DE69113283T2

DE69113283T2 - Flächenreissverschluss und verfahren zu dessen herstellung.

Info

Publication number: DE69113283T2
Application number: DE69113283T
Authority: DE
Inventors: Robert Cox; David Goulait; Denis Thomas
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2011-12-17
Also published as: MA22372A1; KR100265084B1; EP0563284A1; DE69113283D1; CZ283360B6; TR26605A; FI96916B; EG19526A; PT99916A; BR9107198A; FI932845A0; CA2097727C; RU2089081C1; SK283938B6; MX9102749A; MY107899A; SK59593A3; DK0563284T3; AU669653B2; NO932233L

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft wiederbefestigbare mechanische Befestigungssysteme, insbesondere Befestigungssysteme mit frei geformten Häkchen, und das Verfahren zum Herstellen derartiger Befestigungssysteme. Ein Verfahren, welches den Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 1 abdeckt, ist im Dokument EP-A-0 381 087 geoffenbart, welches ebenso im Hinblick auf den unabhängigen Produktanspruch 17 der zutreffendste Stand der Technik ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Wiederbefestigbare mechanische Befestigungssysteme sind auf dem Gebiet gut bekannt. In der Regel erfordern derartige Befestigungssysteme zwei Hauptbestandteile, ein Häkchen, welches mit einem Substrat verbunden ist und einen komplementären zweiten Bestandteil, eine aufnehmende Oberfläche, ergreift. Eine Auskragung des Häkchens des Befestigungssystems durchdringt die aufnehmende Oberfläche und ergreift entweder die Litzen oder Fasern der aufnehmenden Oberfläche oder fängt sie ab. Die resultierende mechanische Interferenz und physikalische Behinderung verhindern ein Entfernen des Befestigungssystems von der aufnehmenden Oberfläche, bis dar die Trennkräfte entweder die Abzieh- oder die Scherfestigkeit des Befestigungssystems überschreiten.
Zur Zeit werden wiederbefestigbare mechanische Befestigungssysteme durch mindestens zwei Hauptverfahren hergestellt. Ein Verfahren erfordert eine Mehrzahl von Filamenten, wobei jedes von ihnen zu zwei Häkchen geformt werden kann. Beispiele von Befestigungssystemen, welche durch dieses Verfahren hergestellt worden sind, sind im US-Patent Nr. 2,717,437, ausgegeben am 13.September 1955 an de Mesteral, und im US-Patent Nr. 3,943,981, ausgegeben am 16.März 1976 an De Brabandar, gezeigt, welche einen angehobenen Stapel von Schlaufen lehren. Verwandte Lehren sind im US-Patent Nr. 4,216,257, ausgegeben am 5.August 1980 an Schams et al., im US-Patent Nr. 4,454,183, ausgegeben am 12.Juni 1984 an Wollman, und im US-Patent Nr. 4,453,486, ausgegeben am 7.August 1984 an Matsuda, gezeigt. Diese Referenzen lehren das Erhitzen der Enden polymerer Monofilamente. Andere verwandte Lehren von Befestigungssystemen, welche durch das erste Verfahren hergestellt worden sind, sind im US-Patent Nr. 4,307,493, ausgegeben am 29.Dezember 1981 an Ochiai, und im US-Patent Nr. 4,330,907, ausgegeben am 25.Mai 1982 an Ochiai, geoffenbart.
Das zweite allgemeine Verfahren, welches üblicherweise verwendet worden ist, um mechanische Befestigungssysteme herzustellen, ist es, wie im US-Patent Nr. 3,147,528, ausgegeben am 8.September 1964 an Erb, und im US-Patent Nr. 3,594,863 ausgegeben am 27.Juli 1971 an Erb, illustriert, die Systeme zu formen oder zu extrudieren. Im US-Patent Nr. 3,594,865, ausgegeben am 27.Juli 1971 an Erb, ist ein kontinuierliches Einspritz-Gußformen gelehrt.
Verschiedene Häkchenstrukturen sind im Stand der Technik illustriert. Beispielsweise lehren die oben erörterten Referenzen Befestigungssysteme mit Schäften von allgemein konstantem Querschnitt. Das US-Patent Nr. 3,708,833, das am 9.Jänner 1973 an Ribich et al. ausgegeben worden ist, offenbart ein Häkchen, welches vom proximalen Ende zum distalen Ende einigermaßen spitz zulaufend ist und vom Substrat lotrecht abragt.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 0,276,970, angemeldet am 26.Jänner 1988 von der Procter & Gamble Company, namens von Scripps, offenbart eine Befestigungsvorrichtung mit einem Schaft von konstantem Querschnitt, welcher in einem Winkel zwischen 30º und etwa 90º in bezug auf die Basis ausgerichtet ist.
Der Stand der Technik zeigt Herstellungsverfahren, welche frei geformte Häkchen erzeugen. Der Stand der Technik zeigt ebenso die Struktur eines mechanischen Befestigungssystems, bei welchem das Häkchen in bezug auf das Substrat nicht-lotrecht ausgerichtet ist, und spitz zulaufende Seiten aufweist. Der Stand der Technik zeigt nicht Herstellungsverfahren, welche frei geformte Häkchen produzieren, welche im wesentlichen quer zur Maschinenrichtung des Substrats ausgerichtet sind.
Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein frei geformtes mechanisches Befestigungssystem beizustellen, welches durch ein Herstellungsverfahren ähnlich dem Tiefdruck produziert worden ist. Es ist ebenso ein Ziel dieser Erfindung, ein Befestigungssystem beizustellen mit spitz zulaufenden Häkchen, welche nicht lotrecht vom verbundenen Substrat abragen. Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, ein Befestigungssystem beizustellen, mit frei geformten Häkchen, welche im wesentlichen quer zur Maschinenrichtung des Substrats ausgerichtet sind.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung umfaßt ein Befestigungssystem zum Befestigen an einer komplementären aufnehmenden Oberfläche. Das Befestigungssystem weist ein Substrat und mindestens ein frei geformtes Häkchen auf, welches eine Basis, einen Schaft und ein ergreifendes Mittel umfaßt. Die Basis des Häkchens ist mit dem Substrat verbunden und der Schaft grenzt an die Basis an und ragt von dieser auswärts ab. Das ergreifende Mittel ist mit dem Schaft verbunden und ragt seitwärts über die Peripherie des Schafts hinaus ab. Der Schaft ist in bezug auf die Ebene des Substrats nicht-lotrecht ausgerichtet. Der Schaft hat eine Anlaufkante und eine Nachlaufkante, welche jeweils einen Anlaufwinkel und einen Nachlaufwinkel definieren. Der Anlaufwinkel und der Nachlaufwinkel sind im wesentlichen unterschiedlich voneinander, sodaß die Seiten des Schafts nicht-Parallel sind. Der Schaft weist ebenso einen Azimutwinkel auf. Der Azimutwinkel kann zwischen etwa 1º und etwa 180º, vorzugsweise zwischen etwa 20º bis etwa 160º, in bezug auf die Maschinenrichtung sein. Das Befestigungssystem kann entsprechend dem Verfahren hergestellt werden, welches die Schritte des Erhitzens eines thermisch empfindlichen Materials umfaßt, ausreichend, um dessen Viskosität zu reduzieren, und vorzugsweise auf mindestens dessen Schmelzpunkt. Ein Mittel zum Ablegen diskreter Mengen des erhitzten Materials wird beigestellt. Das Substrat, mit welchem das Material verbunden werden soll, wird in einer ersten Richtung in bezug auf das Mittel zum Ablegen des Materials transportiert. Das Material wird in diskreten Mengen am transportierten Substrat abgelegt. Die diskreten Materialmengen werden daraufhin in einer Richtung mit einer Vektorkompomente allgemein parallel zur Ebene des Substrats gedehnt. Das gedehnte Material wird abgetrennt, um ein distales Ende und ein ergreifendes Mittel zu bilden, und ein Azimutwinkel zwischen etwa 1º bis etwa 180º, vorzugsweise zwischen etwa 20º bis etwa 160º, wird dem Schaft verliehen.
Eine illustrative und geeignete, aber nicht beschränkende, Verwendung des Befestigungssystems, welches durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wolden ist, ist in Verbindung mit einem wegwerfbaren absorbierenden Kleidungsstück, z.B. mit einer Windel. Dieses Beispiel einer Verwendung der vorliegenden Erfindung ist nachstehend ausführlicher beschrieben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Während die Beschreibung mit Ansprüchen abschließt, welche die Erfindung besonders hervorheben und unterscheidend beanspruchen, wird angenommen, dar die Erfindung besser aus der folgenden Beschreibung verstanden werden wird, welche in Zusammenhang mit den beigeschlossenen Zeichnungen vorgenommen worden ist, in welchen ähnliche Elemente durch dieselbe Bezugsziffer bezeichnet sind und verwandte Elemente durch Hinzufügen eines oder mehrerer Strichsymbole oder durch Inkrementieren der Ziffer mit 100 bezeichnet sind.
Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Befestigungs- Systems der vorliegenden Erfindung, bei welchem die ergreifenden Mittel im wesentlichen in derselben Richtung ausgerichtet sind;
Figur 2 ist eine Seitenaufrißansicht eines Häkchens des in Figur 1 gezeigten Befestigungssystems;
Figur 3 ist eine Seitenaufrißansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einem allgemein halbkugelförmigen ergreifenden Mittel;
Figur 4 ist eine schematische Seitenaufrißansicht einer Vorrichtung, welche zur Herstellung des Befestigungssystems der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
Figur 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Befestigungs- Systems der vorliegenden Erfindung, bei welchem die greifenden Mittel im wesentlichen in Zufallsausrichtungen ausgerichtet sind;
Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht eines wegwerfbaren absorbierenden Kleidungsstücks, welches das Befestigungssystem der vorliegenden Erfindung verwendet, wobei das Deckblatt und der Kern teilweise weggeschnitten gezeigt sind;
Figur 7 ist eine Draufsicht auf ein Häkchen mit einem Azimutwinkel von etwa 90º;
Figur 8 ist eine Vorderaufrißansicht einer Vorrichtung (lediglich ein Abschnitt davon ist gezeigt), welche verwendet werden kann, um das Befestigungssystem der vorliegenden Erfindung mit Azimutwinkel-ausgerichteten teten Häkchen herzustellen;
Figur 9 ist eine Draufsicht einer zweiten Vorrichtung, welche verwendet werden kann, um das Befestigungssystem der vorliegenden Erfindung mit Azimutwinkel-ausgerichteten Häkchen herzustellen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Das Befestigungssystem 20 der vorliegenden Erfindung umfaßt mindestens ein Häkchen 22 und vorzugsweise eine Gruppe von Häkchen 22, welche mit einem Substrat 24 in einem festgelegten Muster, wie in Figur 1 gezeigt, verbunden sind. Die Häkchen 22 weisen eine Basis 26, einen Schaft 28 und ein ergreifendes Mittel 30 auf. Die Basen 26 der Häkchen 22 berühren das Substrat 24 und haften am Substrat und tragen die proximalen Enden der Schäfte 28. Die Schäfte 28 ragen vom Substrat 24 und den Basen 26 auswärts ab. Die Schäfte 28 enden an einem distalen Ende, welches mit einem ergreifenden Mittel 30 verbunden ist. Die ergreifenden Mittel 30 ragen von den Schäften 28 in einer oder mehreren Richtungen radial ab und können an eine hakenförmige Zinke erinnern. Wenn hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "seitlich", daß an dem unter Betracht gezogenen Haupthäkchen 22 eine Vektorkomponente allgemein parallel zur Ebene des Substrats 24 vorliegt. Die Auskragung eines ergreifenden Mittels 30 von der Peripherie des Schaftes 28 in einer seitlichen Richtung gestattet dem ergreifenden Mittel 30, an einer komplementären aufnehmenden Oberfläche (nicht gezeigt) befestigt zu werden. Das ergreifende Mittel 30 ist mit dem distalen Ende des Häkchens 22 verbunden und vorzugsweise daran anschließend. Es wird offensichtlich sein, daß das ergreifende Mittel 30 mit dem Häkchen 22 in einer Position zwischen der Basis 26 und dem distalen Ende des Schafts 28 verbunden sein kann.
Die Gruppe von Häkchen 22 kann durch jedes geeignete Verfahren, einschließlich Verfahren, welche ein frei geformtes Häckchen 22, wie hierin nachstehend beschrieben und beansprucht, ergeben, hergestellt werden. Wenn hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "frei geformt" eine Struktur, welche nicht in fester Form oder mit einer definierten Gestalt von einer Formaushöhlung oder Extrusionsmatrize entfernt wird. Die Häkchen 22 werden in einem geschmolzenen, vorzugsweise flüssigen, Zustand auf ein nicht-berührendes Substrat 24 abgelegt und verfestigen durch Abkühlen bis zur Starre, und vorzugsweise Frosten, zur gewünschten Struktur und Gestalt, wie hiernach beschrieben werden wird.
Die frei geformte Gruppe von Häkchen 22 wird vorzugsweise durch ein Herstellungsverfahren erzeugt werden, welches ähnlich jenem Verfahren ist, welches allgemein als Tiefdruckverfahren bekannt ist. Unter Verwendung dieses Verfahrens wird ein allgemein planes Substrat 24 mit gegenüberliegenden Flächen zwischen dem Spalt 70 zweier allgemein zylindrischer Walzen, einer Druckerwalze 72 und einer Stützwalze 74, wie In Figur 4 illustriert, durchgeführt. Die Walzen 72 und 74 weisen im allgemeinen parallele Mittellinien auf und sind mit dem Substrat 24 in berührender Beziehung gehalten, wenn es durch den Spalt 70 durchgeht. Eine der Walzen, welche insbesondere als die Druckerwalze 72 bezeichnet ist, weist eine Gruppe von als Zellen 76 bezeichneten blinden geschlossen-endigen Ausnehmungen auf, welche dem gewünschten Muster von Häkchen 22, welche am Substrat 24 abgelegt werden sollen, entsprechen. Die zweite Walze, welche als die Stützwalze 74 bezeichnet ist, ergibt die Gegenwirkung gegen die Druckerwalze 72, um das Substrat 24 gegen die Druckerwalze 72 zu positionieren, wenn das Substrat 24 durch den Spalt 70 durchgeht. Flüssiges, thermisch empfindliches Material, vorzugsweise thermoplastisches Material, aus welchem die Häkchen 22 geformt werden sollen, wird von einer erhitzten Quelle, wie z.B. einer Wanne 80, zugeführt. Das thermisch empfindliche Material wird in die Zellen 76 eingebracht, wenn die Druckerwalze 72 um ihre Mittellinie rotiert wird. Die Zellen 76, die das thermisch empfindliche Material enthalten, transportieren es, bis ein Kontakt mit dem Substrat 24 hergestellt ist, und legen dieses Material im gewünschten Muster auf das Substrat 24 ab.
Wenn sich Relativversetzung zwischen dem Substrat 24 und den Walzen 72 und 74 fortsetzt, werden die Häkchen 22 mit einer Querkomponente, im allgemeinen parallel zur Ebene des Substrats 24, gestreckt, wobei der Schaft 28 und das ergreifende Mittel 30 geformt werden. Schließlich kann die Absprengkuppe des Häkchens 22 vom ergreifenden Mittel 30 durch ein trennendes Mittel 78 abgetrennt werden. Zufolge der viskoelastischen Eigenschaften des thermoplastischen Materials zieht sich das Häkchen 22 zusammen. Ebenso wird angenommen, dar das Häkchen 22 sich unter den Einflüssen von Schwerkraft und Schrumpfung, die während des Abkühlens auftreten, zusammenzieht. Dann kühlt, und vorzugsweise frostet, das Häkchen 22 zu einer festen Struktur, wobei es das ergreifende Mittel 30 zusammenhängend mit dem Schaft 28 aufweist.
Das Befestigungssystem 20 wird an einer komplementären aufnehmenden Oberfläche befestigt. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "aufnehmende Oberfläche", an welcher die ergreifenden Mittel 30 der Häkchen 22 des Befestigungssystems 20 befestigt werden, auf jede Ebene oder Oberfläche, welche eine exponierte Fläche mit eng beabstandeten Öffnungen komplementär zu den ergreifenden Mitteln 30 und begrenzt durch eine oder mehrere Litzen oder Fasern aufweist, oder alternativ, welche exponierte Fläche fähig zu lokalisierter elastischer Verformung ist, sodaß die ergreifenden Mittel 30 eingefangen und nicht ohne Interferenz zurückgezogen werden können. Die Öffnungen oder lokalisierten elastischen Verformungen gestatten den Eintritt der ergreifenden Mittel 30 in die Ebene der aufnehmenden Oberfläche, während die Litzen (oder nicht verformtes Material) der aufnehmenden Oberfläche, welche zwischen den Öffnungen (oder verformten Zonen) dazwischengelegt sind, ein Zurückziehen oder eine Freigabe des Befestigungssystems 20 verhindern, bis es vom Verwender gewünscht ist oder entweder die Abzieh- oder die Scherfestigkeit des Befestigungssystems 20 anders überschritten wird. Die Ebene der aufnehmenden Oberfläche kann flach oder gekrümmt sein.
Von einer aufnehmenden Oberfläche mit Litzen oder Fasern wird gesagt, dar sie "komplementär" ist, wenn die Öffnungen zwischen Litzen oder Fasern dimensioniert sind, um mindestens einem ergreifenden Mittel 30 zu gestatten, in die Ebene der aufnehmenden Oberfläche einzudringen, und die Litzen dimensioniert sind, um durch das ergreifende Mittel 30 ergriffen oder eingefangen zu werden. Von einer aufnehmenden Oberfläche, welche lokal verformbar ist, wird gesagt, dar sie "komplementär" ist, wenn mindestens ein ergreifendes Mittel 30 fähig ist, um eine lokalisierte Verrückung der Ebene der aufnehmenden Oberfläche zu verursachen, welche Verrückung einem Entfernen oder Trennen des Befestigungssystems 20 von der aufnehmenden Oberfläche widersteht.
Geeignete aufnehmende Oberflächen inkludieren vernetzte Schäume, gestrickte Textilen, nichtgewebte Materialien und stichgebundene Schlaufenmaterialien, wie z.B. Velcro-Brand- Schlaufenmaterialien, welche von Velcro USA aus Manchester, New Hampshire, verkauft werden. Eine besonders geeignete aufnehmende Oberfläche ist das stichgebundene Textilerzeugnis Modell-Nummer 970026, welches von Milliken Company aus Spartanburg, South Carolina, verkauft wird.
Unter Rückverweis auf Figur 2, um die Bestandteile des Befestigungssystems 20 detaillierter zu überprüfen, sollte das Substrat 24 des Befestigungssystems 20 fest genug sein, um ein Reißen und Trennen zwischen einzelnen Häkchen 22 des Befestigungssystems 20 auszuschließen, eine Oberfläche sein, an welcher die Häkchen 22 leicht haften werden, und fähig sein, um an einem zu fixierenden Artikel, wie von einem Verwender gewünscht, befestigt zu werden. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Befestigen" auf den Zustand, wo entweder ein erster Bauteil, oder Komponente, an einem zweiten Bauteil, oder Komponente, direkt befestigt oder damit verbunden ist; oder indirekt, wo der erste Bauteil, oder Komponente, an einem Zwischenbauteil, oder Komponente, befestigt oder damit verbunden ist, welcher wiederum am zweiten Bauteil, oder Komponente, befestigt oder damit verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem ersten Bauteil, oder Komponente, und dem zweiten Bauteil, oder Komponente, ist gedacht, um für die Lebensdauer des Artikels zu verbleiben. Das "Substrat" ist jede exponierte Oberfläche, mit welcher ein oder mehrere Häkchen 22 verbunden ist/sind.
