用于潮湿及干燥用途的摩擦控制制品

摘要

一种摩擦控制制品(20)，它包括背衬层(21)，该背衬层具有至少100根直立杆(26)/英寸

说明书

                            发明领域

本发明涉及在潮湿及干燥的条件下具有舒适及柔软的手感、高的摩擦性能、以及良好的性能的摩擦控制制品。

                            发明背景

开发提高抓握和防滑的表面一般集中在制品的材料及表面外形。普通的材料包括：天然及合成橡胶、苯乙烯嵌段共聚物、胶乳、乙烯-乙酸乙烯酯、乙丙橡胶、聚氨酯、聚酯共聚物、聚酰亚胺等。表面外形可以由平滑到具有放大的抓握结构。

美国专利No.3,585,101公开了一种柔软的、延展的挠性材料，如铝、黄铜、塑料等的薄片，它压有滚花图案以提供改善的抓握表面。可使用粘合剂将该片施加在固体物上。

美国专利No.4,488,918公开了具有非滑表面的塑料膜，它包含由与塑料膜共挤出并与其粘合的第二热塑性材料而形成的有间距的、无规则的图案的硬峰和凸纹。该表面具有较高的、尖锐的、无规则的塑料峰和凸纹的图案，这些峰和凸纹足够尖锐、坚硬及粗糙，以与其它表面机械啮合。

美国专利No.5,234,740公开了具有带结构的表面的滑动控制表面。该带结构的表面包括凸起，一般是三棱锥的阵列。该专利公开了可施加于体育器械(如垒球球棒、高尔夫球棍、网球拍、短拍壁球拍、壁球拍、羽毛球拍)的手柄，以及工具手柄的薄片。

                            发明概述

本发明涉及在潮湿及干燥的条件下都具有舒适及柔软的手感、高的摩擦性能和良好的抓握性能的改善的摩擦控制或抓握表面。该抓握表面是柔软的带微结构的表面，它具有由热塑性弹性体制造的各种形状的挠性直立杆的阵列。杆的尺寸、空间分布、挠性、杆阵列图案、以及弹性体材料的性能，都会对潮湿及干燥条件下表面柔软的手感、振动阻尼、以及抓握性能产生影响。本摩擦或滑动控制表面的各种实施方式可包括：微通道、吸收层和亲水/疏水区域，这些都用于将流体从直立杆中引出，使之干燥，并且即使在潮湿的条件下，也提供高的摩擦性能。本滑动控制制品可以呈片状结构，如可施加在另一制品上的包层。或者，可将滑动控制制品结合入各种模塑或生产的制品中，包括用于高尔夫球棍、棒球球棒、球拍、自行车车把、运动器械、家用制品、建筑及手术工具的运动手柄、用于游泳池防滑面板、跳水板、浴缸的非滑行走表面中。

在一个实施方式中，滑动控制制品包含一背衬层，它具有至少15.5根杆/cm²(每平方英寸100根杆)、更一般是至少54根杆/cm²(每平方英寸350根杆)的阵列的第一表面和第二表面。至少一部分直立杆的外表面是弹性材料。杆的高宽比(杆高度：杆直径)至少为1.25、更好至少为1.5、再好至少为2.0、最好大于3.0。当干燥时，第一表面的静摩擦系数至少为0.6，当潮湿时，静摩擦系数在干燥时的静摩擦系数的20％以内。因此，当存在水分时，摩擦性能不会大幅度地降低。当与另一滑动控制表面接合时，第一表面的剥离强度和拉伸强度基本上为0。

在一个实施方式中，包含弹性材料的直立杆阵列也形成在第二表面上。当干燥时，第二表面的静摩擦系数至少为0.6，当潮湿时，静摩擦系数在干燥时的静摩擦系数的20％以内。当与另一滑动控制表面接合时，第二表面的剥离强度和拉伸强度基本上为0。

在其它实施方式中，干燥时的静摩擦系数至少为1.0或至少2.0。当在压力约53g/6.45cm²(1.86盎司/英寸²)下与另一滑动控制表面接合时，第一表面的动态剪切强度至少为23,268达因/cm²(5.4盎司/英寸²)、较好是大于43,090达因/cm²(10盎司/英寸²)、更好是至少77,562达因/cm²(18盎司/英寸²)、最好是至少107,725达因/cm²(25盎司/英寸²)。高剪切力主要是因为弹性材料的摩擦性能，而不是如在机械紧固件上杆的机械互锁。

背衬层可以是一层或多层，如增强的片、泡沫层、基本上无弹性的聚合物层、或者粘合剂或泡沫粘合剂层，依滑动控制制品的用途而定。在一个实施方式中，背衬层可以是与直立杆整体形成的弹性材料。背衬层可以是弹性的或无弹性的、厚的或薄的、多孔的或无孔的、有或没有粘合剂层等。在一个实施方式中，非弹性背衬层可形成直立杆中的一部分。由于背衬层可任选地板薄，本滑动控制片可形成为适用于轻型抓握用途的非常薄的包层或防滑胶带。或者，背衬层可以是模塑、挤出或生产的制品的一部分。

                            附图简要说明

图1是本发明的摩擦或滑动控制制品的侧视图。

图1A是本发明的双面滑动控制制品的侧视图。

图2是本发明的另一滑动控制制品的侧视图。

图3是本发明的共挤出滑动控制制品的侧视图。

图3A是本发明的另一共挤出滑动控制制品的侧视图。

图4是本发明的在第二表面上具有吸收层的滑动控制制品的侧视图。

图5A是本发明的包括微通道和吸收材料的滑动控制制品的侧视图。

图5B是图5A中滑动控制制品的顶视图。

图6是水滴与本发明的滑动控制制品相互作用的示意图。

图7是水从本发明的滑动控制制品上的直立杆导出的示意图。

图8是包含本发明的滑动控制制品的典型制品的透视图。

图9是根据本发明制造滑动控制制品的典型方法的示意图。

图10是两个本发明的摩擦控制制品配合接触，如在各自上面都固定有发明的制品的手套和手柄之间接触的侧视图。

图11是图10中作为相对表面的部分区域A相互移动，克服杆的阻碍的放大视图。

虽然上述附图表示了本发明的较佳实施方式，但是也可如论述中所提到的那样考虑其它的实施方式。在所有情况下，本公开内容通过代表性的实施方式对本发明进行论述，但不进行限制。应该明白，在本发明原则的范围和精神内，本领域的技术人员可作出许多其它的修改和实施方式。

                            发明的详细说明

图1是本发明的摩擦或滑动控制制品20的侧视图。该制品20包括背衬层21，它具有带直立杆26的阵列的第一表面24。这些杆可有规则或无规则地排列。可使用各种形式的杆，如六边形、斜形、正弦曲线形等。直立杆26由弹性材料构成。直立杆26的整个外表面都是弹性材料。在图1的实施方式中，背衬层21与弹性材料的直立杆26整体形成。背衬层21和直立杆26的结合有时称为杆片。虽然用来说明的实施方式显示的杆26通常是圆柱形的，但是杆26的侧面一般具有微小的锥度35，以便于从模具上取出。也可以使用各种非圆柱的形状，如截顶的圆锥或棱锥、矩形、半球形、正方形、六边形、八边形、树胶滴形等。

本滑动控制制品20主要需要由弹性材料构成的直立杆26和用来支撑结构的背衬层21。可是，背衬层21的弹性不能满足某些应用的所有要求，如当滑动控制制品20用作抓握包层时。因此，附加的背衬层22、34、36可任选地施加在第二表面25上以增强背衬层21。附加的背衬层22可用来稳定及增强滑动控制制品20，以防止伸长并改善抗撕性以及各种其它性能。可任选地提供粘合剂层34和剥离衬里36，以将本滑动控制制品20附着在另一表面上。如本文中使用的，背衬层指具有支撑直立杆的一层或多层的组件，虽然一般而言，这些层中一般最多有一层与直立杆整体形成。

背衬层的厚度一般约为0.05-0.38毫米(0.002-0.015英寸)。在某些情况下，背衬层要足够厚以在挤出过程中与增强的片，如一片织物粘合，从而赋予增强的抗撕性和拉伸强度。当滑动控制制品通过熔合附着在挠性基底上时，增强的片特别有用。背衬层可以是泡沫的或固体聚合物层。在一个实施方式中，背衬层可包括多孔和/或吸收层，如织造或非织造的纤维材料或织物稀松布层。多孔材料用来吸收水分和/或将水分导出直立杆。在一个实施方式中，背衬层包括基本上非弹性的层以防止滑动控制制品的颈缩或伸长。

