CN100528523C - 复合织物和封闭系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了在基底上具有一种或多种聚合结构的复合织物，包括织物的封闭系统，及连接制品的方法。这种聚合结构使用热塑性组分来形成，并与基底表面连接。这种聚合结构包括与基底连接的区域和不与基底表面连接的分离区域。

Description

复合织物和封闭系统
发明领域
本发明涉及在基底上包括一种或多种聚合结构的复合织物，及制造这种复合织物的方法和系统。
背景
公知的是由织物形成的制品需要某种增强以使其可抵抗在使用过程中受到的力。在多种情况下，可以简单地在全部基底或织物上进行增强。然而，这种方法可能增大成本、增重织物及使织物全部表面硬化，甚至对于不需增强的区域也如此。此外，与织物共延伸的增强层也降代其透气性。
为解决这些问题，小块增强材料可与选定需要增强区域中的织物或基底连接。然而，这种分散块的处理和连接也会有问题，可能降低产量、产生废物(在分散块没有牢固连接时)，需要在织物上精确对齐或定位，需要使用粘合剂或其他连接剂等。分散块也可以具有相对锋利的边缘，可能产生疼痛或不适。由于增强块通常位于基底表面上，所以疼痛或不适可能加剧。
除了(或代替)增强基底或织物外，也需要制造表现出弹性的制品。由于多种原因，需要制造表现出弹性的制品，即在中等拉伸后至少部分恢复其原形状的能力。例如，弹性可用于扣紧系统中，如衣服(例如尿布、训练裤、睡袍、被褥等)。衣服弹性可以提供动态合身，即响应于穿用者的活动具有拉伸和恢复能力。
弹性也可用于其他应用中。例如，如果通过拉伸扣件并依靠恢复力提供所需张力使扣件保持拉紧状态，那么一些扣件可以提供更坚固的连接。在其他例子中，弹性使得可以容易调节扣件或其他制品的尺寸或长度。
尽管弹性有益于各种不同应用，但是在制造中其也会引起问题。对于依靠单独弹性元件来提供弹性进行了多种尝试，例如胶粘或缝合衬底或其他非弹性元件来提供所需的弹性。制造这种复合体制品也有问题，原因是难于实现和/或保持弹性元件的牢固连接。此外，提供和连接单独弹性元件的成本和难度相对较高。单独弹性元件的处理和连接可能降低产量、产生额外废物(在单独元件没有牢固连接时)等。
在其他例子中，可以制造完整制品以提供所需弹性。例如，许多弹性扣紧系统依靠弹性层压衬底的使用，其中以与衬底共延伸的薄膜形式提供弹性材料。这种方法会增大与提供共延伸弹性层相关的成本。此外，许多弹性材料不具有透气性。如果弹性层压衬底用于衣服中，需要在衬底上穿孔以提高其透气性。然而，这种额外的处理确实会增加制造弹性层压衬底的成本。弹性层压衬底的另一种可能缺点在于，难于调节在衬底不同部分中产生的弹性恢复力。
尽管公开了在基底上提供分离聚合结构的各种技术(例如美国专利申请公开U.S.2003/0085485 A1，其于2001年11月5日申请，标题为SYSTEMS AND METHODS FOR COMPOSITE WEBS WITHSTRUCTURED DISCRETE POLYMERIC REGIONS；美国专利申请公开U.S.2003/0087098 A1，其于2001年11月5日申请，标题为COMPOSITE WEBS WITH REINFORCING POLYMERIC REGIONSAND ELASTIC POLYMERIC REGIONS；美国专利申请公开U.S.2003/0084996 A1，其于2001年11月5日申请，标题为METHODS FORPRODUCING COMPOSITE WEBS WITH REINFORCING DISCRETEPOLYMERIC REGIONS；及美国专利申请公开U.S.2003/0087059 A1，其于2001年11月5日申请，标题为COMPOSITE WEBS WITHDISCRETE ELASTIC POLYMERIC REGIONS)，但是这些在某些方面受限，如辊温度，基底组分等。
提供连接方式的封闭元件和系统是公知的。这种技术提供了大量不同系统，包括各种设计和材料。例如，美国专利3,899,803教导了一种自夹紧装置，其包括薄片元件，薄片元件包括夹紧元件，该夹紧元件具有基本上与该薄片相同平面的框架内的一体形成的夹紧装置。为用作夹紧元件，弯折该薄片以使夹紧元件垂直于该薄片突出。
此外，美国专利5,983,467教导一种互锁装置，其通常由第一部分表面上的一个或多个岛状物来实现，当施加相对剪切力时，其可与第二部分表面上的结构中的一个或多个补充孔配合。美国专利4,887,339教导了一条聚合薄片材料，其用于切成可释放的可配合的扣件。美国专利4,183,121教导了一种可分离扣件，其由两条相对、匹配的长条组成，其中一系列柔软相互配合的舌状物偏离一个长条的轴，与其对齐，并部分重叠长条的孔。
尽管本领域中已有大量的封闭元件和系统，但仍需要提供一种封闭系统，例如可以提供不低光滑度的、平面、低成本的封闭元件。这种封闭系统可以有利地用于如但不限于包装和可弃尿布。
发明概述
本发明提供在复合织物基底上具有一种或多种聚合结构的复合织物，制造复合织物的方法，制造复合织物的系统，包括复合织物的封闭系统，及连接制品的方法。
具有一种或多种聚合结构的复合织物可以与基底连接，使得例如可以提供包括连接区域和分离区域的结构。这种结构可以有利地提供封闭元件和封闭系统，这种元件例如通过与环纤维材料配合、通过与本文所述挤出形成的环状材料配合、通过本文所述的自配合设计等提供封闭。
使用热塑性组合物形成聚合结构。本发明中，″热塑性″(及其变体)指一种聚合物或聚合组合物，当加热时其软化，当冷却至温室时其返回至原始状态或接近其原始状态。本发明方法中所用的热塑性组合物应该能够流动或进入成型工具的凹陷中。
适合的热塑性组合物是可熔融处理的那些。这种聚合物将充分流动，从而至少部分地填充凹陷，而在熔融处理中不会明显降解。多种热塑性组合物具有适用于本发明中的熔融和流动特性，这取决于凹陷的几何形状和处理条件。更优选的是，选择可熔融处理材料和处理条件，使热塑性组合物的任何粘弹性恢复性能不会使它们在涂抹熔融热塑性组合物过程中从凹陷收回。
在方法和系统中，用于形成和转移一种或多种聚合结构至基底的成型工具保持在辊温度，辊温度低于热塑性组合物的熔融处理温度。本发明热塑性组合物的熔融处理温度是热塑性组合物能够在5秒或更短时间内流动或进入成型工具的凹陷(如本文所述)中的最低温度。
在一些例子中，对于无定形热塑性组合物而言，熔融处理温度可以在或略高于玻璃化转变温度，或者对于结晶或半结晶热塑性组合物而言可以在或略高于熔融温度。如果热塑性组合物包括与一种或多种结晶和一种或多种半结晶聚合物共混的一种或多种无定形聚合物，那么熔融处理温度高于无定形聚合物的最高玻璃化转变温度，或结晶和半结晶聚合物的最高熔融温度。此外，优选的是辊温度比附着成型工具上的熔融热塑性组合物低至少摄氏20°或更大。
保持相对冷却的成型工具的一个可能优点在于，应用于成型工具上的熔融热塑性组合物(或者在其圆柱外表面上，或者在形成于其中的凹陷内)是直接与辊外表面接触的熔融热塑性组合物，并降低至热塑性组合物的熔融处理温度之下，从而其至少部分地冻结或固化，而至少部分远离辊外表面的熔融热塑性组合物保持熔融足够长时间，以转移热塑性组合物形成聚合结构。结果是远离辊外表面的熔融热塑性组合物能够与基底连接，而与辊外表面接触的冻结或固化的热塑性组合物从表面干净地除去。
保持相对冷却成型工具的另一个可能优点在于，熔融热塑性组合物转移到其上的基底组合物不受成型工具温度的限制。例如，辊温度可以足够低，以限制在转移过程中对基底有任何明显损害。因此，聚合结构可以形成在具有与聚合结构相同或相似热塑性组合物的多孔和非多孔基底(如薄膜)上。在涉及由热塑性组合物本身形成基底的一些例子中，基底热塑性组合物优选其熔融处理温度在或低于形成于其上的聚合结构中所用的热塑性组合物的熔融处理温度。基底热塑性组合物的熔融处理温度与用于形成聚合结构的热塑性组合物有相同限制。此外，优选的是辊温度比基底热塑性组合物的熔融处理温度低至少摄氏20°或更大。
如果基底包括纤维结构(例如织物、非纺织物、或编织纤维)，该结构可通过当基底离开成型工具时所施加的外力与其余基底分离，那么应该关心基底内部粘合强度和/或基底抗张强度。由于热塑性组合物在凹陷中的冻结和固化，本发明不用这些考虑。当基底和聚合结构从成型工具上除去时，冻结和固化可以限制任何施加在基底上的力。
本发明方法的另一种可能优点是具有将一种或多种聚合结构转移到基底主表面上的能力，同时热塑性组合物面对基底的部分是熔融的。如果基底是多孔的、纤维的等，那么通过压力使部分热塑性组合物渗入基底和/或封装基底的纤维，可以增强一种或多种聚合结构对基底的连接。如果基底不是多孔的，而是由熔融处理温度比凹陷中的熔融热塑性组合物温度明显低的热塑性组合物制成，那么通过聚合结构中的热塑性组合物和基底的混合，可以连接聚合结构。
本发明的另一种可能优点是提供聚合物结构，包括形成在其上表面(即远离基底的表面)的表面特征。表面特征例如可以是茎、钩、棱锥、通道、标记(字母数字或其他方式)等，并可以提供额外的功能，例如机械扣紧等。这些表面特征可以在与形成和转移聚合物结构同时的整体处理步骤中提供(相对于单独、相继的处理步骤)。可选择地，可以在聚合物结构形成后，提供表面特征。
另一种可能优点是具有控制一种或多种聚合结构的形状、间距、体积的能力。在一些例子中，优选的是多个聚合结构提供在基底第一主表面上，每个聚合结构是分散聚合结构(即没有通过转移至基底上的热塑性组合物相互连接)。
本发明的另一种可能优点是具有在较厚热塑性组合物结构间提供薄底部薄膜的能力。较厚热塑性组合物结构与基底连接，但是底部薄膜可以连接至基底或不连接。底部薄膜例如可以通过粘合剂连接至基底。
本发明方法的另一种可能优点是具有提供沿基底长度延伸的一种或多种聚合结构的能力(优选没有形成在基底宽度上，即聚合结构没有与基底主表面共延伸)。
本发明方法的另一种可能优点是具有在基底宽度的不同区域中提供不同热塑性组合物的能力，这样一些聚合结构可由一种热塑性组合物形成，而其他聚合结构由不同热塑性组合物形成。
本发明方法的另一种可能优点是具有在基底两个主表面上提供一种或多种聚合结构的能力。根据需要在相反主表面上的聚合结构可为相同或不同的结构。
在一方面中，本发明提供一种制造复合织物的方法：提供包括外表面的成型工具，该外表面包括一个或多个形成于其中的凹陷；将熔融热塑性组合物输送至该成型工具外表面上；使该成型工具外表面保持在低于该热塑性组合物熔融处理温度的辊温度；将该熔融热塑性组合物涂抹在该成型工具外表面上，其中至少一些熔融热塑性组合物进入该一个或多个凹陷；通过使基底第一主表面与该一个或多个凹陷中的热塑性组合物接触，使该一个或多个凹陷中的热塑性组合物转移至基底；及转移后使该基底和该一个或多个凹陷中的热塑性组合物与该成型工具分离。形成的复合织物包括位于基底第一主表面上该热塑性组合物的一种或多种聚合结构，其中一种或多种聚合结构中的至少一种聚合结构所占据的区域包括：该聚合结构的热塑性组合物与基底第一主表面连接的连接区域，和该聚合结构不与基底第一主表面连接的至少一个分离区域。
