MXPA99006332A - Un metodo y un aparato para formar la cabeza de sujetadores de filamentos con cabeza - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para formar la cabeza de un sujetador de filamentos con cabeza, caracterizado porque comprende los pasos de:proveer una tela precursora que comprende un respaldo con una superficie posterior, una superficie frontal y una multiplicidad de filamentos polímeros que se proyectan distalmente de la superficie frontal del respaldo;posicionar un elemento calentado en forma opuesta a una superficie soporte para formar una línea de contacto variable que tiene una longitud de línea de contacto variable, teniendo la superficie soporte una forma que se adapta generalmente a un contorno del elemento calentado;y alimentar la tela precursora a través de la línea de contacto variable para hacer contacto por compresión con los filamentos polímeros entre el elemento calentado y la superficie soporte a lo largo de una porción de la línea de contacto variable de manera que los extremos dístales de los filamentos polímeros se comprimen axialmente hacia abajo dentro de una forma de cabeza con gancho que tiene una proporción de diámetro axial a espesor de 1.5:1 a 12:1.

Description

UN MÉTODO Y UN APARATO PARA FORMAR LA CABEZA DE SUJETADORES DE FILAMENTOS CON CABEZA Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método y a un aparato para formar la cabeza de sujetadores de filamentos con cabeza, y más particularmente, a un método y un aparato para controlar el perfil de la línea de contacto y para aumentar la longitud de la línea de contacto.

Antecedentes de la Invención Varios sujetadores que se enganchan con otros artículos de manera que puedan desprenderse son usados ampliamente como sujetadores de prendas de bajo costo, tales como pañales dcscartablcs. Un tipo de sujetador de filamentos con cabeza es la porción de gancho de un sujetador de ojales y ganchos. Aunque la porción de gancho de un sujetador de ojales y ganchos esta diseñada típicamente para ser enganchada con una banda de ojales, la porción de gancho puede ser usada para ser sujetada de manera que pueda desprenderse, a telas que pueden ser fácilmente penetradas por el gancho. Otro tipo de sujetador de filamentos con cabeza que cs particularmente adecuado para este propósito es un sujetador de cabeza de Ref.: 30564 hongo tal como el que se puede obtener bajo la designación de producto XMH-4152 de Minnesota Mining & Manufacturing Company de St. Paul, Minnesota. Los sujetadores de cabeza de hongo pueden ser diseñados para ser sujetados de manera que puedan desprenderse a arpillera, tejido esponja y tricot. Los sujetadores de filamentos están formados típicamente por la formación de cabezas en filamentos polímeros que se extienden distalmente de una capa respaldo. La tela precursora que contiene los filamentos puede ser preparada de acuerdo con una variedad de técnicas, tales como las reveladas en la patente estadounidense No. 4.290.174 (Kallcbcrg) y la solicitud de patente estadounidense serie No. 08/048.874 (Miller), titulada Cinta de Gancho Tipo hongo para un Sujetador Mecánico (WO 94/23610) . Las figuras 1 y 3 son ilustraciones esquemáticas de dos métodos usados comúnmente para formar las cabezas de filamentos que se proyectan hacia arriba desde una tela precursora. En la forma de realización de la Figura 1, una tela precursora 20 es alimentada a través de una separación en una línea de contacto 21 entre dos cilindros de calandrado 22 y 24. El cilindro de calandrado calentado 22 se pone en contacto con una porción predeterminada de un extremo distal 26 de los filamentos 28 que se proyectan hacia arriba desde un respaldo 30. La temperatura del cilindro de calandrado calentado 22 cs mantenida a una temperatura que deformará rápidamente los extremos distales 26 bajo presión mecánica en la línea de contacto 21. Mantener los extremos distalcs 26 a esta temperatura permite la fusión y la desorientación molecular de los filamentos 28. Durante tal contacto y/o después del enfriamiento subsiguiente, se forma una cabeza 32 en los extremos distalcs 26. Las cabezas 32 pueden tener varias formas tales como cabezas con forma de hongo, "paraguas", "cabeza de clavo", "tee de golf" y "forma de J". Las cabezas con forma de hongo tienen típicamente una superficie superior achatada, planar o levemente convexa y una sección transversal máxima más grande que el diámetro del filamento inmediatamente debajo de la cabeza (ver Figuras 8? y 8B) . El mecanismo de formación de cabezas es generalmente un fenómeno de tiempo-temperatura-presión, aunque cs posible que algo de calor pueda ser transmitido a los filamentos por convección. En i~ práctica la altura de los filamentos 28 y la terminación de la altura del filamento cubierto 32 están determinadas por el diseño del producto. La temperatura superior en el cilindro 22 está limitada generalmente a la temperatura a la cual cl polímero de los filamentos 28 se adhiere al cilindro. La Figura 2 cs un diagrama que ilustra cl tamaño de la superficie de la formación de cabezas 34 (ver Figura 1) de un sistema de calandrado convencional. En la Figura 2, R es cl radio de cilindro calentado, X cs la distancia a lo largo de la cual se forman cabezas en la tela precursora 20, t2 es la altura del filamento cubierto 32 y ti cs la altura del filamento 28. Para un producto típico, t2 es aproximadamente 0,51 mm y ti cs aproximadamente 0,74 mm. Usando la ecuación siguiente, la superficie de formación de cabezas o la distancia 34 para un cilindro de calandrado con un diámetro de 45,7 cm (18 pulgadas) es aproximadamente n o mm.

La Figura 3 es una ilustración esquemática de un método y aparato alternativos para formar filamentos de cabeza 42. La tela precursora 20 está posicionada de manera que una placa calentada 40 está ubicada sobre los filamentos 28. La placa calentada 40 calienta cl aire cerca de los extremos distalcs 26 de los filamentos 28 para hacer que los extremos se ablanden por convección. Los filamentos son deformados a cabezas de forma generalmente hemisféricas 42. Para alcanzar una deformación controlada de los extremos distalcs 26, la temperatura a la cual las placas calentadas 40 pueden ser operadas está limitada por el polímero del cual están construidos los filamentos 28. ?dicionalmcntc, la capacidad de controlar las formas de las cabezas 42 está limitada.

