專利名稱：卡鉤毛圈復合緊固件及其制造方法和包含該緊固件的產品的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種卡鉤和毛圈復合緊固件、制造該緊固件的方法和包含該緊固件的產品。
通常的卡鉤和毛圈復合緊固件是通過采用預制的卡鉤和毛圈材料并沿其邊緣使兩者重疊并連接在一起或者將它們整體疊置起來而生產出來的。通常通過超聲波焊接、熱熔接或粘結來進行連接。連接預制的卡鉤和毛圈材料從而形成復合緊固件的步驟額外地增加了制造成本。在形成卡鉤元件的過程中，卡鉤和毛圈材料也可在線層疊在一起。
下面要詳細說明的一種特殊改進的復合緊固件是用于封閉口袋的包扎帶。通常用于零售店的較便宜的口袋扎帶包括一條由紙包覆的扎繩。扎繩環繞口袋的開口端并將扎繩的端部擰在一起來封閉口袋。另一種普通口袋扎帶是一條由帶有開口的一片塑料組成的扣帶。將收攏在一起的口袋的開口端壓過開口的側部，從而將口袋封閉。其它的封口件包括繩、膠帶以及使用粘結劑或可脫離咬合元件的封口裝置。
扎繩和扣帶通常用于零售店中，通常將烤制食品、新鮮食品、干燥物品、釘子等放入口袋中并按重量或數量進行銷售。消費者也通常將這些物品保存在口袋中。在口袋用空之前，扎帶可數次打開和閉合。為此，就需要一種低成本的、可靠的并可重復使用的封口件。
細長帶形式的卡鉤毛圈復合緊固件包括一個毛圈元件、一個永久固定在毛圈元件上的卡鉤元件和一個在獨立區域設置在包扎帶表面的支承層。支承層用于持久地將包扎帶連接到支承表面上。毛圈元件的一端可用來圍繞待扎緊的目標物并與卡鉤元件的緊固元件咬合。毛圈元件具有一個纏結纖維自支承織物片，纖維形成一個片狀本體和可與卡鉤咬合的、獨立的毛圈，毛圈從本體的至少一個表面伸出，卡鉤元件具有從共同的基層伸出的緊固元件。
總之，本發明提供一種細長帶形的包扎帶。包扎帶具有一個細長的毛圈元件、一個持久固定在毛圈元件第一端部的卡鉤元件和一個持久固定在基層與緊固元件相對的第二表面上的支承層，所述毛圈元件具有一個形成一片狀本體和可與卡鉤咬合的毛圈的纖維織物片，所述毛圈從本體的至少一個表面伸出，所述卡鉤元件包括一個合成樹脂基層和一系列可與毛圈咬合的緊固元件，這些緊固元件與基層的第一表面模塑在一起并從基層的第一表面伸出，所述支承層用于持久地將包扎帶連接在支承表面上。毛圈元件的第二端部可圍繞待捆扎的目標物并與卡鉤元件的緊固元件咬合。
本發明可包括以下的一種或多種結構。毛圈元件織物片可以是無紡的，特別是針刺無紡的。無紡針刺織物片的重量小于約每平方碼2盎司(每平方米68克)。無紡織物片可處于一種伸展穩定狀態。毛圈元件的毛圈從毛圈結構伸出，且至少一些毛圈結構具有一個共同的細長軀干部分，該軀干部分從織物片的相關結點伸出，且從軀干部分伸出多個毛圈。毛圈元件具有一個包覆在卡鉤元件樹脂中的邊緣和一個沒有卡鉤元件樹脂的其余部分。所述邊緣可占毛圈元件面積的約10％。毛圈元件可具有一個包覆在卡鉤元件樹脂中的完整表面。毛圈元件具有兩個寬的相對的側面，且毛圈可從這兩個側面伸出。沿包扎帶進行測量，卡鉤元件比毛圈元件短，且支承層沿縱向重疊在卡鉤元件上，并設置在包扎帶與緊固元件相對的一個側面上。卡鉤元件的緊固元件可以是鉤形或蘑菇形。卡鉤元件可設置在細長包扎帶的一端，鉤形緊固元件可伸向包扎帶的另一端。卡鉤元件的基層可包括一個設有緊固元件用于覆蓋毛圈元件并面對面進行連接的整體延伸部分。支承層可以是壓敏粘結劑或合成樹脂。可揭去的襯層覆蓋在壓敏粘結層上。可揭去的襯層沿縱向重疊在毛圈元件上，這樣，一部分可揭去的襯層就可露在外面用于抓住。
根據本發明的另一個方面，包扎帶具有一個細長的卡鉤元件、一個持久固定在卡鉤元件第一端部的毛圈元件和一個支承層，所述卡鉤元件具有一個合成樹脂基層和一系列從基層的第一表面伸出的緊固元件，所述毛圈元件具有一個形成一片狀本體和可與卡鉤咬合的毛圈的纖維織物片，所述毛圈從本體的至少一個第一表面伸出，所述支承層持久固定在毛圈元件本體的第二表面上，用于將包扎帶持久地連接在支承表面上。卡鉤元件的第二端部可圍繞待捆扎的目標物并與毛圈元件上可與卡鉤咬合的毛圈咬合。卡鉤元件可處于伸展狀態。
根據本發明的又一個方面，口袋具有一個敞口端和一個本發明的細長帶狀包扎帶，該包扎帶持久地固定在口袋的外表面，用于封閉敞口端。包扎帶在獨立區域沿其長度持久地粘結在口袋的外表面。毛圈元件的一端圍繞口袋的敞口端，從而將口袋保持在封閉狀態。包扎帶可通過壓敏粘結層或合成樹脂持久地固定在口袋上。口袋可由合成樹脂或紙制成。
根據本發明的再一個方面，片狀復合觸按緊固件包括一個毛圈元件和一個卡鉤元件，所述毛圈元件具有一個纏結纖維的自支承無紡織物片，纖維形成一個片狀織物片本體和可與卡鉤咬合的獨立毛圈，該毛圈從織物片本體的至少一個表面伸出，所述卡鉤元件具有一個合成樹脂基層，可與毛圈咬合的卡鉤整體模塑在該基層上。卡鉤元件的樹脂至少部分地伸出到毛圈元件下部，并包覆毛圈元件織物片本體的纖維。
