TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Artikel, welcher mindestens
ein Segment enthält, welches auf seine Herstellung folgend elastisch
gekräuselt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiters auf ein elastisch
kräuselbares Segment an sich. Das Segment inkludiert vorzugsweise einen
vorgestreckten und gespannten elastomeren Bauteil, welcher an mindestens
einem versteifenden Bauteil in feststehender Beziehung fixiert ist. Die so
gebildete Verbundstruktur ist fest genug, um einem Zusammenbrechen in
einer Richtung parallel zu Zugspannungskräften, welche auf den
vorgestreckten und gespannten elastomeren Bauteil einwirken, zu widerstehen,
mindestens bis die Fixierung des Segments am Artikel fertiggestellt ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Der Sitz eines Kleidungsstücks am Körper des Trägers ist einer der
Schlüsselaspekte von Bekleidungsdesign. Kleidungsstücksitz ist aus
verschiedenen Gründen kritisch. Erstens sind Kleidungsstücke, welche gut
sitzen, für den Träger sowie für die anderen ästhetisch erfreulich. Zweitens
behindert Kleidung, welche am Körper gut sitzt, nicht Körperbewegung.
Beispielsweise wird Kleidung, welche zu eng sitzt, den Körper am Durchmachen
seiner normalen muskulären Expansionen und Kontraktionen hindern, was
ein unangenehmes Gefühl für den Träger verursacht. Kleidung, welche zu
lose ist, kann Körperbewegung durch Verwickeln des Körpers in das
Kleidungsstück oder durch Hinzufügen von unbeabsichtigter Masse behindern.
Drittens stellt guter Sitz oft die Funktion des Kleidungsstücksfixierens bei.
Beispielsweise halten Taillenbänder die Hosen hinauf, Hutbänder halten
Hüte am Kopf und einige Bündchen halten Armel oder Hosenbeine an Ort und
Stelle. Viertens gibt es eine Art von Sitz, welcher die Umgebung unterhalb
der Kleidung vom Auslaufen zur äußeren Umgebung dichtet oder vice versa.
Diese Funktion ist offensichtlich in dauerhaften Kleidungsstücken, wie zum
Beispiel Regenkleidung oder Kleidung für kaltes Wetter, und in
wegwerfbaren Kleidungsstücken, wie zum Beispiel Wegwerfwindeln.
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Gummis in vielen Formen werden oft verwendet, um einen oder
mehrere Typen von Kleidungsstücksitz beizustellen. Die Formen dieser Gummis
inkludieren Verbundmaterialien wie jene, welche in
Unterwäsche-Taillenbändern verwendet werden, und homogene elastomere Materialien, wie zum
Beispiel die Taillen- und Beinbänder, welche in vielen Wegwerfwindeln
angetroffen
werden. Es gibt ebenso lineare als auch zweidimensionale Stretch-
Gummis, welche in einer Kleidung verwendet werden. Taillenbänder und
elastische Bündchen sind linear erachtet, wogegen in Höschen sich das
Material in zwei Dimensionen streckt, um einen konturierten Körpersitz
beizustellen.
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Ein allgemeines Problem mit Gummis an industriell hergestellten
Artikeln, wie zum Beispiel Kleidung, ist, daß die Menge an Zugspannung,
welche der Gummi gegen den Körper aufbringt, nicht für jeden einzelnen Träger
richtig ist. Dieses Problem ergibt sich, weil industriell hergestellte Kleidung
in bestimmten diskreten Größen hergestellt ist. Während die
Gummizugspannung für eine Person mit Dimensionen in der Mitte eines bestimmten
Größenbereichs richtig sein mag, kann die Zugspannung für eine etwas
kleinere Person zu gering oder für eine ziemlich größere Person zu groß sein.
Wenn die Zugspannung zu gering ist, kann das Kleidungsstück
hinunterfallen, wenn sie zu groß ist, können die Gummis rote Stellen an der Haut
zurücklassen und Unbehagen hervorrufen.
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Das Erzielen von Kleidungsstücksitz unter Verwendung von Gummis
legt dem Hersteller von Kleidungsstücken ebenso Probleme auf. Erstens
erfordert das Befestigen von elastischen Materialien an einem Kleidungsstück,
insbesondere, wenn der Gummi sich in einem vorgestreckten Zustand
befindet, einigermaßen komplexe materialmanipulierende Verfahren. Das
Fixieren ist oft erforderlich, um den Gummi in einem gestreckten Zustand
oder das Kleidungsstück in einem gekräuselten oder gerafften Zustand zu
halten, während die Befestigung gemacht wird. Dieses Extra-Manipulieren
und -Fixieren kann automatisierte Produktionsstraßen verlangsamen.
