DE69616751T2

DE69616751T2 - Weibliches element für ein wiederverwendbares verschlusssystem

Info

Publication number: DE69616751T2
Application number: DE69616751T
Authority: DE
Inventors: Louis Bergman; Ann Dreier; Henderson Hasse; James Kline; Alvaro Robles; Carroll Roe
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1995-01-18
Filing date: 1996-01-05
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2016-01-06
Also published as: KR100240246B1; AU686497B2; DE69616751D1; EP0804133B1; TW294593B; MX9705442A; ATE208175T1; JP3816520B2; ES2164867T3; ZA96367B; AU4695496A; WO1996022065A1; CA2210143A1; EP0804133A1; US5624427A; CN1175896A; KR19980701459A; JPH10512472A; CA2210143C; BR9606920A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft haken- und schlaufenartige Befestigungseinrichtungen und insbesondere preisgünstige elastisch verlängerbare weibliche Befestigungsbestandteile für haken- und schlaufenartige Befestigungseinrichtungen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Wiederbefestigbare Befestigungseinrichtungen der Haken- und Schlaufenart werden zurzeit weitverbreitet in einer großen Anzahl von Situationen verwendet. Derartige wiederbefestigbare Befestigungseinrichtungen sind bei Kleidung, wegwerfbaren absorbierenden Artikeln und dergleichen besonders brauchbar. Derartige Einrichtungen werden verwendet, wenn es erwünscht ist, eine wiederbefestigbare Bindung zwischen zwei oder mehr Gegenständen oder zwischen verschiedenen Oberflächen des gleichen Artikels zu schaffen. In bestimmten Applikationen haben diese wiederbefestigbaren Befestigungseinrichtungen konventionelle Schnallen, Reißverschlüsse, Knöpfe, Schnapper, Bindebefestigungsmittel und Nähte ersetzt.
Eine populäre Art von mechanischem Befestigungsmittel, welches zurzeit in breiter Verwendung ist, welches mechanische Verfilzung nutzt, um eine wiederbefestigbare Bindung zu schaffen, wird unter der Handelsmarke "VELCRO" verkauft.
VELCRO-Befestigungseinrichtungen sind detaillierter im US-Patent 2,717.437, im US-Patent 3,009.235, im US-Patent 3,266.113, im US-Patent 3,550.837, im US- Patent 4,169.303 und im US-Patent 4,984.339 beschrieben.
VELCRO-Befestigungsmittel nutzen zwei Bestandteile. Einen männlichen Bestandteil und einen weiblichen Bestandteil. (Die männlichen Bestandteile sind oft als die haken- oder eingreifenden Bestandteile bezeichnet und die weiblichen Bestandteile sind oft Schlaufen- oder Auftreffzonenbestandteile genannt.) Der männliche Bestandteil enthält eine Mehrzahl von elastischen, nach oben stehenden hakenförmigen Elementen. Die weiblichen Bestandteile bestehen allgemein aus einem Textilmaterial, welches an seiner Oberfläche eine Mehrzahl von nach oben stehenden Schlaufen enthält. Wenn der männliche Bestandteil und der Schlaufenbestandteil in einer Fläche-an-Fläche-Beziehung aufeinandergepreßt werden, um die Befestigungseinrichtung zu schließen, greifen die Haken in die Schlaufen ein, wobei eine Mehrzahl von mechanischen Bindungen zwischen den einzelnen Haken und Schlaufen gebildet wird. Wenn diese Bindungen geschaffen worden sind, werden die Bestandteile allgemein sich nicht unter normalen Bedingungen lösen. Dies ist deshalb, weil es sehr schwierig ist, die Bestandteile beim Versuch, alle Haken auf einmal aus der Verankerung zu lösen, zu trennen. Wenn eine graduelle Abziehkraft auf die Bestandteile aufgebracht wird, kann jedoch ein Trennen leicht bewirkt werden. Da die Haken aus einem elastischen Material bestehen, werden sie sich leicht unter einer Abziehkraft öffnen, um die Schlaufen freizugeben.
Diese Art von Befestigungseinrichtung ist als besonders nützlich an wegwerfbaren Artikeln, wie zum Beispiel Wegwerfkleidungsstücken, Wegwerfwindeln, Wegwerfverpackungen, Kartons und dergleichen befunden worden. Derartige Befestigungseinrichtungen ergeben ein sicheres Verschlußmittel. Jedoch war die Verwendung von bestehenden Befestigungseinrichtungen dieser Art an wegwerfbaren Artikeln beschränkt zufolge der Tatsache, daß derartige Befestigungseinrichtungen relativ teuer sind. Ein Hauptgrund, daß derartige Befestigungseinrichtungen teuer sind, ist, daß sie hohe Herstellungskosten aufweisen. Diese hohen Herstellungskosten sind mit sowohl den Haken- als auch Schlaufenbestandteilen dieser Einrichtungen verbunden.
Konventionelle Haken- und Schlaufenbestandteile werden in der Regel gebildet, indem ein Textilmaterial mit einer Anzahl von gewebten Schlaufen, welche sich von einer Unterlage auswärts erstrecken, hergestellt wird. Die Schlaufen können durch Weben eines Grundtextilmaterials, welches supplementäre Fäden enthält, um die Schlaufen zu bilden, oder durch Stricken der Schlaufen in ein Textilmaterial. beigestellt werden. Die männlichen Bestandteile derartiger Befestigungseinrichtungen werden in der Regel durch Schneiden der Schlaufen, um Haken zu bilden, gebildet. Jedoch erzeugen diese Arbeitsverfahren kostenintensive Haken- und Schlaufenbefestigungsmaterialien, weil sie relativ langsam sind. Die Haken- und Schlaufenbestandteile derartiger Befestigungseinrichtungen werden ebenso üblicherweise aus dem gleichen relativ teuren Material hergestellt.
Daher sind verschiedene Versuche unternommen worden, um alternative Arten von weiblichen Bestandteilen für Befestigungseinrichtungen herzustellen. Jedoch haben derartige Versuche allgemein an einer Anzahl von Nachteilen gelitten.
Das US-Patent 3,694.867, erteilt an Stumpf am 3. Oktober 1972, offenbart eine "trennbare Klammer", mit einem weiblichen Bestandteil, welcher ein "Hochbausch"-Faservlies-Textilmaterial und eine Unterlagsschichte aus verfestigtem flexiblen Klebstoff aufweist. Jedoch wird der im Stumpf-Patent geoffenbarte Schlaufenbestandteil erzeugt, indem folgende Schritte ausgeführt werden: (1) Aktivieren eines Klebstoffs mit offenem Muster, in welchen die Fasern eingebettet werden; (2) Verfestigen des Klebstoffs zu einer im wesentlichen kontinuierlichen Unterlagsschichte und (3) gleichzeitiges Schlaufenbilden von Abschnitten der Fasern, sodaß die Fasern einzelne Schlaufen bilden, welche sich von der Unterlage auswärts erstrecken. Der in diesem Patent geoffenbarte weibliche Bestandteil leidet am Nachteil, daß er durch Arbeitsverfahren hergestellt wird, welche mechanisches Manipulieren von Fasern in der Form von Schlaufen beinhalten. Demnach erscheinen die darin beschriebenen weiblichen Bestandteile nicht signifikant preisgünstiger herzustellen sein als konventionelle Schlaufenbestandteile.
Das US-Patent 4,761.318, erteilt an Ott et al. 2. August 1988, offenbart ein Schlaufenbefestigungsmittel, welches gleichzeitig mit einem Substrat gebildet und ebenso daran befestigt werden kann, ohne das Erfordernis für beliebige zusätzliche Schritte, wie zum Beispiel Nähen oder Nutzen von druckempfindlichen Klebstoffen, um es am Substrat zu fixieren. Jedoch umfaßt das Ott-Schlaufenbefestigungsmittel eine faserige Struktur mit einer Mehrzahl von Schlaufen, welche an einer Schichte von thermoplastischem Harz angeheftet sind. Demnach leidet das in diesem Patent geoffenbarte Verfahren an dem Nachteil, daß Hitze aufgebracht werden muß, um die faserige Struktur an die Unterlage zu binden.
Das US-Patent 3,708.833, erteilt an Ribich et al. am 9. Jänner 1973, offenbart eine wiederbefestigbare Befestigungseinrichtung, welche einen weiblichen Bestandteil aufweist, welcher vernetzten Urethanschaumstoff umfaßt, welcher an einer Unterlagsschichte fixiert ist. Der weibliche Bestandteil, welcher im Ribich et al.-Patent geoffenbart ist, leidet am Nachteil, daß Schaumstoffe in der Regel nicht genug Offnungen aufweisen, damit die Haken konventioneller männlicher Bestandteile diese penetrieren. Zusätzlich weist vernetzter Schaumstoff allgemein nicht ausreichende Festigkeit auf, um derartige Haken zu halten, wenn Kräfte auf die Befestigungseinrichtung aufgebracht werden. Weiters ist das Herstellen vernetzten Schaumstoffs ein relativ teures Arbeitsverfahren.
Das US-Patent 5,032.122, erteilt an Noel et al. am 16. Juli 1991, offenbart ein Schlaufenbefestigungsmaterial, welches eine Unterlage aus ausrichtbarem Material und eine Mehrzahl von faserigen Elementen, welche sich von der Unterlage erstrecken, aufweist. Die Fasern werden an der Unterlage fixiert, während die Unterlage sich in einem dimensionell unstabilen Zustand befindet. Die Unterlage wird dann veranlaßt, zu ihrem dimensionell stabilen Zustand transformiert zu werden, wodurch die faserigen Elemente auf Scherung belastet werden, um die einfangenden Bereiche des Schlaufenmaterials zu bilden.
Obwohl das Noel-Patent ein annehmbares preisgünstiges Schlaufenbefestigungsmaterial offenbart, hat sich die Suche nach ökonomischeren Schlaufenbefestigungsmaterialien und Verfahren zum Erzeugen derartiger Materialien fortgesetzt.
Demnach ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Bestandteil mit verbesserter Auftreffzone für ein wiederbefestigbares haken- und schlaufenartiges Befestigungsmittel beizustellen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine wiederbefestigbare Befestigungseinrichtung beizustellen, welche einen einzigartigen geriffelten weiblichen Bestandteil aufweist.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine wiederbefestigbare Befestigungseinrichtung beizustellen, welche einen festen Halt erzielt und doch einen weiblichen Bestandteil aufweist, welcher elastisch verlängerbar ist.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen weiblichen Bestandteil für eine haken- und schlaufenartige Befestigungseinrichtung beizustellen, welche eine strukturelle gummiähnliche Folien(SELF)-Bahn aufweist.
Es ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen weiblichen Bestandteil für eine Befestigungseinrichtung beizustellen, welcher mit sowohl kommerziell erhältlichen männlichen Bestandteilen, welche federnde einzelne Häkchen aufweisen, sowie mit weniger teuren männlichen Bestandteilen mit spröderen Haken als jenen, welche zurzeit in Verwendung sind, verwendet werden können.
Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden leichter zutage treten, wenn sie unter bezug auf die folgende Beschreibung erwogen werden und wenn sie in Zusammenhang mit den beigeschlossenen Zeichnungen angenommen werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt eine wiederbefestigbare Befestigungseinrichtung bei, welche einen weiblichen Befestigungsbestandteil, welcher vorzugsweise eine Basisbahn und eine ergreifende Schichte umfaßt, enthält. Die Basisbahn umfaßt eine strukturelle gummiähnliche Folien(SELF)-Bahn und ist mit der ergreifenden Schichte, welche eine Mehrzahl von Filamenten oder eine Faservliesbahn umfaßt, verbunden. Die SELF-Bahn weist ein gummiähnliches Verhalten in der Richtung der Verlängerung ohne die Verwendung von beigegebenen elastischen Materialien auf. Die SELF-Bahn inkludiert ein dehnbares Netzwerk mit mindestens zwei unterscheidbaren Bereichen, welche aus der gleichen Materialzusammensetzung bestehen. Der erste Bereich ist im wesentlichen parallel zu einer Verlängerungsachse ausgerichtet, sodaß er eine Molekularpegel-Verformung in Reaktion auf eine aufgebrachte Axialverlängerung in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Verlängerungsachse durchmachen wird, bevor ein wesentlicher Abschnitt des zweiten Bereichs irgendeine wesentliche Molekularpegel-Verformung durchmacht. Die zweiten Bereiche machen anfänglich eine im wesentlich geometrische Verformung in Reaktion auf eine aufgebrachte Verlängerung in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Achse durch. Die zweiten Bereiche inkludieren eine Mehrzahl von erhabenen rippenähnlichen Elementen, welche in Verbindung mit den Filamenten oder der Faservliesbahn wirken, um einen wirksameren weiblichen Bestandteil mit einer erhöhten Fähigkeit, mit den Haken eines komplementären männlichen Bestandteils ineinanderzugreifen, beizustellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Während die Beschreibung mit Ansprüchen abschließt, welche das Wesentliche, was als die vorliegende Erfindung bildend erachtet wird, besonders hervorheben und unterscheidend beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung besser aus der folgenden Beschreibung verstanden werden wird, welche in Verbindung mit den beigeschlossenen Zeichnungen vorgenommen worden ist, in welchen ähnliche Bezeichnungen verwendet worden sind, um im wesentlichen identische Elemente zu bezeichnen, und in welchen:
Fig. 1 eine Draufsichtdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Basisbahn der vorliegenden Erfindung ist, welche eine SELF-Bahn mit erhabenen rippenartigen Elementen aufweist, welche dem Betrachter zugewandt sind;
Fig. 1A eine perspektivische Illustration eines Ausführungsbeispiels einer Befestigungseinrichtung ist, welche den weiblichen Bestandteil der vorliegenden Erfindung umfaßt;
Fig. 2 eine segmentierte perspektivische Darstellung der SELF-Bahn von Fig. 1 in einem ungespannten Zustand ist;
Fig. 3 eine segmentierte, perspektivische Darstellung der SELF-Bahn von Fig. 1 in einem gespannten Zustand entsprechend der Stufe 1 an der Kurve von Kraft- Verlängerung, welche in Fig. 5 gezeigt ist, ist;
Fig. 4 eine segmentierte perspektivische Darstellung der SELF-Bahn von Fig. 1 in einem gespannten Zustand ist, welcher der Stufe 2 an der Kurve von Kraft- Verlängerung, welche in Fig. 5 gezeigt ist, entspricht;
Fig. 5 ein Diagramm der Widerstandskraft versus Prozent Verlängerung ist, welches das Verhalten der SELF-Bahn der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, mit dem eines sonst identischen, planen, polymeren Basisbahnenmaterials vergleicht;
Fig. 6 ein Diagramm des elastischen Hysteresis-Verhaltens der SELF-Bahn von Fig. 1 ist, wenn sie einer 60%igen Verlängerung unterworfen ist und auf Hysteresis-Reaktion überprüft wird;
Fig. 7 eine vereinfachte Darstellung noch einer weiteren Vorrichtung ist, welche verwendet wird, um mindestens einen Abschnitt einer Folie zu einer SELF-Bahn auszubilden;
Fig. 8 eine segmentierte Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 9 eine Draufsicht auf einen wegwerfbaren absorbierenden Artikel, welcher den weiblichen Bestandteil der vorliegenden Erfindung umfaßt, ist;
Fig. 10 eine Draufsicht auf einen wegwerfbaren absorbierenden Artikel ist, welcher den weiblichen Bestandteil der vorliegenden Erfindung umfaßt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Gesamt-Charakteristika der wiederbefestigbaren Befestigungseinrichtung

