FR2714122A1 - Structure à boucles résiliente en compression pour système d'attache à boucles et crochets. - Google Patents

Structure à boucles résiliente en compression pour système d'attache à boucles et crochets. Download PDF

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Abstract

La structure à boucles selon l'invention, destinée à coopérer avec une structure à crochets dans un système auto-agrippant, comprend un matériau support (12) et des boucles (14) dépassant plus ou moins dudit matériau selon l'état de compression de ce dernier. Ainsi, la venue en prise des crochets (13) avec les boucles (24) est lorsqu'une pression est exercée sur la structure à boucles par la structure à crochets, et la libération des crochets est rendue plus difficile lorsque se relâche la pression. L'invention concerne également un article absorbant pour soins corporels, tel qu'un change, incorporant ladite structure à boucles.

Description

La présente invention concerne ce qu'on appelle communément des systèmes
d'attache auto-agrippants à boucles et crochets. Plus précisément, la présente invention concerne une portion à boucles d'un système d'attache à boucles et crochets qui possède un matériau support résilient en compression pour augmenter la résistance au pelage entre les
portions à boucles et à crochets.
L'utilisation des matériaux à boucles et crochets s'est généralisée dans le marché grand public actuel. Chaque jour, un autre produit voit son système d'attache remplacé par un
type ou un autre d'attache mécanique à boucles et crochets.
Ces systèmes d'attache étaient à l'origine relativement
coûteux et leur utilisation était très restreinte.
Aujourd'hui, cependant, puisque le coût de tels matériaux a diminué, leur utilisation a proliféré. En outre, une telle prolifération a abouti à la conception d'une grande diversité de matériaux présentant des résistances au pelage et au
cisaillement variées, ainsi qu'une certaine longévité.
La résistance au pelage est un terme utilisé pour décrire la force nécessaire pour séparer les parties mâle et femelle du système d'attache. La portion à crochets est souvent appelée portion mâle et la portion à boucles est appelée portion femelle. Une manière de mesurer la résistance au pelage est d'exercer une traction sur un élément suivant un angle de 90 par rapport à l'autre ou, dans un langage plus commun, de tirer verticalement sur l'une des deux pièces. La résistance au cisaillement est une autre mesure de
la résistance d'un système d'attache à boucles et crochets.
La résistance au cisaillement se mesure en mettant en prise les portions mâle et femelle et en exerçant une force le long du plan défini par les surfaces connectées dans le but de
séparer les deux pièces de matériaux.
De nombreux matériaux à boucles et crochets sont utilisés dans des domaines o ils sont soumis à un déplacement, une torsion et une rotation considérables. L'une de ces utilisations est constituée par les articles absorbants d'hygiène intime, comprenant les changes pour bébés et les produits pour incontinents. De tels produits sont en général des articles à usage unique qui sont jetés après une période d'utilisation relativement courte, habituellement de l'ordre de quelques heures. Par suite, il est souhaitable d'éviter d'utiliser des composants coûteux dans la conception de tels produits. Réciproquement, ces attaches mécaniques doivent être aptes à résister aux rigueurs de leur utilisation, des défaillances telles qu'une séparation des composants mâle et femelle donnant naissance à des situations potentiellement embarrassantes pour le porteur. Ainsi, un équilibre doit être trouvé entre
l'économie et l'utilité.
On suppose qu'une raison de la séparation prématurée des deux composants d'un système à boucles et crochets est que les portions à crochets ont un jeu trop important à l'intérieur des portions à boucles. Lorsqu'on tord les deux composants, les crochets et les boucles se déplacent les uns par rapport aux autres. Ce faisant, certains des crochets
sont poussés vers le bas et à l'écart des apex des boucles.
Du fait de l'espace existant entre la base des boucles et leurs apex, certains des crochets, voire tous, peuvent être délogés des boucles, entraînant ainsi une réduction de la résistance de maintien du système d'attache ou la dissociation complète des éléments. Une autre raison avancée pour expliquer cette séparation prématurée est que le nombre de prises individuelles entre un crochet et une boucle est insuffisant pour fournir une fixation adéquate, du fait que les fibres de la boucle ne parviennent pas à conserver une orientation suivant l'axe "z"i (90 ) depuis la surface du matériau à boucles, de façon à permettre la venue en prise des crochets avec les boucles et à favoriser un plus grand nombre de prises individuelles entre crochets et boucles. Par conséquent, il est nécessaire de fournir une portion à boucles pour système d'attache à boucles et crochets qui, par sa conception, rendra plus difficile la dissociation des portions à crochets et des portions à boucles d'un système d'attache. La présente invention concerne une structure à boucles améliorée pour systèmes d'attache à boucles et crochets. Plus précisément, la structure à boucles de la présente invention comprend: un matériau support ayant une longueur, une largeur et une épaisseur et définissant en outre une surface supérieure et une surface inférieure, et une couche de fibres de boucles positionnée au voisinage de ladite surface inférieure dudit matériau support, une pluralité desdites fibres de boucles faisant saillie au travers dudit matériau support depuis ladite surface inférieure à travers ladite surface supérieure et formant une pluralité de boucles qui s'étendent depuis ladite surface supérieure pour venir en prise avec des crochets, ledit matériau support ayant une épaisseur non comprimée dans laquelle lesdites boucles ont une première hauteur moyenne mesurée à partir de ladite surface supérieure dudit matériau support et une épaisseur comprimée dans laquelle lesdites boucles ont une seconde hauteur moyenne mesurée à partir de ladite surface supérieure dudit matériau support, ladite seconde hauteur moyenne étant supérieure à
ladite première hauteur moyenne.
De tels systèmes à boucles et crochets ont une portion mâle qui comprend une pluralité de prolongements semi-rigides en forme de crochets fixés à un matériau support. Ces prolongements en forme de crochets sont conçus de façon à venir en prise avec les boucles qui font saillie depuis la portion à boucles d'un système d'attache à boucles et crochets. La structure à boucles de la présente invention comprend un matériau support résilient à travers lequel les boucles sont aiguilletées, piquées ou se projettent d'une autre manière depuis la surface inférieure à travers la surface supérieure de celui-ci. Le matériau support résilient est un matériau non tissé ou en mousse ayant une surface
supérieure, une surface inférieure et une épaisseur initiale.