Breve Descrpción de la Invención La presente invención se refiere a un método y aparato para formar la cabeza de sujetadores de filamentos con cabeza. El presente método y aparato controla el perfil de la línea de contacto y aumenta la longitud de la línea de contacto. El presente método para formar la cabeza de un sujetador de filamentos con cabeza incluye proveer una tela precursora que tiene un respaldo con una superficie posterior, una superficie frontal y una multiplicidad de filamenLos polímeros que se proyectan distalmente de la superficie frontal del respaldo. Un elemento calentado está posicionado en forma opuesta a la superficie soporte para formar una línea de contacto variable que tiene una longitud de línea de contacto variable. La superficie soporte tiene una forma que se adapta gcncralmcutc al contorno del elemento calentado. La tela precursora es alimentada a lo largo de la longitud de la línea de contacto variable para hacer contacto por comprensión con los filamentos polímeros entre el elemento calentado y la superficie soporte de manera que los extremos distalcs de los filamentos polímeros se deforman. Podrá configurarse una variedad de perfiles de líneas de contacto usando el elemento calentado y la superficie soporte presentes. La separación de la línea de contacto puede disminuir a lo largo de la longitud de la línea de contacto variable. La separación de la línea de contacto puede tener una proporción de reducciones generalmente constante a lo largo de la longitud de la línea de contacto variable. La separación de la línea de contacto puede disminuir más rápidamenLe cerca de una entrada de la línea de contacto que cerca de una salida de la línea de contacto o la separación de la línea de contacto puede disminuir más rápidamente cerca de una salida de la línea de contacto que cerca de una entrada de la línea de contacto. La separación de la línea de contacto puede tener una proporción de reducción generalmente constante cerca de una entrada de la línea de contacto y una proporción no uniforme de aumento cerca de una salida de la línea de contacto. La separación de la linca de contacto puede permanecer constante a 10 largo de una porción de la longitud de la linea de contacto variable V variar en cualquier otro lado a lo largo de la longitud de la línea de contacto variable. La estructura soporte curvada forma una línea de contacto variable que tiene una longitud de línea de contacto variable que es significativamente más larga que la que puede alcanzarse usando un par de cilindros de un diámetro comparable. Por lo tanto, sin cambiar el diámetro del cilindro calentado, la estructura soporte curvada presente permite que la lonqitud de línea de contacto variable sea aumentada. Dado que la formación de cabezas es generalmente un fenómeno de tiempo-presión-temperatura, para un tiempo, temperatura y presión dados, la velocidad de la línea de la tela precursora a través de la línea de contacto variable presente es mayor usando la estructura soporte curvada presente que usando una línea de contacto de dos cilindros convencional. La combinación del cilindro calentado y de la estructura soporte curvada presentes define una longitud de línea de contacto variable preferentemente por lo menos 1,25 veces mayor que la longitud de la línea de contacto definida por un par de cilindros que tienen cl mismo diámetro que el cilindro calentado, y más preferentemente por lo menos 1,5 veces mayor, y más preferentemente por lo menos 3,0 veces mayor. La presente invención se refiere también a un aparato para formar cabezas en una tela precursora. La tela precursora tiene una multiplicidad de filamentos polímeros que se proyectan distalmente desde una superficie frontal de un respaldo. El aparato incluye un elemento calentado opuesto a una superficie soporte que forma una línea de contacto variable que tiene una longitud de línea de contacto variable. La superficie soporte tiene una forma que generalmente se adapta al contorno del elemento calentado. Un mecanismo alimentador alimenta la -película precursora a través de la línea de contacto variable a lo largo de la longitud de la linca de contacto variable para hacer contacto por compresión con los filamentos polímeros entre cl elemento calentado y la superficie soporte de manera que los extremos distales de los filamentos polímeros se deforman. El elemento calentado puede ser un cilindro calentado opuesto a una superficie soporte curvada. La superficie soporte curvada tiene preferentemente un radio de curvatura que se adapta generalmente al radio de curvatura del cilindro calentado. La superficie soporte puede deslizarse o girar para hacer contacto con cl cilindro calentado. En una forma de realización alternativa, el elemento calentado puede ser una banda calentada opuesta a la superficie soporte. La superficie soporte puede ser una banda soporte. La forma de la banda calentada puede ser opcionalmcnte alterada por un cilindro soporte o una placa deslizante curvilínea. La banda caientada y la superficie soporte definen por lo menos dos zonas ahusadas. Alternativamente, la banda calentada tiene generalmente una configuración planar. La presente invención incluye mover el elemento calentado a una velocidad mayor que, menor que o igual a una velocidad de la línea de la tela precursora a través de la línea de contacto variable. Una interfase de baja fricción puede ser generada entre la superficie posterior del respaldo y la superficie soporte. La interfase de baja fricción puede ser por ejemplo un apoyo fluido o un material de baja energía en la superficie soporte. Los extremos distales de íes filamentos polímeros pueden ser deformados en una variedad de formas, tales como cabezas con forma de hongo, ganchos con forma de J y cabezas con forma de paraguas. Los filamentos polímeros se proyectan preferentemente en un ángulo generalmente recto con respecto a la superficie frontal del respaldo. El respaldo puede ser una película polímera. Como se usa aquí: Una linea de contacto variable se refiere a una línea de contacto formada por dos o más elementos, uno de los cuales no tiene una sección transversal circular. Una longitud de línea de contacto variable se refiere a la longitud efectiva de la línea de contacto variable en la dirección de la máquina.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 cs un sistema de calandrado de la técnica anterior para formar sujetadores de filamentos con cabeza. La Figura 2 es una ilustración esquemática para determinar la superficie de formación de cabezas del sistema de calandrado tal como se reveló en la Figura 1. La Figura 3 es una ilustración esquemática de un sistema de formación de cabezas de la técnica anterior alternativo para formar sujetadores de filamentos con cabeza.