本發明的這一方面可包括以下的一種或多種結構。毛圈元件具有一個包覆在卡鉤元件樹脂中的邊緣和一個脫離卡鉤元件樹脂的其余部分。所述邊緣可占毛圈元件面積的約10％。毛圈元件可具有一個包覆在卡鉤元件樹脂中的完整表面。毛圈元件的毛圈可從片狀觸按緊固件的一個共同的側面伸出。毛圈元件的毛圈可設置在與卡鉤元件的卡鉤相對的片狀復合觸按緊固件的一個側面上。毛圈元件的纖維可包覆在卡鉤元件的樹脂中，毛圈元件可包括與其它區域相比更多地包覆樹脂的區域。
根據本發明的另又一個方面，片狀復合觸按緊固件包括一個片狀毛圈元件和一個片狀卡鉤元件，所述毛圈元件具有一個形成一片狀織物片本體和一個可與卡鉤咬合的毛圈的纖維織物片，該毛圈從織物片本體的至少一個表面伸出，所述卡鉤元件包括一個合成樹脂基層，可與毛圈咬合的卡鉤整體模塑在該基層上。卡鉤元件的一個邊緣區域持久地固定到毛圈元件的第一邊上，且毛圈元件第一邊的纖維由卡鉤元件所述邊緣區域的樹脂包覆。毛圈元件具有一個與第一邊相對的第二邊，并基本上沒有卡鉤材料樹脂。
根據本發明的又另一個方面，本發明提供一種制造細長帶狀包扎帶的方法。該方法包括以下步驟提供一個預定寬度的沿縱向連續的片狀毛圈材料，毛圈材料具有從至少一個第一表面伸出的毛圈。將一個沿縱向連續的塑料卡鉤材料帶持久地粘結到毛圈材料上，從而形成一個層疊物，卡鉤材料至少部分地沿橫向重疊在毛圈材料上，其寬度明顯地小于毛圈材料的寬度，卡鉤材料具有一個帶狀基層和整體模塑在該帶狀基層上并從該帶狀基層伸出的緊固元件。將壓敏粘結劑涂敷到與緊固元件相對的層疊物側面的預定區域。切斷層疊物，從而制成包扎帶，每個包扎帶具有一部分毛圈材料、一部分卡鉤材料和一層粘結劑。
本發明的這一方面可包括以下的一個或多個特征。對于具有覆蓋在粘結劑層上的可揭去襯層的包扎帶，該方法還包括在切斷步驟之前，將縱向連續的可揭去襯層貼敷到層疊物上來覆蓋住粘結劑。切斷過程至少是對毛圈材料和卡鉤材料的基層進行穿孔，從而確定出單個包扎帶的縱向邊，并揭去縱向連續的可揭去襯層。在順序分離的可揭去襯層之后立即卷取切斷的包扎帶。卡鉤材料可通過超聲波焊接、熱焊接或壓敏粘結劑而粘結在毛圈材料上。粘結步驟還可包括將毛圈材料連續地送入旋轉模壓輥和壓輥之間的輥縫并從其中經過，旋轉的模壓輥繞其圓周面具有多個固定腔，以便于模制出卡鉤材料的緊固元件，同時熔融樹脂連續地進入模壓輥，并使樹脂充入模壓輥腔體而形成卡鉤材料，這樣，輥間壓力將毛圈材料與卡鉤材料粘結在一起。熔融樹脂可沿著輥的多個離散區域進入模壓輥，從而形成層疊在毛圈材料上的多個平行的卡鉤材料帶。在粘結步驟之后和切斷步驟之前，層疊物沿縱向切斷成多個縱向連續的帶，每個帶都包括卡鉤材料、毛圈材料和粘結劑。毛圈材料以多個平行帶的形式進入并通過輥縫，同時形成卡鉤材料，并充入輥縫中卡鉤材料相鄰帶之間的間隙。
根據本發明的又再一個方面，提供一種制造細長帶狀包扎帶的方法。該方法包括以下步驟提供一個預定寬度的沿縱向連續的片狀毛圈材料，毛圈材料具有從毛圈材料的至少一個第一表面伸出的毛圈。提供一個縱向連續的塑料卡鉤材料帶，卡鉤材料的寬度明顯地小于毛圈材料的寬度，卡鉤材料具有一個帶有緊固元件的第一表面和一個與第一表面相對的第二表面，所述緊固元件整體模塑在該第一表面上并從該第一表面伸出，所述第二表面具有一層壓敏粘結劑。將卡鉤材料和毛圈材料沿其長度粘結在一起，且毛圈材料重疊在卡鉤材料的一條縱向邊上，并離開未覆蓋毛圈材料的粘結劑層。切斷層疊物，從而制成包扎帶，每個包扎帶具有一部分毛圈材料、一部分卡鉤材料和一層粘結劑。
根據本發明的另外一個方面，提供一種制造片狀復合觸按緊固件的方法。該方法包括以下步驟提供一個有限寬度的沿縱向連續的片狀毛圈材料，毛圈材料具有一個纏結纖維的自支承無紡織物片，纖維形成一個片狀織物片本體和可與卡鉤咬合的獨立毛圈，所述毛圈從織物片本體的至少一個表面伸出，所述毛圈材料在其寬度范圍內具有大致恒定的纖維密度。將縱向連續的塑料卡鉤材料帶持久地粘結到毛圈材料上，從而形成一個層疊物，卡鉤材料具有帶狀合成樹脂基層，基層上帶有與其模塑成一體并從其上伸出的緊固元件，其中，卡鉤元件基層的所述合成樹脂至少部分地延伸到毛圈元件的下方，并包覆毛圈元件的所述織物片本體上的纖維。切斷層疊物，從而制成復合觸按緊固件，每個復合觸按緊固件具有一部分毛圈材料和一部分卡鉤材料。
根據本發明的再另一個方面，提供一種用于制造細長帶狀包扎帶的裝置。該裝置包括一個冷卻的旋轉成型輥、一個壓輥和一個擠出噴嘴，所述成型輥在其圓周面上確定有多個向內延伸的固定緊固元件腔，所述壓輥與成型輥相互配合而形成一個輥縫，壓輥具有可支承進入輥縫的連續片狀毛圈材料的外表面，在使樹脂充入緊固元件腔并形成貼靠在成型輥上的連續樹脂層的情況下，擠出噴嘴將熔融樹脂連續流導向成型輥，這樣，樹脂層就在輥間壓力作用下粘結到毛圈材料上，并形成層疊物。該裝置還包括一個涂敷器、一個導向裝置和一個刀片，所述涂敷器可將縱向連續的壓敏粘結劑層涂敷到層疊物與緊固元件相對的一個側面的獨立區域上；所述導向裝置可引導縱向連續的可揭去襯層，并使其覆蓋在粘結劑涂敷層上所述刀片沿橫向切斷層疊物，而形成單個的包扎帶。
