способ изготовления зубца механического скрепляющего устройства (варианты)

Формула изобретения

1. Способ изготовления зубца механического скрепляющего устройства, отличающийся тем, что зубец свободно формируют, нагревают по меньшей мере до температуры плавления термочувствительный материал, затем его подают с помощью средства для нанесения на подложку, которую перемещают относительно средства для нанесения, при этом термочувствительный материал наносят отдельными порциями не перпендикулярно к подложке.

2. Способ изготовления зубца механического скрепляющего устройства, отличающийся тем, что зубец свободно формируют, нагревают по меньшей мере до температуры плавления термочувствительный материал, который подают в ячейки средства для нанесения, выполненного в виде печатного валика, печатный валик вращают вокруг его оси до контакта ячеек с подложкой, которую подают со скоростью, отличной от скорости вращаемого печатного валика, наносят отдельные порции термочувствительного материала на перемещаемую подложку.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что подложку подают со скоростью от на 25% больше до на 15% меньше скорости вращения печатного валика в точке нанесения термочувствительного материала на подложку.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что под печатный валик устанавливают поддерживающий валик с образованием зоны контакта между ними, валики вращают навстречу друг другу с различными скоростями в направлении движения подложки, подложку пропускают через зону контакта, наносят на нее термочувствительный материал и отводят от плоскости зоны контакта под острым углом.

5. Способ по пп.2, 4, отличающийся тем, что подложку отводят от плоскости зоны контакта под углом 5 40^o.

6. Способ изготовления зубца механического скрепляющего устройства, отличающийся тем, что зубец свободно формируют, нагревают по меньшей мере до температуры плавления термочувствительный материал, который подают в ячейки средства для нанесения, выполненного в виде печатного валика, под печатный валик устанавливают поддерживающий валик с образованием зоны контакта между ними, валики вращают навстречу друг другу в направлении движения подложки, подложку пропускают через зону контакта, наносят на нее термочувствительный материал и отводят от плоскости контакта под тупым углом.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что подложку отводят от плоскости зоны контакта под углом 100 110^o.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что направление нанесения термочувствительного материала относительно плоскости подложки в зоне контакта составляет 90^o.

9. Способ изготовления зубца механического скрепляющего устройства, отличающийся тем, что зубец свободно формирует, нагревают по меньшей мере до температуры плавления термочувствительный материал, затем его подают с помощью средства для нанесения на подложку, которую перемещают относительно средства для нанесения со скоростью, большей скорости подачи термочувствительного материала в момент нанесения на подложку с положительной разностью скоростей.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что средство для нанесения термочувствительного материала, выполненное в виде печатного валика с ячейками, вращают с окружной скоростью, отличной от скорости подложки, при этом скорость перемещаемой подложки больше окружной скорости печатного валика.

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что подложку перемещают со скоростью по меньшей мере на 2% превышающей скорость вращения ячейки, то есть с положительной разностью скоростей, составляющей по меньшей мере 2%

12. Способ изготовления зубца механического скрепляющего устройства, отличающийся тем, что зубец свободно формируют, нагревают по меньшей мере до температуры плавления термочувствительный материал, который подают в ячейки средства для нанесения, выполненного в виде печатного валика, под печатный валик устанавливают поддерживающий валик с образованием зоны контакта между ними, валики вращают навстречу друг другу в направлении движения подложки со скоростью, неодинаковой со скоростью подложки, подложку пропускают через зону контакта, наносят на нее термочувствительный материал и отводят от плоскости зоны контакта под углом, увеличивают скорость перемещаемой подложки относительно окружной скорости печатного валика и перемещают подложку через зону контакта со скоростью на 2 16% большей скорости печатного валика.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам изготовления скрепляющего устройства, имеющего улучшенные конструктивные характеристики и характеристики скрепления.

Хорошо известны в данной области техники допускающие повторное скрепление механические скрепляющие (застегивающие) устройства. Обычно такие скрепляющие устройства содержат два основных составных элемента: зубец, соединенный с подложкой, и подходящую приемную поверхность, с которой зубец сцепляют. Приемная поверхность обычно содержит один или несколько слоев нитей или волокон.

Выступ зубца механического скрепляющего устройства, обычно называемый средством сцепления, проникает в приемную поверхность и сцепляется с нитями или волокнами приемной поверхности. Возникающие в результате этого механическое взаимное влияние и физическое препятствие продвижению не позволяют извлечь зубец из приемной поверхности до тех пор, пока усилия разделения не превысят либо прочность на отдир, либо прочность на сдвиг скрепляющего устройства.

Часто специалист в данной области техники желает подобрать или подогнать характеристики скрепления механического скрепляющего устройства к требуемому применению устройства. В некоторых применениях прочность на сдвиг скрепляющего устройства становится важным (если не решающим) фактором, и конструктор может захотеть подогнать прочность на сдвиг зубца для механического скрепления к требованиям таких применений.

Например, допускающие повторное скрепление механические скрепляющие устройства могут быть использованы в сочетании с поглощающими (гигроскопическими) изделиями одноразового пользования, такими как пеленки. В патенте США N 4846815, 1989 г. описана пеленка, имеющая допускающее повторное скрепление скрепляющее (застегивающее) устройство, которое обеспечивает сопротивление обычно встречаемым сдвигом напряжениям и которое удобно и благоприятно для кожи пользователя. В патенте США N 4869724, 1989 г. описано поглощающее (гигроскопическое) изделие одноразового пользования с петельками из клейкой ленты и допускающими повторное скрепление механическими скрепляющими устройствами (застежками), используемыми в сочетании друг с другом для обеспечения повторного застегивания поглощающего изделия на пользователе и удобного удаления пеленки, после того как она загрязнится.

Если допускающее повторное скрепление механическое скрепляющее устройство используют в сочетании с поглощающим изделием одноразового пользования (таким, как пеленка), то необходима некоторая минимальная прочность на сдвиг для максимального уменьшения возможностей отсоединения механического скрепляющего устройства во время ношения, что может привести к ослаблению предмета одежды на пользователе и даже к спаданию его. Это увеличивает вероятность невыполнения должным образом гигроскопическим предметом одежды функции вмещения в себя выделений организма, подлежащих поглощению посредством поглощающего изделия одноразового пользования.

Если поглощающее изделие одноразового пользования представляет собой изделие для страдающего каким-либо недержанием взрослого человека, то аналогичным образом могут быть с выгодой использованы допускающие повторное скрепление механические скрепляющие устройства, такие как те, что раскрыты в переуступленной заявке N 07/382157 на патент США (группа выдачи N F 40), 1989 г. Однако в противоположность указанному выше требованию к скрепляющим устройствам обеспечивать определенное минимальное сопротивление сдвигу, механическое скрепляющее устройство, используемое в сочетании с изделием для взрослого человека, страдающего каким-либо недержанием, может нуждаться лишь в определенном максимальном сопротивлении сдвигу. Это отличие вытекает из того, что пользователь может иметь ограниченную силу рук или ловкость, и если сопротивление сдвигу скрепляющего устройства слишком велико, то пользователь может оказаться неспособным снять без труда поглощающий предмет одежды одноразового пользования для проверки в отношении загрязнения или для обычной смены предмета одежды.

В еще одном применении может быть желательным иметь механическое скрепляющее устройство, позволяющее некоторое скольжение зубца относительно приемной поверхности в направлении, по существу, параллельном плоскости приемной поверхности, и направлении, в котором требуется скрепляющее сцепление. Такое боковое скольжение дает скрепляющее устройство, позволяющее некоторое регулирование относительного положения зубцов на приемной поверхности при скреплении двух составных элементов устройства друг с другом.

Могут быть важными также и другие характеристики (такие, как конструктивные характеристики или конфигурация) механических скрепляющих устройств. Специалист в данной области техники может также осуществить подготовку этих характеристик скрепляющего устройства. Например, боковая проекция (боковое выступание) зубцов может быть подогнана к значению, делающему зубцы подходящими для конкретной желаемой приемной поверхности. Другая конструктивная характеристика, а именно внутренний угол зубцов относительно подложки, влияет на глубину проникновения зубца в приемную поверхность. Поэтому конструктор может пожелать также подогнать эту характеристики конфигурации скрепляющего устройства в соответствии со слоями и прочностью нитей или волокон приемной поверхности и требуемой прочностью на сдвиг скрепляющего устройства.

В частности, было обнаружено, что существует определенная зависимость между внутренними углами зубцов относительно плоскости подложки и прочностью на сдвиг скрепляющего устройства. Кроме того, имеется зависимость между некоторыми параметрами процесса изготовления и внутренними углами зубцов, получающимися в результате осуществления таких процессов.

Целью изобретения является создание способа удобного регулирования подгонки характеристик скрепления, в частности прочности на сдвиг скрепляющих зубцов, во время изготовления механического скрепляющего устройства. Целью изобретения является также создание способа регулирования боковых проекций зубцов механического скрепляющего устройства и внутренних углов зубцов относительно подложки во время изготовления механического скрепляющего устройства. Кроме того, целью изобретения является создание зубца для механического скрепления, который мог бы скользить вбок параллельно плоскости приемной поверхности после осуществления сцепления со скреплением зубца и приемной поверхности друг с другом.

В соответствии с изобретением предлагаются допускающее повторное скрепление скрепляющее устройство в виде системы зубцов для скрепления с подходящей приемной поверхностью и способ изготовления такого скрепляющего устройства. Допускающее повторное скрепление скрепляющее устройство содержит подложку и по крайней мере один свободно сформированный зубец, имеющий основание, стержень и средство сцепления. Основание зубца соединено с подложкой, а стержень примыкает к основанию и выступает от него в направлении наружу. Средство сцепления соединено со стержнем и выступает вбок за пределы периферии стержня.

Скрепляющее устройство может быть изготовлено в соответствии со способом, включающим обеспечение наличия термочувствительного материала и нагревание его до точки плавления. Обеспечивают наличие средства для нанесения отдельных порций нагретого термочувствительного материала на подложку и подложки, с которой может быть соединен нагретый термочувствительный материал.

Подложку перемещают в первом направлении и с первой скоростью относительно средства нанесения. Отдельные порции термочувствительного материала наносят во втором направлении на перемещаемую подложку. Подложку отводят от средства нанесения под тупым углом, образованным между первым и вторым направлениями.

В соответствии с другим вариантом способ изготовления механического скрепляющего устройства увеличивает прочность на сдвиг зубца для механического скрепления. Этот способ включает перемещение нагретого термочувствительного материала и подложки относительно друг друга. Отдельные порции нагретого термочувствительного материала наносят на подложку, обеспечивая при этом положительную разность скоростей между перемещаемой подложкой и наносимым нагретым термочувствительным материалом.