La Figura 4 es una ilustración esquemática del método y aparato presentes para formar sujetadores de filamentos con cabeza. La Figura 5 es una ilustración esquemática de un método y aparato alternativos de la presente invención para formar sujetadores de filamentos con cabeza. La Figura 5A es una ilustración esquemática de un método y aparato alternativos para formar sujetadores de filamentos con cabeza. La Figura 5B es una ilustración esquemática de un segundo método y aparato alternativos para formar sujetadores de filamentos con cabeza. La Figura 6 cs una vista lateral de un aparato para realizar el método de la presente invención. La Figura 7 cs una vista frontal del aparato de Figura 6. La Figura 8A es una ilustración esquemática de un sujetador de filamentos con cabeza idealizado formado de acuerdo con el presente método. La Figura 8B es una ilustración esquemática de un sujetador de filamentos con cabeza idealizado alternativo formado de acuerdo con el presente método.

La Figura 9 es una ilustración gráfica de perfiles de separaciones a modo de ejemplo a lo largo de la longitud de la línea de contacto variable. La Figura 10 es una ilustración gráfica de una separación de la línea de contacto y altura de filamento a modo de ejemplo a lo largo de la longitud de la línea de contacto variblc. Descripción detallada de la Invención La Figura 4 es una ilustración esquemática de un aparato para formar cabezas 50 para formar un sujetador de filamentos con cabeza 52 que tiene numerosas cabezas generalmente uniformes 51. Una tela precursora 54 que tiene un respaldo 56 con una superficie posterior 58 y una multiplicidad de filamentos polímeros 60 que se proyectan distalmcptc desde una superficie frontal 62 cs dirigida hacia una línea de contacto variable 64. La línea de contacto variable 64 está formada entre un cilindro calentado 66 y una estructura soporte curvada 68. La estructura soporte curvada 68 tiene preferentemente una forma que generalmente se adapta al contorno o radio de curvatura del cilindro calentado 66 de manera que los filamentos pueden ser llevados a hacer contacto por compresión con el cilindro calentado 66. Dependiendo de la posición relativa y los radios del cilindro calentado 66 y de la estructura soporte 68, la proporción de aumento o reducción de la separación de la línea de contacto puede ser variada a lo largo de una longitud de línea de contacto variable 65. En la presente invención, el perfil de la línea de contacto preferido tiene un ángulo de pendiente promedio de 0,138 y la longitud total de la línea de contacto 65 es de 11,43 cm (4,5 pulgadas). Cambiando la pendiente promedio, la longitud efectiva total de la línea de contacto podrá ser aumentada o reducida. Por ejemplo, la Figura 4 ilustra una entrada ahusada de la línea de contacto 72 en donde tiene lugar muy poca actividad o no hay actividad de formación de cabezas. Por lo tanto, alguna fracción de la estructura soporte curvada total 68 es realmente utilizada para formar cabezas. En la forma de realización preferida, esa fracción es de aproximadamente 76%, para una longitud de la línea de contacto activa total de 8,7 cm. Además, la longitud de la línea de contacto variable 65 puede ser aumentada fácilmente para una aplicación específea aumentando la longitud de la estructura soporte curvada 68. El cilindro calentado 66 tiene un diámetro de 20,32 cm (8,9 pulgadas). Para obtener una longitud de línea de contacto de 11,43 cm usando un sistema de línea de contacto de dos cilindros, tal como los rodillos 22, 24 de la Figura 1, los diámetros de los cilindros tendrían que ser de aproximadamente 115,4 metros (375 pies) de diámetro. La combinación del cilindro calentado 66 presente y la estructura soporte curvada 68 define una longitud de línea de contacto variable 65 preferentemente por lo menos 1,25 veces mayor que la longitud de la línea de contacto definida por un par de cilindros que tienen cl mismo diámetro que el cilindro calentado, y más preferentemente por lo menos 1,5 veces mayor, y más preferentemente por lo menos 3,0 veces mayor. La estructura soporte curvada 68 forma una línea de contacto variable que tiene una longitud de línea de contacto variable 65 que es significativamente más larga que la que puede alcanzarse usando un par de cilindros de un diámetro comparable, tal como se ilustra en la Figura 1. Por lo tanto, sin aumentar el diámetro del cilindro calentado 66, la estructura soporte curvada 68 presente permite aumentar la longitud de la línea de contacto variable 65. Dado que la formación de cabezas es generalmente un fenómeno de tiempo-temperatura-presión, para un tiempo, temperatura y presión dados, la velocidad de la línea de la tela precursora 54 a través de la línea de contacto variable 64 cs mayor usando la estructura soporte curvada 68 presente que usando una línea de contacto de dos cilindros convencional. La Figura 9 es una ilustración gráfica de perfiles de una línea de contacto a modo de ejemplo. La curva A corresponde generalmente al perfil de la línea de contacto d cuna calandria de dos cilindros, tal como los cilindros 22, 24 ilustrados en la Figura 1. La curva A muestra una rápida reducción de la separación de la línea de contacto a lo largo de la porción 150 cerca de la separación de la línea de contacto. La separación de la línea de contacto disminuye más lentamente a lo largo de la porción 152 cerca de la salida de la línea de contacto 153. Por consiguiente, la velocidad de cambio de la separación de la línea de contacto a lo largo de la longitud de la línea de contacto variable (pendiente de una tangente a la curva ?) disminuye generalmente a lo largo de la longitud de la línea de contacto varibale. La salida de la línea de contacto 153 corresponde a la línea de contacto mínima entre los dos cilindros. Aumentando el diámetro de los cilindros, la curva A tenderá a aplanarse, aunque se mantendrá la mayor reducción de la separación de la línea de contacto cerca de la entrada de la línea de contacto antes que en la salida de la línea de contacto. La curva B muestra una velocidad de cambio de la separación de la línea de contacto (pendiente de la curva B) que es generalmente uniforme a lo largo de la longitud de la línea de contacto variable 154. La curva C muestra un perfil de la línea de contacto con una separación de la línea de contacto que disminuye lentamente a lo largo de la porción 156 y luego disminuye rápidamente a lo largo de la porción 158 cerca de la salida de la línea de contacto. La velocidad de cambio de la separación de la línea d econtacto (pendiente de una tangente a la curva C) aumenta generalmente a lo largo de la longitud de la línea de contacto variable. En una forma de realización alternativa, la curva C puede tener una porción inclinada hacia arriba 156' cerca de la entrada de la línea de contacto. Esta configuración cóncava hacia abajo corresponde generalmente a una estructura soporte curvada con un radio de curvatura menor que cl radio de curvatura del cilindro calentado. Este perfil de línea de contacto alternativo para la curva C provee un procedimiento de formación de cabezas de dos pasos, con alguna actividad de formación de cabezas inicial cerca de la entrada de la línea de contacto a lo largo de la porción 156' , una zona de alivio a lo largo de la porción central y una actividad de formación de cabezas final a lo largo de la porción 158 cerca de la salida de la línea de contacto.