根據本發明的又再一個方面，提供一種可打開地將容器保持在封閉狀態的方法。該方法包括提供一個本發明的包扎帶，持久地將包扎帶粘結在容器表面，將毛圈元件的一端纏繞容器，并使卡鉤元件的緊固元件與毛圈元件的毛圈咬合，從而使容器保持在封閉狀態。
本發明具有以下優點本發明的包扎帶沒有任何尖銳的或金屬的部件，而這些尖銳的或金屬的部件露出時，會割破口袋，并可能傷害消費者或者會生銹，這樣就會弄臟口袋和口袋內的物品。本發明的包扎帶沒有優選取向，或者不必絞合打結，因此非常容易打開和封閉口袋。另外，本發明的包扎帶可預先自動固定在口袋上，或者可由包扎帶分配器進行分配并手工固定在口袋上。無紡毛圈材料和卡鉤材料的厚度很薄、剛度很小，且成本低廉、封閉效果好，因此，對于很多產品來說，本發明的包扎帶是一種特別適用的捆扎件。
從下面結合附圖對本發明實施例所進行的詳細描述和權利要求書中，可明顯地看出本發明的其它的特征和優點。


圖1是一條包扎帶的透視圖，該包扎帶具有一個搭在短的卡鉤元件上的細長毛圈元件，并適合于與袋或類似物品固定連接。
圖1A是一個帶有圖1所示包扎帶的口袋的透視圖，其中，包扎帶連接在袋的表面。
圖1B是一條包扎帶的側視圖，該包扎帶在細長毛圈元件的兩側具有毛圈。
圖1C是一條與圖1B類似的帶有細長毛圈元件的包扎帶的側視圖，細長毛圈元件的端部搭在卡鉤元件的整個后表面上。
圖1D是一條包扎帶的側視圖，其中，卡鉤元件固定在細長毛圈元件的中部。
圖1E是一條包扎帶的側視圖，其中，細長的伸展卡鉤元件搭在短的毛圈元件的一端。
圖1F是一條包扎帶的側視圖，其中，卡鉤帶面對面地與毛圈帶相連接。
圖2A是一種用作毛圈元件的優選無紡毛圈材料的放大50倍的照片。
圖2B是圖2A所示無紡毛圈材料的表面示意圖。
圖2C是無紡毛圈材料的示意圖，其中顯示了從纖維墊伸出的毛圈纖維簇。
圖3是扭曲的本發明包扎帶的側視圖。
圖4A和4B分別是卡鉤緊固件和伸展的卡鉤緊固件的局部放大透視圖。
圖5顯示了用于制造和組裝包扎帶元件的裝置。
圖6A是圖5所示的用于制造圖7所示預制產品的裝置的局部透視圖，而圖6B是圖6A沿6B-6B的剖面圖。
圖7顯示了一條由圖5、6A和6B所示裝置制造的連接的毛圈和卡鉤帶組成的條帶。
圖8是通過切斷圖7所示條帶而形成的四個卡鉤和毛圈片段的透視圖。
圖9是穿孔切割的卡鉤和毛圈片段的頂部視圖。
圖10是圖9所示卡鉤和毛圈片段沿10-10的放大側視圖。
圖11是圖10沿11-11剖視的卡鉤和毛圈片段之間界面的橫截面圖。
圖12是圖10中區域12的放大側視圖。
圖13顯示了采用往復超聲波焊接卡鉤和毛圈材料帶來形成包扎帶預制件。
圖13A顯示了采用旋轉超聲波焊接卡鉤和毛圈材料帶來形成包扎帶預制件。
圖14顯示了采用熱熔化卡鉤和毛圈材料帶來形成包扎帶預制件。
圖15是一個由載運板分配包扎帶的裝置的示意圖。
圖15A是圖15中區域A的示意圖。
圖15B是自動標簽分配裝置的示意圖。
圖16A是一個疊置的包扎帶的側視圖。
圖16B是一條用于圖16A所示疊置包扎帶的盒式分配器的示意圖。
圖17是一條包扎帶作為支承件來使一個管子貼靠在墻上的示意圖。
如圖1所示，包扎帶100具有一個細長的無紡毛圈材料帶110，其與一個短的卡鉤材料帶120相連。
無紡毛圈材料帶具有一個第一表面114和一個較為光滑的第二表面116，第一表面上帶有可與卡鉤咬合的毛圈112。卡鉤材料帶120具有一個第一表面122和第二光滑表面124，第一表面122上帶有模塑為一體的緊固元件126。緊固元件126可以是鉤形或蘑菇形。鉤形緊固元件伸向毛圈材料。卡鉤和毛圈帶的光滑表面相互重疊的距離為d，并在接頭128處連接成使毛圈和卡鉤可沿包扎帶的相反方向延伸。壓敏粘結層130覆蓋在卡鉤帶120的其余光滑表面124上。為使卡鉤和毛圈帶可面對面地連接在一起(圖1F)，也就是，將毛圈帶具有毛圈的表面與卡鉤帶具有卡鉤的表面連接在一起，卡鉤帶120的基部具有一個不帶卡鉤的整體延伸部分129，后者不與毛圈帶110上的毛圈搭接在一起。壓敏粘結層130用一個可揭去的襯層132蓋住，例如硅涂紙。可揭去的襯層132沿縱向蓋在毛圈元件上，這樣，就可露出一部分可揭去襯層用于抓緊。在一個例子中，包扎帶為0.5英寸寬，表示為w，毛圈帶為3英寸長，表示為1，卡鉤帶為0.75英寸長，表示為11，重疊區域128為0.4英寸長，表示為d，且所有這些組成部分具有相同的寬度w。毛圈材料的厚度可以是約0.0100-0.150英寸，而卡鉤材料的厚度可以是約0.010-0.100英寸。
如圖1A所示，圖1的包扎帶通過粘結層固定在一個口袋的敞口端。細長的無紡毛圈帶卷繞在口袋敞口周圍，使毛圈與卡鉤咬合就可使毛圈帶的自由端與卡鉤帶固接在一起。包扎帶可預先固定并與口袋結為一體，例如，在制造口袋過程中，或者在使用時揭掉可揭去襯層并將粘結元件壓貼在口袋材料上，從而將包扎帶粘結在口袋上。口袋可由合成樹脂或紙制成。在一些情況下，包扎帶可具有一個可熱熔到口袋表面的合成樹脂層來替代壓敏粘結層。
