[发明专利]用于无纺织物的连接元件结构

说明书

相关申请

2000年10月26日申请的题目为“由热塑性小球等直接形成无纺织物元件”的国际专利申请PCT/US00/29948其全文在此引入作为参考。

发明领域

本发明涉及一种构造无纺织物的元件结构，优选是由可锻材料制造，特别是可固相成型的热塑塑料。可锻材料和可固相成形热塑塑料是这样的材料，即当它们在低于该材料或热塑塑料熔点的温度下受到相当大的机械力时，它们能够流动并趋于与模具一致。更具体的说，所设计的形状使得它们可以被形成为预定的阵列，并通过在彼此之上直接形成邻接元件而相互连接。该元件也被提供用于四轴弯曲或旋转，以允许进行类似天然纤维的运动。

背景技术

还不清楚一些无纺织物是如何形成为所需的二维或三维的最终形状。具体的说，不清楚材料的边缘是如何沿着接缝以经济、牢固并且保持无纺织物结构优点(例如耐切割和刺穿)的方式连接。将二维纤维物理切割成所需形状的一种方法是采用工业剪切、激光或其他传统的工业切割过程。但是据信这种过程使得它难以(如果不是不可能的)用经济的方式再将切割边缘连接至另一片织物上，并保持无纺织物益处。连接这种粗切割边缘的一种方法是采用传统的拉链技术。但是尽管这样将分开的无纺织物片连接在一起，也难以提供能保持无纺织物优点的接缝。

在无纺织物用于行李物品中时，采用蛤壳式开口框代替传统的拉链式开口框会避免采用传统拉链的牢固问题。但是这些方法都没有利用无纺织物本身固有的特性。

另外，当考虑沿着接缝连接纺织纤维时，重要的是考虑使元件之间的相互连接不在接缝处，以确保接缝不会因为与板间连接明显不同的负载而失效。在无纺织物的已知元件中，有一种沿着元件边缘的形状或结构，它与邻接元件的相应或互补形状机械互连。因此这些互连形状将使相邻的元件彼此保持，并且因此这些连接形状将整个纤维保持在一起。当对组配的纤维施加拉伸力时，这些形状响应应力而变形。

例如，在以金属板和环型锁子甲纤维为特征的Whiting & Davis袋或时装制品中，这种拉伸应力倾向于使形成在金属板的边角处的并将排列在相邻板之间的金属环啮合起来的小金属钩松开。在这个实施例中，纤维中的拉伸力导致作用在钩上的弯曲力。当纤维中的拉伸力超过了一定量时，失效的模式通常是钩被拉直，这样就滑出与环的接合。

在US5853863和5906873的无纺织物中，在这种拉伸过应力情况中的类似失效模式是板的钩状边缘彼此滑过之处的铆钉体的弯曲或拉伸。

在上述引作参考的美国专利申请中描述的倒钩和承窝互连板因为它们的互连形状而不太容易过早地失效，但是当承窝部分因为弯曲而展开并因此使得倒钩部分滑出时，它仍然容易失效。

在所有的这些情况中，互连形状容易是系统中的“弱连接”。因此本发明的目的是改善这种互连形状，以推迟或防止邻接元件在从普通到高拉伸负载下过早地脱开。

本发明是鉴于上述缺陷而作出的。

发明内容

由于本发明涉及两片无纺织物(NTF)沿着接缝或在构造无纺织物主体的各单个元件之间的连接，所述本发明不严格基于典型织物拉链结构的概念。通常，在典型的织物工业类型拉链中，通过利用相互连接的拉链带上的下一个齿而后定位(buttressing)或支撑的相邻互连齿，使塑料或金属齿避免了弯曲失败/失效的模式。当拉上拉链时，防止每个互连齿弯曲脱离与它前面的配对齿的接合，因为在它后面有另一个配对齿。因此拉上的拉链的失败模式很少是因为齿的弯曲。实际上，相对于拉上的拉链长度以直角施加的大拉伸力必然将相互啮合的齿剪切开，而导致失败。这种概念可以用于无纺织物，以易于这些织物片段沿着接缝连接，也使构造无纺织物的板元件连接。

在本发明中，连接结构具有铰接关节，或更具体地说，带有枢轴和相应的接纳穴的铰接关节可以用于NTF领域中板的连接结构，也可以用于沿着部分NTF自由边缘以使得其上形成有互补连接结构且分开的部分NTF其自由边缘容易地连接在一起。当通过交错关节连接时，板边缘上的相对指向的枢轴被接纳在相邻板边缘上形成的相对面对的孔穴内，因为孔穴尺寸和枢轴紧密配合，枢轴被保持在孔穴中。在前述引作参考的专利申请中的形成过程类型中发生这一切。另外，沿着枢轴和孔穴间连接线的板之间的界面形成了实心结构，它具有很小空间留给用于枢轴和孔穴或它们的支撑结构，从而放置它们彼此弯曲而使得枢轴脱离孔穴。这产生了基于普通织物拉链松散的“后定位”或支撑结构，并产生了极强的连接，在连接结构因为折曲或弯曲而彼此脱离之前通过剪切材料而使得这种强连接失败。