La curvatura D muestra un perfil de línea de contacto con una proporción de reducción generalmente constante en la separación de la línea de contacto comenzando en la entrada de la línea de contacto y a lo largo de la porción 157. La separación de la línea de contacto permanece constante a lo largo de la porción 155. La separación de la línea de contacto aumenta realmente a lo largo de la porción 159 cerca de la salida de la línea de contacto para facilitar la liberación de la tela de la línea de contacto variable. La proporción de reducción de la separación de la línea de contacto define un frente de compresión de los filamentos 60. La longitud de la línea de contacto variable y la temperatura del cilindro calentado 66 definen un frente de fusión de los filamentos 60. La capacidad de ajuste del perfil de la línea de contacto a lo largo de la longitud de la línea de contacto variable usando la estructura soporte presente permite al frente de fusión de los filamentos 60 ser optimizado o equilibrado con cl frente de compresión de los filamentos 60. La línea de contacto variable 64 define una primera separación en una entrada de la línea de contacto 72 y una segunda separación en una salida de la línea de contacto 76. La segunda separación es preferentemente que la primera separación. En la forma de realización preferida, la línea de contacto variable 64 disminuye generalmente en forma continua entre la entrada de la línea de contacto 72 y la salida de la línea de contacto 76. En una forma de realización alternativa, la línea de contacto variable 64 puede disminuir a un valor mínimo en alguna ubicación intermedia entre la entrada y la salida de la línea de contacto 72, 76 (ver Figura 5A) y luego mantiene una separación de la línea de contacto constante o una separación de la línea de contacto creciente. Un fluido, tal como aire o agua, puede ser introducido a través del tubo 78 en la interfase entre la superficie posterior 58 del respaldo 56 y la superficie 116 para crear un apoyo fluido. La superficie 116 puede ser recubierta opcionalmente con un material de energía superficial baja tal como politetrafluoro ctilcno (PTFE) o polictilcno de peso molecular ultra alto. Sin cl apoyo de aire, cl respaldo 56 tiende a arrugarse cuando entra en la línea de contacto variable 64, causando potencialmente desgarros en el respaldo 56. Se provee un pistón 80 para posicionar la estructura soporte curvada 68 con respecto al cilindro calentado 66. La estructura soporte curvada 68 puede girar también a lo largo de un punto de pivoteo 82 para ajustar adicionalmente la línea de contacto variable 64. La velocidad relativa de la línea del cilindro de calentado 66 y la tele precursora 54 determina la forma de las cabezas 51 en cl sujetador de filamentos con cabeza 52. La velocidad de rotación del cilindro calentado 66 puede ser mayor que, menor que o igual a la velocidad de la línea de la tela precursora 54. Para algunas aplicaciones, cl cilindro 66 puede ser estacionario mientras que la tela precursora 54 se mueve a través de la línea de contacto variable 64. Alternativamente, cl cilindro 66 puede ser girado en una dirección opuesta al movimiento de la tela precursora 54. La Figura 5 es una forma de realización alternativa del método y aparato presentes para formar sujetadores de filamentos con cabeza 96. Bandas opuestas 92, 94 tienen porciones alargadas que definen una línea de contacto variable 90. La fuente de calor 93 mantiene la banda 92 a la temperatura deseada. La banda calentada 92 forma un ángulo con respecto a la banda 94 para formar una línea de contacto variable 90 que disminuye continuamente. La tela precursora 54 es alimentada en la línea de contacto variable 90, en donde los filamentos hacen contacto por compresión entre las bandas opuestas 92, 94. El calor y la fuerza mecánica deforman los dilamentos 60 para formar un sujetador de filamentos con cabeza 96 con numerosas cabezas 98. El movimiento de las bandas 92, 94 cs sincronizado preferentemente de manera que la velocidad relativa de la línea de las bandas 92, 94 es generalmente igual. Se prefiere el movimiento sincrónico de las bandas 92, 94 para formar cabezas simétricas 98. Alternativamente, cl movimiento relativo de las bandas 92, 94 puede ser levemente asincrónico para alcanzar cabezas asimétricas 98 tal como los ganchos en forma de J. Se comprenderá que una estructura soporte estacionaria puede ser sustituida por la banda 94, en donde aún la estructura soporte incluye preferentemente una superficie de baja fricción, tal como el apoyo de aire discutido más arriba. La Figura 5A es una forma de realización alternativa de la forma de realización mostrada en la Figura 5. La línea de contacto variable 90' es formada entre un par de bandas opuestas 92', 94'. La fuente de calor 93' mantiene la banda a la temperatura deseada. La banda calentada 92' forma un ángulo con respecto a la banda 94' para formar una línea de contacto variable 90' que disminuye continuamente a lo largo de una primera zona ahusada 95' . El cilindro 99' varía el ángulo relativo de las bandas 92', 94' a lo largo de una segunda zona ahusada 97' . La línea de contacto variable a lo largo de la segunda zona ahusada 97' puede ser constante, creciente o decreciente. La tela precursora 54' cs alimentada en la línea de contacto variable 90' , en donde los filamentos 60' hacen contacto por compresión a lo largo de la primera zona ahusada 95' para formar un sujetador de filamentos con cabeza 96' con numerosas cabezas 98' . En una forma de realización, la separación en la salida de la línea de contacto 91' es levemente mayor que la separación cercana al cilindro 99' . Se comprenderá que cilindros adicionales similares al 99' pueden ser usados para crear una multiplicidad de zonas ahusadas o una variedad de otras formas . La Figura 5B es una segunda forma de realización alternativa de la forma de realización mostrada en la Figura 5A con los correspondientes números de referencia. Una placa deslizante curvilínea 99" con una forma convexa hacia arriba está ubicada detrás de la banda 92" en lugar del cilindro 99' de la Figura 5A. Dado que la placa deslizante 99" puede adoptar virtuaimente cualquier forma, podrán generarse un número infinito de perfiles de línea de contacto, tal como se ilustra en la Figura 9. Por ejemplo, la placa deslizante 99" puede adoptar una forma convexa hacia abajo. Adicionalmente, el perfil de la línea de contacto puede ser variado sustituyente una placa deslizante 99" con una forma diferente. Se provee una lubricación adecuada, tal como un apoyo fluido preferentemente entre la placa deslizante 99" y el lado posterior de la banda 92". Las bandas opuestas de las Figuras 5, 5A o 5B pueden ser configuradas para definir una o más zonas ahusadas para alcanzar el equilibrio deseado entre el frente de fusión y el frente de compresión. Las Figuras 6 y 7 ilustran una forma de realización a modo de ejemplo de un aprato 100 para realizar el método de la Figura 4. Una estructura soporte curvada 102 cs montada formando un conjunto formador de cabezas 104. El conjunto formador de cabezas 104 se mueve en una guía 106 a lo largo del eje A. Un pistón 108 provee la fuerza de accionamiento para mantener una tela precursora en contacto por compresión con el cilindro calentado 110. El conjunto formador de cabezas 104 puede girar también alrededor del punto de pivoteo 112 para ajustar luego la configuración de la línea de contacto variable 114. Como se puede observar en la Figura 7, la superficie 116 de la estructura soporte curvada 102 incluye numerosos agujeros 118. Se suministra aire comprimido a una cámara de distribución (no mostrada) detrás de los agujeros 118 de manera que se forma un apoyo de aire entre la superficie posterior del respaldo y la estructura soporte 102. El caudal de flujo de aire al apoyo de fluido depende del espesor del respaldo 54, de la velocidad de la línea, la longitud de los filamentos 60 en relación con las líneas de contacto variables 64, 90, 114 y de una variedad de otros factores. En una forma de realización del presente método mostrada en la Figura 4, se alimenta una tele precursora 54 a través de la línea de contacto variable 64 de manera que los filamentos poímeros 60 hacen contacto por compresión con una porción del cilindro calentado 66. La estructura soporte curvada 68 soporta la superficie posterior 58 del respaldo 56. En la forma de realización preferida, el cilindro calentado 66 gira a cierta velocidad que corresponde generalmente a la velocidad de la línea de la tela precursora 54 a través de la línea de contacto variable 64. La velocidad de rotación del cilindro calentado 66 puede ser mayor que, menor que, o igual a la velocidad con la cual la tela precursora 54 es alimentada a través de la línea de contacto variable 64. La forma de las cabezas resultantes en los s jetadares de filamentos con cabeza será determinada, por lo menos en parte, por cualquier movimiento relativo de la tela precursora y cl cilindro calentado. Los métodos para variar la forma de la cabeza en cl filamento son revelados en la solicitud de Patente estadounidense serie No. 08/723.632 titulada Cinta del Tipo Gancho en Forma de J para un Sujetador Mecánico, presentada cl 3 de octubre de 1966 (Registro No. 52802USA2A) . Dependiendo de los parámetros del procedimiento, los filamentos polímeros pueden ser conformados a una variedad de formas, "tales como cabezas con forma de hongo, ganchos con forma de J y cabezas con forma de paraguas. La Figura 8A cs una, forma de rcalizaci6n ilustrativa de un sujetador de filamentos con cabeza 130 idealizado con un respaldo 132 sustancialmcntc continuo de una resina termoplástica. En forma integrada con el respaldo se encuentra un conjunto de proyecciones con forma de "cabeza de clavo" o ganchos 134, teniendo cada uno un fiiamcnto orientado molccularmcntc 136, cabezas 138 y una mediacaña 140 en la base del filamento 136. El su'ctador de filamentos con cabeza de la Figura 8? puede ser la porción de gancho de un sujetador de ojales y ganchos o puede ser sujetado de manera que pueda desprenderse a una tela que puede ser penetrada por el gancho, o puede ser configurado de manera que dos piezas del sujetador de filamentos con cabeza 130 pueden hacer contacto entre sí.