Эти способы могут быть с выгодой осуществлены при использовании печатного валика, имеющего множество ячеек, расположенных по его периферии. В ячейки вводят нагретый термочувствительный материал. Печатный валик вращают вокруг его оси вращения, а подложку перемещают в первом направлении и с первой скоростью, обеспечивая при этом ее контакт с ячейками. Это обеспечивает нанесение нагретого термочувствительного материала из ячеек на подложку.

При необходимости рядом с печатным валиком может быть установлен поддерживающий валик для образования зоны контакта и плоскости зоны контакта. Подложку перемещают через эту зону в контакте с ячейками печатного валка. Подложку отводят от зоны контакта под заданным острым углом к плоскости зоны контакта. Подложку можно протягивать через зону контакта со скоростью, которая по существу не равна окружной скорости печатного валика.

При способе, увеличивающем прочность на сдвиг механического скрепляющего устройства, подложку отводят от средства нанесения с разностной скоростью или под тупым углом. При использовании вышеупомянутой валковой конструкции с зоной контакта между подложкой и плоскостью зоны контакта образуют острый угол.

На фиг. 1 показан один зубец скрепляющего устройства, вид сбоку (профиль); на фиг. 2 один из устройств, которые могут быть использованы для изготовления зубца скрепляющего устройства, схематический вид сбоку; на фиг. 3 графическое представление влияния разности скоростей между перемещаемой подложкой и средством нанесения на внутренний угол стержня зубца для двух разных внутренних углов, образованных между подложкой и плоскостью зоны контакта; на фиг. 4 графическое представление влияния внутреннего угла стержня зубца на прочность на сдвиг механического скрепляющего устройства для двух разных внутренних углов между подложкой и плоскостью зоны контакта; на фиг. 5 графическое представление влияния и положительной и отрицательной разностей скоростей на прочность на сдвиг скрепляющего устройства для двух разных внутренних углов между подложкой и плоскостью зоны контакта; на фиг. 6 (а, б) изображения двух зубцов, изготовленных в соответствии с изобретением с одной и той же положительной разностью скоростей между перемещаемой подложкой и печатным валиком для каждого зубца и с разными внутренними углами между перемещаемой подложкой и плоскостью зоны контакта в устройстве, показанном на фиг. 2; на фиг. 7 (а,б) изображения двух зубцов, изготовленных в соответствии с изобретением с одной и той же положительной разностью скоростей между перемещаемой подложкой и печатным валиком для каждого зубца и с разными внутренними углами между перемещаемой лентой и плоскостью зоны контакта в устройстве, показанном на фиг. 2; на фиг. 8 (а,б) изображения двух зубцов, изготовленных в соответствии с изобретением с одним и тем же внутренним углом между перемещаемой подложкой и плоскостью зоны контакта в устройстве, показанном на фиг. 2, для каждого зубца и с разной положительной разностью скоростей между перемещаемой подложкой и печатным валиком; на фиг. 9 (а,б) изображения двух зубцов изготовленных в соответствии с изобретением с одной и той же положительной разностью скоростей между перемещаемой подложкой и печатным валиком для каждого зубца и с разными внутренними углами между перемещаемой подложкой и плоскостью зоны контакта в устройстве, показанном на фиг. 2.

Скрепляющее устройство 1 в соответствии с изобретением содержит по крайней мере один зубец 2, как показано на фиг. 1, а предпочтительно много зубцов 2. Каждый зубец 2 множества может быть соединен с подложкой 3 по заданной схеме. Каждый из зубцов 2 имеет основание 4, стержень 5 и средство 6 сцепления. Основания 4 зубцов 2 находятся в контакте и соединены с подложкой 3 и поддерживают ближние концы стержней 5. Стержни 5 выступают от подложки 3 и оснований 4 в направлении наружу. Стержни 5 имеют дальний конец, который соединен со средством 6 сцепления.

Средство 6 сцепления выступает радиально вбок от стержней 5 в одном или нескольких направлениях и может быть похоже на крючкообразное острие. Используемый здесь термин "боковой" означает имеющий составляющую вектора, параллельную плоскости подложки 3 у рассматриваемого основного зубца 2. Выступание средства 6 сцепления от периферии стержня 5 в боковом направлении обеспечивает возможность прикрепления средства 6 сцепления к подходящей приемной поверхности (не показана). Средство 6 сцепления соединено и предпочтительно примыкает к дальнему концу зубца 2. Очевидно, что средство 6 сцепления может быть соединено с зубцом 2 в месте, находящемся между основанием 4 и дальним концом стержня 5.

Как показано на фиг. 2, множество зубцов 2 создают с помощью любых подходящих устройства и способа, включая способы, которые дают свободно сформированный зубец 2, как описано и заявлено ниже. Используемый в данном описании термин "свободно сформированный" означает конструкцию, которая не является конструкцией, извлеченной из полости формы или из экструзионной головки в твердом виде с определенной формой. Зубцы 2 наносят на подложку 3 в расплавленном, предпочтительно жидком, состоянии и отверждают путем охлаждения до тех пор, пока они не станут жесткими и предпочтительно твердыми, имея требуемые структуру и форму, как будет описано ниже.

Свободно сформированный зубец 2 (или множество зубцов 2) можно получить способом изготовления, подобным тому, который широко известен как глубокая печать. При использовании этого способа плоскую подложку 3, имеющую противоположные поверхности, пропускают через зону 7 контакта между двумя цилиндрическими валиками, т.е. как показано на фиг. 2, между печатным валиком 8 и поддерживающим валиком 9. Валики 8 и 9 имеют параллельные оси и находятся в контакте с подложкой 3, когда она проходит через зону 7 контакта. Один из валиков, в частности тот, который называют печатным валиком 8, имеет множество глухих (закрытых на одном конце) полостей (называемых ячейками 10), соответствующих требуемой системе зубцов 2, наносимых на подложку 3. Второй валик, называемый поддерживающим валиком 9, обеспечивает поддержание печатного валика 8 с прижатием подложки 3 к печатному валику 8 в требуемом положении, когда подложка 3 проходит через зону 7 контакта.

Термочувствительный материал, предпочтительно термопластичный материал, из которого должны быть сформированы зубцы 2, подают из нагретого источника, такого как лоток 11. Термочувствительный материал нагревают предпочтительно по крайней мере до температуры плавления. Термочувствительный материал вводят в ячейки 10 при вращении печатного валика 8 вокруг его оси. Ячейки 10, содержащие термочувствительный материал, перемещают его до тех пор, пока он не войдет в контакт с подложкой 3, и наносят нагретый материал на подложку 3 по требуемой схеме.

При дальнейшем относительном перемещении между подложкой 3 и валиками 8 и 9 зубцы 2 растягиваются в направлении, имеющем боковую составляющую, параллельную плоскости подложки 3 с образованием стержня 5 и средства 6 сцепления. Наконец, от средства 6 сцепления может быть отделен с помощью разделительного средства 12 набель зубца 2. Однако разделительное средство 12 может быть убрано и указанный зубец может быть отделен от набеля без использования специального разделительного средства 1, если параметры изготовления скрепляющего устройства 1 обеспечивают возможность разделения без такого специального разделительного средства 12. Вследствие вязкоупругих свойств термопластичного материала, зубец 2 сокращается (стягивается) под действием силы тяжести и усадки, которая имеет место при охлаждении. Затем зубец 2 охлаждают (и предпочтительно дают возможность затвердеть) до образования твердой конструкции, имеющей средство 6 сцепления, примыкающее к стержню 5.

Скрепляющее устройство 1 прикрепляют к подходящей приемной поверхности. Используемый в данном описании термин "приемная поверхность", к которой прикрепляют средство 6 сцепления зубцов 2 скрепляющего устройства 1, относится к любой плоскости или поверхности, имеющей открытую лицевую сторону с тесно расположенными отверстиями, подходящими для средства 6 сцепления и образованными одной или несколькими нитями (волокнами), или в соответствии с другим вариантом лицевую сторону, способную к локализованной упругой деформации, в результате которой средство 6 сцепления может оказаться захваченным и не сможет быть беспрепятственно извлечено. Отверстия или локализованные упругие деформации позволяют средству 6 сцепления войти в плоскость приемной поверхности, причем нити (или недеформированный материал) приемной поверхности, расположенные между отверстиями (или деформированными участками) препятствуют извлечению (освобождению) скрепляющего устройства 1 до тех пор, пока не захочет это сделать пользователь или же пока не будет превышена прочность на отдир или на сдвиг скрепляющего устройства 1.

Приемную поверхность, имеющую нити или волокна, называют "подходящей", если отверстия между нитями или волокнами имеют размеры, позволяющие по крайней мере одному средству 6 сцепления проникнуть в плоскость приемной поверхности, а нити имеют размер, позволяющий сцепляться со средством 6 сцепления или задерживать его. Приемную поверхность, способную и локализованной деформации, называют "подходящей", если по крайней мере одно средство 6 сцепления может вызывать локализованное нарушение плоскости приемной поверхности, которое будет оказывать сопротивление отделению скрепляющего устройства 1 от приемной поверхности.

Подходящими приемными поверхностями являются сетчатые пенопласты, трикотажные полотна, нетканые материалы и нетканые материалы с петлевым ворсом, такие как материалы марки "Велкро", продаваемые фирмой "Велкро", США, Манчестер, Нью-Гемпшир. Особенно подходящими приемными поверхностями являются нетканый материал номер 970026, продаваемый ф. "Милликен компани" Спартанбург, Южная Каролина, и ткань номер 16110, продаваемая ф. "Гилфорд Миллс", Гринсборо, Северная Каролина.

При более подробном рассмотрении составных элементов скрепляющего устройства 1 и отдельных зубцов 2 (фиг. 1) можно отметить, что подложка 3 скрепляющего устройства 1 должна быть достаточно прочной, чтобы предотвpатить разрыв и разделение в местах между отдельными зубцами 2 скрепляющего устройства 1, должна иметь поверхность, к которой зубцы 2 будут легко прилипать, и должна быть пригодной для соединения с закрепляемым изделием, когда того захочет потребитель. Использованный здесь термин "соединение" относится к состоянию, когда первый элемент прикрепляют (присоединяют) к второму элементу непосредственно или косвенно, т. е. первый элемент прикрепляют (присоединяют) к промежуточному элементу, который, в свою очередь, прикрепляют (присоединяют) к второму элементу. Предполагается, что связь между первым и вторым элементами остается в течение всего срока службы изделия. "Подложка" это открытая поверхность, к которой присоединяют один или несколько зубцов 2.

