TWI511865B

TWI511865B - 製造鉤式固定件之方法及裝置

Info

Publication number: TWI511865B
Application number: TW099101480A
Authority: TW
Inventors: Gerald F Rocha
Original assignee: Gerald F Rocha
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2015-12-11
Also published as: US20170265602A1; JP6431111B2; US20140264996A1; EP3243631B1; AU2010206837B2; CA2749929C; KR20110107373A; US20100180407A1; KR101805341B1; PL3243631T3; CA2749929A1; TW201040016A; US8784722B2; CN102341228A; KR20160119258A; AU2015246136A1; JP2017136404A; EP3243630A1; US10798997B2; US10076162B2

Description

製造鉤式固定件之方法及裝置

相關申請案之交叉參考

本申請案係主張於2009年1月20日提出申請的美國臨時申請案第61/145,883號之權益。

發明領域

本揭示內容一般地係有關於機械式固定件，諸如鉤及環固定件或是觸碰式固定件(touch fastener)，更特定言之，係有關於用於使用振動能製造“鉤式”固定件的方法及裝置。

發明背景

觸碰式固定件(商業上所熟知如Velcro，Scotchmate，Tri-Hook等)起初係使用紡織技術所製造。最常見的其中二型式之觸碰式固定件係為鉤及環式固定件以及蘑菇及環式固定件。

鉤及環式固定件可由一對織物帶條所組成。該等織物帶條可經嚙合用以構成一可再回收利用的閉合件；所嚙合的其中之一者係為一編織物帶條具有複數的單絲元件，形狀如同鉤，自一表面突出以及另一嚙合者係為具有多絲在一表面上編織成環圈狀突出部分的一織物帶條。當該等帶條之該等嚙合表面係經一起壓按時，位在一帶條上複數之鉤狀元件捕捉位在該相對帶條上的環元件並產生一暫時的、可再次使用的黏合。當該等帶條係經剝開時，該等鉤元件可變形並與該等環元件分離，容許固定件再次使用很多次。

就蘑菇及環式固定件而言，該鉤型式嚙合帶條係以包含具有蘑菇狀或鈍頭部的複數單絲突出部分加以取代。構成該蘑菇狀頭部可藉由加熱平直單絲突出部分直至在每一突出部分上構成一平坦的“蘑菇頭部”為止。當此帶條係連同該表面上具有環狀突出部分的一帶條一起壓製時，該蘑菇頭部分可捕捉位在該相對帶條上的環狀元件並產生一暫時的、可再利用的黏合。當將該等帶條剝開時，該等蘑菇狀元件偶爾會撓曲並鬆開該環元件。此外分別具有蘑菇狀突出部分的二帶條可連同該等鈍頭部嚙合，相互作用用以構成一機械式黏合。

最近，使用熱塑性擠製/模製方法用以構成觸碰式固定件已為普及的。就鉤及環式固定件而言，儘管仍可使用編織、針織或是非編織技術製造該環帶條，但構成該鉤式帶條可藉由將一聚合物擠製成具有一體成型突出部分的一捲包形狀。就蘑菇及環式固定件而言，可藉由將一聚合物擠製成具有一體成型針狀突出部分與在該針狀突出部分上構成蘑菇狀頭部之柱部分的一捲包狀而製成該蘑菇式帶條。

針對製造鉤及蘑菇式觸碰固定件使用擠製/模製技術已能夠降低製造成本並改良觸碰固定件之性能及美學性，因而容許其能夠使用在大容積的應用上，諸如拋棄式尿布上的鎖合帶(tab closure)。

用以製造擠製/模製型式觸碰固定件之技術的實例，包括：

●　擠製/模製具有一體成型底座的一鉤式固定件，其中該底座可經模製位在一模製滾輪上，於其中鉤連元件可在預估腔室中加以模製。該模具當其轉動時可加以開啟及閉合用以容許該等鉤抽出。(例如見頒與Menzin美國專利第3,762,000號；3,758,657號以及3,752,619號及頒與Erb的第3,196,490號)。

●　擠製/模製具有一體成型底座的一鉤式固定件，其中該鉤連元件可在預估腔室中加以模製並且該模具仍保持閉合。在冷卻後可將該等鉤自該等腔室中拉出。該等鉤當其必需自一閉合模具中抽出時，其之幾何形狀因而稍微受限。(見，例如，頒與Rochlis的美國專利第3,312,583號及3,541,216號；以及頒給Fischer的4,775,310號以及4,794,028號；以及頒與Murasaki的第5,393,475號)。

●　利用一系列之鉤狀橫截面之軌條擠製一捲包之材料，沿著該捲包之該頂部表面平行地運作。該等軌條可間歇地經向下橫切至該基底材料。該基底材料可經伸長用以達到該等鉤元件之間的間隔。(例如見，頒與Erb的美國專利第3,665,504號及3,735,468號)。

●　利用一系列之模製插銷或是相似元件擠製一捲包之材料並之後將該等元件構成為一鉤式或是蘑菇式固定件。(例如見，美國專利第3,182,589號；3,270,408號；5,607,635號；5,755,015號；5,781,969號及5,792,408號)。

在所有該等製程中一共同的主題係為將熱塑性材料熔融並進料通過一擠壓機或是相似裝置。儘管通常視為對於製造觸碰固定件是有效率的方法，但是擠製/模製技術典型地需要大量的資本設備投資(擠壓機、冷卻器、泵浦系統、乾燥器、顆粒運送系統)，高製程能量消耗，原料之處理與預先乾燥，清除/潔淨材料與開始材料之正確的配置，有毒氣體之通風等以及捲繞滾輪或是以其他方不停止地法處理完成的產品的能力。