最好背衬层要与弹性材料充分地相容，以保持滑动控制制品结合在一起。适宜的背衬层材料包括热塑性聚氨酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃(例如，聚乙烯和聚丙烯)、聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二酯)、聚苯乙烯、尼龙、聚甲醛类、嵌段聚合物(例如，具有弹性链段的聚苯乙烯材料，以商品名KRATON^TM购自德克萨斯州休斯敦市壳牌化学公司)、聚碳酸酯、热塑性弹性体(例如，聚烯烃、聚酯或尼龙类)、以及它们的共聚物和共混物。热塑性材料可含有添加剂，包括但不限于，填料、纤维、抗静电剂、润滑剂、湿润剂、发泡剂、表面活性剂、颜料、染料、偶联剂、增塑剂、悬浮剂、亲水/疏水添加剂等。

任选的粘合剂层一般包含选择用来提供粘结基底制品(滑动控制表面施加于其上)的粘合剂，如压敏粘合剂、热固性或热塑性粘合剂、辐射固化粘合剂、由溶剂活化的粘合剂、以及它们的共混物。粘合剂可包含单纤维。背衬层可任选地用粘合剂层压或浸渍。用于本发明的一种粘合剂是购自3M公司的Adhesive TransferTape950。许多用此用途的适宜的环氧树脂、聚氨酯、合成或天然橡胶和丙烯酸粘合剂也有市售。根据用途的不同，粘合剂可将滑动控制制品可剥离地粘结或固定地粘结在表面上。

图1A是通常如图1所示的双面滑动控制品20′的截面图，没有附加的背衬层22、34、36。制品20′包括在第一和第二表面24′、25′上都有直立杆26′阵列的背衬层21′。直立杆26′由单一的弹性材料构成。在图1A的实施方式中，背衬层21′与弹性材料的直立杆26′整体形成。在另一个实施方式中，上部和下部可用两种不同的弹性材料进行共挤出。本发明的双面滑动控制制品可通过各个公开的实施方式来制成。

图2是本发明的另一滑动控制制品40的侧视图。背衬层42确定了杆46的下部44。杆46的上部48由弹性材料构成。背衬层42和杆的下部44可由各种弹性或非弹性材料构成，依滑动控制品40的用途而定。至少上部48的外表面是弹性材料。在一个实施方式中，杆44的上部48具有疏水性。疏水性可通过由疏水材料构造上部48或者处理上部48以达到疏水性能来得到。对于涉及与非极性液体接触的应用，可对杆46的上部48进行处理以达到疏水性能(例如，电晕放电处理)。

图3是根据本发明通过共挤出形成的另一个可采用的滑动控制制品50的侧视图。背衬层52伸入中央区域54以增加弹性杆56的结构的完整性。背衬层52一般是较硬的聚合物材料。

图3A是根据本发明通过共挤出形成的另一滑动控制制品50′。杆56′和背衬层52′由弹性材料构成。杆56′通过附加的背衬层53′的中央区域54′伸出。附加的背衬层53′可提供结构稳定性、疏水/亲水性或各种其它功能。在一个实施方式中，附加的背衬层53′可以是与那些用于构造杆56′的材料的性能不同的弹性材料。

图4是包含许多贯穿背衬层74与吸收层76流体相通的孔72的滑动控制制品70的侧视图。吸收层76将弹性杆78中的水分吸干以在潮湿的条件下保持良好的摩擦性能。

图5A和5B示出了在背衬层84上的直立弹性杆86之间包含微通道82的滑动控制制品80。微通道82利用毛细力，造成流体在驱动力方向上的快速传输。吸收层88沿背衬84的第一表面89设置以提供驱动力。或者，驱动力可以是重力和/或杆86上的亲水区域。

结合一些机理，以在潮湿和干燥的条件下赋予本滑动控制制品特殊的摩擦性能。图6是滞留在杆64的疏水顶端62上的单独的水滴60的示意图。水滴60易于通过滑动控制制品66的振动或抓握从杆64上除去。水的再分布也受杆密度的影响。

大量水60的沉积造成了液体在杆64的底部上的分布，而顶端62保持干燥，如图7所示。当水或任何其它极性液体沉积在滑动控制制品66的表面上时，由于热塑性弹性聚合物的疏水性，杆64的顶端62维持暴露的状态。由亲水材料构造背衬层有助于将水60导出顶端62。

主要由于杆的弹性材料的摩擦性，直立杆64可与其它表面接合。摩擦性能不需要杆64伸入其它表面(即，不需要如在双部件机械紧固件上的互锁机械啮合)。因此，摩擦接触可用软材料和硬材料共同形成。

本发明涉及具有高摩擦特性以及触模柔软的手感的杆片结构。本发明的结构包含呈正方形、以普通间距或无规间距的阵列排列的大量的杆。较佳地，杆的密度为139-465杆/cm²(900-3,000杆/英寸²)，杆的直径通常为0.02-0.027cm(8-11密耳)，杆的高宽比约为2。当将水或其它极性液体施加在本发明的摩擦控制制品的杆片表面上时，液体均匀地分布在杆之间的有杆表面上。如果杆具有疏水的外表面，则由于制造它们的材料的疏水性，杆最远的顶端保持干燥。杆上的锥形壁(任选地)产生了额外的毛细力，驱动流体从最远的顶端向下流到安装了杆且杆凸出的背衬上。该与水或其它极性液体特殊的相互作用使本发明结构可用于抓握应用。

本发明的摩擦控制制品的柔软的手感通过软材料、杆几何形状和杆间距的结合来形成。这样，杆之间的相互位置比其与人手指的触觉点更近，使得难以通过手感区分各杆。杆在施加抓握压力下弯曲，赋予了结构额外的柔软性。一个同样重要的特征是杆由具有高摩擦系数(例如，高于0.8)的柔软的、低硬度(例如，低于50 Shore D)的材料制得。结构的大多数“柔软”部分从杆的弯曲，而不是材料的压缩中产生。杆最好由具有非常低的拉伸及压缩形变值的高回弹性弹性聚合物形成。结果，本发明的杆片结构在多次使用后保持了其柔软的手感。弯曲的杆露出可用于摩擦的额外的表面积，这样就增强了抓握性能。随着抓握负载的释放，杆回到它们原来向上的凸出位置。

当本摩擦或滑动控制制品与另一摩擦或滑动控制制品在最小的压力下接合时，它提供了较高的剪切力。由于直立杆基本上由高挠性的弹性材料构成，故高剪切力不能由如在机械坚固件上杆的机械互锁或者仅仅由从对置的硬杆产生的机械阻塞来得到。而且，当两个滑动控制制品相互接合时，直立杆的摩擦性能通过杆的尺寸、杆的密度和杆的形状来增强。可对本发明的滑动控制制品的柔软的、高摩擦性的杆进行弯曲，以达到所需的性能。可能的应用包括具有用于抓握也包括滑动控制制品的表面的本滑动控制制品的手套。

由于直立杆不互锁，当本滑动控制制品与同样或类似的杆片结构接合时，它的剥离和拉伸力基本上为0。此特征对用来抓握的本滑动控制制品的安全使用很重要，因为使用者一般随意地很快就松开了抓握物，而不用克服由滑动控制制品产生的剥离或拉伸力。例如，本滑动控制制品可包覆自行车的车把并可施加于骑自行车者所戴的手套上。当使用者抓握自行车的车把时，两个滑动控制制品相互接合以提供具有剪切与最小压力的优良的滑动控制性能。可是，剥离和拉伸力的值基本上为0就使得使用者以基本上为0的阻力从两个滑动控制品上松开车把。

当两个本发明的摩擦控制制品的杆片表面面对面地结合时，预定的机械阻碍与对置的杆之间杆与杆摩擦的结合，产生了可预测的并且可靠的摩擦控制界面。虽然这些对置的杆片可以是相同的，但是要产生的杆片表面的特性、材料或杆的间距不必相同。这样，在一个表面上465杆/cm²(3,000杆/英寸²)的图案与对置的表面上155、310、465杆/cm²(1,000、2,000、3,000等杆/英寸²)的图案将得到有效的机械阻碍。剪切性能依杆的密度而定，并且可预测。当在两个对置的杆片表面之间施加横向位移力时，各表面的杆沿其它表面的杆的各侧滑动并弯曲。这种类型的相互作用产生了受控的摩擦力，它是由与如在机械的双部件紧固件上对置的杆的互锁完全不相同的杆接合产生的。两个摩擦控制制品之间的有效摩擦系数依使用的相关材料、杆几何形状、杆间距以及对摩擦表面施加的法向力的大小而定。

图10和11概括地示出了以面对面阻碍定位的两个摩擦控制制品的对置的配合的杆片之间的关系。图10示出了对置的滑动控制制品90a和90b。滑动控制制品90a具有有第一表面93a和第二表面94a的背衬层92a。直立杆95a从背衬层92a的第一表面93a上凸出。另一个背衬层或其它支撑物结构96a固定在背衬层92a的第二表面94a上。同样地，滑动控制制品90b具有有第一表面93b和第二表面94b的背衬层92b。直立杆95b阵列从背衬层92b的第一表面93b上凸出。另一个背衬层或其它支撑物结构96b固定在背衬层92b的第二表面94b上。当滑动控制制品90a和90b以杆片面对齐来定位(如图10所示)，并且通过向杆片阵列施加法向力迫使这两个制品接合在一起时，杆的机械阻碍如图示。

