ES2292589T3 - Material de bucles para una sujeccion por ganchos y bucles. - Google Patents

Abstract

Un material de sujeción que se acopla con ganchos, para un sistema de sujeción de ganchos y bucles, que comprende un portador (102, 200, 306, 408, 454) en forma de lámina de material flexible y al menos un cordón (104, 202, 308, 404, 452) de gran abultamiento que se extiende a lo largo del portador y que está íntimamente fijado, de manera sustancialmente continua en toda su longitud, a una parte del portador, caracterizado porque el cordón de gran abultamiento tiene una estructura comprendida por múltiples hilos retorcidos conjuntamente, estando formado cada hilo por fibras o filamentos que han sido texturizados.

Description

Material de bucles para una sujeción por ganchos y bucles.

Antecedentes

Esta invención está relacionada en general con sujeciones por contacto y miembros de bucles de enganche para tales sujeciones y, más en particular, con su aplicación en productos tales como tiras de cierre para bolsos y paquetes flexibles, y con métodos y aparatos para su fabricación, véase el documento EP 0 895 731 A.

Para muchas aplicaciones de paquetes desechables, se necesitan cierres flexibles de bajo coste. Algunos cierres comerciales de cierre repetitivo, utilizados para bolsos y similares, presentan una tecnología de cierre hermético con cremallera de perfil entrelazado. Otros cierres, tanto de un solo cierre como de cierre repetitivo, pueden presentar diversos adhesivos, hilos retorcidos, tiras con automáticos o cordeles de cierre. También se ha sugerido la tecnología de cierre con ganchos y bucles para los cierres de paquetes, tales como bolsas flexibles, pero hasta hoy, no se ha empleado ampliamente.

Algunas de las cualidades ideales de muchos cierres de paquetes desechables de gran volumen incluyen una baja rigidez, un peso bajo, un volumen pequeño y un bajo coste. En muchos casos, se requiere una apertura y cierre repetitivos, pero para muchas aplicaciones desechables, el número anticipado de aperturas y cierres repetitivos de cada producto es solamente del orden de dos a diez.

El documento US 5 981 027 A divulga un producto de sujeción laminar y un método para su fabricación. El producto incluye una parte base moldeada con una serie de resaltes integradamente moldeados que se extienden a intervalos separados desde una superficie de la base, fijando una longitud de hilo a intervalos separados para formar bucles. Durante el uso, el producto puede ser utilizado para crear una sujeción mediante el acoplamiento de los bucles con elementos de ganchos de sujeción. El método de fabricación incluye un proceso de formación continua.

El documento US 4 761 318 A divulga una parte de sujeción por bucles que incluye una estructura fibrosa de forma laminar flexible y suave, que tiene una multiplicidad de bucles a lo largo de una primera superficie adaptada para encajar de forma liberable con una parte de sujeción acoplable, y una capa de resina termoplástica adherida a una segunda superficie principal de la estructura fibrosa que ancla los bucles en la estructura fibrosa, y que puede suavizarse mediante la aplicación de calor para adherir la parte de sujeción a un substrato, tal como la de un pañal desechable.

Sumario

Nos hemos dado cuenta de que para muchas aplicaciones de empaquetamiento, para las cuales se ha considerado generalmente que la tecnología de cierre por ganchos y bucles es demasiado voluminosa o costosa para su uso práctico, el cierre puede ser configurado de forma tal que la propia sujeción por ganchos y bucles está predominantemente sometida a cizalladura. Ejemplos de ello incluyen cierres del tipo de envolturas y de bolsas enrolladas en la parte superior, ataduras para envolver, y cierres en la cara interior de las bolsas que incorporan características que evitan ser despegadas. Más aún, nos hemos dado cuenta de que para muchas de estas aplicaciones, se requiere una resistencia mínima del cierre para mantener la abertura de la bolsa o paquete adecuadamente cerrada contra las cargas previstas.

Ejemplos de algunas configuraciones y aplicaciones de empaquetamiento, a las cuales se dirige esta invención y para las que es particularmente útil, se encuentran en nuestras solicitudes de patentes en trámite en Estados Unidos con los números 09/187.389, 09/187.936, 09/133.991, la solicitud provisional de patente de Estados Unidos 60/159.489, y la solicitud PCT US99/26261, presentada con la designación de Estados Unidos.

Con las mejoras que han tenido lugar con los años, en los procesos para fabricar económicamente elementos macho de sujeción muy pequeños, tales como los métodos de moldeo continuo según las enseñanzas de Fisher en la patente de Estados Unidos 4.794.028, el coste del componente de bucles de tales cierres por contacto ha sido, para muchas aplicaciones, el factor limitativo para la aplicación de la tecnología de sujeción por contacto.

Hemos averiguado que algunos cordones comercialmente disponibles y producidos en masa, que han sido vendidos para ser utilizados por ejemplo, en tareas caseras tales como el tricotado o el bordado, o para ser utilizados en la producción de alfombras, pueden formar, conjuntamente con ciertos parámetros y características, la base para los componentes económicos y eficaces de bucles en los sistemas de cierre por ganchos y bucles. En particular, se ha averiguado que tal cierre por bucles empleados en las configuraciones de empaquetamiento de los tipos construidos para aplicar una carga a la sujeción en forma, principalmente, de cizalladura, con una carga baja de despegue, proporciona una solución de bajo coste para muchas necesidades de empaquetamiento desechable.

En particular, se ha descubierto que un cordón muy abultado, por ejemplo un cordón compuesto por múltiples hilos conjuntamente retorcidos, formados cada uno de ellos por fibras o filamentos que han sido rizados o texturizados individualmente de alguna otra manera, pueden servir admirablemente para proporcionar un componente de bajo coste, acoplable con ganchos para una sujeción de ganchos y bucles para paquetes desechables flexibles, tales como bolsas y envolturas. Con el término "abultado", cuando se aplica a un cordón, se quiere decir a la relación de la superficie dentro de la sección transversal del cordón ocupada por las fibras. En otras palabras, se define la "relación de abultamiento" como la superficie de la sección transversal de la fibra retorcida, determinada por el diámetro medido a través de los hilos retorcidos, pero ignorando los extremos sobrantes y sueltos de las fibras, dividido por la superficie de la fibra. Para cordones consistentes en fibras relativamente uniformes, la superficie de la fibra es la superficie de la sección transversal de una sola fibra representativa, según la determina su diámetro nominal, multiplicado por el número total de fibras del cordón. Se prefiere un cordón con una relación de abultamiento, en reposo antes de la laminación, de entre
alrededor de 15 a 50, más preferiblemente entre alrededor de 18 y 40, y lo más preferible entre alrededor de 20 y 25.

Se prefiere generalmente que el área de la superficie del portador sobre el cual se aplica el cordón sea sustancialmente plana. Por "sustancialmente plana" se quiere decir que, aunque la superficie pueda no ser completamente plana, la superficie no incluye ninguna estructura elevada continua, tal como los bordes. Otras zonas del portador, separadas de la zona a la cual se aplica el cordón, pueden incluir ganchos u otras estructuras elevadas. Incluyendo estructuras elevadas continuas, se tiende a hacer más rígido el material de la sujeción, y puede aumentar el espesor del material de sujeción, lo cual puede no ser deseable en algunas aplicaciones. Es generalmente preferible que la lámina portadora sea relativamente delgada, por ejemplo, menor que alrededor de 0,010 pulgadas (0,25 mm), más preferiblemente desde alrededor de 0,005 a 0,007 pulgadas (0,125 a 0,177 mm). Además, las estructuras elevadas pueden hacer poco práctica la aplicación al material de la sujeción como cierre de una bolsa, debido a las dificultades para formar un cierre hermético lateral en una bolsa alrededor de una tira de cierre relativamente gruesa. En algunas aplicaciones, por ejemplo cuando se requiere un material de sujeción muy delgado, puede ser deseable que la superficie a la cual ha de aplicarse el cordón quede libre de cualquier estructura elevada, incluyendo estructuras discontinuas tales como los montantes.

Para algunos cierres, el cordón se encapsula parcialmente en la resina superficial de una tira de cierre sobre la cual está formada integradamente una serie de elementos macho de sujeción moldeados, de forma tal que cuando se cierra el cierre los elementos macho de sujeción se acoplan y retienen segmentos elevados encapsulados de fibras o filamentos individuales del cordón. En tales cierres, el cordón está preferiblemente encapsulado permanentemente en la tira de cierre de manera continua por toda la longitud del cordón para anclar el cordón firmemente en contra del tiro que sufre desde la resina encapsulada durante la carga o la abertura. El cordón puede ser tendido longitudinalmente de forma recta a lo largo del cierre en la dirección de la máquina de fabricación, o con un patrón de alternancia para formar una amplia región de bucles del cierre. En algunos casos, el cordón se extiende a través de la región de bucles del cierre, transversalmente a la dirección de la máquina y a la longitud de la tira de cierre y a la serie moldeada de elementos de sujeción.