對於一方法與裝置存在一需求在於製備鉤式固定件元件用於一封閉系統中，特別是可再利用的一封閉系統，而無上述說明的高資本投資及材料的無效率。

發明概要

於一示範性具體實施例中，本揭示內容說明用以在一基板上構成突出部分的一製程，包含提供一模具其具有一外表面，提供一基板材料其具有一表面以及提供一裝置作為振動能的一來源，其中該模具與裝置之一或二者包含複數之腔室，該等腔室具有一形狀。此製程因而可將該基板材料配置在該模具與該裝置之間，並對該裝置施以動力後進行，其中該基板材料之一部分進入該模具表面中之該等腔室並在該基板材料之該表面的至少一部分上構成突出部分，其中該等腔室係經構形用以構成突出部分如同一或更多的鉤、蘑菇、平直插銷、有角插銷、錐形插銷、彎曲插銷、緊鉤、多分支的、交叉狀、Y形狀以及多瓣的，分別具有係為圓形、橢圓形、正方形、矩形、梯形、實心的、中空的以及其之結合者的橫截面。

於另一示範具體實施例中，本揭示內容係有關於用以在一基板上構成突出部分的一製程，包含提供一基板材料其具有一表面以及提供一裝置作為振動能的一來源，該裝置具有包含複數之腔室的一表面，該等腔室沿著該表面之至少一部分配置，該等腔室具有一形狀。此製程因而可在將該裝置壓按靠著該基板材料之該表面並對該裝置施以動力以及強制該基板材料之一部分進入該裝置之該表面中的該等腔室，在該基板材料之該表面上構成突出部分後進行，該等突出部分一般地與該等腔室之該形狀相符合，其中該等腔室係經構形用以構成突出部分如同一或更多的鉤、蘑菇、平直插銷、有角插銷、錐形插銷、彎曲插銷、緊鉤、多分支的、交叉狀、Y形狀以及多瓣的，分別具有係為圓形、橢圓形、正方形、矩形、梯形、實心的、中空的以及其之結合者的橫截面。

於另一示範具體實施例中，本揭示內容係針對用以在一基板上構成突出部分的一裝置，其包含一模具具有一表面以及一裝置作為振動能的一來源。該模具與裝置之一或二者包含複數之腔室，該等腔室具有一形狀，其中該形狀係提供用於構成一突出部分，其係為或是能夠經後處理成一形狀適合與一環元件或互補狀突出部分或是其他嚙合材料，諸如泡沫、篩或非編織材料作機械性嚙合。

於另一示範具體實施例中，本揭示內容係有關於用以在一基板上構成突出部分的裝置，其包含一裝置作為振動能的一來源，包含複數之腔室，該等腔室具有一形狀以及其中該形狀係提供用於一基板中構成突出部分，其係為或是能夠經後處理成一形狀適合與一環元件或互補狀突出部分或是其他嚙合材料作機械性嚙合。

本揭示內容亦係有關於供機械性嚙合的一物件，該物件包含一基板其具有二側邊，並包括一或更多突出部分其係自一或二側邊延伸，其中該基板具有一縱向(MD)及一橫向(CD)，並且該物件之特徵在於具有以下的一或更多特性：

i.　該基板在該縱向上具有一抗拉強度TS₁ 以及該一或更多突出部分具有一抗拉強度TS₂ ，其中TS₂ 係等於TS₁ 之該數值的50%或更高；或

ii.　該基板在一已知的方向上具有一收縮量S₁ ，以及該一或更多突出部分在相同的方向上具有一收縮量S₂ ，並且S₂ ≧0.50(S₁ )。

本揭示內容亦係有關於供機械性嚙合的一物件，該物件包含一基板其具有二側邊，並包括複數之突出部分其係自一或二側邊延伸，其中該基板，在該基板表面中構成突出部分之前，具有一縱向(MD)及一橫向(CD)，以及該基板之特徵在於具有雙軸取向，其中在該縱向及橫向上該收縮量之數值相互間係在+/-20%內，以及其中該基板，在該基板表面中構成突出部分之後，具有一雙軸取向，其中在該縱向及橫向上該收縮量顯示收縮數值相互間係在+/-20%內。