图11更详细地示出了当在对置的滑动控制制品90a和90b之间施加横向位移力时，对置的杆的接触接合。而接合的杆弯曲阻碍了对置的滑动控制制品90a和90b的相对横向移动，这样就达到了高抗剪切力，同时仍然提供很少或不提供用于分离对置的滑动控制制品90a和90b的抗剥离力。杆的弯曲程度依材料性能和施加的力而定。

在优化两个对置的本发明的摩擦控制制品的摩擦界面时，较佳的是各摩擦控制制品的总的杆面积(相对于制品的总面积的杆面积，按图5B的方向考虑)小于约45％，使得两个对置的摩擦控制制品表面的杆易于配合在一起。而较好是总的杆面积小于约45％，更好是总的杆面积小于约40％，再好是总的杆面积小于35％。在一个较佳的实施方式中，总的杆面积约为30％。这样，在总的杆面积中的杆之间有明显的空隙区。当两个本发明的摩擦控制制品的有杆表面相互接触时(例如图10所示)，杆的空间阻碍了相对横向移动。此外，作用于一个或两个摩擦控制制品的横向移动力导致杆的弯曲并且相互滑动(参见图11)。造成一个摩擦控制抓握表面相对其它摩擦控制抓握表面的滑动阻力的两个因素如下：(1)需要用来弯曲杆以开辟通道的力，(2)对置的杆壁之间的摩擦。可调节各因素以用于具体的摩擦控制应用，并达到所需的摩擦特性。这样，改变形成杆的材料的摩擦系数增加了摩擦因素。改变杆的形状，例如使其横截面为正方形，增加了杆之间的交叠并将导致需要更高的力来使杆弯曲。材料的较高挠曲模量将导致类似的结果，需要更大的力来使对置的表面滑动。

在某些实施方式中，摩擦控制材料的对置的配合表面可由同一材料形成，两个杆以类似的方式弯曲，或者一个摩擦控制制品可由比另一个硬和挠性低(甚至刚性)的材料形成。如上所述，可改变这些因素以控制配合的摩擦控制制品所需的摩擦特性，只要有一个杆阵列有足够弯曲到一定程度的挠性。通常，摩擦系数是表面属性，与力无关。可是，在我们的发明中，杆在施加的垂直负载下变形，改变了有效的(测定的)摩擦系数。此后一个事实产生了与摩擦负载的相关性。因此，我们引入术语假摩擦系数表示测定的系数。此后一值可表示为施加在制品上的横向力与法向力之比。

对置的摩擦控制制品的面对的接触表面之间的摩擦界面可通过设计、根据使用的相关材料、杆几何形状、杆间距和向摩擦表面施加法向力的大小来预定。当施加法向力时，对置的杆阵列中的杆以对置的、接触的以及相互配合的关系定位(如图10所示)，并且在杆阵列之间施加相对的横向位移力导致至少一个杆阵列弯曲。两个对置的摩擦控制制品的相对横向移动受到可预测的需用于弯曲那些杆的力和对置的接触杆之间的摩擦阻碍的抵抗。

本滑动控制制品的柔软的手感主要是因为弹性材料的性质以及杆的几何形状。较好是弹性材料的肖氏硬度小于约70D(Estane^TM 58091)、更好是小于约90A、最好是小于约60A。拉伸模量较好是小于约12MPa(1740psi(磅/平方英寸))、更好是小于约6MPa(870psi)、最好是小于约4MPa(580psi)。杆的高度、杆的直径、以及杆之间的间距(称作杆的几何形状)是在表面上形成柔软的手感的重要因素。通常，由于杆的挠性，杆越长、手感越柔软。关于杆的间距，指尖的触觉点之间的平均距离约为1.27mm(0.050英寸)。当物体之间的间距小于触觉距离的一半时，难以在表面上的凸出之间进行区分。因此，最好的手感一般由具有可采用密度最高的杆的杆片来得到。杆的密度超过310杆/cm²(2,000杆/英寸²)会产生与皮肤接触的特别柔软和舒适的感觉。

再次参照图1，要求杆基本上直立以使滑动控制制品的性能最优化。杆通过杆直径和弹性材料的性质保持直立。直立杆的高度28一般约为0.254-1.27mm(0.010-约0.050英寸)、更一般约为0.51-1.02mm(0.020-0.040英寸)。相邻的杆26之间的间隔或间隙通常约为0.254-2.54mm(0.01-约0.1英寸)、更一般约为0.46-0.84mm(0.018-0.033英寸)。杆26的最大横截面尺寸29约为0.076-0.76mm(0.003-约0.030英寸)。杆26以至少15.5杆/平方厘米(100杆/平方英寸)、更一般约54-1550杆/平方厘米(350-约10,000杆/平方英寸)的密度排列在背衬上。

杆的高宽比至少为1.25、较好至少为1.5、更好至少为2.0、最好是大于3.0，虽然高宽比超过3.0只对某些应用可行。高宽比是指针的高度与最大横截面尺寸之比。对具有圆形横截面的针而言，最大截面尺寸是针的直径。当杆或针由弹性材料形成时，较小的杆直径增强了要接触的杆片表面的柔软性。

图8是包含本发明的滑动控制表面102的典型制品100的透视图。制品100是在一端具有开口104的成型把手，适于附在各种结构，如高尔夫球棍、棒球球棒、手柄等的上面。制品100可以使用各种方法，如注射成型、型材挤塑、辊挤出成型等制造。

在某些实施方式中，可以要求在摩擦控制制品上提供光学效果。这可通过在背衬层的一侧或两侧的附加微复制技术和/或通过由透明、半透明、起偏振等材料形成背衬层来达到。例如，参照图1中的滑动控制制品20，透明的背衬层21允许在背衬层21的第二表面25上印刷，使其可从滑动控制制品20的杆片侧可见。杆26也可以是透明的，或者由另一不透明材料形成或涂布了不透明的涂层以达到各种所需的光学效果。或者，为任何所需的信息、装饰或广告的目的，可将印刷施加在滑动控制制品20的第一表面24上(在杆26之间的表面上)。视需要，具体的滑动控制制品可以是完全透明的，或者只有一个或多个部分是透明的。

本发明的摩擦或滑动控制制品的许多其它用途是可以预期的。它们包括单独使用摩擦控制制品(在一个表面上)，或者与对置的摩擦控制制品结合使用(比如当操作工具时，在手套的掌心以及用来配合接合的工具的对置手柄上提供摩擦控制制品)。本发明的摩擦控制制品还可应用于一些不同的领域，如体育、医疗、家庭、运输、军事和工业应用中。在这许多的用途中，本发明的摩擦控制制品可包括一种或多种本文中公开的其它特征(如微通道、多孔背衬层(例如，粘合剂)、吸收层、可采用的挤出及成形技术和结构(例如，作为粘合剂包层)，以及改变摩擦控制制品的疏水或亲水性能(具体地说，其上杆的疏水或亲水性能))等。

本发明的摩擦控制制品的其它可预期的体育用途包括：

·在划船中使用的浆，如划艇或皮艇浆的手柄上

·在船或单人艇的表面上以减少滑动(在划船者接合的任何表面，如座位、把手、抓握件、脚垫、甲板表面等上)

·在使用者的脚或靴子接合的橇(水橇或雪橇)的那些部分上

·在使用者接合的摩托雪橇的那些部分(如摩托雪橇的座位、手柄、抓握件、脚踏板等)上，以防止打滑

·在风浪板的板和把手、以及使用者接合的帆船和航海装备的表面上

·在马术装备，如缰绳、鞍、骑坐马裤(例如，股补丁)、骑师的鞭子、刷子等上

·在体操器械(如鞍马、跳马、自由体操、吊环以及与体操选手接合或接触的把手)上

·在球的表面上以增强球的抓握性、投掷性、抓取性等

·在曲棍球棒的手柄或圆形把手的表面上(以片状施加或以带状包覆球棒)

·在滑板的使用者接触的表面上

·在使用者接合的踏板，如自行车踏板、摩托车踏板、汽车踏板等的表面上

·在水上运动器械的内胎、其它水上玩具、橡皮筏、漂浮制品等的使用者接触的表面上

·在配戴水下呼吸器和通气管的潜水中使用的潜水软保护套的外和/内表面上，和/或在配戴水下呼吸器和通气管的潜水中使用的游泳脚蹼的内表面上

·在短袜的内和/或外表面，和/或靴子或鞋的内表面上，以将使用者的脚相对于该鞋的滑动减至最小

·在与鞋如足球鞋接合的球的外表面上，用来增加摩擦控制和使用者对球的控制

·在均匀的护垫部件(如足球、曲棍球、长曲棍球运动员的护垫)的露出的表面上，以及在覆盖这些护垫的运动杉、裤、breezer或袜子的内部配合部分上

·在这些运动项目，如摔跤和体操使用的特制的鞋上

·在运动训练器械，如高尔夫球训练席和鞋上，席和鞋上的对置的摩擦控制制品有助于防止使用者在挥动高尔夫球杆时扭伤脚

·在带子如背包带和照相机带的补片上，以将带子相对于使用者的滑动减至最小(还可以在使用者衣服上的对置的补片上，它可与带子上的补片配合)

