ES2303715T3 - Metodo de formacion de un componente de gancho. - Google Patents

Abstract

Un método de formación, en una máquina de formación de ganchos que tiene una dirección de avance de la máquina, de un componente de gancho para un elemento de sujeción de ganchos y bucles, teniendo el componente de gancho capacidad de enganche en la dirección transversal a la de avance de la máquina, cuyo método se basa, utilizando un rodillo de aplanamiento de dicha máquina, en la deformación de los extremos de un conjunto de elementos de preforma termoplásticos moldeados verticalmente que se extienden desde una base común en la forma de cabezas de gancho aplanadas acoplables a bucles en los extremos de los elementos de preforma, estando caracterizado el método por las operaciones de: moldear un conjunto de elementos termoplásticos de preforma que tienen cada uno una forma geométrica que proporciona una distribución efectivamente alargada de material termoplástico desplazable en un volumen de aplanamiento, siendo la concentración del material termoplástico en el volumen de aplanamiento de la forma geométrica en la proximidad de un extremo del elemento de preforma en la dirección transversal a la de avance de la máquina al menos uniforme a medida que se separa a lo largo del elemento, teniendo los elementos de preforma una relación de longitud global a espesor, en coordenadas paralelas a dicha base desde la cual se extienden, de al menos aproximadamente igual a 2; y calentar y, con dicho rodillo de aplanamiento deformar, el volumen de desplazamiento del material termoplástico en los extremos de dichos elementos de preforma para formar dichas cabezas de gancho acoplables a bucles.

Description

Método de formación de un componente de gancho.

Campo técnico

El presente invento se refiere a un método de formación de un componente de gancho de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1ª.

Antecedentes

Tal método de formación de un componente de gancho de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1ª es conocido por el documento WO-A-00141479.

El presente invento se refiere a componentes de elemento de sujeción macho que se acoplan en aberturas de un componente hembra, en particular a bucles formados por fibras de un componente hembra no tejido. El invento se refiere más en particular a formaciones de tronco y cabeza de elementos hembra que favorecen la acoplabilidad con bucles, y a métodos y máquinas para su fabricación y uso. En otros aspectos, el invento se refiere a la fabricación de miembros de sujeción macho per se, con aplicación, por ejemplo, a los denominados elementos de sujeción autoacoplables, así como a elementos de sujeción de gancho y bucle. El invento se refiere también en algunos aspectos a productos específicos de los cuales el siguiente es un ejemplo.

Se han formado bandas de fijación para mosquiteras, entre otras cosas, a partir del componente macho de un sistema de sujeción del tipo de ganchos y bucles. Para fijar la mosquitera, se insertan elementos de sujeción macho a través de las aberturas del material de malla y se acoplan a las aberturas de la malla. Es deseable que el acoplamiento entre los elementos de sujeción macho y las aberturas de la malla proporcione una fuerza correcta de arrancamiento, de modo que la mosquitera no sea arrancada por el viento, y que la banda de fijación sea económica y relativamente atractiva.

Existe una necesidad general de disponer de componentes de sujeción macho para elementos de sujeción de gancho y bucle que proporcionen buenas propiedades de resistencia al arrancamiento y a fuerzas de cortadura en direcciones únicas o múltiples, que sean de fabricación relativamente económica, y una necesidad específica de disponer de componentes de sujeción macho que puedan funcionar con materiales de bucle no tejidos de bajo coste.

Existe también la necesidad de poder fabricar productos de sujeción macho que tengan características funcionales diferentes coherente y eficientemente, utilizando técnicas que requieran una inversión limitada en herramientas básicas, y que permitan ajustes para obtener las características de sujeción deseadas.

Adicionalmente, es deseable especialmente extender el uso de los sistemas de sujeción de gancho y bucle a campos correspondientes a productos de bajo coste y obtener aun buenas prestaciones de sujeción. Entre los ejemplos de aplicación se incluyen los pañales deseables de medio y bajo coste y los productos sanitarios, envases desechables para productos de bajo coste, y ropas y vendas industriales desechables para aplicaciones quirúrgicas de muy bajo coste. Existen otras muchas áreas reconocidas de productos de bajo coste a las cuales serían aplicables tales elementos de sujeción.

Es deseable en particular obtener un buen acoplamiento del miembro macho del sistema de sujeción a productos de bucles no tejidos de bajo coste, caracterizados por su delgadez y la baja altura hasta cual se extienden fibras de definición de bucle.

Los términos "buen acoplamiento" en algunos casos significan un acoplamiento con un gran porcentaje de ganchos de bucles de bajo perfil.

Los términos "buen acoplamiento" requieren frecuentemente en otras aplicaciones una interpretación más amplia, como en el caso de los elementos de sujeción para pañales. En tales casos el componente de gancho debe presentar una alta resistencia al "arrancamiento" con materiales delgados de bucle de bajo coste. Con tales materiales, la altura efectiva de los bucles no permite la transición de la carga desde la cabeza del gancho hasta el tronco del gancho durante una acción de arrancamiento, como ocurre con productos de bucle costosos que tienen una altura de bucle mayor. Por esta razón, existen problemas especiales a afrontar en relación con ganchos para estructuras delgadas, además de la necesidad de reducir el coste del componente de gancho.

Para explicar con mayor detalle las consideraciones de resistencia al arrancamiento en un elemento de sujeción del tipo de gancho y bucle, la resistencia al arrancamiento es la resistencia para separar un componente del otro cuando se aplica a la extremidad de uno de los componentes una fuerza perpendicular a sus superficies de acoplamiento. Tal fuerza de arrancamiento aplicada al componente lo deforma por flexión y lo arranca progresivamente del otro. Es deseable tener una resistencia al arrancamiento en un elemento de sujeción de gancho y bucle de tal magnitud que asegure que el cierre no se libera cuando se somete a fuerzas de uso normales, pero que permita aun que los componentes se separen cuando se requiere.

Cuando el elemento de bucle es delgado, como es usualmente el caso para elementos de sujeción hembra de bajo coste, la estructura de los bucles individuales es muy corta y de perfil bajo. En estas condiciones, con la aplicación de una fuerza de arrancamiento, el bucle ejerce una fuerza sobre el gancho que es esencialmente perpendicular a la base en forma de lámina y paralela al tronco de los ganchos individuales. Consiguientemente, la fuerza se aplica solamente a la cabeza de los ganchos.

En contraste, cuando el elemento de bucle tiene una estructura de pelo grueso formada por bucles individuales largos, un bucle debe someterse primero a tracción en toda su longitud antes de que ejerza una fuerza importante sobre el gancho. Al ocurrir esto, se permite que las bandas base a las cuales están fijados los ganchos y los bucles se deformen por flexión separándose (véase la figura 23Y) de modo que en el punto de separación del gancho de tales bucles, los componentes acoplados ya no estén enfrentados. Por consiguiente, el ángulo para el cual un bucle ejerce su fuerza sobre un gancho es menor de 90º. Cuanto mayor es la longitud del bucle, mayor es la disminución del ángulo. Como resultado, con un componente de bucle largo, la fuerza no solamente actúa sobre la cabeza del gancho, sino también sobre su tronco. Para bucles muy largos, la mayor parte de la fuerza de resistencia se aplica al tronco durante la acción de arrancamiento.

La consecuencia es que para bucles cortos la cabeza del gancho debe ser fuerte y proporcionar la mayor parte de la resistencia a la separación por arrancamiento, mientras que para bucles largos es suficiente un tronco rígido y corto con un pequeño voladizo en la cabeza para proporcionar una alta resistencia a la separación por arrancamiento. Por consiguiente, en muchos casos, con el fin de ampliar y mejorar el uso de componentes de bucle delgados y económicos, debe mejorarse la geometría de la cabeza del gancho para aumentar la resistencia del acoplamiento y producir un cierre aceptable.

Es deseable en muchos casos formar los miembros de gancho macho que han de ser utilizados con material de bucles cortos moldeando un conjunto de troncos integralmente (es decir, monolíticamente) con una base común, y subsiguientemente realizar un postratamiento de los troncos mediante una operación de conformación por prensado para formar cabezas acoplables a los ganchos. En muchos casos se desea utilizar procesos continuos que actúan en una dirección de máquina dada, siendo el objetivo encontrar un modo de hacer esto para conseguir un producto de ganchos que tenga buenas características de resistencia al arrancamiento cuando el usuario aplica fuerzas de arrancamiento con un ángulo sustancial con respecto a la dirección de la máquina, y en muchos casos perpendicularmente, por ejemplo, en la dirección transversal a la de avance de la máquina.

Resumen del invento

El invento está definido por las características específicas de la reivindicación 1ª.

Otro método de formación de un elemento de sujeción incluye las operaciones de:(a) formar, a partir de un material termoformable, un producto de preforma que tiene una base en forma de lámina, un conjunto de troncos de preforma y estructuras superiores moldeadas integralmente con y que se extienden desde la base hasta extremos terminales correspondientes; (b) calentar los extremos terminales de los troncos o estructura dispuesta sobre los troncos hasta una temperatura de reblandecimiento predeterminada mientras se mantiene la base en forma de lámina y una porción inferior de cada tronco a una temperatura menor que la temperatura de reblandecimiento; y (c) poner en contacto los extremos terminales con una superficie de contacto que está a una temperatura de formación predeterminada, para reconformar los extremos terminales para formar cabezas a partir de ellos que quedan en voladizo sobre la base en forma de lámina en una extensión suficiente para acoplarse a bucles, estando relacionada la configuración geométrica y el material de la estructura de preforma y las condiciones de reconformado de los extremos terminales de la estructura de tal modo que las cabezas formadas son capaces de acoplamiento resistente al arrancamiento con bucles formados por fibras de materiales textiles no tejidos finos o ultrafinos.

Métodos preferidos incluyen una o más de las siguientes características específicas. El calentamiento se realiza mediante una fuente de calor sin contacto, preferiblemente una fuente de calor convectiva o mediante productos de combustión de una llama. El polímero del tronco o estructura no está orientado y se funde en una configuración parecida a una bola. La temperatura de formación es suficientemente baja, o se crean otras condiciones de modo que el material termoformable no se adhiera a la superficie de contacto. El agua de combustión o vapor se introduce en las superficies de contacto como agente no adherente. La temperatura de formación es menor que la temperatura de reblandecimiento. La superficie de contacto comprende la superficie cilíndrica de un rodillo. La superficie de contacto es enfriada para mantener la temperatura de formación durante la operación (c). En la operación (c), las cabezas que se forman tienen sustancialmente forma de disco o forma de seta. El espesor de cada cabeza en forma de disco está comprendido entre el 5 y el 15% del diámetro equivalente del disco o, en el caso especial de calentamiento por convección de los costados de la estructura terminal y también de los extremos, y mediante productos de combustión caliente, hasta aproximadamente el 35% del diámetro equivalente del disco. La cabeza tiene una superficie sustancialmente en forma de cúpula que sobresale de la base. La operación (a) incluye el moldeo de los troncos en cavidades de moldeo en un rodillo de moldeo. En la operación (b), la región se extiende desde el extremo terminal hacia la base en una distancia igual o comprendida entre aproximadamente el 15 y el 25% de la distancia total desde el extremo terminal hasta la base, o, en el caso especial del calentamiento por convección mencionado, hasta aproximadamente el 30% de esa distancia. La superficie de contacto tiene un acabado de superficie seleccionado del grupo consistente en un acabado con depresiones, liso, texturado, y combinaciones de los anteriores. El acabado de superficie comprende depresiones u otras formaciones que son pequeñas con relación al tamaño del disco o cabeza, discretas y separadas en ambas direcciones X e Y, y la superficie de contacto incluye una densidad de depresiones u otras formaciones por unidad de superficie de la superficie de contacto, que es mayor o igual a la densidad de troncos por unidad de superficie de la base, y especialmente para dichas formaciones pequeñas discretas para modificar la estructura subyacente de los discos mediante transformación de desplazamiento a través del espesor del disco, el número de formaciones discretas relativamente pequeñas está comprendido entre 3 y 15 por disco o cabeza. Durante la operación (c), las depresiones están al menos en coincidencia parcial con los troncos.

Un método adicional de formación de un elemento de sujeción incluye las operaciones de: (a) formar una pluralidad de troncos que se extienden desde una base común hasta una estructura de extremo terminal de un material termoformable; (b) calentar una región de la estructura de extremo terminal hasta una temperatura de reblandecimiento predeterminada para reblandecer el material en la región, mientras se mantiene la porción restante de los troncos a una temperatura menor que la temperatura de reblandecimiento; y (c) poner en contacto los extremos terminales con una superficie de contacto para formar cabezas en el extremo terminal de los troncos, teniendo al menos una porción de la superficie de contacto una textura suficientemente rugosa para aplicar una superficie rugosa de acoplamiento a bucles al menos a una porción de las cabezas.

Métodos preferidos incluyen una o más de las siguientes características específicas. La superficie de contacto comprende la superficie cilíndrica de un rodillo. La superficie de contacto tiene una textura de papel de lija. La superficie de contacto tiene una rugosidad superficial comprendida aproximadamente entre 10 y 200 micras. La superficie de contacto define una pluralidad de depresiones. La superficie de contacto incluye una densidad de depresiones por unidad de superficie de la superficie de contacto que es mayor o igual a la densidad de troncos por unidad de superficie de la base. La rugosidad superficial impartida a las cabezas es suficiente para aumentar la resistencia al arrancamiento del elemento de sujeción aproximadamente entre el 10 y el 100%. La superficie de contacto está relacionada con el espesor y naturaleza de las cabezas formadas de tal modo que el contacto con la superficie superior de las cabezas es eficaz para transmitir el efecto a través del espesor de las cabezas suficientemente para impartir un grado de textura o rugosidad superficial al borde periférico de la cabeza o a la superficie inferior de la cabeza, en regiones que están en contacto con bucles durante el acoplamiento de gancho a bucle. Preferiblemente, el contacto de la superficie de conformación con la cabeza imparte depresiones discretas distribuidas en las direcciones X o Y, o en ambas, y en un número comprendido aproximadamente entre 3 y 15 depresiones por cabeza.

Los términos "temperatura de reblandecimiento", como se utilizan en la presente memoria, se refieren a una temperatura a la cual el material termoformable puede ser conformado por una superficie aplicada a presión contra el mismo, e incluye la temperatura de fusión y también temperaturas inferiores a las cuales puede producirse la deformación y el flujo del material.

Los términos "en forma de disco", como se utilizan en la presente memoria, se refieren a una forma que tiene una superficie superior y una superficie inferior, siendo al menos una porción de la superficie superior sustancialmente paralela a una porción correspondiente de la superficie inferior, y teniendo un espesor que es sustancialmente inferior a su diámetro equivalente. Los términos "diámetro equivalente" significan (a) para un disco circular, el diámetro real, y (b) para un disco que tiene una forma no circular, el diámetro de un disco circular que tiene el mismo espesor y superficie que el disco no circular. Cuando se mira desde arriba, la forma de disco puede ser sustancialmente circular, irregular pero aproximadamente circular, o no circular, por ejemplo cuadrada o en forma de cruz. La configuración del disco puede ser plana, o puede tener otras formas tales como de cúpula, de ondas, o piramidal.

Los términos "en forma de seta", como se utilizan en la presente memoria, se refieren a cualquier forma que tenga una porción de cúpula, con la excepción de una esfera completa.

La frase "rugosidad superficial de acoplamiento a los bucles", como se utiliza en la presente memoria, significa un grado de rugosidad superficial que es suficiente para "capturar" un elemento de sujeción de bucle y proporcionar con el mismo un acoplamiento parcial momentáneo.

Los términos "rugosidad parecida a la del papel de lija", como se utilizan en la presente memoria, significan una rugosidad superficial que recuerda a la textura de superficie del papel de lija.

Los elementos de sujeción fabricados aplicando el método del invento tienen una geometría de cabeza que proporciona ventajosamente una fijación fuerte a un componente de sujeción hembra. Los elementos de sujeción son particularmente muy adecuados para ser utilizados en cintas de sujeción para fijar una mosquitera a un marco de ventana, y la geometría de la cabeza proporciona un acoplamiento fuerte con la malla de la mosquitera. Las cintas de sujeción de mosquiteras del invento presentan una buena resistencia al arrancamiento y así una buena resistencia a la separación debido al viento. Los métodos del invento permiten la fabricación de los elementos de sujeción utilizando un proceso relativamente sencillo y económico.

Otros aspectos, y muy importantes, del presente invento van más allá de las mallas de ventana para proporcionar elementos de sujeción macho capaces de un acoplamiento mejorado con bucles formados por fibras de materiales delgados no tejidos, o con otras estructuras abiertas.

Un método de formación de un producto de sujeción de contacto de acoplamiento con bucles incluye la operación de formar, a partir de un material termoformable, un producto de preforma que tiene una base en forma de lámina y un conjunto de formaciones de troncos preformados integral con la base de extremos terminales correspondientes, y que se extienden desde dicha base hasta dichos extremos, incluyendo cada una de las formaciones de tronco una primera porción unida a la base y una segunda porción terminal que se extiende desde la primera porción hasta un extremo terminal, existiendo una transición discreta hasta una zona de sección transversal inferior en la segunda porción en relación con la primera porción de acuerdo con secciones transversales tomadas paralelamente a la base en forma de lámina; y la operación de deformar sustancialmente toda la segunda porción de al menos alguna de las formaciones de tronco para formar, para cada porción así deformada, un accesorio de acoplamiento de abertura, especialmente un accesorio acoplable con bucles, en voladizo con respecto a la base en forma de lámina dejando la primera porción sustancialmente como fue moldeada.

Métodos preferidos incluyen una o más de las siguientes características específicas. La transición discreta comienza a una distancia de la base en forma de lámina correspondiente a la mitad de la distancia hasta el extremo terminal de la formación de tronco. La transición discreta incluye una disminución sustancial en el área de la sección transversal de la segunda porción con relación a la primera porción de la formación de tronco.