圖式簡單說明

該等伴隨圖式，其係併入並構成本說明書之一部分，說明本發明之具體實施例並且，連同該說明，用以解釋本發明之原理。

第1圖係為一裝置及製程的一概略橫截面側視圖，用以根據本揭示內容構成突出部分其可使用作為鉤式固定件。

第2-2N圖係為示範性直立形狀的概略視圖，根據本揭示內容可使用作為突出部分。

第3圖係為另一裝置及製程的一概略橫截面側視圖，可用於根據本揭示內容構成突出部分其可使用作為鉤式固定件。

第4圖係為另一裝置及製程的一概略橫截面側視圖，用以根據本揭示內容構成突出部分其可使用作為鉤式固定件。

第5圖係為另一裝置及製程的一概略橫截面側視圖，用以根據本揭示內容構成突出部分其可使用作為鉤式固定件。

第6圖係為另一裝置及製程的一概略橫截面側視圖，用以根據本揭示內容構成突出部分其可使用作為鉤式固定件。

第7圖係為另一裝置及製程的一概略橫截面側視圖，用以根據本揭示內容構成突出部分其可使用作為構成鉤式固定件。

第8圖係為另一裝置及製程的一概略橫截面側視圖，用以根據本揭示內容構成突出部分其可使用作為構成鉤式固定件。

第9圖係為另一裝置及製程的一概略橫截面側視圖，用以根據本揭示內容構成突出部分其可使用作為構成鉤式固定件。

第10A圖係為另一裝置及製程的一概略前視圖以及第10B圖係為一概略橫截面側視圖，用以根據本揭示內容構成突出部分其可使用作為鉤式固定件。

第11圖係為藉由第10A圖之該製程及裝置所製造的一物件之一概略視圖。

第12圖係為根據本揭示內容的一示範製程的一方塊圖，用以提供鉤式固定件。

第13圖係為另一裝置及製程的一概略橫截面側視圖，用以根據本揭示內容構成突出部分其可使用作為構成鉤式固定件，其中在該振動源與該基板之間可間歇地進給其他材料。

第14A-C圖係為一裝置及製程的連續概略橫截面側視圖，根據本揭示內容在一熱塑性物件上的一位置處以一間歇方式構成突出部分其可使用作為鉤式固定件。

第15A-C圖係為另一裝置及製程的連續概略橫截面側視圖，根據本揭示內容在一熱塑性物件上的一位置處以一間歇方式構成突出部分其可使用作為構成鉤式固定件。

第16A-C圖係為另一裝置及製程的連續概略橫截面側視圖，根據本揭示內容在一熱塑性物件上的一位置處以一間歇方式構成突出部分其可使用作為鉤式固定件。

第17A-C圖係為另一裝置及製程的連續概略橫截面側視圖，根據本揭示內容在一熱塑性物件上的一位置處以一間歇方式構成突出部分其可使用作為鉤式固定件。

第18圖係為一示範的突出部分的一放大橫截面視圖，其係根據本揭示內容所製造自一基板突出。

第19圖係為一示範的突出部分的一放大橫截面視圖，其係根據本揭示內容之一示範方法所製造自一層化基板突出。

第20A及20B圖係為與本揭示內容之製程結合使用的二示範遮罩材料之俯視圖。

第21圖係為第1圖之該裝置及製程的一概略橫截面側視圖，用以構成根據本揭示內容所製造之突出部分其可使用作為鉤式固定件，其中一遮罩材料係與該基板結合。

第22圖係為第1圖之該裝置及製程的一概略橫截面側視圖，用以構成根據本揭示內容所製造之突出部分其可使用作為鉤式固定件，其中一遮罩材料係用以在該基板上提供一間歇型態的突出部分，但該遮罩並未與該基板結合。

第23圖係為第21圖之該裝置的一透視圖。

第24圖係為第1圖之該裝置及製程的一概略橫截面側視圖，用以根據本揭示內容構成突出部分其可使用作為鉤式固定件，其中一襯墊材料係用以在所製造該基板上提供一間歇型態的突出部分，該襯墊環繞突出部分之該等分離區域。

較佳實施例之詳細說明

模製鉤式固定件一般地係藉由，例如，將一熱塑性熔化物擠製或注射在一轉動滾筒或模具上而加以模製，該模具係由金屬板之層合或堆疊所組成，該等板具有凹入或凹口邊緣或為其他設計用以提供沿著該外周圍的一系列之腔室，該等腔室係以熔態聚合物填注。於該等腔室中模製的突出部分或鉤部分所由之突出的一帶條狀基底部分可同時地模製。

頃發現的是一相對地較不複雜且相對地較不昂貴的製程可使用振動能用以軟化該聚合物，製造該等突出部分(鉤、蘑菇頭部分等)，取代該擠製或注射製程。於一示範具體實施例中，如於第1圖中的概略橫截面側視圖顯示，一熱塑性材料之基板11可配置在一振動源13與一轉動模製軋輥15之間或於其間通過，該軋輥沿著該外周圍包含多重鉤狀或是其他構形的腔室17。該基板11可包括，但不限定在，薄膜、薄片、捲包、合成物、層合物或是其他形式，或可為部分之薄膜、薄片、捲包、層合物或是基板熱塑性材料，其可使用作為，例如，位在一拋棄式嬰兒尿布上之個別的扣接調整片。就其之在嬰兒尿布方面的用途而言，觸碰式固定件可附裝至一“側調整片”，消費者用以將一尿布牢固至該嬰兒。該等調整片可與一可延伸材料件一起建構用以容許當附裝時或是該嬰兒移動時該調整片伸展及撓曲。本揭示內容進一步地考量使用預先構形的薄膜、薄片、捲包、合成物、層合物等作為一基板材料。

於作業期間，該振動源13係經配置緊鄰該轉動模製軋輥15之該外表面，並與處理中該熱塑性材料之基板11接觸。該振動源13可包括，但不限定在，例如，一振動超音波角件(ultrasonic horn)。該等喇叭可由諸如鋁或鈦的金屬構成，並於美國由諸如Branson Ultrasonics,Dukane或Sonitek的公司，以及於歐洲由諸如Mecasonics的公司進行銷售。該振動源13，如所需地，可在介於約50Hz至約50kHz間的頻率下振動。可使用其他的振動能之來源，包括但不限定在，一轉動式偏心滾輪、高壓聲波或是其他機械的及/或機電的或聲音形式的振動能。該能量因而可轉移至一基板並且有助於在此形成該突出部分。

與該模製軋輥15及振動源13接觸的該熱塑性材料基板11的一部分，可藉由源自於該來源的振動能加以軟化，並致使所需的一部分之該熱塑性材料進入該模製軋輥的該等腔室17中，當該軋輥轉動時在該薄膜或薄片21之該前表面上構成鉤狀或是其他構形的元件或突出部分19。此製程可視為旋轉成形(rotary forming)。相關於一力量可理解為對該熱塑性材料施以一必要量的壓力，有助於其之進入以及裝填該等腔室17。該熱塑性薄片21可使用作為供該等鉤部分19所用的一承載帶條。

可用以製造該等鉤式固定件的熱塑性材料可包括，但不限定在，聚醯胺、聚烯烴諸如聚丙烯及聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯(PVC)以及其之混合物。該等熱塑性材料亦可以填料、纖維、滯焰劑、著色劑等加以改良或強化。