La couche de matériau constitutif des boucles est soit formée directement sur, soit mise en contact avec, la surface inférieure du matériau support. Le matériau formant les boucles peut être une nappe fibreuse non tissée telle qu'une nappe non tissée liée au filage ou une nappe cardée de fibres courtes. Selon une autre possibilité, il peut s'agir d'une couche de fils ou de câbles. Dans tous les cas, les boucles se trouvant sur la surface supérieure du matériau support sont formées en piquant ou en aiguilletant les fibres/fils/câbles, identifiés collectivement par le terme "fibres" de la couche de matériau formant les boucles à travers la surface supérieure du matériau support. La taille des boucles et leur dimension au-dessus de la surface supérieure du matériau support peuvent être ajustées par le degré de piquage ou d'aiguilletage des fibres de la boucle à travers le matériau support. Une fois que les boucles ont été formées, les fibres formant les boucles peuvent être maintenues en place en liant le reste des fibres des boucles restant sur la surface inférieure du matériau support à la surface inférieure du matériau support. La liaison peut se faire par voie thermique et/ou à l'aide d'adhésifs ou
d'autres moyens appropriés.
Le matériau obtenu présente une épaisseur initiale non comprimée et une seconde épaisseur comprimée qui est inférieure à l'épaisseur initiale. Lorsque les portions mâles formant les crochets sont mises en prise avec les éléments femelles constituant les boucles, le matériau support résilient est comprimé depuis son épaisseur initiale jusqu'à une seconde épaisseur inférieure, du fait que les portions à crochets exercent une pression vers le bas sur le matériau support. Par suite, une plus grande portion de chacune des boucles est exposée, rendant ainsi plus facile la venue en prise des deux parties. Une fois que les parties mâles et femelles sont venues en prise et que la pression de mise en prise a été relâchée, le matériau support résilient se dilate à nouveau jusqu'à une troisième épaisseur qui est égale à toute sa hauteur initiale ou à au moins une partie majeure de celle-ci. Une hauteur inférieure à la hauteur verticale des boucles est par suite exposée au-dessus de la surface du matériau support résilient, ce qui sollicite davantage les crochets vers les apex des boucles. Par conséquent, les crochets ont moins de jeu à l'intérieur des boucles. De plus, du fait de l'épaisseur relative du matériau support, le matériau support résilient sollicite les fibres des boucles dans une position verticale ou suivant la direction "z", augmentant ainsi la probabilité de venue en prise avec les éléments formant les crochets. L'augmentation du nombre de prises entre les crochets et les boucles et le "verrouillage" des fibres des boucles contre les apex des crochets résultent en une structure à boucles qui présente une résistance au
pelage améliorée.
Dans les dessins: la figure 1 est une vue en perspective d'une portion à boucles d'un système d'attache à boucles et crochets selon la présente invention; la figure 2 est une vue de côté en coupe d'une portion à boucles selon la présente invention, en prise totale avec une portion à crochets; la figure 3 est une vue de côté en coupe d'une portion à boucles selon la présente invention pendant la venue en prise avec une portion à crochets; la figure 4 est une vue de côté en coupe d'une autre forme d'exécution d'une portion à boucles selon la présente invention; et la figure 5 est une vue en plan du dessus partiellement éclatée d'un article absorbant d'hygiène intime, dans ce cas un change, utilisant un système d'attache à boucles et
crochets selon la présente invention.
La présente invention concerne une nouvelle portion à boucles pour système d'attache mécanique à boucles et crochets. Aux fins d'illustration uniquement, la présente invention sera décrite séparément et appliquée à des articles absorbants d'hygiène intime comprenant des changes, des culottes d'apprentissage de la propreté, des vêtements pour incontinents, des serviettes hygiéniques, des pansements, etc. De ce fait, l'invention ne devrait pas être limitée à ces utilisations particulières, puisque la présente invention est au contraire destinée à être utilisée dans toutes les applications qui ont recours à des attaches à boucles et
crochets.
Afin d'obtenir des données constantes concernant la présente invention, un seul type de matériau à crochets a été
utilisé pour évaluer le matériau de la présente invention.
Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, le matériau à crochets 9 comprend une couche support 11 depuis laquelle une pluralité de crochets 13 font saillie, de façon généralement perpendiculaire. Les crochets 13 ont une hauteur globale moyenne, mesurée depuis la surface supérieure 15 du matériau support 11 au plus haut point des crochets 13. La hauteur moyenne des crochets utilisés dans la présente invention est de 0,889 mm. Le matériau à crochets 9 utilisé dans la présente invention est disponible dans le commerce auprès de Velcro, USA de Manchester, NH (USA) sous la dénomination Telcar 102 Hook n 15. Le matériau se présente en largeur de 10,16 cm (4 pouces) et les longueurs utilisées sont indiquées
dans l'exemple.
Par référence à la figure 1, on voit une portion à boucles 10 d'un système d'attache à boucles et crochets. Dans sa forme la plus simple, la structure ou portion à boucles 10 comprend un matériau support résilient 12 et un matériau 14 formant les boucles. Le matériau support résilient 12 peut consister en un nombre de matériaux quelconque, pour autant qu'il ait une résilience en compression comme cela sera expliqué avec davantage de détails ci-dessous. Des matériaux appropriés comprennent les nappes fibreuses non tissées, telles que les nappes liées au filage, les nappes obtenues par fusion-soufflage, les nappes déposées à l'air, les nappes
feutrées et les nappes cardées pour n'en citer que quelques-
unes. Les matériaux en mousse, à la fois à cellules ouvertes et fermées, pourraient également être utilisés dans la présente invention. En outre, des combinaisons des matériaux précédents peuvent être utilisées pour obtenir différentes résistances, résiliences et poids de base. Par exemple, des composites multicouches peuvent être utilisés pour former le matériau support 12. Habituellement, le matériau support 12
aura un poids de base compris entre environ 10 et 100 g/m2.