Debido a sus superficies exteriores generalmente achatadas y planarcs, las cabezas del sujetador de filamentos con cabeza son cómodas para el usuario y no abrasivas para la piel, haciéndolas idealmente adecuadas como cierres de pañales para bebés. Los filamentos tienen preferentemente mediacañas en sus bases, para mejorar la resistencia y solidez y para poder sacarlos fácilmente de un molde en el cual son formados . La Figura 8B cs una vista en corts de una forma de realización alternativa de un sujetador de filamentos con cabeza 130' idealizado que tiene una cabeza de forma generalmente de "paraguas" formada sobre un respaldo sustancialmente continuo 132' de una resina termoplástica. En forma integrada con cl respaldo se encuentra un conjunto de proyecciones con forma de "paraguas" o ganchos 134', teniendo cada uno un filamento orientado molccularmcntc 136', cabezas 138' y una mediacaña 140' en la base del filamento 136. Se forma un socavado 142' alrededor de los filamentos 136' y debajo de las cabezas 138' . Se comprenderá que los sujetadores de filamentos con cabeza están sujetos a variabilidad por fabricacißn y que los sujetadores de filamentos con cabeza idealizados mostrados en las Figuras 8A y 8B son solamente para propósitos ilustrativos .

Las cabezas con forma tienen una relación diámetro-espesor alta. El tamaño pequeño y el espaciado estrecho o la alta densidad de los ganchos individuales hace más fácil enganchar firmemente material en ojales en corte. Por lo tanto cl sujetador con cabeza de acuerdo con la presente invención es particularmente útil para sujeción por ganchos y ojales cuando los ojales están provistos por telas de tejido de punto o tejido a la plana o materiales tejidos o no tejidos que no están particularmente adaptados para usar como las porciones de ojal de los sujetadores por ganchos y ojales y que tampoco están enganchados por sujetadores con cabeza conocidos de la técnica anterior. El sujetador de filamentos con cabeza presente cs particularmente útil en prendas descartables, de bajo costo tales como pañales. Para tales aplicaciones, la longitud de la línea de contacto variable es generalmente de aproximadamente 11,43 cm (4,5 pulgadas). Para cl uso en pañales, los ganchos son de altura uniforme, preferentemente desde aproximadamente 0,1 a 1,3 mm en altura, y más preferentemente desde aproximadamente 0,2 a 0,5 mm en altura. Los ganchos tienen una densidad en cl respaldo preferentemente de desde 60 a 1600 ganchos por centímetro cuadrado, y más preferentemente de desde aproximadamente 125 a 700 ganchos por centímetro cuadrada.