Las fibras encapsuladas del cordón son, preferiblemente, de un material que tiene un punto de fusión más alto que el de la resina de encapsulamiento, de forma tal que las fibras pueden ser encapsuladas en la resina sin perder su integridad como fibras o fundirse en la resina base. Los materiales preferidos de la resina base serán compatibles con la resina de empaquetamiento a la cual están aplicados, e incluyen el polietileno, polipropileno, nylon, PVC y otros termoplásticos. Los materiales preferidos para el cordón incluyen los acrílicos y el nylon (tales como, por ejemplo, los de los hilos de tricotar para jerséis y similares), el poliéster, el polipropileno, las fibras naturales tales como el algodón o la lana, y las fibras continuas engrosadas que se utilizan para alfombras o similares.

Hemos averiguado que tales fibras pueden ser eficaz y económicamente encapsuladas en una base de resina, bajo las condiciones seleccionadas para originar que solamente los segmentos de fibra en un lado próximo del cordón queden encapsulados por la resina, dejando los segmentos de fibra del lado lejano del cordón en una condición elevada, expuesta al acoplamiento con los elementos macho de sujeción. Hemos averiguado que, sin ningún tratamiento posterior de las fibras del cordón o de la resina base (es decir, encapsuladas), las fibras de tales productos de bucles puede proporcionar un acoplamiento suficiente con elementos macho de sujeción adecuados, para funcionar como cierres repetitivos para muchas aplicaciones de empaquetamientos desechables. La encapsulación puede conseguirse, por ejemplo empleando un rodillo frío, preferiblemente en una pila de calandria, que recibe el cordón y la resina con al menos una superficie fundida.

También se ha averiguado que pueden encapsularse adecuadamente fibras muy abultadas y económicas en una resina base de una tira de cierre, introduciendo el cordón directamente en la abertura de formación del elemento de sujeción del dispositivo presentado por Fisher, bajo presiones de la abertura suficientes para forzar la resina al interior de las cavidades del elemento de sujeción, al tiempo que deja un número de fibras suficiente del cordón encapsuladas, descubiertas y con abultamiento suficiente para definir bucles que pueden engancharse con los ganchos. Como el cordón no tiene que proporcionar resistencia o rigidez estructural a la base del cierre, solamente se necesita encapsular fibras suficientes para que resistan las fuerzas de tiro previstas en capa punto de toda su longitud. Se ha averiguado que, por ejemplo, con el propileno como resina base, formado por extrusión en una estación de moldeo a una temperatura por encima de los 400 grados Fahrenheit (204ºC), un cordón acrílico de tricotar, de alto volumen, retorcido, y de múltiples hilos, sobrevive a las condiciones del proceso, quedando enmarañadas y encapsuladas los hilos de un lado por la resina que forma la base, mientras que los hilos del lado opuesto, que se mantienen contiguamente a un rodillo frío durante el proceso, sobreviven intactas y vuelven elásticamente tras el proceso a una condición de gran volumen. Debido a que los hilos se retuercen unos alrededor de otros, un número significativo de segmentos de fibra descubiertos están, como máximo, solamente mientras tiene lugar una revolución parcial de una vuelta del hilo, fijados en cada extremo de la resina de la base, y por tanto definen efectivamente unas fibras acopladas con los ganchos ancladas a la base. En otras palabras, el retorcimiento altamente eficaz de los filamentos puede crear segmentos de bucles acoplados con ganchos de menos de alrededor de 1/4 de pulgada (0,63 cm) de longitud.

Controlando apropiadamente la velocidad de moldeo y la temperatura y presión de la resina (los valores óptimos de lo cual son interdependientes y dependerán del tipo de resina empleada y de la geometría del producto, como se comprenderá por las personas de experiencia normal en la técnica), la penetración resultante de la resina del substrato en el material de bucles puede ser controlada de manera que no inunde completamente la superficie descubierta de bucles con la resina. En muchas aplicaciones, el uso de anillos erguidos de perfil apropiado para forzar al hilo a que penetre en la resina fundida, puede ayudar a formar un diseño de regiones elevadas del hilo que están menos penetradas por la resina que otras zonas. Tales regiones elevadas pueden extenderse aún a más bucles para un fácil enganche con los elementos de sujeción.

También se ha averiguado que tales fibras de múltiples hilos retorcidos, parcialmente encapsulados, pueden proporcionar una buena densidad de fibra para aceptar elementos machos de sujeción muy pequeños, tales como unos ganchos de una altura de 0,015 pulgadas (0,38 mm) o menos, dispuestos en serie con una densidad de entre alrededor de 500 y 3000 elementos de sujeción por pulgada cuadrada (6,45 centímetros cuadrados). Se ha averiguado que se crea un espacio abierto suficiente entre los filamentos de los segmentos descubiertos de cada hilo, así como los intersticios entre los hilos retorcidos, para permitir la penetración efectiva de los elementos de sujeción para conseguir un acoplamiento eficaz de cierre repetitivo de ganchos y bucles en aplicaciones de paquetes desechables.

Según se utiliza en esta memoria, el término general "acoplable con ganchos" aplicado a los bucles significa bucles que pueden quedar enganchados con los ganchos de uno de los diversos tipos disponibles, tales como los ganchos en forma de J, en forma de palmeras o de setas.

Los detalles de uno o más modos de realización de la invención se establecen en los dibujos que se acompañan y en la descripción siguiente. Otras características, objetos y ventajas de la invención quedarán claras a partir de la descripción, los dibujos y las reivindicaciones.

Descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva de una sujeción por contacto compuesta en forma de una tira de cierre.

La figura 1A es una vista ampliada de una zona 1A de la figura 1, que muestra la estructura del componente de bucles de la tira de cierre.

La figura 1B es una micro-fotografía de un componente de bucles en sección transversal.

La figura 1C es una micro-fotografía de un componente de bucles de cordón de cuatro hilos, que está parcialmente sin retorcer.

La figura 1D es una micro-fotografía de uno de los hilos del cordón de la figura 1C, retirado del cordón.

La figura 1E es una micro-fotografía de muchos filamentos individuales que componen un hilo del componente de bucles del cordón.

Las figuras 2 y 2A ilustran varios métodos para formar la tira de cierre de la figura 1.

Las figuras 3A y 3B son vistas transversales ampliadas de modos de realización alternativos de la abertura de formación del aparato de la figura 2, ilustrando el componente de bucles del cordón parcialmente incrustado en la resina de la tira de cierre.

Las figuras 4A-4C ilustran diseños ondulados de componentes del bucles del cordón.

La figura 5 ilustra un método y un aparato para formar la tira de cierre con un componente de bucles del cordón que tiene un diseño ondulado y encapsulado en el substrato de cierre, cuando se forma el substrato de cierre.

La figura 5A muestra una variante de la configuración de la abertura de la máquina de la figura 5.

La figura 6 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 6-6 de la figura 5.

La figura 7 muestra un método y un aparato para aplicar una tira de bucles del cordón con un diseño ondulado a una tira de cierre, después de haber formado los elementos de sujeción de la tira de cierre y la base.

La figura 8 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 8-8 de la figura 7.

La figura 9 muestra dos cordones de hilo tendidas con un diseño sinusoidal intercalado a través de un nervio de resina fundida sobre una tira de cierre, para formar un componente de bucles.

La figura 10 muestra una bolsa flexible desechable que incorpora la tira de cierre de la figura 1.

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La figura 11A y 11B son vistas en sección transversal tomadas a lo largo de la línea 11A-11A de la figura 10, con la bolsa según está cerrada originalmente, y vuelta a cerrar, respectivamente.

La figura 12 ilustra un método para abrir la bolsa de la figura 10.

La figura 13 ilustra un cierre de atadura de un envoltorio que incorpora el componente de bucles de hilo.

La figura 13A es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 13A-13A de la figura 13.

La figura 14 muestra una bolsa desechable que está fijada con el cierre de atadura para envoltorio de la figura 13.

La figura 15 ilustra un proceso para hacer cierres de atadura para envoltorios en un proceso continuo.

Las figuras 15A-15D muestran el producto siendo procesado en los respectivos puntos a lo largo de la figura 15.

Las figuras 16 y 16A son vistas ilustrativas en planta y lateral, respectivamente, de la función y estructura básica del combinador de la figura 15.

La figura 17 muestra una tira de cierre unida a un borde una bolsa.

La figura 18 muestra una configuración de tiras de cierre gemelas.

La figura 19 muestra una vista lateral de un producto de sujeción que tiene hilos en un lado y ganchos en el lado opuesto.

La figura 19A es una vista en sección transversal del producto de la figura 19, tomada a lo largo de la línea A-A.

La figura 20 es una vista en perspectiva de un producto de sujeción que incluye una configuración de alternancia de hilos y filas de ganchos.