·在凉鞋或其它鞋子的足侧和/或地板侧上

·在练习器械的抓握件或手柄，或者其它运动杆棒的手柄、抓握件或把手(例如，曲棍球棒、BMX自行车把手、赛车方向盘、划艇抓握件、滑水拉手、泳池阶梯或楼梯扶手等)上

·在使用者接合的皮艇表面，包括喷水防护罩和抓手上

·在射击枪托和手柄，如手枪握把、步枪枪托，以及对置的使用者穿戴表面，如手套和肩垫上

·在座位的衬垫表面上(在使用者接触和/或支撑接触的一侧上)

·在射箭装备上，如在拉弓抓手和/或弦和弓弧口的区域上

·在体育用途，如航海、滑雪、打猎、登山、轮椅比赛、高尔夫、拍球运动、用球棒的运动、用球的运动、体操、木筏、航行、摩托雪橇、射箭、足球守门员的手套等中使用的所有样式的手套上

在许多的这些用途中，单个摩擦控制制品就足以提供所需的摩擦和/或抓握特性。在使用者戴手套以接合运动制品(无论该制品是球、运动杆棒的手柄、或者器械固定物)的任何应用中手套和球，手柄或固定物也可由本发明的摩擦控制制品提供，以在对置的配合摩擦控制制品之间提供高剪切强度，但是能在它们之间快速剥离(即松开)，由此改善使用者的抓握性。另外，可通过将摩擦控制制品模塑成具体的形状、使用粘合剂或其它固定手段施加它的补片、或者通过用摩擦控制制品的带包覆物体(如运动杆棒)，将其应用在这些体育用品上。

本发明的摩擦控制制品的家庭应用也很广泛，它包括：

·在盖被或毯子上的补片上，以将它们保持在适当的位置

·在使用者接合的玩具和棋盘游戏的表面上，包括在水枪、水泵和油漆装备的手柄上，或者在地板接合的游戏垫的表面上

·在使用者接合的椅子、座位和厨房器皿，特别是与婴儿座位、婴儿椅子和器皿有关的这些物品以及儿童喂食所用的食具的表面上，并且在高脚椅子表面和换尿布桌上，以防止其上婴儿的滑动

·在施加在气垫和/或睡袋上的补片上，以防止它们之间的相对滑动

·在园艺工具和软管上

·在餐具垫(其顶和/或底表面)上

·在厨房器皿、设备和器具的手柄上

·在使用者接合的乐器表面，如小提琴的腮托上

·在一个或多个对置的表面上，用来将配戴者头上的头发物件和/或帽子保持在适当的位置

·作为抽屉的衬垫或工具箱的衬垫

·作为用来放置在小块地毯下的在木制的、乙烯基或其它光滑地板上的非滑层，、以防止其打滑

·作为浴盆衬垫或者浴室、盥洗室、厨房或洗衣间中的非滑表面

·作为加热垫板的覆盖材料

·作为眼镜的鼻垫上的防滑表面

·在垫板或用来放置物品的表面上，以防止其滑动，如用于维持AV远程控制的垫板上

·在家俱表面上(用来接触支撑表面、其它连带的家俱件，把手或使用者)

·作为用来改善抓握性、透气性和挠性的穿着的衣服上的补片

·在宠物装备上，如猫爬杆、宠物便靴(内部和外部)以及用于小盒防滑垫板、宠物碗防滑垫板和/或小盒或碗本身的防滑表面上

在许多的这些家庭应用中，单个摩擦控制制品就足以提供所需的摩擦和抓握特性。在其它应用中，可共同使用两个对置的摩擦控制制品，以在对置的配合摩擦控制制品之间提供高剪切强度，但是能在它们之间快速地剥离(即松开)(例如，在气垫和睡袋上的摩擦控制制品的对置的补片上)。此外，摩擦控制制品可通过将其模塑成具体的形状、使用粘合剂或其它固定手段来施加其补片，或者通过用摩擦控制制品的带包覆物品(如厨房器皿把手)，应用在这些家用物品上。

在医疗领域，本发明的摩擦控制制品也有广泛的应用，可单独使用或配合使用。这些用途包括：

·在被单垫上，以防止医疗过程中器具的滑动

·在座位或靠背区域上，比如置于牙科椅、检验桌表面、阶梯、按摩治疗台罩等上

·在轮椅座、垫子和牵引表面上

·在拐杖和助行架与使用者和/或地板接合的表面上

·作为牙科器具手柄的表面，以及在牙科器具盘和垫子上

·在整形外科手术及其它外科手术器具的手柄上，和/或在手术者或其使用的手套上

·在避孕套或避孕套导管上(在其内和/或外表面上)

·作为摩擦表面，以将其它材料的包覆物保持在适当的位置

·作为便于医用容器的开启，包括易于开启处方瓶的材料  、·在救护车或其它医疗急救车辆(例如，救伤直升机)内的表面上，以防止里面的滑动，由此增强了使用者和/或用于制品运输的非滑表面的抓握性

·作为医疗设施中的地毯

·在外科手术的手套(其内和/或外表面)上，用来改善摩擦特性和/或增强使用者的触感

·在医用短靴(其内和/或外表面)上

·在一次性的医院房间或者淋浴垫或垫板上

·作为哺乳室的床使用的垫或补片，以改善空气循环，并减少由于持续的摩擦移动导致的受伤

·作为用于高流体外科手术(例如，关节镜检查、泌尿手术等)的一次性摩擦垫

在许多的这些医疗应用中，单个摩擦控制制品就足以提供所需的摩擦和/或抓握性能。如上述其它应用领域，在对置的配合摩擦控制制品之间的高剪切强度可通过在对置的表面上使用两个摩擦控制制品来达到(比如工具手柄和手套之间，或者工具手柄和支架之间)。另外，摩擦控制制品可通过将其模塑成具体的形状、使用粘合剂或其它固定手段来施加其补片，或者通过用摩擦控制制品的带包覆物品(如外科手术工具的把手)，应用于该医疗物品上。

还可预期本发明的摩擦控制制品在涉及运输的领域中有大量的应用。除了上述这些以外，本发明的摩擦控制制品还有一些其它的用途，包括：

·在轮胎表面上

·在方向盘、方向盘罩、驾驶员圆形把手、手柄和控制杆等上，和/或在驾驶手套、机械加工手套等上

·在任何交通工具(例如，汽车、卡车、公共汽车、飞机、船、火车、摩托车、手推车等)的驾驶员或乘客座位、或者座椅罩上

·在存储容器的表面上，以防止包裹或装置的滑动(例如，作为汽车行李箱垫)

·作为车辆保养中的护板或车身披盖，以防止工具在车辆表面的滑动，和/或刮伤车辆表面

·作为车辆的地板垫(如汽车的地板垫)

·在雪橇架的表面上以与用于运输雪橇接合，或者在与车辆接合的可拆卸的车顶行李架、雪橇架或运货工具的表面上

·作为交通工具(如娱乐车、船、飞机等)中抽屉、橱和其它存储容器的衬垫

在许多的这些运输用途中，单个摩擦控制制品就足以提供所需的摩擦和/或抓握特性。可是，在某些应用中，可利用两个对置的摩擦控制制品，以在对置的配合摩擦控制制品之间提供高剪切强度，但是能在它们之间快速地剥离(即松开)(例如，在方向盘罩和驾驶手套上)。此外，摩擦控制制品可通过将其模塑成具体的形状、使用粘合剂或其它固定手段来施加其补片，或者用摩擦控制制品的带来包覆物体(如方向盘)，应用在这些运输物品上。

除了先前引用的那些另外提及的适合军事的用途，本发明的摩擦控制制品还可应用于军事领域。其它军事用途包括：

·在车辆坐垫、靠背和服装的补片等上

·在使用者接合的武器表面，如步枪枪托、手枪握把、扳机等上面

·用于装载炮弹的用途，其中，操作者戴上带有摩擦控制制品的手套，且部分炮弹或炮弹衬垫带有本发明的摩擦控制制品，用来与操作者的手套配合

在许多的这些特殊军事用途中，单个摩擦控制制品就足以提供所需的摩擦和/或抓握特性。可是，在某些应用中，可提供两个对置的摩擦控制制品，以在对置的配合摩擦控制制品之间提供高剪切强度，但是能在它们之间快速地剥离(即松开)(例如，在装载炮弹操作者的手套与炮弹衬垫(liner)之间)。此外，摩擦控制制品可通过将其模塑成具体的形状、使用粘合剂或其它固定手段来施加其补片，或者用摩擦控制制品的带来包覆物体(如手枪握把)，应用在这些军用物品上。