在另一方面中，本发明提供一种制造复合织物的方法：提供包括外表面的成型工具，该外表面包括一个或多个形成于其中的凹陷；将熔融热塑性组合物输送至该成型工具外表面上；使该成型工具外表面保持在低于该热塑性组合物熔融处理温度的辊温度；将该熔融热塑性组合物涂抹在该成型工具外表面上，其中至少一些熔融热塑性组合物进入该一个或多个凹陷；通过使基底第一主表面与该一个或多个凹陷中的热塑性组合物接触，使该一个或多个凹陷中的热塑性组合物转移至基底；及转移后使该基底和该一个或多个凹陷中的热塑性组合物与该成型工具分离。远离一个或多个凹陷表面的一个或多个凹陷中的第一部分热塑性组合物保持在或高于热塑性组合物的熔融处理温度，至少直到一个或多个凹陷中的热塑性组合物与基底第一主表面接触，及其中远离一个或多个凹陷表面的一个或多个凹陷中的第二部分热塑性组合物在附着后和接触基底第一主表面之前降低到熔融处理温度之下。形成的复合织物在基底第一主表面上包括该热塑性组合物的一种或多种聚合结构，其中一种或多种聚合结构中的至少一种聚合结构所占据的区域包括与基底第一主表面连接的连接区域和不与基底第一主表面连接的分离区域，其中该连接区域包括第一部分热塑性组合物，分离区域包括第二部分热塑性组合物。
在另一方面中，本发明提供一种复合织物，包括具有第一主表面的基底；及与基底第一主表面连接的热塑性组合物的一种或多种聚合结构；其中一种或多种聚合结构中的每一种聚合结构占据基底第一主表面的一定区域。一种或多种聚合结构中的至少一种聚合结构所占据的区域包括：该聚合结构的热塑性组合物与该第一主表面连接的连接区域和该聚合结构不与基底第一主表面连接的至少一个分离区域。在该分离区域中，至少一种聚合结构悬挂在基底第一主表面上并与其对齐。
在另一方面中，本发明提供一种复合织物，包括具有第一主表面的基底；及与基底第一主表面连接的热塑性组合物的一种或多种聚合结构；其中一种或多种聚合结构中的每一种聚合结构占据基底第一主表面的一定区域。一种或多种聚合结构中的至少一种聚合结构所占据的区域包括：该聚合结构的热塑性组合物与第一主表面连接的连接区域和从该连接区域延伸出来的三个或更多个不同分离区域，其中该三个或更多个不同分离区域悬挂在基底第一主表面上方但不与其连接。
在另一方面中，本发明提供一种封闭系统，其包括第一封闭元件，该第一封闭元件包括与第一基底的第一主表面连接的热塑性聚合结构，其中该第一封闭元件占据该第一基底第一主表面的一定区域。该第一封闭元件所占据的区域包括：该热塑性聚合结构与该第一基底第一主表面连接的连接区域和该热塑性聚合结构不与该第一基底第一主表面连接的分离区域。该分离区域中的部分热塑性聚合结构形成支撑在该第一基底第一主表面上方的第一悬挂接头，其中该第一封闭元件的连接区域、该第一封闭元件的悬挂接头及该第一基底的第一主表面形成第一口袋。该封闭系统也包括第二封闭元件，该第二封闭元件包括与第二基底的第一主表面连接的热塑性聚合结构。该第二封闭元件占据该第二基底第一主表面的一定区域，其中该第二封闭元件所占据的区域包括，该热塑性聚合结构与该第二基底第一主表面连接的连接区域和该热塑性聚合结构不与该第二基底第一主表面连接的分离区域。该分离区域中的部分热塑性聚合结构形成支撑在该第二基底第一主表面上方的第二悬挂接头，其中该第二封闭元件的连接区域、该第二封闭元件的悬挂接头及该第二基底的第一主表面形成第二口袋。当该封闭系统处于封闭结构时，该第一封闭元件的悬挂接头位于该第二口袋中，该第二封闭元件的悬挂接头位于该第一口袋中。
在另一方面中，本发明提供一种封闭系统，其包括具有第一主表面的基底及与基底第一主表面连接的一种或多种聚合结构，其中一种或多种聚合结构中的每一种聚合结构占据基底第一主表面的一定区域。一种或多种聚合结构中的至少一种聚合结构所占据的区域包括，该聚合结构的热塑性组合物与该第一主表面连接的连接区域和该聚合结构不与基底第一主表面连接的至少一个分离区域。在该分离区域中，该至少一种聚合结构悬挂在基底第一主表面上方并与其对齐。该封闭系统也包括补充表面，其具有能够接受该一种或多种聚合结构的分离区域的一个或多个开口。在封闭结构中，基底第一主表面面对该补充表面，该至少一种聚合结构的至少一个分离区域位于该补充表面的一个或多个开口内，使得该补充表面和该基底的相对移动受限。
在另一方面中，本发明提供一种封闭系统，其包括具有第一主表面的基底及与基底第一主表面连接的一种或多种聚合结构，其中一种或多种聚合结构中的每一种聚合结构占据基底第一主表面的一定区域。一种或多种聚合结构中的至少一种聚合结构所占据的区域包括，该聚合结构的热塑性组合物与该第一主表面连接的连接区域和该聚合结构不与基底第一主表面连接并从该连接区域延伸出来的三个或更多个不同分离区域。在该三个或更多个不同分离区域中，该至少一个聚合结构悬挂在基底第一主表面上方。该封闭系统也包括补充表面，其包括能够接受该一种或多种聚合结构的不同分离区域的一个或多个开口。在封闭结构中，基底第一主表面面对该补充表面，该至少一种聚合结构的至少一个不同分离区域位于该补充表面的一个或多个开口内，使得该补充表面和该基底的相对移动受限。
下面将在本发明各种示例性实施方案中说明本发明的这些和其他特征及优点。
附图简要说明
图1是根据本发明方法制造的复合织物上的一种聚合结构的剖视图。
图2是复合织物上的聚合结构和底部薄膜的剖视图，其中底部薄膜未与聚合结构间的基底连接。
图3是复合织物上的聚合结构和底部薄膜的剖视图，其中底部薄膜与聚合结构间的基底连接。
图4是部分成型工具的俯视图，其外表面中包括凹陷，可用于根据本发明方法制造复合织物。
图5是图4的凹陷沿图4中线5-5的剖视图。
图6是成型工具上的可选择凹陷的俯视图，可用于根据本发明方法在复合织物上制造聚合结构。
图7是图6凹陷之一沿图6中的线7-7的部分放大剖视图，其中凹陷含有热塑性组合物。
图8是成型工具上的另一种凹陷一部分的俯视图，其可用于根据本发明方法制造复合织物上的聚合结构。
图9是图8凹陷沿图8的线9-9的剖视图。
图10是成型工具上的一个环形凹陷的俯视图。
图11是图10凹陷沿图10的线11-11的剖视图。
图12是图10凹陷沿图10的线12-12的剖视图。
图13是图10凹陷在基底形成的聚合结构的剖视图。
图14是复合织物一部分的剖视图，其中在基底的两个主要侧面上带有环形聚合结构。
图15是一种聚合物转移系统的图示，其可用于根据本发明方法在基底上提供聚合结构。
图16是放大示意图，表明在图15系统中，刮刀和成型辊上凹陷间的一种关系。
图17是放大示意图，表明在图15系统中，刮刀和成型辊上凹陷间的一种关系，其中底部薄膜形成在成型辊外表面上。
图18是放大部分剖视图，表明用于使基底靠着成型辊的适合支撑辊。
图19阐明用于分区输送系统和方法中的另一种成型辊和聚合物源。
图20是成型辊外表面一部分的俯视图，其中形成有带图案的凹陷。
图21是复合织物的俯视图，包括使用图20的成型辊形成于其上的聚合结构。
图22是在拉伸后，图21复合织物的剖视图。
图23是与图20相似的用于在复合织物上形成聚合结构的可选择系统。
图24是与图20相似的用于在复合织物上形成聚合结构的另一种可选择系统。
图25A-25E是在基底表面上具有两种不同热塑性组合物的可选择复合织物一部分的剖视图。
图26a-26b表明包括椭圆形状封闭元件的复合织物。图26a是与基底连接的多个椭圆形状封闭元件的俯视图。图26b是图26a的一个椭圆形状元件沿图26a的线26b-26b的剖视图。
图27a-27b表明包括具有倒刺的封闭元件的复合织物。图27a是与基底连接的多个封闭元件的俯视图，各元件在每个分离区域包括具有倒刺的分离区域。图27b是图27a的一个封闭元件沿图27a的线27b-27b的剖视图。
图28a-28c表明本发明复合织物的另一种实施方案，其具有包括倒刺的封闭元件的。图28a是与基底连接的多个封闭元件的俯视图。图28b是图28a的单个封闭元件的放大图。图28c是图28b的一个封闭元件沿图28b的线28c-28c的剖视图。
图29A-29C表明包括封闭元件的本发明复合织物另一种实施方案。图29A是与基底连接的多个封闭元件的俯视图。图29B是图29A一些元件的放大俯视图。图29C表明使用刮刀中的MD槽产生与基底连接的区域，从而制备的图29A和29B的封闭元件。
图30表明本发明复合织物的俯视图，其包括可选择形状的封闭元件。
图31a-31b表明用于提供封闭系统的本发明复合织物的可选择实施方案。该系统包括具有柔软元件的封闭元件。图31a是弹簧型配合元件封闭元件的俯视图，其中封闭元件包括连接区域和分离区域，该分离区域是柔软的并包括倒刺。图31b表明在延长方向的图31a的弹簧型配合元件，其带有补充的狭缝接受元件。
图32a-32b表明包括升起部分和周围谷部的复合织物的实施方案。图32a是包括脊部形式升起部分的复合织物的透视图。图32b是包括升起部分和周围谷部、还包括与升起部分连接的聚合结构的复合织物的剖视图。
图33a-33b表明包括接头的封闭系统的封闭元件。图33a表明与基底连接的第一封闭元件。图33b是与第二基底上的补充封闭元件配合的图33a封闭元件的剖视图，剖视图沿图33a的线33b-33b形成。
发明示例性实施方案详细说明
如上所述，本发明提供复合织物，其包括位于基底表面上的聚合结构，并可提供本发明的封闭元件和系统。现在将说明各种不同结构，以阐明本发明封闭元件和系统的各种实施方案。这些示例性结构不应该被认为限制本发明，本发明仅由下面的权利要求所限制。
本文中，在本发明的封闭元件和系统中术语″占据″应被理解成指元件或系统直接在基底表面上方，或与基底表面连接，包括其中元件或系统包括直接在基底表面上方的面积和与基底表面相连的面积的情况。
本文中，术语″纤维″包括不定长度的纤维(例如细丝)和不连续长度纤维，例如人造短纤维。本发明中所用的纤维可以是多组分纤维。术语″多组分纤维″指在纤维截面中具有至少两个不同纵向共延伸结构聚合物区域的纤维，这与区域被分散、随机或未结构的共混物不同。不同区域可由不同聚合物类(例如尼龙和聚丙烯)的聚合物形成或可由相同聚合物类(例如尼龙)但性能或特性不同的聚合物形成。因此，术语″多组分纤维″包括但不限于同心和偏心壳-芯纤维结构，对称和不对称并排纤维结构，海岛丝状纤维结构，楔形派状纤维结构，这些结构的中空纤维。
图1按本发明制造的一种复合织物的一部分的剖视图。该复合织物包括基底10，该基底带有第一主表面11和第二主表面12。一种或多种聚合结构14位于基底10的第一主表面11上，应该理解基底可以包括多于一种聚合结构。
聚合结构14可以覆盖其所位于的基底10表面11上任何所需部分，尽管应该理解聚合结构14不会覆盖基底10的全部表面。例如，优选的是聚合结构占据的小于基底第一主表面的全部，优选小于基底第一主表面的75％，可选择地小于基底第一主表面的50％。在范围下限，优选的是聚合结构占基底第一主表面至少2％，优选占基底第一主表面的5％或更多，任意地占基底第一主表面的10％或更多。聚合结构所占表面积百分比的其他变化公开于，例如未决美国专利申请第09/257,447中，标题为WEB HAVING DISCRETE STEM REGIONS，1999年2月25日申请(国际公布号WO 00/50229)。
图2表明可选择的复合织物结构，其中聚合物结构114与基底110的主表面111连接。然而，聚合结构114通过薄底部薄膜116彼此连接。底部薄膜116通常在成型并转移到基底110的聚合结构114时得到。此外，底部薄膜116通常由与聚合结构114相同的热塑性组合物制成。下面更充分地说明制造带有底部薄膜的聚合结构的一些示例性方法。