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der wiederbefestigbaren Befestigungseinrichtung der vorliegenden Erfindung, Befestigungseinrichtung 10, ist in Fig. 1A gezeigt. Die Befestigungseinrichtung 10 umfaßt einen weiblichen Bestandteil 12 und einen komplementären männlichen Bestandteil 14.
Der weibliche Bestandteil 12 umfaßt eine Basisbahn 53 und eine ergreifende Schichte 54, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Die ergreifende Schichte 54 umfaßt vorzugsweise eine Mehrzahl von Filamenten 80. Wenn hierin verwendet, definiert der Ausdruck "Filament" einen Bauteil, welcher ein hohes Verhältnis von Länge zu Durchmesser oder Breite aufweist. Demnach kann ein Filament eine Faser, ein Faden, eine Litze, ein Garn oder irgendein anderer Bauteil oder Kombination dieser Bauteile sein, einschließlich Filamenten, welche in Faservliesbahnen aneinander vorfixiert sind, wie es in der Fachwelt bekannt ist. Geeignete Materialien für Filamente inkludieren Naturfasern, wie zum Beispiel Baumwolle oder Wolle; synthetische Fasern, wie zum Beispiel Nylon, Polyamide, Polyester, Polyolefine, Polyethylenfasern, Polypropylenfasern; gesponnenes Garn oder irgendein anderes Material oder Kombination von Materialien, welche in der Fachwelt bekannt sind und zur Verwendung hierin geeignet sind. Eine exemplarische Faservliesbahn ist das Faservliesmaterial, welches von Veratec Inc., einer Abteilung von International Paper Company, Walpole, Massachusetts, unter der Bezeichnung P-8 erzeugt wird.
Der männliche Bestandteil 14, oder Hakenbestandteil, umfaßt eine Unterlage 15 und eine Mehrzahl von nach oben stehenden eingreifenden Elementen oder "Haken" 28. Der Ausdruck "Haken" ist nicht beschränkend in dem Sinn, daß die ergreifenden Elemente in jeder Form sein können, welche in der Fachwelt bekannt ist, solange als sie adaptiert sind, um die rippenartigen Elemente 74 des weiblichen Bestandteils 12 der vorliegenden Erfindung zu ergreifen.
Die Befestigungseinrichtung 10 der vorliegenden Erfindung funktioniert auf die folgende Weise. Die Befestigungseinrichtung 10 wird geschlossen, wenn die ergreifende Schichte 54 des weiblichen Bestandteils 12 und die Haken 28 des männlichen Bestandteils 14 gegeneinander gepreßt werden. Die ergreifende Schichte 54 des weiblichen Bestandteils 12 verfängt sich mit den Haken 28 des männlichen Bestandteils 14. (Es soll festgehalten werden, daß Ausführungsbeispiele des weiblichen Bestandteils gedacht sind, bei welchen die ergreifende Schichte 54 sowie die rippenartigen Elemente 74 sich mit den Haken 28 verfilzen können.) Mit den Haken 28, welche mechanisch durch den weiblichen Bestandteil 12 verhakt wurden, widersteht die Verbindung zwischen den Bestandteilen Trennkräften, welche auf die Einrichtung 10 ausgeübt werden können.
Die Einrichtung 10 wird durch Abziehen des männlichen Bestandteils 14 weg vom weiblichen Bestandteil 12 oder vice versa geöffnet. Wenn der männliche Bestandteil 14 elastische Haken 28 aufweist, kann die abziehende Wirkung die Haken 28 veranlassen gebogen zu werden, sodaß sie sich vom weiblichen Bestandteil 12 lösen. In anderen Fällen können die männlichen und weiblichen Bestandteile durch Reißen des Abschnitts des weiblichen Bestandteils 12, welcher die Haken 28 ergreift, getrennt werden. In jeden Fall werden die zwei Bestandteile voneinander getrennt und der männliche Bestandteil 14 ist vom weiblichen Bestandteil 12 komplett losgelöst. Die Befestigungseinrichtung 10 ist daraufhin imstande, um auf die zuvor beschriebene Art wiederbefestigt zu werden.