La figura 21 es una vista en perspectiva de un producto de sujeción que incluye una pluralidad de hilos sustancialmente paralelos.

La figura 21A es una vista en perspectiva muy ampliada del detalle A de la figura 21.

Los números de referencias y designaciones similares indican en los diversos dibujos elementos similares.

Descripción detallada

Haciendo referencia a la figura 1, una tira 100 de cierre longitudinalmente continua, por ejemplo para cerrar una bolsa, consiste en un substrato delgado 102 de resina en forma laminar con bandas paralelas 103 y 106 continuas longitudinalmente de bucles y elementos de sujeción, respectivamente, en su cara frontal 108. Las bandas 103 y 106 están igualmente espaciadas desde el centro "C" de la tira de cierre, de forma tal que cuando la tira está plegada longitudinalmente en "C" para cubrir la cara frontal 108, los elementos de sujeción de la banda 106 enganchan y retienen los bucles de la banda 103 para formar una sujeción liberable. Los elementos 110 de sujeción de la banda 106 están moldeados integradamente con la cara frontal 108 y se extienden desde ella. En este modo de realización, estos elementos de sujeción están en forma de ganchos con forma de "J" que se extienden en filas por toda la longitud de la tira de cierre. Algunos de los ganchos en forma de J miran en direcciones opuestas a lo largo de la tira. Pueden emplearse también otras formas de elementos de sujeción, incluyendo otros tipos de ganchos y de elementos de sujeción que sobresalen en voladizo del substrato 102 en una dirección a lo ancho. Una forma adecuada de elemento de sujeción es la forma del gancho CFM29 (de alrededor de 0,015 pulgadas o 0,38 mm de altura), disponible en diversos productos vendidos por Velcro USA, Manchester, New Hampshire.

La banda 103 de bucles consiste en un solo cordón 104 que tiene cuatro hilos retorcidos unos alrededor de otros en forma helicoidal, de forma que las fibras de cada uno de los cuatro hilos se extiende tanto en la resina de la base como alejándose de la resina para formar bucles de enganche. Alternativamente, la banda 103 puede consistir en dos cordones paralelos de hilos (no ilustrado) que se extienden a lo largo de la tira de cierre y están separados por una pequeña distancia. Se estudian con más detalle otras configuraciones a continuación. En un ejemplo actual la banda 106 de los ganchos es de alrededor de 0,375 pulgadas (9,5 mm) de ancha, y la banda 103 de bucles es de alrededor de 0,125 pulgadas (3,17 mm) de ancha y consiste en dos cordones paralelos de hilos tendidos uno contra otro.

Como se ilustra en la figura 1A y se muestra en la figura 1B, las fibras de hilo 104 están, a lo largo del lado inferior del cordón, encapsuladas directamente en resina del substrato a medida que se moldea el substrato en un proceso de moldeo continuo (descrito a continuación). En otros casos, el cordón está adherido continuamente al substrato formado, ya sea por unión ultrasónica, soldadura o adhesivos. Como puede verse en la figura 1B, el cordón es bastante grueso en comparación con la base delgada, y la resina de la base penetra solamente en la parte cercana del cordón.

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La figura 1C muestra el cordón de cuatro hilos utilizado en el cierre de la figura 1, con los cuatro hilos individuales desenredados en la mitad izquierda de la fotografía. Como puede verse en la fotografía, cada hilo consiste en muchas fibras o filamentos individuales que, en lugar de estar perfectamente rectos y suaves, están doblados localmente y retorcidos para proporcionar una elevación en el cordón de hilo. En este sentido, las fibras de hilo están "texturizadas" mediante el rizado u otros métodos conocidos en la técnica de los hilos. En el ejemplo ilustrado, las fibras o filamentos acrílicos individuales tienen un diámetro de alrededor de 0,00088 pulgadas (0,02 mm) y son de un denier de alrededor de 2, y hay alrededor de 200 filamentos en cada uno de los cuatro hilos. El retorcimiento de los hilos unos sobre otros es evidente en la mitad derecha de la fotografía. Dentro de cada hilo hay también algún retorcimiento de las fibras, y el retorcimiento de los hilos conjuntamente crea un "conjunto" en cada hilo correspondiente al diseño del retorcimiento, como es visible en la fotografía de la figura 1D de un solo hilo sacado del cordón sin retorcer. Una de las razones de que esta estructura de hilos retorcidos haya resultado que funciona bien como un bucle que engancha con los ganchos es debido a que las fibras individuales giran desde la parte frontal a la posterior (es decir, alrededor del cordón de hilos) en una distancia muy corta, y el paso axial o distancia entre hilos contiguos, a lo largo de la superficie exterior del hilo, es solamente alrededor de 0,040 pulgadas (1 mm). Fijando un lado del hilo continuamente en toda su longitud a un portador base, ambos extremos de las vueltas parciales descubiertas del hilo quedan anclados al portador. Esto confiere un buen anclaje, permitiendo que los ganchos se enreden con estas fibras, pero proporcionando una buena retención contra el tiro de las fibras alejándose del portador. Un paso efectivo en una fibra retorcida de alrededor de 0,040 pulgadas (1 mm) en este ejemplo ilustrado, significa que alrededor de cada 1/16 de pulgada (1,58 mm) a lo largo de la fibra, hay anclado un hilo de la fibra en ambos lados, creando así bucles descubiertos para ser enganchados por los ganchos en intervalos de 1/16 pulgadas bastante regulares.

El abultamiento o elevación del cordón resultante de la interferencia mecánica de los rizos y dobleces de los filamentos retorcidos están particularmente relacionados con la capacidad de la fibra para encontrar y enganchar con éxito en ganchos acoplables de un tamaño y forma determinados. La naturaleza rizada o texturizada de las fibras individuales es visible en las figuras 1D y 1E, por ejemplo. Se cree que, aunque el rendimiento de enganche global de una serie de elementos macho de sujeción con un campo de bucles fibrosos, es una consideración estadística, la mecánica básica del enganche puede ser descrita con respecto a un solo elemento de sujeción del tipo de gancho. Cuando un gancho de forma re-entrante (por ejemplo, un gancho del tipo de J con una punta que se vuelve a curvar hacia la base) entra en un campo de bucles, la cabeza del gancho encontrará probablemente y empujará hacia un lado uno o más bucles o fibras a medida que el gancho penetra en el material de bucles. En algunos casos, una fibra se flexionará hacia el recodo del gancho cuando el gancho ha penetrado suficientemente la masa de fibras, de forma que al tirar del gancho hacia atrás fuera del material de bucles enganchará la fibra. En otros casos, un ligero movimiento lateral del gancho con respecto a las fibras, coloca una o más fibras dentro del recodo del gancho. Se puede decir que en el momento en que un bucle o fibra se extiende bajo la parte en voladizo del gancho, el gancho y el bucle están "comprometidos" aunque todavía no "enganchados". Dado que las fibras que enganchan rara vez están tensadas, cuando se tira de un gancho comprometido alejándolo del material de bucles, es incapaz de transportar ninguna carga apreciable cuando la superficie del gancho entra en contacto por primera vez con un bucle comprometido en su estado relajado. Solamente después de tirar de la longitud libre del bucle o fibra hasta tensarla ocurrirá que el bucle y gancho individuales pueden resistir la carga de la separación. Gran parte de la técnica de mejorar el rendimiento de los cierres del tipo de gancho y bucle es mejorar la probabilidad de compromiso, que puede ser afectada por la huella de entrada y la forma de la cabeza del gancho (que puede afectar a la capacidad del gancho para penetrar con éxito en el material de bucles hasta un nivel por debajo del nivel de algunas fibras), la elasticidad de las fibras, la estructura de la punta del gancho (que puede afectar su capacidad de abrirse paso entre las fibras), y la tendencia hacia el movimiento lateral que refuerza el compromiso. Esto último se cree asociado con la observación de que las sujeciones del tipo de gancho y bucle se comportan mejor en cizalladura que en cargas de despegue o normales, ya que la cizalladura origina un grado de movimiento lateral que desarrolla nuevos compromisos y enganches posteriores, incluso cuando otros enganches están cediendo. Con respecto a la selección del mejor cordón de múltiples hilos retorcidos como componente de bucles, la penetración del gancho en la masa del cordón es tanto una función de la naturaleza del campo de fibras de bucles como lo es de la estructura del gancho. Como se ha entendido durante algún tiempo, el mejor material de bucles no es necesariamente el que tiene la mayor densidad de población de bucles. Sin el espacio libre suficiente dentro del material de bucles para que las cabezas de los ganchos penetren la masa de fibras y deflexionen lateralmente los bucles, solamente hay una sujeción débil en el mejor de los casos. Se cree que esta es la razón por la que se requiere algún abultamiento o elevación de la masa de bucles para que un cordón sea un candidato de éxito para un material de bucles. Algunos cordones de múltiples hilos comercialmente disponibles, incluso algunos con fibras rizadas o texturizadas, se retuercen muy estrechamente y así quedan muy densos para permitir un compromiso de adecuado entre gancho-bucle. Un cordón retorcido que sea demasiado denso, pero que también tiene propiedades deseables como componente de bucles puede estar ligeramente sin retorcer cuando se une a la resina de cierre. Hemos averiguado que, al mismo tiempo que se disminuye la densidad interna de las fibras del cordón para proporcionar un volumen de aire adicional para la penetración del gancho y para aumentar la superficie de la sección transversal del cordón para dispersar las fibras de los bucles sobre una anchura mayor en el cierre acabado, deshacer el retorcimiento de un cordón de múltiples hilos puede crear también una separación helicoidal útil entre hilos contiguos que puede aumentar la superficie efectiva del cordón presentando bucles para el enganche.