本发明的摩擦控制制品的其它用途包括工业和商业用途，比如：

·在扶梯级和/或鞋子的表面上

·用于便于有害物质的处理(摩擦控制表面在物质容器，处理这些容器中使用的手套等上)

·在软管的断开表面上，使操作者对其进行操作

·在需要操作者操纵的球形把手、转盘和手柄上

·在便于精密部件放置的传送带表面或组件对准系统上

·在计算机鼠标垫的背面(即，在鼠标垫两面上的微复制表面)上

·在皮带和皮带轮的对置表面上

·在扶手或抓握表面，如用于物理治疗、栏杆、池塘、脚手架栏杆、安全栏杆等上

·在行走表面，如甲板表面、工业地面、人行栈桥等上

·在消防设施(例如，扶梯、梯级、挡板、手柄、抓握件、手套、头盔扎带、穿着服装等)上

·在食品的浅盘或其它食品的浅表面上(例如，用于航空服务的盘子、手推车、座位向下折的垫板、杯底等)上

·通过将本发明的摩擦控制制品的对置的或单独的补片置于服装制品的关键位置上，将服装制品保持在适当的位置

·在工业用途中安装高剪切摩擦固定物

·用来防止当相关的箱子或容器堆叠起来用于存储或运输时，它们之间(或它们上面的货架和材料之间)的滑动。在该应用中，整个容器可用本发明的摩擦控制制品来覆盖，或者选择性地施加其补片(例如，在主表面或拐角上，用以单独使用或者与在其它容器表面上的本发明的摩擦控制制品的对置的补片配合使用)。本发明的摩擦控制制品可形成在容器本身上，或者通过适宜的方法如压敏粘合剂或其它固定方法来施加。本发明的摩擦控制制品也可按以下方式使用：作为置于堆叠的容器之间的分开的未粘着片，其中，该片具有从其一侧或两侧伸出的杆

·作为陈列柜，如珠宝陈列柜的垫板或垫子

·作为用于精密部件，如电子零件或可燃材料的存储或运输表面，包括用于任选的抗静电性的电子零件

·在电动工具、刷子、手动工具、滚筒、阀杆等所用的手柄上

·作为非滑垫块罩或表面

·作为皮箱、箱子、钱包、背带(在其底部、侧面或支撑带表面上)上的表面或补片，用来防止在运输过程中它的滑动，或者通过使用者或操作者来增强它的处理性。

·在任何工业所用的手套上，其中，具体的摩擦手套的抓握表面是所需的，单独使用或与由戴手套者控制设备上的配合的本发明摩擦控制制品结合使用

在许多的这些工业/商业用途中，单个摩擦控制制品就足以提供所需的摩擦和/或抓握特性。在任何使用者戴手套以接合另外一些物品(如工具手柄或阀杆)的应用中，可提供具有本发明的摩擦控制制品的手套和手柄，以在对置的配合摩擦控制制品之间提供高剪切强度，但是能在它们之间快速地剥离(即松开)，以改善使用者的抓握。此外，摩擦控制制品可通过将其模塑成具体的形状、使用粘合剂或其它固定手段来施加其补片，或者用摩擦控制制品的带来包覆物体(如工具手柄)，应用在这些工业/商业用品上。

在许多上述用途中的一个普遍的动作是需要抓握(例如，在体育中，需要抓取、握、握紧、抓住、挥动、旋转等)。通过增强抓握性能，本发明的微复制抓握表面有助于满足这些要求，并能增强在潮湿及干燥条件下的抓握性能。形成独特的摩擦控制制品表面的杆或“针”是挠性的，可配合对置表面的各种微小角落和缝隙以提供安全的抓握。另外，材料在潮湿的环境中能很好地起作用。当本发明的摩擦控制制品与在其上面具有同一类型的摩擦控制制品的另一部件配合形成摩擦界面时，本发明的摩擦控制制品有助于改善重要的性能。这些杆干扰以提供高剪切强度，但是人们容易从另一摩擦控制制品上“剥离”或提起这一层摩擦控制制品。在大多数应用中，这些类型的抓握性能很重要。本发明的滑动控制制品(以单片及配合的双片应用)的使用者可发觉抓握和摩擦的相关特性中的明显差异。在这方面的一个重要的作用因素，特别是本发明的材料产生非常柔软的手感的原因，是杆直径(圆形时)较小，或者杆的最大截面尺寸(其它形状时)较小。弹性材料

弹性材料可以是任何热塑性弹性体，它能被加热至流动及模塑的状态，如描述于G.Holden等的热塑性弹性体(1996年的第二版)。使用层状或混合形式的两种或多种不同的热塑性弹性材料以确定滑动控制制品的那些部分也在本发明的范围之内。

术语“弹性体”或“弹性的”用来指橡胶或具有类似橡胶的回弹性的聚合物。具体地说，术语弹性体反映了材料的性能，它能经受相当大的拉伸，然后在使弹性体伸长的应力释放后回复到其原始的尺寸。在所有的情况下，弹性体必须能经受至少10％的伸长(以厚度0.5mm(0.02英寸))，更好是至少30％的伸长，并且在维持该伸长2秒后以及1分钟的松弛后，至少回复50％。更一般地，弹性体能经受25％的伸长而不超过其弹性极限。在某些情况下，弹性体能经受高达其原始尺寸的300％或者更大的伸长，而不撕裂或超过组合物的弹性极限。弹性体一般定义为反映ASTM Designation D883-96中规定的弹性的以下材料：在通过施加微弱的应力导致严重的变形，然后释放应力后，于室温下很快回复到近似其原始尺寸和形状的大分子材料。ASTM Designation D412-98A可以是用来测试橡胶的拉伸性能以评价弹性性能的适宜方法。

对于某些应用而言，可使用热固性弹性体。通常，这些组合物包括较高分子量的胶料，它们经过固化，形成了完整的网络或结构。固化可通过不同的方法来进行，包括化学固化剂、催化剂、和/或辐射。

材料最终的物理性质是各种因素作用的结果，最值得注意的是：聚合物的数均分子量及重均分子量；弹性体的增强微区(硬段)的熔点或软化点(例如，可根据ASTM Designation D1238-86来测定)；包含硬段微区的弹性组合物的重量％；弹性组合物的硬或软段(低Tg)的结构；交联密度(交联之间的平均分子量)；以及添加剂或配料的性质和含量等。

弹性体种类的例子包括：阴离子三嵌段共聚物、聚烯烃系热塑性弹性体、基于含卤素聚烯烃的热塑性弹性体、基于动态硫化的弹性体-热塑料共混物的热塑性弹性体、基于弹性体的热塑性聚醚酯或聚酯、基于聚酰胺或聚酰亚胺的热塑性弹性体、离聚物的热塑性弹性体、在热塑性弹性体互穿聚合物网络中的氢化嵌段共聚物、通过阳碳离子聚合反应生成的热塑性弹性体、含苯乙烯/氢化丁二烯嵌段共聚物的聚合物的共混物、以及聚丙烯酸酯系热塑性弹性体。弹性体的一些具体的例子是：天然橡胶、丁基橡胶、EPDM橡胶、硅橡胶如聚二甲基硅氧烷、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚氨酯、乙烯/丙烯/二烯三元共聚物弹性体、氯丁橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物(无规或嵌段)、苯乙烯-异戊二烯共聚物(无规或嵌段)、丙烯腈-丁二烯共聚物、它们的混合物以及它们的共聚物。嵌段共聚物可以是线型、辐射形或星形结构，并且可以是二嵌段(AB)或三嵌段(ABA)共聚物或它们的混合物。还可以考虑这些弹性体相互之间或者与改性的非弹性体的共混物。市售的弹性体包括嵌段聚合物(例如，具有弹性链段的聚苯乙烯材料)，购自德克萨斯州休斯敦市壳牌化学公司，商品名为KRATON^TM。制造方法

图9所示的过程示出了一个三辊垂直堆叠模塑设备150，它包括适于将一层或多层熔融的热塑性材料154挤入模具156中的挤出机和挤出模头。在此例中，模具156是辊158，在其外部圆柱形表面上具有所需的表面图案，该表面图案在通过辊158的圆柱形表面时转移到熔融的热塑性材料154上。在图示的实施方式中，辊158的表面具有许多排列的、适于形成类似许多直立杆162的空腔160。这些空腔可制成所需的排列、尺寸和形状，以从热塑性材料154形成适宜的表面杆结构。在一个实施方式中，将足够的加入量的熔融热塑性材料154挤入模具156中，以形成一部分背衬层(参见图1和3)。