Cependant, le poids de base réel peut varier en fonction de
l'utilisation finale particulière.
Dans les formes d'exécution non tissées, le matériau support résilient 12 peut être formé de tout polymère ou composé, généralement thermoplastique, qui est extrudable en fibres. Aux fins d'illustration seulement, de tels polymères peuvent comprendre, mais ne sont pas limités à, des polyoléfines, des polyesters et des polyamides. Ces polymères, qu'ils soient utilisés sous forme généralement
continue (nappe liée au filage, nappe obtenue par fusion-
soufflage et nappes de câbles) ou sous forme de fibres courtes (nappe cardée), ont en général des diamètres de fibres qui vont d'environ 1 à 100 gm. Cependant, ces diamètres peuvent varier ou différents diamètres et polymères
peuvent être combinés pour répondre à un besoin particulier.
Lorsque des fibres courtes sont utilisées, les longueurs des fibres seront généralement comprises entre environ 5 et mm. En outre, les fibres peuvent être liées d'elles-mêmes, liées thermiquement ou liées chimiquement pour augmenter la résistance du matériau. Des précautions devraient être prises, cependant, pour maintenir la résilience en compression du matériau support 12 lorsque les fibres sont
liées les unes aux autres.
Le matériau support résilient 12 peut également revêtir la forme d'une mousse, à cellules ouvertes ou fermées. De telles mousses peuvent là encore, à titre d'exemple uniquement, être constituées de matériaux comprenant le polyuréthane et le polyéthylène. En général, ces mousses
auront des épaisseurs comprises entre 0,300 et 5 mm.
Si l'on se réfère aux figures 1 et 2, le matériau support 12 a une surface supérieure 16, une surface inférieure 18, une longueur 20 et une largeur 22. Une pluralité de boucles 24, formées depuis la couche de matériau 14 à boucles, font saillie depuis la surface inférieure 18, à travers la surface supérieure 16. Pour former les boucles 24 du présent matériau, une couche de matériau non tissé 14 est mise en contact avec la surface inférieure 18 du matériau support résilient 12. Généralement, cette couche non tissée 14 se forme ou est déposée sur la surface inférieure du matériau support résilient 12. Les fibres elles-mêmes peuvent être des fibres continues, telles que des fibres obtenues par fusion-soufflage et des fibres liées au filage, ou des fibres non continues, telles que des fibres courtes. Les nappes non tissées obtenues par fusion-soufflage sont faites à partir de fibres obtenues par fusion-soufflage qui sont formées par extrusion d'un matériau thermoplastique fondu à travers une pluralité de fins capillaires, généralement circulaires, de filière, en des filets ou des filaments fondus, dans un courant d'air à grande vitesse qui amincit les filaments de
matériau thermoplastique fondu pour réduire leurs diamètres.
Les fibres obtenues par fusion-soufflage sont ensuite transportées par le courant d'air à grande vitesse et sont déposées sur une surface collectrice pour former une nappe de
fibres obtenues par fusion-soufflage à dispersion aléatoire.
Le procédé de fusion-soufflage est bien connu et est décrit dans différents brevets et publications comprenant NLR Report
4364, "Manufacture of Super-Fine Organic Fibers" par V.A.
Wendt, E.L. Boone et C.D. Fluharty; NLR Report 5265, "An Improved Device for the Formation of Super-Fine Thermoplastic Fibers" par K.D. Lawrence, R.T. Lukas et J.A. Young; et le brevet US 3 849 241 délivré le 19 Novembre 1974, au nom de Buntin et al. Les nappes liées au filage sont constituées de fibres et/ou de filaments de faible diamètre qui sont formés par extrusion d'un matériau thermoplastique fondu en des filaments issus d'une pluralité de capillaires fins, généralement circulaires, d'une filière pour filaments, le diamètre des filaments extrudés étant ensuite rapidement réduit, par exemple, par des mécanismes d'étirage par fluide éjecteur ou non éjecteur ou d'autres mécanismes de liaison au filage bien connus. La fabrication de nappes non tissées liées au filage est illustrée dans des brevets tel que le brevet US 4 340 563 au nom de Appel et al, le brevet US 3 692 618 au nom de Dorschner et al, les brevets US 3 338 992 et 3 341 394 au nom de Kinney, le brevet US 3 276 944 au nom de Levy, le brevet US 3 502 538 au nom de Peterson, le brevet US 3 502 763 au nom de Hartman, le brevet US 3 542 615 au nom de Dobo et al, et le brevet canadien 803 714 au nom de Harmon. Le procédé de formation le plus simple d'un matériau pour boucles en nappe fibreuse non tissée 14 consiste à former directement celui-ci sur la surface inférieure 18 du matériau support résilient 12. La couche non tissée 14 pourrait également être formée séparément et assemblée au matériau support 12 immédiatement avant la liaison par piquage ou aiguilletage. Les fibres peuvent être constituées de tout polymère exposé ci-dessus, utilisé dans la fabrication du matériau support 12. Lorsque la couche 14 est fabriquée suivant le procédé de liaison au filage, les fibres seront généralement continues et auront des diamètres de fibres qui vont d'environ 10 à 50 im. Lorsque la couche 14 est fabriquée suivant le procédé de fusion-soufflage, les fibres auront des diamètres de fibres qui vont d'environ 5 à im. Lorsqu'on utilise des fibres courtes, comme dans le cas des nappes cardées, les fibres auront généralement une longueur de coupe qui va d'environ 25 à 210 mm et des diamètres de fibres qui vont d'environ 10 à 100 pm. Une fibre de câble continu, qui a une longueur de fibre continue et des diamètres de fibre continus allant d'environ 10 à 100 im, peut également être utilisée. Ainsi, globalement, les fibres utilisées pour former la couche 14 peuvent avoir des longueurs qui vont de 25 mm jusqu'à une configuration de filaments continus. En outre, les diamètres des fibres peuvent aller d'environ 5 à environ 100 Mm. Des combinaisons de fibres, basées sur la sélection des polymères, la taille des fibres et la longueur des fibres, peuvent également être utilisées pour obtenir des caractéristiques particulières sur mesure de la couche et de la boucle. Généralement, les matériaux formant les boucles les plus résistants seront constitués de fibres de plus grande ténacité, plus épaisses et plus longues. Des poids de base classiques seront compris
entre environ 8 et 170 g/m2 (0,25 et 5 onces/yard2).