Se crea un producto de preforma de elemento de sujeción de gancho para la formación subsiguiente de un producto de sujeción de gancho de acoplamiento a bucle, incluyendo el producto de preforma una lámina de base que tiene una superficie de resina termoplástico; y una pluralidad de formaciones de tronco formada integralmente (es decir, monolíticamente) con la superficie de la base para sobresalir de ella. Cada una de las formaciones salientes incluye una primera porción de tronco que corta a la superficie y una segunda porción que se extiende desde la primera porción hasta un extremo distal, para definir una altura de la formación con respecto a la superficie. Se produce una intersección de la primera y segunda porciones a una distancia de la superficie igual al menos a la mitad de la altura de la formación, definiendo la intersección una transición discreta en su estructura, donde la segunda porción está seleccionada para mejorar la formación de la cabeza o disco del elemento de sujeción, por ejemplo para que sea más susceptible a la energía de deformación que la porción de tronco, siendo reducida dicha porción en masa, por ejemplo, para formar un disco o cabeza de espesor reducido, o para que sea precondicionada más fácilmente para ser conformada en una cabeza, o para ser conformable en una estructura de cabeza que tenga propiedades mejoradas de acoplamiento a bucle, especialmente una resistencia al arrancamiento mejorada cuando se acopla con bucles formados por fibras cortas o de perfil bajo de un material de bucles no tejido. Entre las variantes de este aspecto del invento pueden incluirse que el área de cualquier sección transversal de la segunda sección tomada paralelamente a la superficie sea menor que el área de cualquier sección transversal de la porción de tronco tomada paralelamente a la superficie, o que las secciones transversales más exteriores (es decir, distales) tengan un área menor que la mitad, o preferiblemente menor que un cuarto, del área de la primera porción de tronco.

Se crea un producto de preforma de un elemento de sujeción de gancho para la formación subsiguiente de un producto de sujeción de ganchos acoplables a bucles, incluyendo el producto de preforma una lámina de base que tiene una longitud continua, un ancho y una superficie de resina termoplástica; y una pluralidad de formaciones de tronco integrales con la superficie para sobresalir de ella, incluyendo cada una de las formaciones salientes una primera porción de tronco que corta a la superficie y una segunda porción que se extiende desde la primera porción hasta un pico central para definir la altura de la formación con respecto a la superficie, en cuya disposición los bordes longitudinales de la segunda porción son divergentes con relación a los bordes longitudinales de la primera porción de tronco hacia el pico central. Entre las variantes de este aspecto del invento pueden incluirse que cada formación de tronco tenga bordes laterales que converjan desde la primera porción continuamente hasta el extremo terminal de la formación saliente, sirviendo solamente como ejemplos los troncos en forma de "M" o de "A".

Se crea un producto de preforma de elemento de sujeción de gancho para la formación subsiguiente de un producto de sujeción de ganchos acoplables a bucles, incluyendo el producto de preforma una lámina de base que tiene una longitud continua, un ancho y una superficie de resina termoplástica; y una pluralidad de formaciones de tronco integrales con la superficie para sobresalir de ella, incluyendo cada una de las formaciones salientes una primera porción de tronco que corta a la superficie y una segunda porción que se extiende desde la primera porción para definir la altura de la formación saliente con relación a la superficie, en cuya disposición la segunda porción comprende un primer pico a lo largo de un primer borde longitudinal, un segundo pico a lo largo de un segundo borde longitudinal y un valle central entre ellos desprovisto de resina.

Entre las variantes pueden incluirse que cada formación saliente, por ejemplo con forma de aleta delgada, tenga bordes laterales opuestos que converjan continuamente desde la primera porción hasta el extremo terminal de la formación, por ejemplo, para mostrar la forma de la letra "M". En otro caso, el producto de preforma comprende efectivamente la mitad de la disposición geométrica anterior, es decir, está situado un pico en una primer borde longitudinal de esta aleta y está situada una región relativamente baja en el borde longitudinal opuesto. En realizaciones preferidas de este aspecto, la formación saliente tiene forma de "M" o de media "M" en la cual la altura de la formación disminuye linealmente desde uno o ambos picos hasta la parte más baja de la parte superior de la estructura.

En otro aspecto, se crea un producto de preforma de elemento de sujeción de gancho para la formación subsiguiente de un producto de sujeción de ganchos acoplables a bucles, incluyendo el producto de preforma una lámina de base que tiene una longitud continua, un ancho y una superficie de resina termoplástico; y una pluralidad de formaciones de tronco integrales con la superficie para sobresalir de ella, incluyendo cada una de las formaciones de tronco una primera porción de tronco que corta a la superficie y una segunda porción que se extiende desde la primera porción para definir la altura de la formación saliente con respecto a la superficie, donde la primera porción comprende una primera forma cilíndrica de un primer diámetro, y la segunda porción comprende una segunda forma cilíndrica de un segundo diámetro, siendo el segundo diámetro menor que el primer diámetro. Variantes del invento pueden incluir que la segunda porción sea concéntrica con la primera porción.

En las referencias anteriores, los términos "segunda porción" se entenderán en el sentido de que la propia segunda porción puede estar formada por varias porciones.

Se consigue una nueva forma de fabricar productos de gancho para estos y otros fines mediante la selección de las condiciones de formación para formar cabezas sobre troncos premoldeados o estructuras salientes, que proporcionen una masa fundida localizada de la resina de formación de gancho de tal modo que la tensión superficial de la masa fundida haga que la masa quede en voladizo sobre una extremidad en la dirección transversal con respecto a la de avance de la máquina del extremo distal del tronco de modo que cuando es deformada por una superficie de conformación, tal como la de un rodillo de conformación, la resina fundida tome la forma de una cabeza delgada, en general aplanada en una extremidad del tronco en dirección transversal. En realizaciones preferidas, una acción de calentamiento sin contacto funde los extremos distales de las estructuras preformadas, y la superficie de conformación se mantiene a una temperatura más baja que la de la resina fundida. También en realizaciones preferidas, la superficie del rodillo de conformación presenta formaciones de moldeo que producen bordes o contornos irregulares de las cabezas que se están formando que favorecen el acoplamiento y retención de bucles de fibra después del acoplamiento.

Se crea un método de fabricación de un componente de gancho para un elemento de sujeción de gancho y bucle, que comprende las operaciones de: (a) disponer una longitud continua de un componente de tronco en preforma de resina termoformable, teniendo el componente una capa base desde la cual se extiende una pluralidad de troncos preformados con extremidades termoformables de geometría predeterminada, teniendo el componente de tronco una dirección correspondiente al avance de la máquina, (b) calentar dichas extremidades deformables de dichos troncos para disponer en cada una de ellas una masa fundida de resina localizada que, por la acción de la tensión superficial, queda dispuesta en el respectivo tronco de modo que sobresale en voladizo por una extremidad del tronco en dirección transversal a la de avance de la máquina, y (c) deformar la masa fundida con una superficie de conformación de un modo adecuado para producir una cabeza delgada, en general aplanada, en la extremidad del tronco en dirección transversal a la de avance de la máquina, (d) siendo realizadas las operaciones (a), (b) y (c) para producir una cabeza acoplable a bucle que define, en una vista en planta, un contorno general que tiene un arco periférico AB paralelo a la base del componente de preforma, teniendo la cabeza una relación de aspecto OAR de voladizo definida como relación entre la cuerda del arco AB y la altura "h" de la línea perpendicular a dicha cuerda que contiene el punto más alejado de la cuerda del arco (OAR = AB/h), donde la cuerda del arco está contenida en el plano que define la extremidad en dirección transversal a la de avance de la máquina del tronco y es paralela a dicha dirección de avance de la máquina, estando la cuerda dispuesta o siendo tangente a la superficie de dicho tronco que define la extremidad del mismo en dirección transversal a la de avance de la máquina, siendo dicha relación OAR de aspecto menor que 3,5, y preferiblemente aproximadamente igual a 2.

Se crea un componente de gancho para un elemento de sujeción de ganchos y bucles que comprende una capa base desde la cual se extiende una pluralidad de troncos que tienen cabezas respectivas acoplables a bucle, teniendo al menos algunas de las cabezas un contorno general en una vista en planta que tiene un arco periférico AB paralelo a la base, teniendo la cabeza una relación OAR de aspecto de disposición en voladizo definida como la relación entre la cuerda del arco AB y la altura "h" de la línea perpendicular a dicha cuerda que pasa por el punto del arco más alejado de la cuerda (OAR = AB/h), donde la cuerda del arco pertenece al plano que define la extremidad del tronco en dirección transversal a la de avance de la máquina y es paralela a dicha dirección de avance de la máquina, estando la cuerda contenida o siendo tangente a la superficie de dicho tronco que define la extremidad en dirección transversal a la de avance de la máquina del tronco, siendo dicha relación OAR de aspecto menor que 3,5, y preferiblemente aproximadamente igual a 2.

El método precedente o el componente de gancho pueden tener una o más de las siguientes características específicas. La cabeza tiene un espesor de cabeza vertical, hasta su región de acoplamiento con el bucle, no superior a 0,38 mm aproximadamente.

La altura combinada de cada tronco y su respectiva cabeza, medida desde la capa base, no es superior a 1,40 mm aproximadamente.

El área del espacio ocupado por cada cabeza no es superior a 2,77 x 10^{-3} cm^{2}.

La preforma de tronco comprende una aleta delgada que sobresale de dicha base, teniendo dicha aleta delgada una componente de orientación en dirección transversal a la de avance de la máquina de al menos aproximadamente 45º, estando caracterizada la aleta por una longitud desde la extremidad de la porción saliente en dirección transversal a la de avance de la máquina, a lo largo de la longitud de la porción saliente, que es menor que aproximadamente el doble del espesor de la aleta, midiéndose la longitud y el espesor perpendicularmente en un plano paralelo al plano de la base del componente de gancho.

Un componente de gancho para un elemento de sujeción de gancho y bucle comprende una capa base desde la cual se extiende una pluralidad de troncos que tienen cabezas respectivas acoplables, sobresaliendo las cabezas en voladizo sobre una extremidad en dirección transversal a la de avance de la máquina del tronco respectivo, teniendo el componente una orientación en la dirección de avance de la máquina, comprendiendo el tronco una aleta delgada que sobresale de dicha base, teniendo dicha aleta delgada una componente de orientación en dirección transversal a la de avance de la máquina de al menos aproximadamente igual a 45º, estando caracterizada la aleta por una longitud desde la extremidad de la misma en dirección transversal a la de avance de la máquina, a lo largo de la longitud de la porción saliente, que es mayor que aproximadamente el doble del espesor de la aleta, midiéndose la longitud y el espesor perpendicularmente en un plano paralelo al plano de la base del componente de gancho.

Métodos y productos que realizan la aleta delgada pueden tener una o más de las siguientes características específicas. La longitud de la aleta es menos de 2,5 veces su espesor. La longitud de la aleta delgada se extiende en dirección transversal a la de avance de la máquina.

La preforma de tronco, o el tronco, según sea el caso, tiene un extremo doble, extendiéndose la longitud de la aleta delgada hacia adentro en direcciones opuestas de las extremidades en dirección transversal a la de avance de la máquina en extremos opuestos de la preforma de tronco o del tronco.

Se ha encontrado adicionalmente que son efectivas geometrías especiales de los elementos de preforma moldeados y la utilización de técnicas seleccionadas para la formación de las cabezas, para conseguir ventajas importantes en este contexto, y con carácter más general.

La preforma de tronco moldeada comprende un resalte de aleta delgada que tiene una componente de orientación significativa en dirección transversal a la de avance de la máquina, estando la aleta delgada caracterizada por una longitud desde la extremidad del resalte en dirección transversal a la de avance de la máquina, a lo largo de la longitud del resalte, que es mayor que el doble de la longitud y espesor medidos perpendicularmente en un plano paralelo al plano de la base del componente de gancho. Preferiblemente, tal longitud está comprendida aproximadamente entre 2,5 veces y 3 veces dicho espesor.

La longitud máxima de las aletas no está determinada por consideraciones sobre la configuración de los componentes fundidos. Aspectos preferidos de este aspecto tienen una o más de las siguientes características específicas. Una preforma de tronco tiene dos extremos, por cuanto existe tal longitud de aleta delgada extendiéndose hacia adentro en direcciones opuestas desde las extremidades en dirección transversal a la de avance de la máquina en extremos opuestos del miembro de preforma. El preforma de tronco tiene un accesorio de rigidización que sirve para rigidizar la preforma frente al colapso de columna durante la aplicación de la fuerza de postformación. En ciertas realizaciones preferidas, el accesorio de rigidización tiene una altura que es menor que la de la aleta delgada, de tal modo que, en algunas realizaciones, no se reconforma durante la acción de postformación, o en otras realizaciones no se reconforma hasta el grado en que lo hace la extremidad en dirección transversal a la de avance de la máquina de la aleta delgada. En otras realizaciones, el propio resalte de refuerzo comprende una aleta delgada que tiene una longitud mayor que aproximadamente el doble de su espesor o más, medida del mismo modo que anteriormente, y tiene preferiblemente los otros atributos preferidos de las aletas delgadas mencionadas anteriormente. En ciertas realizaciones preferidas, el tronco tiene varias aletas delgadas, y tiene, por ejemplo, forma de cruz o de signo +, con cuatro resaltes desde una región central, o puede tener, por ejemplo, tres o cinco resaltes, cada uno de los cuales tiene la forma de aleta delgada descrita. En algunos casos, los pares de aletas que se extienden en oposición están alineados con la dirección transversal a la de avance de la máquina y con la dirección de avance de la máquina, mientras que en otras realizaciones todos los resaltes forman ángulos agudos con estas direcciones.

Una preforma de tronco de aleta delgada como se ha descrito tiene su dirección de elongación formando ángulo agudo con la dirección de avance de la máquina, por ejemplo 30 o 45º, pero tiene una superficie de extremo en su extremidad en dirección transversal a la de avance de la máquina que está alineada en general con la dirección de avance de la máquina. En ciertas realizaciones preferidas, esta extremidad alineada en dirección transversal a la de avance de la máquina está definida por una cara de extremo plana que es perpendicular a la base del componente de gancho y está alineada con la dirección de avance de la máquina, teniendo preferiblemente este elemento de preforma en forma de aleta lados largos que son en general de forma plana y paralela, terminando la preforma en una esquina en la extremidad orientada en dirección transversal a la de avance de la máquina con un ángulo de perfil horizontal sustancialmente inferior a 90º, por ejemplo 45º. En ciertas realizaciones preferidas, la sección transversal horizontal de todo el tronco tiene forma de paralelogramo, en la cual cada extremidad orientada en dirección transversal a la de avance de la máquina del perfil termina en una porción de tronco que define un ángulo sustancialmente inferior a 90^{o,} por ejemplo de 45º. En otra realización, el perfil del tronco está definido como dos aletas delgadas del mencionado perfil dispuestas formando ángulos sustanciales, por ejemplo de 90º, para formar una cruz con los dos paralelogramos. En otros casos, un conjunto X, Y de tales elementos de preforma incluye bandas en las cuales los perfiles de paralelogramo tienen una primera orientación, y bandas, preferiblemente bandas que alternan con las bandas primeramente mencionadas, que tienen la orientación opuesta o de imagen especular.

Un elemento de preforma de aleta delgada, al menos en dirección transversal a la de avance de la máquina, tiene un perfil de "M" con lados rectos verticales en las extremidades orientadas en dirección transversal a la de avance de la máquina y un corte en forma de "V" en su región central que está desprovisto de resina, de modo que las porciones más exteriores del elemento de preforma divergen desde un punto exterior hasta secciones transversales horizontales de área creciente a medida que se acercan a la base. Con esta forma, a medida que progresa la fusión, como cuando el material se calienta mediante una fuente de calor sin contacto, la resina fundida fluye preferentemente sobre el borde del lado recto para formar una masa fundida que sobresale en voladizo en la extremidad orientada en dirección transversal a la de avance de la máquina. Esta masa se conforma posteriormente para proporcionar la forma deseada de acoplamiento con bucle.

En realizaciones preferidas de estos aspectos: el calentamiento sin contacto es efectuado principalmente por convección, preferiblemente por los productos de combustión gaseosos calientes de una llama de gas muy próxima; la superficie de conformación que se acopla con la superficie fundida tiene una superficie de moldeo que imparte un grado de rugosidad o perfil conformado a la superficie exterior en los bordes periféricos de la cabeza que se forma, de una forma y tamaño que permiten la propagación de la perturbación a través de la masa de la porción saliente en voladizo para proporcionar un cierto grado de irregularidad, textura o rugosidad de las superficies de acoplamiento a bucle de la cabeza en voladizo, por ejemplo en los bordes periféricos de las superficies inferiores de la cabeza, para favorecer la retención del bucle sobre el gancho en condiciones de arrancamiento.

La fabricación de ganchos utilizando productos de preforma de tronco de las configuraciones geométricas descritas, utiliza calentamiento sin contacto, permitiendo la formación de masas redondeadas de resina fundida dimensionadas y/o situadas ventajosamente, operación seguida del acoplamiento de las masas con una superficie de conforma-
ción.

En realizaciones preferidas se utiliza una operación para evitar el agarre o adherencia de la cabeza formada con la superficie de conformación durante el desacoplamiento. Realizaciones del invento incluyen la operación de mantener la superficie de conformación a una temperatura inferior a la temperatura de ebullición del agua o de condensación del vapor en el ambiente introduciendo agua o vapor en esa superficie. En una realización importante, el modo de calentamiento sin contacto corresponde a la inmersión de las porciones de extremo terminal de las formaciones en el flujo de productos de combustión calientes de una llama de gas muy próxima, de tal modo que el agua de combustión condensa sobre el rodillo de conformación enfriado y realiza una función de antihaderencia.

Una realización preferida del invento implica el "sobrecalentamiento" de un elemento de preforma por una fuente de calor sin contacto antes de la conformación por prensado de la masa de resina calentada con una superficie de conformación relativamente fría, de modo que, a continuación de tal operación de conformación por prensado, bajo la influencia de la gravedad y/o la tensión superficial, se produce un desplazamiento de conformación adicional de la resina antes de estabilizarse, por ejemplo para formar una estructura de elemento de sujeción macho de autoacoplamiento, como en el caso de las formaciones de seta, o una estructura de acoplamiento a bucle, como en el caso de cabezas con un perfil de "J".