Ebenso sollte das Substrat 24, zur Unterstützung konventioneller Herstellungsverfahren, aufrollbar sein, so flexibel sein, daß das Substrat 24 in einer gewünschten Konfiguration gebogen oder gekrümmt werden kann, und fähig sein, der Wärme der flüssigen Häkchen 22, welche darauf abgelegt werden, ohne zu schmelzen oder daß nachteilige Effekte eintreten, zu widerstehen, bis solche Häkchen 22 frosten. Ebenso sollte das Substrat 24 in einer Vielzahl von Breiten verfügbar sein. Geeignete Substrate 24 inkludieren gestrickte Textilerzeugnisse, gewebte Materialien, nichtgewebte Materialien, Gummi, Vinyl, Folien, insbesondere polyolefinische Folien, und vorzugsweise Karton. Weiber Karton mit einern Flächengewicht von 0.08 kg pro Quadratmeter (50 Pfund pro 3000 Quadratfuß) ist als geeignet befunden worden.
Die Basis 26 ist der allgemein ebene Abschnitt des Häkchens 22, welcher am Substrat 24 befestigt ist, und ist angrenzend an das proximale Ende des Schafts 28 des Häkchens. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Basis" auf jenen Abschnitt des Häkchens 22, welcher sich in direktem Kontakt mit dem Substrat 24 befindet und den Schaft 28 des Häkchens 22 trägt. Es ist nicht erforderlich, daß eine Grenzlinie zwischen der Basis 26 und dem Schaft 28 des Häkchens 22 erkennbar ist. Es ist nur wesentlich, daß während des Gebrauchs der Schaft 28 sich nicht von der Basis 26 trennt und die Basis 26 sich nicht vom Substrat 24 trennt. Der Querschnitt der Basis 26 sollte ausreichende strukturelle Integrität, und demnach Fläche, für die gewünschten Abzieh- und Scherfestigkeiten des Befestigungssystems 20, basierend auf der Dichte des Musters der Häkchen 22 und der Länge der Schäfte 28 der einzelnen Häkchen 22, ergeben und weiters dem Substrat 24 adäquate Adhäsion verleihen. Wenn ein längerer Schaft 28 verwendet wird, sollte im allgemeinen die Basis 26 von einer größeren Querschnittsfläche sein, um dem Substrat 24 ausreichende Adhäsion und adäquate strukturelle Integrität zu verleihen.
Die Gestalt der Aufstandsfläche der Basis 26 am Substrat 24 ist nicht von Bedeutung und kann in irgendeiner Richtung verbreitert sein, um in jener Richtung größere strukturelle Integrität und demnach eine größere Abziehfestigkeit zu erzielen. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Aufstandsfläche" auf die ebene Kontaktfläche der Basis 26 am Substrat 24. Das Längenverhältnis der Seiten der Aufstandsfläche sollte nicht zu groß sein, ansonsten könnte das Häkchen 22 unstabil sein, wenn es Kräften parallel zur kürzeren Seite der Aufstandsfläche unterworfen ist. Ein Längenverhältnis von weniger als etwa 1,5:1 ist bevorzugt, und eine allgemein kreisförmige Aufstandsfläche ist bevorzugter.
Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel ist eine Basis 26 mit einer Aufstandsfläche von allgemein kreisförmiger Gestalt und annähernd 0.76 Millimeter bis 1.27 Millimeter (0.030 bis 0.050 Inch) im Durchmesser geeignet. Falls es erwünscht ist, dar das Befestigungssystem 20 in einer bestimmten Richtung eine größere Abzieh- oder Scherfestigkeit aufweist, kann die Querschnittsfläche der Basis 26 modifiziert werden, um solche Richtung zu verstärken, sodaß die Festigkeit und strukturelle Integrität in bezug auf die Achse orthogonal zu dieser Richtung ansteigen. Diese Modifikation veranlaßt die Häkchen 22 stärker zu sein, wenn sie in der verstärkten Richtung der Basis 26 gezogen werden.
Der Schaft 28 schließt an die Basis 26 an und ragt von der Basis 26 und vom Substrat 24 auswärts ab. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Schaft" auf jenen Abschnitt des Häkchens 22, welcher zwischen der Basis 26 und dem ergreifenden Mittel 30 liegt und an diese angrenzt. Der Schaft 28 verleiht Längsbeabstandung des ergreifenden Mittels 30 vom Substrat 24. Wenn hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "der Länge nach" in einer Richtung mit einer Vektorkomponente weg vom Substrat 24, welche Richtung die lotrechte Distanz zur Ebene des Substrats 24 an der Basis 26 des Häkchens 22 vergrößert, wenn nicht anders spezifiziert ist, daß es eine Richtung mit einer Vektorkomponente gegen diese Ebene des Substrats 24 ist.
Verbunden mit dem Schaft 28 und der Basis 26 eines jeden Häkchens 22 ist ein Ursprung 36. Der "Ursprung" des Schafts 28 ist der Punkt, welcher als der Mittelpunkt der Basis 26 angesehen werden kann, und ist in der Regel innerhalb der Aufstandsfläche der Basis 26. Der Ursprung 36 wird durch Betrachten des Häkchens 22 von der Seite gefunden. Die "Seitenansicht" ist jede Richtung, radial gegen den Schaft 28 und die Basis 26, welche ebenso parallel zur Ebene des Substrats 24 ist. Wenn das Befestigungssystem 20 gemäß dem nachstehend beschriebenen und beanspruchten Verfahren hergestellt wird, ist es bevorzugt, aber nicht erforderlich, daß beim Bestimmen des Ursprungs 36 das Häkchen 22 in Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung, in bezug auf den Weg des Substrats 24 durch den Spalt 70, gesehen wird.
Die Querdistanz zwischen den entfernten Rändern der Aufstandsfläche der Basis 26 für die in Betracht gezogene besondere Seitenansicht wird gefunden und diese Distanz wird halbiert, den Mittelpunkt der Basis 26 für solch eine Ansicht freigebend. Wenn die Aufstandsfläche der Basis 26 für die in Betracht gezogene besondere Seitenansicht halbiert wird, werden kleinere Diskontinuitäten (solche wie Hohlkehlen oder Rauhheiten, welche mit der Befestigung am Substrat 24 verbunden sind) vernachlässigt. Dieser Punkt ist der Ursprung 36 des Schafts 28.
Der Schaft 28 bildet mit der Ebene des Substrats 24 einen Winkel α. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Ebene des Substrats 24" auf die flache, plane Oberfläche des Substrats 24 an der Basis 26 des in Betracht gezogenen Haupthäkchens 22. Der Winkel α wird wie folgt bestimmt. Das Häkchen 22 wird im Profil betrachtet. Die "Profilansicht" des Häkchens 22 ist eine von zwei besonderen Seitenansichten und wird wie folgt gefunden. Das Häkchen 22 wird von den Seitenansichten visuell so geprüft, daß die Richtung mit der maximalen seitlichen Auskragung 38 offenbar wird. Die "seitliche Auskragung" ist die Distanz, welche in solch einer Ansicht vom Mittelpunkt der Basis 26, i.e. dem Ursprung 36 des Schafts 28, seitlich und parallel zur Ebene des Substrats 24 zur Projektion des am weitesten seitlich entfernten Punkts am Häkchen 22 genommen wird, welcher in solch einer Ansicht sichtbar ist, wenn solcher Punkt der Länge nach und lotrecht abwärts zur Ebene des Substrats 24 projiziert wird.
Einem Fachmann wird es offenbar sein, daß das maximale seitliche Auskragen 38 jenes Auskragen vom Ursprung 36 zur äuperen Peripherie des Schafts 28 oder ergreifenden Mittels 30 ist. Die Seitenansicht des Häkchens 22, welche das seitliche Auskragen 38 maximiert, ist die Profilansicht eines solchen Häkchens 22. Es wird ebenso für einen Fachmann auf dem Gebiet deutlich werden, daß, wenn das Befestigungssystem 20 durch das nachstehend beschriebene und beanspruchte Verfahren hergestellt wird, und wenn das maximale seitliche Auskragen 38 in der Regel in der Maschinenrichtung ausgerichtet ist, dann die Profilansicht im allgemeinen in der Richtung quer zur Maschine ausgerichtet sein wird. Es wird ebenso offensichtlich sein, daß, wenn die maximale seitliche Projektion 38 allgemein quer zur Maschinenrichtung ausgerichtet ist, dann die Profilansicht im allgemeinen in der Maschinenrichtung ausgerichtet sein wird. Die in Figur 2 gezeigte Seitenaufrißansicht ist eine der Profilansichten des Häkchens 22. Es wird dem Fachmann auf dem Gebiet weiters offenbar werden, dar es eine weitere Profilansicht, allgemein 180º gegenüberliegend zur gezeigten Profilansicht, gibt (sodaß das maximale seitliche Auskragen 38 gegen die linke Seite des Betrachters ausgerichtet ist). Jede der zwei Profilansichten ist im allgemeinen gleich gut geeignet für die hierin nachstehend beschriebenen Verfahren und Verwendungen.
Der Ursprung 36 des Schafts 28 wird, wie oben beschrieben, mit dein Häkchen 22 in der Profilansicht gefunden. Während noch das Häkchen 22 in der Profilansicht gehalten wird, wird daraufhin eine imaginäre Schnittebene 40-40, allgemein parallel zur Ebene des Substrats 24, an dem Punkt oder Segment des Häkchens 22 mit der größten lotrechten Distanz von der Ebene des Substrats 24 mit der Peripherie des Häkchens 22 in Berührung gebracht. Dies entspricht dem Abschnitt des Häkchens 22 mit der höchsten Erhebung. Die imaginäre Schnittebene 40-40 wird dann vom Punkt der höchsten Erhebung um ein Viertel solch größter lotrechter Distanz näher zum Substrat 24 gebracht, sodaß die imaginäre Schnittebene 40-40 das Häkchen 22 bei einer Höhe von drei Viertein der lotrechten Distanz von der Ebene des Substrats 24 schneidet.