在连接聚合结构114后，可从复合织物除去底部薄膜116，或将其留在适当位置。如图2所示，底部薄膜116不能用其全部表面直接与基底110的表面111相连。在这种结构中，底部薄膜116通过连接至接近聚合结构114边缘的基底110成为复合织物的一部分，和/或通过将底部薄膜116连接至聚合结构114本身而成为复合织物的一部分。
聚合结构114和底部薄膜116通过其相对厚度而在复合织物结构中彼此区分。聚合结构114其最大厚度(垂直于基底110的局部表面111来测量)大于底部薄膜116的最大厚度。例如，底部薄膜116优选其最大厚度为通过成型工具的凹陷形成的聚合结构114最大厚度的25％或更少(更优选10％或更少)。
图3表明一种复合织物，其中聚合结构114间的底部薄膜116与基底110的表面111连接。在一些例子中，底部薄膜116可以与基底110连接，同时使用与用于连接聚合结构114相同的方法连接聚合结构114(例如通过底部薄膜116中的热塑性组合物渗入基底110，底部薄膜116的热塑性组合物与基底热塑性组合物混合等)。
在其他例子中，可在连接聚合结构114后，将底部薄膜116连接至基底110。例如，底部薄膜116可通过例如加热焊接、化学焊接、加热密封、加压焊接、激光、超声波能量等连接至基底110。
然而，在所示实施方案中，通过置于底部薄膜116和表面111之间的粘合剂118将底部薄膜116连接至基底110的表面111。粘合剂118可以是任何适合组合物，例如可固化的、压敏的、热活化的、热熔化的组合物等。此外，可以在基底与底部薄膜116和聚合结构114接触之前将粘合剂118置于基底110的表面111上，或者在底部薄膜116与基底110接触之前置于底部薄膜116上。
尽管粘合剂118没有表明位于聚合结构114和基底110之间，但是可以提供在这些位置。然而，在聚合结构114连接至基底110中所处的条件(例如加热、加压等)可使粘合剂发生降解等，从而粘合剂118不能用作连接至基底110的主要方法。
本发明复合织物上的聚合结构可以在基底表面上均匀分隔成规则、重复图案(在x和y方向)，或者如果需要，聚合结构的间距和排列可以是非均匀的。此外，聚合结构排列的结构可以是不规则的。
在其他变体中，按本发明制造的复合织物的一部分可以包括均匀间距的聚合结构，而相同复合织物的其他部分可以没有任何聚合结构。在另一种可选择方式中，按本发明制造的复合织物的一部分可以包括均匀间距的聚合结构，而相同复合织物的其他部分可以包括非均匀间距图案的聚合结构。此外，按本发明制造的复合织物的不同部分可以包括不同组聚合结构，该聚合结构的重复图案彼此不同，但都是均匀间距的。
聚合结构可以是任何所需形状，例如正方形、矩形、六边形等。形状可以是可识别的几何形状，也可以不是，但可以是随机形成的不规则边界。此外，形状也不必须是立体图形，在形状内可以包括岛状物，其中没有转移热塑性组合物或底部薄膜。在另一种可选择方式中，一些或所有的聚合结构是标记形式，即字母、数字或其他图形符号。
本发明复合织物中所用的基底可以具有各种结构。例如，基底可以是织物材料，非纺织物材料，编织材料，网，平纹织物，泡沫，纸，薄膜，可通过夹压点的任何其他连续介质。基底可具有各种性能，如可延伸性，弹性，柔性，一致性，透气性，多孔性，硬度等。此外，基底可以包括褶状物，沟纹，微绉，或平面薄片结构的其他变形。
与通过辊(将辊加热至使基底软化或熔化的温度)来接触基底从而使基底失去其机械稳定性的方法不同，本发明的方法和系统使用优选保持在低于软化或熔化温度的辊，从而使基底失去其机械稳定性。一种可能的优点在于，基底可用与聚合结构和底部薄膜相同或相似的热塑性组合物来制造。例如，可以将聚烯烃热塑性组合物的聚合结构应用至包括相同或相似热塑性组合物的基底(例如在聚丙烯基底上的聚丙烯聚合结构)。
在一些例子中，基底可具有一定程度的可延伸性，且在一些例子中也有弹性。优选的可延伸织物其原始屈服张力至少约50gm/cm，优选至少约100gm/cm。此外，可延伸的织物优选是可延伸的非纺织物。
可用于本发明中制备非纺织物的适合方包括但不限于气流成网、纺粘、水刺、粘合熔喷织物和粘合梳理织物形成方法。纺粘非纺织物是通过挤出熔融热塑性塑料制得，像从喷丝头中一组纤细模孔中出来的细丝一样。被挤压出的细丝直径在压力下迅速减小，其方法例如非喷射或喷射流体拉出法或其他已知的纺粘机理，如美国专利4,340,563(Appel等人)；3,692,618(Dorschner等人)；3,338,992和3,341,394(Kinney)；3,276,944(Levy)；3,502,538(Peterson)；3,502,763(Hartman)和3,542,615(Dobo等人)中所述的。纺粘织物优选为粘合的(点连接或连续连接)。
非纺织物层还可由粘合梳理织物制得。梳理织物是由单独人造短纤维制得，该纤维被传送穿过梳毛或梳毛单元，其使得大量人造短纤维在机械方向分离或成行，从而形成通常机械方向定向的纤维非纺织物。然而，可用随机性发生器来减少机器方向取向。
一旦梳理网形成，接着通过一种或多种粘合方式粘合，以使其具有适当的抗张性能。一种粘合方式是粉末粘合，其中呈粉末状的粘合剂分布于织物中，接着通过用热空气加热织物和粘合剂而活化。另一种粘合方式是图案粘合，其中热的碾压机辊或超声粘合装置被用来将纤维粘合到一起，虽然如果需要可通过全部织物表面粘合，但通常是粘合成局域化的粘合图案。通常，织物纤维被粘合到一起的越多，非纺织物的抗张性能越大。
气流成网是制得本发明中有用的纤维非纺织物的又一方法。在气流成网方法中，长度约为6～19毫米的小纤维束在空气中被分离并带走，然后在真空辅助作用下附着在成形的网上。随机附着的纤维例如用热空气或喷雾粘合剂彼此粘合。
熔喷非纺织物通过从多个模孔中挤出热塑性聚合物而形成，在聚合物从模孔中出来的地方，聚合物熔化流被沿着硬模的两个表面的热高速空气或蒸汽迅速拉细。所得的纤维在所得的湍流气流中与共粘网缠绕，然后收集到收集表面上。通常，为给本发明提供充分的完整性和强度，熔喷织物必须进一步进行粘合，如通过如前所述的空气粘合、加热或超声粘合。
如国际公布第WO 96/10481号(Abuto等人)所述，织物可通过跳过扯裂而扩展。如果需要弹性可延伸的织物，那么裂缝裂缝在织物与弹性元件连接之前在织物上中断并通常切断。虽然更困难，但在非弹性织物被层压到弹性织物上之后在非弹性织物中产生裂缝还是有可能的。至少非弹性织物中的一部分裂缝通常应与弹性织物层的伸展或弹力(至少为第一方向)方向垂直(或具有基本垂直的矢量)。通常垂直是指所选的裂缝纵轴和伸展方向之间的角在60和120度间。足够量的所述裂缝通常是垂直的，使得整个层压层是弹性的。当弹性层压层在至少两个不同方向上有弹性时，在两个方向上在提供裂缝是有利的。
本发明所用的非纺织物还可是如美国专利4,965,122；4,981,747；5,114,781；5,116,662；5,226,992(所有都是Morman的)公开的被缩小的或反向缩小的非纺织物。在这些实施方案中，非纺织物在与所需伸展性方向相垂直的方向上被拉伸。当非纺织物设于可拉伸的条件下，它将在拉伸方向具备拉伸和恢复性。
本发明所用的基底优选在基底的一个或两个主表面上表现出多孔性，使得当熔融热塑性组合物被提供在基底一个主表面上时，随着熔融热塑性组合物渗入和/或封装基底的部分多孔表面，在熔融热塑性组合物和基底之间形成机械连接。在本发明中，术语″多孔″包括在其中形成空间的两种结构，及由熔融热塑性组合物渗入其间空隙的纤维(例如织物、非纺织物、编织物等)汇集而成的结构。如果多孔表面包括纤维，那么热塑性组合物优选封装基底表面上的纤维或部分纤维。
如果该基底不是多孔的(例如是薄膜，如聚合薄膜)，而是由相对于凹陷中的熔融热塑性组合物的温度而言，该热塑性组合物的熔化处理温度足够低的热塑性组合物构成，那么通过混合聚合结构中的热塑性组合物与基底，可实现聚合结构的连接(例如在聚合材料的熔化连接或热密封中所看到的表面混合)。为在由热塑性组合物自身形成的基底上连接本发明的聚合结构，基底热塑性组合物的熔化处理温度优选是等于或者低于在形成于其上的聚合结构中所用的热塑性组合物的熔化处理温度。
当选择应用熔融热塑性组合物的适当基底时，应考虑基底中的材料类型和结构。例如，基底应有足够的内部强度，从而在处理过程中不会散开。优选地，基底在机器方向具有足够强度，在成型工具温度下，可以完整地从成型工具取下。
虽然在本发明方法中制造的物品各种剖视图中所示的基底是单层结构，但应该理解基底可以是单层或多层结构。如果使用多层结构，那么应该理解，各层可具有相同或不同的性能、结构等。这些变体被公开于于例如未决美国专利申请第09/257,447号中，标题为WEBHAVING DISCRETE STEM REGIONS，1999年2月25日申请(国际公布号WO 00/50229)。
本发明的聚合结构可由各种热塑性聚合材料形成。可在本发明中使用的一些热塑性组合物的例子包括但不限于聚氨酯、聚烯烃(例如聚丙烯、聚乙烯等)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、乙烯乙烯醇共聚物、聚氯乙烯、丙烯酸改性乙烯乙酸乙烯酯聚合物、乙烯丙烯酸共聚物、尼龙、碳氟化合物等。根据ASTM D 1238中对聚合物的规定在适当条件下测量，适合的热塑性聚合物通常其熔流指数为5-200克/10分钟。此外，热塑性组合物可以是例如热塑性热熔粘合剂。
本发明的热塑性组合物可包括非弹性或弹性热塑性聚合物中的任一种或两种。非弹性热塑性聚合物是指可熔融处理，并经冷却后返回其原始状态或接近原始状态，而在环境条件下(例如温室和压力)没有表现出弹性性能的聚合物。在本发明中，″非弹性″是指拉伸后材料基本上不能恢复其原状。此外，非弹性聚合物优选在变形和松弛后保持永久变形，在中等拉伸时例如约50％(对于某些材料能够被拉伸至达50％，而不会破裂或有其他问题)，这种变形优选至少为约原始长度的20％或更多，更优选至少为约30％或更多。
弹性热塑性聚合物是指可熔融，并经冷却后返回其原始条件或接近原始条件，而在环境条件下(例如温室和压力)表现出弹性性能的聚合物。在本发明中，″弹性″是指拉伸后材料基本上恢复其原状。此外，弹性聚合物优选在变形和松弛后仅保持较小的永久变形，在中等拉伸时例如约50％，这种设置优选不大于原始长度的约30％，更优选不大于20％。本发明的弹性热望性组合物可以是纯弹性体及其与在温室下仍表现出弹性性能的弹性相或内含物的共混物。美国专利5,501,679(Krueger等人)对弹性材料提供了进一步讨论，它们也可考虑用于本发明。
弹性热塑性组合物可包括一种或多种聚合物。例如，聚合物组合物可以是与弹性相的共混物，这样聚合物在温室下表现出弹性性能。适合的弹性热塑性聚合物组合物可以包括嵌段共聚物，如常规A-B或A-B-A嵌段共聚物(例如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物)，弹性聚氨酯，烯烃的弹性体，尤其是弹性乙烯共聚物(例如乙烯乙酸乙烯酯，乙烯/辛烯共聚物弹性体，乙烯/丙烯/二烯三聚物弹性体)，及其相互混合物、与其他弹性热塑性聚合物的混合物或与非弹性热塑性聚合物的混合物。
为达到所需的作用，本发明所用的热塑性组合物可与各种添加剂混合。这些包括例如填充剂、粘度降低剂、增塑剂、增粘剂、着色剂(例如染料或颜料)、抗氧化剂、抗静电剂、连接助剂、防粘剂、滑动剂、稳定剂(例如热和紫外线)、起泡剂、微球、玻璃珠、增强纤维(例如微纤维)、内部释放剂、导热颗粒热、导电颗粒等。处理和使用这种材料领域的所属技术人员可以容易地确定用于热塑性组合物中的这种材料的量。