En realizaciones preferidas, el grado de tal "sobrecalentamiento" en relación con la pérdidas de calor en la superficie de conformación, que es preferiblemente un rodillo enfriado, asegura que el calor retenido mantiene la resina suficientemente caliente para permitir que la masa fluya en forma de seta, o en otras realizaciones es suficiente permitir que porciones periféricas de la masa formada caigan o se autodeformen para formar un perfil similar a una "J", antes de solidificar.

En realizaciones preferidas de esta característica específica, la resina para formar de este modo una estructura de seta a continuación de la conformación por prensado, es polietileno de baja densidad u otra resina que tiene una temperatura baja de deformación térmica, y para formar así un perfil de "J" la resina es polietileno de alta densidad o nailon o resinas de temperaturas de deflexión térmica similares más altas.

Otro aspecto importante es la constatación de que no se necesita la propiedad de orientación molecular de la resina de troncos preformados previstos para conformación térmica subsiguiente, al contrario de otras opiniones, y ciertamente y ventajosamente puede evitarse con efectos deseables. Se constata que el precalentamiento de un resalte de resina no orientada permite que una masa de resina fundida se conforme como una bola, dependiendo del tamaño y la forma de la formación de resina fundida, y que la posición física de esta bola pueda ser seleccionada y controlada ventajosamente prediseñando la estructura saliente, de modo que una operación subsiguiente de conformación por prensado, (es decir, un aplanamiento de las porciones superiores) de la resina fundida puede distribuir la resina para obtener una forma final deseada, o una geometría de distribución deseada, en el caso de resina sobrecalentada, de tal modo que los efectos de la gravedad y/o tensión superficial residual consiguen una deformación adicional deseada. En ciertas situaciones, puede utilizarse enfriamiento adicional, o incluso un prensado de superficie adicional, para determinar la forma final.

En realizaciones preferidas, la secuencia consiste en precalentar la resina hasta condiciones de sobrecalentamiento por convección, preferiblemente por inmersión en los productos de combustión de una llama de gas, aplanar las partes superiores con un rodillo enfriado para producir la distribución deseada en área de la resina, y permitir que los elementos se conformen adicionalmente a partir de la forma distribuida por la acción de la gravedad y de la tensión superficial. Estas operaciones están seguidas por una operación de enfriamiento por aire o acoplamiento con un rodillo enfriado adicional. En algunos casos, en este momento, el producto puede entrar en contacto con un rodillo caliente para finalizar la conformación o texturado superficial del producto.

Otro aspecto concierne al calentamiento por convección de elementos de preforma, utilizando una llama de gas distribuida. La llama luminiscente se sitúa para inmersión de la superficie lateral de porciones terminales de los elementos de preforma y también de las superficies de extremo, en productos de combustión calientes de la llama de gas, a una temperatura del orden de 1000ºC, para conseguir un calentamiento rápido de los elementos y permitir que los elementos continúen con una alta tasa de producción a través de la operación de conformación por prensado subsiguiente (o aplanamiento de cabezas).

En realizaciones preferidas, la superficie de conformación por prensado se mantiene a una temperatura inferior a la temperatura de condensación del agua, en casos preferidos comprendida aproximadamente entre 5 y 60ºC, preferiblemente entre 10 y 45ºC, y más preferiblemente aproximadamente entre 25 y 30ºC, y la superficie se expone a los productos de combustión de la llama para provocar la condensación del agua sobre la superficie de conformación en un grado tal que se favorece la liberación de la resina de la superficie de conformación después de la acción de conformación. Preferiblemente, la superficie de conformación es un rodillo de prensado o rodillo de conformación de enfriamiento rápido.

En caso de utilizar un rodillo de presión calentado a continuación de la operación de precalentamiento por convección como se ha descrito, se dispone un material antiadherente en la interzona entre la superficie de conformación y la resina. En realizaciones preferidas, el material comprende Teflón u otro recubrimiento antiadherente de la superficie de conformación, agua o vapor inyectado en la interzona, o ambos. De este modo, la velocidad de funcionamiento del proceso puede aumentarse mientras se utiliza aun utillaje desarrollado que utiliza rodillos u otras superficies de conformación calentadas.

Aun en otro aspecto del invento, un método de formación de un producto de sujeción de acoplamiento de bucles incluye la disposición de un producto de tronco de preforma que tiene una pluralidad de troncos, cada uno de los cuales sale de una base hasta un extremo distal, y el establecimiento de contacto del extremo distal con al menos algunos de los troncos con una bocina ultrasónica para formar cabezas de acoplamiento a bucle.

Variantes de este aspecto del invento pueden incluir una o más de las siguientes características específicas. La bocina ultrasónica está girando mientras establece contacto con el extremo distal de al menos algunos de los troncos. El producto de tronco de preforma se introduce en un espacio de separación formado por la bocina ultrasónica y un elemento de apoyo, y el espacio está dimensionado para hacer que los extremos distales de algunos de los troncos entren en contacto con la bocina giratoria. El elemento de apoyo está girando.

Los detalles de una o más realizaciones del invento se ilustran en los dibujos que se acompañan, y en la descripción que sigue. Se pondrán de manifiesto otras características específicas, objetos y ventajas del invento por la descripción, los dibujos y las reivindicaciones.

Descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista lateral de un elemento de sujeción que incluye un elemento de sujeción de acuerdo con una realización del invento. La figura 1A es una vista desde arriba del elemento de sujeción, con la porción de tronco representada en líneas discontinuas. Las figuras 1B, 1C y 1D son vistas desde arriba de elementos de sujeción de acuerdo con realizaciones alternativas del invento; estos elementos de sujeción tienen el mismo perfil, en una vista lateral, que el ilustrado en la figura 1.

La figura 2 es una vista en corte transversal lateral de un elemento de sujeción de acuerdo con una realización alternativa del invento. Las figuras 2A y 2B son vistas desde arriba de elementos de sujeción de acuerdo con realizaciones alternativas del invento; estos elementos de sujeción tienen la misma forma de sección transversal que el ilustrado en la figura 2.

Las figuras 3 y 3A son vistas en corte transversal laterales de elementos de sujeción de acuerdo con otras realizaciones alternativas del invento. Las figuras 3B y 3C son vistas en perspectiva de elementos de sujeción de acuerdo con otras realizaciones alternativas del invento.

La figura 4 es una vista frontal que representa un elemento de sujeción de acuerdo con las figuras 1 o 2 acoplado con las aberturas de malla de una mosquitera.

La figura 5 es una vista esquemática lateral de una máquina para la fabricación de un elemento de sujeción.

La figura 6 es una vista ampliada de una porción de la máquina representada en la figura 5.

La figura 7 es una vista de detalle lateral ampliada del área A de la figura 6, que representa una porción de la base portadora de troncos antes de su conformación. La figura 7A es una vista muy ampliada de uno de los troncos representados en la figura 7. La figura 7B es una vista desde arriba de la porción de la base representada en la figura 7A.

La figura 7C es una vista en planta del producto de preforma que comprende un conjunto de troncos dispuestos en la dirección de avance de la máquina.

Las figuras 8-8D son vistas laterales que representan diversas superficies de rodillo de conformación adecuadas para formar elementos de sujeción de acuerdo con el invento.

Las figuras 9A y 9B son una vista lateral y una vista frontal ampliadas adicionales, respectivamente, de una formación de tronco individual del producto de tronco de preforma de las figuras 7-7C.

Las figuras 10A, 10B y 10C son vistas laterales, frontales y desde arriba ampliadas, pero no a escala, de un producto de sujeción de acoplamiento con bucle formado a partir del producto de tronco de preforma de las figuras 7-7C.

Las figuras 11A, 11B y 11C son vistas laterales, frontales y desde arriba ampliadas adicionales de un elemento de sujeción de acoplamiento a bucle individual del producto de sujeción de acoplamiento a bucle de las figuras 10A-10C.

La figura 12 es una ilustración esquemática de un método y un aparato para formar el producto de tronco de preforma de las figuras 7-7C y para formar subsiguientemente el producto de sujeción de acoplamiento a bucle de las figuras 3A-3C a partir del producto de tronco de preforma en un proceso en línea.

La figura 13 es una ilustración esquemática de un método alternativo para formar el producto de sujeción de acoplamiento a bucle de la figura 12.

La figura 13A es un diagrama en perspectiva que muestra el recorrido de una bocina ultrasónica giratoria paralela a la dirección de avance de la máquina.

La figura 13B es un diagrama en perspectiva que muestra la bocina ultrasónica giratoria, cuyo eje se extiende perpendicularmente a la dirección de avance de la máquina y al plano de la banda de los elementos de preforma.

La figura 14 es una ilustración esquemática de un aparato y un método alternativos para formar el producto de tronco de preforma de las figuras 7-7C.

Las figuras 15A y 15B son vistas laterales y frontales, respectivamente, de otra formación de tronco de preforma.

Las figuras 16A, 16B y 16C son una vista lateral, una vista frontal y una vista desde arriba, respectivamente, de un elemento de sujeción de acoplamiento a bucle formado a partir de la formación de tronco de preforma de las figuras 15A y 15B.

Las figuras 17A y 17B son una vista lateral y una vista frontal, respectivamente, de otra formación de tronco de preforma.

La figura 17C es una vista similar a la de la figura 17A, pero que ilustra una formación de tronco de preforma modificada.

La figura 17D es una vista en corte transversal del utillaje para conformar la formación de tronco de preforma de la figura 17C.

Las figuras 18A, 18B y 18C son una vista lateral, una vista frontal y una vista desde arriba, respectivamente, de un elemento de sujeción de acoplamiento a bucle formado a partir de la formación de tronco de preforma de las figuras 17A y 18B.

Las figuras 19A y 19B son una vista lateral, y una vista frontal, respectivamente, de otra formación de tronco de preforma.

Las figuras 20A, 20B y 20C son una vista lateral, una vista frontal y una vista desde arriba, respectivamente, de un elemento de sujeción de acoplamiento a bucle conformado a partir de la formación de tronco de preforma de las figuras 19A y 19B.

Las figuras 21A y 21B son una vista lateral y una vista desde arriba, respectivamente, de otra formación de tronco de preforma.

La figura 22 es una vista lateral de un elemento de sujeción de acoplamiento a bucle formado a partir de la formación de tronco de preforma de las figuras 21A y 21B.

La figura 23 es una vista en perspectiva diagramática de una realización de un elemento de gancho multilobulado fabricado de acuerdo con el invento, mientras que la figura 23A es una vista lateral tomada según las líneas 23A-23A, y la figura 23B es una vista desde arriba tomada según las líneas 23B-23B de la figura 23A.

Las figuras 23C a 23E son vistas de un elemento de preforma utilizado para formar el elemento de gancho de la figura 23, siendo la figura 23C una vista en perspectiva diagramática del elemento de preforma moldeado, la figura 23D una vista lateral vertical del elemento, y la figura 23E una vista en corte horizontal del elemento de preforma tomada según la línea 3E-23E de la figura 23D.

La figura 23F es una vista lateral similar a la de la figura 23A del tronco después de haber pasado por una fuente de calor sin contacto, antes de llagar al rodillo de conformación, mientras que las figuras 23F-A a 23F-E son un conjunto de figuras que ilustran la "formación en bola" de la resina fundida a lo largo del borde expuesto de un elemento de aleta delgada individual como resultado del precalentamiento por convección por una llama de gas.

La figura 23G es una vista lateral diagramática de una máquina de conformación, la figura 23H es una vista diagramática ampliada de la acción de formación de cabezas de la máquina. La figura 23G' es una vista lateral y la figura 23G'' es una vista en perspectiva de una configuración preferida de la máquina.

Las figuras 23I y 23J son vistas en corte transversal parciales muy ampliadas tomadas paralelamente a la periferia de anillos de moldeo respectivos para formar el elemento de preforma de la figura 23, mientras que las figuras 23L y 23M son vistas en corte transversal muy ampliadas tomadas según las líneas 23L-23L y 23M-23M de las figuras 23I y 23J, respectivamente.

La figura 23K es una vista similar a la de las figuras 23I y 23J de los dos anillos de moldeo enfrentados en coincidencia una cavidad de molde en forma de cruz, para moldear los elementos de la figura 23.

Las figuras 23N y 23O son vistas ampliadas aun adicionales de dos patrones de montaje que pueden conseguirse con el conjunto de anillos de moldeo de las figuras 23I y 23J, ensamblados con anillos separadores intermedios.

Las figuras 23P y 23Q son vistas diagramáticas desde arriba y lateral de un elemento de sujeción formado a partir de un tronco de sección transversal cuadrada. La figura 23R es una diagrama vectorial que representa fuerzas aplicadas entre un gancho y un bucle; las figuras 23S y 23T son vistas similares a las de las figuras 23P y 23Q de un gancho formado por un tronco de preforma de aleta delgada, mientras que la figura 23U es un diagrama vectorial del gancho de las figuras 23S y 23T, de forma similar a la de la figura 23R. Las figuras 23V y 23W son similares a las figuras 23Q y 23R, respectivamente, para un gancho sometido a tracción desde un bucle según un ángulo, y la figura 23X es una comparación de los ángulos \varphi y \theta_{min} en un margen angular. La figura 23Y es un diagrama que muestra componentes de gancho y bucle que están siendo separados.

La figura 24 es una vista en perspectiva diagramática de una segunda realización de un elemento de un solo gancho fabricado de acuerdo con el invento, mientras que la figura 24A es una vista lateral del elemento de la figura 24, y la figura 24B es una vista desde arriba tomada según las líneas 24B-24B de la figura 24A.

Las figuras 24C a 24E son vistas de un elemento de preforma utilizado para formar el elemento de gancho de la figura 24, siendo la figura 24C una vista en perspectiva diagramática del elemento de preforma moldeado, la figura 24D una vista lateral vertical, y la figura 24E una vista en corte horizontal del elemento de preforma tomada según la línea 24E-24E de la figura 24D.

La figura 25 es una vista desde arriba de otra realización de un solo gancho de acuerdo con el invento, mientras que la figura 25A es una vista desde arriba de la preforma utilizada para fabricar la realización de la figura 25, y las figuras 25B y 25C son vistas laterales de la preforma tomadas, respectivamente, según las líneas 25B-25B y 25C-25C de la figura 25A. La figura 25D es una vista en planta de otra realización similar a la de la figura 25, pero con las aletas según la dimensión Y en las extremidades de la estructura en la dirección de avance de la máqui-
na.

Las figuras 26 y 26A son una vista lateral y una vista desde arriba de otra realización, mientras que las figuras 26B y 26C son una vista lateral y una vista desde arriba de un elemento de preforma utilizado para formar la realización de las figuras 26 y 26A.

Las figuras 27 y 27A son, respectivamente, una vista en planta y una vista lateral de otra realización, mientras que la figura 27B es una vista desde arriba del elemento de preforma a partir del cual está fabricada la realización de las figuras 27 y 27A.

Del mismo modo que las realizaciones anteriores, las figuras 28, 28A y 28B ilustran otra realización.

Las figuras 29, 29A, 29B y 29C ilustran la formación de setas en forma de cúpula a continuación de la operación de aplanamiento de cabezas mediante el flujo de polietileno de baja densidad no orientado y previamente "sobrecalentado", mientras que la figura 29D ilustra la utilización de dos de tales componentes como elemento de sujeción de autoacoplamiento. Las figuras 30 y 31 ilustran la formación de configuraciones en J mediante flujo de postformación, como resultado de la utilización de resinas de propiedades de flujo diferentes.

Las figuras 32, 32A y 32B ilustran otra realización de una formación de perfil en J de gancho tetralobulado.

Las figuras 33, 33A y 33B ilustran un gancho en M tetralobulado, mientras que las figuras 33C, 33D y 33E ilustran el producto de preforma moldeado con el cual se fabrica dicho gancho, y la figura 33F ilustra la situación del extremo terminal de la preforma de la figura 33D después de calentamiento sin contacto y antes del aplanado de cabezas. Las figuras 33G, 33H y 33I son vistas en corte transversal, como se indica, que ilustran la matriz de molde para moldear el elemento de preforma de la figura 33.

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Las figuras 34, 34A y 34B ilustran del modo usual otra realización, basada en una sola preforma en forma de M, y las figuras 34C, 34D y 34E ilustran el producto de preforma moldeado a partir del cual se fabrica dicha realización, mientras que la figura 34A' ilustra un perfil de gancho similar al de la figura 34A, pero formado de un modo diferente.

Las figuras 34F a 34J son diversas vistas en corte tomadas a través de anillos de moldeo del conjunto indicado, que definen moldes para moldear el componente de tronco de preforma de las figuras 34C, 34D y 34E.

Las figuras 35-35E son vistas correspondientes a las figuras 34-34E de otra realización (en configuración de M modificada), y su elemento de preforma, mientras que la figura 35A' ilustra un perfil de gancho similar al de la figura 35A pero formado de un modo diferente.

Las figuras 36-36E son vistas similares de un gancho en forma de N y de su elemento de preforma, mientras que la figura 36A' representa un perfil de gancho similar al de la figura 36A pero formado de un modo diferente.

La figura 37 es una vista en perspectiva diagramática de una realización adicional de un elemento de un solo gancho fabricado de acuerdo con el invento, mientras que la figura 37A es una vista lateral del elemento y la figura 37B es una vista desde arriba tomada según las líneas 37B-37B de la figura 37A.

Las figuras 37C a 37E son vistas de un elemento de preforma utilizado en la formación del elemento de gancho de la figura 37, siendo la figura 37C una vista en perspectiva diagramática del elemento de preforma moldeado, la figura 37D una vista lateral vertical del mismo, y la figura 37E una vista en corte transversal horizontal del elemento de preforma tomada según al línea 37E-37E de la figura 37D.