Die imaginäre Schnittebene 40-40 wird daraufhin verwendet, um am Häkchen 22 drei Punkte zu bestimmen. Der erste Punkt ist jener Punkt, wo die Schnittebene die Anlaufkante 42 des Häkchens 22 schneidet, und wird als der 75%-Anlaufpunkt 44 bezeichnet. Die "Anlaufkante" ist der Scheitel der Peripherie des Schafts 28, welcher der Länge nach von der Ebene des Substrats 24 wegschaut. Der zweite Punkt ist etwa 180º durch den Mittelpunkt des Häkchens 22 angeordnet und ist der Punkt, wo die Schnittebene 40-40 die Nachlaufkante 46 des Häkchens 22 schneidet, und wird als der 75% Nachlaufkantenpunkt 48 bezeichnet. Die "Nachlaufkante" ist der Scheitel der Peripherie des Schafts 28, welcher der Länge nach gegen das Substrat 24 gewandt ist und im allgemeinen der Anlaufkante 42 gegenüberliegend angeordnet ist. Die gerade Linie, welche diese zwei Punkte verbindet, fällt selbstverständlich in die Schnittebene 40-40 und wird halbiert, um den Mittelpunkt 47 der imaginären Schnittebene 40-40 zu ergeben. Daraufhin wird eine gerade Linie gezogen, welche den Mittelpunkt 47 der imaginären Schnittebene 40-40 mit dem Ursprung 36 des Schafts 28 an der Basis 26 verbindet. Der eingeschlossene Winkel α, den diese Linie in bezug auf die Ebene des Substrats 24 definiert, ist der Winkel α des Schafts 28.
Alternativ festgestellt, ist der Winkel α, welchen der Schaft 28 mit der Ebene des Substrats 24 einschliept, der 90º- Komplementär jenes Winkels, welcher am weitesten von der Lotrechten ist, welcher durch die in jeder Seitenansicht gefundene Linie definiert ist, die den Mittelpunkt 47 der Schnittebene und den Ursprung 36 verbindet. Demnach ist der kleinste Winkel in bezug auf die Ebene des Substrats 24, wenn diese Linie in irgendeiner Richtung radial gegen den Schaft 28, und insbesondere den Ursprung 36, gesehen wird, welche Richtung im allgemeinen parallel zur Ebene des Substrats 24 und orthogonal zur Lotrechten ist, der Winkel α des Schafts 28. Es soll bemerkt werden, daß, wenn ein Häkchen 22 mit einem maximalen seitlichen Auskragen 38, das in der Maschinenrichtung ausgerichtet ist, annähernd in der Maschinenrichtung, oder um annähernd 180º davon, gesehen wird, oder wenn ein Häkchen 22 mit einem quer zur Maschinenrichtung ausgerichteten maximalen seitlichen Auskragen 38 annähernd quer zur Maschinenrichtung gesehen wird, der sichtbare Winkel α des Schafts 28 etwa 90º sein wird. Jedoch ist, wie oben diskutiert, der zu messende Winkel α jener, welcher am weitesten von der Lotrechten abweicht, und ist demnach im allgemeinen jener Winkel α, welcher bestimmt wird, wenn das Häkchen 22 im Profil gesehen wird, in der Regel von etwa der Richtung quer zur Maschine für ein Häkchen 22, das in der Maschinenrichtung ausgerichtet ist, und von etwa der Maschinenrichtung für ein quer zur Maschinenrichtung ausgerichtetes Häkchen 22.
Der Winkel α des Schafts 28 kann im allgemeinen lotrecht zur Ebene des Substrats 24 sein, oder ist vorzugsweise in einer spitzwinkeligen Winkelrelation in bezug dazu ausgerichtet, um die erhöhte Abziehfestigkeit in einer bestimmten Richtung zu erzielen, welche Richtung im allgemeinen parallel zum maximalen Längsauskragen 38 ist. Jedoch sollte der Winkel α des Schafts 28 von der Lotrechten nicht übermäßig abweichen, da sich ansonsten ein Befestigungssystem 20 von mehr richtungsmäßig ausgerichteter spezifischer Scherfestigkeit ergibt. Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel arbeitet ein Schaft 28 mit einem Winkel α von zwischen etwa 45º und etwa 80º, vorzugsweise etwa 65º, gut. Wenn der Winkel des Schafts 28 weniger als etwa 80º ist, wird in jedem Fall der Schaft 28 in bezug auf die Ebene des Substrats 24 (ohne Berücksichtigung der seitlichen Ausrichtung) als nicht-lotrecht ausgerichtet erachtet.
Die imaginäre Schnittebene 40-40 und die Profilansicht können ebenso verwendet werden, um die Winkel der Anlaufkante 42 und der Nachlaufkante 46 in bezug auf die Ebene des Substrats 24 zu bestimmen. Um diese Winkel zu bestimmen, werden der 75%- Anlaufpunkt 44 und der 75%-Nachlaufpunkt 48, wie oben beschrieben, gefunden. Der Anlaufpunkt 50 der Basis 26 wird wie folgt gefunden. Die Linie durch die Basis 26, wie im Profil gesehen, wird mit mit der Anlaufkante 42 des Schafts 28 zum Schnitt gebracht. Dieser Schnitt punkt ist der "Basisanlaufpunkt". Wie oben festgestellt, sind kleinere Diskontinuitäten am Schaft 28 nahe der Basis 26, welche der Befestigung am Substrat 24 anhaften, beim Bestimmen des Basisanlaufpunkts 50 nicht in Betracht zu ziehen. Der 75%-Punkt der Anlaufkante 42 wird durch eine gerade Linie mit dem Basispunkt der Anlaufkante 42 verbunden. Diese gerade Linie bildet in bezug auf die Ebene des Substrats 24 einen eingeschlossenen Winkel βL der in der Richtung des Ursprungs 36 und des Mittelpunktes des Schafts 28 öffnet. Der Winkel βL wird als der Winkel der Anlaufkante 42 oder einfach der Anlaufkantenwinkel bezeichnet.
Der Nachlaufpunkt 52 der Basis ist im allgemeinen um 180º vom Anlaufpunkt 50 der Basis, durch die Mitte der Basis 26, angeordnet und wird, wie folgt, gefunden. Die Linie durch die Aufstandsfläche der Basis 26, im Profil gesehen, wird mit der Nachlaufkante 46 des Schafts 28 zum Schnitt gebracht. Dieser Schnittpunkt ist der "Basisnachlaufpunkt". Wie oben festgestellt, sind kleinere Diskontinuitäten im Schaft 28 nahe der Basis 26, welche der Befestigung am Substrat 24 anhaften, nicht wesentlich beim Bestimmen des Basisnachlaufpunkts 52. Wie oben beschrieben, wird der 75%-Nachlaufpunkt 48 mit dem Basisnachlaufpunkt 52 durch eine gerade Linie verbunden. Diese gerade Linie bildet in bezug auf die Ebene des Substrats 24 einen eingeschlossenen Winkel βT, der in der Richtung des Ursprungs 36 und des Mittelpunkts des Schafts 28 öffnet. Der eingeschlossene Winkel βT wird als der Winkel der Nachlaufkante 46 oder einfach der Nachlaufkantenwinkel bezeichnet.
Die von der Anlaufkante 42 und der Nachlaufkante 46 eingeschlossenen Winkel βL und βT definieren den Parallelismus der Seiten des Schafts 28. Wenn die Winkel βL und βT der Anlaufkante und der Nachlaufkante, 42 und 46, nicht supplementär zueinander sind, (nicht eine arithmetische Summe von etwa 180º ergeben), werden die Seiten des Schafts 28 als nicht parallel bezeichnet. Wenn die Seiten des Schafts 28 nicht parallel sind, schneiden die geraden Linien, welche die Winkel βL und βI (den Basisanlaufpunkt 50 und den Basisnachlaufpunkt 52 jeweils mit dem 75%-Anlaufpunkt 44 und dem 75%-Nachlaufpunkt 48 verbindend) entweder oberhalb oder unterhalb der Ebene des Substrats 24. Wenn die Winkel βL und PT der Anlaufkante 42 und der Nachlaufkante 46 ungleich sind und die Linien, welche solche Winkel definieren, oberhalb der Ebene des Substrats 24 (der Länge nach auswärts von der Basis 26) einander schneiden, wird das Häkchen 22 von der Basis 26 gegen das distale Ende und das ergreifende Mittel 30 konvergieren. Nur wenn die Winkel βL der Anlaufkante 42 und βT der Nachlaufkante 46 im selben Sinn verlaufen, i.e. in derselben Richtung ausgerichtet sind, und supplementäre Gröpen aufweisen, sind der Winkel βL der Anlaufkante 42 und der Winkel βT der Nachlaufkante 4. 6 bestimmt, daß sie gleich sind, und die Seiten des Schafts 28, daß sie parallel sind.
Ein Schaft 28 mit einer Anlaufkante 42, welche mit dem Substrat einen Anlaufkantenwinkel βL von etwa 45º ± 30º bildet, ist geeignet. Eine Nachlaufkante 46, welche mit dem Substrat einen Nachlaufkantenwinkei βT von etwa 65 ± 300 bildet, ist geeignet. Ein Schaft 28 mit diesen Winkeln βL und βT der Anlauf- bzw. Nachlaufkante 42 und 46 arbeitet gut mit dem zuvor erwähnten Spektrum von eingeschlossenen Winkeln α des Schafts 28, um einen spitz zulaufenden Schaft 28, vorteilhafterweise in bezug auf das Substrat 24 ausgerichtet, zu ergeben, um hohe Scher- und Abziehfestigkeiten zu erzielen, ohne übermäßiges Häkchenmaterial zu erfordern.
Die vorangegangenen Messungen sind unter Verwendung eines Goniometers Modell 100-00 115, welches von Rame' -Hart, Inc. aus Mountain Lakes, New Jersey, verkauft wird, leicht auszuführen. Wenn präzisere Messungen erwünscht sind, wird von einem Fachmann auf dem Gebiet erkannt werden, daß die Bestimmung der Profilansicht, des Ursprungs 36, der Schnitteebene 40-40, des Anlaufwinkels βL, des Nachlaufwinkels βT der Basispunkte 50 und 52, der 75%-Punkte 44 und 48 und des Winkels α des Schaftes 28 vorteilhafterweise durch Herstellen einer Fotografie des Häkchens 22 ausgeführt werden kann. Ein Scanning-Elektronen-Mikroskop Modell 1700, welches von Amray, Inc. aus New Bedford, Massachusetts, verkauft wird, ist für diesen Zweck als gut arbeitend befunden worden. Falls erforderlich, können verschiedene Fotografien gemacht werden, um das maximale seitliche Auskragen 38, und demnach jede Profilansicht, zu bestimmen.