Creemos que las fibras acrílicas de hilos para tricotar sobreviven a la presión y temperatura, preferiblemente empleadas para fijar el cordón a la base, en parte debido al abultamiento del cordón, a su efecto de aislamiento térmico y al efecto de barrera del flujo que crean tales cordones. Preferimos enfriar activamente la superficie de la herramienta (en casos preferidos, un rodillo de la abertura de moldeo) que engancha directamente el cordón y lo fuerza contra la resina fundida, para ayudar a impedir la encapsulación completa.

En el caso preferido de utilizar un proceso de calandrado para unir las bases y los hilos de resinas diferentes, se comprime el plástico fundido hasta una sección transversal muy delgada cuando pasa a través de la abertura, y por tanto tiene una masa térmica pequeña y se enfría a medida que entra en contacto con las partes contiguas del rodillo de moldeo frío, haciendo que la viscosidad de resina de la base aumente. Esto, en combinación con el hecho de que la incompatibilidad química no permite humedecer las fibras del cordón con la resina base, permite a las propias fibras formar una barrera de flujo tal que las fibras más distantes no se sumergen en la resina y por tanto retienen sus propiedades de abultamiento y de acoplamiento con los ganchos. A pesar de que la resina de la base está muy caliente cuando entra en la abertura entre rodillos, solamente el lado próximo del cordón que entra en contacto inicial con la resina queda incrustado. El resto del material del cordón vuelve a recuperar elásticamente algo de su abultamiento después de pasar a través de la abertura, poniendo una pequeña cantidad de tensión residual en algunas de las fibras con secciones encapsuladas. La retención de las fibras del cordón en la resina de la base se refuerza al ser una resina con una temperatura de fusión más alta que la del plástico que forma la base, de manera que los segmentos descubiertos y encapsulados continúan formando filamentos continuos mecánica y esporádicamente anclados en la resina de la base. Cuando se incrusta cordón de bucles en una resina base químicamente incompatible, en muchos casos el anclaje del cordón es estrictamente mecánico. Las fibras acrílicas no son químicamente compatibles con el polietileno, por ejemplo. Para muchas aplicaciones de paquetes flexibles se elige el polietileno de baja densidad lineal como tela portadora, para un sellado fácil por calor con la película estándar de paquetes de polietileno, o para capas de sellado de películas multicapa.

Además del tipo de cordones disponibles comercialmente, en tiendas al por menor de manualidades para tricotar, el cordón de filamentos continuos abultados (BCF) utilizado en la fabricación de alfombras, por ejemplo, es útil también para algunas aplicaciones. El cordón útil para alfombras tiende a ser de un denier más alto, del orden de alrededor de 5 a 20, por ejemplo, con fibras individuales de entre alrededor de 0,001 y 0,002 pulgadas (0,025 y 0,05 mm) de diámetro, mientras que las fibras para tricotar puede ser de un peso de alrededor de 2 a 5 denieres con fibras de alrededor de 0,0006 a 0,001 pulgadas (0,015 a 0,025 mm) de diámetro. Se cree que, con la elasticidad y tenacidad suficientes, las fibras más finas se adaptan más fácilmente al acoplamiento con elementos machos de sujeción extremadamente pequeños, tales como los de un tamaño similar al gancho CFM-29 estudiado anteriormente, y más pequeños. Las fibras BCF deben ser generalmente expandidas antes de utilizarlas como material de bucles, típicamente con la aplicación de calor. El cordón puede ser expandido antes de su aplicación a la tela portadora, en la abertura entre rodillos, o como un paso de tratamiento posterior después de que el cordón ha sido incrustado. Si el cordón se expande en la abertura, puede ser necesario minimizar la presión de la abertura.

La figura 2 ilustra un ventajoso método y un aparato para producir las tiras de cierre antes descritas. El método emplea la extrusión continua/moldeo por rodillos para moldear elementos de sujeción sobre una base integrada de forma laminar, descrita por Fischer en la patente de Estados Unidos 4.794.028, y el proceso de laminación en la abertura entre rodillos descrito en general por Kennedy y otros colaboradores, en la patente de Estados Unidos 5.260.015. La posición relativa y el tamaño de los rodillos y otros componentes no están a escala. Una cabeza 150 de extrusión suministra una lámina continua de resina fundida a una abertura 152 entre un rodillo giratorio frío 154 de moldeo y un rodillo 156 de presión que gira en sentido contrario. El rodillo 154 de moldeo contiene una serie de cavidades de moldeo en miniatura con forma de elementos de sujeción, que se extienden hacia dentro desde su periferia (indicada esquemáticamente) para moldear los elementos de sujeción. La presión en la abertura 152 fuerza a la resina a entrar en las cavidades de los elementos de sujeción y forma el substrato. El producto formado se enfría en el rodillo de moldeo hasta que los elementos de sujeción solidificados (por ejemplo, los ganchos) quedan desprendidos de sus cavidades fijas por medio de un rodillo 15S de desprendimiento. Junto con la resina fundida, se alimenta un hilo continuo de cordón 104 en la abertura 152, donde se impregna sólo parcialmente por la resina y queda permanentemente unido a la cara frontal del substrato, en condiciones de enfriamiento, para permitir que las fibras exteriores del cordón recuperen su elasticidad y definan bucles acoplables con ganchos al salir de la abertura. Así, el producto 162 que es desprendido del rodillo de moldeo incluye tanto los elementos de sujeción como los bucles de enganche. Para tasas de producción más altas, se pueden producir dos o más anchos de la tira de cierre sobre un solo rodillo de moldeo, separándolos y devanándolos después.

La figura 2 indica también otros métodos que en algunos casos pueden ser empleados con ventaja. Por ejemplo, en lugar de introducir el cordón 104 en la abertura 152 y unirlo así con el substrato cuando se forma el substrato, el cordón puede ser unido al substrato después de haber sido formado el substrato, tal como se indica con el recorrido 104' del cordón ilustrado en línea de puntos. En algunos casos, se calienta la cara frontal de substrato formado, en la región donde será aplicado el cordón, justamente antes de entrar en la abertura entre los rodillos locos 172 y 176. El papel 139 puede ser unido a la cara posterior del substrato haciendo pasar una tira de papel a través de la abertura 152 en el lado del rodillo de presión de la resina según se indica, o bien adhiriendo papel recubierto de adhesivo al substrato formado en el rodillo 158 de desprendimiento o bien en el rodillo loco 176. Para algunas aplicaciones, tal papel recubierto con adhesivo incluye un recubrimiento de transferencia, de forma que su soporte de papel puede ser desprendido del adhesivo en la parte posterior del producto para fijar la parte posterior del producto final a una superficie de soporte. El adhesivo aplicado a la parte posterior del producto de esta manera puede ser un adhesivo sensible a la presión o bien un adhesivo activado por calor, por ejemplo. Para disminuir la permeabilidad al aire o a la humedad del producto final, puede añadirse un segundo flujo de resina (fundida o bien en forma de película, no ilustrada) a la abertura contra el rodillo 156 de presión para formar un soporte del producto final. Por ejemplo, puede añadirse una capa de poliéster para reducir la permeabilidad al oxígeno de una tira de cierre de polietileno, y/o puede añadirse polipropileno orientado o polietileno de alta densidad como barrera contra la humedad. Estas capas adicionales se utilizan a menudo para empaquetar ciertos productos. Al añadir una tira de material 178 de barrera entre el cordón y la resina fundida se controla opcionalmente el diseño de penetración de la resina en el cordón por la abertura 152. El material 178 de barrera, en algunos casos, es un papel o película perforada que permite pasar a la resina en el cordón en regiones seleccionadas, pero impide el flujo en otras regiones. El material de barrera puede ser también una lámina homogénea de material que tenga una alta porosidad, limitando la penetración de la resina en el cordón.