Zweitens, sobald als der Gummi am Kleidungsstück befestigt ist und die
Zugspannung freigegeben wird, kräuselt sich das Kleidungsstück in der Zone
des Gummis, was das Kleidungsstück unhandlich macht, wenn es entweder
zum nächsten Schritt im Herstellungsverfahren oder zu einem
Verpackungsarbeitsgang weitergeleitet wird.
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Vor der Entwicklung der Materialien der vorliegenden Erfindung sind
die Probleme, welche mit Kleidungsstückgummis verbunden sind, auf zwei
grundlegende Arten behandelt worden. Insbesondere ist das Problem, das
richtige Ausmaß an Zugspannung für den einzelnen Träger zu erzielen, in
der Regel durch Beistellen mehrerer Befestigungsstellen gelöst worden. Dies
gestattet dem Gummi, in unterschiedlichen Ausmaßen gestreckt zu werden,
wenn das Kleidungsstück am Körper befestigt wird. Ein einfaches Beispiel
davon ist ein elastifizierter Gürtel für Hosen, welcher mehrere
Befestigungspunkte
an der Gürtelschnalle inkludiert. Dies gestattet dem Träger, einen
breiten Bereich von Taillenbandzugspannungen auszuwählen. Ein weiteres
Beispiel dafür liegt in Wegwerfwindeln mit einem elastifizierten Taillenband
und Bandbefestigungsmitteln vor. In diesem Fall kann das Ausmaß an
Zugspannung im Taillenbandgummi in einem gewissen Grad durch die
Zugspannung, die die Mutter auf den Taillenbandgummi aufbringt, bevor die
Bandbefestigungsmittel fixiert werden, kontrolliert werden. Während ein
gewisser Grad an Zugeinstellung durch dieses Verfahren geleistet ist, ist es
schwierig für die Person, welche die Windel anbringt, diese Zugspannung
präzise einzustellen, während das Baby sich windet. Dieses Verfahren von
Windelgummi-Spannen gefährdet ebenso die Position von Bandfixierung
vom Ideal. Beispielsweise, wenn der Gummi in einem großen Ausmaß
gestreckt wird, um die gewünschte Spannung zu erzielen, mögen die
Bandbefestigungspunkte weit genug von ihrer idealen Stelle entfernt sein, sodaß der
gesamte Windelsitz verdreht wird. Diese Verdrehung kann mangelhaften
Sitz in anderen kritischen Zonen, beispielsweise in der Beinbandzone
verursachen.
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Das Problem des Zusammenfügens von Kleidungsstück-kräuselnden
elastischen Bestandteilen, welche sich nicht unter Zugspannung befinden,
wenn sie aufgebracht werden, ist in der Regel bei
Hochgeschwindigkeitsherstellungsstraßen durch die Verwendung von hitzeschrumpfbaren Gummis
angesprochen worden. Diese Gummis sind entworfen, um an einem
Kleidungsstück, wie zum Beispiel einer Wegwerfwindel, fixiert zu werden,
während sie sich im entspannten Zustand oder unter geringer Zugspannung
befinden. Nachdem sie fixiert worden sind, wird während des
Herstellungsverfahrens oder auf dieses folgend Hitze auf den Gummi an einem gewissen
Punkt aufgebracht. Nach dem Erhitzen kontrahieren diese Gummis und
gewinnen viel von ihrer ursprünglichen Elastizität zurück.