Der Schaft 28 sollte der Länge nach von der Basis 26 über eine Distanz abragen, welche ausreichend ist, um das ergreifende Mittel 30 auf einer Höhe, welche dem ergreifenden Mittel 30 erlaubt, leicht die Litzen der aufnehmenden Oberfläche einzufangen oder zu ergreifen, vom Substrat 24 im Abstand zu halten. Ein relativ längerer Schaft 28 erzielt den Vorteil, daß er tiefer in die aufnehmende Oberfläche eindringen kann und dabei dem ergreifenden Mittel 30 erlaubt, eine größere Anzahl von Litzen oder Fasern einzufangen oder zu ergreifen. Umgekehrt erzielt eine relativ kürzere Länge des Schafts 28 den Vorteil, daß sich ein relativ festeres Häkchen 22 ergibt, welches aber ebenso entsprechend weniger Penetration in die aufnehmende Oberfläche erzielt und demnach für aufnehmende Oberflächen, wie z.B. Wolle oder lose stichgebundene Materialien, welche weniger dicht gepackte Litzen oder Fasern aufweisen, ungeeignet sein kann.
Wenn eine aufnehmende Oberfläche eines gestrickten oder gewebten Materials verwendet wird, ist ein relativ kürzerer Schaft 28 mit einer Längenabmessung vom Substrat 24 zum Punkt oder Segment der höchsten Erhebung von etwa 0,5 Millimeter (0.020 in), vorzugsweise mindestens 0.7 Millimeter (0.028 in), geeignet. Wenn eine aufnehmende Oberfläche eines Hochbauschmaterials mit einer Abgreifhöhe von mehr als etwa 0.9 Millimeter (0.035 in) verwendet wird, ist ein relativ längerer Schaft 28 mit einer gröperen Längendimension von mindestens etwa 1.2 Millimeter (0.047 in), vorzugsweise mindestens etwa 2.0 Millimeter (0.079 in), geeigneter. Wenn die Länge des Schafts 28 ansteigt und die Scherfestigkeit dementsprechend kleiner wird, kann die Dichte der Häkchen 22 des Befestigungssystems 20 angehoben werden, um solchen Verlust der Scherfestigkeit zu kompensieren.
Wie oben beschrieben bestimmt die Längserstreckung des Schafts 28 die Längsbeabstandung des ergreifenden Mittels 30 vom Substrat 24. Die "Längsbeabstandung" ist die geringste lotrechte Distanz von der Ebene des Substrats 24 zur Peripherie des ergreifenden Mittels 30. Für ein ergreifendes Mittel 30 von konstanter Geometrie wird die Längsbeabstandung des ergreifenden Mittels 30 vom Substrat 24 mit steigender Längsdimension des Schafts 28 größer. Eine Längsbeabstandung von mindestens dem Zweifachen des Litzen- oder Faserdurchmessers der geplanten aufnehmenden Oberfläche, und vorzugsweise etwa zehnmal so groß wie solche Faser- oder Litzendurchmesser, ergibt ein gutes Einfangen oder Ergreifen und Rückhalt für solche Litzen oder Fasern durch das ergreifende Mittel 30 des Pefestigungssystems 20. Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel arbeitet ein Häkchen 22 mit einer Längsbeabstandung von etwa 0.2 Millimeter bis etwa 0.8 Millimeter (0.008 bis 0.03 in) gut.
Die Gestalt des Querschnitts des Schafts 28 ist nicht wesentlich. Demnach kann der Schaft 28 entsprechend den zuvor erwähnten Parametern, welche auf den Querschnitt der Basis 26 bezogen sind, von irgendeinem gewünschten Querschnitt sein. Der "Querschnitt" ist die ebene Fläche irgendeines Teiles des Häkchens 22 lotrecht zum Schaft 28 oder zum ergreifenden Mittel 30 genommen. Wie oben festgestellt ist der Schaft 28 vorzugsweise spitz zulaufend, um im Querschnitt abzunehmen, wenn das distale Ende des Schafts 28 und das ergreifende Mittel 30 des Häkchens 22 der Länge nach und quer angenähert sind. Diese Anordnung ergibt ein korrespondierendes Abnehmen im Trägheitsmoment des Schafts 28 und des ergreifenden Mittels 30, was zu einem Häkchen 22 von nahezu konstanterer Belastung führt, wenn Trennkräfte auf das Befestigungssystem 20 aufgebracht werden, und vermindert dadurch die Quantität der in das Häkchen 22 eingebauten superfluosen Materialien.
Um über eine breiten Bereich von Größen von Häkchen 22 die gewünschte Geometrie aufrechtzuerhalten, kann ein allgemein einheitliches Verhältnis von Querschnittsflächen verwendet werden, um die Häkchen 22 zu skalieren. Ein Verhältnis, welches im allgemeinen die Gesamtzuspitzung des Häkchens 22 kontrolliert, ist das Verhältnis der Fläche des Querschnitts der Basis 26 zur Fläche des Querschnitts des Häkchens 22 an der höchsten Erhebung des Häkchens 22. Der Ausdruck "höchste Erhebung" bezieht sich auf jenen Punkt oder Segment des Schafts 28 oder des ergreifenden Mittels 30 mit der größten lotrechten Distanz von der Ebene des Substrats 24. In der Regel arbeiten Häkchen 22 mit einem Verhältnis der Querschnittsfläche der Basis 26 zur Querschnittsfläche der höchsten Erhebung im Bereich von etwa 4:1 bis etwa 9:1 gut.
Ein allgemein kreisförmiger Schaft 28, welcher von einem Durchmesser der Basis 26, wie oben diskutiert, im Bereich von etwa 0.76 Millimeter bis etwa 1.27 Millimeter (0.030 in bis etwa 0.050 in) bis zu einem Durchmesser an der höchsten Erhebung von etwa 0.41 Millimeter bis etwa 0.51 Millimeter (0.016 bis 0.020 in) spitz zuläuft, ist für das hierin diskutierte Ausführungsbeispiel als geeignet befunden worden. Spezifischerweise ergibt ein allgemein kreisförmiger Querschnitt von etwa 0.46 Millimeter (0.018 in) Durchmesser an der höchsten Erhebung eine Querschnittsfläche der höchsten Erhebung von etwa 0.17 Quadratmillimeter (0.0003 in²). Ein allgemein kreisförmiger Querschnitt der Basis 26 von etwa 1.0 Millimeter (0.040 in) ergibt eine Querschnittsfläche der Basis 26 von etwa 0.081 Quadratmillimeter (0.0013 in²). Diese Struktur führt zu einem Verhältnis von Querschnittsfläche der Basis 26 zur Querschnittsfläche an der höchsten Erhebung von etwa 5:1, was innerhalb des zuvor erwähnten Bereiches ist.
Das ergreifende Mittel 30 ist an den Schaft 28 angefügt und ist vorzugsweise mit dem distalen Ende des Schafts 28 zusammenhängend. Das ergreifende Mittel 30 ragt von der Peripherie des Schafts 28 radial weg und auswärts und kann weiters eine Vektorkomponente aufweisen, welche der Länge nach, i.e. gegen das Substrat 24 oder weg vom Substrat 24, abragt. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "ergreifendes Mittel" auf irgendeinen Vorsprung quer zur Peripherie des Schafts 28 (anders als kleine Rauhheiten an der Peripherie des Schafts 28), welcher Vorsprung einem Abtrennen oder Entfernen von einer aufnehmenden Oberfläche widersteht. Der Ausdruck "Peripherie" meint die äupere Oberfläche des Häkchens 22. Der Ausdruck "radial" meint von der Lotrechten oder gegen die Lotrechte zum Substrat 24, welche lotrecht durch den Ursprung 36 hindurchgeht, welcher im allgemeinen mit der Aufstandsfläche der Basis 26 zentriert ist.
Inbesondere hat die Querauskragung eine Vektorkomponente parallel zur Ebene des Substrats 24 und dieser zugewandt. Es wird ebenso erkannt werden, daß das ergreifende Mittel 30 und der Schaft 28 sowohl Quer- als Längsvektorkomponenten aufweisen können. Es ist nicht wesentlich, daß eine scharf definierte Begrenzung des distalen Endes des Schafts 28 zum Vorschein kommt oder daß eine Grenzlinie zwischen dem Schaft 28 und dem ergreifenden Mittel 30 irgendwie unterscheidbar ist. Es ist nur erforderlich, daß eine der Länge nach ausgerichtete Fläche der Peripherie des Schafts 28 unterbrochen wird, sodaß das ergreifende Mittel 30 eine Seite mit einer Vektorkomponente parallel zur Ebene des Substrats 24 und dieser zugewandt aufweist.
Das ergreifende Mittel 30 kann ein größeres seitliches Auskragen 38 als der Schaft 28, oder wenn erwünscht vice-versa, aufweisen. Wie in den Figuren illustriert, ist das ergreifende Mittel 30 vorzugsweise allgemein bogenförmig und kann eine in sich zurückkehrende Kurve aufweisen. Wenn das ergreifende Mittel 30 eine in sich zurückkehrende Kurve aufweist, inkludiert das ergreifende Mittel 30 ein Segment, welches sich der Länge nach dem Substrat 24 an der Basis 26 oder einer seitlich von der Basis 26 beabstandeten Stelle nähert. Dieses Segment ist gegen den Schaft 28 seitlich ausgerichtet, obwohl das Segment nicht radial gegen den Ursprung 36 ausgerichtet sein muß.