Der weibliche Bestandteil

Wie zuvor festgestellt, umfaßt der weibliche Bestandteil 12 der vorliegenden Erfindung eine ergreifende Schichte 54, welche Filamente oder eine Faservliesbahn und eine Basisbahn 53 enthält. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Basisbahn 53 des weiblichen Bestandteils 12. Die Basisbahn 53 umfaßt eine strukturelle gummiähnliche Folien(SELF)-Bahn 52. Die SELF-Bahn 52 ist in ihrem ungespannten Zustand gezeigt. Die Bahn weist zwei Achsen oder Mittellinien, eine Längsmittellinie 1 und eine Quer- oder Seitenmittellinie t, auf, welche allgemein lotrecht zur Längsmittellinie ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 inkludiert die SELF-Bahn 52 ein "dehnbares Netzwerk" unterscheidbarer Bereiche. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "dehnbares Netzwerk" auf eine untereinander verbundene und untereinander in Beziehung stehende Gruppe von Bereichen, welche imstande sind, um bis zu einem gewissen nutzbaren Grad in einer festgelegten Richtung verlängert zu werden, was die SELF-Bahn 52 mit einem gummiähnlichen Verhalten in Reaktion auf eine aufgebrachte und darauffolgend freigegebene Verlängerung versieht. Dementsprechend sind die SELF-Bahn 52 und demnach der weibliche Bestandteil elastisch verlängerbar. (Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "elastisch verlängerbar" auf das gummiähnliche Verhalten, welches die SELF-Bahn 52 aufweist, wenn sie einer aufgebrachten Verlängerung unterworfen wird; sie verlängert sich in der Richtung aufgebrachter Verlängerung und kehrt zu ihrem im wesentlichen ungespannten Zustand zurück, sobald die aufgebrachte Verlängerung entfernt worden ist.) Weiters ist die SELF-Bahn 52 imstande, mehrere Zyklen von aufgebrachter Verlängerung durchzumachen, ohne ihre Fähigkeit zu verlieren, sich im wesentlichen rückzuformen.
Das dehnbare Netzwerk inkludiert mindestens einen ersten Bereich 64 und einen zweiten Bereich 66. Die SELF-Bahn 52 inkludiert einen Übergangsbereich 65, welcher die Schnittstelle zwischen dem ersten Bereich 64 und dem zweiten Bereich 66 ist. Der Übergangsbereich 65 wird ähnlich komplexe Kombinationen von Verhalten von sowohl des ersten Bereichs 64 als auch des zweiten Bereichs 66 umfassen. Es wird erkannt, daß die SELF-Bahn 52 Übergangsbereiche aufweisen wird, daß jedoch die SELF-Bahn 52 breit definiert ist vom Verhalten des Bahnenmaterials in den unterschiedlichen Bereichen (z. B. erster Bereich 64 und zweiter Bereich 66). Daher wird sich die nachfolgende Beschreibung der SELF-Bahn 52 lediglich mit dem Verhalten des Bahnenmaterials in den ersten Bereichen 64 und den zweiten Bereichen 66 auseinandersetzen, weil es nicht signifikant vom komplexen Verhalten des Bahnenmaterials in den Übergangsbereichen 65 abhängt.
Die SELF-Bahn 52 weist eine erste Oberfläche und eine gegenüberliegende zweite Oberfläche auf. Beim in den Fig. 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel inkludiert das dehnbare Netzwerk eine Mehrzahl von ersten Bereichen 64 und eine Mehrzahl von zweiten Bereichen 66. Die ersten Bereiche 64 weisen eine erste Achse 68 und eine zweite Achse 69 auf, wobei die erste Achse 68 vorzugsweise länger als die zweite Achse 69 ist. Die erste Achse 68 des ersten Bereichs 64 ist im wesentlichen parallel zur Längsachse der SELF-Bahn 52, während die zweite Achse 69 im wesentlichen parallel Zur Querachse der SELF-Bahn 52 ist. Vorzugsweise ist die zweite Achse des ersten Bereichs 64 (d. h. die Breite des ersten Bereichs 64) von etwa 0,025 cm (0,01 Inch) bis etwa 1,27 cm (0,5 Inch) und bevorzugter von etwa 0,076 cm (0,03 Inch) bis etwa 0,635 cm (0,25 Inch). Die zweiten Bereiche 66 weisen eine erste Achse 70 und eine zweite Achse 71 auf. Die erste Achse 70 ist im wesentlichen parallel zur Längsachse der SELF-Bahn 52, während die zweite Achse 71 im wesentlichen parallel zur Querachse der SELF-Bahn 52 ist. Vorzugsweise ist die zweite Achse des zweiten Bereichs 66 (d. h. die Breite des zweiten Bereichs 66) von etwa 0,025 cm (0,01 Inch) bis etwa 5,08 cm (2,0 Inch) und bevorzugter von etwa 0,318 cm (0,125 Inch) bis etwa 2,54 cm (1,0 Inch). Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 sind die ersten Bereiche 64 und die zweiten Bereiche 66 im wesentlichen linear, wobei sie sich in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse der SELF-Bahn 52 kontinuierlich erstrecken. Der erste Bereich 64 weist einen Elastizitätsmodul E1 und eine Querschnittsfläche A1 auf. Der zweite Bereich 66 weist einen Elastizitätsmodul E2 und eine Querschnittsfläche A2 auf. Wie in Fig. 1 illustriert, ist ein Abschnitt der SELF-Bahn 52 "geformt" worden, sodaß die SELF-Bahn 52 eine Widerstandskraft entlang einer Achse aufweist, welche im Fall des illustrierten Ausführungsbeispiels im wesentlichen parallel zur Längsmittellinie 1 der SELF-Bahn 52 ist, wenn sie einer aufgebrachten Axialverlängerung in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Längsmittellinie 1 unterworfen ist. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "geformt" auf die Schaffung einer gewünschten Struktur oder Geometrie auf die SELF-Bahn 52, welche im wesentlichen die gewünschte Struktur der Geometrie beibehalten wird, wenn sie nicht irgendwelchen äußerlich aufgebrachten Verlängerungen oder Kräften unterworfen ist.
Der erste Bereich 64 der SELF-Bahn 52 ist vorzugsweise vom zweiten Bereich 66 visuell unterschiedlich. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "visuell unterschiedlich" auf Merkmale des SELF-Bahnen-52-Materials, welche für das normale nackte Auge leicht unterscheidbar sind, wenn es normalem Gebrauch unterworfen ist. Vorzugsweise weist der erste Bereich 64 eine "Oberflächenweglänge" auf, welche geringer ist als jene des zweiten Bereichs 66, gemessen parallel zu einer festgelegten Achse, wenn das Material sich in einem ungespannten Zustand befindet. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Oberflächenweglänge" auf eine Messung entlang der topografischen Oberfläche des in Frage stehenden Bereichs in einer Richtung parallel zu einer Achse.
Beim in den Fig. 1 und 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die ersten Bereiche 64 im wesentlichen plan. Das heißt, das Material innerhalb des ersten Bereichs 64 ist im wesentlichen in dem gleichen Zustand vor und nach dem Formgebungsschritt, welcher von der SELF-Bahn-52 durchgemacht wird. Die zweiten Bereiche 66 inkludieren eine Mehrzahl von erhabenen rippenartigen Elementen 74. Die rippenartigen Elemente 74 können geprägt, tiefgeprägt oder eine Kombination davon sein. Die rippenartigen Elemente 74 weisen eine erste oder Hauptachse 76, welche im wesentlichen parallel zur Querachse der SELF-Bahn 52 ist, und eine zweite oder Nebenachse 77, welche im wesentlichen parallel zur Längsachse der SELF-Bahn 52 ist, auf. Die erste Achse 76 der rippenartigen Elemente 74 ist mindestens gleich und vorzugsweise länger als die zweite Achse 77. Vorzugsweise ist das Längen-Verhältnis der ersten Achse 76 zur zweiten Achse 77 mindestens etwa 1 : 1 oder größer und bevorzugter mindestens etwa 2 : 1 oder größer.