La figura 3 ilustra la unión del cordón 104 con la resina del substrato en la abertura 152 (figura 2). El rodillo 154 de moldeo incluye unos anillos "guía" 180 en cada lado de un conjunto de anillo 182 de diámetro reducido, que forman una hendidura que ayuda a mantener el cordón situado transversalmente a lo largo de la abertura. Los anillos 182 pueden tener un solo diámetro reducido o bien, como está ilustrado, puede tener diámetros exteriores ondulados para producir regiones de presión de laminación variable entre el cordón y la resina, como los anillos erguidos presentados en nuestras solicitudes anteriores que se han incorporado como referencia anteriormente. Si han de introducirse múltiples tiras de cordón en la resina por caminos separados, el rodillo de moldeo está provisto de un correspondiente número de hendiduras formadas por anillos apropiados de diámetro reducido. También hemos averiguado sorprendentemente que el cordón 104, en algunos casos, puede ser unido con éxito a la resina sin la correspondencia de ninguna característica en el rodillo de moldeo, incluso con una presión normal de la abertura de moldeo de los ganchos, como se ilustra en la figura 3B. Aún cuando la masa del cordón, en cualquiera de los dos casos, sea fuertemente comprimida en la abertura de moldeo/encapsulación, se ha averiguado que recupera rápidamente un abultamiento y volumen significativos al salir de la abertura, como se ilustra en la figura 1B, por ejemplo. Se ilustra un canal 183 de refrigeración cerca de la superficie del rodillo de moldeo en el lado de la abertura que está más cerca del cordón 104, para ayudar a moderar la temperatura del lado exterior del cordón de alto abultamiento para mejorar la cantidad de cordón que permanece limpio de plástico fundido. Los rodillos de moldeo con tales pasos de refrigeración se describen con más detalle en la patente de Estados Unidos núm. 6.039.556.

La figura 2A ilustra un método alternativo y un aparato para formar las tiras de cierre anteriormente descritas. La superficie perfilada de una cabeza 188 de extrusión (denominada a veces cabeza de inyección) es colocada contiguamente a un rodillo 154 de moldeo (con cavidades fijas de moldeo de elementos de sujeción, como se ha descrito anteriormente con respecto a la figura 2), y se inyecta un flujo continuo de resina fundida bajo presión en la separación 190 definida entre la cabeza 188 y el rodillo 154 de moldeo, llenando las cavidades de elementos de sujeción y formando las caras frontal y posterior del substrato. La configuración y la construcción del rodillo 154 de moldeo es la misma que la ilustrada en las figuras 3A o 3B, en las cuales el miembro de moldeo inferior puede disponerse como la cabeza de extrusión contigua. El cordón 104 es alimentado a través de una región predeterminada de la separación 190, y se mantiene contra la superficie del rodillo 154 de moldeo por la presión de la resina en la separación. De esta manera, el material de bucles queda parcialmente impregnado con la resina del substrato y permanentemente unido a la cara frontal del substrato. En algunas aplicaciones donde no es posible llenar las cavidades de elementos de sujeción sin saturar completamente el cordón con la resina, se alimenta una tira de material 178 de barrera a través de la separación 190 entre la cabeza 188 y el material 160 de bucles. El material 178 de barrera se estudia con más detalle anteriormente con respecto a la figura 2. Para algunas aplicaciones, se lamina una tira de papel o de otro material adecuado 139 de soporte, en la cara posterior del substrato cuando el producto moldeado está retenido en el rodillo 154 de moldeo, por la presión suministrada por un rodillo de presión, por ejemplo. Alternativamente, puede adherirse una tira de papel recubierto con adhesivo al substrato formado, en el rodillo 158 de desprendimiento o bien el rodillo loco 176.

Haciendo referencia a las figuras 4A y 4B, el cordón 104 puede quedar dispuesto dentro de la banda de bucles del cierre, sobre la cara de la tira portadora, con un diseño ondulado u oscilante que tiene una longitud de onda "W" y una amplitud "A", siendo variables ambos parámetros W y A sobre límites amplios para producir la cobertura apropiada a la aplicación de cierre en cuestión. La banda de bucles resultante tiene más bucles por unidad de longitud de cierre que con una sola tira longitudinal de cordón, y estos bucles están esparcidos sobre una anchura mayor para facilitar el enganche o reducir aún más la necesidad de un ajuste del cierre. Además, al doblar el cordón devanado helicoidalmente cerca de los bordes de la banda de bucles, se puede actuar para abrir localmente la hélice devanada y proporcionar un mayor abultamiento y zona intersticial para la penetración de los ganchos. Este efecto se hace aún más pronunciado a medida que la longitud de onda del diseño disminuye y la curvatura localizada del cordón aumenta, tal como en el diseño de la figura 4B. Aunque el cordón se extiende generalmente a lo largo del cierre, estos diseños producen segmentos, cerca del centro de la tira de bucles, que se extiende localmente en direcciones diferentes. La amplitud del diseño en algunos casos es mucho mayor, como se ilustra en la figura 4C, de forma que los segmentos centrales son prácticamente transversales a la dirección de la máquina y el cordón forma un campo de bucles de gran superficie. El diseño puede parecerse, por ejemplo, a una onda sinusoidal, una onda cuadrada, una onda triangular u otra forma de onda. Una ventaja de emplear cordones para tales construcciones es que la naturaleza de la mayoría de los cordones es tal que las fibras de enganche se extienden desde todos los lados del cordón, en lugar de hacerlo desde una sola superficie amplia como en muchos componentes de bucles tejidos o hechos con aguja. Así, donde tales componentes direccionales podrían ser repartidos con pequeñas anchuras y después ser dispuestos con un diseño ondulado, los cordones evitan cualquier preocupación relativa a mantener cualquier lado del cordón mirando hacia arriba para su enganche. En ese sentido, la mayoría de los cordones puede decirse que son miembros de bucles omnidireccionales.

La figura 5 muestra un método de diseñar un cordón 104 cuando se aplica mientas se moldean los elementos macho de sujeción del cierre. El método ilustrado emplea un rodillo 154 de moldeo, un rodillo 156 de presión, un rodillo 158 de desprendimiento y un elemento 150 de extrusión de construcción similar a los descritos anteriormente, pero con los rodillos de moldeo y de presión dispuestos lateralmente y el elemento de extrusión por encima de la abertura 152 entre los rodillos. La resina es alimentada por gravedad hacia la abertura, pero por otra parte está sometida a las mismas presiones de la abertura y temperaturas que en los procesos descritos anteriormente. La velocidad de alimentación del cordón 104 es mantenida por los rodillos 184 de accionamiento y se selecciona de acuerdo con la velocidad del rodillo 154 de moldeo y con la amplitud y frecuencia del diseño pretendido para el cordón. El cordón se alimenta a través de un ojal en el extremo de un brazo oscilante 186 adaptado para desplazarse de adelante a atrás con una frecuencia y una amplitud correspondientes al diseño deseado, tendiendo el cordón 104 sobre la región del rodillo 104 de moldeo asociado con la banda de bucles del producto acabado, como se ilustra en la figura 6. Para ayudar a retener al cordón 104 en su configuración de tendido, cuando viaja con la superficie del rodillo 154 de moldeo hacia la abertura 152 entre rodillos, la sección de la banda de bucles del rodillo de moldeo puede estar equipada con un acabado áspero de la superficie o con patillas muy pequeñas u otras protuberancias (no ilustradas), de forma que el cordón no se deslice a través de la superficie del rodillo. Los perfiles intercalados de varios anillos erguidos pueden ayudar también a impedir el deslizamiento. Para algunos tipos y pesos del cordón, o en casos en los que se desea una superficie suave en la sección de la banda de bucles del rodillo de moldeo, la disposición de los rodillos de moldeo y de presión 154 y 156 puede ser configurada como se ilustra en la figura 5A, siendo introducida la resina en el rodillo 156 de presión por delante de la abertura 152, bien por el elemento 150 de extrusión, como está ilustrado, o bien por una cabeza de presión similar a la de la figura 2A. La configuración de la figura 5A reduce la pendiente vertical máxima encontrada por el cordón 104 sobre el rodillo 154 de moldeo antes de ser introducido en la resina fundida en la abertura entre rodillos.