Une fois que les fibres des boucles ont été appliquées au matériau support, elles sont ensuite liées par piquage ou aiguilletage à travers l'épaisseur du matériau support résilient 12, de façon à former une pluralité de boucles qui font saillie depuis la surface supérieure 16 du matériau support résilient. Cet aiguilletage peut être effectué par
des moyens soit hydrauliques, soit mécaniques.
Habituellement, un équipement de métier à aiguilles à feutre plat peut être utilisé pour former les boucles. Un tel équipement et son utilisation sont bien connus et il n'est pas nécessaire de les décrire ici en détail. Un métier à aiguilles à feutre plat est constitué de cylindres d'entraînement pour l'admission et l'éjection du matériau, d'une poutre garnie d'aiguilles animée d'un mouvement alternatif, d'une plaque d'éjection (supérieure) et d'une plaque de fond (inférieure). Les matériaux pénètrent dans l'espace de pression d'entrée et passent entre la plaque d'éjection et la plaque de fond. Les plaques d'éjection et de fond sont des surfaces métalliques perforées qui coïncident
avec chaque position des aiguilles sur la poutre à aiguilles.
La poutre à aiguilles est animée d'un mouvement alternatif à , ou le long de l'axe "z", par rapport au plan défini par les plaques. Dans sa course vers le bas, l'aiguille traverse la plaque d'éjection, le matériau 14 formant les boucles, le matériau support résilient 12 et, finalement, la plaque de fond. Des barbelures sur les aiguilles viennent en prise avec les fibres du matériau de la boucle et les enchevêtrent ou, comme dans cette application, poussent les fibres à travers le matériau support résilient 12. Lorsque la poutre à aiguilles se rétracte, les fibres sont déposées sous forme de boucles 24 sur la surface supérieure 16 du matériau support 12. Les caractéristiques des boucles, telles que la hauteur et la densité des boucles, sont maîtrisées par
l'intermédiaire de différents paramètres d'aiguilletage.
Habituellement, la profondeur de pénétration de l'aiguille à travers le matériau support et l'emplacement des barbelures sur l'aiguille dictent la hauteur des boucles. La fréquence du mouvement de va-et-vient de la poutre à aiguilles, la vitesse de déplacement des matériaux à travers le métier et la densité des aiguilles sur la poutre à aiguille déterminent la densité des boucles (exprimée sous forme de pénétration
par cm2 ou PPC).
Selon une autre possibilité, un autre type d'aiguilletage peut être mis en oeuvre pour former le matériau constituant les boucles de la présente invention. Ce type d'aiguilletage est appelé perforation à l'aiguille structurée et est bien connu et il n'est pas nécessaire qu'il soit décrit ici en détail. Ce type de métier à aiguilles a plusieurs points commun avec l'aiguilletage à feutre plat; cependant, au lieu de la plaque de fond utilisée dans l'aiguilletage à feutre plat, on utilise une bande à brosse, qui se déplace dans le sens de la machine et à la même vitesse que le matériau. La bande à brosse est fabriquée selon des normes rigoureuses au regard de sa densité et de son homogénéité. Cela constitue un procédé particulièrement souhaitable d'aiguilletage des matériaux formant les boucles, du fait que la brosse maintient les boucles 24 orientées suivant un axe vertical ou axe "z" distinct de la surface supérieure 16 du matériau support résilient 12. De plus, du fait que la bande à brosse se déplace avec le matériau, des matériaux de plus faible poids et, par conséquent, de moindre
coût peuvent être utilisés. Dans l'exemple discuté ci-
dessous, le matériau de la présente invention a été fabriqué sur une machine de perforation à l'aiguille structurée Dilo
Di-Lour II de Dilo Inc. de Charlotte, North Carolina, USA.
Comme autre possibilité de formation des boucles 24 à partir d'un matériau non tissé tel que celui qui vient d'être décrit, les boucles 24 peuvent également être constituées par piquage de matériaux fibreux tels qu'un fil ou des monofilaments à travers le matériau support 12 depuis la surface inférieure 18 à travers la surface supérieure 16. De tels procédés de piquage sont bien connus et il n'est pas
nécessaire de les discuter ici.
Lorsque les fibres du matériau formant les boucles sont piquées à travers la couche support, les boucles obtenues, formées sur la surface supérieure 16 de la couche support 12, doivent se projeter sur une distance suffisante au-dessus de la surface supérieure 16, de telle sorte qu'elles aient suffisamment de place pour venir fermement en prise avec les crochets 13 lorsque la couche support 12 est dans l'état non comprimé. En général, dans l'état non comprimé, la distance séparant la surface supérieure 16 et les apex des boucles 24 devrait être comprise entre environ 1 et 10 mm. Lorsque les crochets viennent en prise avec les boucles, les crochets rencontrent d'abord les apex des boucles qui ont conservé une orientation vers le haut du fait de l'effet support du matériau support résilient. Cette "présentation" des boucles vers le crochet, en elle-même, augmente le nombre de prises crochet/boucle. En outre, les apex des crochets qui viennent heurter le support résilient compriment le matériau support le long de l'axe "z" du matériau, de sorte qu'une plus grande partie de la structure à boucles est exposée et disponible pour venir en prise avec les crochets. La caractéristique de récupération en compression du matériau support résilient permet son rebondissement après la venue en prise, lequel contribue à faciliter le "verrouillage" des fibres qui sont venues en prise avec des crochets et résulte en des valeurs
élevées de résistance au pelage et au cisaillement.