本發明之一優點在於該熱塑性材料係緊鄰該振動源不致熔化並因而可保持即使不是全部亦為大部分的其之原始特性，易言之，並未受到會減損其之原始特性的一熱歷程(heat history)影響。

當使用一事先分子取向材料或，可任擇地，能夠經分子取向之材料時，藉由改變施加的振動能可維持、增加或降低進入該等腔室之該材料的分子取向(molecular orientation)。

第18圖係為自根據本揭示內容之一示範方法，諸如第1圖中所示，所製造的自一基板21突出之一示範的突出部分19的一放大橫截面視圖。至少部分地由於根據本揭示內容藉由該振動動作賦予該基板該相對較低量之熱量，與其他製程比較，其中該聚合物係處於完全高過破壞取向之該溫度(例如，Tg係就一非結晶聚合物而言，或是Tm係就一結晶聚合物而言)，會取決於取向的該聚合物之該等性質會更有效率地加以維持及/或甚至更為增加其價值。亦即，由施加振動能構成之該突出部分的該桿部分大體上可維持其之分子取向或是甚至些許增加，如藉由構成後收縮而測量或是藉由其之構成後對構成前的抗拉強度而測量。例如，假若該聚合材料，在進入該等腔室之前，在一取向平面之該方向上具有一抗拉強度(TS)其係呈現(例如，於縱向上其係可理解為，例如，該擠製之方向)為TS₁ ，該等突出部分，由於暴露至振動能所構成，仍可在取向的一方向上展現一抗拉強度(TS₂ )，其至少為TS₁ 的50%，或較高(例如，上至200%)。

此外，假若可歸因於在暴露至振動能之前之取向的該收縮係為一已知數值(S₁ )，於該基板中的一已知方向上，則在暴露至振動能之後可存在該收縮(S₂ )，在突出部分中該相同方向上可為其之原始數值的至少50%，或較高(例如，150%)。亦即，。於此就收縮而言可理解為當該基板經加熱至一溫度時將出現尺寸上的減少，高於該溫度該取向將緩和且一般而言將消失。如於此所提及，此可為高於針對一非結晶聚合物的該玻璃轉換溫度(Tg)或是大約為針對一結晶聚合物的該熔點(Tm)。

此外，於此所考量的是開始以一基板其包含極少或未有取向，可理解為該收縮在任一已知方向上係小於或等於5.0%。亦可加以特性化為就一已知基板而言該情況中於一已知縱向上該艾勉道夫撕裂強度(Elmendorf Tear strength)(ET_MD )係大約等於在一已知橫向上之該艾勉道夫撕裂強度(Elmendorf Tear strength)(ET_CD )。橫向可理解為該方向，例如，其係與一縱向(MD)橫切的。亦即，ET_MD 係涵蓋在ET_CD 之約+/-20%範圍內。艾勉道夫撕裂強度可藉由ASTM D1922加以測量，並可理解為將撕裂擴散通過該討論中基板之長度所需的平均力量。因此，就包含極少或無取向的該基板而言，施加振動能以及針對機械性嚙合構成一突出部分可相對於其由之構成的該一般無取向基板提供包括取向的一突出部分。於該突出部分中該取向可能包括在一已知方向上收縮大於5.0%。

再者，於此所考量的是開始以一基板其具有雙軸取向，可理解為在該縱向與橫向二方向上具有取向的該情況。例如，該縱向與橫向可顯示相對均勻的大於5.0%之收縮值。因此可察知的是一經構成供機械嚙合所用的一突出部分，該下伏基板現將大體上保持雙軸取向，由於能夠將該振動能聚集在該基板之該表面處，用以構成該突出部分，實質上並未妨礙該基板中所存在之該下伏雙軸取向。

亦應注意的是與上述提及的該基板及突出部分的該等特性有關，一或更多之該等特性可存在於任何已知基板/突出部分構形中。

於使用多層材料(層板)的例子中，一或更多之該等層化材料的一部分可構成該等腔室，容許製造一產品其中該鉤部分之該等特性可經選擇性地加以設計。第19圖係為自根據本揭示內容之一示範方法，諸如第1圖中所示，所製造的一層化基板突出之一示範的突出部分的一放大橫截面視圖。於此，一第二材料121已加以結合至該基板材料21，並根據本揭示內容經由加工，構成突出部分19。該第二材料121之一部分122可延伸進入該突出部分19之本體或桿部分19A並可對該突出部分提供強化的特性。例如，部分122，其係由基板材料121所構成，可具有一與基板材料21有關的該蕭氏硬度值(Shore Hardness value)不同的一蕭氏硬度值。

當使用一多層化層板時，可以一或更多色彩製造該等固定元件並且該帶條狀基底可為不同的色彩。此外，所使用的一多層化層板具有一透明的表面層，則該等固定元件或是該帶條狀材料可構成為透明的。

與此領域中先前技術講授將原料在構成捲包形式的一基板之前轉變成一熔融狀態用以構成一體成型突出部分不同，本揭示內容容許該基板材料保持諸如分子取向的所需特性，藉由軟化該聚合物的多色層或合成結構並使用振動能將其構成所需形狀，從而亦將加工該(等)聚合物的熱歷程減至最少。

相關於第1圖，用以冷卻的一裝置可配置在或是與該模製軋輥15相鄰以及該構成的產品，包括複數之鉤式突出部分19的一聚合物帶條21，可自該模製軋輥剝離。例如，可藉由內外地冷卻該模製軋輥，內部及/或外部地冷卻該振動源，及/或直接地及/或間接地經由使用液體、氣體、空氣或是其他裝置冷卻該熱塑性材料而完成冷卻作業。

於一些例子中，在進行冷卻作業期間或是之後，可施加一爆發後超音波能而有助於將該等突出部分自該模具或角材“解耦”。當該等突出部分係構成在該能量來源，亦即該角材，之該表面中時，此係特別地有用。

