專利名稱：高強(qiáng)、柔性、輕質(zhì)的鉤環(huán)捆扎帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及機(jī)械系固件，更具體地說是涉及物理性能改進(jìn)的機(jī)械系固件。
背景技術(shù)：
在本技術(shù)領(lǐng)域中已知有許多種類的機(jī)械系固件。這些機(jī)械系固件中包括在美國4,775,310(Fischer)和美國4,872,243(Fischer)中所描述的鉤環(huán)式系固件。這種類型的條帶狀系固件包括大量緊密間隔的鉤狀凸部，這些凸部可釋放地與相配的系固件條帶的環(huán)套嚙合，這種類型的系固件目前例如以GET-A-GRIP、Velcro和Aplix商標(biāo)名稱出售。
盡管這些早先的系固件具有一些極好的特性，它們也存在著許多的缺點(diǎn)。例如，早先的鉤環(huán)式系固件表現(xiàn)出切口敏感性，即在基底薄膜由于即使是稍稍地撕開、或者由于縫合或以其它方式將系固件固定至一些其它產(chǎn)品上而產(chǎn)生切口或者缺口時，會在一個或多個方向上有明顯的撕裂趨向。通常，這樣的撕裂會在鉤部的諸行之間發(fā)展。
為了減小這樣的切口敏感性，在一些系固件的基底中整體模制所謂的抗撕裂部分?？顾毫巡糠质峭ㄟ^提供系固件基底的局部加厚來減小切口敏感性的結(jié)構(gòu)特征，它們通常是隆起或凸起塊的形式?？顾毫巡糠滞ǔＴ谙噜徯秀^部以及基底之間延伸，并與它們模制成為一體。但，盡管抗撕裂部分在一些應(yīng)用場合中可能是有利的，但是它們使彎曲模量、重量和整個結(jié)構(gòu)的體積增大，并且也必定要求額外的模制措施，并使用更多的材料。
也調(diào)研了其它減小切口敏感性的方法。例如，在美國6,035,498(Buzzel等人)中揭示了具有與基底條帶成形為一體的若干分離的系固件組成部分的系固件預(yù)型件的橫向定向的方式。預(yù)型件橫向拉長到原預(yù)型件寬度的2至10倍之間。據(jù)說這些產(chǎn)品由于薄膜的分子定向而具有橫向的阻止裂口發(fā)展的能力。此外，據(jù)說根據(jù)拉長率，這樣的拉長能明顯地減小基底條帶的厚度。因此，該參考文獻(xiàn)指出，盡管傳統(tǒng)系固件所形成的條帶厚度(鉤部間)大于0.005英寸(0.127毫米)，并典型地為0.008英寸(0.203毫米)或更厚一些，但是在該參考文獻(xiàn)中所揭示的一些系固件的基底薄膜厚度為0.001至0.002英寸(0.025至0.051毫米)。該參考文獻(xiàn)還主張?jiān)谶@里所描述的結(jié)構(gòu)中使用彎曲模量為至少每平方英寸150,000磅(1.03吉牛/平方米)的熱塑性樹脂，并指出使用這樣的樹脂提供更佳的系固件性能。
但Buzzell等人建議的方法也有其不足之處。因?yàn)樵谠搮⒖嘉墨I(xiàn)中所揭示的系固件是橫向拉長的，所以它們沿這個方向有顯著的切口敏感性。即使基底薄膜首先縱向定向，隨后橫向拉長，也是這樣的情況。在橫向方向上的切口敏感性對捆扎應(yīng)用明顯地不利，這是因?yàn)樗毫言跈M向方向上的發(fā)展是系固件在這樣的應(yīng)用場合中發(fā)生失效的常見原因。如果被捆扎的物體具有尖銳邊緣則尤為如此。
較早的鉤環(huán)式系固件的另一問題是，它們傾向于造成皮膚刺激。在諸如尿布、衛(wèi)生巾以及醫(yī)用服裝之類的個人護(hù)理用品中采用這些較早的裝置時，這個問題尤為成為問題，是制作它們的方法所造成的。特別是，通常用來制作鉤環(huán)式系固件的方法經(jīng)常會導(dǎo)致這些系固件的基底終止于一堅(jiān)硬的、尖銳的邊緣。還有，當(dāng)靠放在皮膚上時，這些系固件的鉤狀部分會使人感到粗糙。
美國5,692,271(Provost等人)描述了一種方法，以提供減小造成皮膚刺激的傾向的鉤環(huán)式系固件。該專利中所揭示的系固件有邊緣區(qū)域，這些邊緣區(qū)域的特征在于減小它們的厚度和剛度，并據(jù)說能產(chǎn)生更柔軟、刺激性小的系固帶。該產(chǎn)品也設(shè)有與基底模制成一體的抗撕裂部分，這些抗撕裂部分相對鉤狀部分是偏置的以減小產(chǎn)品的寬度方向的剛度。
美國4,894,060(Nestegard)描述了另一種減小與機(jī)械系固件的使用相關(guān)的皮膚刺激。這個參考文獻(xiàn)揭示了帶有改進(jìn)的鉤系固部分的一次性尿布(在圖2中最好地示出)，其鉤部終止于圓角邊緣。這樣的一鉤部，稱為低擠壓成形鉤部(PEH)，設(shè)計(jì)成沿著與加工方向相對的一橫向方向具有剝落和剪切最高值。各個鉤部是通過對一成脊?fàn)畹念A(yù)型件開切口然后沿縱向拉長該條帶來形成的。
諸擠壓成形鉤部在尿布上提供極好的保持力，且阻止穿戴者無意地(或有意地)剝離保持片并從而取下尿布。此外，PEH在橫向上的強(qiáng)度已足以用于尿布片的應(yīng)用。該參考文獻(xiàn)指出，由于這些鉤部的幾何形狀，鉤部部分在與皮膚接觸時不會使人感到粗糙。該參考文獻(xiàn)還指出該鉤部比已知的、市場上可購得的鉤系固部分上的鉤狀部分更易于與許多類型的環(huán)系固部分嚙合且嚙合地也更牢固，這很大程度上是因?yàn)殂^狀部分與它們相比很小。
除了上面所提及的美國4,775,310(Fischer)和美國4,872,243(Fischer)中所揭示的方法之外，還研制出各種方法來制作鉤環(huán)式系固件。因此，例如，美國5,260,015(Kennedy等人)和美國5,518,795(Kennddy等人)描述了一種在其表面中形成有鉤部成形凹腔的輥?zhàn)由铣尚螖D壓鉤部系固帶的方法。通過將塑性材料擠壓進(jìn)入成形輥與一后輥所攜帶的環(huán)套條帶之間的分界面來形成帶子。因此環(huán)套條帶牢固地粘合至與鉤部相反表面上的鉤部底層。
盡管進(jìn)行了上文所提及的、對改善機(jī)械系固件和制作它們的方法方面的努力，但目前存在的系固件仍存在許多的缺點(diǎn)。一個這樣的缺點(diǎn)是整個產(chǎn)品、特別是底層材料的剛度或彎曲模量。另一個缺點(diǎn)是厚度。特別是，大多數(shù)傳統(tǒng)系固件具有相對僵硬(高彎曲模量)、厚的底層材料。例如，如上文所述，Buzzell等人主張?jiān)诘讓硬牧现惺褂酶吣Ａ康臉渲@在那里所述的薄膜定向過程之后將會呈現(xiàn)甚至更高的模量。出于許多原因，這是所不希望發(fā)生的。
首先，將帶有高彎曲模量底層的系固件如捆扎小的物品(例如一組光纖)的情況中所需要的那樣卷繞成一緊密的半徑是困難的。即使該系固件成功地卷繞成小的半徑，較高模量的底層通常必定會造成體積增大，并致使系固件明顯地增大被捆扎的物品的總直徑。這在諸如捆扎光纖之類的許多捆扎應(yīng)用場合中是所不希望的，這是因?yàn)楸焕υ奈锲吠ǔ１仨毚鎯υ诮雍蠚んw中和空間十分寶貴的其它區(qū)域中。
此外，高彎曲模量會易于松弛，即系固件在配合表面的末端處從其自身分離的傾向。松弛在形成小直徑的小捆束中尤其存在問題，這是因?yàn)檫@樣的應(yīng)用要求底層彎曲得最多。除了不美觀，松弛還損害用系固件所實(shí)現(xiàn)的機(jī)械結(jié)合的整體性，并且存在一個可能被絆住的表面，從而可能導(dǎo)致分離。松弛還產(chǎn)生了一個外來污物可能累積的凹腔，因而會使系固件不衛(wèi)生，并在重復(fù)使用后致使連接的整體性降低。
高彎曲模量的系固件與它們所纏繞的表面一致性更差。這使它們更易于發(fā)生滑移，這是因?yàn)榕c基片接觸的系固件表面更少。此外，因?yàn)橄倒碳c被捆扎物品的表面一致性得那么差，所以這樣的系固件對被捆扎物品所施加的應(yīng)力就分布不均勻。在諸如光纖之類的較為脆弱的物品的情況中，這可能會導(dǎo)致單根光纖開裂或斷裂或者信號失真。
在本技術(shù)領(lǐng)域中已經(jīng)進(jìn)行了一些嘗試以用更低模量的材料來制作系固件。但這些嘗試是基本上不成功。例如，美國5,692,271(Provost等人)揭示了一般用于尿布中的通用類型的鉤式系固件結(jié)構(gòu)，并指出，已知通過減小用來模制這樣的系固件中所使用的帶子的聚合物的剛度或彎曲模量，可以減少鉤式系固件的耐磨性。但該參考文獻(xiàn)中還指出，這樣做之后，由于鉤部也損失了它們的剛度，且因而喪失了它們將衣物固定在位的能力，所以鉤部會變得無效。
也許由于鉤部有隨著剛度的降低而損失其部分的保持力的傾向，所以目前市場上的鉤環(huán)式系固件(它與無環(huán)套的鉤式系固件有區(qū)別)是相對較厚和較硬的，因此對于一些應(yīng)用場合是不適合的。此外，由于這些裝置的體積大，它們比競爭產(chǎn)品(例如，扭曲帶)在材料基礎(chǔ)上成本更高，因此僅在高端應(yīng)用場合中或者使用這樣的產(chǎn)品將損壞所系固的物品的情況中，它們才能成功地競爭過這些產(chǎn)品。它們的大體積和厚度在使用前和使用中也是所不希望的。
美國6,106,922(Cejka等人)描述了共復(fù)合系固件結(jié)構(gòu)，其中系固件由在其仍處于熔化狀態(tài)下就結(jié)合在一起的一第一和第二層制成。系固件結(jié)構(gòu)是通用類型的，通常用于尿布，并且具有從系固件的第一和兩個表面凸伸出多個鉤部。該參考文獻(xiàn)的圖5示出了一個實(shí)施例，其中材料的一下層形成系固件的基底，一上層形成在基底上的表面層和主干材料的整體。該參考文獻(xiàn)的例子11描述了一個具有該參考文獻(xiàn)的圖3中所示結(jié)構(gòu)的系固件，其中核心部分用彈性材料制成，殼體部分用一更剛性的材料制成。該參考文獻(xiàn)的例子20描述了一種具有一帶有ABA結(jié)構(gòu)的127微米基底薄膜的系固件，其中，由組分B構(gòu)造的中間層是彈性的，并且厚度大約為25微米。盡管在該參考文獻(xiàn)中所描述的系固件具有許多人們所希望的特性，但是它們是用十分柔軟、低抗拉強(qiáng)度的材料制成的。因此，它們不適合在系固件的縱向軸線上施加相當(dāng)大力的捆扎應(yīng)用場合和其它這樣的最終用途。
因此，在本技術(shù)領(lǐng)域中需要一種機(jī)械系固件，尤其是一種鉤環(huán)式系固件，它是輕質(zhì)、高強(qiáng)、薄且柔性的(例如具有低彎曲模量或剛度)，且其保持力與傳統(tǒng)鉤環(huán)式系固件的保持力一樣大或更大。在本技術(shù)領(lǐng)域中還需要一種尤其在橫向上切口敏感性減小的機(jī)械系固件。如下文將述的，本發(fā)明滿足了這些和其它的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新的類型的系固件，它們的切口敏感性減小，尤其是在橫向上，并且它們是輕質(zhì)、高強(qiáng)、薄且柔性的(例如，具有低的標(biāo)準(zhǔn)化彎曲模量或剛度)，而且它們的保持力與傳統(tǒng)鉤環(huán)式系固件類似或更大。