Подложка 3 должна также быть способна к свертыванию в рулон, чтобы способствовать выполнению традиционных процессов изготовления, гибкой, чтобы ее можно было согнуть и тем самым придать требуемую конфигурацию, и способной противостоять теплу наносимых на нее жидких зубцов 2 без расплавления или наличия вредных воздействий на нее до того, как такие зубцы 2 затвердеют. Подложка 3 должна быть также самой разной ширины. К подходящим подложкам 3 относятся трикотаж, тканые материалы, нетканые материалы, резина, винил, пленки (в частности, полиолефиновые) и предпочтительно крафт-бумага. Подходящей, как было установлено, является белая крафт-бумага, имеющая основную массу (плотность) 0,08 кг на м² (50 фунтов на 3000 кв. фунтов).

Основание 4 зубца 2 представляет собой плоскую часть зубца 2, которую прикрепляют к подложке 3 и которая примыкает к ближнему концу стержня 5 зубца. Используемый здесь термин "основание" относится к той части зубца 2, которая находится в непосредственном контакте с подложкой 3 и поддерживает стержень 5 зубца 2. Совсем необязательно, чтобы была видна граница раздела между основанием 4 и стержнем 5 зубца 2. Важно только, чтобы во время использования стержень 5 не отделялся от основания 4 и основание 4 не отделялось от подложки 3.

Сечение основания 4 должно обеспечить достаточную конструктивную целостность (и, следовательно, площадь) для требуемых прочностей на отдир и на сдвиг скрепляющего устройства 1, что основано на густоте (плотности) расположения зубцов 2 и длине стержней 5 отдельных зубцов 2, а также обеспечивать надлежащее сцепление с подложкой 3. При использовании более длинного стержня 5 основание 4 должно обычно иметь большую площадь сечения, чтобы обеспечить достаточное сцепление с подложкой 3 и надлежащую конструктивную целостность.

Форма отпечатка (следа) основания 4 на подложке 3 не имеет важного значения, и отпечаток может быть увеличен в любом направлении для обеспечения большей конструктивной целостности и, следовательно, большей прочности на отдир в том направлении. Используемый здесь термин "отпечаток" относится к плоской площади контакта основания 4 на подложке 3. Отношение сторон отпечатка не должно быть слишком большим, иначе зубец 2 может быть неустойчивым в том случае, когда будет подвергнут воздействию сил, параллельных более короткой стороне отпечатка. Предпочтительным является соотношение сторон менее примерно 1,5:1, а более предпочтительным является круглый отпечаток.

Для описываемого варианта подходящим является основание 4, имеющее отпечаток круглой формы диаметром приблизительно 0,76-1,27 мм (0,030-0,050 дюйма). Если нужно получить скрепляющее устройство 1, имеющее большую прочность на отдир или на сдвиг в определенном направлении, то площадь сечения основания 4 может быть увеличена в этом направлении, в результате чего будут увеличены прочность и конструктивная целостность относительно оси, перпендикулярной к этому направлению. Это делает зубцы 2 более прочными в направлении увеличения основания 4.

Стержень 5 примыкает к основанию 4 и выступает в направлении наружу от основания 4 и подложки 3. Используемый здесь термин "стержень" относится к той части зубца 2, которая расположена между основанием 4 и средством 6 сцепления и примыкает к ним. Стержень 5 определяет продольное расстояние, на котором средство 6 сцепления находится от подложки 3. Используемый здесь термин "продольный" относится к чему-то, проходящему в направлении, имеющем векторную составляющую, направленную в сторону от подложки 3, с увеличением в этом направлении перпендикулярного расстояния к плоскости подложки 3 в основании 4 зубца 2, если конкретно не указано иное направление, имеющее векторную составляющую, направленную в сторону указанной плоскости подложки 3.

Со стержнем 5 и основанием 4 каждого зубца 2 связана начальная точка 13. "Начальная точка" стержня 5 это точка, которую можно считать центром основания 4 и которая обычно находится внутри отпечатка основания 4. Начальную точку 13 находят, рассматривая вид сбоку зубца 2. "Вид сбоку" это вид, на стержень 5 и основание 4 в радиальном их направлении, которое также параллельно плоскости подложки 3. Если скрепляющее устройство 1 изготавливают в соответствии со способом, описанным и заявленным ниже, то является предпочтительным (но не обязательным) смотреть на зубец 2 при определении начальной точки 13 в поперечных (поперек хода подложки) направлениях относительно движения подложки 3 через зону контакта 7.

Находят боковое расстояние между отдаленными краями отпечатка основания 4 для рассматриваемого конкретного вида сбоку и это расстояние делят пополам, получая в результате среднюю точку основания 4 для такого вида. При делении пополам отпечатка основания 4 для рассматриваемого конкретного вида сбоку незначительные разрывы непрерывности (такие, как галтели или неровности, свойственные креплению к подложке) не принимают во внимание. Эта точка является начальной точкой 13 стержня 5.

Стержень 5 расположен под углом к плоскости подложки 3. Используемый здесь термин "плоскость подложки" означает плоскую двухмерную поверхность подложки 3 у основания 4 рассматриваемого основного зубца 2. Угол a определяют следующим образом. На зубец 1 смотрят в профиль. "Вид в профиль" зубца 2 это любой из двух конкретных видов сбоку, который находят следующим образом. На зубец 2 смотрят сбоку так, чтобы оказалось видимым направление, имеющее максимальную боковую проекцию (боковое выступание). "Боковая проекция" это расстояние вбок и параллельно плоскости подложки 3 от центра основание 4 в таком виде (т.е. начальной точки 13 стержня 5) до проекции наиболее удаленной вбок точки на зубце 2, видимой в таком виде, когда такую точку проецируют продольно и перпендикулярно вниз на плоскость подложки 3.

Специалистам в данной области техники ясно, что максимальная боковая проекция 14 это расстояние до наружной периферии стержня 5 или средства 6 сцепления от противоположной стороны основания 4. Вид зубца 2 сбоку, в котором боковая проекция 14 максимальна, является видом в профиль такого зубца 2. Для специалистов в данной области техники очевидно также, что при изготовлении скрепляющего устройства 1 описанным и заявленным ниже способом максимальная боковая проекция 14 обычно параллельна направлению хода подложки (продольному напpавлению) и, следовательно, вид в профиль обычно ориентирован в направлении поперек хода подложки (поперечном направлении). Вертикальный вид сбоку, показанный на фиг. 1, является одним из видов зубца 2 в профиль. Для специалистов в данной области техники очевидно, что имеется другой вид в профиль с противоположной (на 180^o) стороны от показанного вида (при этом максимальная боковая проекция 14 будет ориентирована влево от смотрящего). Любой из двух видов в профиль одинаково хорошо пригоден для процессов, описанных ниже. На виде зубца 2 в профиль находят, как описано выше, начальную точку 13 стержня 5. На этом виде в профиль вводят воображаемую режущую плоскость 1-1 (параллельную плоскости подложки 3) в соприкосновение с периферией зубца 2 в точке (части) зубца 2, имеющей наибольшее перпендикулярное расстояние от плоскости подложки 3. Это соответствует той части зубца 2 которая имеет наибольшую высоту расположения. Перпендикулярное расстояние от воображаемой режущей плоскости 1-1 до поверхности подложки 3, с которой соединены основания 4 зубцов 2, составляет "высоту" зубца 2. Воображаемую режущую плоскость 1-1 переносят затем на одну четверть такого наибольшего перпендикулярного расстояния ближе к подложке 3 от точки наибольшей высоты расположения, в результате чего воображаемая плоскость 1-1 пересекается с зубцом 2 на высоте три четверти перпендикулярного расстояния от плоскости подложки 3 до точки зубца 2, расположенной в продольном направлении наиболее далеко от подложки 3.

Воображаемую режущую плоскость 1-1 используют затем для определения трех точек на зубце 2. Первая точка это точка, в которой режущая плоскость пресекается с передней кромкой 15 зубца 2, и называют ее 75%-ной передней точкой 16. "Передняя кромка" это вершина периферии стержня 5, которая продольно обращена в сторону от плоскости подложки 3. Вторая точка расположена через 180^o относительно центра зубца 2 и является точкой, где режущая плоскость 1-1 пересекает заднюю кромку 17 зубца 2, и называют эту точку 75%-ной задней точкой 18. "Задняя кромка" это вершина периферии стержня 5, продольно обращенная к подложке 3 и расположенная с противоположной от передней кромки 15 стороны. Прямая линия, соединяющая эти две точки, находится в режущей плоскости 1-1, и, разделив ее пополам, находят среднюю точку 19 воображаемой режущей плоскости 1-1. Затем проводят прямую линию, соединяющую среднюю точку 19 воображаемой режущей плоскости 1-1 с начальной точкой 13 стержня в основании 4. Внутренний угол a, который эта линия образует относительно плоскости подложки 3, является углом a стержня 5.

Говоря иначе, угол a, который стержень 5 образует относительно плоскости подложки 3, является дополнением до 90^o угла, наиболее удаленного от перпендикуляра, образованного линией (на любом виде сбоку), соединяющей среднюю точку 19 режущей плоскости и начальную точку 13. Следовательно, наименьшим углом относительно плоскости подложки 3, если на эту линию смотреть в любом радиальном стержне 5 (и, в частности, начальной точке 13) направлении, которое параллельно плоскости подложки 3 и ортогонально к перпендикуляру, является угол a стержня 5. Понятно, что если смотреть на зубец 2 приблизительно в направлении хода подложки (или приблизительно на 180^o от него), то видимый угол a стержня 5 будет составлять примерно 90^o. Однако, как описано выше, углом a, который нужно измерять, является тот угол, который отклоняется наиболее далеко от перпендикуляра, и, следовательно, это есть угол a, определяемый в том случае, когда на зубец 2 смотрят в профиль, обычно приблизительно в поперечном направлении (направлении поперек хода подложки).

Угол a стержня 5 может быть прямым к плоскости подложки 3 или предпочтительно острым для обеспечения требуемой прочности в конкретном направлении, когда направление параллельно максимальной боковой проекции 14. Однако чем больше отклонение угла a стержня 5 от перпендикуляра, тем больше удельная прочность на сдвиг в боковом направлении. Для описываемого варианта хорошо работающим стержнем 5 является стержень, имеющий угол a, находящийся в пределах между примерно 30 и 70^o, а предпочтительно составляющий примерно 65^o. Во всяком случае, если угол расположения стержня 5 меньше 80^o, то стержень считается неперпендикулярно ориентированным относительно плоскости подложки 3 (независимо от боковой ориентации).

Диаметр утолщения 20 средства сцепления также измеряют в виде в профиль. Это максимальный диаметр утолщения вблизи дальнего конца средства сцепления 6, проходящей под прямым углом к проекции центральной линии стержни 5 и средства 6 сцепления.