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Diese hitzeschrumpfbaren Gummis werden in verschiedenen Formen
hergestellt. Einige sind homogene Materialien. Diese sind in der Regel
thermoplastische Elastomere, welche gestreckt worden sind, um ihre
Molekularstrukturen nach dem Gießen auszurichten. Wenn sie nach Zusammenfügen
in der Windel erhitzt worden sind, schrumpfen sie zurück, wobei sie etwas
von ihrer Ausrichtung verlieren. Andere hitzeschrumpfbare Gummis sind
Verbundstrukturen, wie zum Beispiel jene, welche im US-Patent 4,552.795,
ausgegeben an Hansen et al. am 12. November 1985, geoffenbart sind. Die
von Hansen et al. geoffenbarten Strukturen bestehen vorzugsweise aus
vorgestreckten elastomeren Litzen, welche zwischen zwei relativ unelastischen
Streifen aus Folie mit unelastischem thermoplastischen Polymer laminiert
worden sind. Nach dem Aufbringen von Hitze wird das thermoplastische
Polymer weich, was dem elastischen Bauteil gestattet, sich in bezug auf die
äußeren Schichten zu bewegen, wodurch die äußeren Schichten und der
Artikel, an welchem sie fixiert werden, veranlaßt werden, elastisch zu
kontrahieren und zu kräuseln. Wenn dieses Laminat an einem Abschnitt eines
Kleidungsstücks fixiert wird, sagen wir an einem Windeltaillenband, ist
demnach das Resultat nach dem Erhitzen ein Kleidungsstückkräuseln im
Verhältnis zur Relativbewegung zwischen dem elastischen Bauteil und den
äußeren Schichten des Laminats.
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Während viele der Probleme des industriellen Zusammenfügens von
elastischem Material gelöst werden, kann das Aufbringen von Hitze, welche
erforderlich ist, um derartige vorgestreckte und gespannte Gummis zu
aktivieren, in einigen Fällen andere Bestandteile im zu elastifizierenden Artikel
nachteilig beeinträchtigen. Weiters helfen derartige hitzeaktivierbare
Materialien nicht auf eine vernünftige Art in jenen Situationen, wo
Gummi-Einstellung durch den Konsumenten erwünscht ist. Hitzeaktivierung durch den
Konsumenten wird unpraktizierbar, weil sie eine Hitzequelle erfordert,
welche üblicherweise für den Konsumenten nicht verfügbar ist. Es ist
möglicherweise gefährlich und es ist schwierig, ohne standardisierte
Verfahrensbedingungen und Gerät reproduzierbar zu kontrollieren.
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Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
elastische Materialien beizustellen, welche die vorhergehenden Probleme
insgesamt vermeiden.
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Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Artikel
beizustellen, welcher,während er sich nicht unter Zugspannung befindet, an
den Träger angelegt und danach elastifiziert werden kann.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die elastischen Materialien der vorliegenden Erfindung sind
Verbundstrukturen. Ein einfaches exemplarisches Ausführungsbeispiel dieser
Verbundstruktur kann ein dreischichtiges Laminat umfassen. Um diese
Struktur weiter zu beschreiben, ist es am leichtesten, sie in Form eines
bevorzugten Verfahrens der Herstellung für, ein spezifisches Ausführungsbeispiel zu
beschreiben.
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Der erste Schritt ist es, als ein Ausgangsmaterial ein Elastomerband
auszuwählen. Während für dieses Band viele unterschiedliche Material- und
Grtßenkombinationen möglich sind, sei für Illustrationszwecke
angenommen,
daß das Band 12,7 mm breit, 254 mm lang und 0,127 mm dick ist.
Dieses Band kann aus nahezu jedem elastomeren Material bestehen, wobei
synthetischer natürlicher Gummi besonders gut geeignet für Situationen ist,
wo es wahrscheinlich ist, daß lange Zeitperioden verstreichen, bevor die
Zugspannung im Elastomer freigegeben werden wird.
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Der nächste Schritt ist es, das Band in mindestens einer Richtung zu
strecken. Beispielsweise kann es auf das Dreifache seiner ursprünglichen
Länge gestreckt werden. Das Band wird daraufhin vorzugsweise an jedem
Ende verklammert, um es in seinem ausgestreckten Zustand zu halten. Als
nächstes werden die anderen zwei versteifenden Schichten des Laminats auf
das gestreckte Band aufgebracht. Diese anderen zwei versteifenden
Schichten können von identischer Zusammensetzung sein und bestehen
vorzugsweise aus einem relativ steifen, spröden Material, wie zum Beispiel
Extrusionsguß-Polystyrol. Die versteifenden Polystyrolschichten können relativ
dünn sein, das heißt, eine Dicke von 0,025 mm ist ausreichend für das
exemplarische Band, welches auf das Dreifache seiner ursprünglichen Länge
gestreckt ist. Die versteifenden Schichten weisen vorzugsweise die gleichen
planen Dimensionen wie der ausgestreckte Gummi auf. Diese
Polystyrolschichten werden obenauf und unten auf dem gestreckten Gummi ein
Sandwich bildend angeordnet. Diese drei Schichten werden dann unter
Druck aneinander hitzegesiegelt, wodurch ein thermisch gebundenes
Laminat gebildet wird. Nachdem das Laminat abgekühlt ist, werden die
Klammern von den Enden des Gummis entfernt. Nach Klammernentfernen bleibt
die plane Laminatstruktur (ausgenommen jene Abschnitte, welche in den
Klammern gehalten werden) im wesentlichen in derselben Länge, wie der
gestreckte elastische Gummi war, während er durch die Klammern vor dem
Laminieren eingespannt war. Das resultierende Laminat ist relativ flexibel
und kann leicht, ohne es unter Zugspannung zu halten, manipuliert werden.