图4是在本发明传送辊30中的一个示例性凹陷34的俯视图，图5是图4中凹陷34沿线5-5的剖视图。凹陷34是圆形印迹(即在辊表面32的凹陷34中开口的形状)，直径用字母d代表。从传送辊30的外表面32测量凹陷34的深度(由字母h代表)。
本发明所用的成型工具优选包括大到足够在基底上形成聚合结构的凹陷。根据本发明原理形成的凹陷和/或聚合结构可以各种方式表征。例如，凹陷34可由成型工具外表面上的印迹所占据的面积来表征，印迹的最大尺寸(在辊表面上的任何方向)，凹陷体积，印迹形状等。
当用凹陷印迹所占面积来表征时，每个凹陷34印迹的面积约为4平方毫米(mm2)或更大。在其他情况下，每个凹陷34印迹的面积约为8mm2或更大。
可以表征凹陷的另一种方式是在传送辊30表面32上测得的最大印迹尺寸。对于图4和图5所示具有圆形印迹的凹陷而言，最大尺寸在所有方向相同，本发明所用的凹陷可以是任何所需形状(例如拉长的、不规则的等)，最大尺寸出现在传送辊30外表面的一个或多个方向上，但不在其他地方。当使用最大印迹尺寸来表征时，凹陷最大印迹尺寸可以为约2毫米(mm)或更大，在一些例子中约5mm或更大。
当拉长线形成为聚合结构的一部分时(或者通过成型工具中的槽、或者通过附着在成型工具外表面上的热塑性组合物的线来形成)，优选的是垂直于其长度方向测得的线宽度为1毫米或更大。
可以表征本发明所用凹陷的另一种方式是体积。例如，凹陷的凹陷体积至少约3立方毫米(mm3)或更大，或可选择地，凹陷体积约5立方毫米。
图6和图7表明在成型工具130上的另一组凹陷，其中凹陷134基本上沿辊130的表面定向(即通常与轴131排成一行)。辊130被设计成在使用中绕轴131旋转，因此，凹陷134通常在织物交叉方向(向下织物或机器方向相对)附着有聚合结构。尽管在图示中在辊130外表面132上有多于一个的凹陷134，但应该理解，需要时辊可以仅包括一个形成在外表面132中的这种凹陷。
图7的剖视图(沿图6中的线7-7)显示本发明成型工具中凹陷的另一种可选择的特征。凹陷134包括浅区域135和深区域136。测量垂直于成型工具130外表面132的不同区域的深度。例如，图7中深区域136的高度h。
在图7中，凹陷134包括置于其中的热塑性组合物141。凹陷134内的热塑性组合物141优选表现出两种不同性能，在图7中，由虚线146分开。接近凹陷134表面137的那部分热塑性组合物141(例如在表面137和虚线146之间)在其附着进凹陷134之后，但在凹陷134中的热塑性组合物141与基底接触之前(下面详细讨论)，优选降低到热塑性组合物141的熔融处理温度之下。在一些例子中，可以将这部分降低到熔融处理温度之下的热塑性组合物141表征为冻结、固化、形成表层等。
相比而言，远离凹陷134表面137的那部分热塑性组合物141(例如在虚线146的对侧)优选保持在或高于热塑性组合物141的熔融处理温度，至少直到凹陷134中的热塑性组合物141与基底接触。由于远离部分的热塑性组合物141保持在或高于熔融处理温度，因此例如可以表征为熔融。保持在或高于熔融处理温度的远离部分热塑性组合物141能够构渗入多孔基底或与聚合基底混合，如本文所述。
应该理解，尽管虚线146分成了明显边界，但是熔融和固化或冻结的热塑性组合物141间的实际边界不可能是明显的线，而是有一定深度的过渡区。
图7中所示的另一个特征是在处理过程中，较大量的热塑性组合物141填充区域136，而较小量的熔融热塑性组合物填充凹陷134的较浅部分135。在不同区域中不同量热塑性组合物可以提供多种优点。
一种可能的优点在于，在区域136中的局部增大量的热塑性组合物141优选可包括与浅区域135中的热塑性组合物141相比较大量的保持在或高于熔融处理温度的热塑性组合物141。在转移条件下，在区域136中的保持在或高于熔融处理温度的较大量热塑性组合物141例如在渗入多孔基底或与例如聚合薄膜基底中的相同或不同聚合物混合时更有效。相反，在转移条件下，在浅区域135中的保持在或高于熔融处理温度的少量热塑性组合物141例如在渗入多孔基底或与例如聚合薄膜基底中的相同或不同聚合物混合时效果较差。
在一些例子中，浅区域135中的所有热塑性组合物141在接触基底前都降到熔融处理温度之下，使得浅区域135中的热塑性组合物141不会渗入或与基底混合。然而，在相同情况下，优选的是深区域136中的至少部分热塑性组合物141保持在或高于熔融处理温度，以保持渗入和/或与基底混合的能力，使得凹陷134的热塑性组合物和基底间形成连接。
在不同区域135和136中不同量的保持在或高于熔融处理温度的热塑性组合物141有助于形成聚合结构，其表现出不同的连接特性。得到的与基底连接的聚合结构区域(通常是与其中较多或至少一些热塑性组合物141保持在或高于熔融处理温度的深区域136相应)可描述为″连接区域″。相应于凹陷134浅区域135的那部分聚合结构(通常其中没有或较少热塑性组合物141保持在或高于熔融处理温度的区域)通常与基底有限连接或没有连接，因此可被称为凹陷134形成的聚合结构的″分离区域″。
图6和图7所示的凹陷134代表一种方式，其中局部增大量的熔融热塑性组合物可在较大凹陷中输送。图8和图9的凹陷234优选从成型工具230的外表面232沿长度具有恒定深度(参见例如图9剖视图)。然而，局部增大量的熔融热塑性组合物可由区域236输送，其中与凹陷234的较窄周围区域235相比，凹陷234变宽。因此，变宽的区域236输送局部增大量的熔融热塑性组合物，相对上述图6和图7的凹陷134提供不同的连接特性。应该理解，图6-8所示的两种特征可以组合，例如凹陷可含有局部增大量的热塑性组合物，它们含在比周围凹陷更深和更宽的区域中。
在一些例子中，如图6-8中所示的凹陷可用一个或多个方向的体积差来表征。例如，优选的是对于延长凹陷而言，局部增大量的区域每单位长度的体积是周围凹陷的每单位长度体积的125％或更大(优选150％或更大)。
结合图23和图24，在另一种方式中，局部增大量的熔融热塑性组合物可输送至基底，以使聚合结构产生不同连接。在那些方法中，熔融热塑性组合物应用在凹陷中的热塑性组合物上方，例如熔融热塑性组合物带。熔融热塑性组合物在凹陷中的熔融热塑性组合物上方延伸的那些区域中，可以提供在基底上形成不同连接聚合物结构所需的局部增大量的热塑性组合物。
图10-13表明在本发明方法中用于在基底上提供聚合结构的凹陷的其他变体。环形凹陷334位于成型工具的表面332，形式为延长槽，岛状物333在由凹陷334形成的环的中心。尽管所示的环形凹陷334是延长的椭圆形状，本发明的环形凹陷可以形成为任何形状，例如圆形、正方形、矩形等。
包括如图10所示的岛状物的凹陷可用于在基底上提供聚合结构，其中基底部分暴露在周围聚合物结构中，或其中底部薄膜提供在周围聚合物结构中。得到的结构例如可用于增强例如钮孔、狭缝、穿孔或形成在基底中的其他开口区域中的基底。也可预期相似结构的其他用途。
在凹陷334中心形成的岛状物333可以与包围凹陷334的成型工具的外表面332具有相同高度。尽管所示凹陷334中仅形成有一个岛状物333，但是如果需要本发明方法中所用的凹陷可以包括两个或更多个位于每个凹陷内的岛状物。此外，岛状物和周围凹陷的形状可以变化，例如具有圆形最外围的凹陷可以与不同形状的岛状物匹配。在另一种变体中，岛状物可以不在图10所示的凹陷的中心。
可以基于各种因素选择成型工具330上的凹陷334的方向。凹陷334可以在机器方向上(即基底前进的方向)，在横过织物的方向(即垂直于基底前进的方向)，或在机器方向或横过织物方向间的任何其他方向。
图11所示的另一种变体是凹陷334的深度变体，接近岛状物的凹陷最深，并在凹陷334的最外围升至较浅的深度。由于聚合结构变薄，所以这种结构可以提供更柔软边缘的聚合结构。
图12表明图10凹陷中的另一种任意的变体。如图12的剖视图所示，从成型工具330的外表面332开始的凹陷334深度可以随比深区域336浅的区域335变化。凹陷334的深区域336提供用于传输至基底的局部增大量的熔融热塑性组合物。
图13表明聚合结构314的一个实例，其通过凹陷334形成在基底310的表面311上。聚合结构314占据基底310的表面311上的区域。聚合结构314所占据的区域可被说成包括相应于凹陷334的浅区域335的分离区域315和相应于凹陷334的区域336的连接区域316。基底310在表面311上可以是多孔的。因此，如基底310主体内的虚线所示，区域336中的增大量热塑性组合物，致使聚合结构314的连接区域316内的热塑性组合物渗入基底310。相比而言，凹陷334的区域335中减少量的热塑性组合物致使聚合结构314的分离区域315中的热塑性组合物很少或没有渗入基底310。因此，聚合结构314可以按不同方式连接至基底310。
在一些例子中，不同连接的表征为热塑性组合物渗入多孔基底。例如，连接区域316中的热塑性组合物优选渗入多孔基底310的深度至少为基底310多孔部分厚度的50％(在所示基底310的情况下，多孔部分占基底的全部厚度)。相比而言，分离区域315中的热塑性组合物优选渗入基底310的深度为基底310多孔部分厚度的25％或更少。在所示实例中，分离区域315中的热塑性组合物根本没有渗入基底310。
如果基底310的表面311不是多孔的，而是例如由热塑性组合物制造的薄膜，也可以得到上述不同的连接特性，其中通过例如将聚合结构314的熔融热塑性组合物与基底310表面311的热塑性组合物混合来连接连接区域316。分离区域315中的聚合物结构314的热塑性组合物可以很少或不与基底310的表面311上的热塑性组合物混合。
图12和图13中所示的另一种变体是形成在聚合结构314上表面354的表面特征352(其中上表面354通常远离基底310)。表面特征352可以包括例如茎(被封端或其他方式)，钩(作为钩和环扣紧系统的一部分)，棱锥，标记(字母数字或其他方式)等。尽管表面特征352可用于机械扣紧系统中，但是本发明聚合结构上的表面特征可提供其他功能，包括但不限于增强握持、磨蚀、抛光等。此外，应该理解，表面特征可提供在所有或仅在一部分聚合结构上。
图13的表面特征352表示成相对于聚合结构314的表面354成锐角的茎。尽管所示的茎基本上有恒定的尺寸，但是它们可成锥形、弯曲、封端、或形成为其他方式以增强其用途，例如机械扣件。此外，尽管茎表示成在一个方向形成角度，但它们可选择地在不同方向形成角度和/或垂直于表面354。
由于多种原因图13所示的茎的方向是有利的。例如，成角度的茎不需要盖子或其他结构来配合用于与该茎配合的环表面或其他纤维基底。图13所示的复合织物具有在选定的方向扣牢环或其他表面，但当织物在相反方向移动时释放的能力。这种结构尤其适用于弹性基底。
图13所示茎的角度方向可以以各种方式来提供。例如，可以使用在所需方向具有角度或倾斜的孔或腔的工具来制造茎。可选择地，在成型后茎可以弯曲。
图12中所示的凹陷334包括腔350，其中通过用热塑性组合物填充凹陷334形成表面特征352(腔350也表示在图10的俯视图中)。腔350的形状、尺寸、间距、深度和其他特性可以因各种因素而变化，如所用的热塑性组合物、输送至凹陷的热塑性组合物的温度等。
