DE69218952T2

DE69218952T2 - Siebdruckverfahren zur herstellung eines flächenreissverschlusses und so hergestellter flächenreissverschluss

Info

Publication number: DE69218952T2
Application number: DE69218952T
Authority: DE
Inventors: David Goulait; Dennis Thomas
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1991-06-21
Filing date: 1992-06-08
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2012-06-09
Also published as: CA2109621C; PT100611B; AU670031B2; NO301043B1; HU217592B; NO934668D0; MX9203045A; ES2099829T3; TR28751A; PT100611A; IE77169B1; SK145093A3; FI103186B1; NZ243226A; WO1993000215A1; ATE151338T1; KR100240360B1; JP3188459B2; PL170275B1; NO934668L

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft wiederbefestigbare mechanische Befestigungssysteme, insbesondere Befestigungssysteme mit frei geformten Häkchen, und das Verfahren zum Herstellen derartiger Befestigungssysteme.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Wiederbefestigbare mechanische Befestigungssysteme sind in der Fachwelt gut bekannt. In der Regel erfordern derartige Befestigungssysteme zwei Hauptbestandteile, ein Häkchen, welches mit einem Substrat verbunden ist und einen komplementären zweiten Bestandteil, die aufnehmende Oberfläche, ergreift. Eine Auskragung des Häkchens des Befestigungssystems durchdringt die aufnehmende Oberfläche und ergreift entweder die Litzen oder Fasern der aufnehmenden Oberfläche oder fängt sie ab. Die resultierende mechanische Interferenz und physikalische Behinderung verhindern ein Entfernen des Befestigungssystems von der aufnehmenden Oberfläche, bis die Trennkräfte entweder die Abzieh- oder die Scherfestigkeit des Befestigungssystems überschreiten.
Zur Zeit werden wiederbefestigbare mechanische Befestigungssysteme durch mindestens zwei Hauptverfahren hergestellt. Ein Verfahren erfordert eine Mehrzahl von Filamenten, wobei jedes von ihnen zu zwei Häkchen geformt werden kann. Beispiele von Befestigungssystemen, welche durch dieses Verfahren hergestellt worden sind, sind im US-Patent Nr. 2,717,437, ausgegeben am 13.September 1955 an de Mesteral, und im US- Patent Nr.3,943,981, ausgegeben am 16.März 1976 an De Brabandar, gezeigt, welche einen angehobenen Stapel von Schlaufen lehren. Verwandte Lehren sind im US-Patent Nr.4,216,257, ausgegeben am 5.August 1980 an Schams et al., im US-Patent Nr.4,454,183, ausgegeben am 12.Juni 1984 an Wollman, und im US-Patent Nr.4,463,486, ausgegeben am 7.August 1984 an Matsuda, gezeigt. Diese Referenzen lehren das Erhitzen der Enden polymerer Monofilamente. Andere verwandte Lehren von Befestigungssystemen, welche durch das erste Verfahren hergestellt worden sind, sind im US- Patent Nr.4,307,493, ausgegeben am 29. Dezember 1981 an Ochiai, und im US-Patent Nr.4,330,907, ausgegeben am 25.Mai 1982 an Ochiai, geoffenbart.
Das zweite allgemeine Verfahren, welches üblicherweise verwendet worden ist, um mechanische Befestigungssysteme herzustellen, ist es, wie im US-Patent Nr.3,147,528, ausgegeben am 8.September 1964 an Erb, und im US-Patent Nr.3,594,863, ausgegeben am 27. Juli 1971 an Erb, illustriert, die Systeme, zu formen oder zu extrudieren. Im US-Patent Nr. 3,594,865, ausgegeben am 27.Juli 1971 an Erb, ist ein kontinuierliches Einspritz-Gußformen gelehrt.
Verschiedene Häkchenstrukturen sind im Stand der Technik illustriert. Beispielsweise lehren die oben erörterten Referenzen Befestigungssysteme mit Schäften von allgemein konstantem Querschnitt. Das US- Patent Nr.3,708,833, das am 9.Jänner 1973 an Ribich et al. ausgegeben worden ist, offenbart ein Häkchen, welches vom proximalen Ende zum distalen Ende einigermaßen spitz zulaufend ist und vom Substrat lotrecht abragt.
Die europäische Patentanmeldung Nr.0,276,970, veröffentlicht am 3. August 1988, von der Procter & Gamble Company namens von Scripps, offenbart eine Befestigungsvorrichtung mit einem Schaft von konstantem Querschnitt, welcher in einem Winkel zwischen 30º und etwa 90º in bezug auf die Grundfläche ausgerichtet ist.
Die EPA-0381087 offenbart wiederbefestigbare mechanische Befestigungssysteme, welche ein Befestigungsmaterial mit spitz zulaufenden Häkchen inkludieren, welche durch eine Tiefdruckverfahrenstechnik, d.h. ohne einen mit Öffnungen versehenen ablegenden Bauteil, hergestellt worden sind.
Die Befestigungssysteme des Standes der Technik sind relativ teuer herzustellen und die Verfahren des Standes der Technik sind relativ langsam. Zusätzlich sind die Befestigungssysteme des Standes der Technik für die menschliche Haut reizend und reibend und sind demnach nicht gut für Applikationen geeignet, welche sie veranlassen, in enger Nachbarschaft zur menschlichen Haut zu sein. Es besteht demnach ein Erfordernis für ein schnelles und nicht teures Verfahren zum Herstellen mechanischer Befestigungssysteme. Es besteht ebenso ein Erfordernis für mechanische Befestigungssysteme, welche für die menschliche Haut nicht reizend und nicht reibend sind.
Einige dieser Erfordernisse sind in der US-Patentanmeldung 07/668,817, angemeldet am 7. März 1991 namens von Dennis A. Thomas, mit dem Titel "Wiederbefestigbares mechanisches Befestigungsmittel und Herstellungsverfahren dafür", welche ein Verfahren zum Herstellen eines wiederbefestigbaren mechanischen Befestigungssystems schnell und nicht teuer durch ein Verfahren ähnlich dem Tiefdruck offenbart, angesprochen worden.
Jedoch offenbart die vorliegende Erfindung ein schnelleres und weniger teures Verfahren zum Herstellen eines mechanischen Befestigungssystems als der Stand der Technik. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugt ebenso ein Befestigungssystem mit einem Raster von Häkchen, welcher dichter ist und demnach weniger reibend und weniger reizend als die Befestigungssysteme des Standes der Technik.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Befestigungssystems zum Befestigen an einer komplementären aufnehmenden Oberfläche und das davon hergestellte Befestigungssystem. Das Befestigungssystem weist ein Substrat und mindestens ein frei geformtes Häkchen auf, welches eine Grundfläche, einen Schaft und ein ergreifendes Mittel umfaßt. Die Grundfläche des Häkchens ist mit dem Substrat verbunden und der Schaft grenzt an die Grundfläche an und ragt von dieser auswärts ab. Das ergreifende Mittel ist mit dem Schaft verbunden und ragt seitwärts über die Peripherie des Schafts hinaus ab. Der Schaft ist in bezug auf die Ebene des Substrats nicht-lotrecht ausgerichtet. Der Schaft hat eine Anlaufkante und eine Nachlaufkante, welche jeweils einen Anlaufwinkel und einen Nachlaufwinkel definieren. Der Anlaufwinkel und der Nachlaufwinkel sind im wesentlichen unterschiedlich voneinander, sodaß die Seiten des Schafts nicht-parallel sind. Zusätzlich kann das Befestigungssystem im wesentlichen für die menschliche Haut nicht reizend und nicht reibend gemacht sein, indem es die Häkchen in einem dichten Raster mit etwa 64 bis etwa 1600 Häkchen pro cm² [400 bis 10.000 Häkchen pro Quadratinch] Substrat angeordnet hat.
Das Befestigungssystem kann entsprechend einem Verfahren hergestellt werden, welches ein Siebdruckverfahren nutzt. Das Verfahren umfaßt die Schritte des Erhitzens eines thermisch empfindlichen Materials, ausreichend, um dessen Viskosität für das Bearbeiten zu reduzieren, und vorzugsweise auf mindestens dessen Schmelzpunkt. Ein Ablegebauteil mit Öffnungen zum Extrudieren diskreter Mengen des erhitzten Materials, wie z.B. eines Aufschmelzklebstoff-Thermoplasts, wird beigestellt. Das Substrat, mit welchem das Material verbunden werden soll, wird in einer ersten Richtung in bezug auf den Ablegebauteil transportiert. Das Material wird von den Öffnungen in diskreten Mengen auf das transportierte Substrat extrudiert. Die diskreten Materialmengen werden daraufhin in einer Richtung mit einer Vektorkompomente allgemein parallel zur Ebene des Substrats gestreckt. Das gestreckte Material wird abgetrennt, um ein distales Ende und ein ergreifendes Mittel zu bilden. Insbesondere wird der geschmolzene Aufschmelzklebstoff durch die Öffnungen eines Drucksiebes auf ein Polyesterfoliensubstrat extrudiert werden und wie Relativversetzung zwischen dem Sieb und dem Substrat zunimmt, wird er gestreckt und dann durch einen Draht abgetrennt werden, um ein Befestigungssystem mit Häkchen zu bilden.
Eine illustrative und geeignete, aber nicht beschränkende, Verwendung für das Befestigungssystem, welches durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, ist in Verbindung mit einem wegwerfbaren absorbierenden Artikel, z.B. mit einer Windel. Dieses Beispiel einer Verwendung des Befestigungssystems der vorliegenden Erfindung ist hierin nachstehend ausführlicher beschrieben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Während die Beschreibung mit Ansprüchen abschließt, welche die Erfindung besonders hervorheben und unterscheidend beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung besser aus der folgenden Beschreibung verstanden werden wird, welche in Zusammenhang mit den beigeschlossenen Zeichnungen vorgenommen worden ist, in welchen ähnliche Elemente durch dieselbe Bezugsziffer bezeichnet sind und verwandte Elemente durch Hinzufügen eines oder mehrerer Strichsymbole oder durch Inkrementieren der Ziffer mit 100 bezeichnet sind.
Figur 1 ist ein Kleingefügebild, welches eine perspektivische Ansicht eines Befestigungssystems der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welchem die ergreifenden Mittel im wesentlichen in der gleichen Richtung ausgerichtet sind;
Figur 2 ist eine Seitenaufrißansicht eines Häkchens des in Figur 1 gezeigten Befestigungssystems;
Figur 3 ist eine Seitenaufrißansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einem allgemein halbkugelförmigen ergreifenden Mittel;
Figur 4 ist eine schematische Seitenaufrißansicht einer Siebdruckvorrichtung, welche zum Herstellen des Befestigungssystems der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Figur 5 ist ein Kleingefügebild, welches eine perspektivische Ansicht eines Befestigungssystems der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welchem die ergreifenden Mittel im wesentlichen in Zufallsausrichtungen ausgerichtet sind; und
Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht eines wegwerfbaren absorbierenden Kleidungsstücks, welches das Befestigungssystem der vorliegenden Erfindung verwendet, wobei das Deckblatt und der Kern teilweise weggeschnitten gezeigt sind;
Figur 7 ist eine Draufsicht auf ein Häkchen mit einem Azimutwinkel von etwa 90º;
Figur 8 ist eine Vorderaufrißansicht einer Vorrichtung [lediglich ein Abschnitt davon ist gezeigt], welche verwendet werden kann, um das Befestigungssystem der vorliegenden Erfindung mit azimutwinkelig ausgerichteten Häkchen herzustellen;
Figur 9 ist eine Draufsicht einer zweiten Vorrichtung, welche verwendet werden kann, um das Befestigungssystem der vorliegenden Erfindung mit azimutwinkelig ausgerichteten Häkchen herzustellen.
Figur 10 ist eine Draufsicht auf eine Öffnung mit Hauptachsen und Nebenachsen;
Figur 11 ist eine Draufsicht auf eine Öffnung mit einer Hauptachse und einer Nebenachse;
Figur 12 ist eine Draufsicht auf eine andere Öffnung mit einer Hauptachse und einer Nebenachse;
Figur 13 ist eine Draufsicht auf eine Öffnung mit einer Hauptachse und einer Nebenachse.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das Befestigungssystem 20 der vorliegenden Erfindung umfaßt mindestens ein Häkchen 22 und vorzugsweise eine Gruppe von Häkchen 22, welche mit einem Substrat 24 in einem festgelegten Muster, wie in Figur 1 gezeigt, verbunden sind. Die Häkchen 22 weisen eine Grundfläche 26, einen Schaft 28 und ein ergreifendes Mittel 30 auf. Die Grundflächen 26 der Häkchen 22 berühren das Substrat 24 und haften am Substrat und tragen die proximalen Enden der Schäfte 28. Die Schäfte 28 ragen vom Substrat 24 und den Grundflächen 26 auswärts ab. Die Schäfte 28 enden an einem distalen Ende, welches mit einem ergreifenden Mittel 30 verbunden ist. Die ergreifenden Mittel 30 ragen von den Schäften 28 in einer oder mehreren Richtungen seitlich ab und können an eine hakenförmige Zinke erinnern. Wenn hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "seitlich", daß an dem unter Betracht gezogenen Haupthäkchen 22 eine Vektorkomponente allgemein parallel zur Ebene des Substrats 24 vorliegt. Die Auskragung eines ergreifenden Mittels 30 von der Peripherie des Schaftes 28 in einer seitlichen Richtung gestattet dem ergreifenden Mittel 30, an einer komplementären aufnehmenden Oberfläche [nicht gezeigt] befestigt zu werden. Das ergreifende Mittel 30 ist mit dem distalen Ende des Häkchens 22 verbunden und vorzugsweise daran anschließend.
Die Gruppe von Häkchen 22 kann durch jedes geeignete Verfahren, einschließlich Verfahren, welche ein frei geformtes Häkchen 22, wie hierin nachstehend beschrieben und beansprucht, ergeben, hergestellt werden. Wenn hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "frei geformt" eine Struktur, welche nicht in fester Form oder mit einer definierten Gestalt von einer Formaushöhlung oder Extrusionsmatrize entfernt wird. Die Häkchen 22 werden in einem geschmolzenen, vorzugsweise flüssigen, Zustand auf ein Substrat 24, welches detailliert nachstehend hierin beschrieben werden wird, abgelegt und verfestigen durch Abkühlen bis zur Starre, und vorzugsweise Frosten, zur gewünschten Struktur und Gestalt, wie hiernach beschrieben werden wird.
Die frei geformte Gruppe von Häkchen 22 wird vorzugsweise durch ein Herstellungsverfahren erzeugt werden, welches ähnlich jenem Verfahren ist, welches allgemein als Tiefdruckverfahren bekannt ist. Dieses Verfahren verwendet einen Ablegebauteil in der Form eines allgemein zylindrischen Siebes, welches als die Druckwalze 73 bezeichnet ist. Unter Verwendung dieses Verfahrens wird ein Substrat 24 mit gegenüberliegenden Flächen zwischen dem Walzenspalt 70 einer Druckwalze 73 und einer Stützwalze 74, wie in Figur 4 illustriert, durchgeführt. Die Druckwalze 73 und die Stützwalze 74 weisen allgemein parallele Mittellinien auf und sind in berührender Beziehung mit dem Substrat 24 gehalten, wenn es durch den Walzenspalt 70 durchgeht. Der Ablegebauteil, nun als die Druckwalze 73 bezeichnet, weist eine Gruppe von Perforationen, als Öffnungen 56, auf, welche dem gewünschten Muster von Häkchen 22, welche am Substrat 24 abgelegt werden sollen, entsprechen. Die zweite Walze, welche als die Stützwalze 74 bezeichnet ist, ergibt die Gegenwirkung gegen die Druckwalze 73, um das Substrat 24 gegen die Druckwalze 73 zu positionieren, wenn das Substrat 24 durch den Spalt 70 durchgeht. Flüssiges, thermisch empfindliches Material, vorzugsweise thermoplastisches Material, aus welchem die Häkchen 22 geformt werden sollen, wird von einer erhitzten Quelle, wie z.B. einer erhitzten Druckstange 81, zugeführt. Das thermisch empfindliche Material wird durch eine Abstreifklinge 83 in die Öffnungen 56 eingebracht, wenn die Druckwalze 73 um ihre Mittellinie rotiert wird. Das thermisch empfindliche Material wird von den Öffnungen 56 im gewünschten Muster auf das Substrat 24 extrudiert.
Wenn Relativversetzung zwischen dem Substrat 24 und den Walzen 73 und 74 zunimmt, werden die Häkchen 22 mit einer Querkomponente, im allgemeinen parallel zur Ebene des Substrats 24, gestreckt, wobei der Schaft 28 und das ergreifende Mittel 30 geformt werden. Schließlich kann die Absprengkuppe des Häkchens 22 vom ergreifenden Mittel 30 durch ein trennendes Mittel 78 abgetrennt werden. Zufolge der viskoelastischen Eigenschaften des thermoplastischen Materials zieht sich das Häkchen 22 zusammen. Ebenso wird auch angenommen, daß das Häkchen 22 sich unter den Einflüssen von Schwerkraft und Schrumpfung, die während des Abkühlens auftreten, zusammenzieht. Dann kühlt, und vorzugsweise frostet, das Häkchen 22 zu einer festen Struktur, wobei es das ergreifende Mittel 30 zusammenhängend mit dem Schaft 28 aufweist.