Los sujetadores tienen un diámetro adyacente a las cabezas de las ganchos preferentemezte de desde 0,1 a 0,6 mm, y más preferentemente de desde aproximadamente 0,1 a 0,3 mm. Las cabezas que se proyectan radialmcntc pasando los filamentos en cada lado preferentemente en un promedio de aproximadamente 0,01 a 0,25 mm, y más preferentemente en un promedio de aprox. 0,025 a 0,13 mm y que tienen un espesor promedio entre sus superficies exterior c interior (cs decir, medido en una dirección paralela al eje de los filamentos) preferentemente de dcads aproximadamente 0,01 a 0,25 mm, y más preferentemente de desde aproximadamente 0,025 a 0,13 mm. Las cabezas tienen una relación entre diámetro promedio (es decir, medido radialmente con respecto al eje de las cabezas y filamentos) y espesor de cabeza promedio preferentemente de desde 1,5:1 a 12:1, y más preferentemente desde 2,5:1 a 6:1. Para tener buena flexibilidad y resistencia, cl respaldo de los sujetadores de filamentos con cabeza tiene un espesor preferentemente de desde 0,025 a 0,5 mm, y más preferentemente un espesor de desde 0,06 a 0,25 mm, especialmente cuando cl sujetador está hecho de polipropileno o de un copolímero de polipropileno y polietileno. Para algunos usos, podrá usarse un respaldo más rígido, o el respaldo puede ser recubierto con una capa de adhesivo sensible a la presión en sus superficies opuestas a los ganchos pudiendo adherirse cl respaldo a un respaldo adicional o a un sustrato de manera que el respaldo podría depender entonces de la resistencia del sustrato para ayudar al anclaje de los ganchos. Para la mayoría de los usos de ojales y ganchos, los ganchos del sujetador de filamentos con cabeza deberían ser distribuidos sustancialmcntc en todas las direcciones en toda el área del sujetador con cabeza, usualmente en un arreglo cuadrado, escalonado o hexagonal. Para usos hermafroditas, los ganchos están distribuidos preferentemente para evitar deslizamiento lateral cuando están enganchados. Ver, por ejemplo, las patentes estadounidenses co-cedidas Nos. 3.408.705 (Kayscr y col.), 4.322.875 (Bro n) y 5.040.275 (Eckhardt y col.). Los sujetadores de filamentos con cabeza de acuerdo con el método presente pueden ser económicos dado que pueden ser producidos en líneas de velocidad más elevada que lo que era posible para la fabricación de soportes de filamento de cabeza anteriores. El sujetador puede ser producido en telas anchas, largas que pueden ser enrolladas como rollos para un almacenamiento y transporte conveniente. El sujetador en tales rollos puede tener una capa de adhesivo sensible a la presión en la superficie de su respaldo opuesto a los ganchos que pueden adherirse en forma que pueda desprenderse a las cabezas de los ganchos en envolturas subyacentes del sujetador con cabeza en cl rollo, no requiriendo por lo tanto un forro de liberación para proteger la capa de adhesivo sensible a la presión en el rollo. El área limitada de las cabezas a las cuales está adherido el adhesivo sensible a la presión en el rollo mantiene al sujetador con cabeza en el rollo hasta que está listo para el uso, y luego permite que sea fácilmente desenrollado del rollo. Las piezas de longitudes deseadas pueden ser cortadas de un rollo y aseguradas adhesivamente o de otra forma a artículos tales como una aleta de una prenda para permitir a la aleta ser sujetada en forma que pueda desprenderse . Virtualmente cualquier resina termoplástica orientable que es adecuada para moldeado por extrusión podrá ser usada para producir el sujetador con cabeza. Las resinas termoplásticas que pueden ser moldeadas por extrusión y que podrían ser útiles incluyen poliésteres talos como poli(ctilcno tcrcftalato) , poliamidas tales como nilón, poli (estireno-acrilonitrilo) , poli (acrilonitrilo-butadicnocstireno) , poliolefinas tales como polipropileno y cloruro de polivinilo plastificado. Una resina termoplástica preferida es un copolímero de polipropileno y polictilcno de impacto que contiene 17,5% de polictilcno y que tiene un índice de flujo de fusión de 30 como el SRD7- 560 de Union Carbide Company de Scadrift, Texas.