Une fois que les boucles 24 ont été formées, elles doivent être fixées au matériau support, de sorte qu'en séparant les crochets 13, on ne retire pas les boucles 24 du matériau support 12. A cette fin, la portion à fibres/boucles 24 restant sur, ou adjacente à, la surface inférieure 18 du matériau support 12 doit être fixée à celui-ci. Mieux, les fibres du matériau 14 constituant les boucles sont liées à la surface inférieure 18 du matériau support 12 par des moyens tels que des adhésifs, une liaison thermique, une liaison par ultrasons ou une combinaison de tels moyens. Une grande diversité d'adhésifs seront efficaces comprenant, mais sans s'y limiter, des adhésifs à base de solvant, à base d'eau,
des colles fusibles et des adhésifs sensibles à la pression.
Des adhésifs pulvérulents peuvent également être appliqués aux matériaux, puis chauffés pour activer l'adhésif pulvérulent et achever la liaison. Habituellement, les adjonctions d'adhésifs seront comprises dans l'intervalle de
à 61 g/m2 (10 à 40 mg/pouce2).
Dans certains cas, la résistance obtenue en utilisant simplement un adhésif pour lier, à la couche support 12, les fibres/boucles 24 du matériau 14 formant les boucles peut ne pas être suffisante. Par suite, il est possible d'ajouter une couche support 25 du côté du matériau 14 formant les boucles à l'opposé de la couche support 12 en utilisant le même adhésif ou un autre adhésif que celui utilisé pour fixer, à la couche support 12, les fibres du matériau 14 des boucles
(voir figure 4).
Un avantage particulier des adhésifs sensibles à la pression est qu'ils peuvent également être utilisés pour faire adhérer la portion à boucles 10 obtenue à une autre structure, telle que l'enveloppe externe d'un change. Tel est le cas à la figure 5 des dessins. Sur la figure 5, on voit un
article absorbant d'hygiène intime 40, dans ce cas un change.
Le change 40, comme c'est le cas pour la plupart des articles absorbants d'hygiène intime, comprend une doublure côté corporel 42 et une enveloppe externe 44. Entre la doublure côté corporel 42 et l'enveloppe externe 44 est disposé un noyau absorbant 46. Pour fixer le change autour du porteur, le change sera pourvu d'un certain type de moyens de fixation
48 attachés à celui-ci, par exemple à l'enveloppe externe 44.
Sur la figure 5, les moyens de fixation 48 sont constitués par un système d'attache à boucles et crochets, comprenant une portion à crochets 50 et une portion à boucles 52 formée du matériau de la présente invention. Si l'adhésif utilisé pour fixer les boucles 24 au matériau support 12 est un adhésif sensible à la pression, l'adhésif peut également être utilisé pourfaire adhérer la portion à boucles 52 à
l'enveloppe externe 44.
Comme le montre la figure 1, le matériau support possède une épaisseur initiale ou non comprimée 26 et comme
représenté à la figure 3, une épaisseur comprimée 28.
L'épaisseur non comprimée concerne le cas dans lequel le matériau des boucles est fondamentalement au repos, soit avant qu'un matériau à crochets 9 ait été mis en prise avec les boucles 24, soit à un instant quelconque après que le matériau à crochets 9 ait été mis en prise avec les boucles 24 et que le matériau support 12 ait eu le temps de se détendre et de regagner, dans la mesure du possible, son état de dilatation normal. L'épaisseur comprimée 28 est l'épaisseur du matériau support résilient lorsque les
crochets 13 viennent en prise avec les boucles 24 du système.
Pendant ce temps de compression, le matériau support 12 est comprimé lorsque les crochets 13 sont introduits dans les boucles 24, réduisant ainsi l'épaisseur du matériau support 12 et exposant une plus grande partie des boucles 24. Au cours de la compression, la densité du matériau support augmente et celui-ci aide les fibres des boucles à conserver une orientation à 90 par rapport au plan du matériau support 12 pour qu'elles viennent en prise avec les crochets 13. Une fois que le matériau support 12 se détend, il se dilate à nouveau vers son épaisseur non comprimée 26, de sorte qu'une moins grande portion des boucles 24 est exposée au-dessus de la surface supérieure 16 du matériau support 12. Par suite, les crochets 13 sont mieux verrouillés dans les boucles 24, ce qui rend l'extraction des crochets 13 plus difficile. Ceci augmente ensuite la résistance au pelage et au cisaillement du matériau à boucles et crochets et produit donc un système
d'attache plus résistant.
Lorsque le matériau support résilient 12 est dans son état non comprimé représenté à la figure 2, il possède une épaisseur non comprimée et les boucles 24 ont une première hauteur moyenne qui est mesurée depuis la surface supérieure 16 du matériau support résilient 12 jusqu'aux apex 17 des boucles 24. Lorsque le matériau support résilient 12 est dans l'état comprimé et présente donc une épaisseur comprimée représentée à la figure 3, les boucles 24 ont une seconde hauteur moyenne qui est également mesurée depuis la surface supérieure 16 du matériau support résilient 12 jusqu'aux apex 17 des boucles 24. La seconde hauteur moyenne doit être supérieure à la première hauteur moyenne du fait que l'épaisseur comprimée est inférieure à l'épaisseur non comprimée. Pour calculer la "hauteur moyenne", on effectue une mesure sur vingt boucles, les deux valeurs les plus élevées et les plus faibles n'étant pas prises en compte, puis la somme totale des hauteurs restantes est divisée par
seize pour obtenir une moyenne.
La résistance au pelage du matériau est un indicateur de la fonctionnalité du matériau. Pour déterminer la résistance de la structure à boucles selon la présente invention, deux essais ont été effectués. Le premier essai était un essai de cisaillement statique, le second un essai de pelage angulaire. Dans chacun de ces essais, les crochets étaient constitués de crochets moulé par injection en continu. Le matériau à crochets avait un poids de base de 325 g/m2 et une épaisseur de 12 mm. La densité des crochets était d'environ 1 110 000 crochets par m2. La dimension standard des échantillons à crochets utilisés dans les deux procédures d'essai était de 25,4 mm x 101, 6 mm et la direction des crochets était telle que les crochets "pointaient" de part et d'autre de l'axe court de l'échantillon. Ce matériau à crochets a été fabriqué par Velcro, USA de Manchester, NH, USA sous la dénomination
Telcar 102 Hook n 15.