第12圖中顯示用以在一基板上提供突出部分，其可使用作為於一觸碰式固定系統的其中之一嚙合部分，的一製程之一實例。如方塊100中所說明，可提供一模製軋輥，或其他形狀，包含複數鉤狀或是其他構形的腔室，沿著該模製軋輥之該外周圍配置，該等腔室能夠構成與其之形狀相一致的突出部分。於方塊200中，可提供一振動能之來源，例如一超音波角件或軋輥。例如，可提供薄膜、薄片、層板、合成物等之形式的一基板材料(方塊300)，以及將該基板配置在該模製軋輥與振動源之間(方塊400)。

對振動源施以動力(方塊500)用以選擇性地將該基板材料軟化並容許材料進入該模製軋輥中的該等腔室中，構成突出部分。可任擇地，該模製軋輥可加以平滑化並將用以構成該等突出部分的該等腔室可構成進入振動源的該表面中，如第5、7及8圖中所示。

該等突出部分，以及基板，如有需要，可加以冷卻以及包括自其之表面延伸之該等突出部分的該基板可由該模製軋輥剝下用以構成一帶條，而於一觸碰式固定件系統中使用。在自該軋輥鬆開後，在該模製軋輥中或是在該基板上，於該模製軋輥與該振動源之間進行冷卻作業。該等突出部分接續地可後成型(post-formed)一所需形狀。

如於此所說明，用以構成該等突出部分的該等腔室亦可構成在一轉動角件的該表面中(見第4-8圖)。

儘管於此提及鉤狀腔室以及鉤狀突出部分，但可預期的是可選擇該等腔室用以製造具有其他形狀的突出部分，其可使用作為一觸碰固定件系統之該“鉤”部分包括，但不限制在，平直插銷、有角插銷、錐形插銷、蘑菇頭狀插銷及彎曲插銷，以及具有變化的橫截面的元件諸如，但不限制在圓形、橢圓形、正方形、矩形、梯形、交叉、多瓣的、緊鉤、多分支的或其之結合者。該等突出部分可具有一固體核心，或可為中空形式諸如管狀。一些該等形狀之實例係於第2-2N圖中顯示。例如，第2G圖係為多瓣突出部分的一實例，第2I圖係為管狀的一實例，第2J圖係為交叉狀的一實例，第2K圖係為Y形狀的一實例，第2L圖係為緊鉤的一實例以及第2M圖係為多分支的一實例。進一步考量的是第2J圖係為一四分支突出部分的一實例以及第2K圖係為一三分支突出部分的一實例，該等突出部分可包括附加的分支，諸如5、6、7、8等。該等突出部分可在高度、厚度以及其可自該承載帶條21或基板突出的角度上加以變化。此外，該等突出部分可構成為一均勻高度或可在高度上變化。

該振動源13之該表面可經構形俾以增加熱塑性材料可承受該振動能的時間長度或以其他方式改良該製程的特性及/或性能。第3圖顯示供一振動源13A所用的一型式之一修正表面的一實例，其中該振動源13A之該表面12A之一部分已經提供為在形狀上與該模製軋輥15之該表面互補。同時，於第3圖中，該振動表面的一部分12已修改，於此實例中為一複雜的彎曲表面，用以容許較厚的熱塑性材料11A在該振動源13A與該模製軋輥15之間通過。該振動源13A之構形亦可用以減少該完成產品之扭曲，並有助於引導該熱塑性材料基板11介於該振動源13與該轉動模製軋輥15之間。

於另一示範具體實施例中，如第4圖中所示，該振動源可為一軋輥其可包括腔室用以構成該等突出部分，以及一轉動軋輥22可經配置俾以強制該軟化的熱塑性材料進入該等腔室。該轉動振動源20沿著其之外周圍可包含複數的鉤狀或是其他方式構形的腔室17，並可用以取代該固定的振動源13、13A(如第1及3圖中所示)以及經配置極為接近該轉動軋輥22。該振動源20可為一轉動式超音波角件。該等角件，例如，可由鈦構成並且於美國由Branson Ultrasonics公司以及於歐洲由Mecasonics公司進行販售。假若將該產品之該背部表面24圖案化係為所需的，則具有一圖案化表面的一軋輥可替換該平滑軋輥。圖案化該產品之背部用以模擬編織結構或皮革材料，或是其他的設計可用以增強該產品之美學性及/或功能性。於一些例子中，在一或二軋輥上可設計一圖案化表面，用以在該基底材料中構成孔口從而讓該固定件為可吸入的或是可滲透的。

於另一示範具體實施例中，如第5圖中所示，一轉動振動源20，如於第4圖中所示沿著其之外周圍，包含複數的鉤狀或是其他方式構形的腔室17，可經配置極為接近一非轉動固定式壓盤26。該壓盤表面28可為平滑的或是假若該產品之該背部表面圖案化係為所需的，則加以圖案化。

第6圖顯示與一轉動振動源20結合的另一型式之修改固定式壓盤30的一示範具體實施例。於此實例中，該壓盤之一表面32已加以修改，於此實例中為一複雜的彎曲表面，用以容許較厚的熱塑性材料(基板)在該振動源20與該修改固定式壓盤30之間通過。元件符號32A表示一區域其中該壓盤30之該表面在形狀上與該轉動振動源20之該表面的形狀互補。該修改固定式壓盤30之構形亦可用以減少該完成產品之扭曲，並有助於引導該熱塑性材料基板11A介於該轉動振動源20與該轉動固定式壓盤30之間。假若將該產品之該背部表面圖案化係為所需的，則該壓盤表面32可加以平滑化或是圖案化。