EJEMPLOS Prueba de pelado a 135° Una pieza de 2 pulgadas x 5 pulgadas (5,1 cm x 12,7 cm) de material del sujetadar de ojal a ser probada fue ubicada en forma segura en un panel de acero de 2 pulgadas x 5 pulgadas (5, 1 cm x 12,7 cm) usando una cinta adhesiva de doble recubrimiento. Se cortó una pieza de 1 pulgada x 5 pulgadas (2,5 cm x 12,7 cm) de material del sujetador de gancho y se realizaron marcas ubicadas a 1 pulgada (2,5 cm) de cada extremo de la cinta de material del sujetador de gancho. La cinta de material del sujetador de gancho fue ubicada luego centralmente en cl panel de ojal de manera que había un área de contacto de 1 pulgada x 1 pulgada (2,5 cm x 2,5 cm) entre los ganchos y los ojales y cl borde dclamcro de la cinta de material del sujetador de gancho estaba a lo largo de la longitud del panel. La muestra fue enrollada a mano, una vez en cada dirección usando un cilindro de 4,5 libras (1000 gramos) auna velocidad de aproximadamente 12 pulgadas (30,5 cm) por minuto, para enganchar los materiales del sujetador de ojales y ganchos complementarios. Se utilizó papel entre los materiales del sujetador de ojales y ganchos para asegurar un contacto máximo de 1 pulgada (2,5 cm) . Sosteniendo cl borde delantero de la cinta de material de gancho la muestra, . fue cortada levemente a mano aproximadamente 1/8 pulgada (0,32 cm) , enganchando los ganchos en los ojales. La muestra fue colocada, luego en una plantilla de pelado a 135°. La plantilla fue colocada en una mordaza interior de un aparato de prueba de tracción INSTRON™ modelo 1122. Sin pelar previamente la muestra, se colocó el borde delantero en la mordaza superior con la marca de 1 pulgada en cl borde inferior de la mordaza. A una velocidad de cruceta de 12 pulgadas (30,5 cm) por minuto, se utilizd un aparato registrador de curvas fijado a una velocidad de registro de 20 pulgadas (50,8 cm) por minuto para registrar cl pelado que fue mantenido a 135°. Un promedio de los cuatro picos más altos fue registrado en gramos. La fuerza requerida para quitar la cinta de gancho del material de ojal fue informada en gramos/centímetro-ancho. Los valores informados son un promedio de por lo monos cinco pruebas. Ejemplo 1 Se creó un modelo por computadora para mostrar gráficamente la línea de contacto variable continuamente decreciente mostrada en la Figura 10 generada usando cl aparato para formar cabezas mostrado generalmente en las Figuras 6 y 7. Ajusfando las separaciones de entrada y salida del aparato, podrá calcularse la pendiente promedio, y el área de contacto porcentual de la línea de contacto variable decreciente. Ajusfando la pcndicnLc promedio, cl área de contacto porcentual del aparato, para formar cabezas y la temperatura del cilindro de calandrado, podrán generarse diferentes formas de cabezas tales como las mostradas generalmente en las Figuras 8A y 8B. La Figura 10 ilustra la altura del gancho y de la separación del aparato, para formar cabezas sobre el eje vertical en milímetros. El eje horizontal corresponde a la longitud total del aparato para formar cabezas dividido en 33 segmentos iguales. La convergencia de la separación de la línea de contacto del aparato para formar cabezas 160 y la altura del gancho 162 ocurre .en cl segmento 8. La longitud de la línea de contacto variable fue de 11,43 cm (4,5 pulgadas). El área de contacto porcentual fue definida como el área en la cual comienza y finaliza el cubrimiento, comparado con el área de cubrimiento disponible total. El área de cubrimiento, designada L, fue de 75,75% de la longiLud de la línea de contacto variable (de segmento 8 a segmento 33) .

Una tela precursora construida de un copolímero de polipropileno y polictilcno de impacto que se puede obtener bajo la denominación de producto SRD7-560 de Union Carbide ubicada en Scadrift, TX, fue formada con un espesor de respaido de 0,11 mm (0,0045 pulgadas) teniendo aproximadamente 140 filamentos por centímetro cuadrado extendiéndose 0,635 mm (0,025 pulgadas) por encima de la superficie frontal del respaldo. El aparato para formar cabezas mostrado generalmente en las Figuras 6 y 7 fue configurado con una separación de entrada de 0,81 mm (0, 032 pulgadas) y una separación de salida de aproximadamente 0,56 mm (0,022 pulgadas). El cilindro de calandrado tenía un radio de 101,6 mm y el aparato para formar cabezas tenía un radio de 102,4 mm. La línea de contacto variable fue reducida generalmente en forma continua entre la separación de entrada y la separación de salida con una pendiente promedio de 0,132. La pendiente máxima fue de 0,139 en el segmento 13 y la pendiente mínima fue de 0,116 en el segmento 33. La temperatura del cilindro fue mantenida a 144°C (291°F) . A esta temperatura, cl cilindro de calandrado tenía un radio de 101,7 mn (4,0 pulgadas). La tela precursora fue alimentada a través de la línea de contacto variable a una velocidad de línea de 12 metros por minuto (39 pies por minuto) y la presión de la línea de contacto fue mantenida a 55,4 kg/cm (310 libras por pulgada lineal) . Se mantuvo una presión de aire de 1517 kPa (60 Psi) en la estructura soporte curvada para alcanzar un apoyo de aire adecuado para la superficie posterior del respaldo.. El modelo por computadora fue usado para determinar cl impacto de los cambios en la pendiente de la línea de contacto, la temperatura del cilindro de calandrado y el área de contacto porcentual del aparato para formar cabezas en la altura de los filamentos de cabeza, área de cabeza en la máquina y direcciones transversales y área transversal de las cabezas. La altura del gancho fue calculada para ser muy sensible a la pendiente de la línea de contacto. El área de la cabeza en la dirección transversal fue calculada para ser muy sensible al área de contacto porcentual del aparato para formar cabezas. El área de la cabeza en la dirección de la máquina fue calculada para ser muy sensible a la pendiente de la línea de contacto. El área transversal de las cabezas fue calculada para ser muy sensible a la pendiente de la línea de contacto. Cambiando la pendiente, el área de contacto porcentual y la temperatura del cilindro, podrá modificarse la forma de la cabeza, tal como se ilustra en las Figuras 8? y 8B. Si se desea la forma de la cabeza mostrada generalmente en la Figura 8A, la pendiente de la cabeza debería ser de aproximadamente 0,125, el área de contacto porcentual 75% y la temperatura del cilindro de calandrado 144°C (291°F) . Si se desea la forma de la cabeza mostrada generalmente en la Figura 8B, la pendiente de la cabeza debería ser de aproximadamente 0,093, el área de contacto porcentual 90% y la temperatura del cilindro de calandrado 146°C (294, 8°F) . Ejemplo 2 Una tela precursora construida de un copolímero de polipropileno y polictileno do impacto que se puede obtener bajo la denominación de producto SRD7-463 de Union Carbide ubicada en Scadrift, TX, fue formada con un espesor de respaldo de 0,11 mm (0,0045 pulgadas) teniendo aproximadamente 140 filamentos por centímetro cuadrado extendiéndose 0,635 mm (0,025 pulgadas) por encima de la superficie frontal del respaldo. Un aparato para formar cabezas mostrado generalmente en las Figuras 6 y 7 fue configurado con una separación de entrada de 0,46 mm (0,018 pulgadas) y un separación de salida de aproximadamente 0,254 mm (0,010 pulgadas). La línea de contacto variable fue reducida continuamente entre la saparación de entrada y la separación de salida con una pendiente promedio de 0,132. La longitud de la línea de contacto variable fue de 10,2 cm (4,0 Pulgadas) y los filamentos hicieron contacto en un 100% de la línea de contacto variable. La temperatura del cilindro fue mantenida a 160°C (320°F) . La tela precursora fue alimentada a través de la línea de contacto variable a una velocidad de la línea de 45,7 metros por minuto (150 pies por minuto) a una tcnsi6n desenrollada de 344,7 kPa (50 psi). Se Mantuvo un pistón del aparato para formar cabezas a 483 kPa (70 psi) . Se mantuvo una presión de aire de 414 kPa (60 psi) en la estructura, soporte curvada para alcanzar un apoyo de aire adecuado para la superficie posterior del respaldo. Los ganchos resultantes tuvieron una altura promedio de 0,46 mm (0,018 pulgadas) con un diámetro de cabeza en dirección transversal (CD) de 0,41 mm (0,016 pulgadas) y un diámetro de cabeza en direcci6n de la máquina (MD) de 0,41 mm (0, 016 pulgadas). La resistencia al pelado del sujetador de filamentos con cabeza resultante fue probada contra una porción de ojal de un suietador de ganchos y ojales designado como producto No. KN-0560 que se puede obtener de Minnesota Mining 5. Manufacturing de St. Paul, Minnesota. La fuerza máxima de pelado a un ángulo de 135° resultó ser 145,3 gramos por centímetro (369 gramos por pulgada) .