Das ergreifende Mittel 30 eines jeden Häkchens 22 des Befestigungssystems 20 kann sich im wesentlichen in derselben Richtung seitlich erstrecken, wenn eine relativ unidirektionell ausgerichtete Abziehfestigkeit erwünscht ist, oder kann zufallsmäßig ausgerichtet sein, um in irgendeiner Querrichtung im wesentlich isotrope Abziehfestigkeiten zu ergeben. Die ergreifenden Mittel 30 können hakenförmige Zinken sein, welche, eine allgemein konvexe Kontur definierend, deutlich von einer Seite des Schafts 28 abragen und die Öffnung der aufnehmenden Oberfläche durchdringen, um die Litzen oder Fasern der aufnehmenden Oberfläche am inneren Radius der Krümmung 54 des ergreifenden Mittels 30 zu erfassen. Die Interferenz zwischen dem ergreifenden Mittel 30 und den Litzen oder Fasern der aufnehmenden Oberfläche verhindert ein Lösen des Befestigungssystems 20 von der aufnehmenden Oberfläche, bis die Abziehfestigkeit oder Scherfestigkeit des Befestigungssystems 20 überschritten ist. Das ergreifende Mittel 30 sollte in der Querrichtung radial nicht zu weit abragen, da ansonsten das ergreifende Mittel 30 die Öffnung der Oberfläche nicht penetrieren könnte. Der Querschnitt des ergreifenden Mittels 30 sollte bemessen sein, um die Öffnungen der aufnehmenden Oberfläche zu penetrieren.
Die Querschnittsfläche und die Geometrie des ergreifenden Mittels 30 sind nicht wesentlich, solange als das ergreifende Mittel 30 eine strukturelle Integrität aufweist, welche ausreichend Scher- und Biegefestigkeiten verleiht, um die gewünschten Abzieh- und Scherfestigkeiten eines Befestigungssystems 20 mit einer Gruppe von Häkchen 22 einer gegebenen Dichte abzudecken. Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel ist ein ergreifendes Mittel 30 mit hakenförmigen Zinken mit einem maximalen seitlichen Auskragen 38 vom Mittelpunkt der Basis 26 zur entfernten seitlichen Peripherie von etwa 0.79 Millimeter bis etwa 0.90 Millimeter (0.03 bis 0.04 in) geeignet.
Die Gruppe von Häkchen 22 kann irgendein Muster oder irgendeine Dichte, wie erwünscht, aufweisen, um die für die besondere Anwendung des Befestigungssystems 20 erforderlichen Abzieh- und Scherfestigkeiten zu erzielen. Wenn die Rasterdichte ansteigt, steigen allgemein die Abziehfestigkeit und die Scherfestigkeit in einer linearen Art proportional. Die einzelnen Häkchen 22 sollten nicht so nahe aneinander angeordnet sein, um einander zu beeinflussen und die ergreifenden Mittel 30 der benachbarten Häkchen 22 am Ergreifen der Litzen oder Fasern der aufnehmenden Oberfläche zu hindern. Wenn die Häkchen 22 zu nahe aneinander angeordnet sind, kann ein Verdichten oder Ermüden der Litzen oder Fasern der aufnehmenden Oberfläche auftreten, wobei die Öffnungen zwischen den Litzen oder Fasern okkludiert werden. Umgekehrt sollten die Häkchen 22 nicht so weit voneinander entfernt sein, um eine übermäpige Zone an Substrat 24 zu erfordern, um ein Befestigungssystem 20 von adäquaten Scher- und Abziehfestigkeiten zu ergeben.
Es ist vorteilhaft, die Häkchen 22 in Reihen anzuordnen, sodaß jedes Häkchen 22 vom benachbarten Häkchen 22 im allgemeinen gleich beabstandet ist. Die Reihen sind entsprechend dem nachstehend beschriebenen und beanspruchten Herstellungsverfahren im allgemeinen in der Maschinenrichtung und quer zur Maschinenquerrichtung ausgerichtet. Allgemein sollte jede Reihe von Häkchen 22 in der Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung von den benachbarten Reihen von Häkchen 22 in Maschinenrichtung und quer zur Maschinenrichtung gleich beabstandet sein, um ein allgemein einheitliches Belastungsfeld über das Befestigungssystem 20 und die aufnehmende Oberfläche zu ergeben, wenn Trennkräfte auf das Befestigungssystem 20 und die aufnehmende Oberfläche aufgebracht werden.
Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Zwischenraum" auf den Abstand, gemessen entweder in der Maschinenrichtung oder quer zur Maschinenrichtung, zwischen den Mittelpunkten der Aufstandsflächen der Basen 26 der Häkchen 22 in benachbarten Reihen. In der Regel ist ein Befestigungssystem 20 mit einer Anordnung von Häkchen 22 mit einem Zwischenraum im Bereich von etwa 1.02 Millimeter bis etwa 5.08 Millimeter (0.04 bis 0.20 in) in beiden Richtungen geeignet, wobei ein Zwischenraum von etwa 2.03 Millimeter (0.08 in) bevorzugt ist. Benachbarte Reihen quer zur Maschinenrichtung sind in der Maschinenrichtung vorzugsweise annähernd um einen halben Zwischenraum versetzt, um die Distanz in der Maschinenrichtung zwischen den benachbarten Reihen quer zur Maschinerichtung zu verdoppeln.
Die Häkchen 22 können als in einer Matrix auf einem Ein- Quadratzentimeter-Gitter mit einem Raster von Häkchen 22 mit etwa 2 bis etwa 20 Reihen von Häkchen 22 pro Zentimeter (5 bis 50 Reihen pro in) in sowohl der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung, vorzugsweise etwa 9 Reihen von Häkchen 22 pro Zentimeter (23 Reihen pro in) in jeder Richtung, angeordnet gedacht sein. Dieses Gitter wird ein Befestigungssystem 20 mit etwa 4 bis etwa 400 Häkchen pro Quadratzentimeter (25 bis 2500 Häkchen pro in²) von Substrat 24 ergeben.
Die Häkchen 22 des Befestigungssystems 20 können aus irgendeinem thermisch empfindlichen Material hergestellt sein, welches stabil und formhaltig ist, wenn es fest ist, aber nicht so spröde, daß ein Versagen eintritt, wenn das Befestigungssystem 20 Trennkräften unterworfen ist. Wenn hierin verwendet, meint "thermisch empfindlich" ein Material, welches nach Aufbringen von Wärme graduell vom festen Zustand zum flüssigen Zustand wechselt. Ein Versagen ist als eingetreten erachtet, wenn das Häkchen 22 gebrochen ist oder bei Vorhandensein von Trennkräften und diesen unterworfen nicht länger einer Reaktion widerstehen kann. Vorzugsweise hat das Material einen elastischen Zugmodulus, gemessen entsprechend ASTM-Standard D-638, von etwa 24,600,000 bis etwa 31,600,000 Kilogramm pro Quadratmeter (35,00 bis 45,000 Pfund pro in²).
Weiters sollte das Häkchenmaterial einen Schmelzpunkt, welcher niedrig genug ist, um leichte Bearbeitbarkeit zu verleihen, und eine relativ hohe Viskosität aufweisen, um bei Temperaturen nahe dem Materialschmelzpunkt eine ziehfeste und zähe Konsistenz zu verleihen, sodaß die Schäfte 28 gestreckt und die ergreifenden Mittel 30 leicht entsprechend dem nachstehend zitierten Verfahren geformt werden können. Es ist ebenso wesentlich, daß die Häkchen 22 viskoelastisch sind, um mehr Variation in den Parametern, welche die Struktur der Häkchen 22 und insbesondere die Geometrie des ergreifenden Mittels 30, beeinflussen, zu gestatten. Material mit einer komplexen Viskosität im Bereich von etwa 20 bis etwa 100 Pascal-Sekunden bei der Aufbringungstemperatur auf das Substrat 24 ist geeignet. Die Viskosität kann mit einem Mechanischen Spektrometer Rheometrics Modell 800 unter Verwendung der dynamischen Arbeitsweise bei einer Abtastfrequenz von 10 Hertz und einer Materialdehnung von 10 % gemessen werden. Eine scheiben- und plattenartige Geometrie ist bevorzugt, insbesondere mit einer Scheibe mit einem Radius von etwa 12,5 Millimeter und einem Spalt von etwa 1,0 Millimeter zwischen der Scheibe und Platte.
Die Häkchen 22 bestehen vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material. Der Ausdruck "thermoplastisch" bezieht sich auf unvernetzte Polymere eines thermisch empfindlichen Materials, welches unter Aufbringen von Hitze oder Druck fliept. Thermoplast-Aufschmelzklebstoffe sind besonders gut geeignet, um das Befestigungssystem 20 der vorliegenden Erfindung, insbesondere in Übereinstimmung mit dem nachstehend beschriebenen und beanspruchten Verfahren, herzustellen. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Aufschmelzklebstoff" auf thermoplastische Zusammensetzungen, welche normalerweise bei Raumtemperatur fest sind, welche bei erhöhten Temperaturen flüssig werden. Beispiele für Aufschmelzklebstoff können im "Handbuch der Klebstoffe", zweite Ausgabe, von Irving Skeist, von Van Nostrand Reinhold Company, 135 West soth Street, New York, New York , 10020, im Jahr 1977 veröffentlicht, gefunden werden, was hierin durch Referenz aufgenommen ist. Polyester- und Polyamid-Aufschmelzklebstoffe sind besonders geeignet und bevorzugt. Wenn hierin verwendet, meinen die Ausdrücke "Polyester" und "Polyamid" Ketten mit jeweils sich wiederholenden Ester- und Amide-Einheiten.