Das gesamte Laminatband oder ein Segment, welches daraus geschnitten
wurde, kann an jedem gewünschten zu elastifizierenden Artikel fixiert
werden. Beispielsweise könnten die Enden eines Segments, welches eine Länge
von etwa 127 mm aufweist, an gegenüberliegenden Abschnitten eines
einstellbaren Hutes durch Nähen, Nieten, etc. fixiert werden.
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Es wird selbstverständlich erkannt, daß es in der Praxis der
vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist, daß das gesamte elastisch
kräuselbare Segment eine Laminatverbundstruktur von der hierin zuvor früher
beschriebenen Art umfaßt. Beispielsweise kann das elastisch kräuselbare
Segment eine oder mehrere derartige isolierte Laminatverbundstrukturen
entlang
seiner Länge inkludieren. Freigabe von Zugspannung in irgendeinem
der Verbundstrukturabschnitte des Segments wird jenen Abschnitt des
Artikels kräuseln, an welchem die Enden des Segments fixiert sind. Das heißt,
Zugspannungsfreigabe in irgendeinem Abschnitt des Segments wird die
Enden des Segments enger aneinanderziehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Während die Beschreibung mit Ansprüchen abschließt, welche die
vorliegende Erfindung besonders hervorheben und unterscheidend
beanspruchen, wird angenommen, daß die vorliegende Erfindung besser aus der
folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigeschlossenen
Zeichnungen verstanden werden wird, in welchen:
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Figur 1 ist eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines
alternativen elastisch kräuselbaren Segments der vorliegenden Erfindung,
welches selbstaktivierend ist insofern, daß es den Artikel automatisch kräuselt,
an welchem es fixiert wird, bevor der Artikel im Gebrauch angeordnet ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Elastisch kräuselbare Struktuen der vorliegenden Erfindung können
auf viele unterschiedliche Konfigurationen unter Verwendung einer Vielfalt
von Materialien gebildet werden. Exemplarische Ausführungsbeispiele,
welche verschiedene Konstruktionsmaterialien und verschiedene
Konfigurationen nutzen, werden hierin lediglich für Illustrationszwecke geoffenbart
werden. Verschiedene Anderungen und Modifikationen für die exemplarischen
Ausführungsbeispiele können gemacht werden, ohne vom Rahmen der
Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind diese exemplarischen
Ausführungsbeispiele nicht gedacht, die vorliegende Erfindung, wie sie in den
beigeschlossenen Ansprüchen beschrieben ist, zu beschränken.
Konstruktionsmaterialien
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Elastisch kräuselbare Verbundstrukturen der vorliegenden Erfindung
bestehen in der Regel aus bis zu drei Materialarten. Diese sind das
elastomere Material, das versteifende Material und ein wahiweises
Zwischenmaterial, wie zum Beispiel einen Klebstoff, welcher verwendet werden kann, um
das elastomere Material an dem/den versteifenden Materiallien zu fixieren.
Diese drei Arten von Materialien sind hiernach gesondert erörtert.
Das Elastomere Material
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Vorzugsweise ist das elastomere Material ein Material, welches hohe
Grade an reversiblem Dehnen durchmachen kann. Elastomere, welche auf
das Zwei- oder Mehrfache ihrer ursprünglichen Länge gestreckt werden
können und dann zu ihrer ursprünglichen Länge zurückkehren können, sobald
als die streckende Kraft entfernt worden ist, sind für den Zweck des
Schaffens von Kleidungsstückkräuselung besonders nützlich. Jedoch können
Elastomere, welche nicht so weit reversibel gestreckt werden können, eine
Nutzung in einigen Anwendungen finden. Sogar Elastomere, welche einen
Grad an irreversiblem Stretch aufweisen, können in Abhängigkeit von der
besonderen Anwendung genutzt werden.