Las figuras 37F y 37G son vistas en corte del útil de moldeo para moldear una variante del elemento de la figura 37C, que incluye un pedestal de soporte.

La figura 37H es una vista en planta de un componente de sujeción macho que comprende un conjunto X, Y de los elementos de sujeción macho de la figura 37, mientras que las figuras 37I y 37J son vistas en perspectiva diagramáticas del conjunto de la figura 37H.

Las figuras 38 y 38A son diagramas que muestran la relación entre la cuerda AB de la cara de tronco y el voladizo de disco en el caso de troncos cuadrados y cilíndricos, representada por una relación de aspecto de voladizo, mientras que la figura 38B ilustra la relación diferente obtenida con un tronco de aleta delgada, y las figuras 38C y 38D ilustran, mediante dos ejemplos, la relación diferente que puede obtenerse utilizando los principios de construcción descritos en relación con las figuras 37-37A.

Símbolos de referencia similares en los diversos dibujos indican elementos similares.

Descripción de las realizaciones preferidas

Con referencia a la figura 1, el elemento 10 de sujeción incluye una base 12 y un elemento 14 de sujeción que se extiende desde la base. (El elemento 10 de sujeción incluye en general un conjunto de elementos de sujeción; se muestra para mayor claridad un solo elemento de sujeción). El elemento 14 de sujeción incluye un tronco 16 y, en su extremo terminal, una cabeza 18. La cabeza 18 está conformada para acoplamiento con otro componente de sujeción, por ejemplo un componente de sujeción hembra que tiene una pluralidad de bucles, una malla tal como la de una mosquitera, u otro componente de sujeción similar al elemento 10 de sujeción.

Como se muestra en la figura 1, la cabeza 18 tiene sustancialmente forma de disco, que incluye una superficie superior 20 sustancialmente plana, y una superficie inferior 22 sustancialmente plana enfrentada con la base 12 y en voladizo sobre ella. Es deseable que el disco sea relativamente delgado para permitir que un elemento de sujeción cooperante, por ejemplo un bucle o la malla de alambre de una mosquitera, penetre en el disco deformando por flexión su material. Preferiblemente, el espesor del disco está comprendido aproximadamente entre el 5 y el 15% del diámetro equivalente del disco. Si el disco es más delgado, tenderá a tener un ciclo de vida reducido (es decir, la durabilidad durante acoplamientos y desacoplamientos repetidos del elemento de sujeción), mientras que si el disco es más grueso, el elemento de sujeción puede presentar una resistencia al arrancamiento reducida. Como se muestra en la figura 1A, la cabeza 18 es sustancialmente circular cuando se mira desde arriba, y el tronco 16 es sustancialmente circular en corte transversal radial, como se muestra, o cuadrado en corte transversal radial. En otras realizaciones, la cabeza 18 puede tener una forma irregular (figura 1B), cuadrada (figura 1C) o de cruz (figura 1D) cuando se mira desde arriba). La forma del disco es particularmente ventajosa para acoplamiento con una mosquitera (figura 4) porque la abertura de los lados 25 de la malla puede penetrar en el disco delgado. Como resultado, como se muestra en la figura 4, puede proporcionarse un acoplamiento firme incluso aunque el disco sea más pequeño que la abertura de la malla y se acople solamente en uno o dos lados 25 de la abertura de la malla. La cabeza 18 es también adecuada para acoplarse con bucles o con otras cabezas conformadas similarmente.

En una realización alternativa representada en la figura 2, la cabeza 18 incluye una porción 24 en forma de cúpula y una superficie inferior 23 en forma de cúpula correspondientemente, de la cual una porción principal es sustancialmente paralela a la porción 24 en forma de cúpula. La superficie inferior 23 está enfrentada y en voladizo con respecto a la base 12, proporcionando una superficie para acoplamiento con un elemento de sujeción hembra o una malla. La cabeza 18 puede tener diversas formas. Por ejemplo, la cabeza 18 puede ser un disco cuadrado o rectangular cuando se mira desde arriba (figura 2A), estando doblados dos bordes opuestos del disco hacia abajo para formar una porción de cúpula en forma de U. Alternativamente, la cabeza 18 puede ser un disco circular que está doblado hacia abajo alrededor de su periferia para formar una porción de cúpula similar a una seta. Estas formas de cabeza son particularmente ventajosas para acoplamiento con una mosquitera (figura 4) porque la porción en forma de cúpula permite la penetración suave en las aberturas 27 de la malla, y la forma de disco delgado permite que los lados 25 de la abertura de la malla queden embebidos en la superficie inferior 23 en forma de cúpula. La cabeza 18 puede ser utilizada también para acoplarse a bucles de un componente hembra de sujeción, o para que se autoacople con otro elemento de sujeción que tenga cabezas de forma similar.

En realizaciones alternativas, representadas en las figuras 3 y 3A, las cabezas en forma de disco son "onduladas". La cabeza 18 puede tener una sección transversal en forma de S, como se ilustra en la figura 3, o puede tener forma de W, como se muestra en la figura 3A. Las formas de la cabeza representadas en estas figuras pueden ser provistas de una superficie rugosa, como se describe posteriormente, con referencia a la figura 3B.

En otra realización alternativa, ilustrada en la figura 3B, la cabeza 18 incluye una superficie rugosa 30 similar a una lija. Preferiblemente, la textura de la superficie 30 recuerda a la de un papel de lija de grano 320 (utilizado para lijar metales). Las superficie similar a un papel de lija incluye porciones salientes que tienden a quedar capturadas en el componente de sujeción con el cual se acopla la cabeza 18 (no representado), haciendo más difícil desacoplar inadvertidamente los componentes de sujeción acoplados. Como resultado, se aumenta en general la fuerza de acoplamiento, en comparación con la fuerza obtenida de un elemento de sujeción similar que tiene una superficie suave. En particular, en realizaciones preferidas, la resistencia al arrancamiento, medida de acuerdo con la norma ASTM D 5170-91 (método "T"), aumenta aproximadamente en un margen comprendido entre el 10 y el 100%. Se prefiere que la superficie rugosa 30 tenga una rugosidad superficial de al menos 10 micras, y más preferiblemente comprendida aproximadamente entre 10 y 200 micras.

En otra realización, representada en la figura 3C, la cabeza 18 tiene forma piramidal. Preferiblemente, la superficie de la cabeza que sobresale en voladizo sobre la base tiene el mismo contorno que la superficie superior de la cabeza, de modo que una porción principal de la superficie es sustancialmente paralela a ella.

En todas las realizaciones representadas en las figuras 1-3C, la cabeza sobresale en voladizo sobre la base en un grado importante. Preferiblemente, el área A1 de la superficie en voladizo sobre la base es igual o al menos un 20% mayor que el área A2 de la sección transversal radial del tronco 16 tomada a lo largo de la línea A-A, es decir donde el tronco corta a la cabeza. El área A1 puede ser hasta un 600% mayor que el área A2. Por ejemplo, para un elemento de sujeción en el cual el área A2 es de 0,03 mm^{2}, el área A1 es preferiblemente aproximadamente igual a 0,05 mm^{2}. Se prefiere también en general que el grado de voladizo sea sustancialmente uniforme alrededor del perímetro del tronco, para proporcionar un acoplamiento multidireccional. Sin embargo, por facilidad de fabricación, se preferirá en algunos casos que la extensión del voladizo no sea uniforme, como se comentará posteriormente con referencia a la
figura 5.

En la figura 5 se representa una máquina 100 para formar los elementos de sujeción descritos anteriormente. Un conjunto 102, 126 de rodillos de alimentación introduce una banda de alimentación continua de una base 12 portadora de troncos (como se muestra en las figuras 7, 7B) en la máquina 100. La base 12 portadora de troncos es de un polímero termoformable. En una operación de fabricación anterior, el rodillo 102 se dispuso como rodillo de recogida en una estación de moldeo (no representada) en la cual los troncos 104 (figuras 7-7B) fueron moldeados integralmente sobre la base 12. La estación de moldeo puede incluir un rodillo de moldeo que tiene una pluralidad de cavidades de moldeo formadas por placas alineadas como se describe, por ejemplo, en la patente de EE.UU. Nº 4,794,028, cuya exposición se incorpora en la presente memoria como referencia, o puede utilizar cualquier técnica deseada de moldeo de troncos. Como se muestra en la figura 7B, los troncos pueden ser de sección transversal rectangular o cuadrada, si se desea una cabeza rectangular cuadrada, o puede ser oval, redonda, en forma de cruz, o de cualquier otra forma deseada, para formar cabezas de forma similar (véanse las figuras 1A-1D).

El rodillo 102 de alimentación es accionado por un mecanismo 106 de accionamiento, que transporta la base 12 portadora de troncos a una zona 108 de precalentamiento que eleva la temperatura de la base 12 portadora de troncos hasta una temperatura de precalentamiento superior a la temperatura ambiente, pero mucho más baja que la temperatura Vicat del polímero. Este precalentamiento permite que las puntas de los troncos lleguen a una temperatura de reblandecimiento predeterminada más rápidamente durante la siguiente operación del proceso.

A continuación, la base 12 portadora de troncos se desplaza hasta el dispositivo 110 de calentamiento, que calienta una porción de los troncos. Como se indica en la figura 7A, solamente una porción P de los troncos 104, adyacente a sus puntas 109, es calentada por el dispositivo 110 de calentamiento, dejando el resto del tronco relativamente frío y consiguientemente relativamente rígido. Preferiblemente, la longitud L de la porción P es menor que el 30% de la longitud total L1 del tronco, y más preferiblemente está comprendida aproximadamente entre el 15 y el 25% de L1. La porción P se calienta hasta una temperatura de reblandecimiento para la cual puede conformarse la porción P en una configuración de cabeza deseada, típicamente una temperatura que es mayor o igual a la temperatura Vicat del polímero termoformable. La parte restante del tronco no se calienta y permanece a una temperatura inferior a la temperatura S de reblandecimiento, preferiblemente al menos un 10% más baja.

Para asegurar que solamente se calienta la porción P hasta la temperatura de reblandecimiento, se prefiere que el dispositivo 110 de calentamiento incluya una fuente 111 de calor sin contacto (figura 6) que sea capaz de elevar rápidamente la temperatura del material que está muy próximo a la fuente de calor, sin elevar la temperatura del material que está relativamente alejado de la fuente de calor. Entre las fuentes de calor sin contacto se incluyen los calefactores de llama, un hilo de nicrom calentado eléctricamente, y bloques de caldeo radiantes. Para calentar la porción P hasta la temperatura de reblandecimiento sin contacto, la fuente de calor típicamente debe estar a una temperatura relativamente alta. Por ejemplo, si la temperatura de reblandecimiento está comprendida aproximadamente entre 100 y 140ºC, la temperatura de la fuente de calor estará en general aproximadamente entre 300 y 1000ºC y dicha fuente se situará a una distancia comprendida aproximadamente entre 0,1 y 30 mm de la punta de los troncos.

Después de haberse calentado la porción P de los troncos, la base 12 portadora de troncos se desplaza hasta la cabeza 112 de conformación, en la cual la base 12 pasa entre el rodillo 114 de conformación y el rodillo 116 de arrastre. El rodillo 114 de conformación conforma la porción P de los troncos en una forma de cabeza deseada, como se describirá posteriormente con mayor detalle, mientras que el rodillo 116 de arrastre hace avanzar la base 12 y la aplana contra el rodillo 114 de conformación para mejorar la uniformidad de la cabeza. Se prefiere que la temperatura del rodillo 114 de conformación (temperatura de conformación) sea menor que la temperatura de reblandecimiento. Se ha encontrado que manteniendo el rodillo 114 de conformación a esta temperatura relativamente baja, se permite que el rodillo de conformación aplane las cabezas esféricas ("en forma de bola") que se forman en general durante la operación de calentamiento anterior en una forma de cabeza deseada. Las cabezas esféricas son en general no deseables, dado que tales cabezas tienden a no proporcionar un acoplamiento firme con un elemento de sujeción de acoplamiento. Una temperatura de conformación baja evita también la adhesión del polímero termoformable al rodillo de conformación. En general, para obtener la temperatura de formación deseada es necesario enfriar rápidamente el rodillo de conformación, por ejemplo haciendo correr agua fría a través de un canal 115 en el centro del rodillo, para contrarrestar el calentamiento del rodillo de conformación producido por el calor procedente de la porción P de los troncos. Si se necesita enfriamiento adicional para obtener la temperatura de formación deseada, el rodillo de arrastre puede ser enfriado rápidamente de un modo similar.

La textura de superficie del rodillo 114 de conformación determinará la forma de las cabezas que se forman. Si se desean cabezas en forma de disco de superficie suave, la textura de superficie será suave y plana. Si se desea una superficie a modo de lija, la textura de superficie del rodillo de conformación será similar a la del papel de lija (figura 8). Si se desean cabezas en forma de seta (conformadas como cúpulas), el rodillo de conformación incluirá una pluralidad de porciones entrantes ("depresiones") sustancialmente semiesféricas para formar la porción de cúpula de las cabezas (figura 8A). Pueden formarse cabezas en forma de disco de forma "ondulada" como se muestra en las figuras 3 y 3A, utilizando las superficies de rodillo de conformación representadas en las figuras 8B y 8C. La superficie del rodillo de conformación en forma de retícula de rombos representada en la figura 8D proporcionará a la cabeza una forma piramidal, por ejemplo, como se muestra en la figura 3C. El rodillo de conformación puede tener también una superficie blanda (no representada), por ejemplo de caucho, para formar una cabeza en forma
de seta.

Preferiblemente, cuando la textura de superficie incluye depresiones, la densidad de las depresiones es sustancialmente uniforme sobre la superficie del rodillo, y es mayor o igual a la densidad de los troncos sobre la base 12. Para permitir una coincidencia incorrecta entre los troncos y las depresiones se prefiere que la densidad de las depresiones sea sustancialmente mayor que la densidad de los troncos (si la densidad es igual, no puede producirse una coincidencia incorrecta en ninguno de los troncos en contacto con depresiones).

Como se ha comentado anteriormente, aun cuando se prefiere en general la forma de cabeza en cúpula, con voladizo uniforme, como se representa en la figura 2, la obtención de esta forma puede complicar indebidamente la fabricación, debido a la necesidad de mantener una coincidencia sustancialmente completa entre las depresiones y los troncos. Como resultado, por facilidad de fabricación, puede ser deseable en algunos casos formar configuraciones de cabeza menos uniformes permitiendo que las depresiones y los troncos estén en coincidencia parcial, en vez de en coincidencia total. En estos casos, el rodillo de conformación deberá tener una densidad de depresiones significativamente más alta que la densidad de troncos, para aumentar la probabilidad del contacto entre las depresiones y los troncos. De este modo, es posible que algunas de las cabezas tengan la forma ilustrada en la figura 2, mientras que otras cabezas tengan formas diferentes resultantes del contacto de un tronco con una porción de una depresión.

La separación entre el rodillo 114 de conformación y el rodillo 116 de arrastre está seleccionada para deformar la porción P de los troncos para formar la configuración de cabeza deseada, sin dañar excesivamente la porción no calentada de los troncos. Se prefiere también que la separación sea suficientemente pequeña para que el rodillo de arrastre aplane la base 12 y proporcione una presión de contacto sustancialmente uniforme de las puntas 109 de tronco contra el rodillo de conformación. Preferiblemente, la separación es aproximadamente igual a la altura total del tronco (L1, figura 7A) menos la longitud de la porción calentada P (L, figura 7A).

A continuación, la base 12 se desplaza hasta una estación 118 de enfriamiento. La estación 118 de enfriamiento enfría las cabezas formadas, por ejemplo mediante aire frío, evitando adicionalmente la deformación de las mismas. Preferiblemente, las cabezas se enfrían aproximadamente hasta la temperatura ambiente. La base enfriada es desplazada entonces a través de la estación 520 de accionamiento y bobinada sobre el rodillo 522 de recogida por el elemento 524 de arrollamiento.

Están dispuestos rodillos 126, 128 de alimentación y recogida alternativos, de modo que cuando el rodillo 102 de alimentación está agotado y/o cuando el rodillo 524 de recogida está lleno, puede sustituirse fácilmente el rodillo adecuado sin interrumpir el proceso.

Son materiales adecuados para ser utilizados en la formación del elemento de sujeción los polímeros termoplásticos que proporcionen las propiedades mecánicas que se desean para una aplicación particular. Entre los polímeros preferidos se incluyen los polipropilenos, tales como los fabricados por Montell con la marca comercial MOPLEN, los polietilenos, el ABS, las poliamidas y los poliésteres (por ejemplo, el PET).

Por supuesto, son posibles otras realizaciones.

Por ejemplo, aun cuando se han comentado e ilustrado anteriormente las cabezas en forma de disco, la cabeza puede ser de cualquier forma deseada que proporcione una superficie en voladizo sobre la base hasta una extensión suficiente para proporcionar un acoplamiento multidireccional que tenga las características de resistencia deseadas.

Además, aun cuando el proceso descrito incluye solamente una única operación de calentamiento de las puntas de los troncos y un solo paso a través de una cabeza de conformación, estas operaciones pueden repetirse una o más veces para proporcionar otras formas de cabeza. Cabezas de conformación subsiguientes pueden tener la misma superficie que la primera cabeza de conformación, o pueden tener superficies diferentes.

Adicionalmente, si se desea, las puntas de los troncos pueden ser enfriadas después de la operación de calentamiento e inmediatamente antes de su paso por la cabeza de conformación, para formar una cabeza esférica que es forzada a continuación hacia abajo contra el tronco, quedando embebida la porción superior del tronco en la cabeza para formar una cabeza en forma de seta.

Adicionalmente, en algunos casos no es necesario enfriar el rodillo de conformación. Si la forma de cabeza deseada puede obtenerse y la adherencia de la resina puede evitarse, el rodillo de conformación puede utilizarse sin calentamiento ni enfriamiento, o puede ser calentado.