在產品是一次性使用的這種情況下，在產品的整個使用壽命內，毛圈材料只需承受很少鉤咬次數(例如3-5次)。我們將其稱為“低次數”使用。此類毛圈產品最好由在一側或兩側帶有通過針刺形成的毛圈的針刺織物片制成。在某些情況下，材料處于永久的伸展和穩定狀態，將其伸展而使其面積從其針刺狀態增大到超過100％，達到150％或更大。優選的針刺和伸展材料由大約為4-18但尼爾最好是6但尼爾的聚酯纖維線制成。
其它情況下，例如捆扎或包扎時，需要可與卡鉤咬合的毛圈承受更多次的鉤咬和較大的作用力。通常最好使用機織或針織材料，或采用比那些適合于低工作狀態下使用的纖維具有較高但尼爾(或高韌性)的纖維來制成毛圈，從而來實現這種相對較“高次數”、高強度的使用。此類毛圈產品可通過將適當的針刺毛圈織物片在50-100％的伸展范圍內伸展來進行制備，然后再將其穩定。
對于某些情況，包扎帶可采用經特殊處理的毛圈材料。例如，在盛裝電子裝置并需要消除靜電的口袋上，可使用摻雜碳或不銹鋼的無紡毛圈。碳或不銹鋼纖維也可與人造纖維混合來形成除靜電無紡毛圈材料。雙面無紡毛圈材料可用于無論是否扭曲都可與卡鉤咬合的包扎帶上。
包扎帶的其它結構包括毛圈帶110在兩個表面114和116上具有毛圈(圖1B)，毛圈帶110搭接在卡鉤帶120的整個光滑表面124上，且粘結層130緊密粘結在毛圈帶的毛圈側114(圖1C)，卡鉤帶120連接在毛圈帶110的中部(圖1D)，以及由成型的伸展材料制成的細長卡鉤帶120連接在短的毛圈帶110上(圖1E)。
在優選實施例中，無紡毛圈材料110(圖1)很薄，但仍可自支承，其具有可形成毛圈的自由纖維，毛圈從纖維的連續纏繞的面層的一側或兩側伸出。在優選實施例中，無紡毛圈材料110包括在縱向和橫向伸展的人造纖維針刺織物片來形成圖2A和2B所示形式的織物片。
在這種織物片中，面層的單個纖維在織造產品中沒有確定的圖案可遵循，但在織物片面層的平面內以各種不同的方向延伸。從毛圈產品伸出的毛圈屬于相同的纖維，所述纖維構成面層，但通常以穩固的毛圈樹250的形式從關聯的結點180延伸到面層平面之外并超過絕大部分面層(圖2C)。
如圖2A和2B所示，在優選面層的較低密度纖維區，毛圈材料110面層的很多纖維是繃緊的(也就是，不是松弛的，局部拉直的)，并在毛圈材料織物片的結點180之間延伸。在織物片面層170的平面內沿至少一個方向作用的張力將繃緊的纖維182拉直，同時在拉伸力作用于針刺無紡織物片的過程中所產生的滑移和聚結作用就產生結點。
在給定方形區域內計數可看到的結點數目，就可確定出圖示樣品的結點密度大約為每平方英寸180個結點。結點本身相當密結，其由多個單纖維制成，并通過連接在它們之間的繃緊的纖維而將它們相互連接在一起。在結點之間，薄的纖維面層不很稠密，并且足夠地薄從而可透過它來看到圖象。為降低成本，織物片的重量最好約小于每平方碼2盎司(每平方米68克)。
在此特定實施例中，面層纖維通過涂敷在面層與毛圈相對的側面上從而將面層纖維粘結在拉直狀態的水基丙烯酸粘結劑(照片中看不到)來保持其繃緊狀態，使織物片的表面尺寸保持穩定，且使毛圈固定在其相關結點處。通常，粘結劑占織物片總重量的20-40％，在優選實施例中，大約占毛圈元件總重量的三分之一。制成的織物片尺寸穩定且強度足以承受通過標準織物片處理技術來進行的進一步處理。盡管織物片剛度很小，就象上漿的毛氈，而在需要軟化劑或機械加工的地方可調節其剛度。
如圖2C所示，毛圈112從毛圈纖維獨立的簇群上伸出，而所述獨立的簇群從纖維面層170處伸出。簇群250具有多個從共同的細長大體豎直軀干252伸出的單纖維毛圈112，我們將其稱為“毛圈樹”。每個毛圈樹250從固定簇群毛圈的相應的結點180處伸出。位于每棵毛圈樹軀干部分252或每個樹叢根部并位于每個結點180處的單個纖維絲之間的空隙在液體粘結劑的表面張力作用下，就為液體粘結劑的毛細管芯吸作用提供了通道，可提供附加局部剛度和強度。重要的是，在平面圖中簇群的密度很小，以便在相鄰樹的“枝”之間留下足夠的空間，從而在咬合過程中來容納卡鉤和偏移的毛圈材料。
美國專利申請No.08/922,292更充分地描述了適當的無紡毛圈材料，在1998年9月3日作為對該申請的部分繼續提交了一個相關的題為“毛圈材料及其制造方法和在產品中的應用”的相關PCT專利申請，在此參引該PCT申請。
如圖3所示，無紡材料110的柔性使其可經多次扭曲而緊固于卡鉤帶120。即使僅在毛圈帶的一個面上設有毛圈，可與卡鉤咬合的毛圈也可在所有的扭轉象限出現，從而保證了與卡鉤元件的咬合。另外，毛圈帶縫緣周圍的毛圈與纖維面層170取向一致，從而可與邊緣卡鉤咬合。
所用的卡鉤帶120與毛圈材料相匹配。對于由6但尼爾人造聚酯纖維制成的無紡毛圈材料，卡鉤可由位于美國New Hampshire州Manchester的Velcro USA Inc.購買到牌號為CFM-29的材料制成。CFM-29卡鉤帶的卡鉤僅有0.015英寸(0.38mm)高。如圖1E所示，當卡鉤元件是細長元件時，卡鉤帶可以是一種伸展的卡鉤產品。如圖4A和4B所示，當卡鉤產品承受橫向拉伸時，基片150材料的厚度從圖4A所示的原始厚度t0減小到圖4B所示的厚度t1。緊固元件的面密度也因此而減小。例如，對于通常高度約為0.035英寸、排間距10約為0.050英寸的卡鉤，從排間距w0約為0.025英寸開始變到圖4B所示的排間距w1約為0.100英寸，面密度變化了4倍，從每平方英寸約800個緊固元件變為每平方英寸約200個緊固元件。從較高的卡鉤密度著手，可獲得較高的最后密度以滿足于特定應用場合的鉤咬需要，而同時成本仍很低。