Die Hauptachsen der rippenartigen Elemente 74 sind vorzugsweise im wesentlichen lotrecht zur Achse aufgebrachter Verlängerung ausgerichtet. Die Hauptachse und die Nebenachse der rippenartigen Elemente 74 können jeweils linear, gekrümmt oder eine Kombination von linear und gekrümmt sein. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "im wesentlichen lotrecht" auf eine Ausrichtung zwischen zwei Achsen, wodurch der eingeschlossene Winkel, welcher durch die zwei Achsen oder eine Verlängerung der zwei Achsen gebildet ist, größer als 45º ist. Im Fall eines gekrümmten Elements kann es passender sein, eine lineare Achse zu verwenden, welche einen Durchschnitt des gekrümmten Elements darstellt.
Die rippenartigen Elemente 74 gestatten dem zweiten Bereich 66, eine im wesentlichen "geometrische Verformung" durchzumachen, welche zu signifikant geringeren Widerstandskräften gegenüber einer aufgebrachten Verlängerung führt als jene, welche von der "Molekularpegel-Verformung" des ersten Bereichs 64 aufgewiesen wird. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Molekularpegel- Verformung" auf eine Verformung, welche an einem Molekularpegel eintritt und für das normale nackte Auge nicht unterscheidbar ist. Das heißt, sogar, obwohl man imstande sein kann, die Wirkung einer Molekularpegel-Verformung zu unterscheiden, z. B. Verlängerung der SELF-Bahn 52, ist man nicht imstande, die Verformung wahrzunehmen, welche gestattet oder veranlaßt, daß dies geschieht. Dies ist im Gegensatz zum Ausdruck "geometrische Verformung". Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "geometrische Verformung" auf Verformungen der SELF-Bahn 52, welche allgemein für das normale nackte Auge unterscheidbar sind, wenn die SELF-Bahn 52 oder Gegenstände, welche die SELF-Bahn 52 verkörpern, einer aufgebrachten Verlängerung unterworfen sind. Arten von geometrischer Verformung inkludieren, sind aber nicht beschränkt darauf, Biegen, Entfalten und Vedrehen.
Die rippenartigen Elemente 74 im zweiten Bereich 66 können voneinander durch ungeformte Zonen getrennt sein, im wesentlichen ungeprägt oder geprägt oder einfach als beabstandete Zonen ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die rippenartigen Elemente 74 zueinander benachbart und sind durch eine ungeformte Zone von weniger als 2,5 mm (0,10 Inch), gemessen lotrecht zur Hauptachse 76 des rippenartigen Elements 74, getrennt und bevorzugter sind die rippenartigen Elemente 74 aneinander anschließend, wobei sie keine ungeformten Zonen zwischen ihnen aufweisen.
Der erste Bereich 64 und der zweite Bereich 66 weisen jeweils eine "projizierte Weglänge" auf. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "projizierte Weglänge" auf eine Länge eines Schattens eines Bereichs, welcher durch paralleles Licht geworfen würde. Die projizierte Weglänge des ersten Bereichs 64 und die projizierte Weglänge des zweiten Bereichs 66 sind einander gleich.
Der erste Bereich 64 weist eine Oberflächenweglänge L1, welche geringer ist als die Oberflächenweglänge L2 des zweiten Bereichs 66, auf, gemessen topografisch in einer Richtung parallel zur Längsachse der SELF-Bahn, während die SELF-Bahn sich in einem ungespannten Zustand befindet. Vorzugsweise ist die Oberflächenweglänge des zweiten Bereichs 66 mindestens etwa 15% größer als jene des ersten Bereichs 64, bevorzugter mindestens etwa 30% größer als jene des ersten Bereichs und am bevorzugtesten mindestens etwa 70% größer als jene des ersten Bereichs 64.
Für die SELF-Bahn 52 ist die Richtung von aufgebrachter Axialverlängerung D, welche in Fig. 1 durch Pfeile 80 angegeben ist, im wesentlichen lotrecht zur ersten Achse 76 der rippenartigen Elemente 74. Die rippenartigen Elemente 74 sind imstande, sich in einer Richtung im wesentlichen lotrecht zur ihrer ersten Achse 76 geradezurichten oder geometrisch zu verformen, um eine Verlängerung in der SELF-Bahn 52 zu gestatten.
In Fig. 5 ist ein Diagramm einer Kurve 720 von Widerstandskraft-Verlängerung einer geformten polymeren SELF-Bahn der vorliegenden Erfindung zusammen mit einer Kurve 710 eines Basisbahn-Materials, d. h. nicht inkludierend erste und zweite Bereiche 66, von ähnlicher Materialzusammensetzung gezeigt. Spezifischerweise sind die Probenstücke polymere Bahnenmaterialien, welche aus im wesentlichen linearem Polyethylen niedriger Dichte, annähernd 0,001 Inch dick, bestehen, welche unter der Bezeichnung Sample 1401 von Clopay Corporation aus Cincinnati, Ohio, im Handel erhältlich sind.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die Kurve von Kraft-Verlängerung 720 gibt es eine anfänglich im wesentlichen lineare, niedrigere Stufe I von Kraft versus Verlängerung, welche mit 720a bezeichnet ist, eine mit 720b bezeichnete Übergangszone, welche das Auftreffen einer Kraftwand angibt, und eine im wesentlichen lineare Stufe II, welche mit 720c bezeichnet ist, welche das Verhalten bei wesentlich höherer Kraft versus Verlängerung zeigt.
Wie in Fig. 5 zu sehen ist, weist eine SELF-Bahn 52 mit einem dehnbaren Netzwerk unterschiedliches Verlängerungsverhalten in den zwei Stufen auf, wenn es einer aufgebrachten Verlängerung in einer Richtung parallel zur Längsachse der SELF-Bahn 52 unterworfen ist. Die Widerstandskraft, welche von der SELF-Bahn 52 gegen die aufgebrachte Verlängerung ausgeübt wird, ist im Stufe-I-Bereich (720a) signifikant geringer gegenüber dem Stufe-II-Bereich (720c) der Kurve 720. Weiters ist innerhalb der Begrenzungen der Verlängerung von Stufe I die Widerstandskraft, welche von der SELF-Bahn 52 gegen die aufgebrachte Verlängerung, wie sie in Stufe I (720a) der Kurve 720 gezeigt ist, ausgeübt wird, signifikant geringer als die Widerstandskraft, welche von der Basisbahn ausgeübt wird, wie sie in Kurve 710 gezeigt ist. Wenn die SELF-Bahn 52 weiterer aufgebrachter Verlängerung unterworfen wird und in Stufe II (720c) eintritt, nimmt die Widerstandskraft, welche von der SELF-Bahn 52 ausgeübt wird, zu und nähert sich der Widerstandskraft, welche von der Basisbahn ausgeübt wird. Die Widerstandskraft gegen die aufgebrachte Verlängerung für den Stufe-I-Bereich (720a) der SELF-Bahn 52 wird durch die Molekularpegel-Verformung des ersten Bereichs 64 der SELF-Bahn 52 und die geometrische Verformung des zweiten Bereichs 66 der SELF-Bahn 52 beigestellt. Dies ist im Gegensatz zur Widerstandskraft gegen eine aufgebrachte Verlängerung, welche durch die Basisbahn beigestellt ist, welche in der Kurve 710 von Fig. 5 gezeigt ist, was sich aus der Molekularpegel-Verformung der gesamten Bahn ergibt. SELF-Bahn-Materialien können entworfen sein, um virtuell irgendeine Widerstandskraft in Stufe I zu erzielen, welche geringer ist als jene des Basisbahn- Materials durch Einstellen des Prozentanteils der Bahnoberfläche, welche aus den ersten 64 bzw. zweiten Bereichen 66 besteht. Das Verhalten von Kraft- Verlängerung von Stufe I kann durch Einstellen der Breite, der Querschnittsfläche und der Beabstandung des ersten Bereichs und der Zusammensetzung der Basisbahn gesteuert werden.