Como se ilustra en las figuras 7, 7A, 7B y 7C, un ejemplo de un producto 9 de preforma para fabricar un producto de sujeción, tiene una lámina 12 de base flexible, y aun relativamente plana, de la cual sobresalen formaciones 104 de tronco. Las formaciones 104 de tronco están formadas integralmente, es decir monolíticamente, a partir de la misma resina termoplástica, por ejemplo polipropileno, que la superficie 13 de la lámina 12 de base de la cual sobresalen. Como se muestra en las vistas más detalladas de las figuras 9A y 9B, cada formación 104 de tronco tiene superficies 101, 103 de borde frontal y trasero, respectivamente, que divergen típicamente con un ángulo muy pequeño (por ejemplo de 1º, que no se representa), y de un modo suavemente continuo, desde las superficies 15 de intersección de gran radio con la superficie 13 de base hasta un extremo distal 109 de la formación de tronco. Las superficies 7 de borde lateral son relativamente perpendiculares a la base y se extienden hasta el extremo distal 109, que es relativamente paralelo a la base. El pequeño ángulo de divergencia de las superficies 101, 103 de borde frontal y posterior ayuda a extraer las formaciones de tronco de las cavidades de molde en las cuales se
forman.

En el ejemplo de las figuras 9A y 9B, las formaciones de tronco tienen una altura total L_{1} desde la superficie 13 de base hasta el extremo distal 109, un ancho constante w entre las superficies laterales 107, y una longitud l medida entre las partes más altas de las superficies divergentes frontal y posterior.

En un ejemplo, las dimensiones w y l son iguales, por ejemplo de 0,2 mm, para formar un tronco de sección transversal cuadrada, en cuyo caso la altura L_{1} puede ser, por ejemplo, de 0,69 mm.

Con referencia ahora a las figuras 10A-10C, el producto de preforma puede conformarse, como se describe con más detalle posteriormente, para formar un producto 10 de sujeción que tiene la misma lámina 12 de base y la misma superficie 13 de base, pero con las puntas de las formaciones de tronco aplanadas con relación a la base para formar cabezas 18 acoplables con bucles. Cada cabeza 18 acoplable tiene en general forma de disco y se extiende hacia fuera de su respectiva porción 16 de tronco para quedar sobresaliendo en voladizo y en oposición con la superficie 13 de base. Como se ilustra más claramente en las figuras 11A-11L, los discos 18 tienen una forma ligeramente oval que tiene un diámetro mayor J, en el ejemplo del orden de 0,43 mm, que se extiende en la dirección correspondiente a las superficies laterales 107 de la porción 16 de tronco, y un diámetro menor N del orden de 0,38 mm que se extiende en la dirección de las superficies frontal y posterior del tronco. Los discos 18 de este ejemplo tienen también forma de cuña con poca divergencia en sección transversal vertical, con un espesor mayor cerca de un borde de salida en la dirección de avance de la máquina en la cual se fabrican (figura 4A), como se comenta con más detalle
posteriormente.

El producto 10 de sujeción puede formarse mediante el método y el aparato ilustrados en la figura 12. Se introduce resina termoplástica 31 que sale de la boquilla 29 de extrusión en la garganta 32 formada entre un rodillo 34 de presión de soporte y un rodillo 36 de moldeo. La presión en la garganta hace que la resina termoplástica 31 entre en cavidades 38 de formación de troncos de extremo ciego del rodillo 36 de moldeo, mientras que la resina en exceso permanece alrededor de la periferia del rodillo 36 de moldeo y es efectivamente calandrada para formar la lámina 12 de base. A medida que los rodillos 34, 36 giran en direcciones opuestas (representadas por flechas), la resina termoplástica continúa a lo largo de la periferia del rodillo de moldeo hasta que es recortada tanto de las cavidades de moldeo como de la periferia del rodillo por un rodillo recortador 40. El producto resultante tiene la base 12 con formaciones 104 de tronco formadas integralmente que sobresalen de la misma como se ha descrito anteriormente. Se hace referencia a la dirección de desplazamiento del material ilustrada en la figura 12 como "dirección de avance de la máquina" del material y define la dirección longitudinal del producto 9 de preforma resultante y del producto 10 de sujeción (indicada por las flechas MD en las figuras).

Se expone una descripción más detallada del proceso para la formación de tales estructuras que sobresalen integralmente de una base, por ejemplo, en la patente de EE.UU número 4,775,310, expedida el 4 de octubre de 1988 a favor de Fischer, cuyo contenido completo se incorpora en la siguiente memoria como referencia. En casos preferidos, el rodillo de moldeo comprende un conjunto de caras enfrentadas de placas circulares o anillos, algunos de cuyos elementos tienen cortes en su periferia que definen cavidades de moldeo, y otras de las cuales son circulares y sirven para cerrar las caras abiertas de las cavidades de moldeo y como separadores.

Una vez que el producto 9 de preforma ha sido recortado del rodillo 36 de moldeo, prosigue a través de rodillos 42 de guía hasta una estación 50 de conformación de cabezas donde se forman las cabezas 18 acoplables con bucles. Se describirán ahora diversas técnicas y un aparato para realizar la función de conformación de cabezas de la estación
50.

Preferiblemente, como se ha descrito anteriormente, el producto 9 de preforma pasa inicialmente en posición adyacente a una fuente de calor sin contacto, consistente, por ejemplo, en los productos de combustión de una llama 66 de gas (indicada por líneas discontinuas en la figura 12), dispuesta para calentar las puntas de las formaciones 104 de tronco. Subsiguientemente, el producto 9 de preforma pasa a través de un espacio predeterminado 60 formado entre los rodillos 62 y 64, y las puntas de las formaciones 104 de tronco entran en contacto con un rodillo 62 de conformación, como se ha descrito anteriormente.

El espacio 60 de separación es menor, en una cantidad controlada, que el espesor total del producto 9 de preforma medido desde la superficie de la base opuesta a las formaciones de tronco hasta la punta de las formaciones salientes. De este modo, las porciones de punta de las formaciones entran en contacto con el rodillo y son comprimidas para hacer que el material sea aplanado o conformado en la zona 60, en una acción de conformación por prensado a la que se hace referencia algunas veces como "aplanamiento de cabezas", aunque el producto final puede no ser en realidad plano debido a las configuraciones deseadas aplicadas a la superficie de la cabeza, como en el caso de los rodillos 8-8D de conformación, o como resultado de influencias de conformación adicionales que siguen a la acción de conformación por prensado.

En la forma actualmente preferida, el rodillo 62 es enfriado hasta temperaturas significativamente inferiores a la temperatura de fusión o reblandecimiento de la resina, preferiblemente a una temperatura menor que la temperatura de condensación de agua en el ambiente, por las razones mencionadas. Una temperatura de superficie comprendida entre 5ºC y 60ºC puede aplicarse a una amplia gama de productos; para los descritos específicamente en la presente memoria, es preferible que la temperatura de superficie esté comprendida entre 10ºCy 45ºC; una temperatura de superficie comprendida entre 25ºC y 30ºC produce excelentes resultados en casos en que la temperatura del gas de combustión en el cual están inmersas las extremidades en formación es próxima a 1000ºC o ligeramente
superior.

En una disposición constructiva alternativa, la cabeza 18 se conforma haciendo pasar el producto 9 de preforma a través de un espacio 60 de separación formado entre un rodillo 62 calentado y un rodillo 64 de soporte no calentado o enfriado. Se expone una descripción más detallada de este tipo de proceso de conformación de cabezas de "superficie calentada" en la patente de EE.UU número 5,679,302 expedida el 21 de octubre de 1997 a favor de Miller y otros, cuyo contenido completo se incorpora a la presente memoria como referencia. Incluso en caso de utilizar tal operación de conformación con rodillo caliente de acuerdo con la patente de Miller, se reconoce, de acuerdo con el presente invento, que es ventajoso utilizar precalentamiento sin contacto a la temperatura de conformación, obteniéndose una ventaja especial cuando se utiliza calentamiento por convección de gas de combustión como se ha descrito, en cuya operación las superficies laterales de las porciones distales de las formaciones se introducen en los gases de combustión calientes para conseguir una transferencia de calor rápida por convección y, por tanto, una velocidad de la línea de producción más alta y una operación más económica.

En otro ejemplo aun adicional que corresponde también a un proceso lento con relación al sistema de calentamiento sin contacto de las figuras 5, 6 y 12, se utiliza un rodillo ultrasónico para calentar y aplicar una configuración de cabeza deseada. La velocidad de funcionamiento se mejora por precalentamiento con un calentador sin contacto, por ejemplo un bloque radiante, o mediante la exposición a transferencia de calor por convección con gas a una temperatura más baja.

En el caso preferido, el rodillo 62 es una bocina ultrasónica giratoria y el rodillo 64 de soporte es un rodillo giratorio de apoyo. En este ejemplo, ilustrado con mayor claridad, el rodillo 64 de apoyo está montado sobre un reductor 65 que permite ajustar la posición vertical del rodillo 64 de apoyo, permitiendo así el ajuste del espacio de separación. Un motor 68 acciona el rodillo 64 de apoyo para empujar el material 10 de tronco de preforma hacia el espacio 60 de separación. Entre tanto, se aplica una vibración a la bocina giratoria 62 que hace que su superficie exterior oscile a una frecuencia típicamente comprendida entre 18 y 60 KHz. La bocina 62 está dispuesta para vibrar y comprimir cíclicamente las porciones en contacto de los troncos a medida que pasan a través del espacio 60 de separación, produciéndose la vibración a una frecuencia que hace que las puntas de las formaciones 14 de tronco termoplásticos fluyan y sean conformadas por las superficies en contacto. El resultado es una deformación por aplanamiento de las porciones de punta de los troncos para formar las cabezas 18 acoplables a bucles, en forma de disco, de las figuras 11A-C. Subsiguientemente, el producto 10 de sujeción se acumula en rodillos 69 de recogida. Se exponen descripciones más detalladas de disposiciones de bocina ultrasónica y elementos de apoyo adecuadas para ser utilizadas en el proceso descrito anteriormente, en la patente de EE.UU número 5,087,320, expedida el 11 de febrero de 1992 a favor de Neuwirth y otros, y en la patente de EE.UU número 5,096,532, expedida el 17 de marzo de 1992 a favor de Neuwirth. El contenido completo de ambas patentes se incorpora totalmente como referencia en la presente
memoria.

En el diagrama de la figura 13A se ve que la trayectoria de la superficie de la bocina giratoria 62 corresponde a la dirección de avance de la máquina de formación de troncos. En este caso, la superficie de la bocina puede funcionar como superficie de prensado o aplanamiento para reconformar la porción superior de los elementos de preforma que en desplazamiento.

En el diagrama de la figura 13B, la bocina ultrasónica giratoria 62a tiene una superficie de contacto plana dispuesta para incidir sobre las porciones superiores de los elementos de preforma, extendiéndose los componentes del movimiento de frotamiento en todos los cuadrantes, creándose ganchos multidireccionales que incluyen, como característica importante, ganchos que están dispuestos en voladizo sobre su base en las direcciones transversales a la de avance de la máquina. Puede introducirse una pulverización de agua opcional por delante de los troncos para servir como agente de acoplamiento para evitar la adherencia de los troncos a la superficie vibrante. Mediante una elección adecuada de la resina, la resina fundida en las porciones superiores de los troncos, resultante de la vibración, es "cepillada" en la forma de cabezas delgadas en forma de disco en los extremos de los troncos.

En otra realización, ilustrada en la figura 14, se utiliza una técnica alternativa para fabricar el producto 9 de troncos de preforma. El proceso es similar al descrito anteriormente con referencia a la figura 12, con la excepción de que se utiliza solamente un rodillo de moldeo, es decir no es necesario un rodillo de presión En este caso, la cabeza 29 de extrusión está conformada para adaptarse a la periferia del rodillo de moldeo, y la resina extruída 31 se introduce directamente en un espacio formado entre el rodillo de moldeo y la cabeza de extrusión. El resto del proceso continúa como se ha descrito anteriormente con referencia a la figura 12.

La forma de las cabezas 18 de acoplamiento del producto de sujeción depende de varios parámetros. Por ejemplo, la forma de cuña ilustrada en particular en la figura 11A es usualmente el resultado del arrastre de la porción de cabeza de las formaciones 104 de tronco a medida que se deforman en la estación 50 de conformación de cabezas de la figura 12. De este modo, la cuña es más gruesa en el borde posterior de la cabeza de acoplamiento, dado que el material es prensado hacia atrás mientras se desplaza la base 12 hacia delante en la dirección de avance de la máquina. Las diferencia de espesor entre la porción frontal y la porción posterior de la cuña puede ajustarse, por ejemplo, mediante la velocidad del proceso, por calor aplicado (si se utiliza un proceso de deformación térmica) y por ajuste del espacio 60 de deformación.

Se ha encontrado que formas particulares de la configuración de las formaciones 104 de tronco del producto 9 de preforma afectan significativamente a las propiedades de acoplabilidad con bucles del elemento de sujeción macho, y aspectos importantes del presente invento conciernen a estos productos de preforma per se, y también a su uso efectivo en los diversos sistemas de conformación descritos, y especialmente en sistemas que utilizan calentamiento y/o fusión sin contacto. En un ejemplo, ilustrado en las figuras 15A, 15B y 16A, 16B y 16C, se utiliza un diseño de tronco relativamente corto. La altura L_{1} del tronco de preforma es del orden de 0,46 mm, su ancho w es del orden de 0,20 mm, y su longitud l es del orden de 0,20 mm, obteniéndose nuevamente un tronco de sección transversal cuadrada. Aun cuando la cabeza 18 de acoplamiento (figuras 16A-16C) formada a partir de tal elemento de preforma puede tener las mismas dimensiones que el elemento de sujeción más alto descrito anteriormente con referencia a las figuras 11A-11C, las porciones de tronco más cortas permiten que los elementos de sujeción sean más
rígidos.

En la realización de las figuras 17A, 17B y 17C, se utiliza una configuración del tronco de preforma particular para determinar un producto 10 de sujeción final que tiene características de acoplamiento diferentes de las de los ejemplos descritos anteriormente. El tronco 120 de preforma tiene una primera porción 122 de tronco fijada a la base 12 y una segunda porción 124 de tronco que se extiende desde la porción 122 para definir la altura total de la formación. La primera porción 122 de tronco se extiende hasta una altura h_{1} del orden de 0,48 mm, la segunda porción 124 de tronco tiene una altura h_{2} del orden de 0,20 mm, siendo la altura total h_{3} de la formación del orden de 0,69 mm. La segunda porción 124 de tronco tiene cuñas exteriores 117, 119 en sus superficies 121, 123 frontal y posterior, que tienen forma triangular con base en la transición desde la primera porción 122 de tronco y un pico o punto de unión en la parte superior o en posición adyacente a la superficie respectiva 121, 123. De este modo, se produce una abertura frontal en forma de "V" que no tiene resina termodeformable.

Con referencia ahora a las figuras 17C y 17D, el tronco 120' de preforma es una versión modificada del tronco 120 de preforma que se acaba de describir. El tronco 120' tiene extensiones laterales 125 de material que se extienden hacia fuera y hacia arriba desde las cuñas 117', 119'. Estas extensiones laterales, cuando se reconforman o deforman, por ejemplo por aplanamiento de cabezas o cualquier otra operación de reconformación de troncos descrita en la presente memoria, proporcionan características específicas importantes al elemento de sujeción resultante. Por ejemplo, pueden fundirse y/o prensarse hacia abajo las extensiones laterales 125 para crear o potenciar características específicas de voladizo sobre la base, y estas características están orientadas en particular en la dirección transversal con respecto al avance de la máquina con respecto a la dirección de fabricación de los troncos. La figura 17D ilustra una serie de placas 117'', 119'' 120'' de rodillo de moldeo que se combinan con placas separadoras exteriores para formar una cavidad capaz de producir el tronco 120' de la figura 17C.

Como se ilustra en las figuras 18A-18B, un procesamiento subsiguiente del tronco 120 de preforma utilizando, por ejemplo, las técnicas de conformación de cabezas descritas anteriormente para deformar sustancialmente toda la segunda porción 124 de tronco del elemento de preforma de la figura 17, puede dar lugar a un elemento 130 de sujeción que tiene un diámetro mayor J sustancialmente mayor, en la dirección de avance de la máquina, que su diámetro menor N en la dirección transversal a la de avance de la máquina. Esta forma de cabeza asimétrica permite un aumento direccional en las fuerzas de arrancamiento y cortadura, dado que una extensión de voladizo más larga en la dirección de avance de la máquina retiene, por ejemplo, un bucle acoplado mejor que cuando se utiliza un voladizo más corto en la dirección transversal a la de avance de la máquina.

Puede obtenerse el efecto opuesto al del elemento de sujeción que se acaba de describir, por ejemplo utilizando una forma de elemento de preforma tal como la ilustrada en las figuras 19A y 19B. La formación 200 de tronco tiene una primera porción 202 de altura h_{1} unida a la base 12, y una segunda porción 204 de altura h_{2} que se extiende para definir una altura total h_{3} de la formación de tronco. La segunda porción 204 de la formación, que comienza en una transición en la parte superior de la primea porción 202, converge sustancialmente a cada lado (por ejemplo, con un ángulo superior a 20º) para proporcionar una dimensión w significativamente reducida en el extremo superior. En un ejemplo, la primera porción 202 tiene una altura h_{1} del orden de 0,53 mm, mientras que la altura total h_{3} de la formación de tronco es del orden de 0,69 mm.

La deformación de la segunda porción 204 sustancialmente en su totalidad, utilizando una de las técnicas descritas anteriormente para formar una cabeza de acoplamiento, da como resultado el elemento 210 de sujeción ilustrado en las figuras 20A-20C. El elemento 210 de sujeción tiene un diámetro mayor J, en la dirección transversal a la de avance de la máquina, sustancialmente mayor que su diámetro menor N en la dirección de avance de la máquina. El resultado es un aumento unidireccional en las fuerzas de acoplamiento debido al voladizo aumentado de la cabeza de acoplamiento en la dirección transversal a la de avance de la máquina.