於另一示範性具體實施例中，如第7圖中所示，沿著其之外周圍包含多重鉤狀或是其他方式構形的腔室17之一轉動振動源20，可與一轉動模製軋輥15結合(諸如於第1圖中所示)用以製造一聚合物帶條，在該薄片21A的前側及背側上具有突出部分。該轉動振動源20可經配置極為接近該轉動模製軋輥15之該外表面，並且二軋輥沿著其之外周圍可包含多重鉤狀或是其他方式構形的腔室17。如圖所示，如此可容許同時地在該承載帶條21A之該前表面23與背部表面24上製造具有鉤狀或是其他方式構形的元件19。

於另一示範性具體實施例中，如第8圖中所示，沿著其之外周圍包含多重鉤狀或是其他方式構形的腔室17之一轉動振動源20，可經配置極為接近沿著其之外周圍包含多重鉤狀或是其他方式構形的腔室17之另一轉動振動源20A。如此可容許同時地在該承載帶條21A之該前表面23與背部表面24上製造具有重鉤狀或是其他方式構形的元件19的產品。

於另一示範性具體實施例中，可同時地使用二或更多振動源，任一者本質上為固定的或是轉動的。第9圖圖示使用與一轉動模製軋輥15極為接近的二固定的振動源13，該轉動模製軋輥15沿著其之外周圍包含多重鉤狀或是其他方式構形的腔室17。

如以上所述，本揭示內容之該製程及裝置係適合用以構成一具有突出部分的產品，可使用作為鉤式固定件或是在觸碰式固定件系統中在熱塑性材料基板之一帶條的一或更多表面上具有其他形狀的突出元件，該基板包含薄膜、薄片、捲包、合成物、層板或其他形式，或其之該等部分。該基板可包括一蜂巢結構，諸如一泡沫聚合物，例如，或可為一分子取向薄膜或一合成物其可，例如，包括一纖維強化部分。該等突出部分可具有複數之形狀、長度及尺寸。該等突出部分可由構成多層薄膜或基板薄片或是該等部分的一或更多的材料所形成。

考量該基板之至少一部分可包含一熱固性聚合物。

進一步地考量該等突出部分所構成於其上的該基板可包括連續的或是間歇的材料層以及其之結合物。例如，考量該等突出部分可構成在一間歇的捲包上，用以生產尿布鎖合帶(closure tab)，能夠與一尿布製造機直列。

進一步地考量以其之最終形狀構成突出部分，或是部分地構形製造並後構形用以獲得其之最終幾何形狀，例如，一平直插銷其可重新構形為一鉤狀，或是一平直插銷可於隨後的加工步驟中加以鈍化為一蘑菇狀或是一變形鉤，可後構形為一鉤能夠使用作為一固定元件。

進一步地考量於此所構成的該等突出部分可提供藉由與具有環圈元件的一材料嚙合(例如，與諸如一鉤的一突出部分機械性地嚙合的該等結構)，或與篩狀材料、開孔泡沫狀材料或是具有相似或嚙合突出部分(例如，鉤、蘑菇狀部分等)的一材料嚙合的一固定裝置，暫時性或是永久的。

於此說明之該製程的一特別優點中，可如所需地藉由轉動及停止該(等)振動源，或是藉由間歇地改變該振動源之位置及/或接觸力及/或振動頻率在一基板上間歇地構成本揭示內容之該等突出部分。例如，可間歇地上下移動一超音波角件或是其他振動源，同時一捲包通過該製程用以間歇地在一基板上構成突出部分。就其本身而論，可以所需圖案構成突出部分，以及在該基板之直列式加工期間可變化該圖案。因此，視該裝置之作業的該等狀況而定，該等突出部分可為均勻一致的高度或是多層高度。

根據本揭示內容可在一基板上，諸如一捲包構成突出部分，將該部分之捲包構成為皺紋的或是折疊用以容許該捲包伸展。第10A圖係為一概略的前視圖顯示一裝置之構形的一示範具體實施例，其中該模製軋輥42包括具有腔室之該表面的一部分44用以構成突出元件，以及該振動源40及模製軋輥42分別包括其之經構形用以構成一縐紋區域的表面46、46A的互補部分。第10B圖係為第10A圖的一概略橫截面側視圖。第11圖圖示一產品的一實例，其可由第10A圖中所示該構形製成。於此實例中，鉤式元件19已構成與位在一捲包21B上之皺紋區域48相鄰。此型式之構形假若用以構成鉤元件以及位在尿布閉合調整片上的皺紋區域，顯示係具吸引力的，消除目前針對此應用所用之複雜的黏著劑結合將觸碰式固定件黏合至彈性體非編織織物。該皺紋部分及該固定部分因而可同時地構成為一捲包材料，以致構成一可延伸式尿布固定調整片。該等表面46、46A的任一者可經構形用以構成一皺紋區域或該等表面其中的一表面可包含一順應性材料，諸如橡膠或是彈性體，在軋面壓力下將與該相對的表面構形相符合。參考皺紋部分，可瞭解的是意指藉由壓凸(embossing)賦予一捲包中之特性，構成一波浪狀表面諸如一捲包中的一捲縮(crimp)。參考一波浪狀表面，可瞭解的是意指一表面其在相對位置上升及下降。

於另一示範具體實施例中，構成突出部分且同時地將其附裝至一可延伸或不可延伸捲包。如第13圖中所示，一可延伸材料或不可延伸材料11B可在一轉動模製軋輥15與一固定振動源13(或轉動振動源或是其他構形之模具與振動源用以構成突出部分，如於此所揭露)之間進給(見，例如，第1、3-9、10A及10B圖)。該振動源13可經配置極為接近該模具15，但充分地隔開用以避免該可延伸材料或不可延伸材料11B熔融或變形。可在該可延伸材料或不可延伸材料11B之一或更多側邊與該振動源13之間間歇地進給熱塑性或熱固性材料件18。當該等材料件在該振動源13與該模製軋輥15之間通過時，例如，該附加的厚度可致使該熱塑性或熱固性材料強制進入該等腔室17。