腔的形状或分布(及它们形成的表面特征352)可以与图12和图13所示的不同。例如，腔可以是钩形状，具有锥形直径等。可选择地成型腔和使用它们形成的结构的一些实例表示在例如美国专利5,792,411(标题为LASER MACHINED REPLICATION TOOLING)，美国专利6,190,594 B1(标题为TOOLING FOR ARTICLES WITH STRUCTUREDSURFACES)，美国专利6,432,339(标题为CONTINUOUS MOLDINGOF FASTENER PRODUCTS WITH A MOLD BELT)等。
在图13所示的另一种变体中，基底310可在由聚合结构314的部分315所占据的区域中终止。其例子可由图13中的虚线309所示。虚线309指在转移过程中基底310的边缘，或者虚线309指在将聚合结构314转移至表面311上后，可沿其分离基底310的线。
在另一种变体中，基底310在与聚合结构相对的表面上可以包括环结构，或者在未被聚合结构占据的相同表面上的区域内包括环。因此，复合织物可以提供具有两个茎、钩等的单一扣件及用于扣紧的补充环材料。
图14表明按本发明制造的复合织物的另一种实施方案。复合织物包括带有相对主表面411和412的基底410。图14中所示的一个特征是相对主表面411和412上的聚合结构的两侧性质。聚合结构414在主表面411上，聚合结构424在相对主表面412上。聚合结构414和聚合结构424都暴露在复合织物的相对侧。
在相对主表面上的聚合结构在基底410上对齐。换句话说，聚合结构414与基底410相对侧的聚合结构424对准。此外，聚合结构414基本上与基底410相对侧的聚合结构424尺寸相同。然而应该理解，当需要在两个主表面上具有聚合结构的复合织物时，如图14所示，相对表面上的聚合结构可以是相同尺寸，也可以不是。此外应该理解，如图14所示，聚合结构可以通过基底410彼此对齐或不对齐。
可以将基底410上的聚合结构414和424设计成索环结构。因此，如图10所示，需要提供通过基底410的可选择开口404。开口可通过任何适合技术形成，例如使用工具机械穿孔、激光烧蚀、喷水或喷气切割等。
尽管没有图示，但是本发明制造的复合织物的其他变体可以包括两个或更多个层压基底，其与该层压基底间的一种或多种聚合结构层压在一起。这种层压结构例如可用于在复合织物两侧提供布样或较软手感或外观，透气性，多孔性等。这与其中聚合结构置于复合织物表面上的复合织物形成对比。层压的复合织物结构也被用于使复合织物结构的相对侧具有不同性能。例如，不同基底间的多孔性或其他性能可以不同。这种层压方法的实例公开于例如美国专利申请公开U.S.2003/0087098 A1中，其于2001年11月5日申请，标题为COMPOSITEWEBS WITH REINFORCING POLYMERIC REGIONS AND ELASTICPOLYMERIC REGIONS，及美国专利申请公开U.S.2003/0084996 A1，其于2001年11月5日申请，标题为METHODS FOR PRODUCINGCOMPOSITE WEBS WITH REINFORCING DISCRETE POLYMERICREGIONS。
图15表明根据本发明原理，在一个基底表面10上提供聚合结构14的一个系统和方法中的织物通道和辊。图15所示的系统包括基底10，其限定通过系统的织物通道。基底10在各种辊上的旋转箭头表明的下游方向移动通过系统。在解开后或从供应源以其他方式提供后(例如基底10可以用如图15所示的系统制造)，基底10被送至在支撑辊20和成型工具30之间咬送。
尽管在示例性实施方案中，优选使用辊形式的成型工具来形成复合织物，但应该理解本发明的成型工具可选择地可由辊之外的形式来提供，例如环带等。此外，成型工具(辊或其他方式)可由任何适合技术来制造，例如机械、蚀刻，螺旋缠绕辊(如公开于例如美国专利6,190,594 B1中，标题为TOOLING FOR ATRICLES WITHSTRUCTURED SURFACE)、堆片技术等。
在基底10上提供聚合结构14的方法包括将熔融热塑性组合物输送至成型辊30的外表面32，其包括形成在外表面32中的一个或多个凹陷。熔融热塑性组合物41通过挤出机40形式的输送装置供应至成型辊30的外表面32。通过刮刀42作用于成型辊30的外表面32从外表面32涂抹或移除熔融热塑性组合物。尽管需要从成型辊30的外表面32除去所有热塑性组合物，在用刮刀42涂抹后，一些热塑性组合物可以保留在外表面32上。
优选将刮刀42加热到至少热塑性组合物的熔融处理温度。优选的是刮刀温度与由挤出机40挤出的熔融热塑性组合物41的温度相同或更高。
在本发明系统中也优选控制辊30的辊温度。如上所述，优选的是辊温度低于附着在辊30上的热塑性组合物的熔融处理温度。通过控制辊温度，可以得到所述的各种处理优点。
图示系统中的挤出机40优选将熔融热塑性组合物41挤到刮刀42和辊30外表面32的界面处。在一些例子中，熔融热塑性组合物41可以沿刮刀42流到刮刀42和辊30间的界面处。
当熔融热塑性组合物附着到成型辊30外表面32时，成型辊30外表面32中的凹陷优选接受部分熔融热塑性组合物。通过刮刀42在成型辊30外表面32上的涂抹作用可以促进熔融热塑性组合物填充凹陷。可以控制熔融热塑性组合物41从挤出机出来的流速，使得熔融热塑性组合物体积优选与通过刮刀的凹陷体积相等。由于这种关系可以防止或减少热塑性组合物在刮刀42后积聚，因而是有利的。由于较低辊温度会增大热塑性组合物粘度而使凹陷不能正常填充，因此热塑性组合物在刮42后积聚是有害的。
图16是放大部分剖视图，表明刮42和成型辊30中带有凹陷34的外表面32间的关系。辊30旋转使得外表面32在箭头所示方向通过刮刀42。所示实施方案的熔融热塑性组合物41射到刮刀42上表面，并朝刮刀42和辊30外表面32间的界面流下该表面。可选择地，可以调整熔融热塑性组合物流，使其直接流进刮刀42和辊30间的界面。
如图16所示，当凹陷通过刮刀42下面时，它们优选充满熔融热塑性组合物41。在所示实施方案中，优选调节熔融热塑性组合物41的流动，使得其于流过刮刀42下面的凹陷34体积相等。这种结果使得仅有有限量或没有热塑性组合物材料会积聚在辊30和刮42的界面处。
实现上述结果包括控制辊30的温度及下列中的一个或多个：刮刀温度，熔融热塑性组合物温度，辊速，熔融热塑性组合物的流速，通过刮刀42施加在成型辊30上的压力或外力等。
图16所示的另一种可选择的特征是用刮刀42从辊30的外表面32除去大量熔融热塑性组合物41。这样，已通过刮刀42的凹陷34中的熔融热塑性组合物仅限于凹陷。相比而言，图17表明一种可选择的方法，其中在凹陷通过刮刀142后，熔融热塑性组合物141的层143保留在辊130外表面132上。层143可用于形成图2和图3所示的底部薄膜。本发明系统和方法中，对形成底部薄膜的控制，可以通过调节例如辊温度、刮刀温度、熔融热塑性组合物温度、辊速、熔融热塑性组合物流速、通过刮刀施加在成型辊上的压力或外力、刮刀和成型辊间的间隙(如果有)、凹陷间的间距、凹陷体积等来实现。
图17所示的另一种任选的特征是至少在凹陷134的外围部分形成脊部135。脊部135高于辊130的外表面132。升高脊部135的一种可能优点在于，通过在聚合结构外围提供薄弱区域有利于从基底上的聚合结构除去底部薄膜。
参照图15，随着凹陷至少部分地用所需的熔融热塑性组合物填充，成型辊30继续旋转，直到凹陷和其所含的熔融热塑性组合物通过支撑辊20在咬合处(即成型辊30和支撑辊20形成的压线)与基底10接触。此时，凹陷中的熔融热塑性组合物开始转移至基底10。通过控制辊温度低于热塑性组合物的熔融处理温度，凹陷中的热塑性组合物优选从凹陷完全释放，从而基本上凹陷中所有的热塑性组合物转移至基底10。
本发明方法中所用的基底10包括一个或多个其上附着有熔融热塑性组合物的多孔主表面时，通过熔融热塑性组合物渗入基底10的多孔表面，优选形成机械连接。在本发明中，术语″多孔″包括在其中形成空间的两种结构，及由熔融热塑性组合物渗入纤维(例如织物，非纺织物或编织物)而成的结构。如果基底10不是多孔的，而是由热塑性组合物制成，那么可以通过相互混合连接聚合结构。
成型辊30和支撑辊20间的咬送压力优选足以使辊30凹陷中的热塑性组合物连接至基底10。如果基底表面是多孔的，那么聚合结构中的部分热塑性组合物渗入和/或封装部分多孔基底10，以提高聚合结构对基底10的连接。如果基底10的表面包括纤维(例如基底10在其主表面上包括织物、非纺织物或编织材料)，那么优选的是热塑性组合物封装所有或部分基底10表面上的纤维，以提高聚合结构对基底10的连接。
在某些条件下，如果基底10在其整个厚度内是多孔的，那么凹陷34中的熔融热塑性组合物可以全部透过基底10。在其他例子中，熔融热塑性组合物的渗入限于基底10的外层或一些层。
然而，应该理解，尽管基底10外表面表现出某些多孔性，但多孔性不必延伸通过基底10的全部厚度。例如，基底10可以具有各种不同层，其中一层基本上无孔。在另一种选择方式中，基底10的全部厚度使其作为非多孔整体，即使基底10的外表面表现出如上所述的多孔性。
取决于处理的基底材料和/或熔融热塑性组合物类型，支撑辊20可以包括各种不同特性。在一些例子中，支撑辊20的外部可以是橡胶或适于成型辊30形状的其他适合材料。如果使用适合材料，如橡胶，则其硬度约10-90 Shore A。
图18的放大剖视图表示在输送咬合中的一种这样变体，其中适合支撑辊30表示为使部分基底10压进凹陷34(其中含有热塑性组合物41)。如果面对凹陷34的基底10表面是多孔的，部分熔融热塑性组合物41可以进入基底10的多孔表面。如果凹陷34没有完全充满熔融热塑性组合物41，那么使基底10进入凹陷是特别有利的，这样可以提高基底10与熔融热塑性组合物41接触的可能性。
其他支撑辊也可以用于本发明中。例如，支撑辊可以具有使基底进入凹陷的匹配突起。在另一种选择中，支撑辊可以具有结构(与光滑相反)表面，使得仅在支撑辊具有突出结构时提高应用到基底10的压力。例如，支撑辊可以带有起皱表面或其他，包括肋、杆等，以使形成于凹陷中的聚合结构与基底10连接不同。
如上所述通过控制成型辊的温度，可以增强凹陷34中热塑性组合物41的转移，这是由于冷却辊温度优选使直接与凹陷34表面相邻的热塑性组合物冻结或固化，同时离凹陷34表面最远的热塑性组合物41保持充分熔融，以实现所需的对基底10的连接。如果表面用低表面能材料(例如氟代乙烯等)涂覆，那么可以增强热塑性组合物从辊30的凹陷34和/或外表面32的释放。
除了控制成型辊的温度外，控制支撑辊20的温度也是有利的。例如，优选加热或冷却支撑辊20表面，以到选定温度。
尽管用图15所示的系统和方法可以制得仅在其一个主要侧面带有聚合结构的复合织物，但是根据本发明原理聚合结构可以在基底的两个主表面上。一个例子可以包括例如在两个分离基底的每一个的一个表面上形成聚合结构，然后将两个基底层压在一起，形成在两个主表面上带有聚合结构的一个基底(参见例如图14)。可选择地，一个基底可送至由两个成型辊形成的辊隙中，其中每个成型辊基本上同时在织物两侧附着聚合结构。
尽管图15表明使用成型辊30仅应用一种热塑性组合物，但是应该理解，两种或多种不同热塑性组合物可应用到成型辊30的外表面。图19表明一个系统的一部分，其中三种熔融热塑性组合物(区A，B，C)被输送至绕轴531旋转的成型辊530表面的不同部分。如果使用挤出机540a，540b和540c，那么可以按不同区的熔融热塑性组合物在处理中不混合的方式输送不同热塑性组合物。