Essai de cisaillement statique L'essai de cisaillement statique a été utilisé essentiellement pour déterminer la stabilité du système à boucles et crochets après la mise en prise et pendant qu'il était soumis à une charge de cisaillement. Il s'agit d'un essai oui-non dans lequel les éléments d'attache viennent en prise les uns avec les autres et un poids est suspendu au matériau à boucles pendant 24 heures. Si le système d'attache supporte toujours le poids après cette période de 24 heures, on considère que le test est positif. La procédure d'essai est la suivante: 1. On découpe le matériau à boucles à tester à la
dimension de 50,8 mm x 101,6 mm.
2. On place le matériau à boucles, les boucles étant tournées vers le haut, sur une surface plane et on superpose le matériau à crochets décrit ci-dessus au matériau à boucles, de telle sorte que 645,16 mm2 (1 pouce2) de matériau
à crochets couvre le matériau à boucles.
3. On met les portions à crochets et à boucles en prise en faisant rouler sur l'échantillon un cylindre à main de 2,04 kg (4,5 livres) pendant 5 cycles vers l'avant et vers l'arrière. 4. On fixe le matériau à crochets verticalement, de telle sorte que le matériau à boucles soit suspendu librement
dans l'espace.
5. On attache un poids de 500 g au bord inférieur du
matériau à boucles et on déclenche le chronomètre.
6. Si le système d'attache supporte toujours le poids
après 24 heures, le test est positif.
Essai de résistance au pelage à 90 La résistance au pelage à 90 ou essai de pelage angulaire ou "T" consiste à attacher une portion à crochets à une portion à boucles d'un système d'attache à boucles et crochets puis à séparer les deux composants selon un angle de 90 . La force nécessaire pour séparer les deux composants a été enregistrée en grammes. Pour mener à bien l'essai, il est nécessaire d'utiliser une machine d'essai à la rupture avec une charge à pleine échelle de 2000 g, telle qu'une machine d'essai à la rupture InstronR Model 6021 et un dispositif de serrage à déplacement latéral pour maintenir le point de séparation entre la portion à crochets et la portion à boucles centré verticalement à l'intérieur des mâchoires de la machine d'essai à la rupture. Le dispositif de serrage comprend un panneau de 5,08 cm x 15,24 cm (2 pouces x 6 pouces) en acier inoxydable de 0,16 cm (1/16 pouce) d'épaisseur et le dispositif de serrage est fixé à la mâchoire inférieure. Sur toute la longueur inférieure du panneau en acier inoxydable est fixée une bande de ruban
adhésif double face de 3,81 cm (1 1/2 pouce) de largeur.
Ensuite, un échantillon de 2,54 cm x 10,16 cm (1 pouce x 4 pouces) de matériau formant les boucles est placé sur le dessus du ruban adhésif. Afin de garantir une adhérence adéquate et homogène entre le ruban adhésif et la portion à boucles, on fait rouler un cylindre à main de 2, 04 kg (4,5 livres) sur la partie inférieure du matériau à boucles pendant deux cycles, un cycle équivalant à une course vers l'avant et vers l'arrière du cylindre à main. Ensuite, une portion à crochets de 2, 54 cm x 10,16 cm (1 pouce x 4 pouces) est placée sur, et posée sur, le dessus de la portion à boucles. Afin de mettre en prise les portions à boucles et crochets, on fait à nouveau rouler un cylindre à main de 2,04 kg (4,5 livres) sur les portions à boucles et crochets combinées pendant 5 cycles complets. Une partie de l'extrémité courte du matériau formant les crochets est ensuite pelée pour la séparer du matériau à boucles et fixée à l'intérieur de la mâchoire supérieure de la machine d'essai à la rupture. La machine d'essai à la rupture est ensuite mise en marche avec une vitesse de traverse de 300 mm/mn et la charge moyenne en grammes pour séparer les deux matériaux
selon un angle de 90 est ensuite enregistrée.
A présent que les paramètres généraux du matériau de la présente invention, les procédés de fabrication de celui-ci et les procédures d'essai de ses propriétés ont été décrits, un échantillon servant d'exemple a été préparé et testé pour
démontrer les qualités de la présente invention.
Exemple 1
Dans l'exemple 1, une portion à boucles d'un échantillon selon la présente invention et un matériau à boucles témoin ont été préparés puis mesurés. La portion à boucles de la présente invention comprenait un matériau support résilient, un matériau formant les boucles et un adhésif. L'échantillon témoin utilisait le même matériau de formation des boucles et le même adhésif; cependant, un film de polyéthylène avait été substitué au matériau support
résilient.
Le matériau support était une nappe non tissée de polyéthylène obtenue par fusion-soufflage de texture tridimensionnelle, avec un poids de base de 40,8 g/m2 (1,2 once/yard2) et un diamètre moyen de fibres de 10 jm, préparé conformément aux enseignements du brevet US 4 741 941 au nom de Englebert et al. Les caractéristiques volumiques et de résilience du matériau support sont définies par la charge en compression et les données de récupération ci-dessous. Comme le montrent les données ci-dessous, ces caractéristiques de résilience étaient responsables de la résistance au pelage élevée de ce matériau, par rapport à l'échantillon témoin
contenant un matériau support non résilient.
Le matériau constituant les boucles a été aiguilleté dans le matériau support pour former la structure à boucles réelle. Le matériau des boucles était constitué d'une nappe cardée de 85 g/m2 (2,5 once/yard2) avec des fibres courtes en polyester de 1 tex (9 deniers), d'une longueur de coupe de ,24 cm (6 pouces). L'état de surface et la frisure des fibres étaient normaux pour une fibre de cardage. La ténacité de la fibre était également classique pour du polyester à 36,4 g/tex (4, 0 g/denier). L'adhésif était un adhésif
sensible à la pression.
