CN110035674B - 接触紧固件 - Google Patents

Abstract

一种接触紧固件(10)，具有熔接到例如薄膜(32、74)且从薄膜延伸的长且细的有头部茎(18)，通过在刷子的刷毛(70)之间定向细、中空、拉伸的短纤维(58)制成，其中只是纤维端部(66)伸出刷子，以及然后通过直接熔接将膜熔合到纤维端部。然后在通过加热茎的端部并允许树脂变形为可接合头部(20)来对茎进行成头时从刷子取回纤维。

Description

接触紧固件

技术领域

本发明涉及一种接触紧固件，例如具有配置成可释放地接合一片纤维的离散凸形紧固件元件的接触紧固件，以及涉及形成这种接触紧固件的方法。

背景技术

接触紧固件产品具有一片小的钩挂构件，也称为紧固元件，其可以接合纤维，例如环，以将两件物品保持在一起。早期的凸形接触紧固件产品是通过编织拉伸细丝的环，稳定细丝环，然后切割每个环的一侧以形成钩来形成的。后来，开发了模制非常小的凸形紧固元件的方法，形成从树脂薄片延伸的钩挂构件阵列。一些凸形紧固元件被模制成在模制茎的端部处具有可接合的头部。例如，J形钩和棕榈树形钩可以模制在封闭的空腔中，或者通过切割和拉伸挤出的轨道而形成。一些其它凸形紧固元件通过模制从树脂片延伸的直茎，然后使茎的端部变形以形成头部来形成。具有在茎的基本上所有侧面上悬伸于其茎的头部的紧固元件被称为蘑菇形物体或蘑菇形钩。虽然模制钩或前体茎可以是非常有成本效益的，但是对于可以容易地以高速模制的特征的形状和尺寸存在实际限制。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种接触紧固件产品包括具有侧表面的基部，以及从基部的侧表面延伸的多个紧固元件。每个紧固元件具有从基部的侧表面延伸到头部的非锥形树脂茎，该头部悬伸在茎的侧面上，用于保持配合紧固件产品的纤维。茎从基部以不同的角度延伸，并且茎的基部在熔接点处固定到基部的侧表面，其中茎的树脂在与基部侧表面的树脂的熔接部中固化。

通过以不同的角度延伸，我们的意思是一个茎的纵向轴线以关于基部的一个角度延伸，而另一个茎的相同纵向轴线以不同的角度延伸，等等。在许多情况下，茎以角度和位置的伪随机排列从基部延伸出来。

在一些情况下，基部侧表面由树脂膜形成。在一些示例中，膜和茎具有相似的厚度。该膜可以具有与侧表面相对的第二侧表面，茎的基部固定到该侧表面，第二侧表面暴露在基部的背侧上。

在一些实施例中，产品基本上由膜(作为基部)和紧固元件构成。

在一些产品中，头部悬伸在茎的所有侧面上。这种产品的紧固元件可以被认为是蘑菇型紧固元件。

在一些实施例中，茎是圆柱形管的形式，或者是中空的。在一些示例中，头部限定了进入中空茎的开口。

在一些情况下，茎具有沿其长度延伸的纵向接缝，例如挤出接缝。一些这样的产品中的头部具有周边，该周边限定了与茎的纵向接缝对应的顶点。在下面讨论的一些示例中，每个茎具有三个挤出接缝，并且头部具有形状为鲁洛三角形的周边。

在优选的实施例中，茎非常长且细长，具有例如10至60(或在一些情况下，20至50)之间的长度与厚度比。对于许多紧固应用，茎具有至少1.5mm的标称茎长度和/或小于约0.2mm的标称厚度。在某些情况下，茎具有不同的标称厚度。例如，茎可包括一组相对低厚度的茎和另一组相对高厚度的茎。

茎可以是纵向拉伸的树脂，这有助于在适当的条件下促进所需的头部自由形成。

茎可以具有在基部上的伪随机分布。我们在下面讨论伪随机的含义。茎不需要各自精确定位以形成有用的紧固件。

在一些示例中，一些或所有头部各自在头部的基部具有球茎。

本发明的另一方面的特征在于一种接触紧固件产品，其包括具有侧表面的基部，以及从基部的侧表面延伸的多个紧固元件。每个紧固元件具有从基部的侧表面延伸到头部的非锥形树脂茎，该头部悬伸在基部上，以保持配合紧固件产品的纤维。茎具有长度(沿着茎从基部的侧表面到头部的下侧所测量的)和总横向厚度(垂直于茎测量的)，并且长度与厚度之比在10和60之间(在一些情况下，在20到50之间)。茎的基部在熔接点处固定到基部的侧表面，其中茎的树脂在与基部的树脂的熔接部中固化。

在一些情况下，基部侧表面由树脂膜形成。在一些示例中，膜和茎具有相似的厚度。该膜可以具有与侧表面相对的第二侧表面，茎的基部固定到该侧表面，第二侧表面暴露在基部的后侧上。

在一些实施例中，产品基本上由膜(作为基底)和紧固元件构成。

在某些产品中，头部悬伸在茎的所有侧面上。这种产品的紧固元件可以被认为是蘑菇型紧固元件。

在一些实施例中，茎具有圆柱形管的形式，或者是中空的。在一些示例中，头部限定了进入中空茎的开口。

在一些情况下，茎具有沿其长度延伸的纵向接缝，例如挤出接缝。一些这样的产品中的头部具有周边，该周边限定了与茎的纵向接缝对应的顶点。在下面讨论的一些示例中，每个茎具有三个挤出接缝，并且头部具有形状为鲁洛三角形的周边。

对于许多紧固应用，茎具有至少1.5mm的标称茎长度和/或小于约0.2mm的标称厚度。在某些情况下，茎具有不同的标称厚度。例如，茎可包括一组相对低厚度的茎和另一组相对高厚度的茎。