圖1所示的產品可通過圖5所示的方法和裝置較為經濟地進行生產。擠出機機膛308熔化塑料并迫使熔融塑料310經過一個狹縫形的擠壓模312擠出。擠出的塑料進入基輥316與模壓輥318之間相當于模腔的輥縫314中，從而形成熟知的卡鉤和毛圈型帶狀卡鉤緊固元件的卡鉤。在輥縫314中所形成的帶狀緊固元件材料環繞模壓輥318的周邊而運動到剝離輥320，剝離輥將成品300從模壓輥上剝離下來，并由此而進入一個未示出的卷取裝置。
為了更進一步地了解圖5所示裝置的工作過程，可參考Kennedy等人的美國專利US5,260,015，該專利披露了制有毛圈材料的疊層件。
有很多方法可將無紡片狀材料送入到卡鉤成型裝置的成型部分中。在一個實施例中，如圖6A和6B所示，多個橫向間隔開的無紡材料帶350環繞基輥316的圓周面而進入輥縫314，同時熔融塑料310進入位于毛圈材料帶之間區域的輥縫中。狹縫形擠壓模具有交替的填塞物和開模空間，所設置的空間可在無紡毛圈材料帶之間提供充滿空間352的熔融樹脂，并使樹脂和無紡帶產生有限的重疊(圖6B)，從而形成接頭128。無紡材料帶邊緣與熔融樹脂的邊緣直接緊密相連，卡鉤緊固帶354與熔融樹脂形成一體。通過使卡鉤材料熔融樹脂包覆毛圈材料纖維，就可實現粘結。因此，就形成一種毛圈元件和卡鉤元件帶交替相連的復合結構。
在一個實施例中，從左端起，織物片包括(圖7)一個3英寸寬的無紡毛圈帶、一個1.5英寸寬的卡鉤材料帶、一個6英寸寬的無紡毛圈帶、一個1.5英寸寬的卡鉤材料帶和一個3英寸寬的無紡毛圈帶。交替的無紡毛圈帶和卡鉤材料帶部分重疊，并在接頭128處粘結在一起。例如，重疊區域0.4英寸寬。在成型之后，織物片經過一臺切斷機，在此將其沿縱向在卡鉤段的中點A和C以及6英寸的毛圈段的中點B處進行切斷。這樣就形成4個連續長度的復合織物片，其每一個都包括一個與相對較寬的無紡毛圈帶相連的卡鉤材料窄帶(圖8)。
在下一步驟中，四個織物片中的每一個都經過涂敷線，在此將壓敏粘結劑涂敷到卡鉤帶材料的背面，然后將可揭去的襯層設置于粘結層上。
在該點處，如圖9、10和12所示，四個連續織物片中的每一個沿直線400穿過毛圈和卡鉤側面但不穿過可揭去襯層132進行穿孔切割(切縫)，從而形成一系列細長的口袋扎帶。切縫400的方向垂直于復合織物片的縱向軸線402，該縱向軸線與加工方向一致。織物片沿11-11的橫截面表示在圖11中。
另外一種制造包扎帶的方法是超聲波焊接相應的卡鉤和毛圈材料預制帶。這兩種材料被切斷成適當的寬度，且其邊緣相互重疊并通過往復超聲波焊接機(如圖13所示)或者旋轉超聲波焊接機(如圖13A所示)進行超聲波焊接。在焊接之前，卡鉤材料的背面涂敷有壓敏粘結劑。
另一種制造包扎帶的方法是熱熔化卡鉤和毛圈材料預制帶的相互重疊的邊緣。如圖14所示，熱熔化通過兩個旋轉輪160和162來進行。加熱這兩個旋轉輪，旋轉輪上可具有滾花圖案。旋轉輪與待相連的區域接觸并壓軋，在此情況下，毛圈和卡鉤邊緣之間的重疊區域就結合在一起。加熱的輪熔化卡鉤樹脂，并將其融合到無紡毛圈纖維中及其周圍，從而在兩條帶的邊緣部分之間形成粘結。纖維與熔化然后又固化的樹脂機械地相互包圍，因此而提供了所必需的粘結強度。
可使用不同種類的樹脂來作為卡鉤或無紡材料。在優選實施例中，無紡材料由聚酯纖維制成，卡鉤材料由聚乙烯制成。卡鉤和毛圈材料最好具有不同的熱性能。例如，聚乙烯與聚酯相比，其可在較低溫度下熔化，這就使卡鉤樹脂可在毛圈材料的聚酯纖維周圍熱熔化，從而形成牢固的機械連接且尺寸穩定。
層130的粘結劑最好是一種壓敏式粘結劑。在一些情況下，層130可以是一種適合于熱融到基片上的合成樹脂。
帶有共同的可揭去的襯層202的包扎帶卷到輥子210上。包扎帶206具有一個通過壓敏粘結劑而固定在可揭去的襯層上的端部208和一個自由端209。如圖15所示，輥子210可裝入標準貼標簽機200。可揭去的襯層在一個剝離板204周圍尖角212的下方通過，并在此轉向。可揭去的襯層是柔性的，并易于改變方向。但是，包扎帶具有一定的剛度，這使得包扎帶207的邊不會跟隨可揭去襯層202繞過剝離板204，并在可揭去襯層轉向的地方伸出(圖15A)。通過這種方式，剝離板自動地將包扎帶與可揭去襯層分離。包扎帶可檢索或動態地設置在運動中的口袋上，這些口袋位于生產聚乙烯袋的制袋機上。圖15B顯示了標簽自動地分配到運動中的口袋上。運動中的口袋218的前緣217觸發電子眼216。電子眼可以是一個發光二極管。電子眼216向標簽分配器200發出信號，分配器向運動的口袋218推出并輸送包扎帶206。當包扎帶206到達口袋218上的預定位置219且包扎帶仍與可揭去的襯層202相連時，壓輥214將包扎帶206的邊207壓到口袋218上。包扎帶206、口袋218和可揭去襯層202以相同的速度繼續運動，同時壓輥214將包扎帶壓到口袋上。當包扎帶完全與可揭去襯層分離并固定到口袋上時，可揭去的襯層停止運動，而口袋繼續運動離開分配器區域。當下一個口袋靠近分配器區域并觸發電子眼216時，再重復上述過程。為提高準確度，可通過一個單獨的傳感器(未示出)來控制包扎帶的運動。