Упомянутые выше измерения легко делать, используя гониометр типа 100-00 115, продаваемый ф. "Рейм-Харт", инк. Маунтин Лейкс, Нью-Джерси. Если требуется более точное измерение, то специалистам в данной области техники понятно, что определение вида в профиль, начальной точки 13, режущей плоскости 1-1, 75%-ных точек 16, 19 и 18 угла a стержня 5 может быть обеспечено путем изготовления фотографии зубца 2 и обмера этой фотографии с пересчетом по масштабу. Для этой цели весьма подходящим является, как было установлено, сканирующий электронный микроскоп типа 1700, продаваемый ф. "Амрей", Нью-Бедфорд. Мессачусетс. При необходимости можно использовать несколько фотографий для определения максимальной боковой проекции 14 и того или другого вида в профиль.

Стержень 5 должен выступать в продольном направлении от основания 4 на расстояние, достаточное для того, чтобы отнести средство 6 сцепления от подложки 3 на высоту, позволяющую средству 6 сцепления легко сцепляться с нитями приемной поверхности. Преимуществом относительно более длинного стержня 5 является то, что он может проникать в приемную поверхность глубже, что позволяет средству 6 сцепления сцепляться с большим числом нитей или волокон. Наоборот, относительно более короткий стержень 5 дает преимущество, состоящее в том, что получают относительно более прочный зубец 2, но он также обеспечивает соответственно меньшее проникновение в приемную поверхность и, следовательно, может оказаться непригодным для приемных поверхностей (таких, как шерсть или неплотные нетканые материалы), которые имеют менее плотно уложенные нити или волокна.

При использовании трикотажной или шерстяной приемной поверхности подходящим является относительно более короткий стержень 5, имеющий продольную длину от подложки 3 до точки (или части) наибольшей высоты расположения приблизительно 0,5 мм (0,020 дюйма), а предпочтительно по крайней мере примерно 0,7 мм (0,028 дюйма). При использовании приемной поверхности из высокоскоростного материала, имеющего толщину более чем примерно 0,9 мм (0,035 дюйма), более подходящим является относительно более длинный стержень 5, имеющий больший продольный размер, равный по крайней мере 1,2 мм (0,047 дюйма), а предпочтительно по крайней мере примерно 2,0 мм (0,079 дюйма). При увеличении длины стержня 5 и, следовательно, уменьшении прочности на сдвиг для компенсации такой потери прочности на сдвиг может быть увеличена густота (плотность расположения) зубцов 2 скрепляющего устройства 1.

Как описано выше, продольная длина стержня 5 определяет продольное расстояние от подложки 3 до средства 6 сцепления. "Продольное расстояние" - это наименьшее перпендикулярное расстояние от плоскости подложки 3 до периферии средства 6 сцепления. Для средства 6 сцепления, имеющего постоянную геометрию, продольное расстояние между средствами 6 сцепления и подложкой 3 увеличивается с увеличением продольной длины стержня 5. Продольное расстояние по крайней мере вдвое больше чем диаметр нитей или волокон, а предпочтительно примерно в 10 раз большее, чем диаметр этих волокон или нитей приемной поверхности обеспечивает хорошее сцепление сцепляющего средства 6 скрепляющего устройства 1 с нитями или волокнами и удерживание их сцепления. Для описываемого варианта хорошо работающим зубцом 1 является зубец, имеющий продольное расстояние от примерно 0,2 мм до примерно 0,8 мм (0,008-0,03 дюйма).

Форма сечения стержня 5 не имеет существенного значения. Поэтому стержень 5 может иметь любое потребное сечение, соответствующее вышеупомянутым параметрам, относящимся к сечению основания 4. "Сечение" это плоская площадка любой части зубца 2, расположенная перпендикулярно к стержню 5 или средству 6 сцепления. Стержень 5 предпочтительно выполняют суживающимся, в результате чего сечение его уменьшается с приближением в продольном и боковом направлениях к дальнему концу стержня 5 и средству 6 сцепления зубца 2. Эта конструкция обеспечивает соответствующее уменьшение момента инерции стержня 5 и средства 6 сцепления, что дает в результате большее приближение напpяжения зубца 2 к постоянному при положении усилий разделения к скрепляющему устройству 1 и тем самым уменьшает количество излишних материалов в зубце 2.

Для обеспечения требуемой геометрии в широком диапазоне размеров зубцов 2 может быть использовано одинаковое отношение площадей поперечного сечения, чтобы зубцы 2 были соизмеримы. Одним из соотношений, которое регулирует общее сужение зубца 2, является отношение площади сечения основания 4 к площади сечения зубца 2 в месте наибольшей высоты (подъема) зубца 2. Как было указано выше, словосочетание "наибольшая высота" относится к той точке (или части) стержня 5 или средства 6 сцепления, которая находится на наибольшем перпендикулярном расстоянии от плоскости подложки 3. Обычно хорошо работают зубцы 2, имеющие соотношение площади сечения основания 11 и площади сечения в месте наибольшей высоты в диапазоне примерно от 4:1 до 9:1.

Было обнаружено, что подходящим для описываемого варианта является круглый стержень 5, суживающийся от диаметра основания 4, находящегося, как описано выше, в пределах от 0,76 мм до примерно 1,27 мм (0,030-0,050 дюйма), до диаметра в месте наибольшей высоты, находящегося в пределах примерно от 0,41 мм до 0,51 мм (0,016-0,020 дюйма). В частности круглое сечение диаметром около 0,46 мм (0,018 дюйма) в месте наибольшей высоты дает площадь сечения в месте наибольшей высоты, составляющую примерно 0,17 мм² (0,0003 дюйма в квадрате). Круглое сечение основания 4 диаметром примерно 1,0 мм (0,040 дюйма) дает площадь сечения основания 4 приблизительно 0,81 мм² (0,0013 дюйма в квадрате). Эта конструкция дает в результате соотношение площади сечения основания 4 и площади сечения в месте наибольшей высоты, составляющее примерно 5:1 и находящееся в вышеупомянутом диапазоне.

Средство 6 сцепления соединено со стержнем 5 и предпочтительно примыкает к дальнему концу стержня 5. Средство 6 сцепления выступает радиально наружу от периферии стержня 5 и может дополнительно иметь векторную составляющую, которая выступает в продольном направлении, т.е. ориентирована в направлении к подложке 3 или от нее. Используемый в данном описании термин "средство сцепления" относится к любому боковому к периферии стержня 5 выступы (иному, чем незначительные неровности на периферии стержня 5), который оказывает сопротивление отделению от приемной поверхности. Термин "периферия" означает наружную поверхность зубца 2. Термин "радиально" означает направление от или к перпендикуляру к подложке 3, который проходит через начальную точку 13, находящуюся в центре отпечатка основания 4.

В частности, боковой выступ имеет векторную составляющую, параллельную плоскости подложки 3 и обращенную в сторону этой плоскости. Следует понимать, что средство 6 сцепления и стержень 5 могут иметь как боковую, так и продольную векторные составляющие. Неважно, видны ли четко очерченные границы дальнего конца стержня 5 и заметна ли вообще граница раздела между стержнем 5 и средством 6 сцепления. Необходимо лишь, чтобы продольно ориентированная поверхность периферии стержня 5 была прервана так, чтобы средство 6 сцепления имело поверхность с векторной составляющей, параллельной плоскости подложки 3 и обращенной к этой плоскости.

Средство 6 сцепления может иметь большую боковую проекцию, чем стержень 5, или наоборот, когда это требуется. Как показано на фигурах, средство 6 сцепления предпочтительно выполнено дугообразным и может иметь входящую кривую. Если средство 6 сцепления имеет входящую кривую, оно имеет часть, приближающуюся в продольном направлении к подложке 3 у основания 4 или в месте, отнесенном вбок от основания 4. Эту часть направляют вбок к стержню 5, но направлять ее радиально в сторону начальной точки 13 не нужно.

Средство 6 сцепления каждого зубца 2 из множества зубцов 2, составляющих скрепляющее устройство 1, может отходить вбок в одном и том же направлении, если требуется относительно однонаправленные преобладающие характеристики скрепляющего устройства 1, также как прочность на отдир и прочность на сдвиг, или может быть беспорядочно ориентировано для обеспечения изотропных характеристик в боковых напpавлениях. Средства 6 сцепления могут представлять собой крючкообразные острия, которые выступают с одной стороны стержня 5, образуя выпуклый контур, и проникают в отверстие приемной поверхности, сцепляясь с нитями или волокнами приемной поверхности по внутреннему радиусу кривизны 21 средства 6 сцепления. Сцепление между средством 6 сцепления и нитями или волокнами приемной поверхности препятствует освобождению скрепляющего устройства 1 от приемной поверхности до тех пор, пока не будет превышена прочность на отдир или прочность на сдвиг скрепляющего устройства 1. Средство 6 сцепления не должно выступать радиально слишком далеко в боковом направлении, в противном случае оно не сможет проникнуть в отверстие приемной поверхности. Сечение средства 6 сцепления должно иметь размеры, обеспечивающие проникновение средства сцепления в отверстия приемной поверхности.

Площадь сечения и геометрия средства 6 сцепления не имеют решающего значения, пока средство 6 сцепления имеет конструктивную целостность, обеспечивающую достаточные прочность на сдвиг и прочность на изгиб, чтобы дать требуемые прочность на отдир и прочность на сдвиг скрепляющего устройства 1, имеющего множество зубцов 2 заданной густоты. Для описываемого здесь варианта подходящим является выполненное в виде крючкообразного острия средство 6 сцепления, имеющее максимальную боковую проекцию 14 от центра основания 4 до дальней боковой периферии примерно от 0,79 мм до 1,4 мм (0,03-0,06 дюйма).

При использовании для скрепляющего устройства 1 множества зубцов 2 могут быть выбраны любые схемы расположения и густота зубцов 2, обеспечивающие прочность на отдир и прочность на сдвиг, необходимые для конкретного применения скрепляющего устройства 1. Обычно при увеличении густоты зубцов пропорционально увеличиваются в линейной зависимости прочность на отдир и прочность на сдвиг. Отдельные зубцы 2 не должны быть настолько близко расположены друг к другу, чтобы мешать сцеплению средств 6 сцепления соседних зубцов 2 с нитями или волокнами приемной поверхности. Если зубцы 2 расположены слишком густо, может произойти уплотнение или свойлачивание нитей или волокон приемной поверхности, в результате чего отверстия между нитями или волокнами будут закрыты. Наоборот, зубцы 2 не должны быть настолько далеко расположены друг от друга, чтобы требовать чрезмерной площади подложки 3 для получения скрепляющего устройства 1 с подходящими прочностью на отдир и прочностью на сдвиг.