Wie in Fig. 3 gezeigt, stellt, wenn die SELF-Bahn 52 einer aufgebrachten Axialverlängerung D, welche in Fig. 1 durch Pfeile 80 angegeben ist, unterworfen ist, der erste Bereich 64 mit der kürzeren Oberflächenweglänge L1 den Großteil der anfänglichen Widerstandskraft P1, als ein Ergebnis von Molekularpegel-Verformung, gegen die aufgebrachte Verlängerung, welche der Stufe I entspricht, bei. In Stufe I machen die rippenartigen Elemente 74 im zweiten Bereich 66 geometrische Verformung, oder Geradeausrichten, durch und bieten minimalen Widerstand gegen die aufgebrachte Verlängerung. In der Übergangszone (720b) zwischen den Stufen I und II werden die rippenartigen Elemente 74 mit der aufgebrachten Verlängerung axial ausgerichtet. Das heißt, der zweite Bereich weist eine Veränderung von geometrischer Verformung zu Molekularpegel-Verformung auf. In Stufe II sind, wie in Fig. 4 zu sehen ist, die rippenartigen Elemente 74 im zweiten Bereich 66 im wesentlichen axial mit der Achse aufgebrachter Verlängerung angeordnet worden (d. h. der zweite Bereich 66 hat seine Grenze geometrischer Verformung erreicht) und beginnen, weiterer Verlängerung über Molekularpegel-Verformung zu widerstehen. Der zweite Bereich 66 trägt nun, als ein Ergebnis von Molekularpegel- Verformung, eine zweite Widerstandskraft P2 gegen weitere aufgebrachte Verlängerung bei. Die in Stufe II gezeigten Widerstandskräfte gegen Verlängerung stellen sowohl durch die Molekularpegel-Verformung des ersten Bereichs 64 als auch durch die Molekularpegel-Verformung des zweiten Bereichs 66 eine Gesamtwiderstandskraft PT bei, welche größer als die Widerstandskraft ist, welche in Stufe I gezeigt ist, welche durch die Molekularpegel-Verformung des ersten Bereichs 64 und die geometrische Verformung des zweiten Bereichs 66 beigestellt ist. Dementsprechend ist die Steigung der Kurve von Kraft/Verlängerung in Stufe II signifikant größer als die Steigung der Kurve von Kraft/Verlängerung in Stufe I.
Die Widerstandskraft P1 ist wesentlich größer als die Widerstandskraft P2, wenn (L1 + D) geringer als L2 ist. Während (L1 + D) geringer als L2 ist, stellt der erste Bereich 64 eine anfängliche Widerstandskraft P 1 bei, welche allgemein der Gleichung entspricht:
P1 = (Al · El · D)/L1
Wenn (L1 + D) größer als L2 ist, stellen die ersten und zweiten Bereiche 66 gegen die aufgebrachte Verlängerung D eine vereinigte Gesamtwiderstandskraft PT bei, welche allgemein der Gleichung entspricht:
Die maximale Verlängerung, welche in Stufe I auftritt, wird als der "verfügbare Stretch" der SELF-Bahn 52 bezeichnet. Der verfügbare Stretch entspricht der Distanz, über welche der zweite Bereich 66 geometrische Verformung durchmacht. Der verfügbare Stretch kann durch Überprüfung der Kurve von Kraft/Verlängerung 720, die in Fig. 5 gezeigt ist, wirksam bestimmt werden. Der angenäherte Punkt, an welchem es einen Wendepunkt in der Übergangszone zwischen Stufe I und Stufe II gibt, ist der Prozent-Verlängerungspunkt von "verfügbarem Stretch". Der Bereich von verfügbarem Stretch kann von etwa 10% bis auf 100% oder mehr variiert werden; und kann durch das Ausmaß, bis zu welchem die Oberflächenweglänge L2 im zweiten Bereich 66 die Oberflächenweglänge L1 im ersten Bereich 64 überschreitet, und durch die Zusammensetzung der Basisfolie gesteuert werden. Der Ausdruck "verfügbarer Stretch" ist nicht gedacht, um einen Limit für die Verlängerung, welcher die SELF-Bahn 52 der vorliegenden Erfindung unterworfen werden kann, aufzuerlegen, da es Applikationen gibt, wo Verlängerung über den verfügbaren Stretch hinaus erwünscht ist.
Die Kurven 730 und 735 in Fig. 6 zeigen das elastische Hysteresis-Verhalten, welche von der SELF-Bahn 52 der vorliegenden Erfindung aufgewiesen wird, welches allgemein ähnlich der SELF-Bahn 52 ist, welche verwendet wird, um die Kurve 720 in Fig. 5 zu erzeugen. Die SELF-Bahn 52 wurde bei einer Verlängerung von 60% auf elastisches Hysteresis-Verhalten überprüft. Die Kurve 730 stellt die Reaktion gegen eine aufgebrachte und freigegebene Verlängerung während des ersten Zyklus dar und die Kurve 735 stellt die Reaktion gegen aufgebrachte und freigegebene Verlängerung während des zweiten Zyklus dar. Die Kraftrelaxation während des ersten Zyklus 731 und die Prozent Festigung oder Verformung 732 sind in Fig. 6 gezeigt. Man bemerke, daß signifikante rückformbare Verlängerung, oder nutzbare Elastizität, bei relativ geringen Kräften über mehrere Zyklen aufgewiesen wird, d. h. die SELF-Bahn 52 kann bis zu einem beträchtlichen Grad leicht expandieren und kontrahieren.
Während die SELF-Bahn 52 leicht und reversibel in der Richtung aufgebrachter Axialverlängerung in einer Richtung im wesentlichen lotrecht zur ersten Achse der rippenartigen Elemente 74 verlängert werden kann, wird die SELF-Bahn 52 nicht so leicht in einer Richtung im wesentlichen parallel zur ersten Achse der rippenartigen Elemente 74 verlängert. Die Bildung der rippenartigen Elemente 74 gestattet den rippenartigen Elementen 74, sich in einer Richtung im wesentlichen lotrecht zur ersten oder Hauptachse der rippenartigen Elemente 74 geometrisch zu verformen, während es im wesentlichen Molekularpegel-Verformung erfordert, um sich in einer Richtung im wesentlichen parallel zur ersten Achse der rippenartigen Elemente 74 zu verlängern.
Die Menge an aufgebrachter Kraft, welche erforderlich ist, um die SELF-Bahn 52 zu verlängern, hängt von der Zusammensetzung und von der Querschnittsfläche des Bahnenmaterials, welches die SELF-Bahn 52 bildet, und von der Breite und Beabstandung der ersten Bereiche 64 ab, wobei schmälere und breitere beabstandete erste Bereiche 64 geringere aufgebrachte Verlängerungskräfte erfordern, um die gewünschte Verlängerung zu erzielen. Die erste Achse (d. h. die Länge) der ersten Bereiche 64 ist vorzugsweise größer als die zweite Achse (d. h. die Breite) des ersten Bereichs 64 mit einem bevorzugten Verhältnis von Länge zu Breite von etwa 5 : 1 oder mehr.
Die Tiefe und die Frequenz rippenartiger Elemente 74 können ebenso variiert werden, um den verfügbaren Stretch der SELF-Bahn 52 und die Wirksamkeit des weiblichen Bestandteils 12, welcher die SELF-Bahn 52 umfaßt, zu kontrollieren. Der verfügbare Stretch und die Fähigkeit der ergreifenden Schichte 54, die Haken eines komplementären männlichen Bestandteils 14 zu ergreifen, werden angehoben, wenn für eine gegebene Frequenz von rippenartigen Elementen 74 die Höhe oder der Grad an Verformung, welcher den rippenartigen Elementen 74 verliehen worden ist, erhöht wird. (die Höhe H ist in Fig. 8 gezeigt). Das gleiche Resultat wird erzielt, wenn für eine gegebene Höhe H oder Grad von Verformung die Frequenz rippenartiger Elemente 74 angehoben wird. Jedoch darf die Frequenz der rippenartigen Elemente 74 nicht so groß sein, daß die Haken 28 des männlichen Bestandteils nicht imstande sind, die Filamente 80 des weiblichen Bestandteils zu ergreifen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Höhe H der rippenartigen Elemente 74 zwischen etwa 0,010 Inch und etwa 0,050 Inch (etwa 0,25 mm und etwa 1,27 mm) und bevorzugter zwischen etwa 0,020 Inch und etwa 0,035 Inch (etwa 0,51 mm und etwa 0,89 mm).