再者，藉由將一預穿孔或是預模切遮蔽材料在該基板(薄膜、薄片、合成物等)與模製軋輥之間通過而構成一突出部分之圖案，從而選擇性地覆蓋該模製軋輥之區域並提供一間歇性的突出部分之圖案。可去除該遮罩(第22圖)或如為所需可黏合至該基板(第21圖)。因此，可相對容易地提供圖案上變化，非必需改變該模製軋輥之構形。該模切作業，或是其他構成遮罩方式可為直列或是線外方式完成。

第20A及20B圖圖示針對該一目的的遮罩材料之實例。第20A圖係為一遮罩80的一俯視圖，其包含一材料薄片82，諸如紙、金屬、薄膜、織物等，其中構成具有一或更多開口84。第21圖圖示第1圖之該裝置及製程，其中將一薄片形式的一遮罩80進給進入介於該振動源13與該模製軋輥15之間該軋縫，以致部分之遮罩覆蓋位於該模製軋輥中的選定腔室17，以及一間歇圖案之突出部分19係通過該等開口84構成位在該構成基板21的該表面上。

第22圖圖示一相似的製程其中該遮罩80可與該基板21分離且未成為該完成產品的一部分。

第23圖係為第21圖之該裝置及製程的一透視圖。

第24圖係為與第1圖相似之另一裝置及製程，其中一薄片形式的材料90(諸如泡沫、非編織捲包等)係經層合至一基板材料11，並進給進入介於該振動源13與該模製軋輥15之間該軋縫。該模製軋輥15之部分100可經去除用以容許部分之材料90提供一間歇圖案的突出部分19，並用以進一步容許該材料90A環繞突出部分19之該等分離區域以及使用作為一墊片。因此，如圖所示一間歇圖案之突出部分19係構成如同介於材料90A之該等區域間的島狀部分。當構成該等突出部分19時，該熱塑性材料層11滲入該材料90。考量該等突出部分19之該高度可小於該材料90A之該高度，以致該等突出部分並未與一相配固定元件嚙合，並大體上防止過早的嚙合。在諸如針對一尿布的一固定調整片的一應用中，此亦可提供防護使該等突出部分不致接觸嬰兒的皮膚。

此外，考量藉由將多重材料層於一模製軋輥與振動源之間通過，可將突出部分構成通過位在覆蓋材料層中的開口，其中該覆蓋層可包括孔，其與位在一或更多軋輥中的腔室圖案對準，或是其中多孔材料，諸如紡織品，可提供開口供將該基板材料強制通過並進入位在該(等)軋輥中的該等腔室，或其中該覆蓋層之強度係足夠弱以致一基板材料可爆發通過該覆蓋材料並進入該模具之該等腔室。

第20B圖圖示以一多孔基板材料88構成的另一型式之遮罩80A，諸如篩、非編織物、開孔泡沫等，已由，例如，一塗層或是藉由層合另一材料86加以覆蓋，除了該塗層中構成開口84的該等區域之外。經由該等開口84可見該多孔材料88，以致可經由其構成突出部分，同時該遮罩之該等塗覆區域使能夠防止構成突出部分19。進一步地考量可局部地直接將一遮罩施加至該模製軋輥之該表面的一部分，諸如藉由噴灑或浸泡一液體並接著使之乾燥。此塗層因而可防止在該基板之選定區域中構成突出部分。此塗層可再次使用或剝離並且再次施用。

再者，一多層的層板，例如，熱塑性基板/織物/熱塑性織物可在合作的軋輥/振動源之間通過(見，例如，第7及8圖)用以提供具有一強化層的背對背突出部分的一圖案。

進一步地考量藉由升高部分之模製軋輥表面(或轉動角件表面)在該基板中構成間歇性切割或是狹縫或以其他方式構形的孔口，用以產生該基板之切割部分或極細長部分。對該基板的該等修正可用以使該固定帶條軟化及/或可伸展及/或可吸入的。

於此所說明的該製程及裝置可提供的優點超越一擠製/模製製程，相對地消耗較少的加熱及冷卻能量，因為僅用以構成該等突出部分的該材料可經加熱與冷卻。再者，可藉由選擇基板材料提供多重色彩以及經由選擇基板材料而獲得廣泛範圍的特性，包括但不限定在，分子取向基板或是合成基板。可印刷圖案、標識語等之材料可使用作為基板並從而具有突出部分構成進入其之表面的一或更多者，容許列印圖案等用以維持易辨認的。針對該製程之起動時間可為相對地快速並且隨意地開始及停止該製程，消除對於複雜且價昂的自動化轉移捲取機的需求，該捲取機通常在連續擠製製程中係為所需的。最後，地板空間大體上可為減小的。

觸碰式固定件通常黏附至不同的熱塑性物件。該一應用包含將該等觸碰式固定件附裝至汽車門板以及內部車頂內襯飾板。所選擇使用作為觸碰式固定件的該等材料(聚醯胺、聚烯烴等)通常致使黏著性接合困難、昂貴以及一共同故障來源。考量於此說明的該製程及裝置的一改型，當該等鉤式固定件(突出部分)可構成為該基底材料之一部分或是構成在該基底材料的該表面上時，可消除或減少對於使用黏著劑將固定件黏合至基底材料的需求。