Wenn ein Polyester-Aufschmelzklebstoff ausgewählt ist, ist herausgefunden worden, daß ein Klebsstoff mit einer komplexen Viskosität von etwa 23 ± 2 Pascal-Sekunden bei etwa 194ºC gut arbeitet. Wenn ein Polyamid-Aufschmelzklebstoff ausgewählt ist, ist herausgefunden worden, daß ein Klebstoff mit einer komplexen Viskosität von etwa 90 ± 10 Pascal-Sekunden bei etwa 204ºC gut arbeitet. Ein Polyester-Aufschmelzklebstoff, welcher von der Bostik Company aus Middleton, Massachusetts, als Nr.7199 auf den Markt gebracht wird, ist als gut arbeitend beurteilt worden. Ein Polyamid-Aufschmelzklebstoff, welcher von der Henkel Company aus Kankakee, Illinois, unter dem Handelsnamen Macromelt 6300 auf den Markt gebracht wird, ist als gut arbeitend beurteilt worden.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des Befestigungssystems 20', welches durch Figur 3 illustriert ist, kann das ergreifende Mittel 30' allgemein halbkugel(schwammerl)-förmig sein. Der Ausdruck "halbkugelig" meint eine allgemein runde Form, welche in mehreren Richtungen vorspringt und Halbkugeln und Kugeln einschließt, aber nicht auf regelmäßige Formen beschränkt ist. Diese Geometrie, insbesondere die allgemein kugelförmige Struktur des ergreifenden Mittels 30', erzielt den Vorteil, daß in der Regel weniger Beeinträchtigung der Litzen der aufnehmenden Oberfläche eintritt, wenn das ergreifende Mittel 30' von der aufnehmenden Oberfläche entfernt wird. Dies verursacht weniger sichtbare Beschädigung für die aufnehmende Oberfläche, wobei ihr gestattet wird, eine größere Anzahl von Malen wiederverwendet zu werden. Wenn das halbkugelförmige ergreifende Mittel 30' ausgewählt ist, ist der Schaft 28' vorzugsweise mehr nahezu orthogonal zur Ebene des Substrats 24', um leichteres Eindringen in die Öffnungen der aufnehmenden Oberfläche zu erlauben und um eine Beschädigung für die aufnehmende Oberfläche zu reduzieren, wenn das ergreifende Mittel 30' von der aufnehmenden Oberfläche freigegeben wird. Ein Schaft 28' mit einem Winkel α' von etwa 70º bis etwa 90º ist geeignet.
Um ein Häkchen 22' der genauen Proportionen und mit einem allgemein halbkugelförmigen ergreifenden Mittel 30' zu ergeben, sollte das ergreifende Mittel 30' radial von der Umfangslinie des Schafts 28' über eine Querdistanz, welche ausreicht, um die Litzen der aufnehmenden Oberfläche zu erfassen, abragen, aber nicht so weit abragen, daß die Masse des ergreifenden Mittels 30' unfähig ist, um vom Schaft 28' steif getragen zu werden, oder der Schaft 28' ist ansonsten unstabil. Wenn der Winkel α' des Schafts 28' abnimmt, d.h. weiter von der Lotrechten abweicht, wird die Masse des ergreifenden Mittels 30' in bezug auf die strukturelle Integrität und Querschnittsfläche des Schafts 28' kritischer.
Ein spitz zulaufender Schaft 28' mit den oben beschriebenen Verhältnissen der Querschnittsfläche der Basis 26' zur Querschnittsfläche der höchsten Erhebung und der Durchmesser und mit einem Winkel α' des Schafts 28' von etwa 80º arbeitet gut. Es soll erkannt werden, daß die Abmessungen der höchsten Erhebung von der höchsten Erhebung des Schafts 28'und nicht vom ergreifenden Mittel 30' genommen werden sollen.
Für ein Ausführungsbeispiel, wie in Figur 3 illustriert, welches nicht einen sanften Übergang vom Schaft 28' zum ergreifenden Mittel 30' aufweist und für welches die Abgrenzung zwischen dem Schaft 28' und dem ergreifenden Mittel 30' leicht bestimmt wird, ist die imaginäre Schnittebene 40'-40' drei Viertel der lotrechten Distanz von der Ebene des Substrats 24' zur Ebene, welche tangential zu dem Punkt des ergreifenden Mittels 30' verläuft, welcher der Länge nach am nächsten zur Ebene des Substrats 24' ist. Die Schnittebene 40'-40' wird daraufhin verwendet, um den Winkel α' des Schafts 28,' den Anlaufkantenwinkel βL' und den Nachlaufkantenwinkel βT', wie oben beschrieben, zu bestimmen.
Das ergreifende Mittel 30' sollte, in jeder Querrichtung, von der Peripherie des distalen Endes 29' des Schafts 28' um mindestens etwa 25% des Durchmessers des distalen Endes 29' des Schafts 28', und vorzugsweise um mindestens etwa 38% eines solchen Durchmessers, radial abragen. Alternativ festgestellt, wenn der Durchmesser des distalen Endes 29' des Schafts 28' auf 1.0 normalisiert ist, sollte der Durchmesser des ergreifenden Mittels 30' mindestens 1.5-fach, und vorzugsweise mindestens 1.75-fach, der Durchmesser des distalen Endes 29' des Schafts 28' sein. Weiters sollte der Durchmesser der Basis 26' etwa das Zweifache des Durchmessers des distalen Endes 29' des Schafts 28' sein. Die Höhe des Schafts 28' sollte das etwa 1.5-fache bis etwa Zweifache des Durchmessers des distalen Endes 29' des Schafts 28' sein, um das ergreifende Mittel 30' vom Substrat 24' der Länge nach genau zu beabstanden. Die Längendimension des ergreifenden Mittels 30' kann im Bereich vom etwa 0.5-fachen bis etwa 1.5fachen des Durchmessers des distalen Endes 29' des Schafts 28' liegen.
Das Befestigungssystem 20' von Figur 3 wird durch Erhitzen des ergreifenden Mittels 30 und des distalen Endes des Befestigungssystems 20 von Figur 2 auf mindestens den Schmelzpunkt hergestellt. Dies wird durch Heranbringen der ergreifenden Mittel 30 und der distalen Enden der Häkchen 22 an eine Wärmequelle, der Länge nach ausgerichtet gegen die Ebene des Substrats, ausgeführt, sodaß die Basis 26' und das proximale Ende des Schafts 28' nicht auf mindestens den Schmelzpunkt erhitzt werden. Ein geeignetes Verfahren ist es, die höchste Erhebung des Häkchens auf innerhalb etwa 3.3 Millimeter bis etwa 10.1 Millimeter (0.1 bis 0.4 in) an eine Wärmequelle, wie z.B. einen auf etwa 440ºC erhitzten Hitzdraht, heranzubringen.
Der Anlaufkantenwinkel βL' und der Nachlaufkantenwinkel βT' des Häkchens 22' werden ähnlich jenen des korrespondierenden Häkchens 22 mit hakenförmigen zinkenartigen ergreifenden Mittel sein, aus welchen das Häkchen 22' mit halbkugelförmigem ergreifenden Mittel gebildet wurde. Dies tritt ein, da der Winkel α' des Schafts 28' und der Anlaufkantenwinkel βL' und der Nachlaufkantenwinkel βT' sich im wesentlichen nicht verändern, wenn das ergreifende Mittel 30 von Figur 2 erhitzt und geschmolzen wird, um in das ergreifende Mittel 30' von Figur 3 zu fließen.
Für die zuvor erwähnte aufnehmende Oberfläche vom Typ Milliken 970026 sollte das ergreifende Mittel 30' von Figur 3 vorzugsweise eine Quer- und Längsdimension von etwa 0.029 Millimeter bis etwa 0.032 Millimeter (0.001 in) aufweisen und an einem Schaft 28' mit einem Durchmesser der Basis 26' von etwa 0.30 Millimeter bis etwa 0.045 Millimeter (0.012 bis 0.002 in) und einem Durchmesser am distalen Ende 29' vonetwa 0.016 Millimeter bis etwa 0.020 Millimeter (0.0006 bis 0.0007 in) angeordnet sein. Das distale Ende 29' des Schafts 28' sollte zwischen etwa 0.44 Millimeter und etwa 0.50 Millimeter (0.017 in bis 0.020 in) über der Ebene des Substrats 24' angeordnet sein und das ergreifende Mittel 30' sollte ein seitliches Auskragen 38' von etwa 0.56 Millimeter bis etwa 0.70 Millimeter (0.022 bis 0.028 in), vorzugsweise etwa 0.64 Millimeter (0.025 in), aufweisen.

HERSTELLUNGSVERFAHREN

Das Befestigungssystem 20 gemäß der vorliegenden Erfindung kann unter Verwendung eines modifizierten Tiefdruckverfahrens hergestellt werden. Tiefdruck ist auf dem Gebiet, wie durch das am 17.Februar 1988 an Sheath et al. ausgegebene US-Patent Nr.4,643,130 illustriert, gut bekannt und durch Referenz hierin aufgenommen, um den allgemeinen Stand der Technik zu erläutern. Unter Bezugnahme auf Figur 4 wird das Substrat 24 durch den zwischen zwei Walzen, einer Druckerwalze 72 und einer Stützwalze 74, gebildeten Spalt 70 durchgeführt. Die Walzen 72 und 74 haben im wesentlichen zueinander parallele Mittellinien, welche im allgemeinen parallel zur Ebene des Substrats 24 angeordnet sind. Die Walzen 72 und 74 werden um ihre jeweiligen Mittellinien rotiert und haben am Punkt des Spaltes 70 im allgemeinen gleiche Oberflächengeschwindigkeiten, sowohl in Größe als auch in Richtung. Falls erwünscht, können sowohl die Druckerwalze 72 als auch die Stützwalze 74 durch eine äußere bewegende Kraft (nicht gezeigt) angetrieben werden oder eine Walze kann durch eine äupere bewegende Kraft angetrieben werden und die zweite Walze kann durch reibendes Eingreifen mit der ersten Walze angetrieben werden. Ein elektrischer Wechselstrommotor mit einem Output von etwa 1500 Watt erzielt adäquate bewegende Kraft. Durch Rotieren betätigen die Walzen 72 und 74 ein ablegendes Mittel zum Ablegen der Häkchen 22 auf das Substrat 24.