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Elastomere, welche eine feststehende Zugspannung aufrechterhalten
werden, wenn sie gestreckt werden, und für lange Zeiträume beibehalten
werden (z.B. ein Jahr), sind in Situationen besonders bevorzugt, wo lange
Zeitperioden zwischen der Herstellung und dem Gebrauch des elastisch
kräuselbaren Artikels verstreichen können. Allgemein bestehen diese
bevorzugten Materialien aus thermofixierten Gummis, wie zum Beispiel
synthetischen Naturgummis. Elastomere, welche nicht Zugspannung über einen
langen Zeitraum beibehalten werden, werden begrenztere Nutzbarkeit beim
Ausführen der vorliegenden Erfindung aufweisen. Ihre hauptsächliche
Verwendung würde bei Applikationen, wo der Gummi bald, nachdem ein
Laminieren der Verbundstruktur vervollständigt ist (zum Beispiel
On-Line-Aktivieren in einer Industrieanlage), oder bei Applikationen, wo variable und
beschränkte Gummirückformung akzeptierbar ist, sein. Elastomere, welche
nicht über verlängerte Zeiträume hin Zugspannung beibehalten werden,
bestehen im allgemeinen aus Thermo-Kunststoffen, wie zum Beispiel
Ethylenvinylacetat-Copolymer.
Das Vesteifende Material
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Der Ausdruck "steif" ist für den Zweck dieser Erfindung ein relativer
Ausdruck. Er bedeutet, daß das versteifende Material sich nicht genug
verkürzen wird, um den kompressiven Kräften, welche von dem gestreckten
Elastomer ausgeübt werden, zu gestatten; den gestreckten Elastomer zu
seiner ursprünglichen ungespannten Länge zurückkehren zu lassen. Das
heißt, er ist relativ unelastisch im Vergleich zur Elastizität des elastomeren
Bestandteils in einer gegebenen Laminatverbundstruktur. Materialien, wie
zum Beispiel Polystyrol, Mischungen aus Polystyrol und Polyethylen,
Polyethylen laminiert auf Papier und Surlyn sind alle als ein versteifender
Bestandteil in exemplarischen elastisch kräuselbaren Segmenten der
vorliegenden Erfindung verwendet worden. Diese Materialien haben alle
voneinander sehr unterschiedliche Elastizitätsmoduli, aber exakt verwendet (die
richtigen Dicken, relative Materialbreiten, elastische Vorspannung, etc.)
können sie alle als ein versteifender Bauteil in elastisch kräuselbaren Segmenten
der vorliegenden Erfindung akzeptierbar arbeiten.
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Der versteifende Bauteil kann ebenso spröde sein oder nicht. Die
Entscheidung, ein sprödes Material gegenüber einem biegsamen Material zu
wählen, hängt vom Verfahren der elastischen Aktivierung ab, welche im
elastisch kräuselbaren Segment erwünscht ist. Wenn es erwünscht ist, den
Gummi durch Schütteln des Verbundstoffs zu aktivieren, um Knicke und
Delaminieren in der steifen Schichte oder Schichten Zu verursachen, dann ist
ein Material, welches bei der Verwendungstemperatur spröde ist, bevorzugt.
Wenn jedoch der Gummi durch Abstreifen oder Abziehen der steifen
Schichte von der Verbundstruktur aktiviert wird, dann ist ein biegsameres
versteifendes Material bevorzugt.
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Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung könnte der versteifende Bauteil, oder Schichte, ein dauerhaftes
Material wie Stahl sein. Beispielsweise könnte es ein permanenter Bestandteil
einer Maschine sein, welche den vorgestreckten und gespannten Gummi am
Kleidungsstück aufbringt. In diesem Fall würde der Gummi gestreckt
werden und an einer permanenten steifen Schichte, wie zum Beispiel einem
endlosen flexiblen Stahlförderband, angeheftet werden. Das resultierende
Laminat, welches das Stahlförderband mit dem vorgestreckten und
gespannten Elastomerbauteil daran angeheftet umfaßt, würde dann in Kontakt
mit dem zu elastifizierenden Kleidungsstück oder anderen Artikel gebracht
werden und der Elastomerbauteil würde am Artikel fixiert werden.