Le procédé d'intégration de ces composants a commencé avec le cardage des fibres courtes destinées à former les boucles en une nappe cardée de 85 g/m2 (2,5 once/yard2), avec un rapport sens machine/sens travers de fibres de 3-6:1. Le matériau des boucles, constitué par la nappe de fibres cardées non liées, a ensuite été enroulé avec le matériau support obtenu par fusion-soufflage de 40,8 g/m2 (1,2 once/yard2). Le matériau des boucles, constitué par la nappe de fibres cardées non liées, et le matériau support obtenu par fusion- soufflage ont ensuite été introduits dans une machine Di-Lour II à l'échelle pilote de 600 mm de large,
le matériau support étant orienté contre la bande à brosse.
Le procédé d'aiguilletage a été mis en oeuvre en utilisant les paramètres suivants: Type d'aiguille: Foster Star Blade Crown calibre 35 (profondeur des barbelures: 0,0762 mm soit 0,003 pouce) Densité de la barre à aiguilles: 150 aiguilles pour 2,54 cm (1 pouce) linéaires Profondeur de pénétration: 8 mm Hauteur de la plaque d'éjection 8 mm Pénétration / cm2 (PPC): 124 (800 pénétrations par pouce2) Vitesse linéaire: 6,1 mètres par minute (20
pieds par minute).
La nappe obtenue par fusion-soufflage et les fibres
aiguilletées ont ensuite été liées ensemble par un adhésif.
L'adhésif a été appliqué à la fibre de nappe cardée non liée
sur le côté non bouclé du matériau support obtenu par fusion-
soufflage et un échantillon du composite a ensuite été pincé avec un film de polyéthylène d'environ 0,05 mm (2 millièmes de pouce) d'épaisseur d'un change standard, comme représenté
à la figure 5, en utilisant l'adhésif sensible à la pression.
Les paramètres du procédé pour l'application de l'adhésif étaient les suivants: Type d'adhésif: Findley 2096 Grammes/mn pour une largeur d'application de 25,4 cm: 175 Espacement des cylindres: 0,00 cm (0,00 pouce) Largeur de la fente: 0,127 mm (0,005 pouce) Calage de la fente: 0,254 mm (0,010 pouce) Vitesse linéaire: 15,24 m/mn (50 pieds/mn)
Température d'application: 166 C (330 F).
L'adhésif dans cette structure avait une double fonction. Tout d'abord, l'adhésif avait pour fonction de stabiliser les fibres des boucles lorsqu'elles étaient appliquées du côté non bouclé du matériau support et il constituait également un moyen pour faire adhérer le matériau à un film d'enveloppe externe de change. L'adhésif utilisé dans cet exemple était un adhésif sensible à la pression Findley 2096 de Findley Adhesives, Inc. de Wauatosa, Wisconsin, USA, qui a été appliqué en utilisant une tête d'applicateur par enduction à fente. Les quantités d'adhésif doivent être suffisantes pour fixer les fibres des boucles au produit, dans ce cas un film en polyéthylène formant l'enveloppe externe d'un change. La quantité d'adhésif
appliquée était de 2,98 mg/cm2 (19,2 mg/pouce2).
Un échantillon témoin ayant des paramètres de traitement et des composants identiques, excepté le matériau support, a également été préparé pour servir de comparaison avec le matériau de la présente invention. Le matériau support du témoin était un film en polyéthylène gaufré de 0,06 mm d'épaisseur. Le matériau support de l'échantillon témoin ne possédait pas les caractéristiques de résilience en
compression du matériau support de la présente invention.
Alors que le pourcentage de récupération de bouffant était plus élevé après compression, la différence de bouffant entre
les épaisseurs comprimée et non comprimée était insuffisante.
On a testé à la fois le matériau de la présente invention et le témoin en utilisant la méthode d'essai de pelage à 90 décrite ci-dessus. Une série de cinq répliques a été effectuée pour chaque matériau. Le matériau de la présente invention qui utilisait le matériau support résilient obtenu par fusion-soufflage de 40,8 g/m2 (1,2 once/yard2) avait une résistance au pelage de 1020 g, alors que le témoin ayant comme matériau support le film de polyéthylène avait une résistance au pelage de 548 g seulement, ce qui démontre la plus grande résistance au
pelage du matériau de la présente invention.
En plus de l'essai de pelage à 90 , on a testé le cisaillement statique à la fois du matériau de la présente
invention et du témoin. Les deux essais étaient positifs.
Une caractéristique importante de la présente invention est la capacité du matériau support résilient 12 à avoir une épaisseur initiale en l'absence de charge, à être apte à être comprimé jusqu'à une seconde épaisseur plus faible lorsqu'il est soumis à une charge puis, lors de la libération de la charge de compression, à faire ressort vers une troisième et dernière épaisseur non comprimée qui représente 60% ou plus que l'épaisseur initiale. En utilisant le bouffant comme mesure de l'épaisseur du matériau support résilient, un essai de résilience en compression a été effectué à la fois sur le matériau de la présente invention et sur la structure à boucles témoin. Le bouffant initial des deux matériaux support a été déterminé. Ensuite, chacun des matériaux a été placé séparément sous une charge de compression de 0,105 kg/cm2 (1,5 livre/pouce2) pendant une durée de 60 secondes, avant que la charge ne soit retirée. On a mesuré le bouffant du matériau sous la charge de 0,105 kg/cm2 (1,5 livre/pouce2), ainsi que le bouffant après libération de la charge de compression. Ces valeurs sont présentées dans le tableau 1 ci-dessous. Les données de compression sous la charge pour le matériau témoin ont été prises manuellement en utilisant un Digimatic Indicator n 000269 de Mitutoyo et des poids libres, alors que les données de compression sous la
charge pour le matériau support résilient obtenu par fusion-
soufflage ont été générées sur une machine d'essai à la
rupture InstronR Model 6021.