En otro ejemplo, ilustrado en las figuras 21A y 21B, una formación 300 de tronco tiene una primera porción 302 de una primera forma cilíndrica y una segunda porción concéntrica 304 de una forma cilíndrica sustancialmente más pequeña que se extiende para definir la altura total h_{3} de la formación. La deformación de la segunda porción concéntrica 304 sustancialmente completa, utilizando, por ejemplo, una de las técnicas descritas anteriormente, da lugar a una cabeza de acoplamiento ventajosamente delgada, de espesor K_{1}, como se ilustra mediante el elemento 310 de sujeción. Este pequeño espesor es el resultado de tener sustancialmente menos material en la porción de cabeza deformada que en los troncos preformados tradicionales. Tales cabezas de acoplamiento delgadas son capaces ventajosamente de penetrar entre bucles con muy poca elevación, una característica que presentan especialmente ciertos materiales no tejidos, por ejemplo los materiales no tejidos ultradelgados utilizados, por ejemplo, en aplicaciones de envasado económicas, en las cuales se requieren pocos ciclos de apertura y cierre.

La figura 23, una vista en perspectiva muy ampliada, representa un gancho tetralobulado novedoso creado calentando y conformando en cabezas por presión un tronco tetralobulado compuesto por aletas delgadas 21 que se extienden a lo largo del eje X y aletas delgadas 19 que se extienden a lo largo del eje Y, que han sido calentadas y reconformadas en sus extremidades exteriores para formar la cabeza 18 de gancho.

En la vista lateral de la figura 23A, y en la vista en planta de la figura 23B, la dimensión M indica el ancho de cabeza según el eje X, la dimensión N el ancho según el eje Y, la dimensión K el espesor de la cabeza, L_{b} la altura total del gancho, L_{1} la altura del tronco antes de la conformación de cabeza por presión, y S el voladizo de la cabeza de gancho más allá del costado del tronco. Por ejemplo, las dimensiones pueden variar en general en los márgenes siguientes:

1

Como se muestra en las figuras 23C y 23E, el tronco tiene un perfil de sección transversal de "signo +", extendiéndose las aletas 21, 19 simétricamente a lo largo de los ejes X e Y en ambas direcciones desde una intersección común. Las aletas tienen la misma longitud F, G, el mismo espesor B, H y la misma altura L_{1} antes de la conformación de cabezas por presión.

La relación de perfil de aleta para el eje X es F/H y para el eje Y es G/B.

El concepto de este elemento de preforma de gancho es que con una relación de aleta mayor que 2 aproximadamente, preferiblemente alrededor de 2 ½, puede obtenerse un voladizo de cabeza mejorado en las regiones de extremo de las aletas; véase la serie de las figuras 23A-F-23F-E para una ilustración del efecto de "bola" de la resina no orientada a lo largo del borde superior de una aleta delgada, y obsérvense las partes bulbosas en voladizo en los extremos delgados de las aletas.

Con la preforma de tronco de la figura 23, tales voladizos están dispuestos en cada uno de los sentidos en direcciones ortogonales.

De acuerdo con este aspecto del invento, se ve en general que una relación menor que aproximadamente 2 da lugar a un tronco que, cuando se calienta y su cabeza se conforma por presión, da como resultado una cabeza que tiene aproximadamente forma circular centrada con respecto al tronco. Con una relación de aleta de aproximadamente 2, comprendida preferiblemente entre 2 y 4, y más preferiblemente entre 2 ½ y 3 aproximadamente, la configuración geométrica difiere significativamente de la de un tronco cuadrado o de sección transversal circular, de tal modo que cuando se calienta, la tensión superficial del polímero no orientado formará lóbulos en los extremos de las aletas que quedan algo independizados; véanse las figuras 23F y 23F-A-23F-E, que corresponden especialmente al caso en que se utiliza calentamiento sin contacto, con inmersión de las superficies laterales en los gases de convección calientes, hasta el extremo de la línea discontinua en las figuras 23A y 23F-E.

Mientras que, en general, la extensión del calentamiento sin contacto está comprendida aproximadamente entre el 15 y el 25% de la longitud total de la formación saliente, en el caso especial de calentamiento por convección con gases que, por combustión con llama, pueden estar aproximadamente a 1000ºC, la longitud porcentual calentada se extiende hasta el 30% con buenos resultados alcanzables.

El método actualmente preferido para formar este producto se muestra en la figura 23G, en la figura 23G', 23G'', y en la figura 23H. La boquilla 29 de extrusión suministra una tira de resina fundida móvil a una pila de rodillos compuesta por los rodillos 1, 2, 3 y 4, numerando desde la parte inferior hasta la parte superior. El plástico pasa a través de la garganta formada a través de los rodillos 1 y 2. El rodillo 2 es un rodillo de moldeo, con su superficie exterior expuesta formada por cavidades de moldeo, de tal modo que el polímero fundido que fluye en el interior de las cavidades toma la forma de la cavidad y es desmoldeado a continuación para proporcionar el tronco 104 de preforma de resina sustancialmente no orientada. Una de las características específicas de este invento es que, mediante la utilización de calentamiento sin contacto, se obtiene la ventaja especial correspondiente a la naturaleza no orientada del polímero. Esto permite que los efectos de la tensión superficial actúen para localizar estratégicamente y determinar el tamaño de la masa deformable de polímero de tal modo que pueden obtenerse efectos muy deseables mediante el "aplanamiento de cabezas", es decir mediante la acción de conformación por presión.

Con referencia a las figuras 23G, G' y H, es así moldeado por el rodillo 2 un conjunto de troncos integrales con una lámina 18 de base, que se extienden en ambas direcciones X e Y, y son desmoldeados alrededor de un rodillo 5 de recogida al realizarse la transición al rodillo 3. En el rodillo 3, cerca de la garganta formada con el rodillo 4 de conformación, las porciones de extremo del tronco pasan bajo una fuente de calentamiento sin contacto como primer paso para crear las cabezas 18 de gancho.

En esta realización, la fuente de calor sin contacto está dispuesta en un quemador de gas muy próximo, y las superficies laterales y también los extremos de las porciones terminales de punta de los troncos están dentro de los gases calientes producidos por el quemador. De este modo, las superficies laterales son calentadas rápidamente por efectos de convección del mismo modo que las porciones superiores, que reciben también calor de radiación. Considerando la gran superficie expuesta al calor intenso, en comparación con el volumen limitado de resina de la porción terminal expuesta de la estructura, esta porción se funde rápidamente, consiguiéndose la temperatura más alta y la viscosidad más baja en los extremos salientes del perfil de las aletas delgadas. En la figura 23F se muestra un ejemplo.

Como se muestra también en la vista diagramática de la figura 23H, la tensión superficial hace que el plástico fundido forme una masa redondeada de forma cilíndrica a lo largo de la longitud de la aleta, que termina en segmentos de esferas o bolas en los extremos de las aletas. Las formas circulares 105 de las figuras 23G y H son simbólicas de la configuración de la forma fundida, dependiendo la forma precisa de la relación de longitud a espesor del perfil de aleta, así como de la selección de la resina y el grado de calentamiento, que son parámetros controlables del proceso.

En estas condiciones, el tronco pasa entre otra garganta creada entre los rodillos 3 y 4, en la cual el rodillo 4 pasa por debajo de las puntas de polímero fundido y forma una cabeza aplanada, para conformar las cabezas 18 con una forma que depende de las características de este rodillo.

Preferiblemente, el rodillo 4 de conformación está enfriado, para quedar a una temperatura inferior a la temperatura del polímero fundido, preferiblemente considerablemente más baja.

Con la superficie del rodillo 4 de conformación enfriada a una temperatura inferior a la temperatura de condensación del vapor de agua, y en caso de utilizar una llama de un quemador para calentar los troncos en estrecha proximidad con un rodillo 4 de conformación enfriado, el agua, como producto de combustión del combustible del gas que se quema, condensa sobre el rodillo 4. Se ha encontrado que este fenómeno actúa como agente de liberación para favorecer la separación limpia de las cabezas formadas de la superficie del rodillo a medida que los ganchos de cabeza salen por debajo del rodillo de conformación. En este caso, tanto la temperatura baja del rodillo 4 de conformación como la humedad favorecen una liberación limpia de las cabezas 18 de la superficie del rodillo sin que se peguen las cabezas al rodillo, cuando esto no es deseable. Se obtiene la mejor ventaja situando el punto de calentamiento muy cerca del rodillo. En realizaciones preferidas, la punta del quemador está dentro de una distancia de un centímetro del rodillo 3 y dentro de una distancia de 2 1/2 cm del rodillo 4, sirviendo la separación entre el quemador y el rodillo 3 como parámetro de control para la cantidad de calentamiento por convección obtenida.

La mezcla del combustible gaseoso y el aire se introduce en el quemador en una proporción sustancialmente estequiométrica para una combustión óptima, de modo que se produce una combustión sustancialmente completa, generándose como subproductos esencialmente solo dióxido de carbono y agua.

El quemador puede tener una abertura en forma de cinta extendiéndose a través del ancho de la banda de calentamiento, o puede comprender orificios de chorro, siendo la separación entre orificios menor que la distancia a las cabezas, de modo que, debido al arrastre de aire, llega a las porciones superiores de los troncos a fundir una corriente turbulenta sustancialmente uniforme de gas caliente.

En una realización preferida, se utiliza un quemador de cinta, que genera una línea continua de llama. La temperatura del quemador está comprendida aproximadamente entre 1000 y 1200ºC, producida con una alimentación de gas natural, cuyo componente principal es el metano (CH4).

CH_{4} + 20_{2}

\hskip0.3cm

\rightarrow

\hskip0.3cm

CO_{2} + 2H_{2}O

La combustión completa utiliza 9,5 moles de aire por cada mol de metano, de modo que el oxígeno en la mezcla de aire y gas es de 2 moles de oxígeno/105 moles totales, que corresponde al 19,0% de oxígeno.

La cara del quemador tiene aproximadamente 25,4 mm de ancho. La cinta portadora de la preforma de troncos se desplaza a velocidades comprendidas entre 6 y 60 m/min (dependiendo del producto deseado y de los parámetros de funcionamiento), y de este modo un elemento de preforma de tronco emplea solamente una fracción de segundo para pasar bajo el quemador. En este tiempo se transfiere una cantidad de calor suficiente al elemento de preforma para producir su deformación en forma de gancho. El calor se transfiere al elemento de preforma por convección forzada. El calor se transfiere a través de las porciones superiores de los troncos y también a través de sus superficies laterales. La cantidad de calor transferida al elemento de preforma está controlada por la posición del quemador con relación a los elementos.

Pueden seguirse operaciones sencillas para la puesta a punto de tal operación de aplanamiento de cabezas.

1.

Extruir y formar una banda de troncos de preforma sobre una base continua, como se ha descrito anteriormente.

2.

Ajustar la posición del espacio de separación del rodillo de conformación (espacio entre los rodillos 3 y 4) a un punto que corresponde con la altura deseada de los ganchos mientras se está produciendo la formación de troncos. En este momento los troncos que pasan a través del espacio de separación pandearán, puesto que sus puntas no están siendo calentadas.

3.

Encender el quemador y, escalonadamente, acercar el quemador a los extremos terminales de los troncos. La posición del quemador variará típicamente entre 5,08 y 25,4 mm con respecto al rodillo 4. El ajuste de la llama (es decir, las condiciones de flujo) se mantiene constante, de modo que la única variable alterada es la posición del quemador con respecto al rodillo 3.

En algunos casos, la velocidad de la línea de producción depende de la cantidad de calor que se desea transferir a los troncos. Por ejemplo, compárense dos conjuntos de troncos, el grupo A de 0,20 mm x 0,20 mm x 0,60 mm con el grupo B de 0,30 mm x 0,30 mm x 1,91 mm. El grupo B requiere más calor por tronco, y el paso del calor a través de un cuerpo mayor requiere más tiempo para que el calor se transfiera, de modo que el grupo B puede desplazarse a una velocidad igual a 1/3 de la del grupo A.

Las cavidades de moldeo del rodillo 2 (figura 23G) se ilustran en las figuras 23I, 23M. Están enfrentados anillos 70 y 72 en coincidencia, de modo que cuando se miran en una vista en planta hacia la periferia de los mismos, aparece una configuración de "signo +", con cavidades en forma de aleta con una relación de longitud a espesor comprendida aproximadamente entre 2 y 3, de acuerdo con la explicación expuesta. Están situados muchos conjuntos de anillos adosados y prensados sobre un eje, organización que proporciona una disposición axial de filas de cavidades periféricas (figura 23N). El tamaño de las cavidades y su distribución se seleccionan de acuerdo con las necesidades del sistema de sujeción particular que se está construyendo. Típicamente, se utiliza un pequeño ángulo de arrastre, por ejemplo de 1º para permitir que la aleta moldeada salga fácilmente de su molde. Como se muestra en la figura 23N, están situados anillos separadores macizos que no tienen cavidades de moldeo entre pares de anillos 70, 72. Un primer conjunto de anillos 70, 72 está separado del siguiente conjunto por un anillo separador, etc. En el patrón de molde de la
figura 23M, las cavidades de moldeo de pares adyacentes están alineadas axialmente con respecto al rodillo de moldeo.

En la figura 23O se representa un patrón típico de desviación para los anillos de moldeo. Los pares adyacentes de rodillos están descentrados en un 50%, como patrón útil para permitir el acoplamiento con bucles.

De acuerdo con el concepto de esta realización, los troncos 104 de sección transversal de "signo +" con aletas delgadas 19, 21 cuando se forman por presión mediante el rodillo 4 de conformación, proporcionarán flujo de polímero en las direcciones de cuatro lóbulos, fuera de los extremos de las aletas. Para aplicaciones a pañales, por ejemplo, en las que es frecuentemente importante la orientación del gancho en la dirección transversal a la de avance de la máquina debido a la orientación en la dirección de avance de la máquina del elemento de sujeción en el proceso de formación del pañal, esta disposición puede conseguir con el componente de bucle no tejido un acoplamiento mejor que el conseguido por ganchos formados con un diseño de sección transversal de perfil redondo o cuadrado. Se explicará ahora porqué la preforma de tronco cuadrilobulada de aletas delgadas proporciona una mejor orientación en la dirección transversal a la de avance de la máquina.

Con referencia a las figuras 23P y 23Q, se representa un tronco cuadrado con una cabeza circular. En la vista lateral de la figura 23Q se muestra un bucle acoplado al gancho. El bucle se extiende hacia arriba, perpendicularmente a la superficie inferior de la parte en voladizo del gancho. El caso en que el bucle está siendo sometido a tracción directamente alejándolo de la base del gancho puede explicarse mediante vectores, como se ilustra en la figura 23R. En este caso, la fuerza F ejercida sobre el bucle se representa como un vector que sale de la porción exterior de la cabeza de gancho hasta alcanzar el punto medio del tronco, bajo la cabeza de gancho. Este vector puede considerarse como suma de un vector A, que se extiende tangencialmente a la cabeza de gancho donde el bucle sale de debajo de la misma alejándose del tronco, y un vector B que se extiende perpendicularmente desde el vector A hasta el extremo del vector F. El ángulo \Phi entre los vectores A y F permite expresar el vector A como un vector Fcos\Phi.

Para un ángulo \Phi comprendido entre 0 y 90º, a medida que aumenta \Phi disminuye el vector A, y por tanto es menos probable que el bucle deslice fuera del gancho cuando se somete a tracción.

Este caso se compara con el correspondiente a un lóbulo de la cabeza 18 de un gancho de aleta delgada, como se muestra en la figura 23S, que es una vista en planta. El filamento de bucle está en el punto de extremo del tronco y está siendo sometido a tracción directamente hacia arriba como se muestra en la figura 23T.

En este caso, en base al análisis vectorial ilustrado en la figura 23U, el ángulo \Phi es mayor que el ángulo \Phi correspondiente al círculo, es decir \Phi_{fin} es mayor que \Phi_{circle}. La razón de esto, de acuerdo con el presente concepto, es que las puntas y los extremos cortos de un tronco de aleta delgada se deforman en mayor grado en comparación con lo que ocurre con la sección larga de la aleta debido a la presencia de una mayor área expuesta a las condiciones de calentamiento. La mayor extensión del voladizo de la cabeza de gancho se produce entonces al final de la aleta. Esto hace que una tangente al reborde en voladizo sea más próxima a la horizontal (en una vista en planta) que la línea tangente de una cabeza redonda similar, y que el comienzo de la porción más ancha de la cabeza esté muy próxima a la superficie de extremo de la aleta delgada. En el caso de una cabeza circular sobre un tronco, la porción más ancha de dicha cabeza (su diámetro) está situada en el eje central de la estructura de tronco, en vez de estar desviada como en el caso de la aleta delgada.

El concepto descrito anteriormente se apoya en parte en la proposición de que la punta de la aleta se calienta localmente hacia los extremos de su perfil debido a una relación de superficie a masa mayor con respecto a la superficie expuesta al calor por convección o calor radiante sin contacto localizado que llega a los márgenes laterales del
tronco.

Considérese el extremo superior de las aletas cuadrilobuladas con puntos A en el extremo de una de las aletas, puntos B en el centro en el que se unen dos aletas, y puntos C en el extremo de la aleta opuesta. Cuando pasan bajo la fuente de calor sin contacto, se anticipa que los puntos A y C adquieren más calor por unidad de volumen del polímero y se deforman con mayor facilidad en comparación con el punto B. Durante la conformación por presión realizada por el rodillo 4, se produce un mayor empuje de resina (mayor deformación) en las áreas A y C en comparación con el área central B, porque se ha transferido a la resina sintética más calor por unidad de volumen en los puntos A y B, y consiguientemente la resina alcanza una temperatura más alta, y en consecuencia fluye con una viscosidad menor y con mayor facilidad en respuesta a la presión de conformación.