茎可以是纵向拉伸的树脂，这有助于在适当的条件下促进所需的头部自由形成。

茎可以具有在基部上的伪随机分布。我们在下面讨论伪随机的含义。茎不需要各自精确定位以形成有用的紧固件。

在一些示例中，一些或所有头部各在头部的基部具有球茎。

本发明的另一方面的特征在于一种制造紧固件产品的方法。该方法包括沿共同方向定向多个挤出的树脂纤维，每个纤维的端部暴露并定位在共同基准面的一距离内(该距离优选小于纤维平均长度的20％)。纤维的暴露端部与垂直于共同方向延伸的载体片的一侧接合，并且通过将纤维的树脂熔接到载体片的树脂上，将纤维的接合端部永久地固定到载体片上。可接合的头部形成在与固定端部相对的纤维的端部上。

在一些实施例中，载体片包括形成载体片侧面的膜，或基本上由这种膜构成。

在一些情况下，将纤维的接合端部永久地固定到载体片上形成延伸超出纤维侧面的熔接部，使得熔接部在树脂膜的侧面具有至少为固定的纤维的标称厚度的两倍的横向范围。

在一些示例中，永久地固定纤维的接合端部在载体片或膜中形成孔。

如下所述，在一些示例中，定向挤出的树脂纤维涉及将纤维保持在刷子的刷毛之间并与刷子的刷毛平行，其中纤维的暴露端部延伸到刷子刷毛的远端处或超出刷毛的远端。基准面可以是与刷毛的远端间隔确定距离的平面。使纤维定向可以包括将纤维针刺到刷子中并且可以在针刺纤维之前包括将纤维以不连贯的短纤维的棉絮支撑在刷毛的远端上为。在针刺纤维之后，定向纤维可以包括从刷子上除去未定向的纤维，同时将定向的纤维保持在刷毛之间。

定向纤维可以包括在将纤维保持在刷毛之间并与刷毛平行的同时，将纤维的暴露端部压向刷子以相对于基准定位暴露端部。

在一些情况下，刷毛的自由长度与厚度之比在10和100之间。在这方面，“自由长度”是刷毛从刷体中的其固定处到其自由端的总长度。理想地，刷毛充分密集地填充，使得定向的纤维通过相邻的刷毛保持在其定向位置。

该方法优选地作为连续过程进行，刷子是再循环带的形式，其顺序地移动通过纤维铺设站，针刺站，固定站，产品移除站和刷子清洁站，其中在皮带返回到纤维铺设站之前，从刷毛之间除去未固定的纤维。

在一些实施例中，接合纤维的暴露端部包括将载体片支撑在暴露端部上，同时将纤维保持在刷毛之间。

在一些示例中，将纤维的接合端部永久地固定到载体片包括用通过载体片施加的热量加热纤维的接合端部，或者在使纤维的暴露端部与载体片的侧面接合之前加热纤维的暴露端部。

在一些情况下，形成可接合头部包括加热远端以引起远端的树脂变形成悬伸在纤维侧面的头部。例如，远端可以用非接触热源加热。头部可以形成为使得头部围绕其整个周边限定悬伸部。

在一些应用中，挤出的树脂纤维是中空的，并且形成的可接合的头部限定了进入中空纤维的开口。形成可接合头部可以包括加热中空纤维的远端以引起远端的树脂向外和向下卷绕以悬伸在纤维上。

在一些示例中，挤出的树脂纤维各自具有沿纤维纵向延伸的一个或多个挤出接缝，并且所形成的可接合头部具有周边，所述周边限定对应于纤维的挤出接缝的数量的多个周边顶点。例如，挤出的树脂纤维可各自具有三个挤出接缝，每个头部周边限定三个周边顶点。

由中空纤维的可接合的头部限定的开口也可以限定与纤维的挤出接缝的数量对应的多个开口顶点。

在该方法的一些应用中，纤维具有不同的厚度并且形成可接合的头部包括在相对较厚的纤维上形成相对较大的头部，以及在相对较细的纤维上形成相对较小的头部。

对于许多应用，定向的纤维是直的，未卷曲的，长度在4到10mm之间的短纤维。短纤维可具有50至250微米的标称厚度，和/或10至60(或20至50)之间的长度与厚度比。

对于一些应用，载体片(或膜)的标称厚度为纤维标称厚度的0.3至2.5倍。

根据本发明的另一方面，一种接触紧固件产品包括具有侧表面的基部，以及从基部的侧表面延伸的多个紧固元件。每个紧固元件具有管状茎，管状茎具有固定到基部的一个端部，并延伸到与基部间隔开的远端(管状茎在其长度的至少大部分上是中空的)，并且头部形成在管状茎的远端处，头部悬在基部上，用于保持配合紧固件产品的纤维。每个管状茎具有沿着茎纵向延伸的一个或多个挤出接缝，并且头部具有周边，所述周边限定了与茎的挤出接缝的数量对应的多个顶点。

在一些情况下，基部侧表面由树脂膜形成。在一些示例中，膜和茎具有相似的厚度。该膜可以具有与侧表面相对的第二侧表面，茎的基部固定到该侧表面，第二侧表面暴露在基部的后侧上。

在一些实施例中，产品基本上由膜(作为基部)和紧固元件构成。

在某些产品中，头部悬伸在茎的所有侧面上。这种产品的紧固元件可以被认为是蘑菇型紧固元件。

在一些示例中，茎各具有三个挤出接缝，并且在一些情况下，头部周边被成形为鲁洛三角形。

在一些示例中，头部限定了进入中空茎的开口。

在优选的实施例中，茎非常长且细长，具有例如10至60之间(或在一些情况下，20至50之间)的长度与厚度比。对于许多紧固应用，茎具有至少1.5mm的标称茎长度和/或小于约0.2mm的标称厚度。在某些情况下，茎具有不同的标称厚度。例如，茎可包括一组相对低厚度的茎和另一组相对高厚度的茎。

