅从连接带的一侧伸出，连接带主要从具有系固件的侧面的反面加热。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，树脂是适于形成挂钩的热塑树脂，包括聚丙烯、聚乙稀、聚酯、聚苯乙烯、PVC、尼龙或它们的共聚物或聚合物混合物。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，横向拉伸使得在拉伸时在系固件间的连接带基底分子取向和强化，其结果在系固件间的贯穿连接带基底基本一致地宽度拉伸。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述合成树脂具有特征性的最小拉伸率，所述模制辊根据预定的图形限定在连接带面上的系固件和其他限制拉伸结构，选择图形使得最终连接带宽度与宽度拉伸前的连接带宽度比大体小于特征性的最小拉伸率。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，系固件和限制拉伸结构阻止连接带的局部拉伸。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，限制拉伸的结构是与连接带基底一体的合成树脂形成的产品实体结构，方法包括不同地加热形成中的连接带步骤，以使系固件和限制拉伸的结构比连接带基底能够较小地拉伸。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括在连接带宽度拉伸时控制连接带基底温度。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括在宽度拉伸时将系固件浸入到温控液中。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括在宽度拉伸时将连接带基底浸入到温控液中。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括在宽度拉伸时在加热的液浴中加热连接带基底，同时系固件露在空气中。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，宽度拉伸连接带的步骤包括在第一拉伸区域宽度拉伸连接带；将连接带保持在中间拉伸宽度；而然后在第二拉伸区域进一步宽度拉伸连接带。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，宽度拉伸速度沿第一拉伸区域变化。
20.一种制造薄片形系固件产品的方法，包括a用合成树脂形成一连续连接带，它具有多排与连接带至少一侧一体的并伸出的离散系固件，系固件大体面向纵向；b然后，在连接带可永久拉伸的状态下，以永久拉伸系固件间连接带的方式在倾斜方向拉伸连接带，并增加系固件横向间隔，在加工方向的斜向定向系固件的排，使示固件面在斜方向。
21.一种制造具有系固件的叠层薄片形产品的方法，包括a用合成树脂形成一连续连接带，具有与连接带基底一体的从连接带基底一侧以一定图形伸出的多个离散系固件；b然后，在连接带可永久拉伸的状态下，横向拉伸连接带基底以使永久拉伸系固件间连接带，并增加系固件横向间隔，同时基本保持系固件的纵向间隔；和c向连接带基底的相反侧结合附加材料。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，结合包括在连接带基底热软化条件下将附加材料和连接带在一辊上通过。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，结合包括向附加材料上或连接带基底或这两者上施加结合剂，引导附加材料和连接带结合形成叠层。
24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，结合包括热软化附加材料的表面，并将附加材料和连接带在一个辊上通过使连接带基底结合到附加材料的热软化表面上。
25.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，结合包括使附加材料和连接带受压结合到一起，使连接带基底结合到附加材料的热软化表面上。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，附加材料和连接带是顶靠着一个辊由空气压力结合一起。
27.一种制造薄片形系固产品的方法，包括a用合成树脂形成一连续的连接带，具有多个与连接带一体的并从连接带至少一侧以一定图形伸出的离散系固件，所述形成使得连接带的分子结构在纵向预取向；b然后，在连接带可永久拉伸的状态下，在横向拉伸连接带，来永久拉伸系固件间连接带，并增加系固件横向间隔，同时基本保持系固件的纵向间隔。
28.一种由合成树脂构成的系固件产品，具有沿一连接带基底的第一方向取向的多排系固件，在示固件的排之间连接带的部分具有与第一方向成一角度的分子取向。
29.根据权利要求28所述的产品，其特征在于，系固件包括挂钩件，它的轮廓相对于连接带的连续长度成一倾钭方向。
30.根据权利要求28所述的产品，其特征在于，在拉伸状态中的所述连接带基底包括厚度约小于0.003英寸的热塑料薄膜。
31.一种实用物件，具有非平面表面，其特征在于，在所述表面上结合权利要求30所述的产品，薄膜连接带贴合着所述非平面表面。
32.根据权利要求28所述产品，其特征在于，具有八英尺或更大宽度。
33.根据权利要求28所述的产品，其特征在于，在横向分子取向形成在纵向抗扯强度。
34.根据权利要求33所述的产品，其特征在于，在纵向的分子取向形成在横向抗扯强度。
35.一种装饰层，其特征在于，包括权利要求28所述产品和一呈叠层的薄片材料，产品的系固件形成将所述层固定到希望位置上的装置。
36.根据权利要求35所述的装饰层，其特征在于，包括一墙壁层。
37.根据权利要求35所述的装饰层，其特征在于，包括一地板层。
38.一种形成一种系固件产品的机器，包括一对形成辊隙的辊，其特征在于，至少一个辊是模制辊，形成与一连接带基底的连续长度侧表面是一体的接触系固件；向辊隙供塑料树脂的装置，从而树脂在模制前纵向拉伸；和一横向拉伸装置，在所述连接带基底的连续长度的横向拉伸所述辊对制出的中间产品的连接带基底。
39.根据权利要求38所述的机器，其特征在于，包括一个加热隧道，所述中间产品在到达所述拉伸装置之前先通过它，加热隧道主要加热系固件所在侧面的连接带基底的相反面。
40.根据权利要求38所述机器，其特征在于，供塑料树脂的装置包括一个挤压器，供的树脂由被驱动的辊产生的张力纵向拉伸，使树脂在成形之前在加工方向分子结构发生预取向。
41.根据权利要求38所述机器，其特征在于，供塑料的装置包括一个可设置在辊隙上的挤压器，提供的树脂在从挤压器落向辊隙时由惯性力至少部分纵向拉伸。
42.根据权利要求38所述机器，其特征在于，包括将附加材料叠层到拉伸的连接带底板上的装置。
43.根据权利要求42所述机器，其特征在于，叠层附加材料的装置包括一个辊，所述产品在拉伸状态中围绕它拖动。
全文摘要
由纵向预取向合成树脂制成系固件产品(10)的连续长度。产品特征是,基底连接带和从连接带(12)至少一侧伸出的离散系固件排列(A)是在横向拉伸的分子取向状态中。在形成具有与基底连接带(12)一体的离散系固件(11)的在可拉伸状态的预制件后,预制件被拉伸显著增加系固件间隔并减小基底连接带(12)厚度。所示的机器(40)能够在成形前纵向取向,并在成形后宽度拉伸,利用控制加热使产品宽度可拉伸,同时保留或实现希望的系固件(11)形状。所示的系固件产品(10)包括横向拉伸到原始预制系固件产品(10)宽度两倍和十倍的产品,由于通过拉伸制出的薄膜形连接带(12)的分子取向具有横向抗扯强度,适用复杂或宽展的表面。也示出通过将附加材料结合到拉伸连接带(12)上形成的叠层产品和叠层方法。
文档编号A44B18/00GK1254258SQ98802063
公开日2000年5月24日 申请日期1998年1月23日 优先权日1997年1月27日
发明者基思·G·巴泽尔, 乔治·A·普罗沃斯特, 理查德·G·梅德拉 申请人:维尔克鲁工业公司