Das Befestigungssystem 20 wird an einer komplementären aufnehmenden Oberfläche befestigt. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "aufnehmende Oberfläche", an welcher die ergreifenden Mittel 30 der Häkchen 22 des Befestigungssystems 20 befestigt werden, auf jede Ebene oder Oberfläche, welche eine exponierte Fläche mit eng beabstandeten Öffnungen komplementär zu den ergreifenden Mitteln 30 und begrenzt durch eine oder mehrere Litzen oder Fasern aufweist, oder alternativ, welche exponierte Fläche fähig zu lokalisierter elastischer Verformung ist, sodaß die ergreifenden Mittel 30 eingefangen und nicht ohne Interferenz zurückgezogen werden können. Die Öffnungen oder lokalisierten elastischen Verformungen gestatten den Eintritt der ergreifenden Mittel 30 in die Ebene der aufnehmenden Oberfläche, während die Litzen [oder nicht-verformtes Material] der aufnehmenden Oberfläche, welche zwischen den Öffnungen [oder verformten Zonen] dazwischengelegt sind, ein Zurückziehen oder eine Freigabe des Befestigungssystems 20 verhindern, bis es vom Verwender gewünscht ist oder entweder die Abzieh- oder die Scherfestigkeit des Befestigungssystems 20 anders überschritten wird. Die Ebene der aufnehmenden Oberfläche kann flach oder gekrümmt sein.
Von einer aufnehmenden Oberfläche mit Litzen oder Fasern wird gesagt, daß sie "komplementär" ist, wenn die Öffnungen zwischen Litzen oder Fasern dimensioniert sind, um mindestens einem ergreifenden Mittel 30 zu gestatten, in die Ebene der aufnehmenden Oberfläche einzudringen, und die Litzen dimensioniert sind, um durch die ergreifenden Mittel 30 ergriffen oder eingefangen zu werden. Von einer aufnehmenden Oberfläche, welche lokal verformbar ist, wird gesagt, daß sie "komplementär" ist, wenn mindestens ein ergreifendes Mittel 30 fähig ist, um eine lokalisierte Verrückung der Ebene der aufnehmenden Oberfläche zu verursachen, welche Verrückung einem Entfernen oder Trennen des Befestigungssystems 20 von der aufnehmenden Oberfläche widersteht.
Geeignete aufnehmende Oberflächen inkludieren vernetzte Schaumstoffe, gestrickte Textilen, gewebte und nichtgewebte Materialien und stichgebundene Schlaufenmaterialien, wie z.B. Velcro-Brand-Schlaufenmaterialien, welche von Velcro USA aus Manchester, New Hampshire, verkauft werden. Eine besonders geeignete aufnehmende Oberfläche ist ein Polypropylen-Faservlies-Textilerzeugnis mit einem Flächengewicht von etwa 17,1 g pro m² [0,5 Unzen/Quadratyard], welches durch jedes geeignete kommerzielle Krempel- oder Spunbonding-Verfahren hergestellt ist. Geeignete Faservlies-Textilien können von Veratech Nonwoven Group der International Paper Company aus Walpole, Massachusetts 02081 erhalten werden. Andere aufnehmende Oberflächen können ebenso verwendet werden, wie z.B. das stichgebundene Textilerzeugnis Modell-Nummer 970026, welches von Milliken Company aus Spartanburg, South Carolina, verkauft wird.
Unter Rückverweis auf Figur 2, um die Bestandteile des Befestigungssystems 20 detaillierter zu überprüfen, sollte das Substrat 24 des Befestigungssystems 20 fest genug sein, um ein Reißen und Trennen zwlschen einzelnen Häkchen 22 des Befestigungssystems 20 auszuschließen, eine Oberfläche sein, an welcher die Häkchen 22 leicht haften werden, und fähig sein, um an einem zu fixierenden Artikel, wie von einem Verwender gewünscht, befestigt zu werden. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Befestigen" auf den Zustand, wo entweder ein erster Bauteil, oder Bestandteil, an einem zweiten Bauteil, oder Bestandteil, direkt befestigt oder damit verbunden wird; oder indirekt, wo der erste Bauteil, oder Bestandteil, an einem Zwischenbauteil, oder -bestandteil, befestigt oder damit verbunden wird, welcher wiederum am zweiten Bauteil, oder Bestandteil, befestigt oder damit verbunden wird. Die Verbindung zwischen dem ersten Bauteil, oder Bestandteil, und dem zweiten Bauteil, oder Bestandteil, ist gedacht, um für die Lebensdauer des Artikels zu verbleiben. Das "Substrat" ist jede exponierte Oberfläche, mit welcher ein oder mehrere Häkchen 22 verbunden ist/sind.
Ebenso sollte das Substrat 24, zur Unterstützung konventioneller Herstellungsverfahren, aufrollbar sein, so flexibel sein, daß das Substrat 24 in einer gewünschten Konfiguration gebogen oder gekrümmt werden kann, und fähig sein, der Wärme der flüssigen Häkchen 22, welche darauf abgelegt werden, ohne zu schmelzen oder daß nachteilige Effekte eintreten, zu widerstehen, bis solche Häkchen 22 frosten. Jedoch kann die Stützwalze 74 gekühlt werden, was dem Verfahren gestattet, für Substrate 24 zu passen, welche sonst nicht imstande wäre, der Hitze der flüssigen Häkchen 22 zu widerstehen. Ebenso sollte das Substrat 24 in einer Vielzahl von Breiten verfügbar sein. Geeignete Substrate 24 inkludieren gestrickte Textilerzeugnisse, gewebte Materialien, nichtgewebte Materialien, Gummi, Vinyl, Folien, insbesondere polyolefinische Folien, und vorzugsweise Polyesterfolien. Ein Polyesterfoliensubstrat 24 mit einem Flächengewicht von 17,1 g pro m² [14,26 g pro Quadratyard] und einer Dicke von etwa 0,008 bis etwa 0,15 mm [0,003 bis 0,006 Inch] ist als geeignet befunden worden. Derartige Materialien sind von Hoechst Celanese aus Greer, South Carolina, 29651 im Handel erhältlich und werden unter dem Handelsnamen Hostaphan 2400 Polyesterfolie verkauft.
Die Grundfläche 26 ist der allgemein ebene Abschnitt des Häkchens 22, welcher am Substrat 24 befestigt ist, und ist angrenzend an das proximale Ende des Schafts 28 des Häkchens. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Grundfläche" auf jenen Abschnitt des Häkchens 22, welcher sich in direktem Kontakt mit dem Substrat 24 befindet und den Schaft 28 des Häkchens 22 trägt. Es ist nicht erforderlich, daß eine Grenzlinie zwischen der Grundfläche 26 und dem Schaft 28 des Häkchens 22 erkennbar ist. Es ist nur wesentlich, daß während des Gebrauchs der Schaft 28 sich nicht von der Grundfläche 26 trennt und die Grundfläche 26 sich nicht vom Substrat 24 trennt. Der Querschnitt der Grundfläche 26 sollte ausreichende strukturelle Integrität, und demnach Fläche, für die gewünschten Abzieh- und Scherfestigkeiten des Befestigungssystems 20, basierend auf der Dichte des Musters der Häkchen 22 und der Geometrie des Schaftes 28 und des ergreifenden Mittels 30, ergeben und weiters dem Substrat 24 adäquate Adhäsion verleihen. Wenn ein längerer Schaft 28 verwendet wird, sollte im allgemeinen die Grundfläche 26 von einer größeren Querschnittsfläche sein, um dem Substrat 24 ausreichende Adhäsion und adäquate strukturelle Integrität zu verleihen.
Die Gestalt der Aufstandsfläche der Grundfläche 26 am Substrat 24 entspricht allgemein der Gestalt der Querschnittsfläche der Öffnung an der Oberfläche der Druckwalze 73. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Aufstandsfläche" auf die ebene Kontaktfläche der Grundfläche 26 am Substrat 24. Wenn das Längenverhältnis der Seiten der Aufstandsfläche zunimmt, kann das Häkchen 22 unstabil werden, wenn es Kräften parallel zur kürzeren Seite der Aufstandsfläche unterworfen wird. Ein Längenverhältnis von weniger als etwa 1.5 : 1 bevorzugt, und eine allgemein kreisförmige Aufstandsfläche ist bevorzugter Um jedoch azimutwinkelige Häkchen 22 zu erzeugen, d.h. Häkchen, welche in einer anderen Richtung als in der Maschinenrichtung ausgerichtet sind, ist ein Seitenverhältnis von mehr als etwa 1.5 : 1 bevorzugt und eine allgemein elliptische oder dreieckige Aufstandsfläche mit einem Seitenverhältnis von mehr als etwa 1.5 : 1 ist sogar bevorzugter. Verfahren, um azimutwinkelig angeordnete Häkchen zu erzeugen, werden detaillierter hierin nachstehend erörtert werden.
Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel ist eine Grundfläche 26 mit einer Aufstandsfläche von allgemein kreisförmiger Gestalt und annähernd 0.10 Millimeter bis 0,30 Millimeter [0.004 bis 0.012 Inch] im Durchmesser geeignet. Falls es erwünscht ist, daß das Befestigungssystem 20 in einer bestimmten Richtung eine größere Abzieh- oder Scherfestigkeit aufweist, kann die Querschnittsfläche der Grundfläche 26 modifiziert werden, um solche Richtung zu verstärken, sodaß die Festigkeit und strukturelle Integrität in bezug auf die Achse parallel zu dieser Richtung zunehmen. Diese Modifikation veranlaßt die Häkchen 22 stärker zu sein, wenn sie in der verstärkten Richtung der Grundfläche 26 gezogen werden.
Der Schaft 28 schließt an die Grundfläche 26 an und ragt von der Grundfläche 26 und vom Substrat 24 auswärts ab. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Schaft" auf jenen Abschnitt des Häkchens 22, welcher zwischen der Grundfläche 26 und dem ergreifenden Mittel 30 liegt und an diese angrenzt. Der Schaft 28 verleiht Längsbeabstandung des ergreifenden Mittels 30 vom Substrat 24. Wenn hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "der Länge nach" in einer Richtung mit einer Vektorkomponente weg vom Substrat 24, welche Richtung die lotrechte Distanz zur Ebene des Substrats 24 an der Grundfläche 26 des Häkchens 22 vergrößert, wenn nicht anders spezifiziert ist, daß es eine Richtung mit einer Vektorkomponente gegen diese Ebene des Substrats 24 ist.
Verbunden mit dem Schaft 28 und der Grundfläche 26 eines jeden Häkchens 22 ist ein Ursprung 36. Der "Ursprung" des Schafts 28 ist der Punkt, welcher als der Mittelpunkt der Grundfläche 26 angesehen werden kann, und ist in der Regel innerhalb der Aufstandsfläche der Grundfläche 26. Der Ursprung 36 wird durch Betrachten des Häkchens 22 von der Seite gefunden. Die "Seitenansicht" ist jede Richtung, radial gegen den Schaft 28 und die Grundfläche 26, welche ebenso parallel zur Ebene des Substrats 24 ist.
Die Querdistanz zwischen den entfernten Rändern der Aufstandsfläche der Grundfläche 26 für die in Betracht gezogene besondere Seitenansicht wird gefunden und diese Distanz wird halbiert, den Mittelpunkt der Grundfläche 26 für solch eine Ansicht freigebend. Wenn die Aufstandsfläche der Grundfläche 26 für die in Betracht gezogene besondere Seitenansicht halbiert wird, werden kleinere Diskontinuitäten [solche wie Hohlkehlen oder Rauhheiten, welche mit der Befestigung am Substrat 24 verbunden sind] vernachlässigt. Dieser Punkt ist der Ursprung 36 des Schafts 28.
Obwohl es nicht erforderlich ist, daß eine Begrenzung zwischen der Grundfläche 26 und dem Schaft 28 erkennbar ist, ist es ebenso nicht erforderlich, daß die Ränder oder Seiten des Schaftes 28 mit den äußeren Rändern der Grundfläche 26 berührend sind. Der Schaft 28 kann von der Grundfläche 26 an einem Punkt einigermaßen einwärts weg von den äußeren Rändern der Grundfläche 26 abragen, sodaß die Grundfläche 26 einen ringförmigen Perimeter 25 aufweisen wird, wie in Figur 1 ersichtlich ist. Ein ringförmiger Perimeter 25 ist eine relativ dünne Schichte von Häkchenmaterial, welches am Substrat 24 befestigt ist, welches einen Ring rund um den Schaft 28 an dem Punkt bildet, wo der Schaft 28 an der Grundfläche 26 fixiert ist. Der kreisringförmige Perimeter 25 ist nicht erachtet, daß er eine Hohlkehle oder Rauhheit ist, sondern er ist erachtet, daß er ein Teil der Grundfläche 26 des Häkchens 22 ist.
Der Schaft 28 bildet mit der Ebene des Substrats 24 einen Winkel α. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Ebene des Substrats 24" auf die flache, plane Oberfläche des Substrats 24 an der Grundfläche 26 des in Betracht gezogenen Haupthäkchens 22. Der Winkel α wird wie folgt bestimmt. Das Häkchen 22 wird im Profil betrachtet. Die "Profilansicht" des Häkchens 22 ist eine von zwei besonderen Seitenansichten und wird wie folgt gefunden. Das Häkchen 22 wird von den Seitenansichten visuell so geprüft, daß die Richtung mit der maximalen seitlichen Auskragung 38 offenbar wird. Die "seitliche Auskragung" ist die Distanz, welche in solch einer Ansicht vom Mittelpunkt der Grundfläche 26, i.e. dem Ursprung 36 des Schafts 28, seitlich und parallel zur Ebene des Substrats 24 zur Projektion des am weitesten seitlich entfernten Punkts am Häkchen 22 genommen wird, welcher in solch einer Ansicht sichtbar ist, wenn solcher Punkt der Länge nach und lotrecht abwärts zur Ebene des Substrats 24 projiziert wird.
Einem Fachmann wird es offenbar sein, daß die maximale seitliche Auskragung 38 jene Projektion vom Ursprung 36 zur äußeren Peripherie des Schafts 28 oder ergreifenden Mittels 30 ist. Die Seitenansicht des Häkchens 22, welche die seitliche Auskragung 38 maximiert, ist die Profilansicht eines solchen Häkchens 22. Es wird ebenso für einen Fachmann auf dem Gebiet deutlich werden, daß, wenn das Befestigungssystem 20 durch das nachstehend beschriebene und beanspruchte Verfahren hergestellt wird, und wenn die maximale seitliche Auskragung 38 in der Regel in der Maschinenrichtung ausgerichtet ist, dann die Profilansicht im allgemeinen in der Richtung quer zur Maschine ausgerichtet sein wird. Es wird ebenso offensichtlich sein, daß, wenn die maximale seitliche Auskragung 38 allgemein quer zur Maschinenrichtung ausgerichtet ist, dann die Profilansicht im allgemeinen in der Maschinenrichtung ausgerichtet sein wird. Die in Figur 2 gezeigte Seitenaufrißansicht ist eine der Profilansichten des Häkchens 22. Es wird dem Fachmann auf dem Gebiet weiters offenbar werden, daß es eine weitere Profilansicht, allgemein 180º gegenüberliegend zur gezeigten Profilansicht, gibt [sodaß die maximale seitliche Auskragung 38 gegen die linke Seite des Betrachters ausgerichtet ist]. Jede der zwei Profilansichten ist im allgemeinen gleich gut geeignet für die hierin nachstehend beschriebenen Verfahren und Verwendungen.
Der Ursprung 36 des Schafts 28 wird, wie oben beschrieben, mit dem Häkchen 22 in der Profilansicht gefunden. Während noch das Häkchen 22 in der Profilansicht gehalten wird, wird daraufhin eine imaginäre Schnittebene 40-40, allgemein parallel zur Ebene des Substrats 24, an dem Punkt oder Segment des Häkchens 22 mit der größten lotrechten Distanz von der Ebene des Substrats 24 mit der Peripherie des Häkchens 22 in Berührung gebracht. Dies entspricht dem Abschnitt des Häkchens 22 mit der höchsten Erhebung. Die imaginäre Schnittebene 40-40 wird dann vom Punkt der höchsten Erhebung um ein Viertel solch größter lotrechter Distanz näher zum Substrat 24 gebracht, sodaß die imaginäre Schnittebene 40-40 das Häkchen 22 bei einer Höhe von drei Vierteln der lotrechten Distanz von der Ebene des Substrats 24 schneidet.
Die imaginäre Schnittebene 40-40 wird daraufhin verwendet, um am Häkchen 22 drei Punkte zu bestimmen. Der erste Punkt ist jener Punkt, wo die Schnittebene die Anlaufkante 42 des Häkchens 22 schneidet, und wird als der 75%-Anlaufpunkt 44 bezeichnet. Die "Anlaufkante" ist der Scheitel der Peripherie des Schafts 28, welcher der Länge nach von der Ebene des Substrats 24 wegschaut. Der zweite Punkt ist etwa 180º durch den Mittelpunkt des Häkchens 22 angeordnet und ist der Punkt, wo die Schnittebene 40-40 die Nachlaufkante 46 des Häkchens 22 schneidet, und wird als der 75%-Nachlaufpunkt 48 bezeichnet. Die "Nachlaufkante" ist der Scheitel der Peripherie des Schafts 28, welcher der Länge nach gegen das Substrat 24 gewandt ist und im allgemeinen der Anlaufkante 42 gegenüberliegend angeordnet ist. Die gerade Linie, welche diese zwei Punkte verbindet, fällt selbstverständlich in die Schnittebene 40-40 und wird halbiert, um den Mittelpunkt 47 der imaginären Schnittebene 40-40 zu ergeben. Daraufhin wird eine gerade Linie gezogen, welche den Mittelpunkt 47 der imaginären Schnittebene 40-40 mit dem Ursprung 36 des Schafts 28 an der Grundfläche 26 verbindet. Der eingeschlossene Winkel α, den diese Linie in bezug auf die Ebene des Substrats 24 definiert, ist der Winkel α des Schafts 28.