茎可以具有在基部上的伪随机分布。我们在下面讨论伪随机的含义。茎不需要各自精确定位以形成有用的紧固件。

在一些示例中，一些或所有头部各在头部的基部处具有球状部。

本发明的另一方面的特征在于一种制造紧固件产品的方法，包括沿共同方向定向多个挤出的树脂纤维，并使每个纤维的暴露端部与垂直于共同方向延伸的树脂片的侧面接合。通过将纤维的树脂熔接到片材的树脂上，将纤维的接合端部永久地固定到树脂片上。可接合的头部形成在与固定端部相对的纤维的端部上。

在一些实施例中，树脂片包括形成片材侧面的膜，或基本上由这种膜构成，或者是膜。

在一些情况下，将纤维的接合端部永久固定到树脂片上形成延伸超出纤维侧面的焊缝，使得焊缝在树脂膜的侧面具有至少为固定的纤维的标称厚度的两倍的横向范围。

在一些示例中，永久固定纤维的接合端部在树脂片或膜中形成孔。

如下所述，在一些示例中，定向挤出的中空树脂纤维包括将纤维保持在刷子的刷毛之间并与刷子的刷毛平行，其中纤维的暴露端部在刷毛的远端处延伸或超出刷毛的远端并且定位在共同基准面的距离内，该距离小于纤维平均长度的20％。基准面可以是与刷毛的远端间隔确定距离的平面。定向挤出的中空树脂纤维可以包括将纤维针刺到刷子中并且可以在针刺纤维之前包括将纤维以不连贯的短纤维的棉絮支撑在刷毛的远端上为。定向挤出的中空树脂纤维可以包括在针刺纤维之后，从刷子上除去未定向的纤维，同时将定向的纤维保持在刷子刷毛之间。

定向挤出的中空树脂纤维可以包括在将纤维保持在刷毛之间并与刷毛平行的同时，将纤维的暴露端部压向刷子以相对于基准定位暴露的端部。

在一些情况下，刷毛的自由长度与厚度之比在10和100之间。在这方面，“自由长度”是刷毛从在刷体中固定处到其自由端的总长度。理想地，刷子刷毛充分密集地填充，使得定向的纤维通过相邻的刷毛保持在其定向位置。

该方法优选地作为连续过程进行，刷子是再循环带的形式，其顺序地移动通过纤维铺设站，针刺站，固定站，产品移除站和刷子清洁站，其中在皮带返回到纤维铺设站之前，从刷毛之间除去未固定的纤维。

在一些实施例中，接合纤维的暴露端部包括将载体片支撑在暴露端部上，同时将纤维保持在刷毛之间。

在一些示例中，将纤维的接合端部永久地固定到载体片上包括用通过载体片施加的热量加热纤维的接合端部，或者在使纤维的暴露端部与载体片的侧面接合之前加热纤维的暴露端部。

在一些情况下，形成可接合头部包括加热远端以引起远端的树脂变形成悬伸在纤维侧面上的头部。例如，远端可以用非接触热源加热。头部可以形成为使得头部围绕其整个周边限定悬伸部。

在一些应用中，所形成的可接合头部限定了进入中空纤维的开口。形成可接合头部可以包括加热中空纤维的远端以使得远端的树脂向外和向下卷绕以悬伸在纤维上。

在一些示例中，挤出的树脂纤维各具有沿纤维纵向延伸的一个或多个挤出接缝，并且所形成的可接合头部具有周边，所述周边限定与纤维的挤出接缝的数量对应的多个周边顶点。例如，挤出的树脂纤维可各具有三个挤出接缝，每个头部周边限定三个周边顶点。在可接合头部限定了进入中空纤维的开口的情况下，由可接合头部限定的开口可以限定与纤维的挤出接缝的数量对应的多个开口顶点。

在该方法的一些应用中，纤维具有不同的厚度并且形成可接合头部包括在相对较厚的纤维上形成相对较大的头部，以及在相对较细的纤维上形成相对较小的头部。

对于许多应用，定向的纤维是直的，未卷曲的，长度在4到10mm之间的短纤维。短纤维可具有50到250微米之间的标称厚度，和/或10至60(或20至50)之间的长度与厚度比。

对于一些应用，片材(或膜)的标称厚度为纤维的标称厚度的0.3至2.5倍。

本文教导的方法可用于使特别细且柔韧的紧固件元件能够穿入致密的纤维层中并弯曲以保持接合的纤维。该制造方法可以高速进行以生产非常材料有效的产品，并且可以容易地适于制造具有不同性质的接触紧固件产品。该方法倾向于产生具有所需高度和方向可变性的一片接触紧固件元件，并且可以实施以在短茎纤维和廉价的载体膜之间形成稳定的连接，例如通过直接熔接而不需要单独的粘合剂材料。所述方法和所得结构也不受高速模塑或挤出的许多限制。