當支承層130由合成樹脂制成時，加熱壓輥214來將包扎帶熱融到口袋上。
在另一個實施例中，包扎帶206可層疊起來(圖16A)，且具有一個可將每個包扎帶可松開地粘結在一起的端部226和一個自由端224。層疊的包扎帶可放置到分配盒220中(圖16B)。分配盒具有一個開口222，包扎帶的自由端可連續不斷地從盒中拉出。
本發明的其它特征和優點還可包括下述的一個或多個方面。圖7所示的織物片可先涂敷壓敏粘結劑，然后再通過切斷機，在此沿縱向切斷而形成卡鉤和毛圈段。無紡毛圈材料和卡鉤材料的厚度很小、成本較低且咬合性能較好，這使包扎帶成為許多產品特別有用的部件。例如，使用包扎帶來封閉上述的塑料口袋(圖1A)，用來固定管子或其它建筑材料(圖18)，用來捆扎線纜并固定所捆扎的線纜等。
顯然，我們可認識到本發明的其它特征和優點，且它們都位于本發明權利要求書的范圍之內。
權利要求
1．一種細長帶形的包扎帶，該包扎帶包括一個細長的毛圈元件，所述毛圈元件具有一個形成片狀本體和可與卡鉤咬合的毛圈的纖維織物片，所述毛圈從本體的至少一個表面伸出；一個持久固定在毛圈元件第一端部的卡鉤元件，所述卡鉤元件包括一個合成樹脂基層和一系列可與毛圈咬合的緊固元件，這些緊固元件與基層的第一表面模塑成一體并從基層的第一表面伸出；一個持久固定在基層與緊固元件相對的第二表面上的支承層，用于持久地將包扎帶連接在一個支承表面上，毛圈元件的第二端部用于纏繞待捆扎的目標物并與卡鉤元件的緊固元件咬合。
2．根據權利要求1所述的包扎帶，其特征在于，所述毛圈元件包括無紡織物片。
3．根據權利要求2所述的包扎帶，其特征在于，所述無紡織物片包括一個針刺無紡織物片。
4．根據權利要求3所述的包扎帶，其特征在于，無紡織物片的重量小于約每平方碼2盎司(每平方米68克)。
5．根據權利要求3所述的包扎帶，其特征在于，無紡織物片處于一種伸展穩定狀態。
6．根據權利要求1所述的包扎帶，其特征在于，毛圈元件的毛圈從毛圈結構伸出，且至少一些毛圈結構包括一個共同的細長軀干部分和從軀干部分伸出的多個毛圈，該軀干部分從織物片的相關結點伸出。
7．根據權利要求1所述的包扎帶，其特征在于，毛圈元件由一個包覆在卡鉤元件樹脂中的邊緣和一個無卡鉤元件樹脂的其余部分組成。
8．根據權利要求7所述的包扎帶，其特征在于，所述邊緣包括約小于10％的毛圈元件面積。
9．根據權利要求1所述的包扎帶，其特征在于，毛圈元件包覆在基本上橫跨其整個表面的卡鉤元件樹脂中。
10．根據權利要求1所述的包扎帶，其特征在于，所述支承層包括一種壓敏粘結劑。
11．根據權利要求10所述的包扎帶，其特征在于，還包括一個覆蓋在壓敏粘結劑支承層上的可揭去的襯層。
12．根據權利要求11所述的包扎帶，其特征在于，可揭去的襯層沿縱向重疊在毛圈元件上，這樣，一部分可揭去的襯層就可露在外面用于抓住。
13．根據權利要求1所述的包扎帶，其特征在于，所述支承層包括一種合成樹脂。
14．根據權利要求1所述的包扎帶，其特征在于，毛圈元件具有兩個寬的相對的側面，且兩個側面具有從其上伸出的裸露毛圈。
15．根據權利要求1所述的包扎帶，其特征在于，沿包扎帶進行測量，卡鉤元件比毛圈元件短，且支承層沿縱向重疊在卡鉤元件上，并設置在包扎帶上與緊固元件相對的一個側面上。
16．根據權利要求1所述的包扎帶，其特征在于，卡鉤元件的緊固元件是鉤形的。
17．根據權利要求16所述的包扎帶，其特征在于，卡鉤元件設置在細長帶的一端，鉤形緊固元件伸向帶的另一端。
18．根據權利要求1所述的包扎帶，其特征在于，卡鉤元件的緊固元件是蘑菇形的。
19．根據權利要求1所述的包扎帶，其特征在于，卡鉤元件的基層包括一個沒有緊固元件并覆蓋毛圈元件從而面對面進行連接的整體延伸部分。
20．一種細長帶形的包扎帶，該包扎帶包括一個細長的卡鉤元件，所述卡鉤元件包括一個合成樹脂基層和一系列從基層的第一表面伸出的緊固元件；一個持久固定在卡鉤元件第一端部的毛圈元件，所述毛圈元件包括一個形成片狀本體和可與卡鉤咬合的毛圈的纖維織物片，所述毛圈從本體的至少一個第一表面伸出；一個支承層，所述支承層持久固定在毛圈元件本體的第二表面上，用于將包扎帶持久地連接在一個支承表面上，卡鉤元件的第二端部用于纏繞待捆扎的目標物并與毛圈元件上可與卡鉤咬合的毛圈咬合。
21．根據權利要求20所述的包扎帶，其特征在于，細長卡鉤元件處于伸展狀態。