Alternativ festgestellt, ist der Winkel α, welchen der Schaft 28 mit der Ebene des Substrats 24 einschließt, der 90º-Komplementär jenes Winkels, welcher am weitesten von der Lotrechten ist, welcher durch die in jeder Seitenansicht gefundene Linie definiert ist, die den Mittelpunkt 47 der Schnittebene und den Ursprung 36 verbindet. Demnach ist der kleinste Winkel in bezug auf die Ebene des Substrats 24, wenn diese Linie in irgendeiner Richtung radial gegen den Schaft 28, und insbesondere den Ursprung 36, gesehen wird, welche Richtung im allgemeinen parallel zur Ebene des Substrats 24 und orthogonal zur Lotrechten ist, der Winkel α des Schafts 28. Es soll bemerkt werden, daß, wenn ein Häkchen 22 mit einer maximalen seitlichen Auskragung 38, die in der Maschinenrichtung ausgerichtet ist, annähernd in der Maschinenrichtung, oder um annähernd 180º davon, gesehen wird, oder wenn ein Häkchen 22 mit einer quer zur Maschinenrichtung ausgerichteten maximalen seitlichen Auskragung 38 annähernd quer zur Maschinenrichtung gesehen wird, der sichtbare Winkel α des Schafts 28 etwa 90º sein wird. Jedoch ist, wie oben diskutiert, der zu messende Winkel α jener, welcher am weitesten von der Lotrechten abweicht, und ist demnach im allgemeinen jener Winkel α, welcher bestimmt wird, wenn das Häkchen 22 im Profil gesehen wird, in der Regel von etwa der Richtung quer zur Maschine für ein Häkchen 22, das in der Maschinenrichtung ausgerichtet ist, und von etwa der Maschinenrichtung für ein quer zur Maschinenrichtung ausgerichtetes Häkchen 22.
Der Winkel α des Schafts 28 kann im allgemeinen lotrecht zur Ebene des Substrats 24 sein, oder ist vorzugsweise in einer spitzwinkeligen Winkelrelation in bezug dazu ausgerichtet, um erhöhte Abziehfestigkeit in einer bestimmten Richtung zu erzielen, welche Richtung im allgemeinen parallel zur maximalen Längsauskragung 38 ist. Jedoch sollte der Winkel α des Schafts 28 von der Lotrechten nicht übermäßig abweichen, da sich ansonsten ein Befestigungssystem 20 von mehr richtungsmäßig ausgerichteter spezifischer Scherfestigkeit ergibt. Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel arbeitet ein Schaft 28 mit einem Winkel α von zwischen etwa 45º und etwa 80º, vorzugsweise etwa 65º, gut. Wenn der Winkel des Schafts 28 weniger als etwa 80º ist, wird in jedem Fall der Schaft 28 in bezug auf die Ebene des Substrats 24 [ohne Berücksichtigung der seitlichen Ausrichtung] als nicht-lotrecht ausgerichtet erachtet.
Die imaginäre Schnittebene 40-40 und die Profilansicht können ebenso verwendet werden, um die Winkel der Anlaufkante 42 und der Nachlaufkante 46 in bezug auf die Ebene des Substrats 24 zu bestimmen. Um diese Winkel zu bestimmen, werden der 75%-Anlaufpunkt 44 und der 75%- Nachlaufpunkt 48, wie oben beschrieben, gefunden. Der Anlaufpunkt 50 der Grundfläche 26 wird wie folgt gefunden. Die Linie durch die Grundfläche 26, wie im Profil gesehen, wird mit mit der Anlaufkante 42 des Schafts 28 zum Schnitt gebracht. Dieser Schnittpunkt ist der "Grundflächenanlaufpunkt". Wie oben festgestellt, sind kleinere Diskontinuitäten am Schaft 28 nahe der Grundfläche 26, welche der Befestigung am Substrat 24 anhaften, beim Bestimmen des Grundflächenanlaufpunkts 50 nicht in Betracht zu ziehen. Der 75%-Anlaufpunkt 44 wird durch eine gerade Linie mit dem Grundflächenanlaufpunkt 50 verbunden. Diese gerade Linie bildet in bezug auf die Ebene des Substrats 24 einen eingeschlossenen Winkel βL, der in der Richtung des Ursprungs 36 und des Mittelpunktes des Schafts 28 öffnet. Der Winkel βL wird als der Winkel der Anlaufkante 42 oder einfach der Anlaufkantenwinkel bezeichnet.
Der Nachlaufpunkt 52 der Grundfläche ist im allgemeinen um 180º vom Anlaufpunkt 50 der Grundfläche, durch die Mitte der Grundfläche 26, angeordnet und wird, wie folgt, gefunden. Die Linie durch die Aufstandsfläche der Grundfläche 26, im Profil gesehen, wird mit der Nachlaufkante 46 des Schafts 28 zum Schnitt gebracht. Dieser Schnittpunkt ist der "Grundflächenachlaufpunkt". Wie oben festgestellt, sind kleinere Diskontinuitäten im Schaft 28 nahe der Grundfläche 26, welche der Befestigung am Substrat 24 anhaften, nicht wesentlich beim Bestimmen des Grundflächennachlaufpunkts 52. Wie oben beschrieben, wird der 75%-Nachlaufpunkt 48 mit dem Grundflächennachlaufpunkt 52 durch eine gerade Linie verbunden. Diese gerade Linie bildet in bezug auf die Ebene des Substrats 24 einen eingeschlossenen Winkel βT, der in der Richtung des Ursprungs 36 und des Mittelpunkts des Schafts 28 öffnet. Der eingeschlossene Winkel βT wird als der Winkel der Nachlaufkante 46 oder einfach der Nachlaufkantenwinkel bezeichnet.
Die von der Anlaufkante 42 und der Nachlaufkante 46 eingeschlossenen Winkel βL und βT definieren den Parallelismus der Seiten des Schafts 28. Wenn die Winkel βL und βT der Anlaufkante und der Nachlaufkante, 42 und 46, nicht supplementär zueinander sind, [nicht eine arithmetische Summe von etwa 180º ergeben], werden die Seiten des Schafts 28 als nicht parallel bezeichnet. Wenn die Seiten des Schafts 28 nicht parallel sind, schneiden die geraden Linien, welche die Winkel βL und βT [den Grundflächenanlaufpunkt 50 und den Grundflächenachlaufpunkt 52 jeweils mit dem 75%-Anlaufpunkt 44 und dem 75%-Nachlaufpunkt 48 verbindend] entweder oberhalb oder unterhalb der Ebene des Substrats 24. Wenn die Winkel βL und βT der Anlaufkante 42 und der Nachlaufkante 46 ungleich sind und die Linien, welche solche Winkel definieren, oberhalb der Ebene des Substrats 24 [der Länge nach auswärts von der Grundfläche 26] einander schneiden, wird das Häkchen 22 von der Grundfläche 26 gegen das distale Ende und das ergreifende Mittel 30 konvergieren. Nur wenn die Winkel βL der Anlaufkante 42 und βT der Nachlaufkante 46 im selben Sinn verlaufen, i.e. in der gleichen Richtung ausgerichtet sind, und supplementäre Größen aufweisen, sind der Winkel ßL der Anlaufkante 42 und der Winkel ßT der Nachlaufkante 46 bestimmt, daß sie gleich sind, und die Seiten des Schafts 28, daß sie parallel sind.
Ein Schaft 28 mit einer Anlaufkante 42, welche mit dem Substrat einen Anlaufkantenwinkel βL von etwa 45º ± 30º bildet, ist geeignet. Eine Nachlaufkante 46, welche mit dem Substrat einen Nachlaufkantenwinkel βT von etwa 65 ± 30º bildet, ist geeignet. Ein Schaft 28 mit diesen Winkeln βL und βT der Anlauf- bzw. Nachlaufkante 42 und 46 arbeitet gut mit dem zuvor erwähnten Spektrum von eingeschlossenen Winkeln α des Schafts 28, um einen spitz zulaufenden Schaft 28, vorteilhafterweise in bezug auf das Substrat 24 ausgerichtet, zu ergeben, um hohe Scher- und Abziehfestigkeiten zu erzielen, ohne übermäßiges Häkchenmaterial zu erfordern.
Die vorangegangenen Messungen sind unter Verwendung eines Goniometers Modell 100-00 115, welches von Rame' -Hart, Inc. aus Mountain Lakes, New Jersey, verkauft wird, leicht auszuführen. Wenn präzisere Messungen erwünscht sind, wird von einem Fachmann auf dem Gebiet erkannt werden, daß die Bestimmung der Profilansicht, des Ursprungs 36, der Schnittebene 40-40, des Anlaufwinkels βL, des Nachlaufwinkels βT, der Grundflächenpunkte 50 und 52, der 75%-Punkte 44 und 48 und des Winkels des Schaftes 28 vorteilhafterweise durch Herstellen einer Fotografie des Häkchens 22 ausgeführt werden kann. Ein Scanning-Elektronen- Mikroskop Modell 1700, welches von Amray, Inc. aus New Bedford, Massachusetts, verkauft wird, ist für diesen Zweck als gut arbeitend befunden worden. Falls erforderlich, können verschiedene Fotografien gemacht werden, um die maximale seitliche Auskragung 38, und demnach jede Profilansicht, zu bestimmen.
Der Schaft 28 sollte der Länge nach von der Grundfläche 26 über eine Distanz abragen, welche ausreichend ist, um das ergreifende Mittel 30 auf einer Höhe, welche dem ergreifenden Mittel 30 erlaubt, leicht die Litzen der aufnehmenden Oberfläche einzufangen oder zu ergreifen, vom Substrat 24 im Abstand zu halten. Ein relativ längerer Schaft 28 erzielt den Vorteil, daß er tiefer in die aufnehmende Oberfläche eindringen kann und dabei dem ergreifenden Mittel 30 erlaubt, eine größere Anzahl von Litzen oder Fasern einzufangen oder zu ergreifen. Umgekehrt erzielt eine relativ kürzere Länge des Schafts 28 den Vorteil, daß sich ein relativ festeres Häkchen 22 ergibt, welches aber ebenso entsprechend weniger Penetration in die aufnehmende Oberfläche erzielt und demnach für aufnehmende Oberflächen, wie z.B. Wolle oder lose stichgebundene Materialien, welche weniger dicht gepackte Litzen oder Fasern aufweisen, ungeeignet sein kann.
Wie zuvor beschrieben, bestimmt die Längserstreckung des Schafts 28 die Längsbeabstandung des ergreifenden Mittels 30 vom Substrat 24. Die "Längsbeabstandung" ist die geringste lotrechte Distanz von der Ebene des Substrats 24 zur Peripherie des ergreifenden Mittels 30. Für ein ergreifendes Mittel 30 von konstanter Geometrie wird die Längsbeabstandung des ergreifenden Mittels 30 vom Substrat 24 mit steigender Längsdimension des Schafts 28 größer. Eine Längsbeabstandung von mindestens dem Zweifachen des Litzen- oder Faserdurchmessers der geplanten aufnehmenden Oberfläche, und vorzugsweise etwa zehnmal so groß wie solche Faser- oder Litzendurchmesser, ergibt ein gutes Einfangen oder Ergreifen und Rückhalt für solche Litzen oder Fasern durch das ergreifende Mittel 30 des Befestigungssystems 20. Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel arbeitet ein Häkchen 22 mit einer Längsbeabstandung von etwa 0.10 Millimeter bis etwa 0.20 Millimeter [0.004 bis 0.008 in] gut.
Die Gestalt des Querschnitts des Schafts 28 ist nicht wesentlich. Demnach kann der Schaft 28 entsprechend den zuvor erwähnten Parametern, welche auf den Querschnitt der Grundfläche 26 bezogen sind, von irgendeinem gewünschten Querschnitt sein. Der "Querschnitt" ist die ebene Fläche irgendeines Teiles des Häkchens 22 lotrecht zum Schaft 28 oder zum ergreifenden Mittel 30 genommen. Wie oben festgestellt ist der Schaft 28 vorzugsweise spitz zulaufend, um im Querschnitt abzunehmen, wenn das distale Ende des Schafts 28 und das ergreifende Mittel 30 des Häkchens 22 der Länge nach und seitlich angenähert sind. Diese Anordnung ergibt ein korrespondierendes Abnehmen im Trägheitsmoment des Schafts 28 und des ergreifenden Mittels 30, was zu einem Häkchen 22 von nahezu konstanterer Belastung führt, wenn Trennkräfte auf das Befestigungssystem 20 aufgebracht werden, und vermindert dadurch die Quantität der in das Häkchen 22 eingebauten superfluosen Materialien.
Um über eine breiten Bereich von Größen von Häkchen 22 die gewünschte Geometrie aufrechtzuerhalten, kann ein allgemein einheitliches Verhältnis von Querschnittsflächen verwendet werden, um die Häkchen 22 zu skalieren. Ein Verhältnis, welches im allgemeinen die Gesamtzuspitzung des Häkchens 22 kontrolliert, ist das Verhältnis der Fläche des Querschnitts der Grundfläche 26 zur Fläche des Querschnitts des Häkchens 22 an der höchsten Erhebung des Häkchens 22. Der Ausdruck "höchste Erhebung" bezieht sich auf jenen Punkt oder Segment des Schafts 28 oder des ergreifenden Mittels 30 mit der größten lotrechten Distanz von der Ebene des Substrats 24. In der Regel arbeiten Häkchen 22 mit einem Verhältnis der Querschnittsfläche der Grundfläche 26 zur Querschnittsfläche der höchsten Erhebung im Bereich von etwa 2:1 bis etwa 9:1 gut.
Ein allgemein kreisförmiger Schaft 28, welcher von einem Durchmesser der Grundfläche 26, wie zuvor diskutiert, im Bereich von etwa 0.10 Millimeter bis etwa 0.30 Millimeter [0.004 in bis etwa 0.012 in] bis zu einem Durchmesser an der höchsten Erhebung von etwa 0.07 Millimeter bis etwa 0.25 Millimeter [0.003 bis 0.010 in] spitz zuläuft, ist für das hierin diskutierte Ausführungsbeispiel als geeignet befunden worden. Spezifischerweise ergibt ein allgemein kreisförmiger Querschnitt von etwa 0.20 Millimeter [0.008 in] Durchmesser an der höchsten Erhebung eine Querschnittsfläche an der höchsten Erhebung von etwa 0.040 Quadratmillimeter [0.000064 in²]. Ein allgemein kreisförmiger Querschnitt der Grundfläche 26 von etwa 0,30 Millimeter [0.012 in] ergibt eine Querschnittsfläche der Grundfläche 26 von etwa 0.09 Quadratmillimeter [0.00014 in²]. Diese Struktur führt zu einem Verhältnis von Querschnittsfläche der Grundfläche 26 zur Querschnittsfläche an der höchsten Erhebung von etwa 2.25:1, was innerhalb des zuvor erwähnten Bereiches ist.
Das ergreifende Mittel 30 ist an den Schaft 28 angefügt und ist vorzugsweise mit dem distalen Ende des Schafts 28 zusammenhängend. Das ergreifende Mittel 30 ragt von der Peripherie des Schafts 28 radial weg und auswärts und kann weiters eine Vektorkomponente aufweisen, welche der Länge nach, i.e. gegen das Substrat 24 oder weg vom Substrat 24, abragt. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "ergreifendes Mittel" auf irgendeinen Vorsprung seitlich zur Peripherie des Schafts 28 [anders als geringfügige Rauhheiten an der Peripherie des Schafts 28], welcher Vorsprung einem Abtrennen oder Entfernen von einer aufnehmenden Oberfläche widersteht. Der Ausdruck "Peripherie" meint die äußere Oberfläche des Häkchens 22. Der Ausdruck "radial" meint von der Lotrechten oder gegen die Lotrechte zum Substrat 24, welche lotrecht durch den Ursprung 36 hindurchgeht, welcher im allgemeinen in der Aufstandsfläche der Grundfläche 26 zentriert ist.
Inbesondere hat die seitliche Auskragung eine Vektorkomponente parallel zur Ebene des Substrats 24 und dieser zugewandt. Es wird ebenso erkannt werden, daß das ergreifende Mittel 30 und der Schaft 28 sowohl Quer- als Längsvektorkomponenten aufweisen können. Es ist nicht wesentlich, daß eine scharf definierte Begrenzung des distalen Endes des Schafts 28 zum Vorschein kommt oder daß eine Grenzlinie zwischen dem Schaft 28 und dem ergreifenden Mittel 30 irgendwie unterscheidbar ist. Es ist nur erforderlich, daß eine der Länge nach ausgerichtete Fläche der Peripherie des Schafts 28 unterbrochen wird, sodaß das ergreifende Mittel 30 eine Seite mit einer Vektorkomponente parallel zur Ebene des Substrats 24 und dieser zugewandt aufweist.
Das ergreifende Mittel 30 kann eine größere seitliche Auskragung 38 als der Schaft 28, oder wenn erwünscht vice-versa, aufweisen. Wie in den Figuren illustriert, ist das ergreifende Mittel 30 vorzugsweise allgemein bogenförmig und kann eine in sich zurückkehrende Kurve aufweisen. Wenn das ergreifende Mittel 30 eine in sich zurückkehrende Kurve aufweist, inkludiert das ergreifende Mittel 30 ein Segment, welches sich der Länge nach dem Substrat 24 an der Grundfläche 26 oder einer seitlich von der Grundfläche 26 beabstandeten Stelle nähert. Dieses Segment ist gegen den Schaft 28 seitlich ausgerichtet, obwohl das Segment nicht radial gegen den Ursprung 36 ausgerichtet sein muß.
Das ergreifende Mittel 30 eines jeden Häkchens 22 des Befestigungssystems 20 kann sich im wesentlichen in der gleichen Richtung seitlich erstrecken, wenn eine relativ unidirektionell ausgerichtete Abziehfestigkeit erwünscht ist, oder kann zufallsmäßig ausgerichtet sein, um in irgendeiner seitlichen Richtung im wesentlichen isotrope Abziehfestigkeiten zu ergeben. Die ergreifenden Mittel 30 können hakenförmige Zinken sein, welche, eine allgemein konvexe Kontur definierend, deutlich von einer Seite des Schafts 28 abragen und die Öffnung der aufnehmenden Oberfläche durchdringen, um die Litzen oder Fasern der aufnehmenden Oberfläche am inneren Radius der Krümmung 54 des ergreifenden Mittels 30 zu erfassen. Die Interferenz zwischen dem ergreifenden Mittel 30 und den Litzen oder Fasern der aufnehmenden Oberfläche verhindert ein Lösen des Befestigungssystems 20 von der aufnehmenden Oberfläche, bis die Abziehfestigkeit oder Scherfestigkeit des Befestigungssystems 20 überschritten ist. Das ergreifende Mittel 30 sollte in der seitlichen Richtung radial nicht zu weit abragen, da ansonsten das ergreifende Mittel 30 die Öffnung der Oberfläche nicht penetrieren könnte. Der Querschnitt des ergreifenden Mittels 30 sollte bemessen sein, um die Öffnungen der aufnehmenden Oberfläche zu penetrieren.
Die Querschnittsfläche und die Geometrie des ergreifenden Mittels 30 sind nicht wesentlich, solange als das ergreifende Mittel 30 eine strukturelle Integrität aufweist, welche ausreichend Scher- und Biegefestigkeiten verleiht, um die gewünschten Abzieh- und Scherfestigkeit eines Befestigungssystems 20 mit einer Gruppe von Häkchen 22 einer gegebenen Dichte abzudecken. Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel ist ein ergreifendes Mittel 30 mit hakenförmigen Zinken mit einem maximalen seitlichen Auskragung 38 vom Mittelpunkt der Grundfläche 26 zur entfernten seitlichen Peripherie von etwa 0.18 Millimeter bis etwa 0.34 Millimeter [0.007 bis 0.013 in] geeignet.