在附图和以下描述中阐述了本发明的一个或多个实施例的细节。从说明书和附图以及权利要求，本发明的其他特征、目的和优点将显而易见。

附图说明

图1是第一接触紧固件产品的显微照片。

图2是紧固件元件头部的放大透视图。

图2A是紧固件元件头部的放大顶视图。

图3是第二接触紧固件产品的显微照片。

图3A是两个紧固件元件的基部的放大视图。

图4是一组紧固件元件的放大透视图。

图5是沿垂直于膜的平面切断的紧固件元件基部的显微照片。

图6是膜表面的放大视图，包括几个紧固件元件基部。

图7是在形成紧固件元件头部之前的前体产品的显微照片。

图8是图7产品的纤维远端的放大透视图。

图9是具有弯曲纤维的前体产品的显微照片。

图10是图9的产品的放大视图。

图11示出了用于形成接触紧固件产品的机器和方法。

图12A-12D顺序地示出了针刺短纤维到刷子中。

图13是紧固件元件头部和下面的球茎的放大图。

图14显示了将纤维摇到刷子中。

图15显示了将纤维注入刷子中。

图16显示了将纤维拉入刷子中。

各图中的相同参考符号表示相同元件。

具体实施方式

首先参照图1，接触紧固件产品10具有基部12，基部12具有由树脂膜形成的侧表面14。多个紧固元件16从基部的侧表面延伸，每个紧固元件具有树脂的非锥形茎18，其从基部的侧表面延伸到头部20，头部20悬伸在茎的侧面上，用于保持配合的紧固件产品(未示出)的纤维。在该示例中，基部的侧表面14具有不光滑的形貌，但是其他示例具有更平滑的形貌，如其他图中所示。如该图所示，茎18大致垂直于基部延伸，因为它们主要是直立的。然而，茎以不同的角度延伸，一些基本是直立的，而另一些是倾斜的，还有一些具有明显的弯曲。如下面将更详细讨论的，茎具有特别高的长度与厚度比，这意味着它们相对较高且细长，并且具有通常恒定的横截面，这意味着茎的横截面在其长度上保持大致恒定，而不是例如厚度逐渐变细。头部20通常是盘形的，悬在其相关联茎的所有侧面上，但是不具有相同的尺寸和形状。如在该照片中将显而易见的，茎不是以有序图案或阵列排列，而是具有伪随机分布。“伪随机”是指视觉观察的分布明显随机。这并不排除由于图案化的残余效应轻微的图案化，例如通过针刺，但是区分结构上的图案化，例如编织或针织图案或重复的模制图案。

还参见图2，典型的头部20具有近似于鲁洛三角形的外形，其中三个大致弯曲的侧边22在三个大致等距的弯曲顶点24处连接。头部的上(外)表面在中心孔26周围是平缓地弯曲和凸出的，中心孔26通向茎18的内部，该是茎中空的。头部20的另一个示例示于图2A中，其中中心孔26的形状更明显，整个头部的外形也是如此。在该示例中，用于尺寸参考，头部的总宽度约0.5mm，或者是下面的茎的厚度的约2.5倍。

接下来参照图3，茎18具有基部28，基部28在熔接点30处固定到膜的侧表面，其中每个茎的树脂在与膜32的树脂的熔接部中固化。如何在这种细的茎和薄膜的情况下完成这种熔接将在下面更详细地讨论。在许多情况下，熔接部是在大致平面的薄膜表面上设置的固化的树脂熔池的形式，如图3所示。在其他情况下，熔接部在膜上形成较少的离散熔池，如在图3A所示的示例中。每个茎具有沿着茎从基部的侧表面到头部的下侧所测量的长度“L”，以及垂直于茎测量的总横向厚度“T”。在许多情况下，例如图1所示的例子，茎的长度与厚度比(L/T)至少为10，或者在10到60之间。例如，图1中所示的茎具有典型的约为4.2毫米的长度，约为0.15毫米的标称厚度，导致L/T比约为30。图3还显示了，在某些情况下，可在产品形成过程中在膜中形成孔33。

接下来参照图4，每个茎18在其大部分长度上是管状的并且是中空的，具有大致圆柱形的外表面。然而，管状茎各具有沿茎纵向延伸的挤出接缝34。在图2-4中所示的示例中，茎各具有三个通常等距的接缝34，并且接缝的数量被认为是所得头部20的侧边和顶点的数量的决定因素，顶点的数量对应于接缝的数量。这在例如图2A中是显而易见的，其中三个接缝34在头部的中心孔26中形成的相应角部处可见。这些接缝34和相应的孔角部与头部的三个顶点周向对齐。如下面将讨论的，认为由具有接缝的茎的树脂自由形成头部是这种现象的原因。

从图5中所示的穿过茎18的截面显而易见的是，接缝34沿着茎18的整个长度延伸。同样明显的是在茎的基部28处形成熔接部熔池36。在这种情况下，在熔接部熔池内形成的空腔38通向中空茎的内部。在该照片中，茎树脂和膜树脂之间的熔接线40也是明显的，并且在这种情况下标称膜厚度小于茎的总厚度。茎的底端的轻微张开以及茎树脂的膨胀熔池被认为是由于茎的基端在熔接过程中经受标称柱状载荷。

还参见图6，茎的基端的膨胀与熔接熔池相结合，我们称之为“象脚”效应。这也可称为“熔体屈曲”效应，其结果是在膜上产生具有扩展的占地面积的基部28，用于增加熔接区域并更好地将茎固定到膜。在一些茎基部的微小直径波动中可以看到熔体屈曲的证据。如图5和6所示，至少许多在茎的基部处产生的熔接部在树脂膜的侧面具有至少两倍于茎本身的标称厚度的横向范围。

下面参照图7和8，在形成头部之前，该示例的茎18具有直的远端并且通常具有吸管的整体形状。如图7所示，这些茎可以具有不同的直径。至少许多从基部12延伸到虽然不同但相似的高度。基部的形貌受到由于下面描述的制造过程而熔化到膜表面中的部分茎的影响。该示例通过针刺纤维到刷子中来产生，刷子的刷毛实质上长于短纤维，在这种情况下，将6mm纤维针刺入20mm深的刷子中。