Целесообразно располагать множество зубцов 2 рядами, так чтобы каждый зубец 2 был расположен на одинаковом расстоянии от соседнего зубца 2. В соответствии со способом, описанным и заявленным ниже, ряды обычно ориентируют в продольном (по ходу подложки) и поперечном (поперек хода подложки) направлениях. Обычно каждый продольный и поперечный ряд зубцов 2 должен быть расположен на одинаковом расстоянии от соседних продольных и поперечных рядов зубцов 2, чтобы обеспечить однородное поле напряжения по всему скрепляющему устройству 1 и приемной поверхности усилий разделения.

Используемый здесь термин "шаг" относится к расстоянию, измеряемому либо в продольном, либо в поперечном направлении между центрами отпечатков оснований 4 зубцов 2 в соседних рядах. Обычно подходящим скрепляющим устройством 1 является устройство, имеющее множество зубцов 2 с шагом в пределах от примерно 1,02 мм до примерно 5,08 мм (0,04-0,20 дюйма), а предпочтительно с шагом около 2,03 мм (0,08 дюйма). Соседние поперечные ряды предпочтительно смещают приблизительно на полшага в поперечном направлении, чтобы удвоить расстояние в продольном направлении между соседними поперечными рядами.

Зубцы 2 могут быть расположены в матрице на сетке площадью 1 см², имеющий множество зубцов 2 с примерно 2-10 рядами зубцов на сантиметр (5-25 рядов на дюйм) в обоих, продольном и поперечном, направлениях, а предпочтительно примерно с 5 рядами зубцов 2 на сантиметр (13 рядов на дюйм) в каждом направлении. Эта сетка даст в результате скрепляющее устройство 1, имеющее примерно от 4 до 100 зубцов 2 на квадратный сантиметр (25-625 зубцов на квадратный дюйм) подложки 3.

Зубцы 2 скрепляющего устройства 1 могут быть изготовлены из любого термочувствительного материала, который становится прочным и сохраняет форму после отверждения, но не настолько хрупок, чтобы разрушаться при приложении к скрепляющему устройству 1 усилий разделения. Используемый в данном описании термин "термочувствительный" относится к свойству материала постепенно переходить из твердого состояния в жидкое при подводе тепла. Разрушение считают происшедшим, когда зубец 2 сломался или не может больше выдерживать противодействующую силу при наличии и под воздействием сил разделения. Материал предпочтительно имеет модуль упругости при растяжении (измеренный в соответствии со стандартом D-638 ASTM) примерно от 24600000 до 31600000 кг на м² (35000-45000 фунтов на квадратный дюйм).

Кроме того, материал зубца должен иметь достаточно низкую температуру плавления, чтобы обеспечить легкую обработку, и относительно высокую вязкость, чтобы обеспечить липкую и тягучую консистенцию при температурах вблизи точки плавления, с тем чтобы можно было вытянуть стержни 5 и легко сформировать средства 6 сцепления в соответствии со способом изготовления, описанным ниже. Важно также, чтобы зубцы 2 были вязкоупругими, что увеличит возможность варьирования параметрами, влияющими на конструкцию зубца 2 и, в частности, геометрию средства 6 сцепления. Подходящим является материал, имеющий комплексную вязкость в пределах примерно от 20 до 100 Па-с при температуре нанесения на подложку 3.

Вязкость может быть измерена с помощью механического спектрометра модели 800 для реологических измерений с использованием динамического рабочего режима с частотой выборки 10 Гц и 10%-ной относительной деформацией материала. Предпочтительной является геометрия типа диска с пластинкой, в частности с диском, имеющим радиус около 12,5 мм и зазором примерно 1,0 мм между диском и пластинкой.

В соответствии с предпочтительным вариантом зубцы 2 изготавливают из термопластичного материала. Термин "термопластичный" относится к несетчатым полимерам термочувствительного материала, текущего при подводе тепла или давления. Для изготовления скрепляющего устройства 1 в соответствии с настоящим изобретением, в частности способом, описанным ниже, особенно хорошо подходят термоплавкие клеящие термопласты. Использованное здесь словосочетание "термоплавкий клей" относится к упруговязкому термопласту, который сохраняет остаточные напряжения после отверждения из жидкого состояния. Особенно пригодными и предпочтительными являются полиэфирный и полиамидный термоплавкие клеящие вещества. Использованные здесь термины "полиэфирный" и "полиамидный" означают цепи, имеющие повторяющиеся сложноэфирные и амидные элементы соответственно.

Если выбирают полиэфирный термоплавкий клей, то, как было установлено, хорошо работает клей, имеющий комплексную вязкость примерно 232 Па-с при примерно 194^oC. Если выбирают полиамидный термоплавкий клей, то, как было установлено, хорошо подходит клей, имеющий комплексную вязкость примерно 9010 Па-с при примерно 204^oC. Как было установлено, хорошо работает полиэфирный термоплавкий клей, продаваемый ф."Востик компании", Мидлтон, Массачусетс под номером 7199. Было также установлено, что хорошо работает полиамидный термоплавкий клей, продаваемый ф."Хенкел", Канкаки, Иллинойс под торговой маркой "Маркромелт 6300".

Способ изготовления

Описанные выше зубцы 2 могут быть изготовлены в соответствии со способом, включающим нанесение отдельных порций нагретого термочувствительного материала на подложку 3, которую перемещают относительно выбранного средства для нанесения нагретого термочувствительного материала. Более конкретно, способ включает обеспечение наличия описанного выше термочувствительного материала и нагревание его до по крайней мере температуры плавления, в результате чего нагретый термочувствительный материал переходит в жидкое, текучее состояние.

Обеспечивают наличие подложки 3 и перемещают ее относительно средства для нанесения этого нагретого материала. Обеспечивают наличие средства для нанесения отдельных порций нагретого термочувствительного материала. Из средства нанесения на подложку 3 наносят отдельные порции нагретого термочувствительного материала. Для специалистов в данной области техники очевидно, что перемещать можно средство для нанесения отдельных порций термочувствительного материала, а подложку 3 оставлять неподвижно или, что предпочтительно, для обеспечения относительного перемещения между подложкой 3 и средством нанесения подложку 3 перемещают, а средство нанесения оставляют неподвижным.

Во время перемещения подложки 3 и нанесения отдельных порций термочувствительного материала, который образует зубцы 2 устанавливают два направления. Первое направление это направление перемещения подложки относительно средства для нанесения термочувствительного материала. Второе направление это направление нанесения такого материала на перемещаемую подложку 3 в момент нанесения. Между первым направлением перемещения и вторым направлением нанесения образуется внутренний угол b.

Для обеспечения требуемых свойств прочности на сдвиг, указанных ниже, и предпочтительной геометрии зубца 2 образованный угол b предпочтительно должен быть тупым. Когда тупой угол b ближе приближается к примерно 100^o (от больших или меньших углов), то обычно получают скрепляющее устройство 1, имеющее относительно большую прочность на сдвиг. Следует понимать, что предпочтительный угол, равный приблизительно 100^o, можно несколько изменять с помощью ячеек 10 для нанесения нагретого термочувствительного материала на подложку 3.

В процессе нанесения нагретого термочувствительного материала на подложку 3 предпочтительно, когда имеет место разность скоростей между перемещаемой подложкой 3 и наносимым термочувствительным материалом. Такую разность скоростей считают "положительной", если скорость подложки 3 в первом направлении больше, чем скорость того или иного средства, такого как ячейки 10, в печатном валике 8, используемом для нанесения нагретого термочувствительного материала в точке нанесения такого материала на подложку 3. Наоборот, разность скоростей считают "отрицательной", если скорость перемещаемой подложки 3 меньше, чем скорость ячеек 10 для нанесения термочувствительного материала в точке нанесения такого материала на подложку 3. Для специалистов в данной области техники очевидно, что если средство для нанесения нагретого термочувствительного материала оставляют неподвижным, а подложку 3 перемещают, то всегда получают положительную разность скоростей. При обеспечении положительной разности скоростей упруговязкие реологические свойства термочувствительного материала могут обеспечить боковую вытяжку материала и желаемые характеристики скрепления, в частности, полученные в результате свойств, касающиеся желаемой прочности на сдвиг.

Как показано на фиг. 2, скрепляющее устройство в соответствии с настоящим изобретением может быть изготовлено при использовании модифицированного процесса глубокой печати. Глубокая печать хорошо известна в данной области техники, как показано в описании к патенту США N 4643130, 1988 г.

Как показано на фиг. 2, подложка 3 может быть пропущена через зону 7 контакта, образованную между двумя расположенными рядом друг с другом валиками печатным валиком 8 и поддерживающим валиком 9. Валики 8 и 9 имеют параллельные друг другу оси вращения, расположенные параллельно плоскости подложки 3. Каждый из валиков 8 и 9 вращают вокруг его оси, так что валики 8 и 9 имеют в зоне 7 одинаковые поверхность и направление. При необходимости валики 8 и 9 могут также иметь равные друг другу окружные скорости в зоне 7 контакта.

При желании оба валика как печатный валик 8, так и поддерживающий валик 9 могут быть приведены во вращение посредством внешней движущей силы (не показано) или один валик может быть приведен во вращение посредством внешней движущей силы, а другой посредством фрикционного сцепления с первым валиком. Как было установлено, надлежащую движущую силу можно создать посредством электродвигателя переменного тока мощностью примерно 1500 Вт. Благодаря вращению валики 8 и 9 приводят в действие средство для нанесения нагретого термочувствительного материала на подложку 3 для образования зубцов 2. Валики 8 и 9 можно вращать с одной и той же или с разными окружными скоростями. Необходимо лишь, чтобы оба валика 8 и 9 вращались в одном и том же направлении в зоне 7 контакта.

Средство нанесения должно быть способно выдерживать температуру материала зубцов 2 в жидком состоянии, обеспечивать равномерный шаг межу зубцами 2 как в продольном (по ходу подложки), так и в поперечном (поперек хода подложки) направлении и обеспечивать требуемую густоту зубцов 2 в упомянутом множестве зубцов. Кроме того, средство нанесения должно быть способно давать зубцы, имеющие разные диаметры основания 4 и разные высоты стержня 5. Печатный валик 8, в частности, дает средство для нанесения зубцов 2 на подложку 3 в требуемом порядке, описанном выше (или в другом порядке), в соответствии с предлагаемым способом изготовления.

Словосочетание "средство нанесения" относится к любому устройству, которое перемещает жидкий материал зубцов из массы к подложке 3 порциями, соответствующими отдельным зубцам 2. Термин "наносить" означает перемещать материал для зубцов из массы и дозировать такой материал на подложку 3 в количествах, соответствующих отдельным зубцам 2.