Die Gruppe von Häkchen 22 kann irgendein Muster oder irgendeine Dichte, wie erwünscht, aufweisen, um die für die besondere Anwendung des Befestigungssystems 20 erforderlichen Abzieh- und Scherfestigkeit zu erzielen. Wenn die Rasterdichte ansteigt, steigen allgemein die Abziehfestigkeit und die Scherfestigkeit in einer linearen Art proportional. Die einzelnen Häkchen 22 sollten nicht so nahe aneinander angeordnet sein, um einander zu beeinflussen und die ergreifenden Mittel 30 der benachbarten Häkchen 22 am Ergreifen der Litzen oder Fasern der aufnehmenden Oberfläche zu hindern. Wenn die Häkchen 22 zu nahe aneinander angeordnet sind, kann ein Verdichten oder Mattenbilden der Litzen oder Fasern der aufnehmenden Oberfläche auftreten, wobei die Öffnungen zwischen den Litzen oder Fasern okkludiert werden. Umgekehrt sollten die Häkchen 22 nicht so weit voneinander entfernt sein, um eine übermäßige Zone an Substrat 24 zu erfordern, um ein Befestigungssystem 20 von adäquaten Scher- und Abziehfestigkeiten zu ergeben.
Es ist vorteilhaft, die Häkchen 22 in Reihen anzuordnen, sodaß jedes Häkchen 22 vom benachbarten Häkchen 22 im allgemeinen gleich beabstandet ist. Die Reihen sind entsprechend dem nachstehend beschriebenen und beanspruchten Herstellungsverfahren im allgemeinen in der Maschinenrichtung und quer zur Maschinenquerrichtung ausgerichtet. Allgemein sollte jede Reihe von Häkchen 22 in der Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung von den benachbarten Reihen von Häkchen 22 in Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung gleich beabstandet sein, um ein allgemein einheitliches Belastungsfeld über das Befestigungssystem 20 und die aufnehmende Oberfläche zu ergeben, wenn Trennkräfte auf das Befestigungssystem 20 und die aufnehmende Oberfläche aufgebracht werden.
Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Zwischenraum" auf den Abstand, gemessen entweder in der Maschinenrichtung oder quer zur Maschinenrichtung, zwischen den Mittelpunkten der Aufstandsflächen der Grundflächen 26 der Häkchen 22 in benachbarten Reihen. In der Regel ist ein Befestigungssystem 20 mit einer Anordnung von Häkchen 22 mit einem Zwischenraum im Bereich von etwa 1.0 Millimeter bis etwa 2,0 Millimeter [0.039 bis 0.078 in] in beiden Richtungen geeignet, wobei ein Zwischenraum von etwa 1,3 Millimeter [0.051 in] bevorzugt ist. Benachbarte Reihen quer zur Maschinenrichtung sind in der Maschinenrichtung vorzugsweise annähernd um einen halben Zwischenraum versetzt, um die Distanz in der Maschinenrichtung zwischen den benachbarten Reihen quer zur Maschinerichtung zu verdoppeln.
Die Häkchen 22 können als in einer Matrix auf einem Ein-Quadratzentimeter-Gitter mit einem Raster von Häkchen 22 mit etwa 2 bis etwa 20 Reihen von Häkchen 22 pro Zentimeter [5 bis 50 Reihen pro in] in sowohl der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung. Wenn ein Befestigungssystem 20 mit Häkchen 22 als Befestigungsmittel für eine Wegwerfwindel oder Inkontinenzhöschen, wie nachstehend detaillierter beschrieben ist, verwendet wird, oder an einer Hygienevorlage als ein Mittel zum Fixieren der Hygienevorlage am Höschen der Trägerin verwendet wird, ist es jedoch wünschenswert, ein Befestigungssystem zu haben, welches "hautfreundlich" ist. Wenn hierin verwendet bezieht sich der Ausdruck "hautfreundlich" auf ein Befestigungssystem, welches im wesentlichen für die menschliche Haut nicht reizend und nicht reibend ist. Es hat sich herausgestellt, daß ein Befestigungssystem mit einer Gruppe von Häkchen 22 mit etwa acht bis etwa vierzig Reihen von Häkchen pro cm [20 bis 100 Reihen pro Inch] in jeder Richtung ein Befestigungssystem 20 ergeben wird, welches im wesentlichen für die menschliche Haut nicht reizend und nicht reibend ist. Dieser Raster wird zu einem Befestigungssystem mit etwa 64 bis etwa 1600 Häkchen pro cm² [400 bis 10.000 pro in²] Substrat 24 führen.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann ein Befestigungssystem mit einem dichteren Raster von Häkchen erzeugen als durch die Verfahren des Standes der Technik hergestellt werden könnten. Dies ist, weil die Dichte des Häkchenrasters der vorliegenden Erfindung lediglich durch die Anzahl von Maschen oder Öffnungen beschränkt ist, welche im Ablegebauteil erzeugt werden können. Zur Zeit ist es möglich, einen Ablegebauteil zu erzeugen, welcher bis zu etwa 1600 mesh pro cm² [10.000 mesh pro in²] aufweist. Daher wird angenommen, daß ein Befestigungssystem mit bis zu etwa 1.600 Häkchen pro cm² [10.000 Häkchen pro in²] unter Verwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann.
Vorzugsweise wird das Befestigungssystem von etwa 64 bis 1.600 Häkchen pro cm² [400 bis 10.000 Häkchen pro in²] Substrat aufweisen. Bevorzugter wird das Befestigungssystem 20 von etwa 10 bis etwa 30 Reihen Häkchen pro cm [25 bis 75 Reihen pro in] aufweisen. Dieser Raster wird zu einem Befestigungssystem führen, welches von etwa 100 bis etwa 900 Häkchen pro cm² [625 bis 5625 Häkchen pro in²] Substrat aufweist. Am bevorzugtesten wird das Befestigungssystem 20 von etwa 12 bis etwa 24 Reihen Häkchen pro cm [30 bis 60 Reihen pro in] aufweisen. Dieser Raster wird zu einem Befestigungssystem führen, welches von etwa 144 bis etwa 576 Häkchen pro cm² [900 bis 3600 Häkchen pro in²] Substrat aufweist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Befestigungssystem von etwa 16 Reihen Häkchen pro cm [40 Reihen pro in] in jeder Richtung aufweisen. Dieser Raster wird zu einem Befestigungssystem führen, welches von etwa 256 Häkchen pro cm² [1600 Häkchen pro in²] Substrat aufweist. Es wird jedoch angenommen, daß ein Befestigungssystem mit 24 Reihen Häkchen pro cm [60 Reihen pro in] in jeder Richtung ein sehr hautfreundliches Befestigungssystem erzeugen wird und sogar bevorzugter sein kann. Dieser Raster wird zu einem Befestigungssystem führen, welches etwa 576 Häkchen pro cm² [3600 Häkchen pro in²] Substrat aufweist.
Die Häkchen 22 des Befestigungssystems 20 können aus irgendeinem thermisch empfindlichen Material hergestellt sein, welches stabil und formhaltig ist, wenn es fest ist, aber nicht so spröde, daß ein Versagen eintritt, wenn das Befestigungssystem 20 Trennkräften unterworfen ist. Wenn hierin verwendet, meint "thermisch empfindlich" ein Material, welches nach Aufbringen von Wärme graduell vom festen Zustand zum flüssigen Zustand wechselt. Ein Versagen ist als eingetreten erachtet, wenn das Häkchen 22 gebrochen ist oder bei Vorhandensein von Trennkräften und diesen unterworfen nicht länger einer Reaktion widerstehen kann. Vorzugsweise hat das Material einen elastischen Zugspannungsmodul, gemessen entsprechend ASTM-Standard D-638, von etwa 24,600,000 bis etwa 31,600,000 Kilogramm pro Quadratmeter [35,00 bis 45,000 Pfund pro in²].
Weiters sollte das Häkchenmaterial einen Schmelzpunkt, welcher niedrig genug ist, um leichte Bearbeitbarkeit zu verleihen, und eine relativ hohe Viskosität aufweisen, um bei Temperaturen nahe dem Materialschmelzpunkt eine ziehfeste und zähe Konsistenz zu verleihen, sodaß die Schäfte 28 gestreckt und die ergreifenden Mittel 30 leicht entsprechend dem nachstehend zitierten Verfahren geformt werden können. Es ist ebenso wesentlich, daß die Häkchen 22 viskoelastisch sind, um mehr Variation in den Parametern, welche die Struktur der Häkchen 22 und insbesondere die Geometrie des ergreifenden Mittels 30, beeinflussen, zu gestatten. Material mit einer komplexen Viskosität im Bereich von etwa 20 bis etwa 100 Pascal- Sekunden bei der Aufbringungstemperatur auf das Substrat 24 ist geeignet.
Die Viskosität kann mit einem Mechanischen Spektrometer Rheometrics Modell 800 unter Verwendung der dynamischen Arbeitsweise bei einer Abtastfrequenz von 10 Hertz und einer Materialdehnung von 10 % gemessen werden. Eine scheiben- und plattenartige Geometrie ist bevorzugt, insbesondere mit einer Scheibe mit einem Radius von etwa 12,5 Millimeter und einem Spalt von etwa 1,0 Millimeter zwischen der Scheibe und Platte.
Die Häkchen 22 bestehen vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material. Der Ausdruck "thermoplastisch" bezieht sich auf unvernetzte Polymere eines thermisch empfindlichen Materials, welches unter Aufbringen von Hitze oder Druck fließt. Thermoplast-Aufschmelzklebstoffe sind besonders gut geeignet, um das Befestigungssystem 20 der vorliegenden Erfindung, insbesondere in Übereinstimmung mit dem nachstehend beschriebenen und beanspruchten Verfahren, herzustellen. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Aufschmelzklebstoff" auf thermoplastische Zusammensetzungen, welche normalerweise bei Raumtemperatur fest sind, welche bei erhöhten Temperaturen flüssig werden und welche im geschmolzenen Zustand aufgebracht werden. Beispiele für Aufschmelzklebstoffe können im "Handbuch der Klebstoffe", zweite Ausgabe, von Irving Skeist, von Van Nostrand Reinhold Company, 135 West 50th Street, New York, New York, 10020, im Jahr 1977 veröffentlicht, gefunden werden, was hierin durch Referenz aufgenommen ist. Polyester- und Polyamid-Aufschmelzklebstoffe sind besonders geeignet und bevorzugt. Wenn hierin verwendet, meinen die Ausdrücke "Polyester" und "Polyamid" Ketten mit sich wiederholenden Ester- bzw. Amide-Einheiten.
Wenn ein Polyester-Aufschmelzklebstoff ausgewählt ist, ist herausgefunden worden, daß ein Klebsstoff mit einer komplexen Viskosität von etwa 23 ± 2 Pascal-Sekunden bei etwa 194ºC gut arbeitet. Wenn ein Polyamid-Aufschmelzklebstoff ausgewählt ist, ist herausgefunden worden, daß ein Klebstoff mit einer komplexen Viskosität von etwa 90 ± 10 Pascal- Sekunden bei etwa 204º C gut arbeitet. Ein Polyester-Aufschmelzklebstoff, welcher von der Bostik Company aus Middleton, Massachusetts, als Nr.7199 auf den Markt gebracht wird, ist als gut arbeitend beurteilt worden.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des Befestigungssystems 20', welches durch Figur 3 illustriert ist, kann das ergreifende Mittel 30' allgemein halbkugel- [schwammerl]-förmig sein. Der Ausdruck "halbkugelig" meint eine allgemein runde Form, welche in mehreren Richtungen vorspringt und Halbkugeln und Kugeln einschließt, aber nicht auf regelmäßige Formen beschränkt ist. Diese Geometrie, insbesondere die allgemein kugelförmige Struktur des ergreifenden Mittels 30', erzielt den Vorteil, daß in der Regel weniger Beeinträchtigung der Litzen der aufnehmenden Oberfläche eintritt, wenn das ergreifende Mittel 30' von der aufnehmenden Oberfläche entfernt wird. Dies verursacht weniger sichtbare Beschädigung für die aufnehmende Oberfläche, wobei ihr gestattet wird, eine größere Anzahl von Malen wiederverwendet zu werden. Wenn das haibkugelförmige ergreifende Mittel 30' ausgewählt ist, ist der Schaft 28' vorzugsweise mehr nahezu orthogonal zur Ebene des Substrats 24', um leichteres Eindringen in die Öffnungen der aufnehmenden Oberfläche zu erlauben und um eine Beschädigung für die aufnehmende Oberfläche zu reduzieren, wenn das ergreifende Mittel 30' von der aufnehmenden Oberfläche freigegeben wird. Ein Schaft 28' mit einem Winkel α' von etwa 70º bis etwa 90º ist geeignet.
Um ein Häkchen 22' der genauen Proportionen und mit einem allgemein halbkugelförmigen ergreifenden Mittel 30' zu ergeben, sollte das ergreifende Mittel 30' radial von der Umfangslinie des Schafts 28' über eine Querdistanz, welche ausreicht, um die Litzen der aufnehmenden Oberfläche zu erfassen, abragen, aber nicht so weit abragen, daß die Masse des ergreifenden Mittels 30' unfähig ist, um vom Schaft 28' starr getragen zu werden, oder der Schaft 28' ist ansonsten unstabil. Wenn der Winkel α' des Schafts 28' abnimmt, d.h. weiter von der Lotrechten abweicht, wird die Masse des ergreifenden Mittels 30' in bezug auf die strukturelle Integrität und Querschnittsfläche des Schafts 28' kritischer.
Ein spitz zulaufender Schaft 28' mit den oben beschriebenen Verhältnissen der Querschnittsfläche der Grundfläche 26' zur Querschnittsfläche der höchsten Erhebung und der Durchmesser und mit einem Winkel α' des Schafts 28' von etwa 80º arbeitet gut. Es soll erkannt werden, daß die Abmessungen der höchsten Erhebung von der höchsten Erhebung des Schafts 28 und nicht des ergreifenden Mittels 30' genommen werden sollen.
Für ein Ausführungsbeispiel, wie in Figur 3 illustriert, welches nicht einen sanften Übergang vom Schaft 28' zum ergreifenden Mittel 30' aufweist und für welches die Abgrenzung zwischen dem Schaft 28' und dem ergreifenden Mittel 30' leicht bestimmt wird, ist die imaginäre Schnittebene 40'-40' drei Viertel der lotrechten Distanz von der Ebene des Substrats 24' zur Ebene, welche tangential zu dem Punkt des ergreifenden Mittels 30' verläuft, welcher der Länge nach am nächsten zur Ebene des Substrats 24' ist. Die Schnittebene 40'-40' wird daraufhin verwendet, um den Winkel α' des Schafts 28,' den Anlaufkantenwinkel βL' und den Nachlaufkantenwinkel βT', wie oben beschrieben, zu bestimmen.
Das ergreifende Mittel 30' sollte, in jeder Querrichtung, von der Peripherie des distalen Endes 29' des Schafts 28' um mindestens etwa 25% des Durchmessers des distalen Endes 29' des Schafts 28', und vorzugsweise um mindestens etwa 38% eines solchen Durchmessers, radial abragen. Alternativ festgestellt, wenn der Durchmesser des distalen Endes 29' des Schafts 28' auf 1.0 normalisiert ist, sollte der Durchmesser des ergreifenden Mittels 30' mindestens 1.5-fach, und vorzugsweise mindestens 1.75-fach, der Durchmesser des distalen Endes 29' des Schafts 28' sein. Weiters sollte der Durchmesser der Grundfläche 26' etwa das Zweifache des Durchmessers des distalen Endes 29' des Schafts 28' sein. Die Höhe des Schafts 28' sollte das etwa 1.5-fache bis etwa Zweifache des Durchmessers des distalen Endes 29' des Schafts 28' sein, um das ergreifende Mittel 30' vom Substrat 24' der Länge nach genau zu beabstanden. Die Längendimension des ergreifenden Mittels 30' kann im Bereich vom etwa 0.5-fachen bis etwa 1.5-fachen des Durchmessers des distalen Endes 29' des Schafts 28' liegen.
Das Befestigungssystem 20' von Figur 3 wird durch Erhitzen des ergreifenden Mittels 30 und des distalen Endes des Befestigungssystems 20 von Figur 2 auf mindestens den Schmelzpunkt hergestellt. Dies wird durch Heranbringen der ergreifenden Mittel 30 und der distalen Enden der Häkchen 22 an eine Wärmequelle, der Länge nach ausgerichtet gegen die Ebene des Substrats, ausgeführt, sodaß die Grundfläche 26' und das proximale Ende des Schafts 28' nicht auf mindestens den Schmelzpunkt erhitzt werden. Ein geeignetes Verfahren ist es, die höchste Erhebung des Häkchens auf innerhalb etwa 3.3 Millimeter bis etwa 10.1 Millimeter [0.1 bis 0.4 in] an eine Wärmequelle, wie z.B. einen auf etwa 440ºC erhitzten Hitzdraht, heranzubringen.
Der Anlaufkantenwinkel βL' und der Nachlaufkantenwinkel βT' des Häkchens 22' werden ähnlich jenen des korrespondierenden Häkchens 22 mit hakenförmigen zinkenartigen ergreifenden Mittel sein, aus welchen das Häkchen 22' mit halbkugelförmigem ergreifenden Mittel gebildet wurde. Dies tritt ein, da der Winkel α' des Schafts 28' und der Anlaufkantenwinkel βL' und der Nachlaufkantenwinkel βT' sich im wesentlichen nicht verändern, wenn das ergreifende Mittel 30 von Figur 2 erhitzt und geschmolzen wird, um in das ergreifende Mittel 30' von Figur 3 zu fließen.
Für die zuvor erwähnte aufnehmende Oberfläche vom Typ Milliken 970026 sollte das ergreifende Mittel 30' von Figur 3 vorzugsweise eine Querund Längsdimension von etwa 0.029 Millimeter bis etwa 0.032 Millimeter [0.001 in] aufweisen und an einem Schaft 28' mit einem Durchmesser der Grundfläche 26' von etwa 0.30 Millimeter bis etwa 0.045 Millimeter [0.012 bis 0.002 in] und einem Durchmesser am distalen Ende 29' von etwa 0.016 Millimeter bis etwa 0.020 Millimeter [0.0006 bis 0.0007 in] angeordnet sein. Das distale Ende 29' des Schafts 28' sollte zwischen etwa 0.44 Millimeter und etwa 0.50 Millimeter [0.017 in bis 0.020 in] über der Ebene des Substrats 24' angeordnet sein und das ergreifende Mittel 30' sollte eine seitliche Auskragung 38' von etwa 0.56 Millimeter bis etwa 0.70 Millimeter [0.022 bis 0.028 in], vorzugsweise etwa 0.64 Millimeter [0.025 in], aufweisen.