於此之前所說明的該製程及裝置主要係針對在不同表面上構成突出部分的連續或半連續方法。於另一示範的具體實施例中，可說明為“直進構形(plunge forming)”，使用自動化設備，一機器人固持或手持式角件，或其他振動源，其可配置在需構成該等突出部分的位置處，在一熱塑性物件上的任何位置處構成該等突出部分。第14A、B及C圖圖示一製程其中一超音波角件54可具有一振動表面50其上建構有腔室17(第14A圖)。該超音波角件54可經壓按(箭頭A)靠著一熱塑性物件52(例如，車輛用的一門板或內襯基板)並施加振動能(第14B圖)，選擇性地軟化該熱塑性材料並強制一些熱塑性物件52進入該等腔室17。接著可停止該振動能，容許冷卻該熱塑性材料並收回該超音波角件(箭頭B，第14C圖)使新構成的突出部分19由該等腔室17分開，並提供一塑膠物件其之一表面具有一局部的突出部分之圖案供於其上的附裝所用。

於一些例子中，可在進行冷卻作業期間或是之後施加一後爆發之超音波能，有助於將該等突出部分自該模具或是角件“解耦”。如此在該等突出部分係構成在該能量來源，亦即該角件，之該表面中時特別地有用。考量使用一可移除或可更換的角件尖端而容許相對快速地變換突出部分之圖案。

第15A、B及C圖相似地圖示可將不同的熱塑性或可熱固的材料60配置在該超音波角件54與該物件52之間(第15A圖)容許用以完全地或是部分地由該經配置之材料60構成突出部分19(第15B圖)。以此方式，該等突出部分19可由一第二材料60構成並通過該振動處理材料可黏合至該物件52(第15C圖)。可察知的是如此在該物件52係為一汽車內飾板的情況下具有特別的效用，其可理解為一熱塑性及/或熱固性門板、儀表板、中控臺、後停止板(rear close-out panel)、車頂內襯飾板等。

於另一示範具體實施例中，如第16A、B及C圖中所示，該等腔室可配置在一模具狀基底56中，並未位在該超音波角件54中。該熱塑性物件52可經配置並在壓力下(箭頭A,第16B圖)固持在該超音波角件與該模具基底56之間。可將振動能施加至該角件(第16B圖)，強制一些材料由該物件52進入該基底之該等腔室17。再者，可停止該振動能，容許冷卻該熱塑性材料並收回該超音波角件(箭頭B，第16C圖)使新構成的突出部分19由該等腔室17分開，並提供一塑膠板其之一表面具有一局部的突出部分之圖案供於其上的附裝所用。

第17A、B及C圖圖示不同的熱塑性或熱固性材料60可配置在需要該等突出部分19的該物件52與包含該等腔室17的該模具狀基底56之間(第17A圖)。可藉由強制該角件54及模具56一起地環繞該物件52及材料60並施以振動能，由該材料60可構成該等突出部分(箭頭A，第17B圖)。再者，可停止該振動能，容許冷卻該熱塑性材料並收回該超音波角件(箭頭B)(第17C圖)使新構成的突出部分19由該等腔室17分開，並提供一塑膠板其之一表面構成具有一局部的突出部分之圖案，與該物件52的一不同材料的該等突出部分。

於此說明的該製程及裝置可大大地降低當可將不同類型之材料以層方式進給至該裝置並且在該等層上或是經由一或更多層構成該等突出部分時，將模製鉤式材料插入較大模製物件的困難度。該基板層之一部分所用的材料或是該等突出部分所用的材料因而可與該等基板材料不同。使用一超音波角件或是其他振動能之來源，以及使用於此所說明的一模具狀基底用以在一斷續或間歇製程中在物件上構成突出部分，或局部地在一物件之該表面上構成突出部分之一圖案，可提供相對較低成本及空間需求以及一極具靈活性的製程，能夠容易地移動。考量與於此該連續或半連續製程有關所揭露之所有特性亦可施加至一物件上突出部分之局部應用上。

於此揭露在一觸碰式固定系統中使用作為元件的該等突出部分，可以相對寬廣範圍之尺寸及密度構成，用以提供寬廣範圍的固定或固持強度。儘管無特定的限制，但考量該等突出部分之高度可位在自約小於10微米至約大於5公厘的範圍。

該等說明及圖式說明性地提出目前本發明的較佳具體實施例。該等說明及圖式係意欲說明該等具體實施例，且未限制本發明之範疇。熟知此技藝之人士應察知的是仍能夠根據上述講授內容對本發明作其他的修改及變化而同時涵蓋於以下申請專利範圍之範疇內。因此，能夠以已具體顯示及說明的該等說明內容及圖式之外的其他方式實踐本發明，而仍涵蓋於該等申請專利範圍之範疇內。

11．．．熱塑性材料之基板

11A．．．熱塑性材料

11B．．．可延伸材料或不可延伸材料

12．．．振動表面的一部分

12A．．．表面的一部分

13．．．振動源

13A．．．振動源

15．．．轉動模製軋輥

17．．．腔室

18．．．熱塑性或熱固性材料件

19．．．突出部分/鉤部分

19A．．．本體或桿部分

20．．．轉動振動源

20A．．．轉動振動源

21．．．薄膜或薄片/基板/帶條

21A．．．薄片/承載帶條

21B．．．捲包

22．．．轉動軋輥

23．．．前表面

24．．．背部表面

26．．．壓盤

28．．．壓盤表面

30．．．修改固定式壓盤

32．．．表面

32A．．．區域

40．．．振動源

42．．．模製軋輥

44．．．表面之一部分

46,46A．．．表面

48．．．皺紋區域

50．．．振動表面

52．．．熱塑性物件

54．．．超音波角件

56．．．模具狀基底

60．．．材料

80．．．遮罩

80A．．．遮罩

82．．．材料薄片

84．．．開口

86．．．材料

88．．．多孔基板材料

90．．．材料

90A．．．材料

100．．．方塊/模製軋輥之部分

121．．．第二材料

122．．．部分

200．．．方塊

300．．．方塊

400．．．方塊

500．．．方塊