如图9和10所示，在一些情况下，许多前体茎各具有限定且离散的弯曲部，弯曲部位于距基部大致共同的距离处。在许多情况下，除了在单个弯曲部处(通常在茎的长度的中点附近)，弯曲的茎是直的。如下文将描述的，可以在许多情况下进行成头工艺，使得在形成头部的过程中弯曲的前体茎被拉直。提供这些图像是为了说明，在许多情况下，为了形成直的头部紧固件元件，前体茎在成头之前不必是直的。这个示例通过针刺纤维到刷子中来产生，刷子的刷毛床仅大约与短纤维的长度一样深，在这种情况下，将6毫米纤维针刺到具有仅6毫米长的刷毛的刷子中。换句话说，甚至通过以以下方式针刺纤维来生产有用的产品：纤维在熔化到背衬之前在刷子内基本上在其整个长度上不垂直对齐。

接下来参照图11，机器50和用于生产上述附图的紧固件产品的方法的特征在于连续移动的刷裙52，其包括连接形成连续环的刚性刷子区段54。每个区段承载从刚性基部延伸的直立柔性刷毛的致密床。如图所示，保持刷裙52以沿着线性路径以恒定的线速度行进通过制造过程的各个站。在一些实施例中，刷裙52具有约2500个刷毛/平方英寸(约380个刷毛/平方厘米)的标称刷毛密度。刷毛各自的直径约为0.008英寸(0.2毫米)，长约6毫米(虽然也成功使用了20毫米长的刷毛)，具有圆形端头。用于生产上述产品的刷毛是卷曲的，卷曲周期约为5毫米，卷曲幅度约为0.5毫米。刷毛可以由任何合适的材料形成，例如6/12尼龙。合适的刷子可以商业购买并改装到支撑链节上。通常，刷裙以所需的线速度移动。

从图11的左下端开始，短纤维58的松散棉絮56例如从通风道60空气铺设在刷裙上。如铺设在丝绒刷裙上的纤维是随机分布的，并且随机定向并形成仅约200克/平方米(gsm)的棉絮。短纤维是未卷曲的中空纤维，每个纤维的标称长度仅为约6mm，并且在棉絮中完全断开并是松散的。棉絮56在任何方向上几乎没有强度或连贯性，因为纤维没有缠绕或以其他方式栓系。因此，棉絮是短纤维的“不连贯”层，在任何方向上具有很小尺寸稳定性或没有尺寸稳定性，并且如果在这个阶段试图从刷裙抬起它，它将在其自重下被拉断。

在一些实施例中，合适的纤维58是拉伸且未卷曲的纤维，40至200旦，具有约4mm至10mm的短纤维长度，优选是中空的。对于图1中所示的示例，切割至6mm长的聚丙烯70dtex中空纤维得自奥地利林茨的IFG Asota，作为其产品G40B2的未卷曲变体，切成6mm短纤维长度。这种纤维被认为是从具有由薄壁隔开的多个弯曲孔的喷丝头挤出的，使得来自相邻孔的挤出物在挤出之后或挤出过程中立即接合以形成接缝。在图2-4中所示的茎的情况下，例如，每个喷丝头将具有布置在圆中的三个弧形喷嘴开口。设想的改变所得到的纤维结构(其成为紧固件产品中的茎)的修改变形形式括改变相邻喷嘴开口之间的距离，或改变围绕周边间隔开的开口的数量以改变所得到的接缝的数量。孔的形状也可以改变以形成非圆形外圆周的纤维(茎)或不同的内表面构造，以改变茎的结构性质并创造不同的头部形状。应理解头部的形成受到铺设在刷裙上的纤维中的残余拉伸量或纵向应变量的影响，因此可以使用各种合成纤维材料。甚至可能有利的是使用双组分纤维，一种树脂用第二种树脂包覆，或者两种树脂的交替纵向区段，实心的或是空心的。纤维58可以具有不同的厚度或者具有不同的结构，但是优选地，为了有效使用材料，所有纤维都是适于头部形成的拉伸树脂，如下所述。

根据测试方法ISO 5079测量的具有至少5cN/tex的韧度值的茎纤维是优选的，并且具有至少10或更多cN/tex(优选甚至15或更多cN/tex)的韧度的纤维在许多情况下甚至是更优选的。一般而言，纤维韧度越高，紧固件元件茎越强。对于许多应用，特别是钩环部件将被接合和脱离不止一次(“循环”)的产品，期望茎具有相对高的强度，使得当紧固件产品脱离时它们不会破裂。大面积的茎断裂会不利地影响紧固件的重新接合。

再次参照图11，处于其不连贯状态的纤维棉絮56由刷裙52运送到针刺站62中，在那里对纤维棉絮进行反复针刺。针可以被引导通过纤维上方的剥离板，并且将棉絮的纤维深深地拉入刷裙中至另一侧。在针刺期间，棉絮56直接支撑在刷裙52的刷毛上(如图12A-12D所示)，其与纤维一起移动通过针刺站62。在一些实施例中，针刺站62使用叉形针68，以每平方厘米约80至320个冲压的总穿透密度来针刺棉絮。在特定的示例中，针梁装配有密度为7500针/米的针板。在这个示例中，针织机配有36针筒规格，2.5英寸针，并以每分钟2100次冲程的冲程频率循环。

图12A至12D顺序地示出了通过针刺工艺使纤维深入刷裙的移动。最初，松散的纤维棉絮56通过刷裙52输送到针刺站，其中棉絮的各个纤维58直接承载在刷毛床70上(图12A)。当叉形针68进入棉絮(图12B)时，一些单独的纤维58将被捕获在针的叉形端部的前叉之间的空腔中。当针68“冲压”到刷子中时，这些捕获的纤维58被针向下拉入刷毛床70中。如图所示，棉絮的其余部分通常该过程保持被支撑在刷裙52上。因此，当穿透针68侵入刷裙52上时，穿透针68横向移动局部刷毛70。当针68继续穿过刷子刷毛70(图12C)时，捕获的纤维58被深深地拉入刷子中并从棉絮离开。在该示例中，发现从刷裙52的顶表面测量的总穿透深度高达约4毫米，以将大部分捕获的纤维拉入刷子中，仅留下暴露的纤维端部，其从刷子的顶表面延伸，或者与刷子的顶表面齐平。我们发现针刺深度可以略大于短纤维长度并且仍然生产有用的产品。当针68从刷毛床缩回时(图12D)，携带到刷毛70中的捕获的纤维58保持在适当位置，刷毛之间具有基本垂直的取向。应该理解，可以使用其他针类型；例如，刺针或冠针。