辊158是可旋转的，并与对置的辊168一起形成辊隙166。辊158与对置的辊168之间的辊隙166有助于迫使熔融的热塑性材料154流入空腔160中，并在其上形成均匀的背衬层。可调节形成辊隙166的间隙的距离，以帮助形成热塑性材料154的预定厚度的背衬层。任选地，可同时将背衬层164放入辊隙166中。根据弹性体材料的组成和直立杆162的形状，可使用背衬层164以有效地从模具156取出滑动控制制品172。

如图9所示，滑动控制制品172在离开辊158后可通过第三辊170。在此过程中，可选择性地控制所有三个辊158、168、170的温度以达到所需的对热塑性材料154的冷却。第三辊170也可用来限定滑动控制制品172经过的其它路径。

模具158可以是连续加工的类型(如带(tape)、圆筒或带(belt))或者间歇加工的类型(如注塑或模压)。当制造模具158用来形成直立杆162时，模具158的空腔160可以用任何适宜的方法，如钻孔、机械加工、激光打孔、喷水加工、铸造、蚀刻、模冲、金刚石车削、雕刻、滚花等来形成。空腔的位置决定了滑动控制制品的间距和定位。杆162的形状一般与空腔160的形状有关。可在与施加热塑性材料的表面相反的空腔的末端将模腔开口以便于热塑性材料注入空腔中。如果空腔封闭，可向空腔中施加真空，使得熔融热塑性材料基本上填满整个空腔。或者，封闭的空腔可长于形成的杆结构，使得注射材料能将空腔中的空气压缩。模腔应设计为便于表面杆结构从模腔剥离，这样就可包括带角度的侧壁或者在空腔壁上的剥离涂层(如聚四氟乙烯材料层)。模具表面还可包括其表面上的剥离涂层以便于热塑性材料背衬层从模具剥离。在某些实施方式中，可使空腔对辊表面有一角度。

模具可由适宜的刚性或挠性材料制得。模具组成部分可由金属、钢、陶瓷、聚合材料(包括热固性和热塑性聚合物，如硅橡胶)或它们的组合来形成。形成模具的材料必须具有足够的完整性和耐用性，以经受与用来形成背衬层和表面外形的具体的可流动热塑性材料相关的热能。另外，形成模具的材料最好是允许通过各种方法来形成空腔、价格低廉、使用寿命长、一致地生产合格质量的材料、并且允许工艺参数的变化。

使熔融的热塑性材料流入模腔中，并且流在模具的表面上，以形成一层覆盖材料。为了便于熔融热塑性材料的流动，一般必须将热塑性材料加热至适宜的温度，然后涂布在空腔中。该涂布技术可以是任何常规技术，如压延涂布、流延涂布、幕涂、口模式涂布、挤出、凹槽辊涂布、刮刀式涂布、喷涂等方法。在图9中，示出了单个挤出机和挤出模头的配置。可是，使用两个或多个挤出机和有关的模头可将许多热塑性材料同时挤入辊隙166中，以得到多组分(层状或混合)层压的覆盖材料。

还可通过在对置的辊158和168之间施加压力来便于熔融热塑性材料154流入模具158中。当背衬层164包括多孔材料时，三辊垂直模塑设备150控制了熔融热塑性材料154的渗透程度。在该方法中，可控制熔融热塑性材料154的量以仅能渗入背衬层164的表面涂层，或者渗入热塑性材料154加入的反面上的多孔背衬层164中以几乎包封背衬层164。还可通过熔融热塑性材料154的温度、辊隙166中热塑性材料154的量、和/或通过挤压机流速与模腔线速度，控制熔融热塑性材料154渗入多孔背衬层164中。

在熔融热塑性材料154涂布到模腔160中和模具表面156上之后，冷却热塑性材料以将其固化并在上面形成所需的外表面外形(例如，直立杆162)。然后，从模具158上分离固化的热塑性材料。热塑性材料154在固化时通常会收缩，这就便于材料(例如，表面杆结构和背衬层)和完整的膜层从模具上剥离(参加图1)。可将一部分或所有的模具冷却，以帮助固化表面的杆结构和背衬层。冷却可通过使用水、强制通风、传热液体或其它冷却方法进行。

某些模塑方法如注射成型，可利用热固性弹性聚合物。当热固性树脂用作熔融材料时，将处于未固化或未聚合状态的树脂施加在模具上。在树脂涂布在模具上之后，将其聚合或固化直至树脂成为固体。通常，聚合过程包括：固化时间或暴露在能源下、或者两者同时进行，以促进聚合。如果提供能源，可以是热能或辐射能，如电子束、紫外光或可见光。在树脂固化之后，可从模具上将其取出。在某些情况下，从模具上取出表面的杆结构之后，还需要进一步聚合或固化热固性树脂。适宜的热固性树脂的例子包括：密胺树脂、甲醛树脂、丙烯酸酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等。在其至少一侧上具有直立杆结构的背衬层的形成，可通过如公开于美国专利申请No.4,290,174(Kalleberg等)、No.5,077,870(Melbye等)和No.5,201,101(Rouser等)的注射成型或型材挤塑来进行。测定静和动摩擦系数的试验方法

各个膜试样的静和动摩擦系数的测定在Thwing-Albert 225-1型摩擦/剥离测试仪(购自宾夕法尼亚州费城市Thwing-Albert仪器公司)上进行。设备的操作方法在Thwing-Albert说明手册(摩擦/剥离测试仪，型号#225-1，1994年5月修订版，软件版本2.4)中作了说明。此静摩擦系数的分析测定了需要用来使称重的5.08cm×5.08cm(2英寸×2英寸)的滑动控制制品试样相对于人造革(购自纽约曼哈顿Toray Ultrasuede America公司，商品名为Ultrasuede^TMHP)试样移动所需的水平力。

通过将5.08cm×5.08cm(2英寸×2英寸)的滑动控制制品试样固定在5.08cm×5.08cm(2英寸×2英寸)的金属试验滑板上，来制备摩擦试样。将试样附着在带有双面压敏粘合剂(SCOTCH9851，购自明尼苏达州St.Paul市3M公司)的滑板上。金属试验滑板称重为200g(17.6盎司)。

为了制备用于摩擦试验的人造革试样，将约10.16cm×30.48cm(4英寸×12英寸)的试样固定在带有双面压敏粘合剂胶带(如SCOTCH9851)的金属板上，以防止试验过程中试样的移动和起皱。

将附着了试样的金属板夹紧在设置了弹簧夹的金属台板试验表面上。将在称重200g(35.2盎司)的滑板底部上的具有膜试样的金属试验滑板置于织物上，并根据说明手册中规定的说明以5.1cm(2英寸)/分钟的速度、用10秒时间，将其拉过织物。然后用机器计算静摩擦系数，其中，测定的导致在试样上滑动的水平力要除以200g(35.2盎司)滑板的法向力。记录至少5个各摩擦试样和滑动控制制品的测量结果。使用摩擦/剥离测试仪计算算术平均数。动态剪切强度的测试方法

在I-质量剥离测试仪上测定动态剪切强度。将测试仪设定在180°剥离模式。使用双面胶如3M 404，将约3.8cm×12.7cm(1.5英寸×5英寸)的杆片试样沿长度方向附着在约1.6mm(1/16英寸)厚、6.35cm×22.9cm(2.5英寸宽×9英寸长)的铝试验板的中央。同样，将约2.54cm×2.54cm(1英寸×1英寸)的杆片试样附着在约1.6mm(1/16英寸)厚、6.35cm×22.9cm(2.5英寸宽×9英寸长)的铝试验板的中央。然后，将试验板放置在一起使各试样的杆相互接触。使用数字厚度计测定没有施加任何压力的两个试样(包括铝试验板)的接合厚度。上试验板的重量约为53g(1.76盎司)。

将具有较大的杆片试样的铝试验板附着在I-质量测试仪的移动台上使杆片侧朝上。将具有约2.54cm×2.54cm(1英寸×1英寸)杆片试样的铝试验板放在上面，使杆片接合。将杆片定位在离测力计最远的一端，使得上试验板上的试样可拉过下试样。将一棒置于间隙约0.13-0.254mm(0.005-0.010英寸)、大于接合厚度的接合对上。设计该棒用来防止试样脱落(没有施加不恰当的压力来接合两个杆片试样)。将上铝试验板的一端附着在测力计的一个位置上，使得测力计能直接测量平行于移动台的力。

对I-质量测试仪进行平衡、校零和调节，以测定2秒平均时间。调整间隔棒的位置，使其在2秒平均时间内能直接位于杆片试样上。将移动台的速度设定为30.5cm/min(12英寸/分钟)。测量各试样的峰、谷和平均强度。各试样测试3次并计算平均值。实施例中使用的材料