Schließlich würde die permanente versteifende Schichte abgestreift werden, wobei
der vorgestreckte und gespannte Elastomerbauteil am Artikel angeheftet
gelassen wird, wenn der Artikel sich stromabwärts bewegt. Ein derartiges
Verfahren kann besonders nützlich zum Fixieren von gestreckten elastischen
Beinbändern an einer sich kontinuierlich bewegenden Bahn von
Wegwerfwindeln sein.
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Versteifende Bauteile der vorliegenden Erfindung können viele
unterschiedliche Material-Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise könnten sie
eine flache Folie, eine geprägte flache Folie, ein Faservlies-Textilerzeugnis,
einen Hohischlauch, einen steifen Schaumstoff, eine Gaze, ein Laminat aus
verschiedenen Materialien oder eine gegossene Gestalt sein. Die Materialien
könnten einen breiten Bereich an Dicke in Abhängigkeit von Zugspannung
im vorgestreckten elastomeren Bauteil aufweisen und könnten sogar in der
Dicke über die Breite und/oder die Länge der Verbundstruktur variabel sein.
Der versteifende Bauteil oder Bauteile könnteln ebenso eher ein integraler
Bestandteil des zu elastifizierenden Artikels denn ein unabhängiges Element
sein.
Das wahlweise Zwischenmaterial
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Der Gebrauch eines Zwischenmaterials, um den Elastomerbauteil
und den versteifenden Bauteil aneinander zu fixieren, ist wahlweise beim
Konstruieren elastisch kräuselbarer Segmente der vorliegenden Erfindung.
Wie ebenso in aufeinanderfolgenden Abschnitten dieser Beschreibung
hervorgehoben werden wird, ist es für die versteifenden Bauteile nicht immer
erforderlich, entlang ihrer Länge direkt am vorgestreckten Elastomerbauteil
fixiert zu werden. Jedoch umfaßt es in der Regel in jenen Situationen, wo ein
Zwischenmaterial verwendet wird, meistens einen Klebstoff. In dieser
Kapazität dient er, den vorgestreckten und gespannten Elastomer am
versteifenden Bauteil zu binden. Dies ist insbesondere wertvoll, wo eine natürliche
Hitzesiegelungsbindung zwischen dem vorgestreckten Elastomer und der
versteifenden Schichte entweder zu stark oder zu schwach ist. In diesem Fall
muß der Klebstoff ausgewählt werden, um so die richtigen Klebekräfte zu
geben und um so nicht von der Funktion der Verbundstruktur abzuweichen.
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Das wahlweise Zwischenmaterial kann ebenso mehr als nur einen
Klebstoff umfassen. Es kann beträchtliche Masse im Vergleich zum
vorgestreckten Elastomer und/oder der/den versteifenden Schichte/n aufweisen.
Ein derartiges Beispiel einer Verbundstruktur der vorliegenden Erfindung
könnte eine Mehrzahl von vorgestreckten elastomeren Litzen, welche parallel
zu einer Vielzahl von versteifenden Litzen laufen, aufweisen, wobei beide
Materialien durch eine Matrix, welche aus einem dritten Material, wie zum
Beispiel einem Schaumstoff, besteht, umhüllt sind. Bei diesem
Ausführungsbeispiel muß der Schaumstoff ausreichend klebende und mechanische
Festigkeit aufweisen, um die Verbundstruktur unter der Zugspannung der
vorgestreckten elastomeren Litzen zusammenzuhalten, aber schwach genug
sein, um mit dem Elastomer zusammenzubrechen, wenn die versteifenden
Litzen gebrochen sind. Diese Strukturart kann besondere Nützlichkeit als ein
Ersatz für dauerhafte Kleidungsstückgummis aufweisen.