在一個方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，諸如一種鉤環(huán)式系固件，它們是沿縱向方向單軸定向的。與現(xiàn)有技術(shù)的不定向、雙軸定向或橫向定向的系固件不同，本發(fā)明的單軸定向的系固件表現(xiàn)出更高的抗拉強(qiáng)度和在縱向方向上更小的彎曲模量(是由于薄膜隨著定向而變薄)，以及改進(jìn)的橫向切口敏感性。
由于這些特性，本發(fā)明的系固件尤為適合在諸如捆扎之類的應(yīng)用場合中提供改進(jìn)的性能。在本發(fā)明該方面的一些實(shí)施例中，系固件可以包括基底薄膜或底層和一個或多個附加層的層壓結(jié)構(gòu)，這些附加的層可以在結(jié)合入底層中之前不定向或雙軸定向，從而使系固件對于特定的應(yīng)用場合同時在縱向和橫向上具有改善的物理特性。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中，所述系固件有一捆扎抗斷強(qiáng)度sbb和一剛度s，其中比值rsbb/s＝sbb/s，其中rsbb/s大于477，較佳地是至少約500，更佳地是至少約1000，并且最佳地是至少約2300。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中，所述系固件有一由等式rw/a＝重量/面積定義的比值rw/a，其中所述系固件有一捆扎抗斷強(qiáng)度sbb，以及其中比值sbb/rw/a大于0.057(千米/秒)2，較佳地是至少約0.07(千米/秒)2，更佳地是至少約0.12(千米/秒)2，并且最佳地是至少約0.15(千米/秒)2。
在還有一個方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中所述系固件有一捆扎抗斷強(qiáng)度sbb和一厚度t，以及其中由等式rsbb/t＝sbb/t定義的比值至少為28兆牛/平方米，更佳地是至少約35兆牛/平方米，以及最佳地是至少約46兆牛/平方米。在一些實(shí)施例中，系固件還具有一小于1.40毫米的厚度，更佳地是小于約1.0毫米，且最佳地是小于約0.90毫米。
在再一方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中所述系固件有一捆扎抗斷強(qiáng)度sbb和一松弛量f，以及其中由等式rsbb/f＝sbb/f定義的比值大于7.4兆牛/平方米，較佳地是至少約9兆牛/平方米，更佳地是至少約14兆牛/平方米，以及最佳地是至少約20兆牛/平方米。
在還有一個方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中，所述系固件有一抗拉強(qiáng)度st和一剛度s，其中比值rst/s＝st/s，其中rst/s大于392，較佳地是至少約400，更佳地是至少約1000，并且最佳地是至少約1800。
在另一個方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中所述系固件有一由等式rw/a＝重量/面積定義的比值rw/a，其中所述系固件具有一標(biāo)準(zhǔn)化抗拉強(qiáng)度st，且其中比值st/rw/a大于約0.058(千米/秒)2，較佳地是大于約0.08(千米/秒)2，更佳地是大于約0.9(千米/秒)2，以及最佳地是大于約0.13(千米/秒)2。
在另一個方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中所述系固件有一厚度t和一抗拉強(qiáng)度st，并且其中比值rst/t＝st/t大于約28兆牛/平方米，較佳地是至少約40兆牛/平方米，更佳地是至少約50兆牛/平方米，更佳地是至少約70兆牛/平方米，以及t小于約1.20毫米，更佳地是小于約1.0毫米，最佳地是小于90毫米。
在還有一個方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中所述系固件有一松弛量f和一抗拉強(qiáng)度st，并且其中比值rst/f＝st/f大于約6.2兆牛/平方米，較佳地是至少約6.5兆牛/平方米，更佳地是至少約20兆牛/平方米，以及最佳地是至少約50兆牛/平方米，以及t小于約1.20毫米，更佳地是小于約1.0毫米，最佳地是小于90毫米。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中所述系固件有一抗拉模量mt和一剛度s，并且其中比值rmt/s＝mt/s至少約11000，較佳地是至少約14000，更佳地是至少約37000，以及最佳地是至少約41000。
在還有一個方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中所述系固件有一由等式rw/a＝重量/面積定義的比值rw/a，其中所述系固件有一標(biāo)準(zhǔn)化的抗拉模量mt，以及其中比值mt/rw/a大于0.46(千米/秒)2，較佳地是至少約0.6(千米/秒)2，更佳地是至少約1(千米/秒)2，以及最佳地是至少約3(千米/秒)2。
在另一個方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中所述系固件有一標(biāo)準(zhǔn)化的抗拉模量mt和一厚度t，以及其中比值rmt/t＝mt/t大于0.2吉米/平方米，較佳地是大于約0.40吉米/平方米，更佳地是大于約0.7吉米/平方米，以及最佳地是大于約1.5吉米/平方米，以及其中t小于1.40毫米，更佳地是小于約1.0毫米，以及最佳地是小于約0.90毫米。
在另一個方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中所述系固件有松弛量f和一抗拉強(qiáng)度st，以及其中比值rst/f＝st/f大于48兆牛/平方米，較佳地是至少約50兆牛/平方米，更佳地是至少約100兆牛/平方米，以及最佳地是至少約1.5兆牛/平方米。
在還有一個方面，本發(fā)明涉及一種包括卷繞成卷的系固帶的物品。帶子可以繞一線軸或其它裝置卷繞以易于制造并使所獲得的物品具有更大的機(jī)械整體性。帶子包括沿帶子的縱向軸線單軸定向的一聚合物基片，并且具有設(shè)置在其一表面上的多個鉤部。該物品可以配有用來切斷帶子的一部分的一刀片，并可以形成為帶子的分配器的形式。
在另一個方面，本發(fā)明涉及一機(jī)械系固件，它包括一基片，并具有設(shè)置在基片的一第一表面上的多個鉤部，其中，所述系固件有一低的彎曲模量mf。
在還有一個方面，本發(fā)明涉及一種鉤環(huán)式系固件，其中所述系固件有一厚度t，其中t小于1.40毫米、較佳地是小于約1.20毫米，更佳地是約小于100毫米，以及較佳地是小于約90毫米。
在再一個方面，本發(fā)明涉及具有任何上述方面的組合或子組合的系固裝置，以及用于使用它們的方法。
附圖簡述

圖1是在本發(fā)明的機(jī)械系固件中所可使用的一種類型的鉤部的放大立體圖；圖2是圖1所示鉤部的放大立體圖；圖3a-g是示出根據(jù)本發(fā)明制成的不同的機(jī)械系固件示意圖；圖4a-d是設(shè)有壓扁或無鉤部區(qū)域的鉤環(huán)式系固件的示意圖；圖5是示出測量松弛量的示意圖；圖6是示出用來制造圖1所示的鉤系固部分的方法的示意圖；以及圖7和8是圖1所示鉤系固部分處于其各制造階段時的立體圖。
具體實(shí)施例方式
1.概述應(yīng)予理解的是，在整個本申請中為sbb、st、mt、s、rw/s、t及f所具體定義的值是根據(jù)在諸例子中所提出的方法對試樣進(jìn)行測試所獲得或?qū)@得的值。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一個新穎的機(jī)械系固件系列。在較佳的實(shí)施例中，最普遍地是采用鉤環(huán)式捆扎帶或系固件的形式的這些系固件有一沿縱向方向(即擠出的方向)單軸地定向的基層，這些系固件具有高強(qiáng)度，且切口敏感性也得以改進(jìn)。本發(fā)明的系固件可以用標(biāo)準(zhǔn)化彎曲模量小、剛度低的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)制成。通過根據(jù)本發(fā)明制成的各種系固件結(jié)構(gòu)可以呈現(xiàn)出的其它特征包括，高捆軋抗斷強(qiáng)度與剛度比、在斷裂與剛度比處的高拉伸載荷、高抗拉模量與剛度比、高捆扎抗斷強(qiáng)度與重量比、在斷裂與重量比處的高拉伸載荷、高抗拉模量與重量比，以及/或高強(qiáng)度或抗拉模量與低總厚度比。
盡管本發(fā)明的機(jī)械系固件可以采用多種形式，但在一個普通的形式中，它們制作成鉤環(huán)式捆扎帶，該帶包括一鉤部部分、一底層或基層以及環(huán)套材料。盡管本發(fā)明設(shè)計(jì)了鉤部部分與底層或基層是分開的實(shí)施例，但鉤部部分較佳地是與底層或基層整體成形。同樣，環(huán)套材料最普通地是通過使用粘結(jié)劑來連結(jié)在基層上。在較佳的實(shí)施例中，本發(fā)明的機(jī)械系固件形成為鉤部部分布置在基層的第一側(cè)上，環(huán)套布置在基層的第二側(cè)上。
2.對鉤部部分的物理描述圖1和2示出了用于本發(fā)明的機(jī)械系固件中的一較佳的鉤系固部分。本鉤系固部分在設(shè)計(jì)方面與美國4,894,060(Nestegard)中所提出的鉤系固部分類似，并有一大致較低的外形。鉤系固部分10包括一薄、高強(qiáng)、柔性的薄膜底層11，它具有大體平面且平行的上和下主表面12和13。大量間隔開的彈性鉤部14大體直角地從底層的上表面凸出。
如在圖1中最佳地所示，每個鉤部包括一主干部15，主干部15在一端處附接在底層上。在主干部與底層相反的端部處設(shè)置一頭部17。頭部的側(cè)邊在兩相對側(cè)上與主干部的側(cè)邊平齊。頭部有在鄰近主干部與底層成圓角的相交處的兩相反側(cè)凸出超過主干部的部分。
具體地說，參照示意地示出一單個的鉤部的圖1，其中該鉤部的尺寸由尺寸箭頭間的標(biāo)號表示，每一鉤部的高度尺寸20，如從底層的上表面測量到鉤部的頂部，為0.010至0.030英寸(0.25毫米至0.75毫米)，并較佳地是在約500微米或20密耳。每一主干部和頭部沿平行于底層表面的一第一方向上的厚度尺寸21大體相同(0.008至0.14英寸，或0.02至0.036厘米，較佳地是約為0.011至0.013英寸或0.028至0.033厘米)。每一主干部沿與第一方向大體成直角并平行于底層表面的一第二方向上的寬度尺寸22在0.02至0.03厘米(0.008至0.012英寸)的范圍內(nèi)，以及每一頭部在第二方向上的寬度尺寸23約為0.020英寸(0.51毫米)。