22．一種組合裝置，其包括一個如權利要求1或20所述的包扎帶；一個具有敞口端的口袋，包扎帶的支承層持久地粘結在口袋靠近敞口端的外表面，將包扎帶設置成可使其連續地纏繞口袋，以便使毛圈元件的毛圈與卡鉤元件的緊固元件相互咬合，從而使口袋封閉。
23．一種具有一個敞口端和一個細長的帶狀包扎帶的口袋，所述包扎帶持久地固定在口袋的外表面將所述敞口端封閉，所述包扎帶包括一個細長的毛圈元件，所述毛圈元件具有可與卡鉤咬合的毛圈，所述毛圈從包扎帶的至少一個第一表面伸出；一個固定在毛圈元件上的卡鉤元件，所述卡鉤元件具有從一個共同的基層伸出的緊固元件；包扎帶沿其長度上的一個離散區域持久地固定在口袋的外表面，毛圈元件的一端纏繞口袋的敞口端，從而將口袋保持在封閉狀態。
24．根據權利要求23所述的口袋，其特征在于，包扎帶通過一種壓敏粘結劑持久地固定在口袋的外表面。
25．根據權利要求23所述的口袋，其特征在于，包扎帶通過一種合成樹脂持久地固定在口袋的外表面。
26．根據權利要求23所述的口袋，其特征在于，口袋包括一種合成樹脂。
27．根據權利要求23所述的口袋，其特征在于，口袋包括紙。
28．一種片狀復合觸按緊固件，其包括一個毛圈元件，所述毛圈元件包括一個由纏結纖維構成的自支承無紡織物片，纖維形成一個片狀織物片本體和可與卡鉤咬合的獨立毛圈，該毛圈從織物片本體的至少一個表面伸出；一個卡鉤元件，所述卡鉤元件包括一個合成樹脂基層，可與毛圈咬合的卡鉤整體模塑在該基層上；其中，卡鉤元件基層的樹脂至少部分地伸出到毛圈元件下部，并包覆毛圈元件織物片本體的纖維。
29．根據權利要求28所述的復合緊固件，其特征在于，無紡織物片包括一種針刺織物，其重量小于約每平方碼2盎司(每平方米68克)。
30．根據權利要求28所述的復合緊固件，其特征在于，無紡織物片處于一種伸展穩定狀態。
31．根據權利要求28所述的復合緊固件，其特征在于，毛圈元件由一個包覆在卡鉤元件樹脂中的邊緣和一個無卡鉤元件樹脂的其余部分組成。
32．根據權利要求28所述的復合緊固件，其特征在于，所述邊緣包括小于約10％的毛圈元件面積。
33．根據權利要求28所述的復合緊固件，其特征在于，毛圈元件包覆在基本上橫跨其整個表面的卡鉤元件樹脂中。
34．根據權利要求28所述的復合緊固件，其特征在于，所述毛圈和緊固元件從片狀觸按緊固件的一個共同的側面伸出。
35．根據權利要求28所述的復合緊固件，其特征在于，毛圈元件的毛圈設置在片狀復合緊固件的與卡鉤元件的卡鉤相對的一個側面上。
36．根據權利要求28所述的復合緊固件，其特征在于，毛圈元件的毛圈從毛圈結構伸出，至少一些毛圈結構包括一個從織物片相關結點伸出的共同的細長軀干部分；和從軀干部分伸出的多個毛圈。
37．根據權利要求28所述的復合緊固件，其特征在于，毛圈元件的纖維包覆在卡鉤元件的樹脂中，毛圈元件包括與其它區域相比更多地被樹脂包覆的區域。
38．一種制造細長帶狀包扎帶的方法，每條包扎帶具有一系列從其上伸出的緊固元件和可與緊固元件咬合的毛圈，該方法包括以下步驟提供一個預定寬度的縱向連續的片狀毛圈材料，毛圈材料具有從其上至少一個第一表面伸出的毛圈；將一個縱向連續的塑料卡鉤材料帶持久地粘結到毛圈材料上從而形成一個層疊物，卡鉤材料至少部分地沿橫向重疊在毛圈材料上，其寬度明顯地小于毛圈材料的寬度，卡鉤材料具有一個帶狀基層，緊固元件整體模塑在該帶狀基層上并從該帶狀基層伸出；將壓敏粘結劑涂敷到層疊物上與緊固元件相對的側面的預定區域；切斷層疊物從而形成包扎帶，每個包扎帶包括一部分毛圈材料、一部分卡鉤材料和一層粘結劑。
39．根據權利要求38所述的方法，其特征在于，每個包扎帶還包括一個覆蓋在粘結劑層上的可揭去襯層，該方法還包括在切斷步驟之前，將縱向連續的可揭去襯層貼敷到層疊物上來覆蓋住粘結劑。
40．根據權利要求38所述的方法，其特征在于，切斷過程至少是對毛圈材料和卡鉤材料的基層進行穿孔，從而確定出單個包扎帶的縱向邊，并縱向連續地離開可揭去襯層。
41．根據權利要求40所述的方法，其特征在于，還包括在順序分離的可揭去襯層之后立即卷取切斷的包扎帶。
42．根據權利要求38所述的方法，其特征在于，卡鉤材料可通過超聲波焊接而固定在毛圈材料上。
43．根據權利要求38所述的方法，其特征在于，卡鉤材料可通過熱焊接而固定在毛圈材料上。
44．根據權利要求38所述的方法，其特征在于，卡鉤材料可通過壓敏粘結劑而粘結在毛圈材料上。
45．根據權利要求38所述的方法，其特征在于，粘結步驟還包括將毛圈材料連續地送入一個旋轉模壓輥和一個壓輥之間的輥縫并從其經過，旋轉的模壓輥繞其圓周面具有多個固定腔，以便于模制出卡鉤材料的緊固元件，同時，在使樹脂充入模壓輥腔體并形成卡鉤材料的情況下，將熔融樹脂連續地導入模壓輥，由此將輥間壓力將毛圈材料與卡鉤材料相粘結在一起。
46．根據權利要求45所述的方法，其特征在于，熔融樹脂可沿著輥在多個分散區域進入模壓輥，從而形成層疊在毛圈材料上的多個平行的卡鉤材料帶。
47．根據權利要求46所述的方法，其特征在于，還包括在粘結步驟之后和切斷步驟之前，將層疊物沿縱向切斷成多個縱向連續的帶，每個帶都包括卡鉤材料、毛圈材料和粘結劑。