各种弹性材料可用于制备实施例的试样。这些材料列在表1中。某些试样的一些性能列在表2中。

                           表1

    材料    说明  ESTANE^TM 58661    购自俄亥俄州克里夫兰市B.F.Goodrich公司  ESTANE^TM 58238    购自俄亥俄州克里夫兰市B.F.Goodrich公司  VECTOR^TM 4111    购自德克萨斯州休斯敦市Exxon化学公司  ESTANE^TM 5740-820    购自俄亥俄州克里夫兰市B.F.Goodrich公司  KRATON^TM G1657    购自德克萨斯州休斯敦市壳牌石油公司

                                          表2

    材料  100％  的模量  MPa最终的伸长率拉伸永久变形，200％  伸长率  摩擦  系数拉伸强度    MPa  硬度Shore A    聚氨酯Estane^TM 58238   4.5 680％    3％  1.35    48.3    75    聚氨酯Estane^TM 58661   5.86 640％    3％  1.4    52.4    80    聚氨酯    Estane^TM    5740×820   3.8 750％    5.6％  1.5    24.9    79Vector^TM 4111   1.9 1200％    15％  2.55    29    38    Kraton^TM    G1657   2.4 750％    10％  2.1    23.4    65 MPR Alcryn^TM    2080-BK   6.45 280％    8％  .9-  2.6    13    77共混物的流变特性和形态

在204℃(400°F)(用于杆片挤出的温度)使用DSR和毛细管流变仪(CR)，在几十剪切速率的范围内测定Estane^TM 58661和Vector^TM 4111的粘度。可看到，在较高的剪切速率(＞10s^-1)下，Vector^TM 4111的粘度和弹性模量近似为Estane^TM 58661的两倍。

使用扫描电子显微镜(SEM)来研究各种组成的共混物的形态。共混物可使用Brabender混合器混合，并在约216℃(420°F)、6.9MPa(1000磅/平方英寸)下使用热压法压入硅橡胶模具中60秒钟。在干冰上冷却含此材料的模具。将试样从模具上剥离。只研究下述热压共混物。在近试样表面处拍摄显微照片。分散的形态存在于几乎每个试样中。仅在60/40 Estane^TM 58661/Vector^TM4111试样中存在任何共连续的结构。

                              实施例

实施例1

将重量比为50∶50的聚氨酯树脂Estane^TM 58661和苯乙烯三嵌段共聚物Vector^TM 4111以粒料干混。聚氨酯提供了结构的耐用性和回弹性，而Vector改善了摩擦性能。将Estane^TM 58661在约82.3℃(180°F)干燥至少4小时。用约2重量％的炭黑/聚氨酯混合物混合粒料混合物。在最终的混合物中炭黑的量不超过1重量％。

按通常图9所示的方法来挤出该混合物，除了用带作为模具代替辊以外。挤出机是设计用于聚烯烃加工的螺杆直径约6.35cm(2.5英寸)的DavisStandard单螺杆挤出机。在转速约8转/分钟(rpm)时，熔体在熔体压力约13.8MPa(2000psi)下经模头排出。挤出机的最后一段温度约为216℃(420°F)。模头的温度约为232℃(450°F)。模唇的孔约为0.51mm(0.020英寸)。

在辊隙压力约345,705帕(50psi)下，用金属辊将熔体压入硅橡胶带/模具中。一个辊具有加热到约65.6℃(150°F)的加工表面。该表面含有直径约0.254mm(0.010英寸)、间隔约0.46cm(0.018英寸)的孔阵列。将购自3M公司的商品名为404的双面涂布胶带的背衬层引入辊隙中，并粘结在与直立杆相反的片的一侧。以约1.5m/min(5英尺/min)的速度将片和双面涂布的胶带从加工表面取出。

所得的杆片具有约490杆/cm²(3159杆/英寸²)。在横轴方向上各杆的中心之间的间距约为0.439mm(0.0173英寸)，而在纵轴方向上约为0.465mm(0.0183英寸)。杆的直径约为0.15mm(0.0059英寸)，杆的高度约为0.625mm(0.0246英寸)。相邻的杆之间的间隙约为0.127mm(0.005英寸)。使用模具的孔直径尺寸(0.0254cm(0.010英寸))来确定最大可能的单一杆的截面积(0.0005067cm²(0.000078545英寸²)，这样，由各杆(约490杆/cm²(3159杆/英寸²))构成的每平方英寸的杆片面积不超过总面积的约24.8％。

通过测定水滴和具有与杆片相同的组成的平基片之间的接触角来评价水的湿润能力。测定接触角约为65°，这是疏水材料的期望值(一般参见图6)。然后，将大量的水施加在杆片的有结构的表面并用光学显微镜观察。水完全填满了各杆之间的空隙。由于弹性体的疏水性，杆的顶端露出，如图7所示。由于顶端露出的结果，与平片表面相比，当在同一条件下试验时，其摩擦性能改善。

使用两种方法评价抓握性能。第一组实验包括直接测定杆片的摩擦性能。将这些结果与由同样的聚合物共混物制得的平面基板作为杆片的性能进行比较。第二种方法包括将杆片直接施加在制品上。将68.6cm×2.54cm(27英寸×1英寸)的片带包覆在高尔夫球杆上，并在潮湿及干燥的条件下与现有的高尔夫球杆手柄进行比较。一组评价者做了一系列具有新手柄的高尔夫球棍的挥动动作。认为本发明制品在潮湿的条件下的性能优于对照试样。可用网球拍进行类似的试验。

实施例2

为了更一致地从加工表面上除去杆片和均匀涂布制品，使用共挤出方法形成一个两层结构制品。除非另有说明，加工和工艺参数描述于实施例1中。与杆片共挤出由重量比80∶20的聚氨酯Estane^TM 58137和Vector^TM 4111共混物制得的背衬层，而不是实施例1中的双面涂布的胶带的背衬层。聚氨酯的硬度为70肖氏硬度、模量约为22MPa(3200psi)。在约5rpm下用直径约6.35cm(2.5英寸)的螺杆挤出较硬的背衬层。使用在约15rpm下操作的直径约3.2cm(1.25英寸)的螺杆挤出机对形成有杆部分的结构的顶层进行挤出。其温度分布与实施例中所述相同。聚合物熔体在最小压力约6.9MPa(1000psi)、前段温度约216℃(420°F)时排出。两个熔体在约232℃(450°F)于Cloeren供料头(型号：no.86-120-398)中合并。使用型号为no.89-12939的具有调幅杆系统的Cloeren挤出模头。该结构在约1.5m/min及约3m/min(5fpm(每分钟英尺数)和10fpm)时从加工表面取出。在约1.5m/min(5fpm)的引出速度下，各层的最终厚度(不包括杆)约为0.254mm(0.010英寸)。实施例3

基本上根据实施例2使用具有不同的杆形状的模具、在导致杆更短的压力约68,941帕(psi)下制得杆片。杆片是重量比80∶20的聚氨酯树脂Estane^TM 58661和苯乙烯三嵌段共聚物Vector^TM 4111。背衬层由80∶20重量％的聚氨酯Estane^TM58137和Vector^TM 4111的共混物制得，并如实施例2所述与杆片共挤出。

所得的杆片具有约235杆/cm²(1516杆/英寸²)。在横轴方向上各杆的中心之间的间距约为0.676mm(0.0266英寸)，而在纵轴方向上约为0.630mm(0.0248英寸)。杆的直径约为0.198mm(0.0078英寸)，杆的高度约为0.307mm(0.0121英寸)。相邻的杆之间的间隙约为0.127mm(0.005英寸)。使用模具的孔直径尺寸(0.0254cm(0.010英寸))来确定最大可能的单一杆的截面积(0.0005067cm²(0.00007854英寸²)，这样，由各杆(约235杆/cm²(1516杆/英寸²))制得的每平方英寸的杆片面积不超过总面积的约11.9％。

实施例4

使用具有不同杆几何形状的模具、在如实施例1所述相同的加工条件和聚合物共混物组成下，形成具有单层结构、密度约139杆/cm²(900杆/英寸²)的杆片。这些杆的直径比实施例1中约465杆/cm²(3000杆/英寸²)结构上的杆直径约大50％，这使得耐用性更好。杆的高度约0.56-0.61mm(0.022-0.024英寸)。在各针之间的间距约为0.84mm(0.033英寸)时，可感觉出每根针。较厚的针的挠性也较差，会使表面感觉更硬、更粗糙。这种表面更适合于不接触皮肤的应用。使用模具的孔直径尺寸(0.010英寸)来确定最大可能的单一杆的截面积(0.00007854英寸²)，这样，由各杆(约900杆/英寸²)制得的每平方英寸的杆片面积不超过总面积的约7.1％。