3.鉤部部分的制作過程可以使用各種方法來制作在本發(fā)明中使用的鉤部部分。但較佳的方法是采用一種美國專利3,266,133、3,557,413(Engle)4,001,366(Brumlik)、4,056,593(de Navas Albareda)、及4,189,809(Sotos)中所述的制作鉤系固部分的已知方法。這種方法通常包括將熱塑性樹脂擠壓通過一模具，該模具成形為形成設(shè)有間隔開的諸脊部的一基層，諸脊部帶有凸緣或臂部，并凸出在基層的上表面上方。這些脊部具有所要形成的鉤部部分的橫截面形狀。然后在沿著諸脊部長度的間隔位置處橫向地切割諸脊部，以形成分離的脊部部分，并拉長底層以將脊部的那些部分分開，這些分開的脊部部分然后就形成間隔開的鉤部部分。
在圖6中示意地示出了以這樣的方式形成鉤系固部分的方法。一般來說，該方法包括首先從一擠壓機(jī)51穿過一模具52擠壓如圖7中所示的一熱塑性樹脂制成的條帶50，該模具52有一個電子放電機(jī)加工所切割的開口。該開口成形為使條帶形成有一基底53和多條間隔開的細(xì)長肋部54，諸肋部54凸出在基層上表面的上方。肋部具有所要形成的鉤部部分的橫截面形狀。牽引條帶繞過輥?zhàn)?5帶并穿過充滿冷卻液體(例如，水)的一淬火槽56。接著，肋部(但不是基層)被一切割機(jī)68在沿著其長度的間隔開的位置處橫向地切開或割開，以形成其長度相應(yīng)于所要形成的鉤部部分的希望長度的分開的部分57，如圖8所示。切割機(jī)可以使用任何傳統(tǒng)的裝置，并可以設(shè)置為成一角度地切割，以使諸鉤部能在條帶上定向?yàn)槌梢唤嵌取?br> 在切割了肋部之后，以至少2∶1的拉長比、更佳地是3∶1的拉長率及最佳地是以至少4∶1的拉長率縱向拉長條帶的基底?；自谝粺彷伜鸵焕漭佒g拉長。第一輥的直徑約為15英寸，并用油熱或電均勻地加熱到大致300°F(149℃)。條帶的均勻加熱對于均勻拉長來說是重要的。用大約50°F(10℃)的冷卻水來冷卻第二輥。條帶在第一和第二輥之間拉長。條帶可以用一S形纏繞的空轉(zhuǎn)輥支承在拉長區(qū)域中，以使拉長區(qū)域處的頸縮最小。加熱輥可從日本京都的Tokuden Corporation或從美國的FR Gross Industries購得?；蛘?，條帶可以用紅外加熱器或類似的裝置加熱，只要條帶基底被加熱到在約290-310°F(143℃至154℃)的范圍內(nèi)的一均勻的溫度即可。
在如上所述地制作鉤系固部分時，肋部較佳地是在它們相鄰的邊緣之間間隔開約0.50毫米，或約0.250至1.0毫米之間，并且條帶的拉長足以使鉤子相鄰邊緣部分之間間隔約1.0毫米，或約0.5毫米至約1.5毫米之間?；锥皇倾^部的優(yōu)先加熱有助于鉤部間隔的均勻性。較佳地是，鉤部在拉長之后橫向間隔開約10/厘米，并在沿著條帶的方向間隔開約8/厘米。
如上面所提及的，每一鉤部包括一端連接于基底或底層的一主干部。鉤部還包括設(shè)置在主干部與底層相反的一端處的一頭部。頭部至少在兩相對側(cè)凸出超過主干部。具體地說，每一鉤部從底層的上表面到頭部頂部的高度尺寸為約0.020英寸(0.5毫米)。每一主干部和頭部具有沿平行于底層表面的一第一方向大體相同的厚度尺寸，該厚度尺寸較佳地是在0.025至0.033厘米(0.01至0.013英寸)的范圍。每一主干部沿與第一方向大體成直角并平行于底層表面的一第二方向上的寬度尺寸在0.018至0.03厘米(0.008至0.012英寸)的范圍內(nèi)，以及每一頭部在第二方向上的寬度尺寸約為0.020英寸(0.5毫米)。已發(fā)現(xiàn)這樣的小尺寸的鉤部易于穿入如上所述的、不昂貴的類型的環(huán)套系固部分上的環(huán)套之間并與之嚙合。
鉤系固部分的基底或底層較佳地是足夠薄以提供所要求的柔性(例如，小標(biāo)準(zhǔn)化彎曲模量或剛度)，但也較佳地足夠厚和/或有足夠的強(qiáng)度以使其能通過任何所希望的方式附接在一基帶上，所述的附接方式諸如聲波焊、熱粘合、縫合或通過使用粘結(jié)劑(包括壓敏、可固化或熱熔粘結(jié)劑)。底層也必須足夠厚和/或具有足夠的強(qiáng)度以將牢牢地固定主干，并在系固件被剝開時提供抗撕裂能力，但當(dāng)它是使用在一衣物上時，就不能那么厚以致比所需的更剛性。最優(yōu)的厚度根據(jù)制成鉤系固部分的樹脂而變化，但對于聚烯烴樹脂一般在約0.002至0.005英寸(0.05至0.013毫米)之間，更佳地是在約0.003至0.004英寸(0.076至0.10毫米)之間。盡管本發(fā)明設(shè)計(jì)使用薄膜和織造的底層兩者，但應(yīng)予注意的是，薄膜底層在某些應(yīng)用場合可提供比織造的底層更佳的優(yōu)點(diǎn)，即薄膜底層通常所需要的將它們粘附在一基帶上的粘結(jié)劑要比織造的底層少。
4.機(jī)械系固件的類型本發(fā)明的原理可以應(yīng)用于許多種類的機(jī)械系固件。盡管本發(fā)明的系固件最為常用的是其中鉤部部分設(shè)置在基帶的第一側(cè)、環(huán)部設(shè)置在基帶的第二側(cè)的鉤環(huán)式系固件，本發(fā)明也設(shè)計(jì)出這里所揭示的原理可應(yīng)用的其它類型的系固件。這些包括，例如，鉤對鉤式系固件以及其中多個鉤部和多個環(huán)套分別布置在第一和第二表面上的系固件。本發(fā)明的原理也可以應(yīng)用于特征在于互鎖脊部和凹部的類型的系固件，這種類型的系固件使用在諸如再封閉塑料袋之類的物品中。
本發(fā)明還設(shè)計(jì)將這里所述的原理應(yīng)用于包括連接在一起以形成一環(huán)套的至少一第一和第二條帶的系固件。在這樣的實(shí)施例中，兩條帶可以是相同、相似或不同的。因此，例如，每一條帶可具有一第一和第二表面，且第一表面設(shè)有多個鉤部，第二表面設(shè)有多個環(huán)套。在其它的實(shí)施例中，機(jī)械系固件可以是鉤對鉤式的系固件，其中系固件的兩連接表面上都設(shè)有相同或相似的鉤部結(jié)構(gòu)，這些鉤部結(jié)構(gòu)能可釋放地相互配合。
5.鉤部類型在本發(fā)明的各實(shí)施例中所采用的鉤部可以采取各種形式，包括上面已經(jīng)提及的那些形式。因此，例如，鉤部可以是細(xì)絲類型的，即通過沿著一側(cè)切割單絲的環(huán)套以形成從織造或針織底層突伸出的多個單絲結(jié)構(gòu)來形成。鉤部也可以是蘑菇形、J形的，或者采用多脊部的形式。鉤部可以是模制或者覆蓋上的。但較佳地是，鉤部是如這里所述的PEH鉤部。鉤部可以是美國6,000,016(Kampfer等人)中所描述的類型，下文稱之為CS-600鉤部。鉤部可以是美國5,058,247(Thomas等人)中所描述的類型，或者是美國6,106,922(Cjeka等人)或美國6,132,660(Kampfer)中所描述的類型。
6.環(huán)套的類型根據(jù)本發(fā)明可以使用各種環(huán)套結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)可以各種方式來形成，基本的要求是環(huán)部能與鉤部部分可釋放地連接。因此，例如，環(huán)套可通過縫合、針織、弄皺或者將線或纖維織造到合適的環(huán)套結(jié)構(gòu)中來形成。特別是，可以通過將線縫合穿過底層、通過將纖維的部分聲波或加熱地焊接到底層的表面、通過使非織造纖維層配有多個環(huán)套或者通過組合這些方法來形成環(huán)套。
7.鉤部/環(huán)套圖案在本發(fā)明中的系固件中所采用的可配合表面一般在每一要配合的表面上采用多個鉤部和/或環(huán)套。這些鉤部和環(huán)套可以如所希望的特性所規(guī)定的放置成多種圖案。例如，鉤部和/或環(huán)套可以隨機(jī)或者半隨機(jī)地放置在各配合表面上，或者可以放置成一特定的圖案。
8.其它的表面特征除了鉤部和/環(huán)套，本發(fā)明系固件的表面可以設(shè)有其它的結(jié)構(gòu)特征，以改善它們的物理特性或方便它們的使用。例如，可配合的表面可以設(shè)有一個或多個抗撕裂部分，以防止撕裂口橫穿它們延伸。諸表面還可以設(shè)有脊部以增加強(qiáng)度或有意地沿著一所要的軸線減小系固件的柔性，或者諸表面設(shè)有設(shè)計(jì)成使系固件在一特定的方向上彎曲或折疊的一個或多個槽。諸表面也可以在結(jié)構(gòu)中設(shè)置若干孔，以在進(jìn)行捆扎應(yīng)用中方便捆緊。
在圖4a-4d中示出了在本發(fā)明的多種實(shí)施例中可有利地采用的另一表面特征。圖中所示的系固件61在其上表面63上設(shè)有多個鉤部，并在其下表面65上設(shè)有多個環(huán)套。系固件的上表面還設(shè)有一個或多個無鉤部區(qū)域67。在所示的特殊實(shí)施例中，系固件的下表面也設(shè)有一個獲得多個無環(huán)套區(qū)域69，不過應(yīng)予理解的是，無鉤部區(qū)域和無環(huán)套區(qū)域的設(shè)置是可以彼此獨(dú)立的。
例如，可以通過沿著其長度或在系固件的一末端部分附近，以周期或隨機(jī)的間隔選擇地壓扁或熱成形系固件，以致在非功能區(qū)中壓扁鉤部，從而形成無鉤部區(qū)域和無環(huán)套區(qū)域。用于修改這種樣式的系固件的鉤部部分的合適方法例如在美國5,933,927(Miller等人)中有描述。
無鉤部區(qū)域可以用作手指抓握部分，以便于脫開系固件。它們也可以用作顯示標(biāo)記(如標(biāo)簽或色標(biāo))的表面。后一應(yīng)用在電氣或電子工業(yè)中尤為有用，其中這個特征例如可用來對具有一共同的功能性的一束電線進(jìn)行色標(biāo)。在一些實(shí)施例中，無鉤部區(qū)域可以卷曲或者進(jìn)行其它的處理，以使該區(qū)域從系固件的平面并且成一角度(例如90°)地延伸，從而使該區(qū)域能用作一內(nèi)置的標(biāo)記，以用于方便標(biāo)識的目的。
9.最終用途在各種應(yīng)用場合，包括集束、帶捆扎、打包、系固、連結(jié)、附接、保持定位、包裹以及捆綁應(yīng)用中都可以有利地使用本發(fā)明的機(jī)械系固件?？梢栽谶@些和其它的應(yīng)用場合使用該系固件，以用來系固電纜、導(dǎo)線、繩索、軟管、管道、植物、樹枝、雜物、衣物、報(bào)紙、雜志、織物保護(hù)覆蓋物以及其它的物品。系固件可以用來將不同的物品系固或保持在一起，如到病人的諸導(dǎo)管、或到樹木的諸標(biāo)簽，并且可以用于各種工業(yè)的應(yīng)用中，包括電氣、電子、通訊、光學(xué)、辦公、食品、醫(yī)學(xué)、器具、飛行器、汽車、計(jì)算機(jī)、農(nóng)業(yè)、托兒所以及建筑工業(yè)。
本發(fā)明的機(jī)械系固件尤為適合使用在外衣和個人保護(hù)品中，諸如一次性尿布、衛(wèi)生巾或醫(yī)用服裝。在這些用途中，系固件的成本尤為重要。由于本發(fā)明的系固件比傳統(tǒng)的系固件所使用的材料少，并能通過使用較廉價的組成成分的簡單的制作工藝來生產(chǎn)，所以它們以更低的成本來提供與傳統(tǒng)系固件同樣或更佳的機(jī)械性能。