Одним из подходящих средств для нанесения материала зубцов на подложку 3 является одна или больше ячеек 10 в печатном валике 8. Используемый в данном описании термин "ячейка" относится к любой полости или другой части печатного валика 8, которая переносит материал для зубцов от источника к подложке 3 и наносит этот материал на подложку 3 отдельными порциями.

Поперечное сечение ячейки 10 у поверхности печатного валика 8 соответствует форме отпечатка основания 4 зубца 2. Сечение ячейки 10 должно быть приблизительно равно требуемому поперечному сечению основания 4. Глубина ячейки 10 в некоторой степени определяет продольную длину зубца 2, в частности перпендикулярное расстояние от основания 4 до точки (или части) наибольшей высоты подъема. Однако, когда глубина ячейки 10 увеличивается до более чем примерно 70% диаметра ячейки 10, продольный размер зубца 2 остается постоянным. Это происходит потому, что не весь жидкий материал зубца вытягивается из ячейки 10 и наносится на подложку 3. Вследствие поверхностного натяжения и вязкости жидкого материала для зубцов некоторая часть его будет оставаться в ячейке 10 и не будет перемещена в подложке 3.

Для описываемого варианта подходящей является глухая цилиндрическая ячейка 10, имеющая глубину в пределах между примерно 50 и 70% диаметра. При необходимости ячейка 10 может быть выполнена несколько суживающейся в форме усеченного конуса в соответствии с требованиями традиционных способов изготовления, таких как химическое травление.

При использовании ячейки в форме усеченного конуса внутренний угол конуса ячейки 10 не должен быть больше примерно 45^o, чтобы обеспечить предпочтительное сужение стрежня 5 и описанные выше соотношения между основанием и зоной наибольшей высоты. Если конус ячейки 10 имеет больший внутренний угол, может быть получен зубец 2, имеющий слишком большое сужение. Если внутренний угол слишком мал или ячейка 10 имеет цилиндрическую форму, может быть получен стержень 5 одинакового сечения, имеющий поэтому зоны более высокого напряжения. Для описываемого варианта подходящий зубец 2 дает ячейка 10, имеющая внутренний угол примерно 45^o, диаметр на периферии валика примерно от 0,89 до 1,22 мм (0,035-0,048 дюйма) и глубину в пределах примерно от 0,25 до 0,51 мм (0,01-0,02 дюйма).

Печатный валик 8 и поддерживающий валик 9 должны быть прижаты друг к другу в зоне, совпадающей с плоскостью, соединяющей оси валиков, для выдавливания клея из ячеек 10 в печатном валике 8 на подложку 3 и обеспечения достаточного фрикционного сцепления, обеспечивающего приведение во вращение противоположного валика, если он не имеет внешнего привода. Поддерживающий валик 9 должен быть несколько более мягким и податливым, чем печатный валик 8, чтобы обеспечить упругое поддерживание материала для зубцов при нанесении его на подложку 3 из печатного валика 8. Подходящим является поддерживающий валик 9, имеющий резиновое покрытие с твердостью примерно 40-60 при измерении посредством склероскопа А Шора.

Температура печатного валика 8 не является строгорегламентируемой, однако печатный валик 8 должен быть нагрет для предотвращения затвердевания материала зубцов 2 во время переноса от источника и нанесения на подложку 3. Необходима температура поверхности печатного валика 8, близкая к температуре материала в источнике. Как было установлено, подходящей является температура печатного валика 8 приблизительно 197^oC.

Следует понимать, что может оказаться необходимым охлаждающий валик, если тепло, передаваемое от материала зубцов, вредно влияет на подложку 3. Если требуется охлаждающий валик, он может быть встроен в поддерживающий валик 9 с использованием средств, хорошо известных специалистам в данной области техники. Эта конструкция часто оказывается необходимой при использовании полипропиленовой, полиэтиленовой или другой полиолефиновой подложки 3.

Материал, используемый для образования отдельных зубцов 2, необходимо держать в источнике, который обеспечивает надлежащую температуру для приклеивания зубцов 2 к подложке 3. Обычно нужна температура, немного превышающая температуру плавления материала. Считается, что материал находится при температуре плавления или выше, если он частично или полностью находится в жидком состоянии.

Если в источнике материала для зубцов держать слишком высокую температуру, материал не сможет быть достаточно вязким и может дать средство 6 сцепления, присоединенное к зубцам 2 сбоку, вблизи от продольного (по ходу подложки) направления. Если температура материала очень высока, зубцы 2 будут стекаться в небольшую, в какой-то степени полусферическую лужицу, и средство 6 сцепления не будет образовано. Наоборот, если температура источника слишком низка, материал для зубцов не может быть перенесен от источника к средству нанесения материала или впоследствии не может быть надлежащим образом перенесен из средства 10 нанесения на подложку 3 в требуемом порядке. Источник материала должен также сообщить материалу равномерный температурный профиль в поперечном (по ходу подложки) направлении, находиться в сообщении со средством нанесения клеящего материала на подложку 3 и позволять легко пополнять его при истощении материала.

Подходящим источником является лоток 11, соразмерный с той частью поперечного размера печатного валика 8, которая имеет ячейки 10 и прилегает к ним. Лоток 11 имеет закрытые вниз наружную сторону и концы. Верх может быть закрыт или закрыт, по желанию. Внутренняя сторона лотка 11 открыта, что позволяет находящемуся в нем жидкому материалу свободно контактировать и сообщаться с окружностью печатного валика 8 и входить в ячейки 10 или сообщаться с любым другим желаемым средством для нанесения термочувствительного материала на подложку 3.

Источник нагревают снаружи с помощью известного средства (не показано) для поддержания материала для зубцов в жидком состоянии и при надлежащей температуре. Предпочтительная температура выше температуры плавления, но ниже той, при которой имеет место значительное снижение вязкоупругих свойств. При желании жидкий материал в лотке 11 можно перемешивать или рециркулировать, чтобы способствовать однородности и разномерному распределению температуры.

Под дном лотка 11 находится режущее устройство (ракля) 22, которое регулирует количество материала, прилипшего к печатному валику 8. Режущее устройство 22 и лоток 11 оставляют неподвижными, когда вращают печатный валик 8, что позволяет режущему устройству 22 очищать периферию валика 8 и соскребать материал, который не попал в отдельные ячейки 10 на валике 8, и позволяет рециркулировать такой материал. Эта конструкция обеспечивает возможность нанесения материала для зубцов из ячеек 10 на подложку 3 в требуемом порядке в соответствии с геометрическим расположением ячеек 10 на периферии печатного валика 8. Как показано на фиг. 2, режущее устройство 22 предпочтительно располагают в горизонтальной плоскости, в частности у горизонтальной вершины печатного валика 8, которая находится выше (по направлению вращения) зоны 7 контакта.

После нанесения на подложку 3 зубцы 2 могут быть отделены от печатного валика 8 и средства 10 для нанесения. При необходимости отделение может быть осуществлено как отдельная специальная стадия процесса путем использования разделительного средства 12 для разделения зубцов 2 на средство 6 сцепления скрепляющего устройства 1 и набель. Используемый здесь термин "набель" относится к любому материалу, отделенному от зубца 2 и не являющемуся частью скрепляющего устройства 1. Однако в зависимости от регулирования различных параметров, таких как угол g между подложкой 3 и ячейками 10 нанесения, разность скоростей, вязкость нагретого термочувствительного материала, ячейка 10 и т.д. отдельная специальная стадия разделения может быть необязательной. Разделение может произойти естественным образом как функция перемещения подложки 3 в направлении от места нанесения.

В случае его использования разделительное средство 12 должно быть отрегулировано на различные размеры зубцов 2 и боковые проекции 14 средства 6 сцепления, а также должно обеспечивать равномерность на всем поперечном протяжении множества зубцов. Термин "разделительное средство" относится к устройству или составному элементу, которое в продольном направлении отделяет набель от скрепляющего устройства 1. Термин "разделять" относится к действию отделения набеля от скрепляющего устройства 1 как описано выше. Разделительное средство 12 должно также быть чистым и не должно ржаветь, окисляться или переносить на зубцы 2 вещества, вызывающие коррозию, и загрязняющие вещества (такие, как материал набеля). Подходящим разделительным средством является проволока, расположенная параллельно осям валиков 8 и 9 и отнесенная от подложки 3 на расстояние, несколько большее, чем перпендикулярное расстояние от места наибольшей высоты затвердевшего зубца 2 до подложки 3.

Разделительное средство 12 предпочтительно нагревают, чтобы предотвратить накопление расплавленного материала для зубцов на разделительном средстве 12, компенсировать охлаждение зубцов 2, происходящее в период между моментом выхода материала из нагретого источника и моментом разделения, и способствовать боковой вытяжке средства 6 сцепления. Нагрев разделительного средства 12 должен также обеспечивать равномерное распределение температуры в поперечном (поперек хода подложки) направлении, с тем чтобы получить множество зубцов 2, имеющих одинаковую геометрию.

Когда температура материала для зубцов повышается, это может компенсировать относительно более низкую температуру горячего разделительного устройства (проволоки) 12. Кроме того, при уменьшении скорости подложки 3 имеет место менее частое охлаждение горячей проволоки 12 во время разрезания каждого зубца 2 и набеля, что обеспечивает увеличение возможности использования при тех же самых температурах горячего разделительного устройства (проволока) 12 с относительно более низкой потребляемой мощностью в ваттах. Следует понимать, что увеличение температуры горячей проволоки 12 приведет к тому, что зубец 2 будет иметь, как правило, более короткий стержень 5. Наоборот, длина стержня 5 и боковая длина средства 6 сцепления будут увеличиваться обратно пропорционально уменьшению температуры горячей проволоки 12. Для осуществления разделения действительный контакт разделительного средства 12 не обязателен. Зубец 2 может быть отделен посредством лучистой теплоты, излучаемой разделительным средством 12.

Для описываемого здесь варианта, как было установлено, подходящей является нихромовая проволока 12 круглого сечения, имеющая диаметр примерно 0,51 мм (0,02 дюйма) и нагретая до температуры в пределах примерно от 343 до 416^oC. Очевидно, что описанная выше горячая проволока 12 может быть заменена ножевым, лазерным или другим разделительным средством 12.

Важно, чтобы разделительное средство 12 было расположено в таком месте, которое позволяет осуществление вытяжки (растяжения) до того, как зубец 2 будет отрезан от набеля. Если разделительное средство 12 расположено слишком далеко от плоскости подложки 3, материал будет проходить под разделительным средством 12, не соприкасаясь с ним, в результате чего будет образовано очень длинное средство 6 сцепления, которое не будет надлежащим образом отнесено от подложки 3 или соседних зубцов 2. Наоборот, если разделительное средство 12 расположено слишком близко к плоскости подложки 3, разделительное средство 12 будет усекать стержень 5 и средство 6 сцепления не может быть образовано.