48．根據權利要求45所述的方法，其特征在于，毛圈材料以多個平行帶的形式進入并通過輥縫，卡鉤材料成型并充入輥縫中卡鉤材料相鄰帶之間的間隙。
49．根據權利要求48所述的方法，其特征在于，還包括在粘結步驟之后和切斷步驟之前，將層疊物沿縱向切斷成多個縱向連續的帶，每個帶都包括卡鉤材料、毛圈材料和粘結劑。
50．一種制造細長帶狀包扎帶的方法，每條包扎帶具有一系列從其上伸出的緊固元件和可與緊固元件咬合的毛圈，該方法包括以下步驟提供一個預定寬度的縱向連續的片狀毛圈材料，毛圈材料具有從其至少一個第一表面伸出的毛圈；提供一個縱向連續的塑料卡鉤材料帶，卡鉤材料的寬度明顯地小于毛圈材料的寬度，卡鉤材料具有一個帶有緊固元件的第一表面和一個與第一表面相對的第二表面，所述緊固元件整體模塑在該第一表面上并從該第一表面伸出，所述第二表面具有一層壓敏粘結劑；將卡鉤材料和毛圈材料沿其長度粘結在一起，且毛圈材料重疊在卡鉤材料的一條縱向邊上，并離開未覆蓋毛圈材料的粘結劑層；切斷層疊物從而制成包扎帶，每個包扎帶具有一部分毛圈材料、一部分卡鉤材料和一層粘結劑。
51．一種制造片狀復合觸按緊固件的方法，該方法包括以下步驟提供一個預定寬度的沿縱向連續的片狀毛圈材料，毛圈材料包括一個纏結纖維的自支承無紡織物片，纖維形成一個片狀織物片本體和可與卡鉤咬合的獨立毛圈，所述毛圈從織物片本體的至少一個表面伸出，所述毛圈材料在其寬度范圍內具有大致恒定的纖維密度；將縱向連續的塑料卡鉤材料帶持久地粘結到毛圈材料上，從而形成一個層疊物，卡鉤材料具有一個帶狀合成樹脂基層，基層上帶有與其模塑成一體并從其伸出的緊固元件，其特征在于，卡鉤元件基層的所述合成樹脂至少部分地延伸到毛圈元件的下方，并包覆毛圈元件的所述織物片本體上的纖維；切斷層疊物，從而制成復合觸按緊固件，每個復合觸按緊固件包括一部分毛圈材料和一部分卡鉤材料。
52．一種用于制造細長帶狀包扎帶的裝置，每條包扎帶具有一系列從其上伸出的緊固元件和可與緊固元件咬合的毛圈，該裝置包括一個冷卻的旋轉成型輥，所述成型輥在其圓周面上確定有多個向內延伸的固定緊固元件腔；一個壓輥，所述壓輥與成型輥相互配合而形成一個輥縫，壓輥具有一個可支承進入輥縫的連續片狀毛圈材料的外表面；一個擠出噴嘴，在使樹脂充入緊固元件腔并形成貼靠在成型輥上的連續樹脂層的情況下，擠出噴嘴將熔融樹脂連續流導向成型輥，這樣，樹脂層就在輥隙間壓力作用下粘結到毛圈材料上，并形成一個層疊物；一個涂敷器，所述涂敷器可將縱向連續的壓敏粘結劑層涂敷到層疊物與緊固元件相對的一個側面的分散區域上；一個導向裝置，所述導向裝置可引導一個縱向連續的可揭去襯層，并使其覆蓋在粘結劑涂敷層上；和一個刀片，所述刀片沿橫向切斷層疊物，而形成各個的包扎帶。
53．一種可打開地將容器保持在封閉狀態的方法，該方法包括提供一個包扎帶，所述包扎帶包括一個細長毛圈元件，毛圈元件具有一個纏結纖維的自支承織物片，纖維形成一個片狀本體和可與卡鉤咬合的獨立毛圈，所述毛圈從本體的至少一個表面伸出；一個卡鉤元件，卡鉤元件持久地固定到毛圈元件上，卡鉤元件具有從一個共同基層伸出的緊固元件；一個支承層，支承層設置在位于一個分散區域的包扎帶表面；持久地將支承層粘結在容器的一個表面；將毛圈元件的一端纏繞容器；和使卡鉤元件的緊固元件與毛圈元件的毛圈咬合，從而使容器保持在封閉狀態。
54．一種片狀復合觸按緊固件，其包括一個片狀毛圈元件，所述毛圈元件包括一個形成一片狀織物片本體和可與卡鉤咬合的毛圈的纖維織物片，該毛圈從織物片本體的至少一個表面伸出；一個片狀卡鉤元件，所述卡鉤元件包括一個合成樹脂基層，可與毛圈咬合的卡鉤整體模塑在該基層上，卡鉤元件的一個邊緣區域持久地固定到毛圈元件的第一邊上；其中，毛圈元件第一邊的纖維由卡鉤元件所述邊緣區域的樹脂包覆，毛圈元件具有一個與第一邊相對的第二邊，并基本上沒有卡鉤材料樹脂。
55．根據權利要求54所述的復合緊固件，其特征在于，所述毛圈元件包括一個無紡織物片。
56．根據權利要求55所述的復合緊固件，其特征在于，所述無紡織物片包括一種針刺織物片，其重量約小于每平方碼2盎司(每平方米68克)。
全文摘要
一種細長帶形式的卡鉤毛圈復合緊固件(100),其具有一個細長毛圈元件(110)、一個永久固定在毛圈元件(110)上的卡鉤元件(120)和一個在分離區域設置在包扎帶表面的支承層(130)。支承層(130)用于持久地將包扎帶連接到一個支承表面上。毛圈元件(110)的一端可用來圍繞待扎緊的目標物并與卡鉤元件(120)的緊固元件咬合。毛圈元件(110)具有一個纏結纖維自支承織物片,纖維形成片狀本體和可與卡鉤咬合的、獨立的毛圈,毛圈從本體的至少一個表面伸出,卡鉤元件(120)具有從共同的基層伸出的緊固元件。支承層(130)可以是一種壓敏粘結劑或合成樹脂。
文檔編號B65D77/18GK1325280SQ99813004
公開日2001年12月5日 申請日期1999年11月5日 優先權日1998年11月6日
發明者威廉·H·謝潑德, 威廉·P·克盧恩 申請人:維爾克魯工業公司