Alternativamente, el cordón 104 puede ser unido al substrato del cierre aguas debajo de la abertura de moldeo, como se ilustra en las figura 7 y 8. En este ejemplo, el substrato y los ganchos se forman en la abertura 152 como se describe anteriormente, pero el rodillo 154 de moldeo está equipado además con anillos de moldeo configurados para formar una serie de vástagos rectos 188, como se observa en la figura 8. Una vez que el producto moldeado es desprendido del rodillo 154 por el rodillo 158, y viaja entre los rodillos 172 y 176, el cordón 104 es desprendido sobre los vástagos moldeados 188 en línea recta o bien en la dirección de la máquina, o con un diseño que tenga un componente transversal a la máquina, tal como los ilustrados en las figuras 4A-4C. Los vástagos 188 fijan temporalmente el cordón 104 en su sitio hasta que los extremos de los vástagos se funden para encapsular las fibras inferiores enredadas del cordón. Los extremos de los vástagos pueden ser fundidos al pasar el cordón y los vástagos bajo un rodillo caliente 190 que tiene una temperatura superficial por encima del punto de fusión de la resina de los vástagos, pero por debajo del punto de fusión de la resina del cordón. El reblandecimiento por llama de las punta de los vástagos, como se ilustra con el calentador 192 por llama, es útil para algunas combinaciones resinas de los vástagos y del cordón, teniendo cuidado de asegurar que los filamentos del cordón destinados a permanecer descubiertos para el enganche no se funden también. Un reblandecimiento alternativo de la resina por llama o de otro tipo, como se indica en el contorno de puntos, puede tener lugar justamente antes de tender el cordón. Como alternativa a los vástagos, puede moldearse una segunda banda de elementos macho de sujeción, tales como los ganchos en forma de J, en la abertura 152 entre rodillos a lo largo de la región del substrato para transportar el cordón, y ser fundida después para encapsular las fibras del cordón.

Aunque la encapsulación en la resina del substrato moldeado es la preferida para unir el cordón 104, también se contemplan otros medios, tales como la fijación del cordón con un adhesivo o mediante la elevación del cordón sobre un hilo de resina (tal como, por ejemplo, pegamento fundido caliente), aplicado al substrato moldeado antes de introducir el cordón. Los medios de unión deben ser suficientemente seguros para soportar las cargas previstas de desprendimiento y cizalladura que encuentra el cordón durante el uso en el cierre pero, como ya se ha afirmado, para muchas aplicaciones de paquetes desechables las cargas previstas y los ciclos de cierre son relativamente bajos. La figura 9, por ejemplo, muestra una tira de cordón 104 y una tira de cordón 194 tendidos con un diseño sinusoidal sobre un hilo 192 de polietileno fundido. El hilo 192 y las tiras de cordón discurren a través de una abertura entre rodillos, como es necesario para encapsular las fibras del cordón en la resina del hilo en los nodos 196, antes de que el hilo se solidifique. Debido a que los cordones están unidos solamente en nodos separados 196, definen unas partes arqueadas entre los nodos que quedan libres de la encapsulación o bien se encapsulan más ligeramente que en los nodos 196.

Hay una ventaja en dejar la base de resina moldeada del cierre en un estado de moldeo (es decir, sin ningún estiramiento ni orientación después de la unión) para evitar, por ejemplo, que se tire de ninguna de las fibras encapsuladas de los cordones desde la resina de la base, y con ello debilitar la unión del cordón. El estiramiento puede tender a fallar o a desprenderse de las fibras más tensas primero, y debido a la relajación normal posterior al estiramiento de la resina de la base, puede dar como resultado una falta de fibras encapsuladas deseablemente tensas en el producto final. Sin embargo, para ciertas aplicaciones con el cordón 104 tendido con un diseño ondulado o sinusoidal que tenga partes que se extiendan formando un ángulo con la máquina o bien con la dirección de formación del cierre, puede haber alguna ventaja al estirar el producto en la dirección de la máquina después de que se haya unido el cordón. Se cree que tal estiramiento puede ayudar a expandir la anchura de estas partes anguladas del cordón, tensando algunas de las fibras descubiertas y mejorando la capacidad de la carga admitida por el cierre. Tal estiramiento puede ser conseguido antes de que el producto moldeado sea bobinado en el extremo de la línea de formación, por ejemplo invadiendo el rodillo 158 de desprendimiento de la figura 5, si el cordón es unido en la abertura entre rodillos, o colocando una estación de estiramiento longitudinal de múltiples etapas (no ilustrada) aguas abajo. Cuando se utiliza tal estación de estiramiento para envases calientes aguas abajo, los envases calientes deben estar dispuestos de manera que no carguen directamente contra la superficie de trabajo del cierre, para que no dañen los elementos macho de sujeción.

La figura 10 muestra una aplicación de paquetes desechables que emplea el cierre antes descrito. La bolsa 500 consiste en una pieza de material de polietileno plegado una vez para formar el borde inferior 502 de la bolsa, unida a un cierre 100 para formar el borde superior 505 de la bolsa, y permanentemente sellado a lo largo de los dos lados restantes 506 y 508 soldando el material de la cara frontal de la bolsa con el material de la cara posterior de la bolsa. Aunque se ha ilustrado como una bolsa plana, la bolsa 500 puede ser construida de otras formas, tal como una bolsa con un extremo inferior plisado para sostener la bolsa vertical sobre su borde inferior.

Haciendo referencia a la figura 12, para abrir inicialmente la bolsa sellada, el borde superior 502 se agarra con una mano 510 y la cara frontal de la bolsa se agarra con la otra mano 512, en ambos lados de un canal quebradizo 110 moldeado integradamente que se extiende a lo largo del cierre 100 (véase también la figura 1). Agarrando solamente o pinzando la cara frontal de la bolsa con la mano 512, y no la cara posterior de la bolsa, al tirar de la cara frontal de la bolsa alejándola del borde superior, se genera una gran carga de tensión a través del canal 110, propagando un desgarro a lo largo del canal 110 que crea una abertura 515 en la bolsa.

Como se ilustra en la figura 11A, el material del lateral 516 de la bolsa está soldado al lado posterior (es decir, sin sujeción) del cierre repetitivo 100 en 518. El material de la bolsa en el lado frontal 520 está soldado al cierre a lo largo de una región 522 del borde del lado frontal (es decir, de sujeción) del cierre 100. Con el cierre unido de esta manera al material de la bolsa y sellado a lo largo de los lados de la bolsa (véase la figura 10), el cierre proporciona un sellado estanco al aire y al líquido en un extremo de la bolsa.

La cara frontal del cierre 100 transporta el cordón 104 parcialmente incrustado dentro de la resina de la base del cierre, y una tira 106 de elementos de sujeción en forma de ganchos moldeados fuera de la resina de la base en filas que se extienden a lo largo del cierre. Tras haber sido abierta inicialmente, tirando del cierre a lo largo de la hendidura 110, la bolsa puede volverse a cerrar plegando su borde superior alrededor de la abertura creada al desgarrar el cierre, enganchando de forma liberable el cordón 104 con la tira 106 de ganchos (figura 11B). En este estado cerrado, se comprenderá por la figura 11B que las cargas paralelas a la flecha "B" originadas, por ejemplo, desplazando el contenido de la bolsa contra el extremo del cierre de la bolsa, se cargará el cierre principalmente en cizalladura en lugar de hacerlo como cargas normales o de separación. Además, dado que tanto la película de la bolsa como el substrato del cierre son extremadamente flexibles, casi todas las cargas accidentales, tras las deflexiones resultantes en la película de la bolsa, serán convertidas en cargas de cizalladura a través del cierre. Las estructuras de bucles de hilo de los cierres descritos anteriormente son particularmente adecuadas a este tipo de aplicación, en la cual el desprendimiento accidental y las cargas de separación son mínimos.

Las figuras 13 y 13A ilustran otro ejemplo de aplicación de paquetes desechables que emplean un cierre liberable 200 que tiene una hebra de cordón 202 que se extiende libremente, adaptada para servir como componente de bucles para una sujeción del tipo de ganchos y bucles. El cierre en este modo de realización consiste en una sola hebra de cordón 202 que se extiende entre una lengüeta 204 de tiro y una lengüeta 206 de ganchos con una serie de elementos macho 208 de sujeción moldeados integradamente. Un extremo de la lengüeta 206 de ganchos está unido permanentemente a una bolsa desechable 210 de polietileno a lo largo de sus lados, por ejemplo incorporándose en un sellado lateral 212 por calor, como está ilustrado, o bien mediante un adhesivo sensible a la presión. La bolsa puede ser, por ejemplo, del tipo presentado para uso de los clientes en una sección de productos de una tienda de ultramarinos. Si se desea, dos de los cuatro cordones 202 pueden ser dispuestos en paralelo, aunque es suficiente un cordón para muchas aplicaciones.

La figura 14 muestra el empleo del cierre 200 como atadura para envolver alrededor de la parte superior de la bolsa 210. Con los productos dentro de la bolsa, la bolsa se suspende desde la región de su borde superior (es decir, la zona por encima del cierre 200) con una mano, mientras se agarra la lengüeta 204 de tiro con la otra mano y se envuelve el cordón 202 alrededor del cuello de la bolsa y se acopla con los miembros macho de sujeción de la lengüeta 206 de ganchos, provocando el cierre de la bolsa. Ventajosamente, la lengüeta 206 de ganchos puede engancharse en cualquier sitio a lo largo del cordón 202. El único ajuste requerido para el cierre es que alguna parte del cordón 202 se extienda a través de la lengüeta 206 de ganchos. Incluso una ligera elasticidad en el cuello aplastado de la bolsa o del cordón 202 ayudará a mantener la tensión en el cordón enrollado y cierta carga beneficiosa de cizalladura entre los ganchos acoplados y las fibras del cordón. Idealmente, el cordón tiene una longitud que permite realizar múltiples pases alrededor del cuello aplastado de la bolsa y por tanto múltiples posibilidades de cruzar la lengüeta de ganchos. La lengüeta 204 de tiro está provista como ayuda para agarrar el extremo libre del cordón 202, pero el cierre funcionará adecuadamente para retener la abertura de la bolsa cerrada sin ninguna lengüeta de ese tipo.