实施例5

使用具有不同杆几何形状的模具，基本上根据实施例1用重量比80∶20的聚氨酯树脂Estane^TM 58661和苯乙烯三嵌段共聚物Vector^TM 4111来制造杆片。所得的杆片具有约46杆/cm²(299杆/英寸²)。在横轴方向上各杆的中心之间的间距约为1.68mm(0.066英寸)，而在纵轴方向上约为1.29mm(0.0507英寸)。杆的直径约为0.459mm(0.0195英寸)，杆的高度约为0.617mm(0.0243英寸)。相邻的杆之间的间隙约为0.254mm(0.010英寸)。聚氨酯的比例越高，所得滑动控制制品的耐用性增加越多。使用模具的孔直径尺寸(0.0508cm(0.020英寸))来确定最大可能的单一杆的截面积(0.0020268cm²(0.00031416英寸²)，这样，由各杆(约46杆/cm²(299杆/英寸²))制得的每平方英寸的杆片面积不超过总面积的约8.9％。

实施例6

使用类似实施例1的硅橡胶模具和上述热压法制造杆片。其组成示于表3，其中的比例是指Estane^TM 58661与Vector^TM 4111的百分比。所得的杆片具有约490杆/cm²(3159杆/英寸²)。在横轴方向上各杆的中心之间的间距约为0.439mm(0.0173英寸)，而在纵轴方向上约为0.465mm(0.0183英寸)。杆的直径约为0.15mm(0.0059英寸)，杆的高度约为0.625mm(0.0246英寸)。相邻的杆之间的间隙约为0.127mm(0.005英寸)。

为了定量地比较各种共混组成在潮湿及干燥的条件下的群体特性，使用Thwing-Alber摩擦/剥离测试仪测定静摩擦系数(SFC)和动摩擦系数(DFC)。另外，也可测定一些共混组成的平片，即杆片的另一侧的摩擦系数。表3给出了在使用各种组成的热压进行的间歇处理中制备的各杆片的平均SFC和DFC值。

                                  表3

                   共混杆片在潮湿及干燥条件下的摩擦性能

    组成干燥条件下    SFC干燥条件下    DFC潮湿条件下    SFC潮湿条件下    DFC Estane 58661    1.3    1.25    1.2    1.1    80/20    1.5    1.5    1.4    1.4    60/40    1.8    1.75    1.7    1.6    50/50    1.85    1.75    1.7    1.6    40/60    2.1    2.0    2.0    1.9    20/80    2.3    2.11    2.1    1.8  Vector 4111    2.5    2.3    2.3    2.1

杆试样由具有最高DFC和SFC的纯Vector^TM 4111，以及具有最低DFC和SFC的纯Estane^TM 58661杆试样制得。处于这两者之间某处的混合物具有近似线性的关系。另外，各共混物的SFC和DFC随着水加入各杆和Ultrasuede^TM基片之间而减小。事实上，水的加入仅仅造成了每个共混组合物的杆片摩擦下降约7％。在50/50和60/40共混物中发现了摩擦性能的微小差异。根据摩擦性能，由于60/40组成具有更大体积分数的聚氨酯，它将导致更好的耐磨性。

实施例7

根据实施例1制造重量比50∶50的聚氨酯树脂Estane^TM 58661和苯乙烯三嵌段共聚物Vector^TM 4111的杆片。杆的几何形状如实施例1所述。平片也使用该组成来制造。表4给出了杆片和平片的平均SFC和DFC。

                               表4

                          杆片和平膜的比较

  试样名称干燥条件下    SFC干燥条件下    DFC潮湿条件下    SFC潮湿条件下    DFC    平膜    2.12    2.08    1.3    1.3    杆片    2.1    2.0    2.05    1.95

从表4可以明显地看出，在干燥条件下测量时，杆片(60％Estane^TM 58661和40％Vector^TM 4111)和平片的静和动摩擦系数相差不大。但是，当向杆片中加入一些水时，在实验误差范围内，平片的摩擦系数减小30％，而杆片维持其高摩擦性。这个结果与图6和7所示的湿润机理一致。

实施例8

使用上述试验方法检测实施例1、3和5的三个杆片试样的动态剪切强度。表5列出这些结果。

                                表5

                    动态剪切强度-达因/cm²(盎司/英寸²)

实施例 试样      峰      谷    平均值    1    1    168,481(39.1盎司/英寸²)    140,904(32.7盎司/英寸²)    157,709(36.6盎司/英寸²)    1    2    144,351(33.5盎司/英寸²)    140,904(32.7盎司/英寸²)    143,489(33.3盎司/英寸²)    1    3    202,523(47.0盎司/英寸²)    81,009(18.8盎司/英寸²)    136,595(31.7盎司/英寸²)    1 平均  值    171,929(39.9盎司/英寸²)    121,082(28.1盎司/英寸²)    146,075(33.9盎司/英寸²)    3    1    18,959(4.4盎司/英寸²)    14,650  (3.4盎司/英寸²)    16,805  (3.9盎司/英寸²)    3    2    23,268  (5.4盎司/英寸²)    18,959(4.4盎司/英寸²)    21,545(5.0盎司/英寸²)    3    3    35,333  (8.2盎司/英寸²)    21,114(4.9盎司/英寸²)    31,886(7.4盎司/英寸²)    3 平均  值    25,854(6.0盎司/英寸²)    18,097(4.2盎司/英寸²)    23,268(5.4盎司/英寸²)    5    1    168,051(39.0盎司/英寸²)    107,725(25.0盎司/英寸²)    133,148(30.9盎司/英寸²)    5    2    152,969(35.5盎司/英寸²)    80,578(18.7盎司/英寸²)    135,733(31.5盎司/英寸²)    5    3    152,538(35.4盎司/英寸²)    81,009(18.8盎司/英寸²)    112,034(26.0盎司/英寸²)    5 平均  值    157,709(36.6盎司/英寸²)    89,627(20.8盎司/英寸²)    127,115(29.5盎司/英寸²)

根据实施例1-5制得的杆片具有最佳动态剪切强度。实施例1和3的试样在杆密度和杆直径上比实施例5的试样更相似。但是，实施例3的试样的杆高度约为实施例1和5的杆高度的一半。而实施例5的较低密度的杆片的性能优于实施例3的试样。因此，可以认出，杆高度是影响动态剪切强度的重要因素。

实施例9

杆片通过使用具有不同杆几何形状的模具，并基本上根据实施例1分别用重量比为78∶2∶20的聚氨酯Estane^TM 28238、黑色颜料(基于Estane^TM 58238)和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物Vector^TM 4111来制造。所得杆片具有约481杆/cm²(3,100杆/英寸²)、杆直径约为0.025cm(10密耳)、杆高度约为0.048cm(19密耳)。这些杆排列成正方形图案，在横轴和纵轴方向上相邻的杆之间的间距相等。该实施例的摩擦控制制品的产品规格是：杆密度为387-542杆/cm²(2,500-3,500杆/英寸²)、杆直径为0.02-0.027cm(9-11密耳)、杆高度为0.035-0.06cm(14-24密耳)。该实施例的摩擦控制制品提供了具有高摩擦特性(在100g/cm²(22.72盎司/英寸²)的负载下的假摩擦系数至少为6)且手感柔软的杆片结构，适于用作自行车把手和配合的自行车手套。这些杆是较软和可弯曲的，并可在该手套和把手之间产生所需的及预计的摩擦。使用模具孔直径(0.0254cm(0.010英寸))的尺寸以确定最大可能的单一截面积(0.0005067cm²(0.00007854英寸²))，这样，由杆(约481杆/cm²(3100杆/英寸²)构成的杆片的每平方英寸的面积不超过总面积的约23.4％。在实施例9中使用最大规定的杆直径(0.0279cm(11密耳))和最大可能密度的杆片(542杆/cm²(3500杆/英寸²))，这样，杆片的最大可能面积约为总面积的33.3％(在0.006128cm²/杆时为542杆(在0.00009503英寸²/杆下3500杆＝0.333英寸²/平方英寸))。

在此将本文中公开的专利和专利申请合并作为参考。本发明的其它实施方式也是可行的。应该明白以上描述是说明性的，而非限制性的。本发明制品的其它可预期的用途包括：服饰的美化及流行补片、作为用于制造轻型防护服的材料、作为油皮胶或油鞣革(其中的材料是多孔、吸水的)、作为带静电的过滤元件或导管衬垫(任选地具有抗微生物特性)、作为太阳能收集器的表面材料、用于振动阻尼或缓冲应用、作为用于护腕的覆盖物或材料、作为气床的表面材料(其中，背衬层具有贯穿孔或纵向贯穿杆的孔，用于引入加压的空气)。在这些用途以及那些上述公开及提出的用途中，本发明的摩擦控制制品可包括本文中公开的各种实施方式的一种或多种特征，比如具有沿背衬层的一个表面的微通道以帮助快速地分散液体，这样就增强了潮湿时制品所需的摩擦控制特性。在回顾了上述内容后，许多其它的实施方式对本领域的技术人员而言是显而易见的。因此，本发明的范围应参照所附的权利要求书以及这些权利要求的等价内容的全部范围来确定。