也可以根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)出尤為適合束捆諸如光纖之類的壓敏物品的機(jī)械系固件。在這些應(yīng)用場合中使用傳統(tǒng)的系固件已往往被證明是不合需要的，這是因?yàn)檫@樣的系固件通常會僅在少數(shù)接觸點(diǎn)上造成束捆壓力集中，從而損壞物品。在傳統(tǒng)的鉤環(huán)式系固件以及諸如電纜捆扎帶之類的系固件中都存在這樣的情況。例如，在束捆光纖的情況中，這可能會導(dǎo)致一根或多根光纖中的破損或信號失真。本發(fā)明的系固件通過將壓力均勻地分布在系固件的整個表面上從而消除局部受壓點(diǎn)來解決這個問題。這是因?yàn)楸景l(fā)明系固件的柔性增加，使它們能更好地貼合所要束捆的材料的表面，其方式與用來包裹食物的類型的薄塑料膜比較例如可用來制成建筑材料的、較厚的相同材料膜更好地貼合一表面的方式十分相同。因此，當(dāng)使用本發(fā)明的系固件來束捆不形成完美的圓形截面的集合起來的大量的物品時，由于系固件的柔性，所以束捆力均勻地分布在系固件的表面上，而不是如在較剛性的系固件中那樣集中在幾個接觸點(diǎn)上。此外，與諸如電纜捆扎帶之類的裝置相比，本發(fā)明的系固件提供更大的柔性之外，還提供一更寬的束捆力分布表面。因此，在任意給定接觸點(diǎn)的束捆力減小。
本發(fā)明的系固件也可以有利地用作袋子或容器的封閉裝置；用作諸如地毯、亞麻布制品、油氈、織物或包裝紙之類的大體積物品的捆扎帶；用作束捆管子、棒桿、木材以及其它細(xì)長物體；用作諸如紙張和成卷物品之類的日用品的系固件；以及用于各種其它的物品，包括印刷電路板和電子軟性電路。
本發(fā)明的系固件也可以用作除了系固或捆扎之外的另外的目的。因此，例如，本發(fā)明的系固件可以用于作標(biāo)簽或進(jìn)行標(biāo)識。在這些應(yīng)用場合中，系固件可以設(shè)有色標(biāo)、打印物或用于這些目的其它的標(biāo)記。
10.材料的選擇本發(fā)明系固件中的諸部分(包括鉤部、環(huán)套、底層、粘結(jié)劑、薄片以及釋放襯片)可以采用各種材料。
在系固件的鉤部部分和環(huán)部的制造中可使用的合適材料、以及可能的疊層的一未窮舉的列表包括熱塑性樹脂，如聚烯烴，包括但不局限于聚丙烯、聚乙烯及它們的混合物；聚氯乙烯；聚苯乙烯；ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)；聚酯，包括但不局限于聚對苯二甲酸乙二醇酯；以及尼龍。也可以使用上述材料的各種混合物和共聚物。該后一類型的代表性例子包括，例如聚乙烯和聚丙烯的共聚物、聚丙烯與乙烯-醋酸乙烯酯嵌段共聚物的混合物以及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。在本發(fā)明的部分中可以有利地采用的PET共聚物和均聚物包括PETG、PCTA、PCT及PCTG。
用于PEH鉤部的樹脂較佳地是具有較高的熔合粘性，這使擠壓出的物品到模具外仍保持鉤部的形狀。例如，發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的范圍中，約為1.5的熔化流率對PP是適合的。
11.鉤部/環(huán)套密度本發(fā)明系固件的鉤部部分可以具有任意數(shù)量的鉤部，這部分地取決于系固件所用于的應(yīng)用場合以及所需要的保持力。例如，在一典型的PEH結(jié)構(gòu)中，鉤系固部分每平方厘米可以包括從底層的上表面凸出以提供所要的保持力的大約80個鉤部(每平方厘米至少45個、較佳地是70至100個鉤部)。其它類型的系固件可以包括每平方厘米465針或更小的針密度。
12.其它材料除了它們的上面已述的一些主要材料之外，本發(fā)明的各個部分中的任一個也可以采用其它的材料或添加劑。這些包括顏料、染料、抗氧化劑、抗靜電劑、加固劑或增強(qiáng)劑、阻燃劑、紫外線吸收劑或反射劑、交聯(lián)劑、抗靜電劑以及加入以改善諸部分的耐高溫能力和諸部分的耐化學(xué)物質(zhì)或抗污抗銹能力的物質(zhì)。
13.疊層/其它層如上所述，在本發(fā)明的各實(shí)施例中，可以使用多疊層來使最終產(chǎn)品具有所希望的特性。這樣的結(jié)構(gòu)可使諸疊層能整體地具有任一組成層單獨(dú)地所無法呈現(xiàn)的特性。這些的諸疊層例如可在被結(jié)合入系固件之前或之后包括附加的、定向在一個或多個方向上的聚合層。例如，諸如在盒密封帶中的二軸定向薄膜的一個或多個薄層可以附加在系固件上，且該系固件的底層上已預(yù)先沿一縱向方向定向。因此，例如，這樣一層壓系固件除了具有由基底薄膜的縱向定向所提供的有用特性之外，由于二軸定向?qū)拥淖饔茫€具有改善的沿著其縱軸線方向的抗撕裂能力。橫向定向的層也可以用作類似的目的。
在一特殊的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明制成的一種系固件，它包括一未定向的鉤部底層的疊層和一層#355盒密封帶。在該實(shí)施例中，高抗拉強(qiáng)度、高模量材料制成的盒密封帶增加了整個結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，同時未定向的鉤部底層(CS600)提高了整個結(jié)構(gòu)的切口抗撕裂能力。
本發(fā)明的一些實(shí)施例也可以包括一層或多層二軸定向的聚丙烯(BOPP)和/或同時二軸定向的聚丙烯(SBOPP)。這些材料是尤為有用的，因?yàn)樗鼈冑x予疊層高強(qiáng)、輕重量以及高拉伸模量，并且有利于這里用于特征性能的各種比值。
可以在本發(fā)明的各種結(jié)構(gòu)中采用一層或多層粘結(jié)劑(可固化、壓敏或者熱熔型的)。為一特定的實(shí)施例所進(jìn)行的粘結(jié)劑選擇將部分地由要粘合在一起的表面的材料確定。但，在本發(fā)明中有用的粘結(jié)劑包括丙烯酸基壓敏粘結(jié)劑和其它本技術(shù)領(lǐng)域已知的粘結(jié)劑。天然和合成的橡膠基壓敏粘結(jié)劑和可交聯(lián)的聚氨基甲酸乙酯也是可用的。
除了已提及的各種聚合材料之外，在這樣的層壓結(jié)構(gòu)中的附加層也可以包括諸如玻璃纖維、碳纖維或者聚合纖維之類的纖維材料。這些纖維可以自身地出現(xiàn)(例如織物或者混合物)，也可以嵌入在聚合物基體中。這樣的纖維結(jié)構(gòu)可以在一個或多個方向上加強(qiáng)系固件的抗撕裂和抗裂開能力，并增大抗拉模量和抗拉強(qiáng)度。
在圖3a-3g中示出了一種根據(jù)本發(fā)明制成的某些特殊的鉤環(huán)層壓結(jié)構(gòu)。請參見圖3a，其中所示的系固件30包括一具有第一和第二表面的薄膜層31。一鉤層33借助于一粘結(jié)劑層35粘附在薄膜層的一第一表面上，以及一環(huán)層37設(shè)置在薄膜層的一第二表面上。在圖3a中所示的特殊實(shí)施例中，在環(huán)層中的諸環(huán)套直接附接在薄膜層上，這例如可通過在第二表面處于可塑狀態(tài)時使環(huán)套材料與該表面接觸來實(shí)現(xiàn)。但環(huán)套材料也可以借助于粘結(jié)劑層來附接至薄膜層。
圖3b示出了鉤環(huán)層壓結(jié)構(gòu)的一第二實(shí)施例。在該實(shí)施例中，在薄膜層與鉤層之間插入了一加強(qiáng)層39，并設(shè)置一第二粘結(jié)劑層35′以將薄膜層固定至加強(qiáng)層。加強(qiáng)層可以獨(dú)立于層壓結(jié)構(gòu)中的其它層地加工，并選擇成賦予整個層壓結(jié)構(gòu)所要的特性。因此，例如，加強(qiáng)層可以沿一個或多個方向定向，以使層壓結(jié)構(gòu)沿著一中心軸線的抗撕裂能力得到改善。加強(qiáng)層也可以包括圖3c中所提及的類型的加強(qiáng)部分。
圖3c示出了與圖3a所示實(shí)施例相似的一個實(shí)施例，不同的是在鉤層33中設(shè)置了諸加強(qiáng)部分41。這些加強(qiáng)部分例如可以是玻璃纖維、碳纖維或諸如芳族聚酰胺纖維(以KevlarTM為商標(biāo)名稱出售)之類的聚合纖維。
圖3d示出了與圖3a所示實(shí)施例相似的一個實(shí)施例，除了有以下的不同層壓結(jié)構(gòu)不包括薄膜層、且環(huán)層37借助于粘結(jié)劑層35直接粘附在鉤層33上。這種類型的系固件在系固件的薄和柔性尤為重要的應(yīng)用場合中是有利的。當(dāng)恰當(dāng)?shù)剡x擇了材料并適當(dāng)?shù)丶庸ち算^層時，層壓結(jié)構(gòu)中具有一單獨(dú)薄層時的許多優(yōu)點(diǎn)仍能用這種結(jié)構(gòu)的系固件來實(shí)現(xiàn)。
圖3e示出了與圖3b所示實(shí)施例相似的一個實(shí)施例，除了有以下的不同層壓結(jié)構(gòu)不包括薄膜層，并且環(huán)層37借助于第二粘結(jié)劑層35′直接粘附至加強(qiáng)層33。
圖3f示出了與圖3e相似的一個實(shí)施例，除了有以下的不同加強(qiáng)層被一圖形層43替代。這個實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，使用本發(fā)明的系固件可以實(shí)現(xiàn)相對較高的透明度或傳輸值，這使系固件除了它們作為系固件的一般功能之外還可用來顯示圖形。圖形層(若沒有圖形它會與前面所提及的薄膜或加強(qiáng)層很相似)可以包括諸如圖形或者文字之類的可視標(biāo)記或色標(biāo)。在一些實(shí)施例中，圖形層可以用具有鏡面反射、偏振或色移特性的光學(xué)薄膜制成。可以是多層薄膜或連續(xù)相/分散相薄膜的這樣的薄膜例如在美國5,882,774(Jonza等人)和美國6,057,961(Allen等人)中有描述。圖形層也可以包括例如為了安全或檢驗(yàn)的目的而使用的熒光染料或顏料。
圖3g示出了與圖3c所示實(shí)施例相似的一個實(shí)施例，除了薄膜層被去除了。這種類型的結(jié)構(gòu)可以制成具有圖3d所示結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，并且還具有加強(qiáng)部分41所帶來的附加的長處。
14.測試的試樣如在這些試樣中所提到的，Acrylate(丙烯酸脂)PSA(壓敏粘結(jié)劑)A-1是一0.030毫米厚的丙烯酸脂壓敏粘結(jié)劑，它包括87.4％異辛基丙烯酸酯、2.59％的丙烯酸、9.66％n，n-二甲基丙烯酰胺、0.15％Irgacure651(紐約州，Tarrytown的Ciba Specialty Chemicals)、0.055％異辛基硫基乙醇酸酯以及0.020％乙酰氧二苯甲酮。
在例子和比較例子中涉及以下的試樣。