HERSTELLUNGSVERFAHREN

Figur 4 ist eine schematische Seitenaufrißansicht einer besonders bevorzugten Vorrichtung, welche verwendet wird, um Häkchen gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zu erzeugen. Figur 4 zeigt eine Stützwalze 74 und eine Druckwalze 73, welche einen Walzenspalt 70 bilden, durch welchen das Substrat 24 durchgeht. Wenn die Druckwalze 73 und die Stützwalze 74 um ihre Achsen rotieren, wird das geschmolzene Häkchenmaterial durch die Öffnungen der Druckwalze 73 auf das sich bewegende Substrat 24 extrudiert, wird in einer Richtung mit einer Vektorkomponente parallel zur Ebene des Substrats 24 gestreckt und wird durch das Mittel zum Trennen 78 abgetrennt, um Häkchen mit einem distalen Ende 29 und daran einem ergreifenden Mittel 30 zu erzeugen. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Extrudieren" auf das Zwingen einer Substanz durch eine Öffnung, wobei die Substanz veranlaßt wird, durch die Öffnung mindestens teilweise geformt zu werden.
Die Druckwalze 73 ist ein Beispiel eines besonders bevorzugten Ablegebauteils, welcher mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Der Ablegebauteil sollte aus Metall oder irgendeinem anderen geeigneten Material hergestellt sein, welches die Temperaturen des geschmolzenen Häkchenmaterials aufnehmen kann, im wesentlichen einheitlichen Abstand zwischen den Häkchen 22 in sowohl der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung beistellen und die gewünschte Dichte von Häkchen 22 innerhalb der Gruppe erzielen kann.
Wenn hierin verwendet bezieht sich der Ausdruck "Ablegebauteil" auf irgendetwas, durch welches flüssiges Häkchenmaterial in einzelnen Häkchen 22 entsprechenden dosierten Mengen extrudiert wird. Der Ablegebauteil wird allgemein ein glattes und relativ dünnes Metallstück oder anderes Material mit Perforationen oder Öffnungen sein, durch welche das geschmolzene Häkchenmaterial auf das Substrat extrudiert wird. Der Ablegebauteil kann ein Flachbettsieb, ein Gurtsieb [z.B. ein kontinuierliches Band, Gurt oder Förderband mit Öffnungen] oder ein rotierendes Sieb, wie z.B. die Siebe, welche auf dem Gebiet des Siebdrucks verwendet werden, sein. Der Ablegebauteil kann jedoch ebenso in der Form einer porösen oder gesinterten Walze mit einem inneren Vorratsbehälter, welcher kontinuierlich unter Druck mit geschmolzenem Häkchenmaterial befüllt wird, welches dann durch die Poren der Walze auf das sich bewegende Substrat extrudiert wird. Wenn hierin verwende,t meint der Ausdruck "Ablegen", Häkchenmaterial von der Masseform zu transferieren und derartiges Material auf das Substrat 24 in Einheiten entsprechend einzelnen Häkchen 22 zu dosieren.
Vorzugsweise wird der Ablegebauteil ein Rotationssieb oder eine Druckwalze sein. Eine besonders bevorzugte Druckwalze 73 wird eine Metallwalze, vorzugsweise aus Nickel konstruiert, sein, mit Öffnungen 56, welche durch ein beliebiges in der Fachwelt gut bekanntes Mittel erzeugt sind und vorzugsweise mittels von Fotogravur erzeugt sind. Vorzugsweise wird ein kreisförmiger Rahmen an jedem Ende der Walze gelagert sein, welcher das Sieb mit struktureller Unterstützung versehen, die zylindrische Gestalt des Siebs aufrechterhalten und ebenso ein Mittel zum Halten des Siebes in Position beistellen wird und das Sieb um seine Achse rotieren wird, ohne die erhitzte Druckstange 81 oder den erhitzten Schlauch [nicht gezeigt] zu beeinträchtigen. Wegen der Einfachheit der Beschreibung soll der Ablegebauteil der vorliegenden Erfindung als eine Druckwalze 73 beschrieben sein. Es soll jedoch verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung auf jedes Verfahren zum Extrudieren geschmolzenen Häkchenmaterials auf ein Substrat, um ein Befestigungssystem mit frei geformten Häkchen zu erzeugen, anwendbar ist.
Die Druckwalze 73 und die Stützwalze 74 können durch jedes Mittel, welches in der Fachwelt bekannt ist, wie z.B. durch eine äußere bewegende Kraft [nicht gezeigt], angetrieben werden oder die Stützwalze 74 kann durch eine äußere bewegende Kraft angetrieben werden und die Druckwalze 73 durch Reibungseingriff mit der Stützwalze 74 angetrieben werden, oder vice-versa.
Rotationssiebdruckvorrichtungen, welche zur Verwendung mit dem Verfahren der voriiegenden Erfindung modifiziert werden können, sind von Graco/LTI Corporation, P.O.Box 1828, Monteray, CA 93940, wie auch der Graco/Ltl Micro-Print Aufschmelzklebstoff-Applikator, im Handel erhältlich.
Die Größe, Gestalt und das Muster der Öffnungen in der Druckwalze 73 können gemäß der Größe und der Gestalt der Häkchen und der Dichte der Häkchen im Raster, welche für das besondere gewünschte Befestigungssystem erforderlich ist, variieren. Die Querschnittsfläche der Öffnung 56, genommen an der äußeren Oberfläche der Druckwalze 73, entspricht allgemein der Gestalt der Aufstandsfläche der Grundfläche 26 des Häkchens 22. Der Querschnitt der Öffnung 56 sollte annähernd gleich dem erwünschten Querschnitt der Grundfläche 26 sein.
Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel ist eine allgemein zylindrisch geformte Öffnung 56 adäquat. Obwohl, falls erwünscht, die Öffnung 56 in der Gestalt einigermaßen kegelstumpfartig spitz zulaufend sein kann, mit einem größeren Querschnitt entweder an der äußeren Oberfläche der Walze 73 oder an der inneren Oberfläche der Walze 73. Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel erzeugt eine Öffnung 56 mit einem Durchmesser von etwa 0.30 mm bis etwa 0.70 mm [0.012 bis 0.028 in] ein geeignetes Häkchen 22.
Es gibt verschiedene Verfahren und Vorrichtungen, welche geeignet sind, um geschmolzenes Häkchenmaterial der Druckwalze 73 zuzuführen und welche in der Fachwelt gut bekannt sind. Eine geeignete Vorrichtung ist im US-Patent Nr. 4,876,982, ausgegeben am 31. Oktober 1989 an Claassen, geoffenbart, welches hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Eine weitere besonders bevorzugte Vorrichtung ist eine erhitzte Druckstange 81, welche in Figur 10 gezeigt ist. Die erhitzte Druckstange 81 ist innerhalb der Druckwalze 73 angeordnet und ist im wesentlichen parallel zur Druckwalze 73. Die erhitzte Druckstange 81 hat einen inneren Vorratsbehälter [nicht gezeigt], welcher mit flüssigem Häkchenmaterial gespeist wird, und eine oder mehrere Ausgabeöffnungen [nicht gezeigt], von welchen das flüssige Häkchenmaterial einheitlich zur innenseitigen Oberfläche in der Druckwalze 73 fließt. Der erhitzten Druckstange 81 zugeordnet ist eine Abstreichmesserzusammenstellung 83. Wenn die Druckwalze 73 rotiert, quetscht die Abstreichmesserzusammenstellung 83 das geschmolzene Häkchenmaterial entlang der inneren Oberfläche der Druckwalze 73 und zwingt das flüssige Häkchenmaterial in die Öffnungen 56. Die Abstreichmesserzusammenstellung 83 dient nicht nur dazu, das geschmolzene Häkchenmaterial durch die Öffnungen 56 zu pressen, sondern ebenso ergibt sie eine Stütze für die Druckwalze 73 am Punkt des Walzenspalts 70, um die Druckwalze 73 vom Hökerbilden oder Verformen abzuhalten, wenn sie gegen die Stützwalze 74 gepreßt wird. Die Stützwalze 74 kann aus Metall oder irgendeinem anderen geeigneten Material aufgebaut sein. Eine Stützwalze 74 mit einer Gummibeschichtung mit einer Shore-A- Durometerhärter von etwa 40 bis etwa 60 kann ebenso verwendet werden. Vorzugsweise wird die Abstreichmesserzusammenstellung 83 gegen die Druckwalze 73 mit einer Kraft von etwa 80 Pfund pro in² gepreßt, wenn das Substrat 24 durch den Walzenspalt 70 durchgeht. Eine geeignete erhitzte Druckstange 81 und eine Abstreichmesserzusammenstellung 83 sind von Graco/LTI Corporation, P.O.Box 1828, Monteray, CA 93940 im Handel erhältlich.
Der innere Vorratsbehälter der erhitzten Druckstange 81 sollte eine stabile Zufuhr von thermisch-empfindlichem Material aufweisen. Das kann durch jedes Mittel, wie es auf dem Gebiet des Siebdrucks oder der Aufschmelzklebstoffe bekannt ist, beigestellt sein, aber ein besonders bevorzugtes Verfahren zum Speisen der erhitzen Druckstange umfaßt eine erhitzte Schlauchleitung [nicht gezeigt], einen erhitzten Tank [nicht gezeigt] und eine Schraubenradpumpe [nicht gezeigt]. Die Schraubenradpumpe kann durch einen DC-Motor mit variabler Geschwindigkeit [nicht gezeigt] angetrieben werden und sollte konstanten einheitlichen Output an der Ausgabeöffnung der erhitzten Druckstange 81 bei allen Produktionsgeschwindigkeiten beistehen. Der erhitzte Tank, die erhitzte Schlauchleitung und die erhitzte Druckstange 81 sollten das geschmolzene Häkchenmaterial bei der gewünschten Betriebstemperatur halten. In der Regel ist eine Temperatur gering oberhalb dem Schmelzpunkt des Materials erwünscht. Das Material ist als am oder oberhalb des "Schmelzpunkts" befindlich erachtet, wenn das Material teilweise oder zur Gänze im flüssigen Zustand ist. Wenn das Häkchenmaterial auf einer zu hohen Temperatur gehalten wird, kann das Häkchenmaterial nicht viskose genug sein und kann ergreifende Mittel 30 erzeugen, welche die Häkchen 22, welche in der Maschinenrichtung benachbart sind, seitlich verbinden. Wenn die Häkchenmaterialtemperatur sehr heiß ist, wird das Häkchen 22 zu einer kleinen einigermaßen halbkugelförmigen Pfütze zusammenfließen und ein ergreifendes Mittel 30 wird nicht geformt werden. Umgekehrt, wenn die Temperatur des Häkchenmaterials zu gering ist, kann das Häkchenmaterial nicht von der Druckstange zur Abstreichmesserzusammenstellung 83 oder zur Druckwalze 73 weitergeleitet werden oder, darauffolgend, kann es nicht exakt von der Druckwalze 73 zum Substrat 24 im gewünschten Raster oder Muster weitergeleitet werden.
Die Druckwalze 73 wird vorzugsweise erhitzt, um ein Verfestigen der Häkchen 22 während des Transfers von der Quelle bis zur Ablage am Substrat 24 zu verhindern. Im allgemeinen ist eine Temperatur der Oberfläche der Druckwalze 73 nahe der Temperatur der Materialquelle erwünscht. Eine Temperatur der Druckwalze 73 von etwa 178º C ist mit dem Polyester-Aufschmelzklebstoff, der von der Bostik Company, Middleton, Massachusetts als No. 7199 auf den Markt gebracht wird, als gut arbeitend befunden worden. Aber die Arbeitstemperatur der Druckwalze 73 kann gemäß dem bestimmten Häkchenmaterial, das verwendet wird, variieren. Es gibt viele Verfahren, welche verwendet werden können, um die Druckwalze 73 zu erhitzen, welche leicht einem Fachmann auf dem Gebiet offenbar werden. Ein besonders bevorzugtes Verfahren zum Erhitzen der Druckwalze 73 ist durch Verwenden eines Infraroterhitzers 72.
Es sollte erkannt werden, daß eine Kühlwalze erforderlich sein kann, wenn das Substrat 24 nachteilig durch die Wärme, welche vom Häkchenmaterial abgegeben wird, beeinträchtigt wird. Wenn eine Kühlwalze erwünscht ist, kann sie unter Verwendung von dem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannten Mitteln in die Stützwalze 74 eingebaut werden. Diese Anordnung ist oft erforderlich, wenn ein Polypropylen-, Polyethylen- oder anderes Polyolefin-Substrat 24 verwendet wird.
Nach dem Ablegen auf das Substrat 24 werden die Häkchen 22 von dem ablegenden Mittel durch ein trennendes Mittel getrennt. Die Häkchen 22 werden getrennt, um das ergreifende Mittel 30 des Befestigungssystems 20 und eine Absprengkuppe zu bilden. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Kuppe" auf irgendein Material, welches vom Häkchen 22 getrennt wird und welches nicht einen Teil des Befestigungssystems 20 ausmacht.
Das trennende Mittel 78 sollte einstellbar sein, um verschiedene Größen von Häkchen 22 und seitlichen Auskragungen 38 des ergreifenden Mittels 30 zu ergeben und ebenso Einheitlichkeit quer zur Maschinenrichtung des Rasters zu erzielen. Der Ausdruck "trennendes Mittel" bezieht sich auf alles, was die Kuppe vom Befestigungssystem 20 der Länge nach trennt. Der Ausdruck "Trennen" bezieht sich auf den Akt des Abtrennens der Kuppe vom Befestigungssystem 20, wie oben beschrieben. Das trennende Mittel 78 sollte ebenso rein sein und sollte nicht rosten, oxidieren oder den Häkchen 22 Korrosionen und Verunreinigungen [wie z.B. Kuppenmaterial] auferlegen. Ein geeignetes trennendes Mittel ist ein Draht 78, welcher im allgemeinen parallel zur Achse der Walzen 73 und 74 angeordnet ist und vom Substrat 24 in einem Abstand angeordnet ist, welcher ziemlich größer als der lotrechte Abstand von der höchsten Erhebung des verfestigten Häkchens 22 zum Substrat 24 ist.
Vorzugsweise ist der Draht 78 elektrisch erwärmt, um ein Ansammeln des geschmolzenen Häkchenmaterials am trennenden Mittel 78 zu verhindern, einem Eintreten irgendeines Abkühlens der Häkchen 22, welches zwischen der Zeit, wenn das Häkchenmaterial die erhitzte Quelle verläßt und Trennen eintritt, entgegenzutreten und um seitliches Strecken des ergreifenden Mittels 30 zu fördern. Das Erwärmen des trennenden Mittels 78 sollte ebenso eine einheitliche Temperaturverteilung quer zur Maschinenrichtung ergeben, sodaß ein Häkchen-22-Raster mit im wesentlichen einheitlicher Geometrie erzeugt wird.
Wenn die Temperatur des Häkchenmaterials ansteigt, kann im allgemeinen eine relativ kühlere Temperatur des Hitzdrahtes 78 vorgesehen werden. Wenn die Geschwindigkeit des Substrats 24 abnimmt, tritt ebenso eine weniger häufige Abkühlung des Hitzdrahtes 78 ein, wenn jedes Häkchen 22 und Kuppe getrennt werden, was einen Hitzdraht 78 mit relativ geringerer Wattleistung bei denselben Temperaturen ausführbarer macht. Es sollte bemerkt werden, daß, wenn die Temperatur des Hitzdrahtes 78 angehoben wird, sich ein Häkchen 22 mit einer im allgemeinen kürzeren Länge des Schafts 28 ergeben wird. Umgekehrt werden die Länge des Schafts 28 und die Querdimension des ergreifenden Mittels 30 im umgekehrten Verhältnis angehoben werden, wenn die Temperatur des Hitzdrahtes 78 abgesenkt wird. Es ist nicht erforderlich, daß das trennende Mittel 78 das Häkchen 22 unmittelbar berührt, damit ein Abtrennen eintritt. Das Häkchen 22 kann durch die strahlende Hitze, welche vom trennenden Mittel 78 abgegeben wird, abgetrennt werden.
Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel ist ein Nickel- Chrom-Draht 78 mit rundem Querschnitt, mit einem Durchmesser von 0.64 Millimeter [0.025 in], welcher auf eine Temperatur von etwa 343ºC bis etwa 440ºC erhitzt wurde, als geeignet befunden worden. Es wird augenscheinlich sein, daß ein Messer, Laserschneide- oder anderes trennendes Mittel 78 zur Substituierung des oben beschriebenen Hitzdrahtes 78 verwendet werden kann.
Es ist wesentlich, daß das trennende Mittel 78 an einer Position angeordnet ist, welches ein Eintreten des Streckens des Häkchenmaterials, bevor das Häkchen 22 von der Kuppe getrennt wird, erlaubt. Wenn das trennende Mittel 78 von der Ebene des Substrats 24 zu weit weg angeordnet ist, wird das Häkchenmaterial unterhalb des trennenden Mittels 78 durchgehen und nicht davon erfaßt werden, wobei ein sehr langes ergreifendes Mittel 30 gebildet wird, welches nicht genau vom Substrat 24 oder den benachbarten Häkchen 22 beabstandet sein wird. Umgekehrt, wenn das trennende Mittel 78 zu nahe zur Ebene des Substrats 24 angeordnet ist, wird das trennende Mittel 78 den Schaft 28 stauchen und ein ergreifendes Mittel 30 kann nicht geformt werden.
Ein trennendes Mittel 78 in Form eines Hitzdrahtes 78 , welcher annähernd 3.2 Millimeter bis 8.3 Millimeter [0.125 bis 0.325 in], vorzugsweise etwa 5.7 Millimeter [0.225 in], in der Maschinenrichtung vom Punkt des Walzenspalts 70, annähernd 1.4 Millimeter bis 6.5 Millimeter [0.056 bis 0.256 in], vorzugsweise etwa 4.0 Millimeter [0.156 in], radial auswärts von der Stützwalze 74 und annähernd 13.7 Millimeter bis annähernd 18.1 Millimeter [0.534 bis 0.734 in], vorzugsweise etwa 16.1 Millimeter [0.634 in], radial auswärts von der Druckwalze 73 angeordnet ist, ist adäquat für das hierin geoffenbarte Herstellungsverfahren positioniert.
Beim Betrieb wird das Substrat 24 in einer ersten Richtung in bezug auf den Ablegebauteil transportiert. Insbesondere wird das Substrat 24 durch den Walzenspalt 70, vorzugsweise gezogen durch eine Aufnahmewalze [nicht gezeigt], transportiert. Dies erzielt eine reine Zone des Substrats 24 für kontinuierliches Ablegen von Häkchen 22 und entfernt die Abschnitte des Substrats 24 mit darauf abgelegten Häkchen 22. Die Richtung, welche allgemein parallel zur Haupttransportrichtung des Substrats 24 ist, wenn es durch den Walzenspalt 70 durchgeht, wird als die "Maschinenrichtung" bezug genommen. Die Maschinenrichtung, wie durch den Pfeil 75 in Figur 4 angegeben, ist im allgemeinen orthogonal zur Mittellinie der Druckwalze 73 und der Stützwalze 74. Die im allgemeinen zur Maschinenrichtung orthogonale und zur Ebene des Substrats 24 parallele Richtung wird als die Richtung "quer zur Maschine" bezeichnet.
Das Substrat 24 kann mit einer Geschwindigkeit von annähernd 0% bis annähernd 10% größer als die Oberflächengeschwindigkeit der Walzen 73 und 74 durch den Walzenspalt 70 gezogen werden. Dies wird gemacht, um ein Bündeln oder Knäueln des Substrats 24 nahe dem Mittel 78 zum Trennen der Häkchen 22 vom Mittel zum Ablegen des Häkchenmaterials am Substrat 24 zu minimieren. Das Substrat 24 wird in der ersten Richtung mit etwa 3 bis etwa 31 Meter pro Minute [10 bis 100 Fuß pro Minute] durch den Walzenspalt 70 transportiert.
Der Winkel des Schafts 28 kann durch die Transportgeschwindigkeit des Substrats 24 vorbei am Walzenspalt 70 beeinflußt werden. Wenn Häkchen 22 mit einem Schaftwinkel α mehr nahezu lotrecht zum Substrat 24 erwünscht sind, wird eine geringere Transportgeschwindigkeit des Substrats 24 in der ersten Richtung gewählt. Umgekehrt, wenn die Transportgeschwindigkeit angehoben wird, nimmt der Winkel α des Schafts 28 ab und ein ergreifendes Mittel 30 mit einer größeren seitlichen Auskragung 38 wird sich ergeben.
Falls erwünscht, kann das Substrat 24 in einem Winkel γ von annahemd 35º bis annähernd 55º, vorzugsweise etwa 45º, von der Ebene des Walzenspaltes 70 gegen die Stützwalze 74 geneigt werden, um die viskoelastische Natur des Häkchenmaterials zu nutzen und das ergreifende Mittel 30 in der Querrichtung sowie in der Längsrichtung genau auszurichten. Diese Anordnung erzielt ebenso eine größere Kraft, um das Häkchenmaterial aus den Öffnungen 56 herauszuziehen und um das Häkchen 22 von der Druckwalze 73 wegzuziehen. Der Winkel γ von der Ebene des Walzenspalts 70 sollte angehoben werden, wenn ein kleinerer Winkel α des Schafts 28 erwünscht ist. Ebenso hat ein Vergrößern des Ablenkungswinkels γ von der Ebene des Walzenspalts 70 einen schwachen, aber positiven Effekt, um ergreifende Mittel 30 mit einer größeren seitlichen Auskragung 38 zu erzeugen.