Para un tronco típico de sección cuadrada que tiene una sección transversal de 0,2 mm x 0,2 mm, la cabeza tiene aproximadamente el doble del ancho del tronco. De este modo, el área del espacio ocupado por un gancho individual es de 1,3 x 10^{-3} cm^{2}, mientras que el área de la sección transversal del tronco es de 4,1 x 10^{-4} cm^{2}. Con una disposición constructiva de tronco de aleta delgada de la misma relación de área de 2 a 1 (longitud x base = 1,3 x 10^{-4} cm^{2}), el espesor es aproximadamente de 0,14 mm y la longitud es aproximadamente de 0,28 mm. Para un espacio ocupado del mismo tamaño, el ángulo \Phi de comparación entre un tronco cuadrado y un tronco de aleta delgada es considerablemente mayor con la aleta para el mismo espacio ocupado que para la cabeza circular o, dicho de otro modo, un gancho de aleta delgada de iguales características de arrancamiento que una cabeza circular ocupará un espacio inferior sobre la superficie del bucle.

El espacio ocupado es importante para aplicaciones tales como los pañales, porque un espacio pequeño permite una buena penetración en una masa de bucles pequeña, mientras que un espacio ocupado mayor tiende más a empujar sobre los bucles y no permite que la porción curvada o parte inferior de la cabeza de gancho entre por debajo de los bucles que están presionados hacia abajo.

Este análisis indica adicionalmente que puede fabricarse un gancho de aleta delgada con un espacio ocupado menor que el de una cabeza redonda que penetrase en el bucle mejor, obteniendo más acoplamiento, y esto puede ocurrir de tal modo que el bucle tienda a deslizar menos que con la cabeza redonda.

La relación descrita hasta ahora muestra la diferencia entre un círculo y una aleta cuando el gancho y el bucle están siendo separados por tensión, es decir en sus fases de arrancamiento que se producen en el modo de tensión, cuando se tira del bucle con un ángulo próximo a 90º con respecto a la base del gancho.

Las ventajas de una aleta pueden explicarse mejor considerando la situación en la cual el gancho está sometido simultáneamente a una componente de carga cortante. La figura 23V representa un gancho de parte superior plana en el cual el bucle está siendo sometido a tracción con un ángulo formado entre el filamento de bucle y una línea horizontal imaginaria que se extiende a través del fondo de la cabeza de gancho en el plano X, Z. Cuando se introduce el ángulo \Pi en el análisis vectorial anterior, puede generarse una ecuación para mostrar la relación entre \Pi y \Phi, es decir la relación entre el ángulo que forma el vector A con el vector B y el ángulo que forman los vectores A y F. El vector A es el vector según el cual el bucle entra en contacto con el gancho, y el ángulo \Pi es el ángulo formado con la porción inferior de la cabeza del gancho. Con un ángulo \Pi = 0º, el bucle y el gancho trabajan en un modo de esfuerzo cortante puro, y con un ángulo \Pi = 90º, el bucle y el gancho trabajan en un modo de tracción pura. Esto permite la generación de una ecuación, con los vectores sumados, para mostrar un efecto de situación de ausencia de deslizamiento, y el ángulo \Pi mínimo en relación con el ángulo \Phi mínimo es igual al arco cuyo coseno es igual a cos\Phi dividido por sen\Phi. A partir de esta relación se crea un gráfico (figura 23X) que representa la relación mínima en estado de ausencia de deslizamiento entre \Phi y \Pi, siendo \Phi el ángulo formado por los vectores F y A y siendo el vector A la fuerza que tiende a hacer que el bucle se salga del gancho. Dicho gráfico muestra que para un ángulo \Phi menor o igual a 45º, el ángulo \Pi mínimo deberá ser nulo. Un bucle deslizará a no ser que esté en un modo de esfuerzo cortante puro para ángulo \Phi igual o menor que 45º. Este gráfico muestra también que existe una porción abrupta de la línea entre \Phi = 45 y \Phi = 50º. Se constata que cualquier aumento pequeño en el ángulo \Phi para un margen angular de 45 a 50 grados da lugar a una diferencia mucho mayor que la requerida para un ángulo \Pi mínimo. Pequeñas mejoras en el ángulo \Phi dan lugar a que sea menor la necesidad de trabajar en un modo de esfuerzo cortante puro.

Un aspecto importante del invento se refiere a la constatación de que pequeños cambios en la configuración de la cabeza pueden proporcionar ventajas relativamente mayores, y en particular la ventaja importante del diseño constructivo de aleta delgada para modos de arrancamiento. Como explicación adicional con referencia a la figura 23Y, se representa un componente de gancho que está siendo arrancado de un componente de bucle. En la zona inferior del valle entre el componente de ganchos y el componente de bucles las fuerzas actúan sustancialmente en el modo de tracción, siendo el ángulo \Pi próximo a 90 grados, porque no está implicada ninguna fuerza de cortadura. El gancho está siendo sometido a tracción directamente para separarlo del bucle en la parte inferior de la V durante el modo de arrancamiento, similarmente a lo que ocurre para la aplicación de las fuerzas representadas en las figuras 23P y 23T. En este caso, mientras el gancho pueda queda retenido en el bucle, a medida que se desplaza por la V, el ángulo \Pi comienza a disminuir.

Si un gancho en la porción horizontal del tejido está aun acoplado con un bucle, toda la fuerza se produce en el modo de cortadura, es decir es soportada por el tronco.

Esto muestra la importancia de tener un ángulo \Phi grande para evitar la dependencia del ángulo \Pi. Se cree que los diseños de aleta tendrán un ángulo \Phi mayor en comparación con un producto estándar de cabeza redonda. Por consiguiente, para cualquier ángulo \Pi dado, el diseño de aleta deberá tener una probabilidad menor de deslizar en comparación con un gancho estándar de parte superior redonda. Estos cálculos se han realizado suponiendo la ausencia de rozamiento; el bucle se adapta a la forma de la cabeza, de este modo la rigidez del bucle es despreciable, el efecto de la gravedad es despreciable, y el gancho es un cuerpo rígido.

El análisis es válido para una sola aleta plana, y también para las aletas 19, 21 de un gancho en forma de signo +, y para otras configuraciones que aporten capacidades de flujo o conformación para aumentar el ángulo \Phi.

En la situación en que solamente es importante la resistencia de arrancamiento en la dirección transversal a la de avance de la máquina, puede utilizarse un componente de gancho formado con aletas únicas en forma de cruz.

Las configuraciones en forma de signo + o cuadradas permiten el acoplamiento en direcciones diferentes.

La figura 24 es una vista 3-D (tridimensional) de un gancho tetralobulado creado con aletas 21' en la dirección del eje X más cortas que las aletas 19' en la dirección del eje Y para formar un gancho 10 con una capacidad de acoplamiento con bucles mejorada en la dirección transversal a la de avance de la máquina, porque el perfil hace que se caliente más polímero en la dirección transversal a la de avance de la máquina y se someta al proceso de conformación en gancho, en comparación con el polímero de las aletas en la dirección de avance de la máqui-
na.

En ciertos casos, las aletas 21' pueden ser tan cortas que sus porciones exteriores de punta no sean reconformadas por el rodillo 4. En tal caso, las aletas en la dirección X actúan como soportes para las aletas 19'.

La figura 25 es una vista desde arriba de un gancho creado con aletas 21'' y 21''' descentradas, ninguna de las cuales está en el centro de la estructura según el eje X.

En el caso de la figura 25, las aletas 19'' sobresalen en las extremidades de la estructura según el eje X más allá de las aletas 21'' en la estación de conformación en el rodillo 4.

En la realización alternativa de la figura 25D, las aletas en la dirección Y están situadas en los extremos de la estructura en la dirección X.

Esta configuración forma un gancho irregular. En ciertas condiciones, como se ilustra, la cabeza tiene extremos bulbosos y una sección de ancho reducido entre ellos, por ejemplo en forma de hueso o con una configuración de yoyó. Tal configuración permite que un bucle, que pasa por el punto de mayor ancho del gancho, se deslice hacia el centro del gancho, en el que la cabeza es más estrecha, atrapando eficazmente tales bucles para mejorar el acoplamiento de gancho a bucle.

Del mismo modo, por supuesto, cuando se desea el mismo efecto para la dirección de avance de la máquina, la sección transversal del tronco deberá estar situada a 90 grados con respecto a la ilustrada en la figura 25D.

La figura 26 es una vista lateral de un gancho de cuatro formaciones características creado con aletas 21 según el eje X de longitud considerable, y con resaltes 17 en la dirección Y que son muy cortos en la dirección de avance de la máquina. Los resaltes 17 en la dirección del eje Y sirven para soportar el gancho durante la formación y también durante el uso. Como aspecto importante, reducen el espacio ocupado por el gancho, permitiendo una penetración más fácil en la masa de los bucles, por ejemplo en materiales textiles delgados no tejidos.

La figura 27 es una vista desde arriba de un gancho tetralobulado formado con un rodillo de conformación que tiene un conjunto de formaciones en relieve mucho más pequeñas que el diámetro de la cabeza, indicadas, en la forma ilustrada, como resaltes cuadrados. La penetración de estos resaltes en la superficie superior de la cabeza 18 durante su formación, sirve para desplazar resina en un grado útil hasta la superficie inferior, aunque no tanto como la superficie superior. Esto proporciona rugosidad o rigidez a la superficie inferior y bordes de la cabeza. Tales formaciones crean obstáculos mecánicos o "formaciones de captura" para el deslizamiento de los bucles a lo largo de esa superficie, y consiguientemente mejoran el acoplamiento con los bucles.

En otras realizaciones, formas piramidales apuntadas, depresiones redondeadas y la impresión de partículas situadas aleatoriamente tales como las dispuestas en el papel de lija, pueden tener un efecto similar sobre los bordes de la superficie inferior de la cabeza.

Preferiblemente, se utilizan al menos tres de tales deformaciones y, excepto en el caso del papel de lija relativamente fino, preferiblemente existen menos de aproximadamente quince deformaciones para evitar la eliminación del efecto de "lavado".

En ciertos casos, las formaciones superficiales del rodillo de conformación están seleccionadas para forzar la resina desde una posición X, Y hasta otra para reforzar el voladizo de la cabeza en algunas regiones, disminuirlo en otras, o proporcionar puntos de fricción de los bordes para mejorar el acoplamiento con bucles.

La forma de gancho de las figuras 28 y 28A tiene la cabeza 28'' desplazada a un lado a lo largo del eje A alineado con la dirección de avance de la máquina. Esta forma puede ser creada accionando por exceso o por defecto el rodillo 4 de conformación de la figura 23G. Los ganchos de este tipo son útiles en aplicaciones que requieren acoplamiento unidireccional.

Es útil explicar en este momento el término "sobrecalentamiento". En general, la operación de calentamiento sin contacto descrita, cuando la velocidad de flujo de gas y los puntos de salida de los orificios están ajustados, tiene un margen establecido de capacidad de calentamiento que está controlado por la distancia de ajuste y es independiente del polímero particular. Utilizando la técnica de puesta apunto descrita anteriormente, el calentamiento se ajusta fácilmente para permitir el aplanamiento de las partes superiores y la estabilización de las formas impartidas por el rodillo 4 de conformación frío. Ajustando las distancias del quemador de modo que esté más próximo al rodillo 3, puede aplicarse más calor que el mínimo requerido para el aplanamiento de las porciones superiores. El sistema permanece dentro del margen de la acción de aplanamiento. En ese caso, el aplanamiento es eficaz para distribuir la resina y aplicar una forma, pero se llega a un punto en el que se observa fácilmente que las formas emergentes no se han solidificado aun, y además se observa una deformación predecible.

Se constata que puede obtenerse ventaja de esta acción secundaria de "autoconformación".

En un caso, escogiendo una resina que tenga una temperatura de deformación por calor baja, el método es útil para formar setas redondeadas del tipo de elemento de sujeción de autoacoplamiento. Para el ejemplo de las figuras 29 y 29A, se utilizó polietileno de baja densidad (LDPE) que tiene una temperatura de deformación térmica de 45ºC (significativamente menor que las temperaturas de deformación térmica de 85,5ºC y 95,5ºC del polietileno de alta densidad (HDPE) y del polipropileno (PP), respectivamente).

Con un flujo de refrigerante dado a través del rodillo 4 de conformación frío, después de establecerse un aplanamiento satisfactorio de las cabezas de polietileno de baja densidad con formas emergentes solidificadas, el calentador se acercó al rodillo 3, y se disminuyó la velocidad de la línea de producción para aplicar calor adicional. A medida que se aumentó el calentamiento, se observó un cambio gradual en la conformación final del producto de cabezas aplanadas. Se llegó a un punto en el cual, en un proceso estable, se produjeron las formas de seta redondeadas ilustradas en las figuras 29-29A. En este caso, el aplanamiento de las porciones superiores fue eficaz para aplanar y distribuir el polímero fundido bulboso, y siguiendo el rodillo 4 de conformación la masa se rebajó y se redondeó en la forma ilustrada. Se acoplaron dos componentes de esta forma eficazmente para servir como sistema de sujeción de autoacoplamiento como se ilustra en la figura 29D.

De este modo, la realización de la figura 29 se forma utilizando un tronco de preforma inicial de la configuración del representado en la figura 23C, aunque, sin embargo, los parámetros se controlan para formar un perfil superior redondeado. Adicionalmente, o en combinación con las técnicas anteriores mencionadas para la formación de puntas redondas, se ha encontrado que puede utilizarse útilmente la selección de la resina y de un grado adicional de fusión producido por "sobrecalentamiento" en las operaciones de calentamiento sin contacto.

Mediante la elección de una resina de temperatura de deformación baja, por ejemplo ciertos polietilenos, y haciendo la construcción de la aleta muy delgada y/o sometiendo la porción de la punta a una gran transferencia de calor por la proximidad o intensidad de la llama, puede obtenerse una situación en la cual se produce un flujo útil por gravedad de resina después de pasar por el rodillo 4 de conformación. Esta situación puede obtenerse también, por ejemplo, manteniendo el rodillo 4 de conformación a una temperatura tal que no se solidifiquen totalmente las porciones de punta.

Con resinas de temperatura de deformación más alta, por ejemplo polietileno de alta densidad, una acción útil de autounión de los bordes exteriores de la estructura de cabezas aplanadas forma el perfil en "J" mencionado.

El proceso de deformación de la preforma de tronco llenando huecos de moldeo ciegos con polímero, no orienta el polímero. Como se ha mencionado anteriormente, calentando este tronco preformado se obtiene una bola de polímero fundido en la parte superior del tronco. Después del calentamiento, la porción superior fundida se reconforma con un rodillo de conformación liso o configurado para formar una estructura de cabeza que se extiende en todas las direcciones hasta un grado que depende de la altura y masa de la porción reconformada.

En las imágenes de las figuras 29, 29A, se escogió una resina de polietileno de baja densidad. Las porciones de punta fueron sobrecalentadas, es decir calentadas en exceso con respecto al calentamiento necesario para su extracción mediante una operación de aplanamiento en frío para conservar la capacidad residual de flujo por gravedad.

A continuación de la operación de aplanamiento de cabezas, la cabeza de resina aplanada se une al tronco, por tensión superficial, para formar una cabeza de seta bien conformada.

Bajo las mismas condiciones térmicas esencialmente, las cabezas aplanadas de nailon y polietileno de alta densidad se pliegan paras curvar hacia abajo las puntas periféricas de las cabezas para proporcionar un perfil en J.

La figura 32 es una vista lateral de un gancho tetralobulado con una cabeza curva que tiene porciones en los extremos de aleta conformadas como ganchos en forma de J. Esto se consigue seleccionando la resina de la cual está moldeado el elemento de tronco de preforma y estableciendo el control adecuado del calentamiento sin contacto del extremo del tronco y el grado de reblandecimiento de la cabeza después de la reconformación mediante el rodillo de conformación, por ejemplo el rodillo 4 de conformación, para permitir un grado de colapso de las porciones periféricas de la resina a continuación de la operación de aplanamiento de cabezas.

La cantidad de calor proporcionada antes de la conformación determina si el polímero fluirá, mientras que, como se ilustra por comparación de las figuras 29, 29A con las figuras 30 y 31, el tipo de resina determina la forma de la cabeza obtenida, formando el flujo descendente del tronco una cabeza curva o unos extremos de la cabeza plegados hacia abajo para proporcionar la forma de J a la que se ha hecho referencia. La forma de J resultante es beneficiosa para retener los bucles atrapados bajo la cabeza.

Las figuras 33, 33A y 33B, que son una vista en perspectiva, una vista lateral y una vista desde arriba, respectivamente, muestran un gancho tetralobulado en forma de "M", denominado de este modo debido a la configuración del tronco preformado a partir de la cual se forma, como se ilustra en las correspondientes figuras 33C, D y E.

Con referencia en primer lugar a las figuras 17A, 17B y 17C, ese tronco preformado tiene más polímero en la porción más exterior en la dirección de avance de la máquina, disminuyendo la cantidad de polímero linealmente hacia el centro de la V del tronco.

Las figuras 34C, D y E representan un elemento de preforma de tronco en forma M similar, orientado en este caso en la dirección transversal a la de avance de la máquina, y formado conceptualmente por dos segmentos de tronco en forma de "media M" (véase la matriz de moldeo correspondiente ilustrada en las figuras 34F a 34J).

En el caso de las figuras 17 y 34, se utiliza el principio de la aleta delgada, que tiene la mayor parte de la resina concentrada en sus extremos longitudinales, en posición adyacente a la superficie vertical de la formación. Dependiendo del método de deformación, puede obtenerse un óvalo, tal como el óvalo en la dirección de avance de la máquina de la figura 18, o la cabeza en la dirección transversal a la de avance de la máquina de la figura 344B ("figura 8"). Con el tronco tetralobulado en forma de M de las figuras 33, pueden obtenerse deformaciones similares. En el caso ilustrado en la figura 33, el calentamiento sin contacto proporciona cuatro lóbulos de resina fundida concentrados en la periferia (véase la figura 33F). El aplanamiento de cabezas de esta resina puede producir entonces la cabeza 18B representada en la figura 33B. La resina, al fundirse, encuentra que el camino de menor resistencia está predominantemente en el "precipicio" formado en los costados abruptos de la M, con el resultado deseable de la formación de un gran ángulo \Phi en el producto con cabezas aplanadas, de acuerdo con el análisis presentado anteriormente. Si se utiliza una "condición de sobrecalentamiento", con resinas tales como el nailon y el polietileno de alta densidad, pueden obtenerse en las esquinas perfiles en forma de J.