CS600-864用合成橡膠PSA(明尼蘇達(dá)州，圣保羅市的3M Co.)制成的有肋部的SCOTCH#864型PP捆扎帶子粘附在XML-7099擠壓粘合環(huán)套底層的非環(huán)套側(cè)上，該擠壓粘合環(huán)套底層是一種可從明尼蘇達(dá)州，圣保羅市的3M Co.購得的環(huán)套材料，且根據(jù)美國5,643,397(Gorman等人)中所描述的方法制作。該環(huán)套材料由48克/平方厘米的非織造PP纖維制成，并且有一0.031毫米的PP底層。在光滑側(cè)上，包括一針密度為320/平方厘米的鉤部底層的XMH-99-023(一種可從3M購得的產(chǎn)品)和合成橡膠壓敏粘結(jié)劑(PSA)被粘合到層壓結(jié)構(gòu)的#864帶子側(cè)上，這樣得到一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤部-加強(qiáng)層-環(huán)套結(jié)構(gòu)。
CS600-355本試樣以與CS600-864相似的方式制作，除了有以下的不同不是使用SCOTCH#864帶，而是使用兩層SCOTCH#355盒密封帶(帶有天然橡膠PSA的二軸定向的PET底層，可從3M購得)。在將附加的疊層放置在#355帶頂上之前，用一剃刀片將#355帶的下粘結(jié)劑背側(cè)釋放表面輕輕地刮去，以保證粘結(jié)劑對帶底層有更好的粘接。這樣得到一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤部-加強(qiáng)層-環(huán)套結(jié)構(gòu)。
CS600-898本試樣以與CS600-355相似的方式制作，除了有以下的不同不是使用兩層SCOTCH#355帶，而是使用一層SCOTCH#898細(xì)絲帶(帶有嵌入在天然橡膠基PSA中的玻璃絲的SCOTCHPAR薄膜，可從3M購得)。這樣得到一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤部-加強(qiáng)層-環(huán)套結(jié)構(gòu)。
CS600-880本試樣以與CS600-355相似的方式制作，除了有以下的不同不是使用兩層SCOTCH#355帶，而是使用一層SCOTCH#880細(xì)絲帶(帶有嵌入在天然橡膠基PSA中的聚酯絲的SCOTCHPAR薄膜，可從3M購得)。這樣得到一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤部-加強(qiáng)層-環(huán)套結(jié)構(gòu)。
CS600-8970本試樣以與CS600-355相似的方式制作，除了有以下的不同不是使用兩層SCOTCH#355帶，而是使用一層SCOTCH#8970玻璃布帶(玻璃布，3M)，并且使用Acylate PSA A-1將#8970帶粘合到擠壓粘合環(huán)套底層上。這樣得到一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤部-加強(qiáng)層-環(huán)套結(jié)構(gòu)。
PEH 3∶1本試樣的鉤部和加強(qiáng)底層是通過將熔融流動指數(shù)(mfi)大致為1.5的聚丙烯共聚物擠壓通過21/2英寸的擠壓機(jī)進(jìn)入帶有一出口孔的模具來制成的。出口孔用電子切割機(jī)切割成產(chǎn)生帶有所述并示于圖1的所要截面形狀的肋部。肋部的寬度為500微米。在設(shè)置于緊挨模具出口處、大致為10℃的水槽中對該條帶進(jìn)行淬火。然后在條帶上通過壓縮空氣以從肋部和基底帶走水分來干燥條帶。然后用多個刀片切割諸肋部。
在切割好肋部之后，通過使條帶在一個146℃、直徑15英寸、鍍鉻、油熱輥上方大致包繞225度將其定向在縱向方向上。在該輥和另一直徑15英寸、鍍鉻、10℃的輥之間進(jìn)行無約束的張拉，其張拉率為3∶1。在該輥上的包繞也約為225度，且使光滑側(cè)抵靠在該輥上。再加熱到146℃地進(jìn)行輥的退火，然后在與前面所述相同的一位置中立即淬火至10℃。但此時的張拉率為1∶1。鉤部條帶的重量/面積比為134克/平方米。該鉤部和加強(qiáng)的底層經(jīng)由acrylatePSA A-1粘合到XML-7099擠壓粘合環(huán)套(可從3M購得)底層上，從而獲得一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤環(huán)帶。
PEH 5∶1本試樣以與PEH 3∶1相似的方式制作，除了有以下的不同在鉤部的制作過程中，條帶張拉至5∶1、而不是3∶1的張拉率，提供117克基重的一鉤部條帶。這樣獲得一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤環(huán)帶。
CS1200T/EBL在PEH定向方向布置成沿著帶縱向軸線的一擠壓粘合環(huán)套部分XML-00065(也可從3M獲得)上層壓XMH-00-191、一擠壓成形鉤部(PEH)，該P(yáng)EH部分可從3M購得，并設(shè)計(jì)為使用在一橫向方向并設(shè)有合成橡膠壓敏粘結(jié)劑(PSA)。這樣獲得一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤環(huán)式帶系固件。
CS1200T/45g本試樣以與CS1200T/EBL相似的方式制作，但沒有合成橡膠PSA。對PEH的光滑側(cè)進(jìn)行電暈放電處理，并且在該側(cè)上以4.1克/平方厘米的速率涂覆一濕氣可固化聚氨基甲酸乙酯粘結(jié)劑。在該粘結(jié)劑上施加一45克/平方米的耐綸經(jīng)編織物環(huán)套，并且使粘結(jié)劑固化。PEH以這樣的方式結(jié)合入帶組件，即其定向的方向與帶縱向軸線一致。所得到的復(fù)合物是一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤環(huán)式帶系固件。
CS1200T-450s本試樣的鉤部和加強(qiáng)底層以與PEH 3∶1相似的方式制成，但有以下的不同。鉤臂部(圖1中的部分23)的寬度為450微米。用多個刀片形成的橫向切口下切到主干的基部。條帶在110℃的溫度下被縱向定向，并最終在100℃的溫度退火。該鉤部和加強(qiáng)底層經(jīng)由acrylate PSA A-1粘合到XML-7099擠壓粘合環(huán)套(可從3M購得)底層上，得到一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤環(huán)帶。
CS1200-450R這種材料的結(jié)構(gòu)與CS1200T-450S相似，除了有以下不同在鉤部和加強(qiáng)底層的生產(chǎn)過程中，多個刀片沒有下切肋部至薄膜的基部。而是，刀片從薄膜的基底上升100微米，以沿著縱向方向在諸鉤部之間產(chǎn)生一小的脊部。這樣得到的結(jié)構(gòu)是一高強(qiáng)、輕質(zhì)、柔性的薄鉤環(huán)帶。
CS1200T-525S本試樣的結(jié)構(gòu)與CS1200T-450S相似，除了鉤子的寬度是525微米。這樣得到的結(jié)構(gòu)是一高強(qiáng)、輕質(zhì)、柔性的薄鉤環(huán)式帶系固件。
CS1200T-525R本試樣的結(jié)構(gòu)與CS1200T-450R相似，除了鉤子的寬度是525微米。這樣得到的結(jié)構(gòu)是一高強(qiáng)、輕質(zhì)、柔性、薄鉤環(huán)式帶系固件。
CS600NoDrawXMH-00-194鉤部材料(可從3M購得)經(jīng)由acrylate PSAA-1粘合到XML-7099擠壓粘合環(huán)套(也可從3M購得)底層上，得到一輕質(zhì)、柔性的薄鉤環(huán)式帶系固件。
CS6002.5∶1在本試樣的制作中，CS600NoDraw的XMH-00-194鉤部部分首先以下的狀態(tài)下縱向定向定向位置輥的溫度(如例子6)分別設(shè)置為102℃和29℃，且張拉率是2.5∶1。退火輥的溫度分別設(shè)置為41℃和16℃。
鉤部部分經(jīng)由acrylate PSA A-1粘合在XML-7099擠壓粘合環(huán)套(可從3M購得)底層上，得到一高強(qiáng)、輕質(zhì)、柔性的薄鉤環(huán)式帶系固件。
CS6003∶1本試樣以與CS6002.5∶1相似的方式制成，除了有以下的不同張拉率為3∶1，張拉工位溫度是93℃和29℃，并且退火工位溫度是57℃和16℃。所得到的結(jié)構(gòu)是一高強(qiáng)、輕質(zhì)、柔性的薄鉤環(huán)式帶系固件。
CS6004∶1本試樣以與CS6003∶1相似的方式制成，除了有以下的不同張拉率為4∶1，張拉工位溫度是102℃和29℃，并且退火工位溫度是85℃和16℃。所得到的結(jié)構(gòu)是一高強(qiáng)、輕質(zhì)、柔性的薄鉤環(huán)式帶系固件。
ABS PEH本試樣以與PEH 3∶1相似的方式制成，除了有以下的不同使用MAGNUM 555ABS(密歇根州，Midland的Dow Plastics)，而不是PP，對壓出物進(jìn)行壓力空氣淬火，張拉和退火溫度為160℃，以及鉤部條帶的基重為257克/平方米。這樣得到的結(jié)構(gòu)是一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤環(huán)式帶系固件。
HDPE PEH本試樣以與PEH 3∶1相似的方式制成，除了有以下的不同使用HDPE DGDL-3364(可從康涅狄格州，Dandury的Union Carbide Corporation購得)，來替代PP，并且在擠壓機(jī)溫度232℃下擠壓出該材料。張拉和退火溫度為127℃，以及鉤部條帶的基重為198克/平方米。這樣得到的結(jié)構(gòu)是一高強(qiáng)、輕質(zhì)、薄、柔性的鉤環(huán)帶。
Nestegard根據(jù)美國4,894,060(Nestegard)中所提出的制作過程制成的一基重為170克/平方米的鉤部條帶。然后將該鉤部條帶經(jīng)由acrylate PSA A-1層壓至XML-7099擠壓粘合環(huán)套(可從3M Co.購得)底層上，得到鉤環(huán)式帶系固件。
CS600Tape53將XMH-99-023(可從3M購得)、一在光滑側(cè)上帶有合成橡膠壓敏粘結(jié)劑(PSA)的鉤部底層壓至XML-00-010擠壓粘合環(huán)套(可從3M購得；非織造纖維成分為53克/平方米)底層，得到一鉤環(huán)式帶系固件。
CS600Tape48本試樣以與CS600Tape 53相似的方式制成，除了以下的不同之處使用XML-7099擠壓粘合環(huán)套(可從3M購得；非織造纖維成分為48克/平方米)來替代XML-00-010，得到一鉤環(huán)式帶系固件。