Die SELF-Bahn 52 muß ebenso nicht nur in der Richtung parallel zur Quermittellinie der Bahn verlängerbar sein. Beispielsweise können die Längsachse und die Querachse der SELF-Bahn 52 in einem Winkel zur Längsmittellinie bzw. Quermittellinie der Bahn angeordnet sein. Weiters können Abschnitte der SELF-Bahn 52 verschiedene Winkel von Verlängerbarkeit aufweisen.
Die SELF-Bahn 52 kann aus Polyolefinen, wie zum Beispiel Polyethylenen, einschließlich linearem Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Polyethylen ultra-niedriger Dichte (ULDPE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE), oder Polypropylen und Mischungen desselben mit den vorigen und anderen Materialien bestehen. Beispiele anderer geeigneter polymerer Materialien, welche ebenso verwendet werden können, inkludieren, sind aber nicht darauf beschränkt, Polyester, Polyurethane, kompostierbare oder biologisch abbaubare Polymere, Wärmeschrumpfpolymere, thermoplastische Elastomere, Metallocen- Katalysator-basierende Polymere (z. B. INSITE®, von Dow Chemical Company erhältlich und EXXACT® von Exxon erhältlich und Tredegar CPC2-Polyethylen, von Tredegar Inc. erhältlich) und atmungsaktive Polymere. Die Bahnenmaterialien können ebenso aus einem synthetischen Gewebe, synthetischem Strick, Faservlies, mit Öffnungen versehener Folie, makroskopisch expandierter dreidimensionaler geformter Folie, absorbierendem oder faserigem absorbierenden Material, schaumstoffgefüllten Zusammensetzungen oder Laminaten und/oder Kombinationen derselben bestehen. Die Faservliese können durch beliebige der folgenden Verfahren, hergestellt sein: Spinnspitze, Spinnvlies, schmelzgeblasen, gekrempelt und/oder Durchluft- oder Kalander-gebunden oder beliebige andere Verfahren, wie sie im Stand der Technik bekannt sind.
Während der weibliche Bestandteil eine Basisbahn 53, einschließlich eine SELF- Bahn 52, welche eine einzige Schichte von im wesentlichen planer polymerer Folie umfaßt, aufweisen kann, kann die vorliegende Erfindung gleich gut mit SELF- Bahnen 52, welche andere Materialien, Laminate von zwei oder mehr Materialien oder Füllmaterialien umfassen, ausgeführt werden. (Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Füllstoffmaterialien" auf Materialien, welche die SELF- Bahn 52 mit Masse und Dicke versehen.) Beispiele von Materialien, aus welchen die SELF-Bahn 52 hergestellt werden kann, inkludieren zweidimensionale mit Öffnungen versehene Folien und makroskopisch expandierte, dreidimensionale, mit Öffnungen versehene geformte Folien. Beispiele von makroskopisch expandierten, dreidimensionalen, mit Öffnungen versehenen geformten Folien sind im US-Patent 3,939.135, erteilt an Thompson am 30. Dezember 1975; im US-Patent 4,324.246, erteilt an Mullane et al. am 13. April 1982; im US-Patent 4,342.314, erteilt an Radel et al. am 3. August 1982; im US-Patent 4,463.045, erteilt an Ahr et al. am 31. Juli 1984; und im US-Patent 5,006.394, erteilt an Baird am 9. April 1991, beschrieben. Beispiele anderer geeigneter Materialien inkludieren Verbundstoffstrukturen oder Laminate aus Polymerfolien, Faservliesen und Polymerfolien und Faservliese. Die Laminate von Polymerfolien und Faservliesen können ebenso absorbierende oder faserige absorbierende Materialien, Schaumstoffe, thermisch gebundene im Luftstrom gelegte faserige Strukturen, oder andere Zusammensetzungen umfassen. Die Beigabe von Schichten oder Füllstoffmaterialien zur SELF-Bahn 52 kann wegen Festigkeits- und Rückformungsvorteilen zur Verstärkung der Bahn wirken sowie unterstützen, die rippenartigen Elemente 74 in einer angehobenen Position zu halten. Dies wiederum unterstützt dabei, die ergreifende Schichte 54 des weiblichen Bestandteils 12 in einer Position zu halten, um besser die Haken eines komplementären männlichen Befestigungsbestandteils zu ergreifen.
Die Basisbahn 53 und die ergreifende Schichte 54 können miteinander oder an beliebige andere Schichten oder Materialien durch irgendeines einer Anzahl von Bindungsverfahren, welche den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, verbunden werden. Derartige Bindungsverfahren inkludieren, sind aber nicht beschränkt darauf, thermische Bindung, Klebebindung (unter Verwendung irgendeines einer Anzahl von Klebstoffen, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, Sprühklebstoffen, Hotmelt-Klebstoffen, Latex-basierenden Klebstoffen und dergleichen); Ultraschallbindung; und Extrusionslaminieren, wobei eine polymerische Folie direkt auf ein Faservliessubstrat gegossen wird und, während es sich noch in einem teilweise geschmolzenen Zustand befindet, an eine Seite des Faservlieses anbindet oder wo ein schmelzgeblasenes Faservlies direkt an einer polymeren Bahn fixiert wird. Weiters kann die ergreifende Schichte mit der Basisbahn kontinuierlich oder intermittierend verbunden sein. (Wenn hierin verwendet, umreißt der Ausdruck "verbunden" Konfigurationen, bei welchen ein Element direkt an einem anderen Element fixiert ist, und Konfigurationen, bei welchen ein Element indirekt an einem anderen Element durch Fixieren eines Elements an einem Zwischenbauteil/en fixiert ist, welche wiederum an einem anderen Element fixiert ist/sind).
Verfahren zum Bilden von SELF-Bahn-52-Materialien inkludieren, sind aber nicht darauf beschränkt, Prägen durch zueinanderpassende Platten oder Walzen, Thermoformen, hochdruckhydraulisches Formen oder Gießen. Allgemein wird die ergreifende Schichte, welche Filamente oder eine Faservliesbahn umfaßt, mit der Basisbahn 53 verbunden, bevor die SELF-Bahn geformt wird Jedoch sollte es verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung ausgeführt/werden kann, wobei die ergreifende Schichte 54 mit der Basisbahn 53 verbunden wird, nachdem die Basisbahn 53 zu einer SELF-Bahn gebildet worden ist. Während der gesamte Abschnitt der SELF-Bahn 52, wie in Fig. 1 gezeigt ist, einem formenden Arbeitsvorgang unterworfen worden ist, kann die SELF-Bahn 52 weiters ebenso einer Formung lediglich eines Abschnitts davon, z. B. eines Abschnitts des Auftreffzonenbestandteils 12, unterworfen werden.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf Fig. 7 ist eine Vorrichtung gezeigt, welche allgemein mit 550 angegeben ist, um ein Material zu einer SELF-Bahn 52 zu formen. Die Vorrichtung 550 inkludiert ein Paar von Walzen 552, 554. Die Walzen 552 und 554 weisen jeweils eine Mehrzahl gezahnter Bereiche 556 und gerillter Bereiche 558 auf, welche sich um den Umfang der Walzen 552 bzw. 554 erstrecken. Wenn das Material zwischen den Walzen 552 und 554 durchgeht, werden die gerillten Bereiche 558 Abschnitte des Materials ungeformt lassen, während die Abschnitte des Bereichs, welche zwischen gezahnten Bereichen 556 durchgehen, geformt werden, wobei rippenartige Elemente 74 in den zweiten Bereichen 66 erzeugt werden.