Aunque el cierre 200 está ilustrado como unido a la bolsa 210 a lo largo del sellado lateral, puede unirse fácilmente en cualquier punto de la superficie exterior de la bolsa, aunque para cerrar el extremo abierto de la bolsa, debe unirse adecuadamente cerca del extremo abierto de la bolsa. Si se desea, puede adherirse toda la cara posterior de la lengüeta 206 de ganchos a la película de la bolsa en lugar de hacerlo a un extremo, aunque para algunas aplicaciones hemos averiguado que la cara de trabajo de la lengüeta de ganchos es menos probable que quede cubierta por la película de la bolsa que se aplasta, si solamente está fijado un extremo opuesto al extremo unido del cordón 202, como está ilustrado.

Haciendo referencia a la figura 15, un proceso continuo para hacer cierres de ataduras para envolver, tal como el cierre 200 de la figura 13, incluye una máquina 214 para el método de moldeo continuo (CFM) del tipo Fischer, que toma resina en bruto y produce una cinta continua 201 de sujeción en forma de tira, que tiene una serie de elementos de sujeción del tipo de ganchos moldeados integradamente, formados en un lado de la cinta en una banda discreta 216 (figura 15A). Desde aquí, la cinta de sujeción es dividida longitudinalmente por una estación divisora 218 en una parte 220 de ganchos que contiene los elementos de sujeción y una tira separada 222 de resina blanda (figura 15B). Estas dos cintas continuas son alimentadas simultáneamente en un combinador 224 que tiende longitudes discretas de cordón 202 a través de dos cintas (figura 15C). Estas longitudes de cordón pueden ser retenidas temporalmente en las superficies superiores (es decir, traseras) de las cintas, aplicando un ligero adhesivo a las cintas, o mediante un reblandecimiento por llama de las superficies posteriores de las cintas, para producir una ligera pegajosidad para sostener los cordones en su sitio, a medida que las cintas avanzan hacia una estación 226 de acabado. En la estación 226, las longitudes de cordón quedan permanentemente unidas a ambas tiras, por ejemplo mediante elevación por calor o por otros medios, y las dos cintas se troquelan para proporcionar líneas 228 de desgarro que definen lengüetas individuales 206 de ganchos y lengüetas 204 de desgarre (figura 15D), y cualquier otra característica deseada, tal como orificios 230 de alimentación por tracción (ilustrados solamente en un lado, para fines de ilustración solamente) para un proceso posterior, y para recortar los bordes exteriores de las lengüetas y los cordones. La estación de acabado puede estar equipada también para aplicar el adhesivo y un papel liberable en el lado posterior de las lengüetas 206 de ganchos, para fijar las ataduras individuales para envolver los paquetes, o para imprimir instrucciones apropiadas o figuras sobre las lengüetas 204 de tiro. Como alternativa a las lengüetas moldeadas 204 de tiro, se pueden formar lengüetas de tiro de papel a partir de una tira de papel a la cual está unido un extremo de cada longitud de
cordón.

Como se ilustra en las figuras 16 y 16A, el combinador 224 pude ser del tipo de máquina de rueda giratoria empleada para extender fibra de vidrio sobre papel de envolver sensible a la humedad, en la producción de cinta reforzada para empaquetar, por ejemplo, con dos ruedas oblicuas 270 que contienen, cada una de ellas, múltiples (por ejemplo doce) bobinas 270 de cordón. Cuando giran conjuntamente, las dos ruedas 272 de bobinas pueden ser configuradas para tender y cortar longitudes de cordón con la separación "L" apropiada, por ejemplo 0,25 pulgadas (0,63 cm), requerida para los cierres. Cuando las ruedas de las bobinas giran, los extremos 276 de cordón que se extienden desde las bobinas son agarrados y unas pinzas 274 que tiran de ellos en la otra rueda, extendiendo los cordones y colocándolos contra las tiras de resina preformadas, en el lado de la tira de ganchos opuesta a los ganchos moldeados. Cuando están totalmente extendidos, los cordones son cortados de la bobina de alimentación por medio de elementos cortadores accionados por levas.

Alternativamente, el cordón puede ser suministrado como parte de un entelado que tiene solamente cordones en la trama que se extienden a través de una región intermedia amplia, pero conectados a lo largo de los bordes con unos pocos hilos entrelazados. Tal entelado puede ser producido, por ejemplo, por medio de un proceso de "SCRIMASTER" desarrollado por Nashua Industrial Machine Corp. El entelado se tiende de manera similar a través de las dos tiras de resina con los cordones de la trama extendidos entre ellas, y el resto del proceso es como está ilustrado.

El combinador 224 puede ser utilizado también para aplicar los cordones sobre la superficie de una tela portadora suavizada, para formar una cinta de bucles que tenga los hilos extendidos en la dirección transversal a la máquina.

Haciendo referencia ahora a la figura 17, otra tira de cierre que emplea una hebra de cordón como miembro de bucle, consiste en un substrato 240 de resina moldeado de manera que tenga una serie de elementos macho 242 de sujeción que se extienden desde y a través de su superficie superior. La superficie posterior del substrato transporta un adhesivo sensible a la presión a través de toda su longitud, excepto en un corto intervalo 248 asociado con cada uno de los segmentos 253 de lengüeta de tiro (que será estudiado más adelante) y un papel continuo liberable 252 sobre el adhesivo. El adhesivo y el papel liberable se aplican fácilmente una vez que el substrato ha sido moldeado con los elementos de sujeción. Una sola hebra de hilo 244 se extiende a lo largo de la tira, y está fijada permanentemente al substrato a intervalos fijos en estrechas bandas 246, por ejemplo mediante el resalte por calor. Además de quedar atrapado en los elementos de sujeción, el cordón 244 permanece desatado a lo largo de los intervalos entre las bandas 246. El substrato 240 (pero no el cordón 244) es perforado a través de su anchura en la línea 250, definiendo con ello un borde de una lengüeta de tiro que se extiende a lo largo del intervalo 248. Durante el uso, la lengüeta de tiro está adaptada para ser desgarrada del resto del substrato y extraída para extender una longitud libre de cordón 244 que permanece unido al substrato solamente en su extremo opuesto en una banda asociada 246.

Al retirar el papel liberable 252, se emplea el adhesivo para unir la tira de cierre verticalmente a una serie de bolsas formadas a partir de la película de la bolsa (por ejemplo, a uno de los bordes laterales cerrados de las bolsas), siendo la película y la tira de cierre cortadas finalmente a lo largo de las líneas "D" para formar bolsas individuales, teniendo cada una de ellas una longitud de la tira de cierre que se extiende a lo largo de un borde lateral. Debido a que el adhesivo fue omitido en los intervalos 248 contiguos a un extremo de cada bolsa, la lengüeta 252 de tiro puede ser agarrada fácilmente y rasgarse del resto de la tira de cierre por un usuario final, extendiendo el cordón 244 para que sea enrollado cómodamente alrededor de la bolsa y fijado sobre los elementos de gancho de la cara del substrato de cierre para fijar la bolsa que ya ha sido abierta una vez. De nuevo, el cordón puede ser enrollado varias veces alrededor de la bolsa y en una región seleccionada de la tira de ganchos que se extiende verticalmente en cada pase. Así, puede conseguirse incluso un envolvimiento helicoidal ajustado a lo largo de toda la longitud de la bolsa.

La figura 18 ilustra que pueden producirse dos tiras de cierres a partir de una sola longitud de producto apropiadamente provisto de dos bandas 254 de elementos de ganchos y dos hebras de cordón 244 correspondientes. Además, el producto puede ser troquelado para proporcionar orificios 256 que sirven como asas en las bolsas acabadas, con las tiras de cierre separadas a lo largo de la línea troquelada 258.

Se han descrito diversos modos de realización de la presente invención. No obstante, se comprenderá que pueden hacerse diversas modificaciones sin apartarse del alcance de la invención. Consecuentemente, hay otros modos de realización dentro del alcance de las reivindicaciones siguientes.

Por ejemplo, los cordones pueden estar dispuestos en diversas configuraciones distintas a las ilustradas y descritas anteriormente. En las figuras 19-21 se muestran unos ejemplos de configuraciones alternativas.