必要时，椭圆针刺技术(如美国专利No.7,465,366中所述，其全部内容通过引用并入本文)或类似物可用于减少或消除棉絮和穿刺针之间的相对运动。

对于针刺材料的纵向不连续区域，例如形成紧固元件的离散区域，针板可仅在离散区域中填充针，并且当材料通过织机在相邻环区域之间分度时，针刺动作暂停。可以通过在针刺期间改变针的穿透深度来实现针刺动作的有效暂停，包括针刺到针不穿透棉絮的深度。例如，这种针织机可从奥地利的Autefa Solutions获得。或者，装置可以实施为根据控制序列选择性地激活织机内的较小针排，该控制序列仅在需要紧固件元件的地方和在需要紧固件元件时激活所述排。紧固件元件道可以由针织机形成，针道通过宽的无针道分开。

因此，与典型的针刺工艺不同(其中针刺的目的和功能是将纤维缠绕在棉絮内，或者形成延伸到刷子中的离散纤维环，同时将纤维的端部留在刷子的顶部上)，这种针刺工艺驱动纤维中很大一部分(通常约25％或更多)进入刷子，使单独纤维的端部从刷毛70之间向上延伸。如图12D所示，由于针刺纤维在垂直方向上(垂直于棉絮)向左取向，每个纤维的至少一个端部66暴露并定位在基准面64的距离“d”内。优选地，距离“d”小于短纤维的平均或标称长度的20％。例如，对于6mm短纤维，针刺导致许多纤维端部66在刷子表面上方的共同基准面的1mm内。针刺的结果是，纤维端部从刷子延伸的标称距离d1(由基准面64表示)在某些情况下约为2mm，使得每个嵌入的纤维的大部分主要位于刷毛70之间。在从表面真空处理剩余的纤维之前，可能难以看到暴露的端部。

返回参照图11，在针刺之后，针刺纤维的暴露端部可以由辊72处理，辊72有助于进一步标准化纤维端部在刷子表面上方延伸的距离，从而进一步减小在刷子上方的基准面64的距离d1(见图12D)。在一些情况下，在通过辊72调节之后，基准高度d1仅为约0.3mm，或甚至为零。作为辊72的替代，可以使用平板或平带层压机将纤维进一步压入刷子中。在辊72之后，从刷子表面真空处理任何松散(过量)的纤维，基本上只留下那些在刷子内已垂直取向的纤维，其通常具有从刷子延伸标称距离(d1，图12D)的暴露端部。例如，在针刺之前最初形成棉絮的200gsm纤维中，真空处理可以移除140gsm的纤维，随后在移除产品后从刷子中移除另外10gsm的纤维，意味着仅有1/4的原始纤维质量(或在这种情况下为50gsm)结合到最终产品中。然后，将膜74引入暴露的纤维端部(如果纤维已被压下完全在刷子内，则引入到刷毛的顶部)，并将膜熔合到纤维的暴露端部。在紧接着引入薄膜之前，膜表面和纤维端部之一或两者被来自辐射加热器76的热量软化。在紧接着将膜引入后，立即通过膜对纤维端部施加压力，例如通过压力带78，其与刷裙一起行进以向膜施加所需的非滑动压力达所需的停留时间，以实现熔合。可以加热带78，使得由带将热量通过膜施加到纤维端部，附加地或作为替代，来预热纤维端部和/或膜。在任何情况下，它是热和压力随时间的组合，其导致纤维的端部被熔接到膜。根据厚度、速度和材料，带78可以配备有多个顺序的加热和冷却区，以根据需要影响不同的加热条件以实现所需的粘合，如2015年5月29日提交的U.S.S.N.14/725,420中教导的，其内容通过引用并入本文。然而，形成图1-4所示的产品仅需要单个压力/加热循环，使用温度约为400华氏度的加热板，以约0.09psi的压力压靠在膜背面并保持在位约1秒钟。如上所述，在一些情况下，通常在膜与纤维熔合期间，在处理期间在膜中形成孔(参见图3中的孔33)。在一些情况下，膜也可以部分地熔合到刷毛的端头，使得当稍后移除膜时，从表面移除少量膜材料，留下小坑或坑(例如图4中所见的坑35)。没有发现这种坑对紧固件产品的性能有任何不利影响。可以通过降低熔合过程的压力和/或温度，或通过涂覆刷毛端头来减少形成坑。

如果与聚丙烯纤维一起使用，膜74可以是例如45gsm，0.05mm厚的膜，例如聚丙烯膜。优选地，膜和纤维具有相同的基础树脂，以促进熔接。我们已经发现，即使当膜具有与相当细的纤维相同或甚至更薄的厚度时，该过程也可以成功地将纤维端部熔合到膜。在熔合过程中，有证据表明膜和纤维在熔接点处都熔化。