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In vielen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist ein
Zwischenmaterial nicht erforderlich. Wenn das wahlweise Zwischenmaterial
nicht vorhanden ist, ist es jedoch noch ein Erfordernis, daß der vorgestreckte
Elastomerbauteil und der versteifende Bauteil in fixierter Relation
aneinander fixiert werden, um so eine Verbundstruktur zu bilden, welche
stark genug ist, um einem Zusammenbrechen in einer Richtung parallel zu
den Zugspannungskräften, welche auf den vorgestreckten elastomeren
Bauteil einwirken, zu widerstehen, mindestens bis die Fixierung des Segments
am Artikel fertiggestellt worden ist. Verfahren zum direkten
Aneinander-Fixieren des vorgestreckten elastomeren Bauteils und des versteifenden
Bauteils ohne den Gebrauch eines Zwischenmaterials inkludieren
Hitzesiegelung, Lösungsmittelbindung (zum Beispiel durch Anordnen eines
Lösungsmittels für ein oder beide Materialien zwischen den Schichten und
darauffolgendes Abziehen des Lösungsmittels), Lösungsmittelgießen einer Schichte
auf die andere und mechanisches Verriegeln. Bindungen, welche ohne die
wahlweise Zwischenschichte hergestellt sind, müssen ebenso stark genug
sein, um den vorgestreckten Elastomer vor Aktivierung in seinem vollen
ausgestreckten Zustand zu halten, und schwach genug sein, um auf
irgendeine Form von Aktivierung hin, welche auch immer erwünscht ist,
vorzugsweise mechanisches Manipulieren der Verbundstruktur, zu versagen.
Mögliche Verwendungen für die elastisch kräuselbaren Segmente
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Elastisch kräuselbare Segmente der vorliegenden Erfindung können
auf viele Kleidungsstücke und andere Artikel, wo ein Raffen oder Kräuseln
erforderlich ist, aufgebracht werden. Sie können für den Zweck des
Artikelkräuselns sowohl auf Wegwerfkleidungsstücke als auch dauerhafte
Kleidungsstücke aufgebracht werden. Zusätzlich können sie auf wegwerfbare
und haltbare Artikel aufgebracht werden, wo elastisches Zugspannen
erwünscht ist. Die folgende Liste erläutert illustrative Beispiele derartiger
möglicher Applikationen:
1. Beispiele von Wegwerfkleidungsstücken
2. Beispiele von dauerhaften Kleidungsstücken
3. Beispiele von Nicht-Kleidungsstücken
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Über Applikationen von Artikelkräuselung in einer Richtung hinaus,
wie zum Beispiel die beispielhaften Applikationen, welche zuvor erläutert
worden sind, gibt es noch weitere Verwendungen für elastisch kräuselbare
Segmente der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise können elastisch
kräuselbare Segmente der vorliegenden Eriindung ebenso verwendet
werden,
um elastische Kräfte in mehr als einer einzigen Richtung freizugeben,
d.h. in zwei oder mehr Richtungen. Ausführungsbeispiele der letztgenannten
Art verwenden Ausgangsmaterialien ähnlich jenen hierin zuvor
beschriebenen, mit Ausnahme dessen, daß vor dem Aufbringen des versteifenden
Bauteils der Elastomerbauteil unter Zugspannung in zwei oder mehr Richtungen
anstelle von in einer vorgestreckt wird. Das Ergebnis ist ein elastisch
kräuselbares Segment, das, wenn an einem Kleidungsstück oder anderem
Artikel aufgebracht, einen ursprünglich planen Abschnitt des Artikels
vielmehr in zwei oder mehr Richtungen einziehen oder kräuseln wird als in eben
einer Richtung wie bei den Einrichtungs-Beispielen, welche zuvor hierin
beschrieben worden sind.
Bevorzugte Arten des Einbaues von elastisch kräuselbaren Segmenten in
einen Artikel
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Während dabei nicht an eine erschöpfende Liste gedacht ist, ist das
Folgende illustrativ für Arten, um elastisch kräuselbare Segmente der
vorliegenden Erfindung an einem Kleidungsstück oder anderem Artikel zu
fixieren:
1. Hitzebindung
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a. Mit oder ohne Klebstoff
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b. Diskrete Bindungen, oder kontinuierliche Bindung
entlang der Länge der Verbundstruktur
2. Ultraschallbindung
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a. Mit oder ohne zusätzliche Hitze
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b. Mit oder ohne Klebstoff
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c. In diskreten oder intermittierenden Mustern
3. Mechanische Fixierung
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(z.B. im Inneren eines schlauchförmigen Abschnitts
des Kleidungsstücks mit dem Gummi an den Enden
verknotet, durch Nähen, mit Klammem, etc.)