Der komplementäre männliche Bestandteil

Der Ausdruck "männlicher Bestandteil", wenn er hierin verwendet wird, wird verwendet, um den Abschnitt der Befestigungseinrichtung 10 zu bezeichnen, welcher ergreifende Elemente, wie zum Beispiel Haken 28, aufweist. Die männlichen Bestandteile 14, welche mit dem weiblichen Bestandteil 12 aus Faservlies der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können konventionelle kommerziell erhältliche Hakenmaterialien sein. Der männliche Bestandteil 14 ist jedoch nicht auf konventionelle Materialien mit flexiblen federnden Haken 28 beschränkt. Geeignete männliche Bestandteile können weniger teure, relativ inflexible, sprödere Haken aufweisen. Weiters können die ergreifenden Elemente irgendeine Gestalt, welche in der Fachwelt bekannt ist, aufweisen, wie zum Beispiel Haken, "T's", Schwammerl oder irgendeine andere Gestalt. Ein geeigneter männlicher Bestandteil 14 kann eine Anzahl von geformten ergreifenden Elementen umfassen, welche von einer gewebten Unterlage, wie zum Beispiel dem kommerziell erhältlichen Material, welches als "SCOTCHMATE" Brand Nr. FJ3402 bezeichnet und von Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, erhältlich ist, abragen. Ein bevorzugter männlicher Bestandteil ist im US-Patent 4,846.815 mit dem Titel "Wegwerfwindel mit einer verbesserten Befestigungseinrichtung", welches an C.L. Scripps am 11. Juli 1989 ausgegeben worden ist, beschrieben. Andere besonders bevorzugte männliche Bestandteile und Verfahren zum Herstellen derselben sind die Häkchen, welche im US-Patent 5,058.247 mit dem Titel "Mechanisches Befestigungshäkchen", erteilt an Thomas et al. am 22. Oktober 1991; im US-Patent 5,116.563 mit dem Titel "Verfahren zum Erzeugen eines mechanischen Befestigungsmittels", erteilt an Thomas et al. am 26. Mai 1992; im US-Patent 5,180.534 mit dem Titel "Verfahren zum Herstellen eines wiederbefestigbaren mechanischen Befestigungssystems", welches an Thomas et al. am 19. Jänner 1993 erteilt worden ist; und im US-Patent 5,230.851 mit dem Titel "Verfahren zum Herstellen eines wiederbefestigbaren Befestigungssystems", erteilt an Thomas am 27. Juli 1993, beschrieben sind.
Der männliche Bestandteil 14 kann aus einem breiten Bereich von Materialien hergestellt sein. Derartige geeignete Materialien inkludieren, sind aber nicht beschränkt darauf, Nylon, Polyester, Polypropylen oder irgendeine Kombination dieser oder anderer Materialien.