Для описываемого способа изготовления правильно расположенным разделительным средством в виде горячей проволоки 12 является разделительное средство, расположенное на расстоянии приблизительно от 14 до 22 мм (0,56-0,88 дюйма), предпочтительно примерно 18 мм (0,72 дюйма), от зоны 7 контакта в продольном (по ходу движения подложки) направлении, приблизительно от 4,8 до 7,9 мм (0,19-0,95 дюйма) от поддерживающего валика 9 в направлении радиально наружу и приблизительно от 1,5 до 4,8 мм (0,06-0,75 дюйма) от печатного валика 8 в направлении радиально наружу.

Во время работы подложку 3 перемещают в первом направлении относительно ячеек. В частности, подложку 3 перемещают через зону 7 контакта, предпочтительно вытягивая посредством вытяжного (приемного) валика (не показано). Это обеспечивает чистый участок подложки 3 для непрерывного нанесения зубцов 2 и отвод участков подложки 3, на которые нанесены зубцы 2. Направление, параллельное главному направлению перемещения подложки 3, когда она проходит через зону 7 контакта, называют "продольным направлением". Продольное направление, как показано стрелкой 23 на фиг. 2, перпендикулярно осям печатного валика 8 и поддерживающего валика 9. Направление, перпендикулярное продольному направлению и параллельное плоскости подложки 3, называют "поперечным направлением". Плоскость зоны контакта это плоскость, имеющая линию, совпадающую с зоной контакта и касательную к печатному валику 8 и поддерживающему валику 9.

После нанесения материала из ячейки 10 на подложку 3 продолжают вращение валиков 8 и 9 в направлении, показанном на фиг. 2 стрелками 23. Это является причиной появления некоторого периода относительного смещения между перемещаемой подложкой 3 и ячейками 10 (периода), в течение которого (до разделения) материал перемыкает подложку 3 и печатный валик 8. При продолжении относительного смещения материал вытягивается (растягивается) до тех пор, пока не произойдет разделение и зубец 2 не отделится от ячейки 10 печатного валика 8. Используемый здесь термин "вытяжка" означает увеличение линейного размера, по крайней мере часть которого (увеличения) остается постоянной в течение срока службы скрепляющего устройства 1.

Как описано выше, отделение отдельных зубцов 2 от печатного валика 8 может оказаться необходимой частью процесса формирования средства 6 сцепления. Будучи отделенным, зубец 2 оказывается разделенным на две части: дальний конец и средство 6 сцепления, которые остаются со скрепляющим устройством 1, и набель (не показан), который остается с печатным валиком 8 и при желании может быть использован в повторном цикле. После отделения зубцов 2 от набеля скрепляющему устройству 2 дают возможность остыть, прежде чем зубцы 2 войдут в контакт с другими объектами. После затвердевания зубцов 2 подложка 3 при желании может быть намотана на валик для хранения.

Подложка 3 может быть перемещена через зону 7 контакта в первом направлении со скоростью примерно 3-31 м в минуту (10-100 футов в минуту). Подложку 3 можно протягивать через зону 7 контакта со скоростью, которая находится в пределах от скорости приблизительно на 25% выше окружной скорости печатного валика 8 до скорости приблизительно на 15% ниже этой окружной скорости, что обеспечивает разность скоростей в пределах от 25%-ной положительной разности скоростей до 15%-ной отрицательной. Предпочтительной является по крайней мере 2-я положительная разность скоростей. Следовательно, при использовании устройства, показанного на фиг. 2, скорость перемещаемой подложки 3 по крайней мере примерно на 2% больше, чем окружная скорость печатного валика 8.

На характеристики скрепления (в частности, прочность на сдвиг) скрепляющего устройства 1 или отдельного зубца 2 может также влиять внутренний угол b, образованный между двумя направлениями, фигурирующими на динамических стадиях этого процесса, причем первое направление это главное направление перемещения подложки 3, а второе направление это направление нанесения нагретого термочувствительного материала на перемещаемую подложку 3. Определенный внутренний угол g имеет место при использовании в качестве средства 10 для нанесения нагретого термочувствительного материала на перемещаемую подложку 3 описанного выше устройства, содержащего печатный валик 8, поддерживающий валик 9 и зону 7 контакта. Для специалистов в данной области техники очевидно, что при использовании этого устройства для нанесения нагретого термочувствительного материала на подложку 3 в момент нанесения внутренний угол g будет равен приблизительно 90^o, так как первое направление перемещения подложки 3 через зону 7 контакта перпендикулярно второму направлению, в котором нагретый термочувствительный материал извлекают из ячейки 10 на периферии печатного валика 8.

Как указано выше, подложку 3 можно отводить от плоскости зоны контакта 7 печатного валика 8 под определенным углом g, который является острым относительно плоскости зоны 7 контакта и тупым относительно направления нанесения нагретого термочувствительного материала на перемещаемую подложку 3. Обычно при уменьшении внутреннего угла g (между направлением перемещения подложки после выхода ее из зоны 7 контакта и плоскостью зоны 7 контакта) или, более широко, внутреннего угла b (между первым направлением перемещаемой подложки 3 и вторым направлением нанесения нагретого термочувствительного материала на перемещаемую подложку 3) получают скрепляющее устройство 1, имеющее относительно более высокую прочность на сдвиг, как показано в прилагаемых чертежах и более подробно описано ниже.

Эта зависимость обычно остается справедливой независимо от относительной разности скоростей между перемещаемой подложкой 3 и ячейками 10 для нанесения нагретого термочувствительного материала на перемещаемую подложку 3. Эта зависимость справедлива как для положительных разностей скоростей, так и для отрицательных. Как было установлено, подходящим является способ, при котором перемещаемую подложку 3 отводят под тупым углом b относительно направления нанесения нагретого термочувствительного материала на перемещаемую подложку в пределах приблизительно от 100 до 110^o и, более конкретно, при котором перемещаемую подложку 3 отводят от плоскости зоны 7 контакта под внутренним углом g в пределах пример от 5 до 40^o.

Как показано на фиг. 3, обычно при увеличении положительной разности скоростей уменьшается внутренний угол a зубцов 2 относительно подложки 3 и, следовательно, зубцы становятся больше ориентированы вбок и более близки к параллельности с плоскостью подложки 3. Эта зависимость справедлива и, по существу, линейна для двух выбранных внутренних углов g, равных 15 и 35^o, между плоскостью зоны 7 контакта и линией, по которой подложку 3 отводят от зоны 7 контакта, и охватывает диапазон от отрицательной 11%-ной разности скоростей до положительной 16%-ной разности скоростей.

Как показано на фиг.4, прочность на сдвиг образца механического скрепляющего устройства 1 измерена в граммах-сила для образца скрепляющего устройства 1, имеющего площадь примерно 4,84 см² (0,75 квадратных дюймов). Этот размер образца был выбран потому, что он достаточно велик, чтобы дать репрезентативную оценку образца, и типичен для размеров, используемых в вышеупомянутом применении. Прочность на сдвиг проверяют на вышеупомянутом материале марки 16110, продаваемой ф."Гилфорд лупкорпорейшен", в качестве приемной поверхности. Усилие сдвига может быть измерено путем растягивания скрепляющего устройства 1 и приемной поверхности, скрепленных друг с другом, в противоположных направлениях, которые параллельны соответственным плоскостям подложки 3 и приемной поверхности. Во время измерения внутренний угол зубцов 2 ориентировали в том же самом направлении, в котором тянули подложку 3 посредством расстягивающего устройства (показанный на фиг. 1 зубец 2 тянули вправо). Метод, использованный для определения сопротивления скрепляющего устройства 1 усилиям сдвига, более полно изложен в описании к патенту США N 4699622, 1987 г.

На фиг. 4 показано, что прочность на сдвиг скрепляющего устройства 1 связана с внутренним углом a наклона стержней 5 зубцов 2 и, следовательно, с разностью скоростей зависимостью, показанной на фиг. 3. Как показано на фиг. 4, предпочтительно, чтобы угол a между стержнями 5 и подложкой 3 был менее примерно 70^o, предпочтительно менее примерно 65^o, чтобы обеспечить прочность на сдвиг, равную по крайней мере примерно 1000 гс на 4,8 см², потому что можно видеть, что прочность на сдвиг быстро снижается, когда стержни 5 становятся более перпендикулярно ориентированы относительно подложки, чем примерно 65-70^o. На фиг. 4 также показано, что для всех записанных значений внутренних углов a стержней более высокие прочности получают, если подложку 3 отводят от плоскости зоны 7 контакта под углом g, равным 15^o, а не под углом g более 35^o.

Из фиг. 4 можно видеть, что обычно требуется иметь внутренний угол a между стержнем 5 зубца 2 и подложкой 3 меньший чем 70^o. В частности, необходим внутренний угол a в пределах примерно от 20 до 65^o. Эта зависимость опять остается справедливой для обоих внутренних углов g между плоскостью зоны 7 контакта и линий, по которой отводят подложку 3 после выхода ее из зоны 7 контакта.

На фиг. 5 показана зависимость между разностью скоростей перемещаемой подложки 3 и прочностью на сдвиг механического скрепляющего устройства 1, полученного при такой разности скоростей. На этой фигуре показаны как положительная, так и отрицательная разности скоростей. Однако на фиг. 5 показано, что желательной является положительная разность скоростей примерно от 2 до 16% Эта зависимость опять остается справедливой для обоих представленных внутренних углов g между плоскостью зоны 7 контакта в линией, по которой перемещаемую подложку 3 отводят после выхода ее из зоны 7 контакта.

Другим фактором, который необходимо учитывать специалисту в данной области техники, является радиус кривизны печатного валика 8 и его зависимость от разности скоростей и угла g между подложкой 3 и плоскостью зоны 7 контакта. При уменьшенном радиусе кривизны печатного валика 8 кабель и стержень 5 формируемого зубца 2 отводят от подложки 3 под углом, который вблизи зоны 7 контакта становится более близким к прямому углу относительно плоскости зоны 7. После затвердевания такой зубец 2 обычно будет иметь относительно больший внутренний угол a, чем зубец 2, изготовленный при аналогичных условиях, за исключением использования печатного валика 8 с большим радиусом кривизны.