SCOTCHMATE帶有粘結(jié)劑的SCOTCHMATE SJ 3526機(jī)械系固鉤部帶(可從3M購得)背對背地粘附至SCOTCHMATE SJ 3527環(huán)套(可從3M Co.購得)，得到一鉤環(huán)式帶系固件。
CS500一TP43210平背雙鎖(Plain Back Dual Lock)鉤部材料(可從3M購得)經(jīng)由acrylate PSA A-1層壓至XML-7099擠壓粘合環(huán)套(可從3M購得)底層上，得到一鉤環(huán)式帶系固件。
Velcro購得的VelcroTMGET-A-GRIPTM捆扎帶(新罕布什爾州，曼徹斯特的Velcro USA)。在美國5,518,795(Kennedy等人)中所列出的產(chǎn)品包裝材料。
Belkin購得的Belkin組件(Belkin Components)(加利福尼亞州，Compton)P53228/F8B024鉤環(huán)電纜捆扎帶。該17.4毫米寬的試樣的一側(cè)上覆蓋有環(huán)套；相對側(cè)設(shè)有僅覆蓋第一段33毫米的長度的鉤部。因此，該試樣有兩個厚度和模量值。在計(jì)算中使用了最能表示試驗(yàn)?zāi)康牡闹怠?br> Aplix從北卡羅來納州，夏洛特，Aplix USA，購得的AplixTM鉤環(huán)式帶系固件221/220。
Aplix購得的試樣，被認(rèn)為是Aplix 221/220型的。
現(xiàn)在將參照下文的特殊例子和比較例來描述本發(fā)明。鉤部底層定向的方向和/或加強(qiáng)的方向平行于所得到的鉤環(huán)帶的縱向軸線。所有的試樣都在縱向方向上進(jìn)行試驗(yàn)。
例子1-20和比較例C1-C7這些例子說明了在捆扎抗斷強(qiáng)度、彎曲模量以及抗斷強(qiáng)度與彎曲模量比值方面的改進(jìn)，這些改進(jìn)可以通過本發(fā)明的系固件來實(shí)現(xiàn)。
對各種系固件、包括以下傳統(tǒng)的系固件以及某些根據(jù)本發(fā)明制成的系固件進(jìn)行如下所述的導(dǎo)線捆扎試驗(yàn)，該試驗(yàn)是UL-1565說明書中所述的試驗(yàn)的一個修改后的方案。導(dǎo)線定位裝置的UL-1565試驗(yàn)是用來評估電纜捆扎帶及相關(guān)捆扎裝置的強(qiáng)度的。UL-1565的一個方面包括用所需要的系固件纏繞一束14根AWG導(dǎo)線。然后將被纏繞捆束周邊相對側(cè)上的兩根導(dǎo)線以1英寸/分鐘(25.4毫米/分鐘)的速率拉開，以測試系固件的整體性。一旦達(dá)到了所要求的額定力，就保持系固件的拉伸處于該不變的力之下。為了實(shí)現(xiàn)一特定的力等級，捆束必須能無滑移(即，電纜捆扎帶的棘輪機(jī)構(gòu)無滑移)地承受該額定力1分鐘。如在UL-1565中所述，系固件在這1分鐘的試驗(yàn)過程中的滑移必須不超過1/16″(1.59毫米)。
UL-1565規(guī)定，與標(biāo)準(zhǔn)不同的結(jié)構(gòu)的試樣可以“根據(jù)需求的目的進(jìn)行試驗(yàn)”。這尤為適于這里的情況，這是因?yàn)樵赨L-1565中所提出的試驗(yàn)是用于測試和評估尼龍電纜捆扎帶的，將這種試驗(yàn)應(yīng)用到鉤環(huán)式系固件中可能會稍有問題。特別是，將鉤環(huán)帶的拉伸理解為所述的電纜捆扎帶棘輪滑移會帶來一個問題，即確定允許多少量的拉長，這是因?yàn)橄倒碳?jīng)受的拉長量對于不同的捆扎直徑、不同的系固件寬度及不同的力等級是不同的。
因此，在本實(shí)驗(yàn)中采用了UL-1565的一修改的方案，以消除任何由于系固件拉長、松弛以及其它這樣的可變因素所導(dǎo)致的系固件試樣之間的任何不一致性。修改方案的試驗(yàn)同樣以1英寸/分鐘(25.4毫米/分鐘)的速率在捆束上牽拉，但持續(xù)以這個速率牽拉直至系固件失效。盡管這個過程忽略了滑移量/拉長的比擬關(guān)系，但是看到本發(fā)明的材料由于具有較高的模量和在斷裂時較低的拉長率而優(yōu)于市場上的鉤環(huán)產(chǎn)品。
除了加以說明之處，所有的捆扎試驗(yàn)是使用14根AWG導(dǎo)線、25毫米(1英寸)直徑的捆束以及定向成系固件環(huán)套面對捆束的一根12.7毫米×152毫米(1/2″×6.0″)系固帶來進(jìn)行的。對剛度進(jìn)行測量并對系固件寬度標(biāo)準(zhǔn)化，以使系固件的厚度不被包括在內(nèi)(牛/米，而不是牛/平方米)，其原因在下文敘述。
通常，抗拉強(qiáng)度、楊氏(抗拉)模量以及彎曲模量的值定義成試樣的單位截面面積的力的形式，它們提供表示材料固有特性的值。但在多部分的鉤環(huán)帶結(jié)構(gòu)中，由于厚度組分的主要部分包括環(huán)套和鉤部周圍的不工作空間，無法找到以產(chǎn)品厚度和寬度形式來描述這些特性的量值。這些不工作空間對結(jié)構(gòu)的特性沒有影響。因此，僅在對帶寬標(biāo)準(zhǔn)化時能最佳地描述這樣的多部分帶在的技術(shù)特性。此外，以對帶寬標(biāo)準(zhǔn)化的特性的形式，可以更好地向消費(fèi)者描述多結(jié)構(gòu)帶子的有用性。如果，為了一應(yīng)用，消費(fèi)者需要更高的強(qiáng)度等，那么他們就可以采用更寬的帶子、多條帶子或多纏繞幾圈。因此這里以對帶寬標(biāo)準(zhǔn)化的抗拉強(qiáng)度、楊氏(抗拉)模量及剛度的形式來給出數(shù)據(jù)。
如前文所述，人們已發(fā)現(xiàn)，由于過大的剛度使試樣難于處理并易導(dǎo)致松弛，所以希望使系固件的捆扎抗斷強(qiáng)度最大，并同時使剛度最小。捆扎抗斷強(qiáng)度對剛度的比(rssb/s＝sbb/s)在這方面是能提供信息的，且所希望的是高的rsbb/s值。表1列出了許多系固件試樣的捆扎抗斷強(qiáng)度(sbb)、剛度(s)以及捆扎抗斷強(qiáng)度與剛度的比。這些試樣的剛度是在Rheometrics(新澤西州，Piscataway)RSA II Solids Analyzer(電流測定RSA II固體分析儀)上在25℃下使用3點(diǎn)彎曲固定裝置測量得的。兩外側(cè)“點(diǎn)”之間的距離是10.0毫米，三“點(diǎn)”中的每一個的寬度為12.7毫米。三點(diǎn)以共線的方式定位，并且插入未被預(yù)先撓曲或彎曲的試樣，以使它們的長度方向跨越三點(diǎn)。在插入試樣之后，記錄下所顯示的最大力值。既鉤部向上定向也鉤部向下定向地插入試樣，并記錄和平均一適合數(shù)量的值。
表1.多種系固件結(jié)構(gòu)的捆扎抗斷強(qiáng)度、剛度以及這兩個值之比。

除了另外說明的，所有的試樣發(fā)生底層撕裂破壞*試樣為鉤部與環(huán)套的剪切破壞；所測試的試樣在捆扎試驗(yàn)中為粘結(jié)劑至加強(qiáng)層的破壞。試樣被認(rèn)為是Aplix。Belkin試樣僅在一側(cè)大約33毫米的長度段上有鉤部；該試樣所示的剛度為帶有鉤部和環(huán)套的截面的剛度。
如從表1中的試驗(yàn)結(jié)果可見，本發(fā)明結(jié)構(gòu)與所測試的傳統(tǒng)系固件具有一樣或更大的強(qiáng)度，但柔性更大。Velcro、CS500以及Scotchmate試樣在結(jié)構(gòu)中僅有少量或無定向或者加強(qiáng)；因此，這些試樣的比值rssb/s很低。Nestegard專利PEH試樣的結(jié)構(gòu)具有比Velcro高的rssb/s比值。除了CS600-864試樣之外，包含一些強(qiáng)度增強(qiáng)措施的所有結(jié)構(gòu)的rssb/s比甚至比Nestegard試樣更高。沒有進(jìn)行增強(qiáng)的CS600TAPE的試樣強(qiáng)度較低。本試驗(yàn)通常測量結(jié)構(gòu)承受從拉開導(dǎo)線開始撕穿的能力。
例子21-40和比較例C8-C14這些例子說明使用根據(jù)本發(fā)明的系固件可實(shí)現(xiàn)單位重量面積的捆扎抗斷強(qiáng)度方面的提高。
如前文所述，發(fā)現(xiàn)希望使系固件的重量最小并同時增加它們的捆扎抗斷強(qiáng)度。捆扎抗斷強(qiáng)度(sbb)與重量對單位面積(rw/a)的比值的比值在方面上是能夠提供信息的，且所希望的是高的sbb/rw/a值。表2列出了捆扎抗斷強(qiáng)度(sbb)、重量對單位面積的比值(rw/a)以及這兩個比值之比(sbb/rw/a)。
表2.多種系固件結(jié)構(gòu)的捆扎抗斷強(qiáng)度、重量/面積以及這兩個值之比。

除了另外說明的，所有的試樣發(fā)生底層撕裂破壞*試樣為鉤部與環(huán)套的剪切破壞；所測試的試樣在捆扎試驗(yàn)中為粘結(jié)劑至加強(qiáng)層的破壞。試樣被認(rèn)為是Aplix。Belkin試樣僅在一側(cè)大約33毫米的長度段上有鉤部；該試樣所示的重量/面積為帶有鉤部和環(huán)套的截面的值。
如從表2中所示的結(jié)果可見，本發(fā)明的系固件與已知的系固件相比，在每單位重量/面積的捆扎抗斷強(qiáng)度方面有明顯的改進(jìn)。因此，所測試的大多數(shù)例子的sbb/rw/a比值大于0.057(千米/秒)2，即例子C8中的所測得的值。因此，本發(fā)明的系固件在給定的重量/面積下具體比傳統(tǒng)的系固件高的捆扎抗斷強(qiáng)度。例子21-23尤為顯著，sbb/rw/a值約為所測試的傳統(tǒng)系固件的兩倍。
這些例子也說明了拉長對于sbb/rw/a值的作用。特別是，未拉長的試樣CS600的sbb/rw/a僅為0.0277(千米/秒)2，該值低于市場上可購得的試樣C8和C9所測得的值。該值隨著張拉率的增大而增大，這樣，在張拉至2.5∶1的比值(例子36)之后，sbb/rw/a值就超過例子C8的值(這個參數(shù)的值可能直到材料至少拉長到其自然張拉率時才會隨著張拉率的增大而增大；因此，即使例子37拉長到一更高的拉長率，它實(shí)際上的捆扎抗斷強(qiáng)度也比例子36低。)當(dāng)試樣張拉之4∶1的拉長率時(例子33)，該試樣的sbb/rw/a值就超過例子C8的值。
例子41-60和比較例C15-C21這些例子說明使用本發(fā)明的系固件可實(shí)現(xiàn)捆扎抗斷強(qiáng)度作為厚度的函數(shù)方面的提高。
如前文所述，發(fā)現(xiàn)希望使系固件的厚度最小并同時增加它們的捆扎抗斷強(qiáng)度。捆扎抗斷強(qiáng)度(sbb)與系固件厚度(t)的比值在方面上是能提供信息的，且所希望的是高的sbb/t值。表3列出了捆扎抗斷強(qiáng)度(sbb)、系固件厚度(t)以及這兩個值之比。除了SCOTCHMATE試樣以外的所有試樣(該SCOTCHMATE試樣太厚，以致不能用下述的Thwing Albert Instrument來確定其厚度，故替代地用一套游標(biāo)卡尺來確定其厚度)用一89-100型厚度檢測器來進(jìn)行厚度測量，該檢測器可從賓夕法尼亞洲，費(fèi)城Thwing Albert InstrumentCompany，Philadelphia，PA購得。諸試樣用一平直的圓形測試探測頭(直徑為15.9毫米)來測量。探測操作施加了足夠的力，以壓縮系固件的環(huán)套材料，但沒有施加足以明顯壓縮鉤部材料的力。因此，得到的測量值是從鉤部的頂端至受壓環(huán)套的頂端的系固件厚度。