4. Unter Verwendung von Klebstoff
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(z.B. Aufschmelz-, kaltfixierten, druckempfindllchen
und Kontaktklebern)
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Beim Auswählen eines bestimmten Mittels zum Fixieren am
Kleidungsstück oder an einem anderen Artikel ist es in den meisten Fällen
bevorzugt, das elastisch zu kräuselnde Kleidungsstück, oder Artikel, eher
sicher am vorgestreckten elastomeren Bestandteil in der Verbundstruktur zu
fixieren als an der versteifenden Schichte. Dies ist allgemein so, da, um für
den Verbundstoff Zugspannung im vorgestreckten elastomeren Bauteil
freizugeben, Relativbewegung zwischen dem vorgestreckten elastomeren
Bauteil und dem versteifenden Bauteil eintreten muß. Im extremsten Fall
wird der versteifende Bauteil komplett abgestreift. Demnach ist es in vielen
Applikationen äußerst wünschenswert, den vorgestreckten elastomeren
Bauteil in einigen Abschnitten des Verbundstoffs für den Zweck des
Beistellens von Punkten oder Zonen für die Fixierung am Kleidungsstück
oder an einem anderen Artikel, welcher elastisch gekräuselt werden soll,
exponiert zu haben.
Beispiel
Feste Siegelungskonfiguration. welche vor dem Endgebrauch selbst
aktivierend ist
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In bestimmten Fällen kann es wünschenswert sein, daß die Freigabe
von Zugspannung im vorgestreckten elastomeren Bauteil der
Verbundstruktur der vorliegenden Erfindung automatisch ohne mechanisches
Manipulieren der Verbundstruktur eintritt. Materialien der letztgenannten Art werden
als selbst-aktivierend bezeichnet, d.h., der elastische Verbundstoff könnte an
einem Artikel aufgebracht werden, während er sich in einem im
wesentlichen ungespannten Zustand befindet, aber in den Händen des
Endverbrauchers in einem elastisch gekräuselten Zustand ankommen zufolge der Selbst-
Aktivierung, welche nach Fixierung des elastisch kräuselbaren Segments am
in Frage stehenden Artikel oder Kleidungsstück stattfindet.
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Das Ausführungsbeispiel der Verbundstruktur, welches in
vereinfachter Perspektive in Figur 1 illustriert ist, umfaßt eine Schichte eines
abdekkenden Bandes 515, 516, welches kontinuierlich an jeder Seite eines
gestreckten Gummis 20 fixiert ist, während es Zugspannung "T" unterworfen
ist, wodurch eine Trilaminat-Verbundstruktur 510 der vorliegenden
Erfindung gebildet wird.
Materialien:
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Gummi (20) - Fulflex 9411, 12,7 mm breit mal 0,178 mm dick,
wie er von Fulflex Inc., Bristol, R.I. erhältlich ist.
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Versteifende Bauteile (515, 516) - Spectape
druckempfindliches abdeckendes Band, wie es von Spectape, Inc., Erlanger,
Kentucky, erhältlich ist.
Verfahren:
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Ein 150 mm langes Stück Gummi 20 wurde auf das Dreifache seiner
ursprünglichen ungespannten Länge verlängert und eine Schichte des
druckempfindlichen Abdeckbandes 515, 516 wurde an jede Seite des
vorgestreckten Gummis mittels des druckempfindlichen Klebstoffs 518 am Band,
wie allgemein in Figur 1 gezeigt, angeheftet. Die derart gebildete
Trilaminatstruktur 510 wurde von Hand aus zusammengepreßt Die überlappenden
Ränder des Bandes wurden zurechtgeschnitten, um mit der Breite des
gestreckten Gummis 20 gleich zu sein, und auf die gleiche Gesamtlänge wie
der gestreckte Gummi geschnitten. Die resultierende
Laminatverbundstruktur 510 hielt den gestreckten Gummi in seinem vollständig verlängerten
Zustand lediglich für eine kurze Zeit, als Zugspannung "T" am Segment
freigegeben wurde. Es wurde beobachtet, daß der gestreckte Gummi 20
begann, sich langsam zu kontrahieren. Nachdem etwa 1 Stunde verstrichen
war, hatten sich die Bänder 515, 516 entlang im wesentlichen ihrer
gesamten Länge gekräuselt und der Gummi 20 ist zu seiner ursprünglichen
ungespannten Länge zurückgekehrt.
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Laminatverbundstrukturen dieser Art finden besondere Anwendung,
wo es erwünscht ist, den Verbundstoff auf einen Artikel oder ein
Kleidungsstück aufzubringen, während er sich in einem wesentlichen ungespannten
Zustand befindet und doch den Endverbraucher mit einem elastisch
gekräuselten Artikel versieht, welcher für unmittelbaren Gebrauch bereit ist.