Таким образом, для исключения снижения прочности на сдвиг в соответствии с зависимостью, показанной на фиг. 4, когда радиус кривизны печатного валика 8 уменьшается, необходимо также уменьшать разность скоростей или внутренней угол g между перемещаемой подложкой 3 и плоскостью зоны 7 контакта или и то, и другое. Если радиус кривизны печатного валика 8 увеличивать или уменьшать без соответствующей компенсации изменением разности скоростей или внутреннего угла g, угол a зубца 2 и, следовательно, прочность на сдвиг скрепляющего устройства 1 могут не обеспечить прочность на сдвиг, необходимую для данного применения. В частности, если разность скоростей и внутренний угол не согласованы с радиусом кривизны печатного валика 8, набель зубца 2 может быть ориентирован слишком близко к перпендикулярному направлению относительно подложки 3 и после отверждения внутренний угол a зубца 2 будет больше, чем требуется, что даст в результате скрепляющее устройство 1 с меньшей прочностью на сдвиг, чем это требуется.

Таким образом, чтобы изготовить усовершенствованное скрепляющее устройство 1 в соответствии с настоящим изобретением, важно снабдить устройство, используемое для изготовления скрепляющего устройства 1, средством для сообщения векторной ориентации, не перпендикулярной (более 10^o от оси в любом направлении) плоскости подложки 3 у основания 4 зубца 2, отдельным порциям наносимого термочувствительного материала. При использовании устройства, показанного на фиг. 2, двумя средствами для сообщения неперпендикулярной подложке 3 векторной ориентации наносимым отдельным порциям термочувствительного материала являются вышеупомянутая разность скоростей и острый угол g между плоскостью 7 контакта и перемещаемой подложкой 3.

Возможны различные варианты описанных устройства и способа для изготовления в пределах объема настоящего изобретения. При желании, обеспечив наличие относительно прочной подложки 3 и достаточное натяжение, можно убрать поддерживающий валик 9 устройства, показанного на фиг. 2. Вместо этого, как хорошо известно специалистам в данной области техники, подложка 3 может обхватывать печатный валик 8 благодаря использованию прижимных валиков, которые создают S-образную дугу вокруг печатного валика 8. При такой конструкции зона 7 контакта, показанная на фиг. 2, отсутствует, а нанесение нагретого термочувствительного материала из ячеек 10 печатного валика 8 обеспечивает натяжение подложки 3. Однако, следует понимать, что если выбирают этот вариант конструкции для устройства и средства 10 нанесения нагретого термочувствительного материала на подложку 3, то подложка 3 должна иметь достаточную прочность на растяжение, чтобы избежать разрыва и обеспечить натяжение, необходимое для правильного нанесения нагретого термочувствительного материала.

Примеры.

Ниже даны четыре иллюстрированных, неограничивающих примера того, как различны параметры процесса изготовления можно комбинировать, изменять, поддерживать постоянными и использовать для изготовления допускающих повторное скрепление скрепляющих устройств 1, имеющих требуемую конструкцию, геометрию или прочность на сдвиг. На фиг. 6,а-9,б показан типичный зубец 2 для каждого примера скрепляющего устройства 1.

Принимая во внимание, что первый из упомянутых параметров поддерживают постоянным для всех четырех параметров, в каждом из последующих примеров используют вышеизложенный полиэфирный термоплавкий клей N 7199, продаваемый ф. "Бостик". Клей поддерживают при температуре примерно 179-181^oC (355-358^oF). Этот клей наносят на подложку 3 из беленой крафт-бумаги толщиною 0,13-0,18 мм (0,005-0,007 дюйма), перемещаемую с постоянной скоростью примерно 6,31 м/мин (20,7 футов в минуту).

Устройство, выбранное для нанесения нагретого термочувствительного материала, аналогично тому, что показано на фиг. 2, и имеет печатный валик 8 диаметром приблизительно 16 см (6,3 дюймов) и поддерживающий валик 9 диаметром приблизительно 15,2 см (6,0 дюймов). Печатный валик 8 имеет множество выполненных в форме усеченного конуса глухих (закрытых на одном конце) ячеек 10, каждая из которых имеет диаметр на периферии печатного валика 8 примерно 1,0 мм (0,040 дюйма) и глубину около 0,46 мм ( 0,018 дюйм) и расположена в матрице из примерно 75 ячеек на квадратный сантиметр (484 ячейки на квадратный дюйм).

Каждый пример включает разделительное средство 12, в частности горячую проволоку диаметром 0,76 мм (0,030 дюйма) и длиною около 61 см (24 дюйма). Горячую проволоку 12 располагают горизонтально примерно в 5,1 мм (0,2 дюйма) от печатного валика 8 и примерно в 22,9 мм (0,9 дюйма) от поддерживающего валика 74 для каждого примера. Проволоку 12 нагревают, используя для этого электрическую энергию.

Принимая во внимание, что следующие параметры изменяют во всех примерах, электрическую энергию, подводимую к горячей проволоке 12 регулируют в соответствии с расстоянием от горячей проволоки 12 до подложки 3 и скоростью печатного валика 8, чтобы учесть охлаждение, имеющее место между периферией горячей проволоки 12 и поверхностями зубцов, изготовленных в соответствии с различными примерами. Изменяют угол b между ячейками 10 нанесения и подложкой 3, чтобы показать влияние двух разных углов g. В частности, в примерах используют углы g между перемещаемой подложкой 3 и плоскостью зоны 7 контакта, равные 15 и 30^o. Кроме того, изменяют разность скоростей между ячейками 10 нанесения и перемещаемой подложкой, используя и положительную, и отрицательную разности скоростей. Для каждого примера ту или другую разность скоростей поддерживают постоянной, а угол g регулируют, или наоборот, так что в одном и том же примере не регулируют сразу оба параметра.

Пример 1. Как показано на фиг. 6а,б, зубец 2 (фиг. 6,а), получают в соответствии с параметрами, представленными в табл. 1(А), а зубец 2, показанный на фиг. 6,б, получают в соответствии с параметрами, представленными в табл. 1(В). Оба зубца изготавливают при положительной 2%-ной разности скоростей, но меняют внутренний угол g между плоскостью зоны 7 контакта и перемещаемой подложкой 3 с острого угла 15^o на острый угол 35^o. В других отношениях параметры, используемые в процессе изготовления зубцов, показанных на фиг. 6,а, б, одинаковы.

Глядя на нижнюю часть табл.1, можно отметить, что согласно тому, что показано на фиг. 4 и 5, зубец 2, имеющий внутренний угол g, равный 15^o, имеет прочность на сдвиг почти на 35% большую, чем прочность на сдвиг зубца 2 (показанного на фиг. 6,б), имеющего внутренний угол g, равный 35^o. Но зубец 2 показанный на фиг. 6,б, почти на 25% выше и имеет меньшую боковую проекцию.

Пример 2. На фиг. 7,а,б, показаны зубцы, изготовленные в соответствии с параметрами, представленными в табл.2, и имеющие положительную 6,6%-ную разность скоростей, но полученные при разных внутренних углах g между плоскостью зоны 7 контакта и направлением перемещения подложки 3, равных примерно 15 и 35^o. Средство 6 сцепления зубца 2, показанного на фиг.7,б, имеет значительную ориентацию входа назад, в сторону начальной точки 13 основания 4. Однако согласно фиг.4 и 5 зубец 2, показанный на фиг. 7,а, имеет приблизительно на 7% большую прочность на сдвиг, чем зубец 2, показанный на фиг. 7, б. Одной из причин, объясняющей увеличенную прочность на сдвиг зубцов 2, показанных на фиг. 7, является то, что ориентация входа средства 6 сцепления предотвращает сцепление скрепляющего устройства 1 со значительным количеством волокон приемной поверхности и такие незацепленные волокна не оказывают значительного сопротивления усилиям сдвига.

Пример 3. Изменяют разность скоростей между двумя зубцами 2, каждый из которых имеет один и тот же внутренний угол между плоскостью зоны 7 контакта и плоскостью перемещаемой подложки 3. Постоянный угол g для обоих зубцов 2, показанных на фиг. 8,а, б, составляет приблизительно 35^o. Зубец 2 показанный на фиг. 8,а, имеет положительную разность скоростей, приблизительно равную 16% а зубец, показанный на фиг. 8,б, одинаков с показанным на фиг. 6,б зубцом 2, имеющим положительную 2%-ную разность скоростей. Для специалистов в данной области техники очевидно, что средство 6 сцепления зубца 2, показанного на фиг. 8,б, имеет очень большую максимальную боковую проекцию 14, почти на 71 большую, чем у зубца, показанного на фиг. 8,б. Зубец 2, показанный на фиг. 8,а, имеет такую большую боковую проекцию 14, что зубец 2 может скользить вбок параллельно плоскости подложки 3, будучи сцеплен с приемной поверхностью при условии, что такое скольжение совпадает с направлением профиля зубца 2.

Кроме того, зубец 2, показанный на фиг. 8,а, имеет прочность на сдвиг, почти на 10% большую, чем у зубца, показанного на фиг. 8,б. Этот результат соответствует тому, что показано на фиг. 3-5. При увеличении разности скоростей внутренний угол уменьшается (как на фиг. 3) и, следовательно, увеличивается прочность на сдвиг (как на фиг. 4). Кроме того, как показано на фиг. 5, когда увеличивается разность скоростей, увеличивается также и прочность на сдвиг.

Результаты приведены в табл. 3.

Сравнивая результаты примеров 1 и 3 можно заметить, что и наименьшее, и наивысшее значения прочности на сдвиг имеют представленные в примере 1 зубцы 2, имеющие положительную 2%-ную разность скоростей. Эта разница в прочности на сдвиг означает, что при более низких положительных разностях скоростей процесс производства более чувствителен к изменениям внутреннего угла g между подложкой 3 и плоскостью зоны 7 контакта.

Пример 4.

Как показано на фиг. 9,а,б, зубцы 2, полученные в соответствии с параметрами этих фигур, имеют каждый отрицательную 11%-ную разность скоростей и существенно меньшие прочности на сдвиг, чем у зубцов 2 в предыдущих примерах. Однако согласно фиг. 3 и 5, показанный на фиг. 9,а зубец 2, имеющий внутренний угол g между перемещаемой подложкой 3 и плоскостью зоны 7 контакта, равный 15^o, имеет почти на 27% большую прочность на сдвиг, чем у зубца, показанного на фиг. 9,б, который имеет внутренний угол g между перемещаемой подложкой 3 и плоскостью зоны 7 контакта, равный 35^o.

Результаты приведены в табл. 4.

Для специалистов в данной области техники очевидно, что могут быть использованы различные другие модификации и комбинации параметров, описанных выше. Например, можно регулировать много параметров, включающих другие температуры горячей проволоки 12, другие положения горячей проволоки 12, другие разности скоростей и другие средства для нанесения нагретого термочувствительного материала на перемещаемую подложку 3. Все такие комбинации и модификации находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.