表3.多種系固件結(jié)構(gòu)的捆扎抗斷強(qiáng)度、系固件厚度以及這兩個值之比。

除了另外說明的，所有的試樣發(fā)生底層撕裂破壞*試樣為鉤部與環(huán)套的剪切破壞；所測試的試樣在捆扎試驗(yàn)中為粘結(jié)劑至加強(qiáng)層的破壞。試樣被認(rèn)為是Aplix。Belkin試樣僅在一側(cè)大約33毫米的長度段上有鉤部；該試樣所示的厚度為帶有鉤部和環(huán)套的截面的值。
如從這些結(jié)果中可見，本發(fā)明的系固件與傳統(tǒng)的系固件相比，提供了明顯增大的sbb/t。因此，在比較例中，例子C15具有最高的sbb/t值(28兆牛/平方米)，而本發(fā)明的許多例子都具有大于28的sbb/t值。例子41-46尤為顯著。
表3還說明使用本發(fā)明的系固件可實(shí)現(xiàn)薄膜厚度方面的改進(jìn)。特別是，Aplix試樣(例子C15)具有市場上購得的系固件中的最小厚度(1.40毫米)，而本發(fā)明的所有系固件基本上都更薄。
表3還說明使用本發(fā)明的系固件可能提高捆扎抗斷強(qiáng)度(sbb)。特別是，所有的例子41-43都表現(xiàn)出明顯高于比較例所展現(xiàn)的sbb值的sbb值。
例子61-80和比較例C22-C27這些例子說明使用本發(fā)明的系固件可實(shí)現(xiàn)每單位剛度的抗拉強(qiáng)度的提高。
測試UL-1565捆扎抗斷強(qiáng)度的一可替代方式是將系固件纏繞在一分裂心軸或分裂圓柱體上。然后以前述試驗(yàn)所述的方式，沿垂直于裂口的方向拉開兩半個圓柱體。拉開直至系固件斷裂，由于沒有前文所述試驗(yàn)中的單根導(dǎo)線所集中的撕裂力，所以破壞的方式將是系固件的拉伸破壞。因?yàn)楸驹囼?yàn)的幾何尺寸，所以破壞荷載將是抗拉強(qiáng)度的約兩倍。該試驗(yàn)的近似值以拉伸和伸長測量的形式來獲得。
表4列出了12.7毫米寬的試件在拉伸和伸長實(shí)驗(yàn)中所測得的捆扎抗拉強(qiáng)度(st)。系固件試件為12.7毫米(1/2″)寬，并具有102毫米(4″)的計(jì)量長度，并以508毫米/分鐘(20英寸/分鐘)的速率拉開。在表4中示出了一個新的參數(shù)，即每一12.7毫米的試件的抗拉強(qiáng)度與其剛度的比值(該比值這里標(biāo)記為rst/s)。
表4.多種12.7毫米寬的鉤環(huán)系固件結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度、剛度及相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度與剛度之比

未列出Belkin試樣；鉤部覆蓋一側(cè)上的大約33毫米，致使鉤環(huán)結(jié)構(gòu)不能按其它的試樣進(jìn)行測試。
在市場上可從Aplix和Velcro(分別為例子C22和C25)購得的捆扎帶，以及不包含強(qiáng)度增強(qiáng)措施的結(jié)構(gòu)(CS500和Scotchmate，分別為例子C27和C26)具有相對較低的rst/s值。帶有強(qiáng)度增強(qiáng)措施的結(jié)構(gòu)大體具有較高的rst/s值。沒有強(qiáng)度增強(qiáng)措施CS600 TAPE試樣具有較低的抗拉強(qiáng)度。這些例子對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)與所測試的傳統(tǒng)的系固件相比的rst/s值方面進(jìn)行了清楚的描述，并示出本發(fā)明系固件所表現(xiàn)出的強(qiáng)度和柔性的提高。例子61-62尤為顯著之處在于，它們表現(xiàn)出比任何比較例的傳統(tǒng)試樣明顯提高的抗拉強(qiáng)度和較低的剛度(因此rst/s值高得多)。
例子81-100和比較例C28-C33這些例子說明使用本發(fā)明的系固件可以實(shí)現(xiàn)每重量面積的抗拉強(qiáng)度方面的提高。
如前文所述，發(fā)現(xiàn)希望使系固件的強(qiáng)度和柔性都最大?？估瓘?qiáng)度(st)與重量/單位面積(rw/a)的比值的比值在方面上是能夠提供信息的，且所希望的是高的st/rw/a值(該比值標(biāo)記為rst/rwa)。這些值列于表5。
表5.多種系固件結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度和重量/面積，以及相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度與重量/面積之比。

未列出Belkin試樣；鉤部覆蓋一側(cè)上的大約33毫米，致使鉤環(huán)結(jié)構(gòu)不能按其它的試樣進(jìn)行測試。
如從表5中的結(jié)果可見，本發(fā)明的大多數(shù)系固件都能在與所測試的傳統(tǒng)系固件類似的或比它們低的重量/面積下提供更高的抗拉強(qiáng)度。例子81-82的試樣尤為顯著，其st/rw/a比值大于所測試的傳統(tǒng)系固件值的兩倍，因而反映出這樣的事實(shí)，即這些試樣比所測試的傳統(tǒng)系固件明顯地強(qiáng)度更高也更輕。
例子101-120和比較例C34-C39還發(fā)現(xiàn)，希望使系固件的強(qiáng)度最大同時系固件的厚度最小?？估瓘?qiáng)度(st)與系固件厚度(t)的比值在方面上是能夠提供信息的，且所希望的是高的st/t值(這比值表示為rst/t)。各試樣的這些值列于表6。如從結(jié)果中可見，本發(fā)明的系固件在與所測試的傳統(tǒng)系固件類似的或較之更薄的厚度下提供更高的抗拉強(qiáng)度。
表6.多種鉤環(huán)系固件結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度和厚度，及相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度與厚度之比。

未列出Belkin試樣；鉤部覆蓋一側(cè)上的大約33毫米，致使鉤環(huán)結(jié)構(gòu)不能按其它的試樣進(jìn)行測試。
如從表6中的結(jié)果可見，與所測試的傳統(tǒng)的系固件相比，本發(fā)明的系固件能提高更高的抗拉強(qiáng)度，且同時使厚度最小。例子101和102的試樣尤為顯著，其中st/t比值大于所測試的傳統(tǒng)系固件的該比值的兩倍，因而反映出這樣的事實(shí)，即這些試樣比所測試的傳統(tǒng)系固件明顯地強(qiáng)度更高且更薄。
例子121-140和比較例C40-C45這些例子說明使用本發(fā)明的系固件可實(shí)現(xiàn)在抗拉模量、剛度及每單位剛度的抗拉模量方面的提高。
前述的UL-15651/16″(1.59毫米)滑移的條款可以用抗拉模量的形式來加以評估。對于中等的荷載，高模量的結(jié)構(gòu)比低模量的系固件拉長得少，因此保持更好的圍繞一捆束的裹緊作用。如以前那樣，也希望系固件保持良好的柔性。對12.7毫米(1/2英寸)寬、102毫米(4英寸)計(jì)量長度以及十字頭速度508毫米/分鐘(20英寸/分鐘)的各種系固件試樣確定抗拉模量。將模量值對系固件寬度標(biāo)準(zhǔn)化。表7與這些標(biāo)準(zhǔn)化的抗拉模量數(shù)據(jù)一起給出了一新的特性數(shù)據(jù)，即抗拉模量除以剛度的值。
表7.多種鉤環(huán)系固件結(jié)構(gòu)的抗拉模量，以及相應(yīng)的抗拉模量與剛度之比

未列出Belkin試樣；鉤部覆蓋一側(cè)上的大約33毫米，致使鉤環(huán)結(jié)構(gòu)不能按其它的試樣進(jìn)行測試。
同樣，在市場上可從Aplix和Velcro購得的捆扎帶，以及不包含強(qiáng)度增強(qiáng)措施的結(jié)構(gòu)(CS500和Scotchmate)具有相對較低的抗拉模量/剛度值。帶有強(qiáng)度增強(qiáng)措施的結(jié)構(gòu)大體具有較高的抗拉模量/剛度值。CS600 TAPE試樣同樣具有最低的抗拉模量值。
表7中所列出的結(jié)果同樣顯示，根據(jù)本發(fā)明制作的系固件具有比傳統(tǒng)的系固件更大的抗拉模量和更小的彎曲模量。因此，例子C42表現(xiàn)出傳統(tǒng)系固件的最大的抗拉模量(0.37兆牛/米)，而例子121、122、124及125則具有大得多的抗拉模量。例子121和122尤為顯著，其中抗拉模量為例子C42的若干倍。
例子141-160和比較例C46-C51這些例子示出了使用本發(fā)明的系固件可實(shí)現(xiàn)的每重量面積的抗拉模量方面的改進(jìn)。
對于諸如宇航業(yè)之類的特殊應(yīng)用場合，希望有高強(qiáng)輕質(zhì)的系固件。表8示出了各結(jié)構(gòu)的相對重量，并給出了一新的特性數(shù)據(jù)，即抗拉模量(mt)除以相對的重量/面積(rw/a)的值或即mt/rw/a。
表8.多種鉤環(huán)系固件結(jié)構(gòu)的抗拉模量、重量/面積以及這兩個值之比。

未列出Belkin試樣；鉤部覆蓋一側(cè)上的大約33毫米，致使鉤環(huán)結(jié)構(gòu)不能按其它的試樣進(jìn)行測試。
如表8中的結(jié)果所示，本發(fā)明的系固件提供比所測試的傳統(tǒng)系固件明顯更高的mt/rw/a值。因此，所測試的傳統(tǒng)系固件中測得的該參數(shù)的最高值為0.77(千米/秒)2(例子C46)。形成對比地，本發(fā)明的大多數(shù)試樣的mt/rw/a值為0.78(千克/秒)2或更高。例子141-145尤為顯著。因此，例子143的mt/rw/a值約為例子C46測得的值的大約兩倍，例子141-142的mt/rw/a值約為例子C46值的大約四倍。這表明根據(jù)本發(fā)明制成的系固件可具有比傳統(tǒng)的系固件所測得的更高的單位重量的抗拉模量。
例子161-180和比較例C52-C57這些例子說明使用本發(fā)明的系固件可實(shí)現(xiàn)在每單位厚度的抗拉模量方面的改進(jìn)。
在表9中列出了標(biāo)準(zhǔn)化的抗拉模量、厚度以及每單位厚度的抗拉模量(mt/t)。
表9.多種鉤環(huán)系固件結(jié)構(gòu)的抗拉模量、厚度以及這兩個值之比。