Ejemplo 3 Una tela precursora construida de un copolímero de polipropileno y polictilcno de impacto que se puede obtener bajo la denominación de producto SRD7-463 de Union Carbide ubicada en Scadrift, TX, fue formada con un espesor de respaldo de 0,109 mm con aproximadamente 140 filamentos por centímetro cuadrado. Los filamentos se extienden 0,640 mm por encima de la superficie frontal del respaldo. Un aparato para formar cabezas mostrado generalmente en las Figuras 6 y 7 fue configurado con una entrada de la línea de contacto de 0,81 mm (0,032 pulgadas) y una salida de la línea de contacto de 0,48 mm (0,019 pulgadas) . La línea de contacto variable fue reducida continuamente entre la entrada de la línea de contacto y la salida de la línea de contacto. La longitud de la línea de contacto variable fue de 11,43 cm (4,5 pulgadas) y los filamentos hicieron contacto en un 82% de la línea de contacto variable. La temperatura del cilindro fue mantenida a 144°C (291°F) . La tela precursora fue alimentada a través de la línea de contacto variable a un velocidad de línea de 12 metros por minuto con una tensión de la tela de 200 N. Be mantuvo un pistón del aparato para formar cabezas a 1517 kPa y se mantuvo una presión de aire de 414 kPa en la estructura soporte curvada para alcanzar un apoyo de aire adecuado para la superficie posterior del respaldo. Los ganchos resultantes tuvieron una altura, promedio de 0,45 mm con un diámetro de cabeza CD de 0,44 mm y un diámetro de cabeza MD de 0,43 mm. Las patentes y solicitudes de patentes reveladas aquí son incorporadas como referencia. La presente invención ha sido descrita ahora con referencia a varias formas de realización descritas aquí. Será evidente para los expertos en la técnica que podrán hacerse muchas modificaciones en las formas de realización sin apartarse del alcance de la invención. Por lo tanto, el alcance de la presente invención no debería estar limitado a las estructuras descritas aquí, sino solamente a estructuras descritas por cl lenguaje de las reivindicaciones y los equivalentes a aquellas estructuras. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Un método para formar la cabeza de un sujetador de filamentos con cabeza, caracterizado porque comprende los pasos de: proveer una tela precursora que comprende un respaldo con una superficie posterior, una superficie frontal y una multiplicidad de filamentos polímeros que se proyectan distalmente de la superficie frontal del respaldo; posicionar un elemento calentado en forma opuesta a una superficie soporte para formar una línea de contacto variable que tiene una longitud de línea de contacto variable, teniendo la superficie soporte una forma que se adapta generalmente a un contorno del elemento calentado; y alimentar la tela precursora a través de la línea de contacto variable para hacer contacto por compresión con los filamentos polímeros entre el elemento calentado y la superficie soporte a lo largo de una porción de la línea de contacto variable de manera que los extremos distales de los filamentos polímeros se comprí: en axialmente hacia abajo dentro de una forma de cabeza con gancho que HOJA ENMENDADA tiene una proporción de diámetro axial a espesor de 1.5:1 a 12 : 1.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de posicionamiento comprende el paso de formar una separación de la línea de contacto que permanece constante a lo largo de una porción de la longitud de la línea de contacto variable.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de posicionamiento de un elemento de cabeza comprende el paso de colocar un cilindro calentado opuesto a una superficie de soporte curvada.

4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la superficie de soporte curvada comprende un radio de curvatura que corresponde en general a un radio de curvatura del cilindro calentado.

5. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la estructura de soporte curvada define una longitud de la línea HOJA ENMENDADA de contacto variable que comprende al menos 3.0 veces más de una longitud de la linea de contacto, definida por dos cilindros que tienen el mismo diámetro que el cilindro calentado.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1,- caracterizado porque el paso de posicionamiento de un elemento calentado comprende el paso'de colocar una banda calentada opuesta a la superficie de soporte y que comprende además el paso de colocar el medio para alterar una forma de la banda calentada a lo largo de una superficie posterior de la misma.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende el paso de mover el elemento calentado a una velocidad que corresponde en general a una velocidad lineal de la tela precursora a través de la línea de contacto variable.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende el paso de generar una interfase de baja HOJA ENMENDADA fricción entre la superficie posterior del respaldo y la superficie de soporte.

9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de posicionar el elemento calentado opuesto a la superficie de soporte, comprende el paso de girar o deslizar la superficie de soporte hasta estar en contacto con el elemento calentado a lo largo de un primer eje. HOJA ENMENDADA