在熔合之后，通过由剥离辊80施加的张力将前体紧固件产品102(膜和熔合纤维)从刷裙52移除，剥离辊80从床刷毛中拉出定向纤维。在从刷裙52移除后，前体产品具有主要由膜形成的基部，但是包括留在刷子表面上的纤维的随机部分，以及熔合到基部并从基部延伸的一束纤维，如图7-10所示。接下来，将该前体产品输送到成头站82，该成头站82的特征在于加热的压板84，当产品行进经过与支撑件86对着的压板时，该加热的压板84将辐射热施加到产品的茎侧，从而在纤维的远端上形成可接合的头部。作为压板的替代物，可以使用热线或热刀，但是如下所述，加热时间和温度可以通过适当形状和定位的压板来改变，以控制成头工艺。为了生产图2-4所示的产品，例如，将具有15cm刀片的泡沫切割器形式的1000华氏度的热刀以约2.5cm/sec的速度移动经过产品，恰好在茎的上方。

在成头之后，可以对紧固件产品10进行缠绕或以其他方式处理，例如通过直接层压到产品表面，例如非织造尿片底片。在一些情况下，形成产品基部的膜保持无孔以形成基本上不可渗透的产品，该产品随后可以使用真空运输机来进行处理。其他材料可以在纤维熔合时或在随后的层压过程中粘合到膜上。这种材料的示例包括其他膜，例如弹性或可伸缩膜，非织造材料和纸。

在某些情况下，可以使用除膜以外的材料来形成产品的基部。例如，轻质非织造材料可以熔合到暴露的纤维端部以形成多孔基部，茎从该多孔基部延伸。在另一个示例中，棉絮的松散纤维留在刷子表面上并熔合在一起(并且与暴露的纤维端部熔合)以形成产品基部。

在从刷裙剥离前体产品之后，在清洁站88处清除刷子区段的任何残留纤维，其中钩辊90在清洁空气流的存在下搅动刷子表面。移除的纤维可以再循环到该过程中。

在成头站82处的成头过程利用了形成茎的挤出或纺成纤维中的残余应力。当茎接近(但优选从不接触)加热的压板表面时，首先注意到的结果是具有残余弯曲的纤维(例如图9和10中所示的那些)倾向于在弯曲处伸直并且通常更直立地站立，因为弯曲处的应力得到释放。接下来，纤维或茎的远端开始变形。当茎材料向外和向下卷绕时，变形似乎在发展，例如人们可能想象例如袜子的上端在腿上向下卷绕。当卷绕在整个圆周周围相当均匀地发生时，这种卷绕运动似乎稳定了头部形状。施加热量时间越长，纤维越往下卷绕更远，头部变得越大。纤维拉伸或伸长越大，头部形成的一致的盘状形状越多，而没有显著拉伸的纤维倾向于形成更圆的头部。中空纤维形式可以促进更快和更均匀的卷绕，并且认为在接缝处在头部中形成的顶点倾向于有助于促进形成头部的宽度，从而产生适于可释放地接合环或其他的纤维的结构。由于茎中的残余应力被缓解，所以成头过程还可以显著缩短茎，超过头部本身的卷绕必然引起的缩短。

应该注意的是，可以控制成头过程以生产各种不同的可接合头部形状，并且由于茎的变化的定位和性质，在任何给定产品上将存在一系列头部尺寸和形状。并且如所注意到的，茎可以具有不同的厚度，产生相应不同的头部尺寸并且以不同的速率熔化/卷绕。我们已经注意到，例如，较长时间的热量施加会导致茎直接在头部下方膨胀，产生最好被描述为头部基部处的球状部，如图13所示。例如，可以优化该结果以改善茎/头部连接强度和刚度。如果适当控制，可以使用直接火焰或热空气加热作为加热表面的替代物。

关于刷子中纤维的初始定位/取向，刷毛之间的深度，可以采用其他方法作为针刺的替代方案。例如，图14概念性地示出了使用由振动台90施加到刷子区段的振动来促使离散的短纤维进入刷子区段54，当纤维被引入刷子的表面时，振动台90横向振动刷子区段。通过选择与刷毛的结构特性相关的振动频率，可以在刷毛之间形成瞬时开口，以便于接收进一步穿透到刷子中并且由于振动而在刷毛之间垂直取向的纤维。图15概念性地示出了借助于气动喷嘴92将纤维喷射到刷子中，气动喷嘴92垂直地定向纤维并在喷嘴在刷子表面上移动时将它们驱动到刷子中。喷嘴端头可构造成接合并分离刷毛端头以促进纤维注射。喷嘴既连接到压缩空气流的源又连接到纤维源，使得纤维被夹带在引入喷嘴的空气流中。图16概念性地示出了将离散的短纤维拉入支撑在真空台94上的刷子区段中。当刷子区段在与桌子中的真空端口96对齐的松散纤维(或其他纤维源)的料斗98下方移过桌子时，从在刷子刷毛之间的料斗中抽出空气通过刷子区段的基部中的孔，并进入真空端口96，从而将纤维58从料斗运送到刷子中并使它们在刷毛之间垂直定向。料斗98的下端可以配置成在刷子从下面穿过时伸展刷毛，从而便于纤维放置。

确认上述紧固产品示例与一些商业紧固件环材料接合，以在接合时抵抗剥离和剪切载荷，并且在没有实质损坏的情况下脱离。

虽然已经出于说明目的描述了许多示例，但是前述描述并不旨在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求的范围限定。在以下权利要求的范围内存在并将存在其他示例和修改。

Claims (19)

1.一种接触紧固件产品(10)，包含：

具有侧表面(14)的基部(12)；以及

从所述基部(12)的侧表面(14)延伸的多个紧固元件(16)，每个紧固元件具有从所述基部的侧表面延伸到头部(20)的非锥形茎(18)，该头部悬伸在所述茎的侧面上，用于保持配合紧固件产品的纤维；