成型辊530也包括不同组凹陷534a，534b和534c，其上可以应用不同熔融热塑性组合物。成型辊530上不同区内的凹陷有不同的形状，不同尺寸，和不同间距。例如，区C中的三角形凹陷排列成不规则不重复图案，而区A和B中的凹陷排列成规则重复图案。
使用图19的系统，可以使用不同热塑性组合物在一个基底或不同基底上形成不同组聚合结构。因此，可以选择热塑性组合物，以具有与使用复合织物制得的最终制品的制造或最终用途性能相关的不同性能。
图20是可用于本发明中的成型辊630一部分的俯视图。辊630包括外表面632，其中形成带图案的凹陷634。凹陷634可以例如是交叉槽的形式，使得形成网状图案。
图21和图22表明可使用图20的成型工具630制造的复合织物，其中图21是制品的俯视图，图22是复合织物沿图21中的线22-22的剖视图。聚合结构614包括与基底610的表面611连接的分段616(参见例如图22)及不与基底610的表面611连接的分段615。优选的是对着未连接的分段615的基底610的部分618形成与聚合结构614分开的弓形通道。
此外，尽管图未示，但是所有或部分聚合结构614可以包括形成在其上表面的表面特征(例如图12和图13所示)。
图21和图22的复合织物，例如可通过将弹性热塑性组合物转移至基底610来形成。弹性热塑性组合物优选形成表现出弹性的聚合结构614。更优选的是，聚合结构614对基底610表现出不同连接，使得部分基底610比其他部分与聚合结构614连接的更牢固。例如，优选的是聚合结构614的各种线或分段间的交叉部比中间分段连接的更牢固。这些更牢固的连接点可以是如上所述的图6-13所示的局部增大量的熔融热塑性组合物的结果。
此外，优选的是基底610由非弹性材料或屈服点低于弹性聚合结构614的弹性材料制成。转移热塑性组合物后，基底610(其上形成聚合结构614)可以在箭头602的方向延伸(参见图21)。延伸优选足以使基底610沿至少一部分分段615与聚合结构614分离，并在图22中观察到积聚或皱纹。
延伸也优选足以使基底610永久伸展，以在取消延伸力后为形成弓形部分618提供所需的额外长度。作为延伸的结果，聚合结构614本身可以发生部分永久伸展，但其幅度低于基底的，使得形成图22所示的弓形部分618。
尽管基底610优选是可延伸的，例如通过在基底中提供裂缝，也可使不可延伸的基底610成为可延伸的。弹性聚合结构614优选跨越该裂缝。提供或改进基底可延伸性的一些示例性纵裂方法公开于国际公布WO 96/10481(Abuto等人)中。其他技术也可用于提供或改进本发明所用基底的延伸性。例如，美国专利4,223,059(Schwarz)和5,167,897(Weber等人)中所述的机械延伸方法可用于提供或改进可延伸性。
除了在方向602延伸外，沿图21中箭头603的方向延伸复合织物也是有利的。二维延伸可以使基底在两个方向永久延伸，其中基底在聚合结构614的交叉点间形成枕头状结构。
另一种可选择是得到图22的复合织物，可以使用本身是弹性的基底610。在转移聚合结构614之前，这种弹性基底可以在机器方向和/或一个或多个不同方向延伸。在延伸的弹性基底610上形成聚合结构之后，可以松弛基底610，使得形成弓形部分618。
如图21和图22所示的复合织物可以用作例如弹性元件，用于可弃制品、尿布、失禁装置、睡袍、衣服、过滤装置等。
作为图20的带图案的凹陷的可选择方式，图21和图22的聚合结构614可以用图23所示的系统和方法来形成。该系统包括带有外表面732的成型辊730。一系列凹陷734形成在成型辊730的外表面732中。图23所示的一个特征是，刮刀742包括凹口750，使得涂抹后部分熔融热塑性组合物通过刮刀742和辊730间的界面，并保持在辊730的外表面732上，成为一系列绕辊730的部分圆周延伸的线752。在这种方式中，可以得到图21和图22的交叉阴影图案，而不需要精确相应于聚合结构614形状的带图案的凹陷。
图24表明本发明所用的另一种系统和方法。该系统包括带有外表面832和形成于其中的凹陷834的成型辊830。以与图16和图17所述相似的方式，该系统包括除了用作刮刀外还用作挤出模头的刮刀842。刮刀包括孔843，从中挤出第一熔融热塑性组合物841。熔融热塑性组合物841沿刮刀组842的表面844流下，直至与辊830的界面。此时，熔融热塑性组合物841填充凹陷834。
除了挤出熔融热塑性组合物841之外，图24的刮刀组842也包括任选的孔863，通过该孔第二熔融热塑性组合物861流到成型辊830的外表面832。随着辊830在所示箭头方向旋转，第二熔融热塑性组合物861通常优选以连续线860的形式提供。第二熔融热塑性组合物861可以与第一熔融热塑性组合物841相同或不同。
其他变体包括限制凹陷834的尺寸，或它们可以延伸穿过辊表面(如图23所示)。如果如图23所示凹陷834延伸穿过辊表面，那么图24的系统可以提供另一种形成如图21和图22所示的聚合结构的可选择系统和方法。图24系统的一个可能优点在于，熔融热塑性组合物841和861可以不同，从而例如使得到的复合织物具有不同性能。
不管用于形成图21的聚合结构614的方法，由于在分段615和616间的交叉点处增大量的热塑性组合物，聚合结构614可以表现出不同的连接。增大量的区域可以形成连接区域617(参见图21)，其与基底610牢固连接，而分段615和616可以与基底610不牢固地连接或不连接，即其可以是分离区域。在转移聚合结构后，分离区域可以立即与基底轻度连接，但在拉伸或其他物理处理后(例如弯折，挠曲等)会与基底610分离。可选择地，分离区域可以由在接触基底610之前降低至熔融处理温度以下的热塑性组合物形成，这样在将聚合物结构614转移至基底过程中没有形成连接。
图25A-25E表明可替换的复合织物结构，其中不同聚合结构中的两种不同热塑性组合物转移至基底，或其中相同热塑性组合物以两种不同结构应用至基底。这种结构用于阐明本发明的转移方法可用于在基底相同区域上提供彼此重叠的不同聚合结构。在一个实例中，一种聚合结构表现出弹性性能，而其他聚合结构没有这种表现。
尽管在每个图中仅表示出两种不同结构，但应该理解可以有多于两种的不同聚合结构。此外，如果需要，在聚合结构上可以提供如图13所示的表面特征。此外，尽管在每个图中仅表示出一组聚合结构，每种复合织物可以包括多个相同或不同的聚合结构。这种不同聚合结构可以例如由连续位置形成，例如由图15所示的位置。
图25A表明在基底910a上的第一聚合结构914a和在基底910a及第一聚合结构914a上的第二聚合结构924a。第二聚合结构924a可以与第一聚合结构914a连接或不连接。
图25B表明在基底910b上的第一聚合结构914b和在基底910b上及在第一聚合结构914b上方的第二聚合结构924b。第二聚合结构924b可以与第一聚合结构914b的上表面连接。
图25C表明基底910c上的第一聚合结构914c和与区域926c中的基底910c连接并在第一聚合结构914c上方延伸的第二聚合结构924c。第二聚合结构924c与第一聚合结构914c的上表面分离。
图25D表明直接与基底910d连接的第一聚合结构914d和仅在第一聚合结构914d上的第二聚合结构924d，即在基底910d上的第一聚合结构914d的印迹内。第二聚合结构924d与第一聚合结构914d的上表面连接。
图25E表明都与基底连接的第一聚合结构914e和第二聚合结构924e。这两种结构包括通常位于图25E的区域928e内的分离部分。第一聚合结构914e包括与基底连接的部分和与基底分离的部分。第一聚合结构914e的分离部分通常在第二聚合结构924e的一部分下面。第二聚合结构924e也包括与基底连接的部分和与基底分离的部分。第二聚合结构924e的分离部分通常在第一聚合结构914e的上方。
除了在基底上附着非弹性或弹性热塑性聚合结构之外，也可以预期使用公知方法可以将额外材料涂覆到基底主表面上。这种材料例如是粘合剂，这些公开于例如美国专利5,019,071(Bany等人)；5,028,646(Miller等人)；和5,300,057(Miller等人)中；或粘结剂，这些公开于例如美国专利5,389,438(Miller等人)和6,261,278(Chen等人)中。
封闭元件和系统
尽管本领域中存在多种类型结构可以在基底间提供连接，也存在多种可以提供封闭元件的系统，但是仍需要持续改进封闭元件和系统。本文所述的聚合结构和复合织物可用于提供封闭元件和系统。例如，如上所述，由图12所示的成型工具提供的图13所示的聚合结构可以提供用于机械扣紧系统中的表面特征352。此外，如图25E所示的某些复合织物结构可以，例如通过固定材料(如纤维，环等)在聚合结构914e的分离部分间提供机械扣紧，以提供定向封闭。下面说明其他示例性封闭元件和系统；然而，应该理解本发明所预期的封闭元件和系统不限于这里所述的实施方案。
包括与基底连接的热塑性聚合结构的复合织物可以有利地提供封闭元件和系统，包括但不限于，低光滑度的平面封闭元件和系统，其中聚合结构提供封闭元件。这种元件例如通过与环纤维材料配合，通过与挤压形成的环状材料配合，通过自配合设计等提供封闭。
本发明的封闭元件和封闭系统通常包括本文所述的复合织物，其中复合织物包括带有第一主表面的基底及与基底第一主表面连接的热塑性组合物的一种或多种聚合结构。这种聚合结构可以提供本发明封闭系统的封闭元件。在本系统中，一种或多种聚合结构的每一个聚合结构占据基底第一主表面的一定区域。聚合结构所占据的这种区域优选包括连接区域，或接合区域，其中聚合结构的热塑性组合物与第一主表面连接。聚合结构所占据的区域还包括至少一个分离区域，其中聚合结构不与基底第一主表面连接。
提供封闭元件和封闭系统的本发明复合织物可任意地包括本文所述的材料。例如，基底第一主表面可以包括熔融处理温度在或低于一种或多种聚合结构的热塑性组合物的熔融处理温度的聚合材料。复合织物也可以包括聚合薄膜形式的聚合材料。
此外，形成本发明的封闭元件和封闭系统的连接聚合结构可以包括本文所述的结构和方法。例如，本发明可以包括复合织物，其包括带有第一主表面的基底，第一主表面包括多孔表面，其中一种或多种聚合结构的连接区域中的热塑性组合物渗入多孔基底第一主表面，其深度例如至少为基底多孔部分厚度的50％。此外，基底第一主表面可以包括纤维，优选是聚合纤维，其熔融处理温度在或低于一种或多种聚合结构的热塑性组合物的熔融处理温度，其中至少部分纤维封装在连接区域内的热塑性组合物中。各实施方案还包括提供封闭元件和系统的复合织物，其中一种或多种聚合结构中每种聚合结构或其部分包括一份，全部量的热塑性组合物。
还可以预期的是，本发明的复合织物还可以包括如下实施方案，其中一种或多种聚合结构的热塑性组合物包括一种或多种弹性聚合成分成分，使得一种或多种聚合结构表现出弹性性能。此外，本发明复合织物可以包括一种或多种聚合结构中的至少一种，其上表面远离基底第一主表面，其中上表面包括表面特征，如从其突出并形成于其上的茎或插针。