未列出Belkin試樣；鉤部覆蓋一側(cè)上的大約33毫米，致使鉤環(huán)結(jié)構(gòu)不能按其它的試樣進(jìn)行測試。
表9中所列出的結(jié)果表明使用本發(fā)明的系固件可以實(shí)現(xiàn)在每單位厚度的抗拉模量(mt/t)方面的提高(在前面的某些例子中提及了單獨(dú)的抗拉模量的增大)。特別是，在所測試的傳統(tǒng)系固件中，例子C52的系固件表現(xiàn)出最高的mt/t值(0.20吉米/平方米)。與之形成對比的是，接近四分之三的根據(jù)本發(fā)明制成的試樣具有比該值高的mt/t值。例子161-165尤為顯著之處在于，它們表現(xiàn)出的mt/t值大于例子C52的兩倍，且例子161-162的mt/t值大于例子C52相應(yīng)值的七倍。
例子181-187和比較例C58這些例子示出了根據(jù)本發(fā)明制作的系固件在防止松弛方面的改進(jìn)。
在例子181-187中，確定出根據(jù)本發(fā)明制作的七個試樣的松弛特性并將它們與市場上購得的Velcro試樣(例子C58)的松弛特性加以比較。
在圖5中示意地示出了松弛的概念。通過如下的操作來在一松弛試驗(yàn)對試件進(jìn)行評估圍繞一3.175毫米直徑的圓柱體73纏繞一12.7毫米寬的系固件條帶71的一第一端，然后轉(zhuǎn)動圓柱體，同時將系固件的一第二端附接至一500克的重物。去除重物，并在系固件完全纏繞圓柱體并交疊在自身上大約圓柱體的半個圓周的位置之外切斷系固件。將該組件插入至一重型基座的孔中，且使纏繞物豎立并不被弄亂，然后使其處于23±1℃和50±2％相對濕度的條件下一天。在調(diào)節(jié)之后，使用一顯微鏡測量圓柱體橫截面圖中的松弛。從系固件自由升起端部的末端到圓柱體的中心77引一線75。松弛距離79定義為沿著該直線從升起末端81至系固件基底83的距離。
如前文所述，希望的是較低的松弛值，這是因?yàn)檫^多的松弛可能會導(dǎo)致系固件失效，并允許灰塵和其它污物聚集在松弛所形成的開孔中。過多的松弛還會產(chǎn)生系固件中更大的可能被絆住的表面。也對每一試樣確定了每單位松弛量的捆扎抗斷強(qiáng)度、每單位松弛量的抗拉強(qiáng)度以及每單位松弛量的抗拉模量。
表10本發(fā)明各實(shí)施例的松弛特性

如表10中的試驗(yàn)結(jié)果所表明的，每一本發(fā)明試樣的松弛量均小于市場上可購得的Velcro系固件試樣所測得的松弛量。此外，在本發(fā)明的試樣中所測得的捆扎抗拉強(qiáng)度與松弛量的比值高于Velcro系固件試樣中所測得的值。這個比值具有較大的數(shù)量是所希望的，這是因?yàn)檫@表明可以實(shí)現(xiàn)一給定程度的抗裂強(qiáng)度而不引起過多的松弛。
在本發(fā)明的試樣中所測得的抗拉模量與松弛量的比值高于Velcro系固件試樣中所測得的值。這個比值是具有較大的數(shù)量是所希望的，這是因?yàn)檫@表明可以實(shí)現(xiàn)一給定程度的抗拉模量而不引起過多的松弛。
在本發(fā)明的試樣中所測得的抗拉強(qiáng)度與松弛量的比值高于Velcro系固件試樣中所測得的值。這個比值是具有較大的數(shù)量是所希望的，這是因?yàn)檫@表明可以實(shí)現(xiàn)一給定程度的抗拉強(qiáng)度而不引起過多的松弛。
例子188-196以下的例子說明在根據(jù)本發(fā)明制成的一些結(jié)構(gòu)中單層厚度可能的變化。
表11本發(fā)明的鉤環(huán)式系固件中的多種組成層的厚度。

上面對本發(fā)明的描述僅僅是說明性的，而非用來加以限制。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)按照所附權(quán)利要求書來解釋。
權(quán)利要求
1.一種系固件，它包括一單軸定向的聚合物基片；設(shè)置在所述基片的一第一側(cè)上的多個鉤部；以及設(shè)置在所述基片的一第二側(cè)上的多個環(huán)套；其中，所述系固件有一縱向軸線，并且其中所述基片沿著所述縱向軸線定向。
2.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一由等式rw/a＝重量/面積定義的比值rw/a，其中所述系固件有一捆扎抗斷強(qiáng)度sbb，以及其中比值sbb/rw/a至少約0.03(千米/秒)2。
3.如權(quán)利要求2所述的系固件，其特征在于，sbb/rw/a至少約0.06(千米/秒)2。
4.如權(quán)利要求2所述的系固件，其特征在于，sbb/rw/a至少約0.09(千米/秒)2。
5.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一捆扎抗斷強(qiáng)度sbb，且其中sbb至少約10,000牛/米。
6.如權(quán)利要求5所述的系固件，其特征在于，sbb至少約25,000牛/米。
7.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一由等式rw/a＝重量/面積定義的比值rw/a，且其中rw/a小于約0.05克/平方厘米。
8.如權(quán)利要求7所述的系固件，其特征在于，rw/a小于約0.03克/平方厘米。
9.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一由等式rw/a＝重量/面積定義的比值rw/a，其中所述系固件有一標(biāo)準(zhǔn)化的抗拉模量mt，以及其中比值mt/rwa/a至少約0.6(千米/秒)2。
10.如權(quán)利要求9所述的系固件，其特征在于，mt/rwa/a至少約0.85(千米/秒)2。
11.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一標(biāo)準(zhǔn)化的抗拉模量mt，且其中mt至少約0.2兆牛/米。
12.如權(quán)利要求11所述的系固件，其特征在于，mt至少約0.3兆牛/米。
13.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一由等式rw/a＝重量/面積定義的比值rw/a，其中所述系固件有一抗拉強(qiáng)度st，且其中比值st/rw/a至少約0.03(千米/秒)2。
14.如權(quán)利要求13所述的系固件，其特征在于，st/rw/a至少約0.05(千米/秒)2。
15.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一抗拉強(qiáng)度st，且其中st至少約8,200牛/米。
16.如權(quán)利要求15所述的系固件，其特征在于，st至少約14,000牛/米。
17.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一捆扎抗斷強(qiáng)度sbb和一剛度s，其中比值sbb/s至少約500。
18.如權(quán)利要求17所述的系固件，其特征在于，所述比值sbb/s至少約750。
19.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一剛度s，其中s小于約50牛/米。
20.如權(quán)利要求19所述的系固件，其特征在于，s小于約20牛/米。
21.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一抗拉強(qiáng)度st和一剛度s，其中比值rst/s＝st/s至少約100。
22.如權(quán)利要求21所述的系固件，其特征在于，rst/s至少約600。
23.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一標(biāo)準(zhǔn)化的抗拉模量mt和一剛度s，并且其中比值rmt/s＝mt/s至少約4000。
24.如權(quán)利要求23所述的系固件，其特征在于，rmt/s至少約6000。
25.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一標(biāo)準(zhǔn)化的抗拉模量mt和一厚度t，以及其中比值rmt/t＝mt/t至少0.15吉米/平方米。
26.如權(quán)利要求25所述的系固件，其特征在于，rmt/t＝mt/t至少0.20吉米/平方米。
27.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一厚度t，且其中t小于約1.20毫米。
28.如權(quán)利要求27所述的系固件，其特征在于，t小于小于約0.8毫米。
29.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一捆扎抗斷強(qiáng)度sbb和一厚度t，以及其中比值rsbb/t＝sbb/t至少為約10兆牛/平方米。
30.如權(quán)利要求29所述的系固件，其特征在于，rsbb/t至少為約25兆牛/平方米。
31.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件有一抗拉強(qiáng)度st和一厚度t，且其中比值rst/t＝st/t至少約9兆牛/平方米。
32.如權(quán)利要求31所述的系固件，其特征在于，rst/t至少約20兆牛/平方米。
33.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述諸鉤部包括多個擠壓成形鉤部。
34.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述諸鉤部是選自由以下鉤部形式所構(gòu)成的一組中的一種鉤部類型細(xì)絲鉤部、蘑菇形鉤部以及J形鉤部。
35.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，還包括設(shè)置在所述諸鉤部上的粘結(jié)劑。
36.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件沿著其縱向軸線定向成至少約2∶1的拉長率。
37.如權(quán)利要求1所述的系固件，其特征在于，所述系固件沿著其縱向軸線定向成至少約4∶1的拉長率。
全文摘要
一種機(jī)械系固件(30)，它包括設(shè)置在一基片(31)的一第一側(cè)上的多個鉤部(33)和設(shè)置在一第二側(cè)上的多個環(huán)套(37)。該系固件的保持力與傳統(tǒng)鉤環(huán)式系固件的保持力相類似或比它們更大。
文檔編號A44B18/00GK1798509SQ02805542
公開日2006年7月5日 申請日期2002年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月27日
發(fā)明者W·R·羅曼科, H·N·特朗, R·W·奧森, C·L·拉森, W·C·翁魯, M·W·米爾斯, K·C·莫迪 申請人:3M創(chuàng)新有限公司