Nach Ablage von Häkchenmaterial von den Öffnungen 56 auf das Substrat 24 setzen die Walzen 73 und 74 fort, in den Richtungen, welche durch die Pfeile 75 in Figur 4 angegeben sind, zu rotieren. Dies ergibt eine Periode von Relativ-Versetzung zwischen dem transportierten Substrat 24 und den Öffnungen 56, während welcher Periode [vor dem Trennen] das Häkchenmaterial das Substrat 24 und die Druckwalze 73 überbrückt. Wenn sich Relativ-Versetzung fortsetzt, wird das Häkchenmaterial gestreckt, bis ein Abtrennen eintritt und das Häkchen 22 von der Öffnung 56 der Druckwalze 73 getrennt ist. Wenn hierin verwendet, meint der Ausdruck "Strecken", in linearer Dimension anheben, wobei mindestens ein Abschnitt von diesem Anstieg im wesentlichen für die Dauer des Befestigungssystem 20 permanent wird.
Wie oben diskutiert, ist es ebenso erforderlich, die einzelnen Häkchen 22 von der Druckwalze 73 als Teil des Verfahrens, welches das ergreifende Mittel 30 bildet, zu trennen. Wenn abgetrennt, ist ein Häkchen 22 der Länge nach in zwei Teile geteilt, in ein distales Ende und ergreifendes Mittel 30, welche mit dem Befestigungssystem 20 verbleiben, und in eine Kuppe [nicht gezeigt], welche mit der Druckwalze 73 verbleibt und, falls erwünscht, recycliert werden kann. Nach dem Abtrennen der Häkchen 22 von der Kuppe wird dem Befestigungssystem 20 gestattet, vor Kontakt der Häkchen 22 mit anderen Gegenständen abzukühlen. Nach Verfestigung der Häkchen 22 kann das Substrat 24 auf eine Walze zum Lagern, wie erwünscht, aufgerollt werden.
Eine nicht beschränkende Illustration des Verfahrens zeigt, daß das Häkchenmaterial in einer erhitzten Wanne [nicht gezeigt] angeordnet und einer erhitzten Druckstange 81 durch eine erhitzte Schlauchleitung [nicht gezeigt] zugeführt werden soll. Wenn ein Polyesterharz-Aufschmelzklebstoff ausgewählt ist, ist eine Materialtemperatur von annähernd 177-193ºC, vorzugsweise etwa 186ºC, als geeignet befunden worden. Wenn ein Polyamidharz gewählt wird, ist eine Materialtemperatur von annähernd 193-213ºC, vorzugsweise etwa 200ºC, als geeignet befunden worden. Ein Polyesterfolien-Substrat 24 von etwa 0.008 bis etwa 0.15 Millimeter [0.003 bis 0.006 in] in der Stärke arbeitet bei Häkchen 22 aus Aufschmelzklebstoff gut.
Für die hierin beschriebene illustrierte Arbeitsweise ist eine Druckwalze 73 mit einem Raster von etwa 15 Öffnungen 56 pro Zentimeter [40 Öffnungen 56 pro in] sowohl in der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung, einen Raster von etwa 237 Offnungen 56 pro Quadratzentimeter [1600 Öffnungen 56 pro in²] erzielend, geeignet. Diese Rasterdichte kann vorteilhafterweise bei einer Druckwalze 73 mit einer Wandungsdicke von etwa 0.16 Millimeter [0.004 in] und einem Durchmesser von etwa 20.3 Zentimeter [8.0 in] mit Öffnungen 56 von etwa 0.30 Millimeter [0.012 in] im Durchmesser verwendet werden. Eine Stützwalze 74 mit einem Durchmesser von etwa 20.3 Zentimeter [8.0 in] und vertikal übereingestimmt ist als mit der zuvor erwähnten Druckwalze 73 gut arbeitend befunden worden. Die Transportgeschwindigkeit des Substrats 24 ist etwa 10.7 Meter pro Minute [35 Fuß pro Minute].
Ein Nickel-Chrom-Hitzdraht 78 mit einem Durchmesser von etwa 0.6 Millimeter [0.025 in], welcher annähernd 5.7 Millimeter [0.225 in] vom Punkt des Walzenspalts 70 in der Maschinenrichtung, annähernd 16.1 Millimeter [0.634 in] radial auswärts von der Druckwalze 73 und annähernd 4.0 Millimeter [0.156 in] radial auswärts von der Stützwalze 74 angeordnet ist, wird auf eine Temperatur von etwa 430ºC erhitzt. Das Befestigungssystem 20, welches durch diesen Arbeitsgang hergestellt ist, ist im wesentlichen ähnlich jenem durch Figur 1 illustrierten, welches Befestigungssystem 20 vorteilhafterweise in den nachstehend diskutierten illustrativen Gebrauchsartikel eingebaut werden kann.
Ohne durch irgendeine besondere Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die Geometrie des ergreifenden Mittels 30 von den elastischen Eigenschaften des zur Herstellung des Häkchens 22 verwendeten Aufschmelzklebstoffs und dem Unterschied in der Temperatur zwischen der Nachlaufkante 46 und der Anlaufkante 42 des Häkchens 22 bestimmt wird. Die Nachlaufkante 46 des Häkchens 22 wird vor der Wärme, welche vom trennenden Mittel 78 stammt, geschützt und isoliert. Umgekehrt ist die Anlaulkante 42 direkt der Wärme des trennenden Mittels 78 ausgesetzt, was die Anlaufkante 42 veranlaßt, nach der Nachlaufkante 46 zu verfestigen und abzukühlen. Dies verursacht ein Verlängern der Anlaufkante 42 und ein Zusammenziehen der Nachlaufkante 46 in bezug aufeinander. Wenn dieser Temperaturunterschied angehoben wird, wird ein relativ längeres ergreifendes Mittel 30 gebildet.
Unter Bezugnahme auf Figur 5 kann, wenn ein Befestigungssystem 20" von mehr nahezu isotropischer Abziehfestigkeit erwünscht ist, ein solches Befestigungssystem 20" durch Modifizieren des Befestigungssystems 20 von Figur 1 mittels eines Verfahrens mit einem zweiten Schritt an Temperaturdifferenz gebildet werden. Wie in Figur 5 illustriert, ist das Befestigungssystem 20 von Figur 1 weiter bearbeitet, um Schäfte 28" mit ergreifenden Mitteln 30" zu ergeben, welche vom Schaft 28" in verschiedenen Querrichtungen in einer allgemeinen Zufallsausrichtung abragen. Der Ausdruck "Zufallsausrichtung" bedeutet, daß seitliche Auskragungen 38" und Profilansichten vorliegen, welche in Richtung von jenen der nächstgelegenen Häkchen 22" signifikant abweichen.
Ohne durch eine besondere Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß diese Struktur durch Bilden einer Temperaturdifferenz zwischen den Profiloberflächen oder Anlaufoberflächen 42 und Nachlaufoberflächen 46 der Häkchen 22 des Befestigungssystems 20 von Figur 1 ausgeführt wird und daß solch eine Temperaturdifferenz durch Strahlung oder vorzugsweise Konvektion gesteigert werden kann.
Es wird ebenso angenommen, daß als ein Ergebnis des Erzielens einer Temperaturdifferenz der Anlaufoberfläche 42" oder der Profiloberflächen in bezug zur Nachlaufoberfläche 46", das ergreifende Mittel 30" im wesentlichen die Ausrichtung der seitlichen Auskragung 38" verändern oder sogar umkehren wird, wobei ein Häkchen 22" erzielt wird, welches in einer anderen Richtung als jener, welche eintrat, als anfänglich gekühlt oder gefrostet worden ist, ausgerichtet ist. Die Temperaturdifferenz kann durch irgendeine einem Fachmann auf dem Gebiet bekannte Quelle, wie z.B. einen erhitzten Draht oder Metallelement, und vorzugsweise eine Luftdruckpistole 84, welche über den Häkchen 22" angeordnet ist und fähig ist, um dem Befestigungssystem 20" eine gerichtete Temperaturdifferenz zu verleihen, ausgeführt werden.
Es ist erwünscht, daß die Quelle für die gerichtete Temperaturdifferenz einen Luftstrom gegen das Befestigungssystem 20" innerhalb etwa ±90º zur ersten Richtung des Weges des Substrats 24", welche die Maschinenrichtung ist, lenkt. Wenn hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "±90º zur ersten Richtung" eine Richtung mit einer Vektorkomponente allgemein lotrecht oder allgemein gegenläufig zur ersten Bewegungsrichtung des Substrats 24" und inkludiert allgemein die Richtung, welche der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist.
Wenn die Quelle 84 der gerichteten Temperaturdifferenz in einem Winkel von etwa 180º in bezug auf die erste Bewegungsrichtung des Substrats 24" angeordnet ist, ist die Quelle 84 gegen die Anlaufoberflächen 42" der Häkchen 22" des Befestigungssystems 20" gerichtet und allgemein entgegengesetzt der Maschinenrichtung des hierin beschriebenen und beanspruchten Verfahrens. Ein Richten der Temperaturdifferenz der Quelle 84 direkt gegen die Anlaufoberfläche 42" eines Häkchens 22" wird zu einem Drehen der seitlichen Auskragung 38" des ergreifenden Mittels 30" führen, um die Ausrichtung der seitlichen Auskragung um etwa 180º zu verändern. Häkchen 22, die einigermaßen zur Seite, i.e. quer zur Maschinenrichtung, der Quelle 84 der gerichteten Temperaturdifferenz angeordnet sind, werden nicht das ergreifende Mittel 30" um 180º zur Rotation bringen, aber anstelle dessen eher das ergreifende Mittel 30" nahezu um etwa 90º rotiert haben. Demnach ist es offensichtlich, daß eine Quelle 84 für gerichtete Temperaturdifferenz, welche Quelle quer zu Maschinenrichtung ausgerichtet ist, ein Befestigungssystem 20" mit Häkchen 22" mit verschiedenen Querausrichtungen quer zur Maschinenrichtung entsprechend der Position der Häkchen 22" in bezug auf die Quelle 84 der Temperaturdifferenz ergibt.
Eine Luftdruckpistole 84, welche in einer Distanz von etwa 46 Zentimeter [18 in] vom Substrat 24" Luft mit einer Temperatur von etwa 88ºC abgibt, ist eine geeignete Temperaturdifferenzquelle. Eine Hitzepistole der Serien 133-348, welche von Dayton Electric Manufacturing Company aus Chicago, Illinois verkauft wird, welche etwa 45º in bezug zur Ebene des Substrats 24" ausgerichtet und etwa 46 Zentimeter [18 in] von den Häkchen angeordnet ist, erzeugt ein Befestigungssystem 20"-Muster, welches im wesentlichen ähnlich jenem in Figur 5 gezeigten ist. Es wird dem Fachmann auf dem Gebiet klar sein, daß ein Hitzdraht oder mehrere Hitzdrähte, welche über den Häkchen 22" angeordnet sind und in der Maschinenrichtung ausgerichtet sind, ein Befestigungssystem 20" mit quer zur Maschinenrichtung ausgerichteten ergreifenden Mitteln 30" in einem regelmäßigen, einigermaßen gestreiften Muster erzeugen werden.
Ohne durch irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß der Wechsel in der Ausrichtung des ergreifenden Mittels 30" zufolge des Abkühlens der Profiloberflächen oder der Anlaufoberfläche 42" des Häkchens 22" in bezug zur Nachlaufoberfläche 46" eintreten wird, was eintreten kann, wenn die Temperatur der von der Quelle 84 für gerichtete Temperaturdifferenz abgegebenen Luft geringer ist als die Temperatur der Peripherie solcher Profiloberflächen oder der Anlaufoberfläche 42". Die Temperaturdifferenz, welche sich aus dem Abkühlen ergibt, veranlaßt eine Kontraktion des Abschnitts des Häkchens 22", gegen welchen die Quelle 84 für eine Temperaturdifferenz gerichtet ist. Diese Kontraktion kann, zufolge des unterschiedlichen Abkühlens der Anlaufoberfläche 42" in bezug auf die Nachlaufoberfläche 46", zu einem Wechsel in der Ausrichtung des ergreifenden Mittels 30" und der seitlichen Auskragung 38" führen. Ohne durch weitere Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die Freigabe von restlichen Beanspruchungen, welche während des Abkühlens auftreten, die Veränderung in der Ausrichtung der seitlichen Auskragung 38" beeinflussen kann.
Es wird weiters für einen Fachmann auf dem Gebiet zu erkennen sein, daß andere Variationen machbar sind. Beispielsweise kann ein Häkchen 22 mit einem ergreifenden Mittel 30, welches in mehr als eine Richtung abragt, erzeugt werden. Wenn gewünscht, kann im Herstellungsverfahren nur der Druckwalze 73 verwendet werden, vorausgesetzt, daß das Substrat 24 die Druckwalze 73 an dem Punkt an der äußeren Oberfläche der Druckwalze 73 berührt, welcher dem Punkt entsprichgt, an welchem die Abstreichmesserzusammenstellung 83 die innere Oberfläche der Druckwalze 73 berührt.
Es ist häufig erwünscht, ein Befestigungssystem 20 der vorliegenden Erfindung zu haben, mit der maximalen seitlichen Auskragung 38 der Häkchen 22, welche in einer anderen Richtung als in der Maschinenrichtung ausgerichtet sind. Beim Verwenden der vorliegenden Erfindung als das Befestigungsmittel einer Wegwerfwindel ist es beispielsweise erwünscht, daß die maximale seitliche Auskragung 38 der Häkchen 22 in einer Richtung im wesentlichen lotrecht zur Transportrichtung der Wegwerfwindel an der Produktionslinie ausgerichtet ist. Eine Windelproduktionslinie erfordert komplexe und teure Anlagen, um das Befestigungssystem 20 zu schneiden, wieder auszurichten und anzubringen, wenn die maximale seitliche Auskragung 38 der Häkchen 22 in der Maschinenrichtung ausgerichtet ist. Ein Befestigungssystem 20 der vorliegenden Erfindung, das mit der maximalen seitlichen Auskragung 38 der Häkchen 22 quer zur Maschinenrichtung ausgerichtet, hergestellt worden ist, würde jedoch nicht Wiederausrichtung erfordern, bevor es an einer Wegwerfwindel angebracht wird. Es ist demnach sehr vorteilhaft, imstand zu sein, das Befestigungssystem 20 der vorliegenden Erfindung herzustellen, wobei die maximale seitliche Auskragung 38 der Häkchen 22 in einer anderen Richtung als in der Maschinenrichtung ausgerichtet ist.
Es gibt zwei Winkel, welche vom Schaft 28 der durch dieses Verfahren hergestellten Häkchen 22 eingeschlossen sind. Der Schaft 28 schließt einen Winkel α mit der Ebene des Substrats 24, wie hierin zuvor erörtert, ein und der Schaft 28 schließt ebenso einen Azimutwinkel [durch einen Buchstaben A in Figur 7 angegeben] in bezug auf die Maschinenrichtung des Substrats 24 ein. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Azimutwinkel" auf den Winkel, den die maximale seitliche Auskragung 38 in bezug auf die Maschinenrichtung des Substrats bei Betrachtung von oben einschließt. Wenn hierin verwendet, bezieht sich "von oben gesehen" auf das Betrachten der Häkchen 22 von einer Richtung, welche lotrecht zur Ebene des Substrats 24 ist. Der Ausdruck "Maschinenrichtung" bezieht sich auf die Richtung, welche allgemein parallel zur Haupttransportrichtung des Substrats 24 ist, wenn es durch den Walzenspalt 70 durchgeht, und ist durch einen Pfeil 75 in Figur 7 angegeben. Der Azimutwinkel wird gemessen, indem als erstes die maximale seitliche Auskragung 38 des Häkchens 22, wie hierin zuvor geoffenbart, bestimmt wird. Wie in Figur 7 gezeigt, ist der Azimutwinkel, der durch den Buchstaben A bezeichnet ist, der Winkel in bezug auf die Maschinenrichtung, welcher von einer Linie 60 eingeschlossen wird, welche parallel zur maximalen seitlichen Auskragung 38 bei Betrachtung von oben gezogen wird. Der Azimutwinkel A kann in bezug auf die Maschinenrichtung entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gemessen werden, aber der Azimutwinkel wird nicht größer als 180º sein. Ein Befestigungssystem 20, welches geeignet zur Verwendung an einer Wegwerfwindel ist, wird vorzugsweise Häkchen 22 aufweisen mit einem Azimutwinkel, sodaß die maximale seitliche Auskragung 38 in einer Richtung ausgerichtet sein wird, mit einer Vektorkomponente lotrecht zur Maschinenrichtung des Substrats 24. Demnach können die Häkchen 22 einen Azimutwinkel von mehr als 0º, zwischen etwa 1º und etwa 180º, aufweisen, allgemein wird der Azimutwinkel größer als etwa 20º [20º - 180º], größer als etwa 45º [45º - 180] oder größer als 60º [60º - 180º] sein. Der Azimutwinkel der Häkchen 22, die unter Verwendung des hierin beschriebenen Verfahrens hergestellt worden sind, wird vorzugsweise von etwa 20º bis etwa 160º, bevorzugter von etwa 45º bis etwa 135º, und am bevorzugtestens von etwa 60º bis etwa 120º sein. Bei einem in Figur 7 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Azimutwinkel der Häkchen 22 etwa 90º sein.
Ein Verfahren, um dem Befestigungssystem 20 einen Azimutwinkel zu verleihen, ist es, die Häkchen 22 des Befestigungssystems 20 schräg zu stellen, während sich die Häkchen 22 teilweise oder zur Gänze in einem flüssigen Zustand befinden. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Schrägstellen" auf das Beistehen einer Kraft oder eines beeinflussenden Mittels in einer Richtung mit einer Vektorkomponente lotrecht zur Maschinenrichtung des Substrats 24. Die Häkchen 22 können vorgespannt werden, wenn sie frisch geformt sind und noch nicht abgekühlt und verfestigt sind und noch formbar sind, oder die Häkchen 22 können schräggestellt werden, nachdem sie abgekühlt und verfestigt sind, durch Wiedererhitzen der Häkchen 22, sodaß sie formbar sind und sich drehen werden, wenn sie vorgespannt werden. Es gibt eine Anzahl von Verfahren, welche verfügbar sind, um die Häkchen zum Verleihen eines Azimutwinkels schrägzustellen.
Ein geeignetes Verfahren zum Verleihen eines Azimutwinkels ist es, die Häkchen 22 vorzuspannen, indem Gravitationskräfte veranlaßt werden, auf die Häkchen 22 einzuwirken, während sich die Häkchen 22 teilweise oder zur Gänze in einem flüssigen Zustand befinden, sodaß die Gravitationskräfte die Häkchen 22 zum gewünschten Azimutwinkel ziehen werden. Dies kann durch Kippen des Substrats 24 ausgeführt werden , sodaß die Ebene des Substrats 24, in der Maschinenrichtung gesehen, nicht lotrecht durch eine Senkbleilinie durchgehen würde, sondern einen anderen Winkel als 90º mit einer Lotrechten bilden würde. Wenn die Häkchen 22 gedruckt und abgetrennt sind, gestattet der Winkel des Substrats 24 in bezug auf die Horizontale, der durch den Buchstaben H in Figur 8 bezeichnet ist, Gravitationskräften, auf die distalen Enden der Schäfte 28 und des ergreifenden Mittels 30 einzuwirken und die Häkchen 22 gegen die Längsseite des Substrats 24 mit der geringeren Höhe zu ziehen. Vorzugsweise werden die Druckwalze 73 und die Stützwalze 74 an einem Ende von der Horizontalen gemeinsam gekippt oder angehoben, wie in Figur 8 gezeigt, sodaß, wenn das Substrat 24 durch den Walzenspalt 70 der Walzen durchgeht, die Längsränder des Substrats 24 auf nicht gleichen Höhen sein werden und die Gravitationskräfte, die durch den Buchstaben G in Figur 8 bezeichnet sind, auf die Häkchen 22 einwirken werden, um dem Schaft 28 einen Winkel α mit dem Substrat 24 und einen Azimutwinkel A zu verleihen [weder der Winkel α noch der Winkel A sind in Figur 8 gezeigt]. Das Substrat 24 sollte gekippt werden, sodaß die Ebene des Substrats 24 einen Winkel in bezug auf die Horizontale von mindestens etwa 15º bildet. Vorzugsweise wird die Ebene des Substrats 24 in einem Winkel von mindestens 30º verlaufen.
Ein weiteres geeignetes Verfahren zum Verleihen eines Azimutwinkels ist es, die Häkchen 22 durch Aufbringen einer Druckdifferenz über die Ebene des Substrats 24 schrägzustellen, während sich die Häkchen 22 teilweise oder zur Gänze in einem flüssigen Zustand befinden, sodaß die Häkchen zum gewünschten Azimutwinkel gezwungen oder gezogen werden. Dies kann durch Fließen einer Flüssigkeit oder eines Gases über die Ebene des Substrats 24 in einer Richtung mit einer Vektorkomponente lotrecht zur Maschinenrichtung ausgeführt werden. Die Druckdifferenz wird die Häkchen 22 veranlassen, sich gegen die Seite des Substrats mit dem geringeren Druck zu wenden oder wiederauszurichten. Vorzugsweise wird die Druckdifferenz über das Substrat 24 durch Schaffen eines Hochdrucks von einer Seite des Substrats 24 unter Verwendung von Luftdüsen, Luftnadeln oder anderen Mitteln, welche auf dem Gebiet gut bekannt sind, erzielt. Jedoch kann die Druckdifferenz über das Substrat 24 ebenso durch Herstellen eines geringen Drucks [i.e. Vakuum oder teilweises Vakuum] von einer Seite des Substrats 24 oder durch Schaffen eines hohen Druckes von einer Seite des Substrats 24 und gleichzeitiges Schaffen eines geringen Drucks an der anderen Seite des Substrats 24 erzielt werden. Die Seite des Substrats 24, welche die Hochdruck- oder die Niederdruckseite darstellt, und der Winkel in bezug auf die Maschinenrichtung, in welchem das Fluid fließt, sind abhängig vom gewünschten Azimutwinkel. Das verwendete Fluidmedium wird vorzugsweise Luft sein, obwohl andere Gase und Flüssigkeiten ebenso verwendet werden können. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "hoher Druck" auf einen Druck von mehr als dem Umgebungsdruck der Luft oder eines anderen Fluids, welches die Häkchen 22 umgibt, wenn sie zum Azimutwinkel gedreht werden. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Niederdruck" auf einen Druck von weniger als dem Umgebungsdruck der Luft oder eines anderen Fluids, welches die Häkchen 22 umgibt, wenn sie im Azimutwinkel gedreht werden.