如前所述，提供复合织物的方法也用于提供制备本发明的封闭元件和封闭系统的方法。例如，连接制品的方法，如可预期的与上述基底连接的聚合结构，其中该方法包括提供复合织物，其包括带有第一主表面的基底及与基底第一主表面连接的热塑性组合物的一种或多种聚合结构，其中一种或多种聚合结构中的每种聚合结构占据基底第一主表面的一定区域，一种或多种聚合结构所占据的区域包括连接区域，其中聚合结构的热塑性组合物以任何适合方式与第一主表面连接，所占据的区域还包括其中聚合结构不与基底第一主表面连接的分离区域。
基底、热塑性材料、形成包括热塑性聚合结构的复合织物的方法、在聚合结构的织物上的形状和分布可以是适合提供封闭元件和系统的任何方式。此外，聚合结构封闭元件可以任何适合方式与基底连接。连接封闭元件的有用技术包括例如使用凹版辊的凹室制备封闭元件，凹室可提供保持足够热量以熔化相容基底的较厚区域。这种方法的一个实例公开于图12和图15中。如果基底表面包括纤维基材料，如非纺织物或织物材料，那么该区域可以流进基底并封装纤维，从而使用各种深度的凹室以实现连接和分离区域。另一种可能方法包括挤出过程，其中刮刀中开有槽，以在凹版辊上附着出熔融聚合物区，其与凹室形成重叠结构。这种方法的一个例子如图23所示。这样提供了较厚聚合物区域，其可保持足够热量和流动性，以连接基底及封闭元件。
图26a-26b表明一种本发明的复合织物结构，其包括椭圆形状的封闭元件26a，其带有分离端部区域26b。图26a表明基底的俯视图，其包括与基底第一主表面26c连接的椭圆形状的封闭元件26a。封闭元件26a与连接区域26d中的基底连接，这部分基底在椭圆形状的封闭元件26a的分离区域26b间延伸。可选择地，应该理解，椭圆形状的封闭元件26a可以与基底第一主表面26e连接，成为单独分散的封闭元件，彼此没有通过连接区域26d连接。此外，椭圆形状的封闭元件26a可以多种构型中的任一种与基底26c连接，例如规则图案、不规则图案、随机图案，封闭元件可连接到基底26c的全部表面上，或仅在一部分基底26c上等。
图26b是单个椭圆形状的元件26a沿图26a中的线26b-26b的剖视图。图26b表明封闭元件26a的中心部分(其优选在连接点26e穿进基底)和与基底26c分离的两个部分26b。所示封闭元件26a的部分26b悬挂在基底第一主表面26c上方并与其对齐。
术语″悬挂″(及其变体)指突出于基底的部分封闭元件，其中部分封闭元件仅在一端支撑。例如图26b所示，封闭元件的分离和悬挂区域与基底的第一主部分对齐。即封闭元件26a的分离和悬挂部分26b基本上平行于基底26c的表面。可选择地，分离和悬挂部分26b以使该部分基本上不平行于基底表面的方式定向。术语″悬挂″(及其变体)不用于指不与基底表面(悬挂部分所悬挂的)接触的任何聚合结构的悬挂部分。此外，在一些例子中，悬挂部分可与下层基底表面接触(但不与其连接)，在其他例子中，悬挂部分可以不与下层基底表面接触。
图26b所示的剖视图表明椭圆形状的聚合封闭元件26a，其占据基底26c第一主表面的表面区域，其中元件包括与基底26c表面连接的连接区域26e和不与基底26c连接的分离区域26b。此外，在分离区域26b中，所示的聚合封闭元件悬挂在基底26c第一主表面上方，并与其对齐。
当封闭元件尺寸适合时，如图26所示的封闭元件优选能够与环材料配合。这种封闭元件通常耐剪切，即限制两个基底滑动的能力，但是封闭元件没有表现出较强的剥离力。为制备提高耐剪切性和提高剥离特性的本发明的封闭元件，聚合封闭元件可以包括倒刺结构。
包括倒刺结构的聚合封闭元件一个实例表示在图27a-27b中。图27a是包括封闭元件27a的基底的俯视图，该封闭元件包括倒刺结构27f。封闭元件27a包括至少一个分离区域27b，并在连接区域27e处与第一基底主表面27c连接。分离区域27b悬挂在基底27c第一主表面上方，其特征是具有支撑在基底27c第一主表面上方的自由端的茎。
封闭元件27a通过在封闭元件27a间延伸的连接区域27d彼此连接。可选择地，可以理解，封闭元件27a连接至基底27c第一主表面，作为单独分散元件，即不与连接区域27d相互连接。此外，封闭元件27a可以用多种构型的任一种与基底27c连接，例如规则图案、不规则图案、随机图案，封闭元件可连接到基底27c的全部表面上，或仅在一部分基底27c上等。
如图27a所示，每个封闭元件27a在分离区域27b包括倒刺结构27f。可选择地，可以预期一些封闭元件27a可以仅在一些分离区域27b上包括倒刺结构27f。此外，某些实施方案可以包括没有倒刺结构27f的封闭元件27a。如图27a所示，每个封闭元件27a包括四个不同的分离区域27b。可选择地，一些或所有的封闭元件27a可以包括多于或少于四个不同的分离区域27b。
此外，倒刺结构27f接近分离区域27b的末端，远离连接区域27e。然而，可以理解，倒刺结构27f  以沿分离区域27b处于任何位置，倒刺结构27f的位置可以随不同分离区域27b而变化，倒刺结构27f的位置可以随不同封闭元件27a而变化。
可以理解，倒刺是一种从第一方向向外延伸的结构，包括从基本上垂直于第一方向的第二方向延伸到基本上相对第一方向的突起。这种元件适于与环纤维材料配合，从而与不包括倒刺的封闭元件相比，具有增大剥离和剪切性能的封闭元件。
此外，如图27b所示，封闭元件27a可以包括悬挂的分离区域27b。这种悬挂和分离的区域27b可以与基底27c第一主表面对齐或不对齐。图27b是图27a的封闭元件27a沿图27a中的线27b-27b的剖视图。在此实施方案中，元件27a的分离区域27b是悬挂的，并且不与基底表面27c对齐，相反是倾斜远离基底27c的表面。提供不与基底27c的主表面对齐的分离区域27b除了使用工具辊形成封闭元件27a之外，还需要额外处理。例如，分离区域27b需要从其形成时的形状变形，例如通过使用逆方向转的辊、毛刷、真空组件等处理分离区域27b形成变形。在另一个实例中，在形成封闭元件27a后，基底27c立即置于尖锐边缘上方。
图28a-28c表明具有包括倒刺的封闭元件的本发明复合织物的另一个实施方案。图28a是包括第一主表面28c的基底的俯视图，带有与其连接的单独分散的封闭元件28a。封闭元件28a包括带有倒刺结构28f的分离区域28b。在图28a中，封闭元件28a在基底28c表面上规则分开。然而，如图27a的实施方案所示，封闭元件28a可用多种构型中的任一个与基底28c连接，例如规则图案、不规则图案、随机图案，封闭元件可连接到基底的全部表面28c上方，或仅在一部分基底28c上等。如图28a的每个封闭元件28a(图28b中放大表示)在分离区域28b包括倒刺结构28f。可选择地，可以预期一些封闭元件28a可以仅在一些分离区域28b上包括倒刺结构28f。此外，某些实施方案可以包括没有倒刺结构28f的封闭元件28a。如图图28a和图28b所示，每个封闭元件28a包括四个不同的分离区域28b。可选择地，一些或所有的封闭元件28a可以包括多于或少于四个不同的分离区域28b。此外，如图28b所示，倒刺结构28f在分离区域28b相对连接区域28e的末端。然而，可以理解，倒刺结构28f可以沿分离区域28b处于任何位置，倒刺结构28f的位置可以随不同分离区域28b而变化，可以随不同封闭元件28a而变化。
本发明复合织物适用于各种具体封闭需求，这取决于所需的封闭元件的形状和尺寸。例如，图29和图30表明本发明复合织物的某些额外预期实施方案，包括适用于多种不同需求的不同形状的封闭元件。
图29A表明基底俯视图，包括第一主表面29c，还包括在连接区域29e连接到其上的分离封闭元件29a(参见图29B)。在此实施方案中，该封闭元件29a仅在元件连接区域29e的一侧上包括至少一个分离区域29b。分离区域29b可以包括一个不同区域，如接头中，或可以包括多于一个的不同元件，如图29B所示。
在图29A中，封闭元件29a在基底29c表面上规则分开。然而，如图27a的实施方案所示，封闭元件29a可以以各种构型与基底29c连接，例如规则图案、不规则图案、随机图案，封闭元件可连接到基底29c的全部表面上方，或仅在一部分基底29c上等。
此外，如图29C所示，封闭元件29a可通过在封闭元件29a的连接区域29e间延伸的连接区域29d相互连接，如图26和图27的实施方案所示。
如图30所示，还可以预期本发明的封闭元件可以在封闭元件连接区域的多个侧面上包括多个分离区域，这取决于封闭需求和可能存在的任何物理约束。例如，图30的封闭元件30a包括从连接区域30c延伸的八个不同分离区域30b。根据需要，本发明的封闭元件可以包括较多或较少的各种形状和尺寸的分离区域。
图31a-31b是本发明复合织物上的封闭系统的进一步实施方案。该实施方案包括的封闭元件具有包括柔软分离区域的热塑性聚合结构，从而提供弹簧型配合元件。图31a是第一基底主表面31c的俯视图，包括具有分离区域31b的分散封闭元件31a，分离区域包括热塑性聚合结构，从而提供弹簧型配合元件31j。在此实施方案中，分散封闭元件31a包括连接区域31e，其包括基座，其中热塑性聚合结构与基底表面31c和在连接区域31e一侧上的分离区域31b连接，在分离区域31b中包括一个或多个悬挂元件。分离区域31b的悬挂元件优选是柔软的，还可以包括倒刺31f。此外，悬挂元件可以与基底31c表面对齐，或朝向或远离基底31c表面倾斜，这取决于封闭需求。
除了图31a所示的封闭元件外，如图31b所示，封闭系统还包括补充基底31k，其包括一个或多个开口31m。补充基底31k中的一个或多个开口31m可以是任何形状，例如圆孔、椭圆形孔、矩形孔、狭缝等，只要开口31m能够接受用于形成封闭元件31a的弹簧型配合元件31j的一种或多种热塑性聚合结构，使得当弹簧型配合元件31j位于补充基底31k的一个或多个开口31m中时，补充基底31m的移动和其上连接封闭元件31a的基底31c的移动彼此相对受限制。
例如，图31b表明图31a的弹簧型配合元件31j与补充基底31k的补充狭槽开口31m配合，其提供弹簧型配合元件31j的接受元件。另一种适用于配合图31a封闭元件的补充表面可以包括例如由纤维环形成的开口。
图32a和图32b表明本发明另一个预期的实施方案，包括具有包括升起部分和周围谷部的基底第一主表面的复合织物。升起部分可以包括例如脊部(如图所示)，分散插针等。如图32a所示，基底第一主表面32c可以包括升起部分32n及在升起部分32n间的凹陷或谷部32p。尽管图32a表明升起部分32n从谷部32p表面计具有均匀高度h，但是应该理解，本发明的实施方案也可以包括具有不均匀高度的升起部分32n和具有基本上不平行于周围谷部32p表面的表面32o的升起部分。包括图32a所示复合织物的这种结构可选择地用例如图6和图7中所述实施方案的工具来形成。
图32是图32a的结构图，还包括与升起部分32n连接的聚合结构32r。聚合结构32r可按任何适合方式与升起部分32n连接，包括本文所讨论的任何连接方式。此外，聚合结构32r可以包括封闭元件，包括但不限于，本文所述任何结构的封闭元件。此外，尽管图32b表明其中聚合结构32r与每个升起部分32n连接的实施方案，但是应该理解，本发明预期的实施方案中，并不是所有的升起部分32n都包括与其连接的聚合结构32r。
此外，聚合结构可以与基底表面32c的升起部分32n连接，例如成为规则图案、不规则图案、随机图案等。此外，聚合结构32r可以与具有表面32o的升起部分32r连接，表面32o基本上不与周围谷部32p的表面平行。