El producto 300 de sujeción, ilustrado en la figura 19, incluye una pluralidad de ganchos 302, dispuestos en una primera superficie 304 de la lámina portadora 306, y una pluralidad de cordones 308 dispuestos sobre la superficie opuesta 310 de la lámina portadora 306. En el modo de realización ilustrado en la figura 19, los cordones se extienden en dirección transversal a la máquina, haciendo que el producto sea adecuado para el uso, por ejemplo, como una correa de atadura auto-enganchable. Los cordones pueden ser aplicados de esta manera utilizando el combinador estudiado anteriormente. Alternativamente, si se desea, los cordones pueden extenderse en la dirección de la máquina.

El producto 400 de fijación, ilustrado en la figura 20, incluye una pluralidad de ganchos dispuestos en filas en las cuales los ganchos miran en una primera dirección, y una pluralidad de ganchos 402A dispuestos en filas, en las que los ganchos miran en dirección opuesta. Entre las dos filas de ganchos hay dispuesto un cordón 404. Tanto los ganchos como los cordones están dispuestos en la misma superficie 406 de la lámina portadora 408.

El producto 450 de sujeción, ilustrado en la figura 21, incluye una pluralidad de cordones paralelos separados 452, dispuestos sobre una lámina portadora 454. Como se ha estudiado anteriormente, los cordones 452 están parcialmente incrustados (en la región incrustada 456, figura 21A) en la lámina portadora 454, quedando libre la mayor parte del cordón (parte 458, figura 21A) para engancharse con los bucles. Las zonas 460 de la lámina portadora en la cual están parcialmente incrustados los cordones, son sustancialmente planas.

Los cordones apropiados incluyen, además de lo estudiado anteriormente, trenzas planas de una construcción similar a la del material de los cordones de zapatos.

Los cordones pueden ser sometidos a un proceso posterior (por ejemplo, después de haber sido incrustados en la película portadora) para mejorar el abultamiento y elevación del cordón. Esto puede ser apropiado, por ejemplo, si el cordón ha sido comprimido por una alta presión de la abertura entre rodillos. Los procesos posteriores adecuados incluyen el cardado y el cepillado.

Claims (19)

1. Un material de sujeción que se acopla con ganchos, para un sistema de sujeción de ganchos y bucles, que comprende un portador (102, 200, 306, 408, 454) en forma de lámina de material flexible y al menos un cordón (104, 202, 308, 404, 452) de gran abultamiento que se extiende a lo largo del portador y que está íntimamente fijado, de manera sustancialmente continua en toda su longitud, a una parte del portador, caracterizado porque el cordón de gran abultamiento tiene una estructura comprendida por múltiples hilos retorcidos conjuntamente, estando formado cada hilo por fibras o filamentos que han sido texturizados.

2. El material de sujeción que se acopla con ganchos según la reivindicación 1, en el que la parte del portador (102, 200, 306, 408, 454) al cual está fijado el cordón (104, 202, 308, 404, 452) es sustancialmente plana, o en el que la parte del portador (102, 200, 306, 408, 454) al cual está fijado el cordón (104, 202, 308, 404, 452) tiene un grosor de menos de alrededor de 0,010 pulgadas (0,25 mm).

3. El material de sujeción que se acopla con ganchos según la reivindicación 1, en el que las fibras texturizadas comprenden fibras rizadas.

4. El material de sujeción que se acopla con ganchos según la reivindicación 1, en el que el cordón (104, 202, 308, 404, 452) tiene una relación de abultamiento desde alrededor de 15 a 50, preferiblemente desde alrededor de 18 a
40.

5. El material de sujeción que se acopla con ganchos según la reivindicación 1, en el que el cordón (104, 202, 308, 404, 452) se selecciona entre el grupo consistente en cordones formados por acrílicos, nylon, poliésteres, polipropilenos, fibras naturales y mezclas de las mismas, y cordones de fibras continuas voluminosas.

6. El material de sujeción que se acopla con ganchos según la reivindicación 1, que comprende además una serie de elementos (106, 302, 402) de ganchos, integradamente moldeados con el portador (102, 306, 408, 454) y que se extienden desde él.

7. El material de sujeción que se acopla con ganchos según la reivindicación 6, en el que los elementos (106, 402) de ganchos se extienden desde la superficie del portador (102, 408, 454) al cual está fijado el cordón (104, 404, 452), o en el que los elementos (302) de ganchos se extienden desde una superficie del portador (200, 306) opuesta a la superficie a la cual está fijado el cordón (202, 308), o en el que los elementos (106, 302, 402) de ganchos tienen una altura de 0,015 pulgadas (0,38 mm) o inferior.

8. El material de sujeción que se acopla con ganchos según la reivindicación 6, en el que los elementos (106, 302, 402) de ganchos están dispuestos en una serie ordenada con una densidad de entre alrededor de 500 y 3000 ganchos por pulgada cuadrada (entre alrededor de 77 y 465 ganchos por centímetro cuadrado).

9. El material de sujeción que se acopla con ganchos según la reivindicación 1, en el que el cordón (104, 308, 404, 452) se extiende linealmente a lo largo del portador (102, 306, 408, 454) o en el que el cordón (104, 308, 404, 452) se dispone sobre el portador (102, 306, 408, 454) en un diseño de alternancia, preferiblemente en un diseño sinusoidal.

10. El material de sujeción que se acopla con ganchos según la reivindicación 1, que comprende una pluralidad de cordones (104, 202, 308, 404, 452).

11. El material de sujeción que se acopla con ganchos según la reivindicación 10, donde dichos cordones (104, 202, 308, 404, 452) están separados y conectados solamente mediante la unión mutua con el portador (102, 200, 306, 408, 454), o en el que dicho portador (200) es alargado, y los cordones (202) se extienden perpendiculares a la longitud del portador, o en el que dichos cordones (104, 202, 308, 404, 452) son sustancialmente paralelos entre sí, comprendiendo preferiblemente además filas de ganchos (402, 402A) interpuestos entre cordones paralelos (404).

12. Un método de fabricación de un material de sujeción que se acopla con ganchos, que comprende

proporcionar una lámina (102, 200, 306, 408, 454) portadora de resina con una superficie fundida (108, 406); y

aplicar un cordón (104, 202, 308, 404, 452) de gran abultamiento que tiene una estructura comprendida por múltiples hilos retorcidos conjuntamente, estando formado cada hilo por fibras o filamentos que han sido texturizados a la superficie fundida (108, 406) en condiciones seleccionadas para originar que solamente los segmentos de fibra de un lado del cordón contiguo a la superficie fundida queden encapsulados por la resina, dejando las fibras de un lado opuesto del cordón descubiertas para engancharse con los elementos macho (106, 302, 402) de sujeción.

13. El método de la reivindicación 12, en el que el cordón (104, 202, 308, 404, 452) de gran abultamiento es aplicado a la abertura (152) entre rodillos de una pila calandrada, o que comprende además la refrigeración del lado opuesto del cordón (104, 202, 308, 404, 452) durante el paso de aplicación, empleando preferiblemente un rodillo refrigerado (154) en una pila calandrada.

14. El método de la reivindicación 12, que comprende además la formación de elementos macho (106, 302, 402) de sujeción que se extienden integradamente desde la lámina portadora (102, 200, 306, 408, 454).

15. El método de la reivindicación 14, en el que dicho paso de formación comprende la introducción de la lámina portadora (102, 200, 306, 408, 454) en la abertura (152) entre rodillos de un dispositivo de formación de elementos de sujeción, que tiene cavidades de moldeo para formar los elementos macho (106, 302, 402) de sujeción, en el que preferiblemente el paso de aplicación comprende la introducción del cordón (104, 202, 308, 404, 452) en la abertura entre rodillos del dispositivo de formación de elementos de sujeción.

16. El método de la reivindicación 14, en el que dicho paso de formación comprende la introducción de resina para formar la lámina portadora (102, 200, 306, 408, 454) en una separación (190) contigua al dispositivo (154) de formación de elementos de sujeción, que tiene cavidades de moldeo para formar elementos macho (106, 302, 402) de sujeción, en el que preferiblemente el paso de aplicación comprende la introducción del cordón (104, 202, 308, 404, 452) en la separación (190).

17. El método de la reivindicación 12, en el que la superficie fundida es sustancialmente plana, o en el que el cordón (104, 202, 308, 404, 452) es aplicado en la dirección de la máquina.

18. El método de la reivindicación 12, en el que el cordón (104, 202, 308, 404, 452) es aplicado con un diseño de alternancia, o en el que el cordón (104, 202, 308, 404, 452) es aplicado utilizando un combinador, o en el que la superficie fundida incluye protuberancias en las que el cordón (104, 202, 308, 404, 452) se adosa verticalmente por calor.

19. El método de la reivindicación 12, que comprende además la provisión de una parte longitudinal del cordón (104, 202, 308, 404, 452) que no está fijada a la lámina portadora (102, 200, 306, 408, 454), en el que preferiblemente, en el material de sujeción acabado, la parte longitudinal del cordón (104, 202, 308, 404, 452) se extiende entre dos partes fijadas del cordón.