Es sollte verständlich sein, daß es ebenso geeignet sein würde, daß der Hochdruck und/oder niedere Druck von wo anders als den Seiten des Substrats 24 kommt. Das heißt, die Hochdruckquelle und/oder Niederdruckquelle können so positioniert sein, daß die Häkchen 22 in mehr als einer Richtung gezwängt oder gezogen werden, was dem Befestigungssystem 20 eine isotropere Abziehfestigkeit verleiht. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann eine Vakuumquelle nahe den Seiten des Substrats 24 angeordnet sein und eine Druckquelle kann nahe der Mitte des Substrats 24 angeordnet sein, sodaß die maximale seitliche Auskragung 38 der Häkchen 22 im wesentlichen weg von der Mitte des Substrats 24 und gegen die Seiten des Substrats 24 beeinflußt sein wird.
Wenn eine Druckdifferenz verwendet wird, um den Häkchen 22 einen Azimutwinkel zu verleihen, wird häufige Turbulenz im gewählten Fluidmedium einige der Häkchen 22 veranlassen, aus der Ordnung zu geraten oder einen unerwünschten Azimutwinkel anzunehmen. Um das Auftreten von Streuung der Häkchen 22 zu minimieren, ist es erwünscht, den Turbulenzenfluß des Fluidmediums zu minimieren und einen stromlinienförmigeren oder laminaren Fluß aufrechtzuerhalten. Es gibt eine Anzahl von Verfahren, welche verfügbar sind, um einen im wesentlichen laminaren Strom zu erzeugen.
Ein Verfahren zum Herstellen eines im wesentlichen laminaren Flusses stellt die Verwendung einer oder mehrerer Düsen oder Strömungsverstärker dar, um einer Strömung kontrollierte Richtung zu verleihen. Als ein nicht beschränkendes Beispiel werden zwei im Handel erhältliche Luftströmungsverstärker 902 im Tandem verwendet. Der erste Luftströmungsverstärker 902 [durch den Buchstaben P in Figur 9 bezeichnet] hat den Abgabestrom seines Auslasses über das Substrat 24 gerichtet. Der zweite Luftströmungsverstärker 902 [durch den Buchstaben V in Figur 9 bezeichnet] hat die Saugkraft seines Einlasses vom Substrat 24 her darüberziehend. Der Abgabestrom des ersten Luftströmungsverstärkers P wird in den Einlaß des zweiten Luftströmungsverstärkers V gezogen, was einen im wesentlichen linearen Luftzug schafft. Die Luftströmungsverstärker 902 sind in bezug auf das Substrat 24 ausgerichtet, um einen linearen Luftstrom von geringer Geschwindigkeit quer zur Maschinenrichtung zu erzeugen. Die bevorzugte Stelle des linearen Luftzuges ist unmittelbar stromabwärts vom schneidenden Hitzdraht 78 [in Figur 9 nicht gezeigt]. Übermäßiger Luftstrom kann durch die Verwendung eines Gehäuses [nicht gezeigt] vermieden werden, um die Zone zu umgeben, wo der lineare Luftzug aufgebracht wird. Geeignete Luftströmungsverstärker sind im Handel von Vortec Corporation aus Cincinnati, Ohio erhältlich und werden als Transvector Modell 912/952, mit einem 25-100 SCFM Rating, auf den Markt gebracht. Der erforderliche Luftdruck kann variieren, aber Luftdruck von etwa 1 Pfund/in² bis etwa 10 1 Pfund/in² arbeitet gut.
Ein anderes geeignetes Verfahren, um den Häkchen 22 einen Azimutwinkel zu verleihen, ist es, die Häkchen 22 schrägzustellen, indem die Häkchen 22 mechanisch gedreht oder physikalisch gezwängt werden, während sie sich teilweise oder zur Gänze in einem flüssigen Zustand befinden. Ein nicht beschränkendes Beispiel davon ist die Verwendung eines oszillierenden oder rotierenden Trennmittels, z.B. eines Hitzdrahtes [nicht gezeigt], um die Häkchen 22 zum gewünschten Azimutwinkel zu zwingen oder zu pressen, wenn die Häkchen 22 geschnitten werden. Es gibt viele andere Verfahren, um dies auszuführen, was einem Fachmann auf dem Gebiet klar sein wird.
Ein Häkchen 22 mit einem Azimutwinkel kann unter Verwendung einer Öffnung 56 mit einer Hauptachse und einer Nebenachse erzeugt werden, wobei die Nebenachse der Öffnung 56 in einer anderen Richtung als der Maschinenrichtung der Druckwalze 73 ausgerichtet ist. Ohne durch irgendeine besondere Theorie gebunden zu sein wird angenommen, daß eine Öffnung 56 mit einer Hauptachse und einer Nebenachse ein Häkchen 22 erzeugen wird, welches eine Biegeachse und eine schwache Achse aufweisen wird. und daß die Schwerkräfte auf das Häkchen 22 einwirken werden, um das distale Ende 29 und das ergreifende Mittel 30 des Häkchens 22 allgemein in der Richtung der schwachen Achse zu ziehen. Obwohl ein Häkchen 22, welches unter Verwendung einer Öffnung 56 dieser Art erzeugt worden ist, nicht zum Azimutwinkel schräggestellt werden muß und im allgemeinen in der Richtung der schwachen Achse ohne Schrägstellen ausgerichtet sein wird, wird eine Öffnung 56 dieser Art Häkchen 22 erzeugen, welche leichter durch Vorspannen beeinträchtigt werden.
Wenn das Seitenverhältnis der Schnittfläche einer Öffnung 56, genommen an der Oberfläche der Druckwalze 73, größer als 1:1 ist, wird die Schnittfläche der Öffnung 56 an der Oberfläche der Druckwalze 73 eine längere Dimension und eine zur längeren Dimension allgemein lotrechte kürzere Dimension aufweisen. Wenn hierin verwendet wird sich der Ausdruck "Hauptachse" auf die längere Dimension der Schnittfläche der Öffnung 56 an der Oberfläche der Druckwalze 73 beziehen und wenn hierin verwendet wird sich der Ausdruck "Nebenachse" auf die kürzere Dimension der Schnittfläche der Öffnung 56 an der Oberfläche der Druckwalze 73 beziehen.
Weil die Schnittfläche der Öffnung 56 an der Oberfläche der Druckwalze 73 allgemein der Aufstandsfläche des Häkchens 22 entspricht, wird eine Öffnung 56 mit einer Hauptachse und einer Nebenachse ein Häkchen 22 erzeugen, welches eine Aufstandsfläche mit einer Hauptachse und einer Nebenachse aufweist, welche allgemein der Hauptachse und der Nebenachse der Öffnung 56 entsprechen. Die schwache Achse des Häkchens 22 wird allgemein der Nebenachse der Aufstandsfläche entsprechen und die Biegeachse des Häkchens 22 wird allgemein der Hauptachse der Aufstandsfläche entsprechen.
Als ein nicht beschränkendes Beispiel einer Öffnung 56, welche ein Häkchen mit einer schwachen Achse erzeugen wird, zeigt Figur 12 eine Öffnung 56 mit einer rechteckigen Querschnittsfläche an der Oberfläche der Druckwalze 73. Die Bewegungsrichtung der Druckwalze 73 ist durch den mit 75 bezifferten Pfeil bezeichnet und die Hauptachse und die Nebenachse der Öffnung 56 sind m-m bzw. m'-m' bezeichnet. Die Hauptachse m-m der rechteckigen Öffnung 56 von Figur 12 ist im wesentlichen in der Maschinenrichtung ausgerichtet. Die Nebenachse m'-m' der rechteckigen Öffnung 56 ist im wesentlichen quer zur Maschinenrichtung ausgerichtet. Eine Öffnung 56 dieser Art wird ein Häkchen 22 mit einer schwachen Achse erzeugen, welche in einer Richtung im wesentlichen lotrecht zur Maschinenrichtung des Substrats 24 ausgerichtet ist, und das Häkchen 22 wird tendieren, sich im wesentlichen in der Richtung der schwachen Achse des Häkchens 22 auszurichten, i.e. die maximale seitliche Auskragung 38 des Häkchens 22 wird tendieren, sich im wesentlichen quer zur Maschinenrichtung des Substrats 24 auszurichten. Die maximale seitliche Auskragung 38 wird sich zufallsweise gegen eine der Seiten des Häkchens 22 parallel zur Hauptachse m-m der Aufstandsfläche ausrichten, jedoch durch geringes Vorspannen der Häkchen 22 können sie gezwungen werden, sich für einen einheitlichen Raster von Häkchen 22 gegen eine bestimmte Seite auszurichten.
Als ein weiters nicht beschränkendes Beispiel einer Öffnung 56, welche ein Häkchen 22 mit einer schwachen Achse erzeugen wird, zeigt Figur 13 eine Öffnung 56 mit einer elliptischen Querschnittsfläche an der Oberfläche der Druckwalze 73. Wiederum sind die Hauptachse und die Nebenachse der Öffnung mit m-m bzw. m'-m' bezeichnet. Die Hauptachse m-m der elliptischen Öffnung 56 von Figur 13 ist im wesentlichen quer zur Maschinenrichtung ausgerichtet. Die Nebenachse m'-m' der elliptischen Öffnung ist im wesentlichen in der Maschinenrichtung ausgerichtet. Eine Öffnung 56 dieser Art wird ein Häkchen 22 mit einer schwachen Achse erzeugen, welche in einer Richtung im wesentlichen lotrecht quer zur Maschinenrichtung des Substrats 24 ausgerichtet ist, und das Häkchen 22 wird tendieren, sich im wesentlichen in der Richtung der schwachen Achse des Häkchens 22 auszurichten, i.e. die maximale seitliche Auskragung 38 wird tendieren, in der Maschinenrichtung des Substrats ausgerichtet zu sein. Die maximale seitliche Auskragung 38 des Häkchens 22 wird im allgemeinen in einer Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Substrats 24 ausgerichtet sein, als ein Resultat der Vorspannungen, welche beim Herstellungsverfahren inhärent sind. Durch geringes Vorspannen der Häkchen 22, wie hierin zuvor erörtert, können sie jedoch leicht gezwungen werden, sich in der Bewegungsrichtung auszurichten.
Als ein drittes nicht beschränkendes Beispiel einer Öffnung 56, welche ein Häkchen 22 mit einer schwachen Achse erzeugen wird, zeigt Figur 10 eine Öffnung 56, welche eine Querschnittsfläche an der Oberfläche der Druckwalze 73 aufweist, welche allgemein an ein gleichseitiges Dreieck mit einer Seite des gleichseitigen Dreiecks allgemein parallel zur Maschinenrichtung der Druckwalze 73 erinnert. Weil die Öffnung 56 von Figur 10 eine dreiseitige Figur ist, wobei jede der drei Seiten gleich in der Länge ist, wird die Öffnung 56 drei Hauptachsen [nicht gezeigt] und drei Nebenachsen [m'- m'&sub1;, m'-m'&sub2;, m'-m'&sub3;] aufweisen. Die Öffnung 56 wird eine Hauptachse parallel zu jeder Seite des gleichseitigen Dreiecks und eine Nebenachse allgemein lotrecht zu jeder Seite des gleichseitigen Dreiecks aufweisen. Demnach wird eine Öffnung 56 dieser Art ein Häkchen 22 mit einer Aufstandsfläche mit drei Hauptachsen und drei Nebenachsen entsprechend den drei Hauptachsen und den drei Nebenachsen der Öffnung 56 erzeugen. Das Häkchen 22 wird demnach drei schwache Achsen aufweisen und die maximale seitliche Auskragung 38 des Häkchens 22 wird tendieren, sich gegen eine der drei schwachen Achsen auszurichten. Ein azimutwinkelig angeordnetes Häkchen 22 kann unter Verwendung einer Öffnung 56 dieser Art, welche an der Druckwalze 73 so angeordnet ist, daß die Nebenachsen [m'-m&sub1;', m'-m'&sub2;, m'-m'&sub3;] der Schnittfläche der Öffnung 56 im wesentlichen in einer anderen Richtung als der Maschinenrichtung der Druckwalze 73, wie z.B. in Figur 10 ausgerichtet sind, hergestellt werden. Wegen der im Herstellungsverfahren inhärenten Schrägstellungen wird ein Häkchen, welches aus der Öffnung von Figur 10 erzeugt worden ist, tendieren, gegen die schwache Achse des Häkchens ausgerichtet zu sein, welche allgemein der schwachen Achse m'-m'&sub1; der Öffnung 56 entspricht.
Ohne durch irgendeine besondere Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die maximale seitliche Auskragung 38 des Häkchens 22 tendiert, sich im wesentlichen in der Richtung der schwachen Achse des Häkchens 22 auszurichten, d.h. der Richtung der Nebenachse m'-m' der Aufstandsfläche als ein Ergebnis, daß der Schaft 28 wegen eines Mangels an Unterstützung von der Grundfläche 26 entlang der Seiten des Häkchens 22 parallel zur Hauptachse m-m der Aufstandsfläche unstabil sein wird.
Die Nebenachse m'-m' einer Öffnung 56 kann in jeder Richtung an der Druckwalze 73 ausgerichtet sein, jedoch wird ein Häkchen, wie zuvor erörtert, wenn die Nebenachse m'-m' einer Öffnung 56 in der Maschinenrichtung der Druckwalze 73 ausgerichtet ist, welches unter Verwendung jener Öffnung 56 erzeugt worden ist, allgemein in der Maschinenrichtung des Substrats 24 ausgerichtet sein, i.e. nicht azimutwinkelig angeordnet. Demnach können azimutwinkelig angeordnete Häkchen 22 unter Verwendung einer Öffnung 56 mit einem Seitenverhältnis von mehr als etwa 1.1:1 erzeugt werden, wobei die Nebenachse m'-m' der Öffnung 56 in einer anderen Richtung als der Maschinenrichtung der Druckwalze 73 ausgerichtet ist. Um azimutwinkelig angeordnete Häkchen zu erzeugen, sollte die Nebenachse m'-m' der Öffnung 56 in einem Winkel von mehr als etwa 1º in Bezug auf die Maschinenrichtung der Druckwalze 73 sein, sollte vorzugsweise in einem Winkel von mehr als etwa 20º in bezug auf die Maschinenrichtung der Druckwalze 73 sein, bevorzugter von mehr als etwa 45º in bezug auf die Maschinenrichtung der Druckwalze 73 und am bevorzugtesten mehr als etwa 60º in bezug auf die Maschinenrichtung der Druckwalze 73 sein. Bei einem in Figur 12 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Nebenachse m'-m' der Öffnung 56 etwa 90º in bezug auf die Maschinenrichtung der Druckwalze 73 ausgerichtet sein. Das Seitenverhältnis der Öffnung 56 wird vorzugsweise größer als etwa 1.5:1 sein; bevorzugter wird das Seitenverhältnis der Öffnung 56 mindestens etwa 2:1 sein; und am bevorzugtesten wird das Seitenverhältnis mindestens etwa 3:1 sein.
Ein Häkchen 22 mit einem Azimutwinkel kann ebenso unter Verwendung einer Öffnung 56 erzeugt werden, welche eine dominante Fläche an einer Seite der Maschinenrichtungsmittellinie der Öffnung 56 aufweist, und ein Seitenverhältnis von mehr als etwa 1.:1 aufweist. Ohne durch irgendeine besondere Theorie gebunden zu sein wird angenommen, daß ein Häkchen 22 mit einer schwachen Achse und einer Biegeachse und mit einer Aufstandsfläche mit einer dominanten Fläche sich wahrscheinlicher gegen die Seite der Aufstandsfläche mit der dominanten Fläche ausrichten wird. Demnach wird eine Öffnung 56 mit einem Seitenverhältnis von mehr als etwa 1.5:1 mit einer dominanten Fläche und welche an der Druckwalze 73 so ausgerichtet ist, daß die Hauptachse m-m der Öffnung 56 allgemein mit der Maschinenrichtungsmittellinie der Öffnung 56 übereinstimmt, ein Häkchen 22 mit einem Azimutwinkel von etwa 90º in bezug auf die Maschinenrichtung erzeugen. Die Hauptachse m-m und die Maschinenrichtungsmittellinie 65 entsprechen einander, wenn sie allgemein in der gleichen Richtung ausgerichtet sind, d.h. allgemein parallel zueinander sind oder allgemein einander überlappen.
Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Maschinenrichtungsmittellinie" auf die Mittellinie der Öffnung 56 in der Maschinenrichtung. Die Maschinenrichtungsmittellinie der Öffnung 56 kann wie folgt bestimmt werden: Als erstes wird eine Linie parallel zur Maschinenrichtung gezogen, welche durch einen Punkt am Perimeter der Öffnung 56, welcher am weitesten außerhalb quer zur Maschinenrichtung an einer Seite der Öffnung 56 ist, durchgeht. Eine zweite Linie wird parallel zur Maschinenrichtung durchgehend durch einen Punkt am Perimeter der Öffnung 56, welcher am weitesten außerhalb quer zur Maschinenrichtung an der anderen Seite der Öffnung 56 liegt, gezogen. Diese Linien werden, wie in Fig. 11 gezeigt, als die entfernten Parallelen 66 bezeichnet werden und werden die Begrenzungen der Breite der Öffnungen 56 darstellen, genommen lotrecht zur Maschinenrichtung. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Breite der Öffnung 56 genommen lotrecht zur Maschinenrichtung" auf die Distanz zwischen den entfernten Parallelen 66, i.e. die Länge eines Liniensegments, gezogen zwischen und lotrecht zu den entfernten Parallelen 66. Der Mittelpunkt der Breite der Öffnung 56, genommen lotrecht zur Maschinenrichtung, wird bestimmt und eine Linie wird parallel zur Maschinenrichtung gezogen, durchgehend durch den Mittelpunkt. Diese Linie stellt die Maschinenrichtungsmittellinie 65 der Öffnung 56 dar.
Wenn hierin verwende,t bezieht sich der Ausdruck "dominante Fläche" auf den Abschnitt der Schnittfläche der Öffnung 56 an einer Seite der Maschinenrichtungsmittellinie 65, welcher größer ist als der Abschnitt der Schnittfläche der Öffnung 56 an der anderen Seite der Maschinenrichtungsmittellinie 65. Wenn die Schnittfläche der Öffnung 56 um die Maschinenrichtungsmittellinie 65 symmetrisch ist, dann wird die Öffnung 56 nicht eine dominante Fläche aufweisen, wie z.B. in den Figuren 12 und 13. Wenn hierin verwendet, wird sich der Ausdruck "Schnittfläche der Öffnung" auf die Schnittfläche der Öffnung 56 an der Oberfläche der Druckwalze 73 oder einem anderen ablegenden Bauteil beziehen.
Als ein nicht beschränkendes Beispiel einer Öffnung 56 mit einer dominanten Fläche und mit einer Hauptachse m-m, allgemein entsprechend der Maschinenrichtungsmittellinie 65 der Öffnung 56, zeigt Figur 11 eine Öffnung 56, welche eine Schnittfläche allgemein eines gleichschenkeligen Dreiecks, wobei die Basis des gleichschenkeligen Dreiecks allgemein parallel zur Maschinenrichtung ist und länger als jede der anderen Seiten ist, aufweist. Die Maschinenrichtungsmittellinie 65 der Öffnung 56 ist durch das hierin zuvor beschriebene Verfahren bestimmt worden und die dominante Fläche 69 der Öffnung 56 ist der Abschnitt der Schnittfläche der Öffnung 56, welcher rechts von der Maschinen richtungsmittellinie 65 liegt. Die entfernten Parallelen 66 sind an jeder Seite der Maschinenrichtungsmittellinie 65 positioniert und gehen durch die Punkte am Perimeter der Öffnung 56, welche am weitesten weg quer zur Maschinenrichtung liegen. Die Hauptachse m-m der Öffnung 56 entspricht allgemein der Maschinenrichtungsmittellinie 65 der Öffnung 56. Ein von einer Öffnung 56 dieser Art erzeugtes Häkchen 22 wird tendieren, sich gegen die Seite der Aufstandsfläche mit der dominanten Fläche 69 auszurichten, und wird allgemein in einer Richtung mit einer Vektorkomponente quer zur Maschinenrichtung des Substrats 24 ausgerichtet sein. Das Seitenverhältnis der Öffnung 56 von Figur 11 liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 1.5:1 bis etwa 5:1. Bevorzugter wird das Seitenverhältnis der Öffnung 56 etwa 2:1 bis etwa 4:1 sein und bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Öffnung 56 ein Seitenverhältnis von etwa 2.3:1 aufweisen.
Es sollte ebenso verstanden werden, daß azimutwinkelig angeordnete Häkchen 22 unter Verwendung einer Kombination verschiedener Verfahren erzeugt werden können. Ein nicht beschränkendes Beispiel des Gebrauchs von Kombinationen von Verfahren ist die Verwendung von Gravitationskraft und Druckdifferenz über die Ebene des Substrats 24 in Kombination, um den Häkchen 22 einen Azimutwinkel zu verleihen. Ein weiteres nicht beschränkendes Beispiel ist die Verwendung von Gravitationskräften und eines rotierenden Trennmittels in Kombination, um den Häkchen 22 einen Azimutwinkel zu verleihen. Ein drittes nicht beschränkendes Beispiel ist die Verwendung einer Druckdifferenz quer über die Ebene des Substrats 24 in Kombination mit einer elliptischen Aufstandsfläche. Viele andere Verfahren, um den Häkchen 22 einen Azimutwinkel zu verleihen, werden einem Fachmann auf dem Gebiet offenbar sein, wie es auch die verschiedenen Kombinationen von Methoden sein werden.