图33a和图33b表示在封闭结构中提供自配合系统的封闭系统。图33a表明与基底33c连接的第一封闭元件33a。封闭元件33a包括连接区域33e和在连接区域33e一侧上的分离区域33b。分离区域33b包括一个悬挂于其上并优选与基底第一主表面33c对齐的元件33s，使得悬挂接头状结构形成在支撑在基底33c第一主表面上的分离区域33b中。
封闭元件33a优选形成口袋状，其一侧被基底33c而相对侧被分离区域33b所限定。口袋中任何元件沿x-轴向左的移动都受连接区域33e的限制。同样，对于完全插进口袋中的元件而言，在沿y-轴任何方向的移动相似地受连接区域33e限制(由于接近连接区域33e的元件末端与连接区域33e接触)。
图33b是当与补充第二封闭元件33a′配合时，图33a沿图33a的线33b-33b的剖视图。第二封闭元件33a′与基底33c′第一主表面连接，包括分离区域33b′和连接区域33e′。分离区域33b′提供悬挂接头结构，连接区域33e′以与由第一封闭元件33a形成的第一口袋相似的方式形成第二口袋。如图33b所示，当在封闭结构时，第一封闭元件33a的悬挂接头优选在第二封闭元件33a′的第二口袋中，第二封闭元件33a′的悬挂接头优选在第一封闭元件33a的第一口袋中，因此提供的封闭系统中封闭元件33a和33a′以自配合方式配合。
第一封闭元件、第二封闭元件或这两个封闭元件的热塑性结构的连接区域可以是任何方便形状，如有助于形成口袋的盒形连接区域或U-形连接区域。此外，当封闭元件包括例如U-形连接区域且当封闭系统处于封闭结构时，第一封闭元件的悬挂接头至少部分地或基本上完全位于第二口袋内，或者第二封闭元件的悬挂接头至少部分地或基本上完全位于第一口袋内。
此外，尽管图33的封闭系统表明封闭系统的两个封闭元件都具有相同长卵形状，但是本发明预期封闭系统中的封闭元件可以是各种形状和尺寸，其中第一封闭元件和第二封闭元件不必具有相同形状和连接结构，只要在封闭结构定向时，元件能够提供所需的自配合封闭系统。
实施例
下面的实施例用于增强对本发明的理解。但是实施例不意图用于限制本发明范围。
实施例1：
使用与图15所示相似的系统制备复合织物。使用安装有齿轮泵的40mm直径双螺杆挤出机以约为246℃的熔融温度将熔融聚丙烯聚合物(7C05N，Huntsman)输送至模头。定位模头使熔融聚合物的薄膜向下垂直地挤出至热刮刀和冷成型辊的界面区域。
用每线性英寸93磅(163Newtons/cm)的压力将刮刀压向成型辊(这种压力使熔融聚合物在刮刀和辊间产生间隙，从而限定底部薄膜的厚度)。使刮刀保持在温度246℃，利用循环冷却油通过辊内部使成型辊保持在温度30℃。
使用计算机控制的研磨机加工成型辊外表面，使其具有一系列延长椭圆形或环形凹陷，中心有岛状物，这种形状与图10所示的凹陷相似。然而，凹陷具有恒定深度。在辊周围有8个凹陷。凹陷是椭圆形状，在最大区域长度为8.825cm，宽度为2.00cm。每个椭圆的长轴与机器方向(织物方向)成18°角。以12.1cm的中心间距排列椭圆。整个椭圆凹陷的最大深度为0.80mm，这些凹陷侧面半径为0.80mm。
旋转成型辊使刮刀将熔融聚合物涂抹进这些凹陷，同时也形成底部薄膜层(如图17所示)。在刮刀涂抹后，在咬送压力为14磅/线性英寸(25Newtons/cm)的条件下，成型辊靠着适合支撑辊(硬度75Shore A)连续旋转，直到涂抹的聚合物与聚丙烯非纺织物基底接触聚丙稀非纺织物(Product C007 5Style 3320，基重27克/平方米(gsm)，BBA非纺织物)。
在椭圆凹陷和非纺织物基底间实现聚合物机械连接，同时在底部薄膜和基底间没有这种连接。当基底离开成型辊时，形成底部薄膜和形成椭圆特征的聚合物基本上全部从成型辊表面除去。形成的底部薄膜厚度为0.051mm，椭圆区域的厚度(测量基底和椭圆区域)是0.83mm。
实施例2：
使用与图15所示相似的系统制备复合织物。使用安装有齿轮泵的40mm直径双螺杆挤出机以约为246℃的熔融温度将由苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(KRATON G-1657)组成的熔融聚丙烯聚合物(7C05N，Huntsman)输送至模头。定位模头使熔融聚合物的薄膜向下垂直挤出至热刮刀和冷成型辊的界面区域。使刮刀保持在温度246℃，利用循环冷却油通过辊内部使成型辊保持在温度30℃。用每线性英寸450磅(788Newtons/cm)的压力将刮刀压向成型辊。
使用计算机控制的研磨机加工成型辊外表面，使得在辊周围排列有6个不同区域。这些区域的每一个在垂直机器方向上(与成型辊的轴平行)包括一系列横向(CD)槽(凹陷)。6个图案每一个有30个CD槽，每个槽长度为9cm(方向平行于辊轴)。
在6个图案中，区域1被加工成CD槽1.241mm宽，0.2769mm深，槽间中心间距(在机器方向测得，即垂直于横向槽)为4.033mm。区域2包括的CD槽1.695mm宽，0.1727mm深，和中心间距为4.033mm。区域3包括的CD槽1.645mm宽，0.2007mm深，中心间距为4.033mm。区域4包括的CD槽1.531mm宽，0.2261mm深，中心间距为4.033mm。区域5包括的CD槽平行于辊轴，2.387mm宽，0.3023mm深，中心间距为4.033mm。区域6包括的CD槽2.195mm宽，0.3531mm深，中心间距为4.033mm。
除了辊中形成的CD槽外，加工刮刀使其包括15个凹口，从而在辊外表面上在机器方向(MD)形成聚合物的15条线(如图23所示)。凹口在刮刀中形成为槽(0.135mm宽，0.381mm深)，在垂直机器方向测得的中心间距为6.30mm。
用适合支撑辊(钢芯，橡胶套，硬度75 Shore A)形成的辊隙，将聚合物(KRATON G-1657)转移至非纺织物聚丙烯基底(Product C0075Style 3320，基重27gsm，BBA非纺织物)。用5℃温度的冷却水冷却支撑辊芯。施加在成型辊和支撑辊间辊隙上的压力是14磅/线性英寸(25Newtons/cm)。基底离开成型辊时，槽中和辊表面上的聚合物基本上全部从成型辊表面除去(如图15所示)。
在6个图案中每一个转移的聚合物的量对基底有不同的渗透级别。为表明这一点，得到的相应于区域3的复合织物的区域，只有在此区域中MD线(锯齿刮刀形成)与CD线(由CD槽中的聚合物形成)垂直时，在聚合物和基底间表现出较强粘合。在这些区域中，聚合物渗透进基底，并封装基底的纤维。然而，在CD线和MD线中的其余聚合物中，即交叉之外的部分，聚合物没有与基底形成较强连接。说明聚合物很少或没有渗透进基底。
当相应于区域3的一片复合织物在CD方向拉伸(例如用手拉长100％)并释放时，非纺织物基底在相应于CD和MD线交叉点间形成弓形部分，如图22所示。为加重图案，如区域6(其中CD槽较大)，聚合物渗透进非纺织物基底，从而在CD线全部长度上封装纤维。当相应于区域6的一片织物在CD方向拉伸并释放时，基底没有形成弓形部分，这与区域3的复合织物不同。6个图案中每一个形成的复合织物在初次拉伸和释放后都具有良好的弹性。对于6个图案中的每一个而言，CD线和MD线间的基底大部分基本上没有聚合物，这样得到高透气性的织物(因为非纺织物基底本身具有高透气性)。
上述具体实施方案阐明了本发明的实施。在缺少本文没有具体所述的任何元件或项目时，本发明都可实施。所有专利、专利申请和出版物的全部分开都在此引入作为参考。在不脱离本发明范围内，本领域所属技术人员可以对本发明做出各种修改和变化。应该理解，本发明不限于本文所述的示例性实施方案。

Claims (16)

1.一种制造复合织物的方法，该方法包括：
提供包括外表面的成型工具，该外表面包括一个或多个形成于其中的凹陷；
将熔融热塑性组分输送至该成型工具外表面上；
使该成型工具外表面保持在低于该热塑性组合物熔融处理温度的辊温度；
将该熔融热塑性组合物涂抹在该成型工具外表面上，其中至少一些熔融热塑性组合物进入该一个或多个凹陷；
通过使基底第一主表面与该一个或多个凹陷中的热塑性组合物接触，使该一个或多个凹陷中的热塑性组合物转移至基底，其中接近一个或多个凹陷表面的一个或多个凹陷中的部分热塑性组合物，在附着后和该一个或多个凹陷中的热塑性组合物接触基底第一主表面之前，降低到该热塑性组合物的熔融处理温度之下；及
转移后，使该基底和该一个或多个凹陷中的热塑性组合物从该成型工具分离，其中形成的复合织物在基底第一主表面上包括该热塑性组合物的一种或多种聚合结构。
2.如权利要求1所述的方法，其中远离一个或多个凹陷表面的一个或多个凹陷中的部分热塑性组合物保持在或高于熔融处理温度，至少直到一个或多个凹陷中的热塑性组合物与基底第一主表面接触。
3.如权利要求1所述的方法，其中辊温度比输送至该成型工具外表面上的熔融热塑性组合物的熔融热塑性组合物温度低摄氏20°或更多。
4.如权利要求1所述的方法，其中将该熔融热塑性组合物输送至该成型工具外表面上，包括将该熔融热塑性组合物挤到该成型工具外表面和刮刀之间的界面处。
5.如权利要求1所述的方法，其中将该熔融热塑性组合物输送至该成型工具外表面上，包括将该熔融热塑性组合物挤到刮刀上，其中该熔融热塑性组合物沿刮刀表面向下流到该刮刀和该辊外表面间的界面处。
6.如权利要求1所述的方法，其中基底第一主表面包括多孔表面，及其中该转移还包括把部分基底第一主表面压到该一个或多个凹陷中的热塑性组合物上，其中在该一个或多个凹陷中的至少一些凹陷中的部分热塑性组合物渗入该多孔表面中。
7.如权利要求4所述的方法，其中该基底的多孔表面包括纤维，及其中该转移还包括至少封装该一个或多个凹陷中的热塑性组合物中的至少一些纤维。
8.如权利要求1所述的方法，其中基底第一主表面包括纤维，及其中该转移还包括通过把基底第一主表面压到该一个或多个凹陷中的热塑性组合物上，将至少一些纤维的至少一部分封装到该一个或多个凹陷中的热塑性组合物中。
9.如权利要求1所述的方法，其中该基底包括聚合材料，其熔融处理温度在或低于该一个或多个凹陷中的热塑性组合物的熔融处理温度。
10.如权利要求1所述的方法，其中该热塑性组合物包括一种或多种弹性聚合元件，使得该基底上的一种或多种聚合结构表现出弹性性能。
11.如权利要求1所述的方法，其中该热塑性组合物包括一种或多种弹性聚合元件，使得该基底上的一种或多种聚合结构表现出弹性性能，及其中该方法还包括延伸该复合织物及其上的一种或多种聚合结构，使得延伸后该基底表现出永久伸展。
12.如权利要求1所述的方法，其中该热塑性组合物包括一种或多种弹性聚合成分，使得该基底上的一种或多种聚合结构表现出弹性性能，及其中该基底包括弹性基底，及其中该方法包括在使该织物的第一主表面与该一个或多个凹陷中的热塑性组合物接触之前延伸该弹性基底。
13.如权利要求1所述的方法，其中涂抹使至少一些熔融热塑性组合物留在该一个或多个凹陷外侧的成型工具外表面上。
14.如权利要求1所述的方法，其中在该成型工具外表面上附着该熔融热塑性组合物包括在该成型工具外表面上附着两种或更多种不同熔融热塑性组合物。
15.如权利要求1所述的方法，其中一个或多个凹陷中的至少一些包括形成于其中的腔，其中由该一个或多个凹陷形成的一种或多种聚合结构在其上表面上包括表面特征。
16.如权利要求15所述的方法，其中该表面特征与该一种或多种聚合结构同时形成。
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