La configuración en M puede ser reconformada útilmente para obtener una cabeza acoplable con bucle también mediante técnicas de calentamiento con contacto, aunque potencialmente con velocidades inferiores. De este modo, pueden utilizarse las técnicas de rodillo caliente y ultrasónicas descritas anteriormente con respecto a las figuras 12 y 13 para obtener formas de cabeza que, en el caso de conformación por ultrasonidos o de bajo nivel térmico mediante un rodillo caliente, pueden ser definidas con mayor nitidez como sugieren las figuras 34 y 34A.

En el caso de fusión sin contacto seguida de aplanamiento de cabezas, pueden adoptarse también medidas para limitar el flujo de resina en retorno hacia el centro del hueco en forma de "V", como sugieren las figuras 34 y 34A, por ejemplo limitando el calentamiento sin contacto de modo que solamente queden fundidas las puntas agudas de la M, mientras que las secciones transversales más grandes por debajo de la sección en forma de cuña se hacen mecánicamente deformables, pero sin estar fundidas. A continuación de esto, un aplanamiento de cabezas con un rodillo muy frío a una temperatura inferior a la temperatura de reblandecimiento, o en algunos casos con un rodillo caliente o incluso por encima de la temperatura de reblandecimiento, proporciona ganchos útiles para algunas aplicaciones.

La figura 34A' ilustra el perfil de un gancho creado por la técnica del rodillo calentado por llama-frío, siendo las puntas de los ganchos más gruesas atribuibles a la resina calentada sin contacto que funde y se redondea por la acción de la tensión superficial antes de la acción de aplanamiento de cabezas.

Con referencia a las figuras 23 y 33, la vista tridimensional de un gancho de cuatro lóbulos en forma de M tiene porciones marginales exteriores más grandes de la cabeza de gancho en voladizo (figura 33A) en comparación con el gancho de las figuras 23, 23A. Se obtiene más polímero en la porción exterior de la aleta a partir de un tronco que tiene más polímero en la porción exterior de las aletas, y la distribución de polímero y su proximidad a la fuente de calor disminuye hacia el centro del tronco como se ilustra en la figura 33C.

De acuerdo con este aspecto del invento, el hecho de que se extiendan la mayoría de las cabezas de gancho a través del tronco es beneficioso para formar un acodamiento para un mejor acoplamiento, para obtener una retención mejorada de los bucles bajo el gancho. Se requiere entonces una distancia mayor para que el bucle deslice fuera del gancho cuando está en la parte superior del tronco. Cuando está en el extremo del tronco bajo la cabeza, se requiere una distancia mayor para que el bucle se desplace a través de la cabeza del tronco antes de desacoplarse, y consiguientemente el bucle será retenido mejor.

La figura 34B es una vista desde arriba de la figura 34A, que muestra la cabeza del gancho formada en la dirección transversal a la de avance de la máquina e ilustra que la masa del polímero ha sido empujada ciertamente hacia un lado.

En las figuras 34A y 34B, el ángulo \Phi es aproximadamente de 90 grados, que es grande en este caso debido a la gran cantidad de polímero apartada. El bucle a lo largo de la base bajo el gancho, por la parte del tronco, está aproximadamente en la porción más ancha del gancho. Por consiguiente, el ángulo \Phi será muy próximo a 90 grados y la tendencia del bucle a salirse será muy baja.

En la figura 34G, el anillo de matriz representado está cortado con un ángulo de 30 grados, de modo que cuando uno de los anillos de estas figuras se desplaza bruscamente y se colocan juntos dos de ellos, forman los dos anillos centrales del molde de la figura 34F. Los anillos conjuntamente forman un pico (figura 34G). En la figura 34F están dispuestos dos anillos 40, 46 separadores exteriores, que forman la porción inicial y final del perfil en M.

En la figura 34F, los cuatro anillos diferentes están indicados por 40, 42, 44 y 46, estando girado el anillo 42 180 grados y siendo por lo demás idéntico al anillo 44.

La figura 35 representa otra alternativa del gancho en forma de M, en el que está situado un pequeño bloque rectangular entre las dos mitades de la M. Este diseño proporciona un gancho de mayores dimensiones con direccionalidad transversal. Con referencia a la figura 35, la estructura ilustrada permite la exclusión de un mayor volumen de polímero entre los dos ganchos. Cuando esta formación de preforma es aplanada, incluso se expulsa más resina hacia los lados.

La figura 36 comprende uno de los lados del diseño de gancho en forma de M. Puede utilizarse colocando la mitad de los anillos orientados en la dirección transversal a la de avance de la máquina hacia la izquierda, y la mitad de los anillos orientados en la dirección de avance de la máquina hacia la derecha. Esto permite el calentamiento y aplanamiento de cabeza de un tronco para formar un gancho que se curva en una dirección transversalmente. Las ventajas de este gancho en comparación con el gancho en M son un menor espacio ocupado y que permite una mejo penetración en la masa de bucles, teniendo aun formaciones en la dirección transversal a la de avance de la
máquina.

La estructura ilustrada en la figura 37-37B se forma nuevamente en su totalidad mediante acciones en la dirección de avance de la máquina para presentar propiedades importantes de resistencia al arrancamiento en la dirección transversal a la de avance de la máquina.

En esta realización, una aleta monolítica tiene un perfil de paralelogramo en sección transversal como se ilustra en la figura 37E, con sus lados mayores formando un ángulo de 45 grados con la dirección de avance de la máquina y con sus superficies de extremo cortas alineadas con la dirección de avance de la máquina.

En consecuencia, los dos ángulos más pequeños opuestos formados en las esquinas del tronco son solamente de 45 grados, creándose una región localizada de la punta del tronco que tiene una relación muy alta entre superficie expuesta y masa. Cuando se expone a calentamiento sin contacto, y en particular a los gases calientes de un calentador de llama muy próximo, estas esquinas se funden preferentemente, para deformarse fácilmente mediante la acción de aplanamiento de cabezas, y ciertamente, cuando se desea, puede aplicarse sobrecalentamiento de tal modo que puedan formarse los resaltes deseables en forma de J como consecuencia del flujo mencionado con respecto a las figuras 30 y 31. Tales formaciones de gancho tienen una componente de orientación importante en la dirección transversal a la de avance de la máquina.

Por otra parte, el otro conjunto de esquinas correspondientes a un ángulo mayor facilitan la transferencia de una gran masa de resina en la extremidad en la dirección transversal a la de avance de la máquina, disponible para ser aplanada para formar una estructura de disco de acoplamiento fuerte con bucles que tiene un voladizo sustancial más allá de la superficie vertical del tronco, formando un gran ángulo \Phi. De este modo, ambos vértices del paralelogramo pueden contribuir de una manera significativa, pero diferente, a la función de acoplamiento con bucles.

Con referencia a las figuras 37F y G, el anillo MR de rodillo para formar la preforma de tronco de la figura 37C se forma simplemente creando un paso angular a través de todo el espesor de la placa metálica que forma el rodillo de moldeo, teniendo dicho paso el extremo de perfil transversal requerido, determinando así el espesor de la placa de moldeo la dimensión estrecha de grosor de la aleta delgada.

El patrón del elemento de sujeción macho alternativo de la figura 37H se consigue orientando los paralelogramos de filas adyacentes de resaltes moldeados en orientaciones opuestas. Esto se hace invirtiendo simplemente los anillos de matriz de moldeo adyacentes, con un anillo separador macizo (SR) enfrentado entre cada dos anillos de moldeo adyacentes. Las bandas del componente de sujeción de la figura 37H que corresponden a los anillos de moldeo indicados por I e I_{R} y las bandas que corresponden a los anillos separadores, están indicadas por II (indicando "I" una orientación de un rodillo de moldeo e indicando "I_{R}" la orientación inversa). Aun cuando una realización del diseño constructivo de paralelogramos puede tener troncos de caras rectas como se sugiere en las figuras 37-37E, otro diseño constructivo ventajoso, especialmente para aletas relativamente altas para proporcionar resistencia de columna, tiene una porción de pedestal del perfil engrosada. Esto se comprende fácilmente observando la cavidad de moldeo representada en la figura 37G, de longitud L_{1}, con una región ensanchada de longitud L_{P} que se ilustra en los dos lados largos.

Esta forma es de fabricación sencilla. El paralelogramo que se ve en la vista en planta de la figura 37F se refiere a la estructura de aleta y su cavidad de moldeo como se expone a continuación. Los paralelogramos 430 y 438 corresponden a la transición de definición de banda fina para la eliminación de tensiones en la base. Los paralelogramos 432, 436 dirigidos hacia adentro siguientes representan los apoyos de refuerzo del pedestal de base de la aleta delgada, y el paralelogramo central 434 representa la altura principal de la aleta delgada, que se extiende hasta la punta.

Todas estas porciones de cavidad que aparecen como paralelogramos en la figura 37F se extienden formando un ángulo de 45 grados con la dirección de avance de la máquina del rodillo de moldeo.

En una realización preferida, con una altura total L_{1} de 1,3 mm, la altura B del pedestal puede ser de 0,51 mm, para proporcionar una resistencia de columna aumentada para la operación de aplanamiento de cabezas, y también para permitir que el molde deje holgura para la extracción de la estructura de aletas completa del molde giratorio mediante el procedimiento usual de hacerla girar cerca del rodillo recortador 5. El espesor de la placa del rodillo de moldeo puede ser, por ejemplo, de 0,25 mm, lo que da lugar a una longitud diagonal de punta a punta para la aleta del 0,51 mm, una longitud a lo largo de cada costado de 0,36 mm, un espesor t medido perpendicularmente a los lados largos de 0,13 mm, y un espesor t_{p} de perfil de extremo de 0,18 mm.

Tomando la longitud de la aleta como longitud total de un lado con un valor de 0,36 mm y un espesor t medido perpendicularmente a ese lado de 0,13 mm, la relación de longitud a espesor de esta aleta es de 2,8.

Con respecto a los extremos apuntados de la aleta, el aplanamiento superior de estas regiones puede dar lugar a un arco de radio relativamente pequeño y de extensión considerable, con un ángulo \Phi resultante que se aproxima 90 grados.

Se anticipa, cuando un bucle se acopla en ese punto, que el bucle será propenso a pasar por debajo de los lados alejándose de la punta, puesto que no montará a lo largo del tronco directamente opuesto, sino más bien sobre un tronco inclinado según un ángulo determinado con respecto al extremo del gancho.

Se obtiene un sentido de la capacidad de acoplamiento con bucles de las realizaciones de las figuras 37-37G observando las vistas diagramáticas en perspectiva de las figuras 37I y J, tomadas desde diferentes puntos de vista.

Otra ventaja de ese gancho es similar a la del gancho de aleta fina de cuatro lóbulos de la figura 23, por cuanto un espacio de ocupación del mismo tamaño que el de los ganchos fabricados actualmente da lugar a un ángulo \Phi más grande en el extremo estrecho completo de la aleta. Si un bucle está acoplado sobre ese extremo, se cree que el ángulo \Phi será mayor en comparación con el de los productos de cabeza plana estándar que tienen un tronco cuadrado.

Como se ha indicado, las ventajas de utilizar calentamiento por convección mediante una llama de gas y la conformación con un rodillo frío son considerables.

El proceso permite que el polímero se funda y que las configuraciones geométricas de la formación restante y el aplanamiento de cabezas dejen de determinar la dirección del flujo de polímero.

El rodillo frío es ventajoso porque solidifica rápidamente el polímero. Esto permite grandes velocidades de la línea de producción y una fabricación relativamente económica de ganchos para aplicaciones de gran volumen.

Otra solución de calentamiento sin contacto es la utilización de un bloque de calentamiento radiante porque el calor del metal, mediante radiación combinada con convección, calienta las caras laterales de los troncos.

Como se ha mencionado, otro modo de formar ganchos similares es la aplicación del método ultrasónico con el cual se utilizan vibraciones para calentamiento localizado, y la deformación está determinada por las superficies de la bocina ultrasónica o la superficie de apoyo.

Una ventaja posible es la obtención de formas de cabeza deseadas. Como consecuencia de un calentamiento más localizado, se evitan los efectos de la tensión superficial y no se requiere por tanto una relación de aleta tan grande. Puede ser también beneficioso para proporcionar más curvatura a las cabezas y para fabricar una cabeza de menor espesor para una penetración de bucles mejorada, pero con el inconveniente de una menor velocidad de la línea de producción.

Otro método utilizado es el método de hilo caliente, que sería un método de calentamiento por contacto. Cuando los troncos pasan y tocan el hilo metálico, podrían ser conformados entonces mediante un rodillo o garganta de conformación. Esto serían los principales métodos de aplanamiento de cabezas.

Resultarán evidentes otras características específicas y ventajas por la siguiente descripción de las realizaciones preferidas, los dibujos y las reivindicaciones.

Otro aspecto del invento es un material textil compuesto, y la fabricación de tal material, en el cual los troncos han sido moldeados directamente de acuerdo, por ejemplo, con las enseñanzas de la solicitud de patente de EE.UU. número de serie 09/808,395 presentada el 14 de marzo de 2001, utilizándose a continuación una llama de chorros de gas en combustión o los productos de combustión que fluyen de la llama, para reblandecer rápidamente los extremos de los troncos, acoplándose subsiguientemente una superficie de prensa enfriada, tal como una barra de conformación o un rodillo de conformación enfriado, como se ha descrito en la presente memoria. Las numerosas características específicas del diseño del tronco y las condiciones para formar el miembro de sujeción macho en la forma en que se han presentado en esta memoria son aplicables la fabricación de tales materiales compuestos.

Se han descrito varias realizaciones del invento. No obstante, se entenderá que pueden introducirse diversas modificaciones sin apartarse del ámbito del invento. Consiguientemente, otras realizaciones quedan comprendidas en el ámbito cubierto por las siguientes reivindicaciones.

Claims (14)

1. Un método de formación, en una máquina de formación de ganchos que tiene una dirección de avance de la máquina, de un componente de gancho para un elemento de sujeción de ganchos y bucles, teniendo el componente de gancho capacidad de enganche en la dirección transversal a la de avance de la máquina, cuyo método se basa, utilizando un rodillo de aplanamiento de dicha máquina, en la deformación de los extremos de un conjunto de elementos de preforma termoplásticos moldeados verticalmente que se extienden desde una base común en la forma de cabezas de gancho aplanadas acoplables a bucles en los extremos de los elementos de preforma, estando caracterizado el método por las operaciones de: moldear un conjunto de elementos termoplásticos de preforma que tienen cada uno una forma geométrica que proporciona una distribución efectivamente alargada de material termoplástico desplazable en un volumen de aplanamiento, siendo la concentración del material termoplástico en el volumen de aplanamiento de la forma geométrica en la proximidad de un extremo del elemento de preforma en la dirección transversal a la de avance de la máquina al menos uniforme a medida que se separa a lo largo del elemento, teniendo los elementos de preforma una relación de longitud global a espesor, en coordenadas paralelas a dicha base desde la cual se extienden, de al menos aproximadamente igual a 2; y calentar y, con dicho rodillo de aplanamiento deformar, el volumen de desplazamiento del material termoplástico en los extremos de dichos elementos de preforma para formar dichas cabezas de gancho acoplables a bucles.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1ª, en el que la distribución del termoplástico en dicho volumen de aplanamiento es más grande, al menos en parte de la región de la extremidad en la dirección transversal a la de avance de la máquina de dichos elementos de preforma, que la separación entre ellos en la dirección transversal a la de avance de la máquina.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2ª, en el que la mayor parte del termoplástico desplazable en dicho volumen de aplanamiento está situada en la proximidad de dicha extremidad en la dirección transversal a la de avance de la máquina.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3ª, en el que la forma geométrica de dicha preforma tiene una pendiente de borde dirigida hacia afuera con inclinación a partir de una región de pico en la proximidad de dicha extremidad en la dirección transversal a la de avance de la máquina, hasta una distancia más próxima de dicha base en posiciones alejadas de ella.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1ª, en el que el perfil de dicho elemento, incluyendo su tronco de soporte, tiene forma de "N" cuando se ve en la dirección de avance de la máquina.

6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 5ª, en el que dicha preforma es sustancialmente simétrica alrededor del centro del área de extensión en la dirección transversal a la de avance de la máquina del elemento de preforma.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6ª, en el que dicho elemento de preforma, incluyendo su tronco de soporte, tiene forma de "M" compuesta por dos "Ns" adosadas.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 1ª, en el que el cuerpo principal de dicho elemento de preforma tiene forma de paralelogramo que tiene en sus extremidades en la dirección transversal a la de avance de la máquina, superficies de extremo que se extienden en la dirección de avance de la máquina, y que tiene lados entre dichas superficies de extremo que forman un ángulo sustancial tanto en la dirección de avance de la máquina como en la dirección transversal a la de avance de la máquina.

9. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 8ª, en el que se dispone una formación de refuerzo de columna separada de dicha extremidad en la dirección transversal a la de avance de la máquina.

10. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones cualquiera de la reivindicaciones 1ª a 9ª, en el que dicha formación de refuerzo de columna es alargada, y tiene un volumen de aplanamiento de termoplástico en su extremidad inferior que se deforma durante el aplanamiento con dicho rodillo de aplanamiento para proporcionar una formación en gancho acoplable a bucles.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 9ª, en el que dichas formaciones de refuerzo de columna están a ambos costados de dicho elemento de preforma.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11ª, en el que dichos elementos de refuerzo de columna están alineados entre sí.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 12ª, en el que la sección transversal del elemento de preforma, tomada paralelamente a la base, es cruciforme.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 8ª, en el que los elementos de refuerzo de columna están desviados entre sí.