ILLUSTRATIVER GEBRAUCHSGEGENSTAND

Ein illustratives und nicht beschränkendes Beispiel der Verwendung des Befestigungssystems 120 der vorliegenden Erfindung in einem Industrieartikel folgt und ist in Figur 6 illustriert. Mechanische Befestigungssysteme sind vorteilhafterweise in wegwerfbaren absorbierenden Artikeln verwendet worden, wie im US-Patent Nr.4,846,815, am 18.Dezember 1987 im Namen von Scripps angemeldet, geoffenbart ist, welche Literaturstelle hierin durch Referenz für den Zweck des Zeigens einer Windelstruktur 110 und der vorteilhaften Verwendung des mechanischen Befestigungssystems 20 in solchen Windeistrukturen 120 aufgenommen ist.
Zum Beispiel ist es bekannt, daß mechanische Befestigungssysteme 120 weniger leicht durch Öl und Puder verunreinigt werden als klebende Bandbefestigungssysteme und weiters leicht wiederverwendet werden können. Bei Anbringen an einer Wegwerfwindel 110, welche zur Verwendung für einen Säugling gedacht ist, ergeben alle diese Merkmale Vorteile. Ebenso erzielt ein wiederbefestigbares Befestigungssystem den Vorteil, daß der Säugling überprüft werden kann um zu sehen, ob ein Beschmutzen der Wegwerfwindel 110 während der Trageperiode eingetreten ist.
Unter Bezugnahme auf Figur 6 ist eine Wegwerfwindel 110 gezeigt, welche gedacht ist, um von einem Säugling um den Unterleib getragen zu werden. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "wegwerfbarer absorbierender Artikel" auf ein Kleidungsstück, welches im allgemeinen von Säuglingen oder inkontinenten Personen getragen wird und welches zwischen die Beine gezogen, um die Taille des Trägers befestigt wird und gedacht ist, um nach einmaligem Gebrauch entsorgt zu werden und nicht gewaschen oder wiederhergestellt zu werden. Eine "Wegwerfwindel" ist ein besonderer Wegwerfartikel, welcher gedacht und bemessen ist, um von einem Säugling getragen zu werden.
Eine bevorzugte Windel 110 umfaßt ein flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt 112, ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt 116 und einen absorbierenden Kern 118 zwischen dem Deckblatt 112 und dem Rückenblatt 116. Das Deckblatt 112 und das Rückenblatt 116 sind mindestens teilweise peripher aneinandergefügt um sicherzustellen, daß der Kern 118 in Position gehalten ist. Die Elemente der Windel 110 können in einer Vielzahl von Konfigurationen, welche dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind, zusammengefügt sein, wobei bevorzugte Konfigurationen allgemein im US- Patent Nr.3.860.003, das am 14.Jänner 1975 an Buell ausgegeben worden ist, und im US-Patent Nr.4,699,622, das am 13. Oktober 1987 an Toussant et al. ausgegeben worden ist, beschrieben sind, welche Patente hierin durch Referenz für den Zweck der Offenbarung besonders bevorzugter Windelkonfigurationen aufgenommen sind.
Das Deckblatt 112 und das Rückenblatt 116 der Windel 110 sind allgemein koextensiv und, wie oben erwähnt, mindestens teilweise peripher miteinander verbunden. Das Verbinden des Deckblatts 112 und des Rückenblatts 116 kann durch einen Aufschmelzklebstoff, wie z.B. Klebstoff Nr. 1258, wie er von der H.B.Fuller Company aus Vadnais Heights, Minnesota, 55110 hergestellt ist, ausgeführt werden. Der absorbierende Kern 118 hat Längen- und Breitendimensionen allgemein geringer als jene des Deckblatts 112 und des Rücken blatts 116. Der Kern 118 ist zwischen dem Deckblatt 112 und dem Rücken blatt 116 in feststehender Beziehung dazwischengelegt.
Die Peripherie der Windel 110 umfaßt gegenüberliegend angeordnete erste und zweite Enden 122 und 124. Die Windel 110 hat einen ersten Taillenabschnitt 142 und einen zweiten Taillenabschnitt 144, welche sich vom ersten Ende 122 bzw. vom zweiten Ende 124 der Peripherie der Windel 110 gegen die Quermittellinie der Windel 110 über eine Distanz von etwa einem Fünftel bis etwa einem Drittel der Länge der Windel 110 erstrecken. Die Taillenabschnitte 142 und 144 umfassen jene Abschnitte der Windel 110, welche beim Tragen die Taille des Trägers umgürten, und sind im allgemeinen an der höchsten Erhebung der Windel 110, wenn der Träger sich in der aufrechten Position befindet. Der Schritt 146 der Windel 110 ist jener Abschnitt der Windel zwischen dem ersten Taillenabschnitt 142 und dem zweiten Taillenabschnitt 144 und ist beim Tragen zwischen den Beinen des Trägers positioniert.
Der absorbierende "Kern" ist jedes Mittel zum Absorbieren und Zurückhalten von flüssigen Körperausscheidungen. Der absorbierende Kern 118 ist im allgemeinen komprimierbar, anpaßbar und für die Haut des Trägers nicht reizend. Ein bevorzugter Kern 118 hat erste und zweite gegenüberliegende Seiten und kann, wenn erwünscht, weiters von Gewebeschichten umgeschlossen sein. Eine gegenüberliegende Seite des Kerns 118 ist gegen das Deckblatt 112 gerichtet und die andere gegenüberliegende Seite ist gegen das Rücken blatt 116 gerichtet.
Der absorbierende Kern 118 ist am Rückenblatt 116 aufgelegt und vorzugsweise damit durch irgendein Mittel, welches auf dem Gebiet bekannt ist, wie z.B. eine Klebebindung, verbunden. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Klebebindung durch Längsklebebänder ausgeführt, welche den Kern 118 mit dem Rückenblatt 116 verbinden. Das Rücken blatt 116 ist für Flüssigkeiten undurchlässig und hindert vom absorbierenden Kern 118 absorbierte und darin gehaltene Flüssigkeiten am Benetzen von Unterwäsche, Kleidung, Bettzeug und anderen Gegenständen, welche die Windel 110 berühren. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Rückenblatt" auf irgendeine Sperre, welche vom Kern 118 auswärts angeordnet ist, wenn die Windel 110 getragen wird und welche innerhalb der Windel 110 absorbierte Flüssigkeiten enthält. Vorzugsweise ist das Rückenblatt 116 eine Polyolefin-Folie von etwa 0.025 bis etwa 0.030 mm [0.001-0.0012 in] in der Stärke. Eine Polyethylen-Folie ist besonders bevorzugt, wobei geeignete Folien von Tredegar Industries aus Richmond, Virginia,213225 und der Clopay Corporation aus Cincinnati, Ohio, 45202 hergestellt werden. Gewünschtenfalls kann das Rückenblatt 116 geprägt oder matt gefinisht sein, um ein texilähnlicheres Aussehen zu erzielen, oder mit Durchgängen versehen sein, um ein Entweichen von Dämpfen zu erlauben.
Das Deckblatt 112 ist biegsam, in der Berührung angenehm und für die Haut des Trägers nicht reizend. Das Deckblatt 112 verhindert Kontakt des absorbierenden Kerns 118 und von Flüssigkeiten darin mit der Haut des Trägers. Das Deckblatt 112 ist flüssigkeitsdurchlässig, wobei es Flüssigkeiten erlaubt, leicht hindurchzupenetrieren. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Deckblatt" auf irgendeine flüssigkeitsdurchlässige Lage, welche die Haut des Trägers berührt, während die Windel 110 getragen wird, und den Kern 118 am Berühren der Haut des Trägers hindert. Das Deckblatt 112 kann aus gewebten, nicht-gewebten, Spinnvlies- oder gekrempelten Materialien sein. Ein bevorzugtes Deckblatt 112 ist ein 100%- Polypropylen-Faservlies, gekrempelt oder Spinnvlies, durch Mittel hergestellt, welche den Fachleuten auf dem Gebiet der nichtgewebten Textilien bekannt sind. Ein besonders bevorzugtes Deckblatt 112 hat ein Gewicht von etwa 21 bis etwa 24 Gramm pro Quadratmeter, eine Minimum-Trockenzugfestigkeit von etwa 138 Gramm pro Zentimeter in der Maschinenrichtung und eine Naßzugfestigkeit von mindestens etwa 80 Gramm pro Zentimeter quer zur Maschinenrichtung.
Die Windel 110 ist mit einem Befestigungssystem 120 und einer aufnehmenden Oberfläche 153 zum Halten des ersten Taillenabschnitts 142 und des zweiten Taillenabschnittes 144 in einer überlappenden Konfiguration beim Tragen der Windel 110 versehen, sodaß die Windel 110 am Träger befestigt ist. Demnach wird die Windel 110 an den Träger angelegt und ein Seitenverschluß wird gebildet, wenn das Befestigungssystem 120 an der aufnehmenden Oberfläche 153 befestigt wird.
Das Befestigungssystem 120 sollte Trennkräften widerstehen, welche während der Trageperiode auftreten. Der Ausdruck "Trennkräfte " bezieht sich auf Kräfte, welche auf das Befestigungssystem 120 und die aufnehmende Oberfläche 153 einwirken, welche tendieren, um Separieren, Freigeben oder Entfernen des Befestigungssystems 120 von der aufnehmenden Oberfläche 153 auszulösen. Trennkräfte inkludieren sowohl Scher- als auch Abziehkräfte. Der Ausdruck "Scherkraft" bezieht sich auf distributive Kräfte, welche allgemein tangential zur aufnehmenden Oberfläche 153 einwirken und welche als allgemein parallel zur Ebene des Substrats des Befestigungssystem 120 gedacht sein können. Der Ausdruck "Abziehkräfte" bezieht sich auf distributive Kräfte, welche in der allgemeinen Längsrichtung und lotrecht zur Ebene der aufnehmenden Oberfläche 153 und zu den Substraten des Befestigungssystems 120 einwirken.
Scherkräfte werden durch Spannungsziehen des Befesti-gungssystems 120 und der aufnehmenden Oberfläche 153 in entgegengesetzte Richtungen allgemein parallel zu den Ebenen der jeweiligen Substrate gemessen. Das Verfahren, welches verwendet wird, um den Widerstand eines Befestigungssystems 120 und einer aufnehmenden Oberfläche 153 gegenüber Scherkräften zu bestimmen, ist detaillierter im US-Patent Nr.4,699,622, an Toussant et al. am 13.Oktober 1987 ausgegeben, erläutert, welches Patent hierin durch Referenz aufgenommen ist.
Abziehkräfte werden durch Spannungsziehen des Befesti-gungssystems 120 von der aufnehmenden Oberfläche 153 in einem eingeschlossenen Winkel von etwa 135º gemessen. Das Verfahren, welches verwendet wird, um den Widerstand eines Befestigungssystems 120 und einer aufnehmenden Oberfläche 153 gegenüber Abziehkräften zu bestimmen, ist detaillierter im US-Patent Nr.4,846,815, angemeldet am 18. November 1987 im Namen von Scripps, erläutert, welche Literaturstelle hierin durch Referenz für den Zweck des Beschreibens der Messung von Abziehkräften aufgenommen ist.
Trennkräfte werden typischerweise durch Bewegungen des Trägers oder durch den Träger, der versucht, die Windel 110 zu lösen, erzeugt. Im allgemeinen sollte ein Säugling nicht imstande sein, eine Windel 110, die der Säugling trägt, zu lösen oder zu entfernen, noch sollte die Windel 110 in Gegenwart von normalen Separationskräften, welche während normalen Tragens auftreten, unbefestigt werden. Jedoch sollte ein Erwachsener imstande sein, die Windel 110 zu entfernen, um sie zu wechseln, wenn sie beschmutzt ist, oder um zu überprüfen um zu sehen, ob ein Beschmutzen eingetreten ist. Im allgemeinen sollten das Befestigungssystem 120 und die aufnehmende Oberfläche 153 einer Abziehkraft von mindestens 200 Gramm, vorzugsweise von mindestens etwa 500 Gramm, und bevorzugter von mindestens etwa 700 Gramm, widerstehen. Weiters sollten das Befestigungssystem 120 und die aufnehmende Oberfläche 153 einer Scherkraft von mindestens 500 Gramm, vorzugsweise mindestens etwa 750 Gramm, und bevorzugter mindestens 1000 Gramm widerstehen.
Die aufnehmende Oberfläche 153 kann in einer ersten Position irgendwo an der Windel 110 angeordnet sein, solange als die aufnehmende Oberfläche 153 das Befestigungsmittel ergreift, um den ersten Taillenabschnitt 142 und den zweiten Taillenabschnitt 144 in einer überlappenden Konfiguration zu halten. Beispielsweise kann die aufnehmende Oberfläche 153 an der außenseitigen Oberfläche des zweiten Taillenabschnitts 144, an der innenseitigen Oberfläche des ersten Taillenabschnitts 142 oder an irgendeiner anderen Position an der Windel 110, an welcher sie angeordnet ist, angeordnet sein, um so mit dem Befestigungssystem 120 in Eingriff zu kommen. Die aufnehmende Oberfläche 153 kann integral, ein an die Windel 110 angefügtes diskretes Element oder ein einziges Materialstück sein, das weder geteilt noch diskontinuierlich mit einem Element der Windel 110, wie dem Deckblatt 112 oder dem Rückenblatt 116, ist.
Während die aufnehmende Oberfläche 153 verschiedene Größen und Formen annehmen kann, umfaßt die aufnehmende Oberfläche 153 vorzugsweise einen oder mehrere integrale Flecken, welche quer über die außenseitige Oberfläche des zweiten Taillenabschnitts 144 angeordnet sind, um an der Taille des Trägers die maxiamale Sitzeinstellung zu gestatten. Wie in Figur 6 illustriert, ist die aufnehmende Oberfläche 153 vorzugsweise ein länglicher rechteckig geformter integraler Bauteil, welcher an der äußeren Oberfläche des zweiten Taillenabschnitts 144 befestigt ist.
Eine geeignete aufnehmende Oberfläche 153 ist ein nicht-gewebtes Textil, stichgebunden oder irgendeine andere Art von Faser- oder Schlaufenmaterial, welches in der Fachwelt gut bekannt ist. Die aufnehmende Oberfläche 153 kann aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt sein, welche Faserelemente und vorzugsweise Schlaufen, beistehen, welche fähig sind, um vom ergreifenden Mittel ergriffen und zurückgehalten zu werden. Geeignete Materialien inkludieren Nylon, Polyester, Polypropylen und Kombinationen derselben. Eine geeignete aufnehmende Oberfläche 153 umfaßt eine Anzahl von Faserschlaufen, welche von einem Gewebe abragen, und ist im Handel als Scotchmate Brand Nylon, gewebte Schlaufe Nr. FJ3401, welches von Minnesota Mining and Manufacturing Company aus St. Paul, Minnesota, verkauft wird, erhältlich. Eine andere geeignete aufnehmende Oberfläche 153 umfaßt ein Trikotgewebe mit einer Mehrzahl von Nylon- Filamentschlaufen, welche von einer Nylonunterlage abragen, und ist im Handel von Gilford Mills aus Greensboro, North Carolina, erhältlich und Gilford Nr.16110 bezeichnet. Eine besonders bevorzugte aufnehmende Oberfläche ist ein Polypropylenfaservlies-Textilerzeugnis mit einem Flächengewicht von etwa 17.1 g/m² [0.5 Unzen pro Quadratyard], welches durch beliebige geeignete industrielle Krempelungs- oder Spinnvlies-Verfahrenstechniken hergestellt ist, wie sie z.B. von Veratech Nonwoven Group der International Paper Company aus Walpole, Massachusetts 02081, verfügbar sind.
Das Befestigungssystem 120 ist gedacht, um die komplementäre aufnehmende Oberfläche 153 zu ergreifen, um einen sicheren Sitz für die Windel 110 zu ergeben. Das Befestigungssystem 120 kann irgendeine der gut bekannten Konfigurationen, welche verwendet werden, um einen Seitenverschluß an einer Wegwerfwindel 110 zu erzielen, umfassen. Das Substrat des Befestigungssystems 120 ist an die Windel 110 in beabstandeter Beziehung von der aufnehmenden Oberfläche 153 angefügt. Wie in Figur 6 gezeigt, ist das Befestigungssystem 120 vorzugsweise sowohl an der ersten Längsseite als auch an der zweiten Längsseite der Windel 110 angeordnet. Eine bevorzugte Konfiguration für das Befestigungssystem 120 minimiert jeglichen möglichen Kontakt zwischen den Häkchen des Befestigungssystems 120 und der Haut des Trägers. Eine bevorzugte Anordnung des Befestigungssystems 120 ist eine Y-förmige Bandanordnung, welche im US-Patent Nr.3,848,594, an Buell am 19. November 1974 ausgegeben, im Detail beschrieben ist. Eine alternativ bevorzugte Anordnung des Befestigungssystems 120 ist im Detail im US-Patent Nr.4,699,622, an Toussant et al. am 13.Oktober 1987 ausgegeben, beschrieben, wobei beide diese Patente hierin durch Referenz für den Zweck des Illustrierens von verschiedenen Anordnungen des Befestigungssystems 120 an der Wegwerfwindel 110 aufgenommen sind. Eine besonders bevorzugte Befestigungssystem-120- Anordnung ist eine einzige Bandlasche, welche an lediglich einer Seite der Windel fixiert ist. Diese Art von Befestigungssystem-Anordnung ist auf dem Gebiet der Wegwerfwindeln gut bekannt und ein nicht beschränkendes Beispiel dieser Art von Befestigungssystem-Anordnung ist im US-Patent Nr. 4,846,815, ausgegeben am 11. Juli 1989 an Scripps, beschrieben, welches hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Das Befestigungssystem 120 von Figur 6 hat ein Herstellerende 156 und ein gegenüberliegend angeordnetes Verwenderende 158. Das Herstellerende 156 ist mit der Windel 110 vorzugsweise in Übereinanderlage mit dem ersten Taillenabschnitt 142 verbunden. Das Verwenderende 158 ist das freie Ende und ist an der aufnehmenden Oberfläche 153 befestigt, wenn die Windel 110 am Träger befestigt ist.
Nachdem die Windel 110 um die Taille des Trägers angelegt worden ist, wird das Verwenderende 158 des Befestigungssystems 120 an der aufnehmenden Oberfläche 153 lösbar befestigt, und vorzugsweise am zweiten Taillenabschnitt 144 positioniert, wobei dadurch die Windel 110 veranlaßt wird, die Taille des Trägers zu umgürten. Die Windel 110 hat nun einen Seitenverschluß bewirkt. Die Häkchen [nicht gezeigt] erstrecken sich vom Befestigungssystem 120 des Verwenderendes 158, sodaß die ergreifenden Mittel der Häkchen die Litzen der aufnehmenden Oberfläche 153 erfassen.
Ein Befestigungssystem 120 und eine komplementäre aufnehmende Oberfläche 153, welche einen Widerstand gegenüber Abziehkräften im Ausmaß von 400 Gramm und einen Widerstand gegenüber Scherkräften im Ausmaß von 1000 Gramm ergeben, können wie folgt entsprechend den spezifischen Parametern des Befestigungssystems 120, wie sie im zuvor erwähnten Abschnitt "Herstellungsverfahren" erläutert worden sind, konstruiert sein. Die komplementäre aufnehmende Oberfläche 153, welche in Verbindung mit dem Befestigungssystem 120 verwendet wird, ist das zuvor erwähnte Polypropylen-Faservlies-Textilerzeugnis.
Das Befestigungssystem 120 ist mindestens etwa 2.54 Zentimeter [1 in] in der Breite und kann von irgendeiner Länge sein, welche ein passendes Verwenderende 158 ergibt, wobei eine Länge von mindestens etwa 3.5 Zentimeter [1.4 in] bevorzugt ist. Der Raster der Häkchen des Befestigungssystems 120 umfaßt eine Matrix mit etwa 256 Häkchen pro Quadratzentimeter [1600 Häkchen pro in²]. Die Häkchen sind vorzugsweise in im wesentlichen der gleichen Richtung ausgerichtet und liegen dem Verwenderende 158 des Befestigungsbandes gegenüber, wenn der Wegwerfartikel in Gebrauch ist.
Beim Gebrauch wird die Windel 110 an den Träger durch Positionieren des ersten Taillenabschnitts 142 um den Rücken des Trägers und Ziehen des restlichen Teils der Windel 110 zwischen die Beine des Trägers angelegt, sodaß der zweite Taillenabschnitt 144 über der Vorderseite des Trägers angeordnet ist. Die Verwenderenden 158 des Befestigungssystems 120 werden daraufhin an der aufnehmenden Oberfläche 153 an der außenseitigen Oberfläche des zweiten Taillenabschnitts 144 befestigt, um einen Seitenverschluß zu bilden.
Während besondere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung illustriert und beschrieben worden sind, würde es für die Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sein, daß verschiedene andere Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne vom Rahmen der beigeschlossenen Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Ein Verfahren zum Herstellen eines oder mehrerer frei geformter Häkchen [22], welche als ein Bestandteil eines mechanischen Befestigungssystems [20] nützlich sind, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

- Beistellen eines Ablegebauteiles [73] mit Öffnungen [56];

- Beistellen eines geschmolzenen thermisch empfindlichen Materials;

- Beistellen eines Substrats [24];

- Zwängen des genannten geschmolzenen thermisch empfindlichen Materials durch die genannte Öffnung;

- Ablegen einer diskreten Menge des genannten geschmolzenen thermisch empfindlichen Materials von der genannten Öffnung [56] auf das genannte Substrat [24];

- Strecken eines Abschnittes der genannten diskreten Menge des genannten geschmolzenen thermisch empfindlichen Materials in einer Richtung mit einer Vektorkomponente parallel zur Ebene des Substrats, um so ein Häkchen [22] frei zu formen; und

Verfestigen des genannten geschmolzenen thermisch empfindlichen Materials des genannten Häkchens [22], wobei das genannte Häkchen [22] eine Grundfläche [26], einen Schaft [28] und ein ergreifendes Mittel [30] aufweist.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der genannte Ablegebauteil ein Sieb [73] umfaßt.

3. Das Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem der genannte Ablegebauteil eine Druckwalze [73] umfaßt.

4. Das Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem der genannte Schritt des Zwängens des genannten geschmolzenen thermisch empfindlichen Materials durch die genannten Öffnungen das Verwenden eines Abstreichmessers [83] umfaßt.

5. Das Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die genannte Druckwalze [73] 64 Öffnungen/cm² bis 1.600 Öffnungen/cm², vorzugsweise 100 Öffnungen/cm² bis 900 Öffnungen/cm², bevorzugter 144 Öffnungen/cm² bis 576 Öffnungen/cm², am bevorzugtesten 256 Öffnungen/cm² umfaßt.

6. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der genannte Ablegebauteil [73] eine poröse Walze mit einem inneren Vorratsbehälter umfaßt und bei welchem der genannte Schritt des Zwängens des genannten geschmolzenen thermisch empfindlichen Materials durch die genannten Öffnungen [56] das Zuführen geschmolzenen thermisch empfindlichen Materials unter Druck dem genannten inneren Vorratsbehälter umfaßt.

7. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem mindestens eine der genannten Öffnungen [56] des genannten Ablegebauteiles [73] eine Hauptachse und eine Nebenachse aufweist, wobei die genannte Nebenachse in einer anderen Richtung als in der Maschinenrichtung des genannten Ablegebauteiles [73] ausgerichtet ist, vorzugsweise quer zur Maschinenrichtung des genannten Ablegebauteiles [73], sodaß das resultierende Häkchen einen Azimutwinkel aufweist.

8. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, bei welchem mindestens eine der genannten Öffnungen [56] eine Hauptachse, eine Nebenachse und eine dominante Fläche an einer Seite der Maschinenrichtungsmittellinie aufweist, wobei die dominante Fläche vorzugsweise mindestens 75 % der genannten gesamten Querschnittsfläche der Öffnung umfaßt.

9. Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem mindestens eine der genannten Öffnungen [56] ein Seitenverhältnis von mehr als 1,5:1, vorzugsweise mehr als 2:1, bevorzugter mehr als 3:1 aufweist.

10. Ein Befestigungssystem zum Fixieren an einer komplementären aufnehmenden Oberfläche, wobei das genannte Befestigungssystems frei geformte Häkchen aufweist, welche gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt worden sind.