Beispiele von Verwendungen der wiederbefestigbaren Befestigungseinrichtung

Die wiederbefestigbare Befestigungseinrichtung 10 der vorliegenden Erfindung ist besonders nützlich als eine Befestigungseinrichtung für wegwerfbare absorbierende Artikel. Der Ausdruck "wegwerfbarer absorbierender Artikel", wenn er hierin verwendet wird, bezieht sich auf Artikel, welche Körperexsudate absorbieren und halten. Insbesondere bezieht sich der Ausdruck auf Artikel, welche gegen oder in Nachbarschaft zum Körper des Trägers angeordnet sind, um die verschiedenen vom Körper des Trägers ausgeschiedenen Exsudate zu absorbieren und zu halten. Der Ausdruck "wegwerfbar" meint, daß derartige Artikel nach einem einzigen Gebrauch entsorgt werden können (d. h., sie sind allgemein nicht gedacht, um gewaschen oder sonst wiederverwendet zu werden). Beispiele wegwerfbarer absorbierender Artikel inkludieren Windeln, Inkontinenzkleidungsstücke, Hygienevorlagen, Verbandstoffe und dergleichen.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine exemplarische Wegwerfwindel 50, welche ein Befestigungssystem 72 umfaßt, welches den weiblichen Bestandteil 12 der vorliegenden Erfindung enthält. Die Windel 50 umfaßt vorzugsweise einen Körperabschnitt 51 und zwei Taillenbereiche, einen ersten Taillenbereich 56 und einen zweiten Taillenbereich 58. Der Körperabschnitt 51 umfaßt vorzugsweise ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt 168 und einen Aufbau mit Haltevermögen 160, welcher vorzugsweise ein flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt 164 und einen absorbierenden Kern 166 umfaßt.
Wie in Fig. 9 gezeigt, umfaßt das Befestigungssystem 72 der Windel 50 den weiblichen Bestandteil 12 der vorliegenden Erfindung und den männlichen Bestandeil 14. Die Positionen der Bestandteile des Befestigungssystems 72 können in Abhängigkeit von der gewünschten Konfiguration der Windel 50 variieren. Weiters kann jeder Abschnitt des Rückenblatts 168 oder das gesamte Rückenblatt 168 den weiblichen Bestandteil 12 der vorliegenden Erfindung umfassen, welcher die Windel 50 mit unbeschränkten Befestigungspositionen sowie ein Mittel zum Befestigen der Windel 50 in einer Entsorgungskonfiguration versieht. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Windel 50, welche das Rückenblatt 168 aufweist, das den weiblichen Bestandteil 12 umfaßt, einen oder mehrere zusätzliche Befestigungsbestandteile aufweisen, welche mit dem Rückenblatt 68 verbunden sind. Der (die) zusätzliche(n) Befestigungsbestandteil(en) kann (können) den weiblichen Bestandteil 12 der vorliegenden Erfindung oder irgendeinen anderen Befestigungsbestandteil(e), wie es in der Fachwelt bekannt ist, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, Bänder, mechanische Befestigungsmittel, haken- und schlaufenartige Befestigungsmittel, etc., umfassen.
Verschiedene Beispiele von allgemein bekannten Windelkonfigurationen, an welche die vorliegende Erfindung leicht adaptiert werden kann, sind in den US-Patenten Nr. 5,151.092 und Nr. 5,221.274, beide mit dem Titel "Absorbierender Artikel mit dynamischem elastischen Taillenelement mit einem vordisponierten Biegegelenk", erteilt an Kenneth B. Buell et al. am 29. September 1992 bzw. 22. Juni 1993; im US-Patent Nr. 3,860.003, erteilt an Kenneth B. Buell am 14. Jänner 1975; im US- Patent Nr. 5,242.436, erteilt an Weil et al. am 7. September 1993; und im US- Patent Nr. 5,330.458, erteilt an Buell et al. am 19. Juli 1994, beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, daß die Befestigungseinrichtung der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung mit irgendeiner spezifischen Windelstruktur oder -konfiguration beschränkt ist.

Claims

1. Ein weiblicher Bestandteil (12) einer wiederbefestigbaren Befestigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte weibliche Bestandteil umfaßt:

ein Basisbahn-Material (53), welches ein gummiähnliches Verhalten in Reaktion auf eine aufgebrachte Axialverlängerung entlang mindestens einer Achse desselben aufweist, wobei das genannte Basisbahn-Material ein dehnbares Netzwerk enthält, welches erste (64) und zweite (66) Bereiche aufweist, welche aus im wesentlichen der gleichen Materialzusammensetzung gebildet sind, wobei der genannte erste Bereich (64) eine erste gummiähnliche Widerstandskraft gegenüber der genannten aufgebrachten Axialverlängerung beistellt und der genannte zweite Bereich (66) eine zweite unterschiedliche Widerstandskraft gegen weiter aufgebrachte Axialverlängerung beistellt, wodurch mindestens zwei Stufen von Widerstandskräften beigestellt werden,

wobei der genannte zweite Bereich (66) eine Mehrzahl von erhabenen rippenartigen Elementen (74) aufweist;

und eine Mehrzahl von Filamenten (80), welche mit dem genannten Basisbahn- Material verbunden sind, wobei die genannten Filamente durch die genannten rippenartigen Elemente getragen sind, sodaß die genannten Filamente imstande sind, Haken eines komplementären männlichen Befestigungsbestandteils festzuhalten.

2. Eine wiederbefestigbare Befestigungseinrichtung, welche umfaßt

a) einen männlichen Bestandteil (14), welcher Haken (28) umfaßt; und

b) einen weiblichen Bestandteil (12), dadurch gekennzeichnet, daß der genannte weibliche Bestandteil umfaßt:

ein Basisbahn-Material (53), welches ein gummiähnliches Verhalten in Reaktion auf eine aufgebrachte Axialverlängerung entlang mindestens einer Achse desselben aufweist, wobei das genannte Basisbahn-Material ein dehnbares Netzwerk enthält, welches erste (64) und zweite (66) Bereiche aufweist, welche aus im wesentlichen der gleichen Materialzusammensetzung gebildet sind, wobei der genannte erste Bereich (64) eine erste gummiähnliche Widerstandskraft gegenüber der genannten aufgebrachten Axialverlängerung beistellt und der genannte zweite Bereich (66) eine zweite unterschiedliche Widerstandskraft gegen weiter aufgebrachte Axialverlängerung beistellt, wodurch mindestens zwei Stufen von Widerstandskraft beigestellt werden;

wobei der genannte zweite Bereich (66) eine Mehrzahl von erhabenen rippenartigen Elementen (74) aufweist; und

eine Mehrzahl von Filamenten (80), welche mit dem genannten Basisbahn-Material verbunden sind, wobei die genannten Filamente durch die genannten rippenartigen Elemente getragen sind, sodaß die genannten Filamente imstande sind, Haken des genannten männlichen Bestandteils festzuhalten.

3. Der weibliche Bestandteil nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die genannten Filamente in der Form einer Faservliesbahn aneinander vorfixiert sind.

4. Der weibliche Bestandteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die genannten rippenartigen Elemente eine Höhe zwischen 0.025 cm (0.010 Inch) und 0.127 cm (0.050 (Inch) und bevorzugter zwischen 0.051 cm (0.020 Inch) und 0.089 cm (0.035 Inch) aufweisen.

5. Ein wegwerfbarer absorbierender Artikel (50), welcher ein Deckblatt, ein Rückenblatt, welches mit dem genannten Deckblatt verbunden ist, einen absorbierenden Kern, welcher zwischen dem genannten Deckblatt und dem genannten Rückenblatt positioniert ist, und ein Befestigungssystem zum Befestigen des genannten wegwerfbaren absorbierenden Artikels um einen Träger aufweist, wobei das genannte Befestigungssystem den weiblichen Bestandteil nach Anspruch 1 oder die wiederbefestigbare Befestigungseinrichtung nach Anspruch 2 aufweist.

6. Der weibliche Bestandteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die genannten Filamente mit der genannten Basisbahn verbunden werden, bevor die genannte Basisbahn zu einer strukturellen gummiähnlichen Folienbahn gebildet wird, oder bei welchem die genannten Filamente mit der genannten Basisbahn verbunden werden, nachdem die genannte Basisbahn zu einer strukturellen gummiähnlichen Folienbahn gebildet worden ist.

7. Der weibliche Bestandteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher weiters ein Füllstoffmaterial umfaßt.

8. Ein wegwerfbarer absorbierender Artikel (50), welcher ein Rückenblatt (168) und einen Aufbau mit Haltevermögen (160), welcher mit dem genannten Rückenblatt verbunden ist, aufweist, wobei mindestens ein Abschnitt des genannten Rückenblatts den weiblichen Bestandteil nach Anspruch 1 umfaßt.

9. Der wegwerfbare absorbierende Artikel nach Anspruch 8, wobei der genannte Aufbau mit Haltevermögen ein Deckblatt und einen absorbierenden Kern umfaßt.

10. Der wegwerfbare absorbierende Artikel nach Anspruch 9, welcher einen zusätzlichen Befestigungsbestandteil, welcher mit dem genannten Rückenblatt verbunden ist, aufweist.