其中所述茎(18)从所述基部(12)以不同的角度延伸；以及

其中所述茎(18)的基部(12)在焊接点(30)处固定到所述基部(12)的侧表面(14)，其中每个所述茎的树脂在与基部侧表面的树脂的熔接部中固化。

2.如权利要求1所述的接触紧固件产品(10)，其中所述基部侧表面(14)由树脂膜(32)形成，其中所述膜和所述茎(18)具有相似的厚度，和/或其中所述膜具有与所述侧表面(14)相对的第二侧表面，所述茎的基部(28)固定到该侧表面，所述第二侧表面暴露在所述基部(12)的后侧上。

3.如上述权利要求中任一项所述的接触紧固件产品(10)，其中所述头部(20)悬伸在它们各自茎(18)的所有侧面上。

4.如权利要求1或2所述的接触紧固件产品(10)，其中所述茎(18)是圆柱形管的形式，和/或其中所述茎是中空的，其中所述头部(20)限定了进入中空茎(18)的开口(26)。

5.如权利要求4所述的接触紧固件产品(10)，其中所述茎(18)具有沿其长度延伸的纵向接缝(34)，其中所述头部(20)具有周边(22)，该周边限定了与所述茎的纵向接缝对应的顶点(24)，和/或其中每个茎具有三个挤压接缝(34)，并且头部具有形状为鲁洛三角形的周边。

6.如权利要求1或2所述的接触紧固件产品(10)，其中所述茎(18)具有10至60之间的长度与厚度比，和/或具有至少1.5mm的标称茎长度和/或小于0.2mm的标称厚度。

7.如权利要求1或2所述的接触紧固件产品(10)，其中所述茎(18)具有20至50之间的长度与厚度比，和/或具有至少1.5mm的标称茎长度和/或小于0.2mm的标称厚度。

8.如权利要求1或2所述的接触紧固件产品(10)，其中所述茎(18)具有不同的标称厚度，和/或具有纵向拉伸的树脂，和/或具有在所述基部(12)上的伪随机分布。

9.如权利要求1或2所述的接触紧固件产品(10)，其中所述头部(20)中的至少一些各在所述头部的基部具有球茎。

10.如权利要求1所述的接触紧固件产品，其中所述熔接部各是在所述侧表面上方设置的固化的树脂坑的形式，其中所述侧表面是大致平面的。

11.一种制造紧固件产品(10)的方法，该方法包括：

沿共同方向定向多个挤压成的树脂纤维(58)；

将所述纤维的暴露端部(66)与垂直于所述共同方向延伸的载体片(74)的侧面接合；

通过将所述纤维的树脂焊接到所述载体片的树脂上，将所述纤维(58)的接合端部(66)永久地固定到所述载体片上；以及

将可接合的头部(20)形成在与固定端部(66)相对的所述纤维(58)的端部上。

12.如权利要求11所述的方法，其中挤压成的纤维(58)被定向，其中将每个纤维的端部(66)暴露且定位在共同基准面(64)的距离内，其中该距离小于所述纤维的平均长度的20％。

13.如权利要求11或12所述的方法，其中挤压成的树脂纤维(58)是中空的，其中形成的可接合的头部(20)限定了进入中空纤维(58)的开口。

14.如权利要求11或12所述的方法，其中所述载体片包括形成所述载体片的侧面(14)的膜(74、32)，其中将所述纤维(58)的接合端部(66)永久地固定到所述载体片上形成延伸超出所述纤维的侧面的焊缝，使得所述焊缝在所述膜处具有至少为固定的纤维(58)的标称厚度的两倍的横向范围，其中将所述纤维的接合端部永久地固定到所述载体片上在所述膜中形成孔(33)。

15.如权利要求11或12所述的方法，其中沿所述共同方向定向多个挤压成的树脂纤维(58)包括将所述纤维保持在刷子的刷毛(70)之间并与刷子的刷毛平行，其中所述纤维的暴露端部(66)延伸到刷子刷毛(70)的远端处或超出刷子刷毛的远端，其中沿所述共同方向定向多个挤压成的树脂纤维包括将所述纤维针刺到所述刷子中，其中沿所述共同方向定向多个挤压成的树脂纤维包括在针刺所述纤维之前将刷子刷毛的远端上的纤维支撑为不连贯的短纤维(58)的棉絮。

16.如权利要求15所述的方法，该方法作为连续过程进行，所述刷子包括再循环刷裙(52)，其顺序地移动通过纤维铺设站，针刺站(62)，固定站，产品移除站和刷子清洁站(88)，其中在所述刷裙(52)返回到所述纤维铺设站之前，从刷子刷毛(70)之间移除未固定的纤维(58)，和/或其中接合所述纤维的暴露端部(66)包括将所述载体片支撑在所述暴露端部上，同时将所述纤维保持在所述刷子刷毛之间。

17.如权利要求11或12所述的方法，其中将所述纤维(58)的接合端部(66)永久地固定到所述载体片上包括用通过所述载体片施加的热量加热所述纤维的接合端部，和/或在使所述纤维的暴露端部与所述载体片的侧面(14)接合之前加热所述纤维的暴露端部。

18.如权利要求13所述的方法，其中形成可接合头部(20)包括加热所述中空纤维(58)的远端以引起所述远端的树脂向外和向下卷绕以悬伸于在所述纤维上，其中挤压成的树脂纤维(58)各自具有沿所述纤维纵向延伸的一个或多个挤压接缝(34)，并且所形成的可接合头部具有周边(22)，所述周边限定对应于所述纤维的挤压接缝的数量的多个周边顶点(24)，其中所述挤压成的树脂纤维(58)各具有三个挤压接缝，并且每个头部周边限定三个周边顶点。

19.如权利要求11或12所述的方法，其中定向的纤维(58)是直的，未卷曲的，长度在4到10mm之间的短纤维，其中所述短纤维具有50至250微米之间的标称厚度和/或具有10至60之间的长度与厚度比，和/或其中所述载体片具有的标称厚度为所述纤维的标称厚度的0.3至2.5倍。

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