Tableau 1 Film PE témoin Matériau support obtenu par fusion-soufflage Bouffant initial 0,06 mm (A) 1,041 mm (A) Bouffant à 0, 105 kg/cm20,05 mm (B) 0,279 mm (B) Bouffant à 0 kg/cm2 0,06 mm (C) 0,762 mm (C) Le bouffant initial non comprimé a été dénommé "A" alors que le bouffant comprimé a été dénommé "B" et le
bouffant après un cycle de compression a été indiqué par "C".
Une relation entre ces trois valeurs est déterminée par les deux équations suivantes: A - B > 0,3 A > 0,250 mm et C > 0,6 A Pour que le matériau support résilient soit efficace pour une utilisation dans la présente invention, la différence entre le bouffant initial et le bouffant comprimé doit être supérieure à 30% du bouffant initial et cette valeur devrait à son tour être supérieure à 0,250 mm. Une fois que la force de compression a été relâchée, le bouffant C devrait être supérieur à 60% du bouffant ou épaisseur d'origine non comprimé A. En introduisant les valeurs du tableau 1 dans les deux équations ci-dessus, on peut voir que la quantité A moins B pour le témoin était égale à 0,01 mm, ce qui était moins que 0,3 fois l'épaisseur initiale (0,06 mm) et moins que la valeur de 0,250 mm. Par conséquent, le matériau support témoin ne satisfaisait pas à la première partie de la relation identifiée ci-dessus, c'est-à-dire qu'il ne se comprimait pas suffisamment. Du fait de la densité extrême du film de polyéthylène, le bouffant ou épaisseur C du support témoin après relâchement de la charge était égal au bouffant initial A et, par conséquent, le matériau satisfaisait à la
seconde moitié de la relation.
En effectuant la même analyse sur le matériau support obtenu par fusionsoufflage de la présente invention, la différence entre le bouffant initial A et le bouffant B sous une charge de 0,105 kg/cm2 (1,5 livre/pouce2) était de 0,762 mm, ce qui était supérieur à 0,3 fois A (0,312 mm) et supérieur à 0,250 mm. Ainsi, le matériau de la présente invention satisfaisait à la première partie de la relation, en ce sens que le matériau pouvait être comprimé mais sans s'affaisser de manière non souhaitable. Le matériau de la présente invention satisfaisait également à la seconde partie de la relation, en ce sens que le bouffant C après compression était de 0,762 mm, ce qui était plus que 0,6 fois A (0,625 mm). Ceci démontrait alors que le matériau de la 5 présente invention pouvait être comprimé, puis après relâchement des forces de compression, que le matériau
pouvait récupérer au moins 60% de son épaisseur précédente.
En examinant l'ensemble des données, on peut voir que la structure à boucles de la présente invention présentait une résistance au pelage excellente, quasiment double de celle du témoin, de bonnes propriétés de cisaillement statique et un matériau support résilient qui pouvait être comprimé pour exposer une plus grande partie des boucles puis récupérer suffisamment pour que les portions à boucles et à
crochets du système d'attache restent bien en prise.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1- Structure à boucles (10) pour système d'attache à boucles et crochets comprenant: un matériau support (12) ayant une longueur (20), une largeur (22) et une épaisseur et définissant en outre une surface supérieure (16) et une surface inférieure (18), et une couche de fibres de boucles (14) positionnée au voisinage de ladite surface inférieure (18) dudit matériau support (12), une pluralité desdites fibres de boucles (14) faisant saillie à travers ledit matériau support (12) depuis ladite surface inférieure (18) à travers ladite surface supérieure (16) et formant une pluralité de boucles (24) qui s'étendent depuis ladite surface supérieure (16) pour venir en prise avec des crochets (13), ledit matériau support (12) ayant une épaisseur non comprimée (26) dans laquelle lesdites boucles (24) ont une première hauteur moyenne mesurée à partir de ladite surface supérieure (16) dudit matériau support (12) et une épaisseur comprimée (28) dans laquelle lesdites boucles (24) ont une seconde hauteur moyenne mesurée à partir de ladite surface supérieure (16) dudit matériau support (12), ladite seconde hauteur moyenne étant supérieure à ladite première hauteur moyenne. 2- Structure à boucles selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit matériau support (12) est
constitué d'une mousse.
3- Structure à boucles selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit matériau support (12) est
constitué d'une nappe fibreuse non tissée.
4- Structure à boucles selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite nappe fibreuse non tissée a un
poids de base qui va d'environ 10 à environ 100 g/m2.
- Structure à boucles selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite couche de fibres de boucles (14) est fixée à ladite surface inférieure (18) dudit
matériau support (12).
6- Structure à boucles selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit matériau support (12) présente, entre ladite épaisseur non comprimée (26) et ladite épaisseur comprimée (28), une différence d'épaisseur qui est supérieure à 0,250 mm. 7- Article absorbant d'hygiène intime (40) comprenant: une doublure côté corporel (42) et une enveloppe externe (44) entre lesquelles est placé un noyau absorbant (46), ainsi qu'un système d'attache à boucles et crochets pour fixer ledit article (40) autour d'un porteur, ledit système comprenant un matériau support (12) ayant une longueur (20), une largeur (22) et une épaisseur et définissant en outre une surface supérieure (16) et une surface inférieure (18), et une couche de fibres de boucles (14) positionnée au voisinage de ladite surface inférieure (18) dudit matériau support (12), une pluralité desdites fibres de boucles (14) faisant saillie à travers ledit matériau support (12) depuis ladite surface inférieure (18) à travers ladite surface supérieure (16) et formant une pluralité de boucles (24) qui s'étendent depuis ladite surface supérieure (16) pour venir en prise avec des crochets (13), ledit matériau support (12) ayant une épaisseur non comprimée (26) dans laquelle lesdites boucles (24) ont une première hauteur moyenne mesurée à partir de ladite surface supérieure (16) dudit matériau support (12) et une épaisseur comprimée (28) dans laquelle lesdites boucles (24) ont une seconde hauteur moyenne mesurée à partir de ladite surface supérieure (16) dudit matériau support (12), ladite seconde hauteur moyenne étant supérieure à ladite première hauteur moyenne.
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