Das ablegende Mittel sollte fähig sein, sich an die Temperatur des Materials der Häkchen 22 im flüssigen Zustand anzupassen, im wesentlichen einheitlichen Abstand zwischen den Häkchen 22 sowohl in der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung zu ergeben und die gewünschte Dichte der Häkchen 22 innerhalb der Gruppe zu erzielen. Ebenso sollte das ablegende Mittel fähig sein, Häkchen mit unterschiedlichen Durchmessern der Basis 26 und Höhen des Schafts 28 herzustellen. Insbesondere erzielt die Druckerwalze 72 für das ablegende Mittel, daß es die Häkchen 22 am Substrat 24 im gewünschten Raster, wie oben diskutiert, (oder in einem anderen Muster) entsprechend dem vorliegenden Herstellungsverfahren ablegt. Der Ausdruck "ablegendes Mittel" bezieht sich auf irgendetwas, welches flüssiges Häkchenmaterial von einer Mengenquantität auf das Substrat 24 in den einzelnen Häkchen 22 entsprechenden Dosierungen überträgt. Der Ausdruck "Ablegen" meint, Häkchenmaterial von der Massenform zu übertragen und solches Material auf das Substrat 24 in einzelnen Häkchen 22 entsprechenden Einheiten zu dosieren.
Ein geeignetes ablegendes Mittel zum Ablegen von Häkchenmaterial auf das Substrat 24 ist ein Raster von einer oder mehreren Zellen 76 in der Druckerwalze 72. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Zelle" auf irgendeine Ausnehmung oder andere Komponente der Druckerwalze 72, welche Häkchenmaterial von einer Quelle auf das Substrat 24 transferiert und dieses Material auf das Substrat 24 in Einzeleinheiten ablegt.
Die an der Oberfläche der Druckerwalze 72 genommene Querschnittsfläche der Zelle 76 stimmt im allgemeinen mit der Form der Aufstandsfläche der Basis 26 des Häkchens 22 überein. Der Querschnitt der Zelle 76 sollte annähernd gleich dem gewünschten Querschnitt der Basis 26 sein. Die Tiefe der Zelle 76 bestimmt zum Teil des Längsdimension des Häkchens 22, insbesondere die lotrechte Distanz von der Basis 26 zum Punkt oder Segment der höchsten Erhebung. Wenn die Tiefe der Zelle 76 auf mehr als annähernd 70% des Durchmessers der Zelle 76 ansteigt, verbleibt jedoch die Längsdimension des Häkchens 22 im allgemeinen konstant. Dies deshalb, da nicht alles flüssige Häkchenmaterial aus der Zelle 76 herausgezogen und am Substrat 24 abgelegt wird. Zufolge der Oberflächenspannung und Viskosität des flüssigen Häkchenmaterials wird etwas davon in der Zelle 76 verbleiben und nicht auf das Substrat 24 transferiert werden.
Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel ist eine blinde, im allgemeinen zylindrisch geformte Zelle 76 mit einer Tiefe zwischen etwa 50 bis etwa 70% des Durchmessers adäquat. Falls erwünscht kann die Zelle 76 in der Gestalt kegelstumpfartig zugespitzt sein, um konventionelle Herstellungsverfahren, wie z.B. chemisches Ätzen, unterzubringen.
Bei kegelstumpfartiger Form sollte der eingeschlossene Winkel der Zuspitzung der Zelle 76 nicht mehr als etwa 45º betragen, um die bevorzugte Zuspitzung des Schafts 28 herzustellen und die Basis zu den oben diskutierten Verhältnissen der höchsten Erhebung zu strecken. Wenn die Zuspitzung der Zelle 76 einen größeren eingeschlossenen Winkel aufweist, kann sich ein Häkchen 22 mit zuviel Zuspitzung ergeben. Wenn der eingeschlossene Winkel zu klein ist, oder die Zelle 76 zylindrisch ist, kann sich ein Schaft 28 von im allgemeinen einheitlichem Querschnitt ergeben und dadurch Zonen von höherer Beanspruchung aufweisen. Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel erzeugt eine Zelle 76 mit einem eingeschlossenen Winkel von etwa 45º, einem Durchmesser an der Walzenperipherie von etwa 0.89 Millimeter bis etwa 1.22 Millimeter (0.035 bis 0.048 in) und einer Tiefe im Bereich von etwa 0.25 Millimeter bis etwa 0.51 Millimeter (0.01 bis 0.02 in) ein geeignetes Häkchen 22.
Die Druckerwalze 72 und die Stützwalze 74 sollten, koinzidierend mit der die Mittellinien der Walzen verbindenden Linie, zusammengedrückt werden, um den Klebstoff von den Zellen 76 in der Druckerwalze 72 auf das Substrat 24 zu pressen und um ausreichenden Reibungseingriff zu erzielen, um die gegenüberliegende Walze anzutreiben, wenn sie nicht von außen angetrieben wird. Die Stützwalze 74 sollte ziemlich weicher und anschmiegsamer als die Druckerwalze 72 sein, um ein Polstern des Häkchenmaterials zu ergeben, wenn es von der Druckerwalze 72 am Substrat 24 abgelegt wird. Ein Stützwalze 74 mit einer Gummibeschichtung mit einer Durometerhärte Shore A von etwa 40 bis etwa 60 ist geeignet. Die walzen 72 und 74 können mit solch einer Kraft zusammengepreßt werden, daß eine Einprägung in der Maschinenrichtung von etwa 6.4 Millimeter bis etwa 12.7 Millimeter (0.25 nis 0.50 in) erhalten wird. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Einprägung" auf die Kontaktzone der weicheren Walze am Substrat 24, wenn es durch den Spalt 70 hindurchgeht.
Die Druckerwalze 72 wird vorzugsweise erhitzt, um ein Verfestigen der Häcken 22 während des Transfers von der Quelle bis zur Ablage am Substrat 24 zu verhindern. Im allgemeinen ist eine Temperatur der Oberfläche der Druckerwalze 72 nahe der Temperatur der Materialquelle erwünscht. Eine Temperatur der Druckerwalze 72 von etwa 197ºC ist mit dem Polyester- Aufschmelzklebstoff, der von der Bostik Company, Middleton, Massachusetts als No. 7199 auf den Markt gebracht wird, als gut arbeitend befunden worden.
Es sollte erkannt werden, daß eine Kühlwalze erforderlich sein kann, wenn das Substrat 24 nachteilig durch die Wärme, welche vom Häkchenmaterial abgegeben wird, beeinträchtigt wird. Wenn eine Kühlwalze erwünscht ist, kann sie unter Verwendung von dem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannten Mitteln in die Stützwalze 74 eingebaut werden. Diese Anordnung ist oft ereforderlich, wenn ein Polypropylen-, Polyethylen- oder anderes Polyolefin-substrat 24 verwendet wird.
Das zur Formung der einzelnen Häkchen 22 verwendete Material muß in einer Quelle gehalten werden, welche die genaue Temperatur beistellt, um die Häkchen 22 auf das Substrat 24 aufzubringen. In der Regel ist eine Temperatur, welche gering über dem Schmelzpunkt des Materials liegt, erwünscht. Das Material wird als am oder über dem "Schmelzpunkt" erachtet, wenn das Material teilweise oder zur Gänze im flüssigen Zustand ist. Wenn die Quelle des Häkchenmaterials auf zu hoher Temperatur gehalten wird, kann das Häkchenmaterial nicht viskos genug sein und ergreifende Mittel 30 erzeugen, welche an die in der Maschinenrichtung benachbarten Häkchen 22 quer anbinden. Wenn die Materialtemperatur sehr heiß ist, wird das Häkchen 22 in eine kleine, ziemlich halbkugelförmige Pfutze fließen und ein ergreifendes Mittel 30 wird nicht gebilet werden. Umgekehrt, wenn die Temperatur der Quelle zu niedrig ist, wird das Häkchenmaterial nicht von der Quelle zum Mittel zum Ablegen des Materials transferiert werden oder es wird darauffolgend vom ablegenden Mittel nicht genau im gewünschten Raster oder Muster auf das Substrat transferiert werden. Die Quelle des Materials sollte dem material ebenso ein quer zur Maschinenrichtung allgemein einheitliches Temperaturprofil verleihen, mit den Mitteln zum Ablegen des Klebstoff-Materials auf das Substrat 24 in Kommunikation sein und leicht nachgefüllt oder aufgefüllt werden, wenn das Häkchenmaterial entnommen worden ist.
Eine geeignete Quelle ist eine Wanne 80, welche im wesentlichen mit jenem Abschnitt der Dimension quer zur Maschine der Druckerwalze 72, welcher Zellen 76 aufweist, koextensiv und dazu benachbart ist. Die Wanne 80 hat einen geschlossenendigen Boden, eine Außenseite und Stirnseiten. Die Oberseite kann, je nach Wunsch, offen oder geschlossen sein. Die Innenseite der Wanne 80 ist offen, um dem flüssigen Material darin zu gestatten, um leicht mit dem Umfang der Druckerwalze 72 in Berührung zu kommen und zu kommunizieren.
Die Quelle wird von außen durch bekannte Mittel (nicht gezeigt) erwärmt, um das Häkchenmaterial in einem flüssigen Zustand und auf der genauen Temperatur zu halten. Die bevorzugte Temperatur ist über dem Schmelzpunkt, aber unter jener, bei welcher ein signifikanter Verlust an Viskoelastizität eintritt. Falls erwünscht, kann das flüssige Material in der Wanne 80 gemischt oder im Kreislauf gehalten werden, um Homogenität und eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu fördern.
Über dem Boden der Wanne 80 angerodnet, ist ein Abstreichmesser 82, welches die Menge an Häkchenmaterial, welches auf die Druckerwalze 72 aufgebracht wird, kontrolliert. Das Abstreichmesser 82 und die Wanne 80 werden stationär gehalten, wenn die Druckerwalze 72 rotiert wird, wobei dem Abstreichmesser 82 gestattet wird, den Umfang der Walze 72 zu bestreichen und irgendein Häkchenmaterial, welches nicht innerhalb der einzelnen Zellen 76 angeordnet ist, von der Walze 72 zu kratzen, und solchem Material das Recycling gestattet. Diese Anordnung erlaubt Häkchenmaterial, im gewünschten Raster entsprechend der Geometrie der Zellen 76 an der Umfangsfläche der Druckerwalze 72 von den Zellen 76 auf das Substrat 24 abgelegt zu werden. Wie in Figur 4 zu sehen, ist das Abstreichmesser 82 vorzugsweise in der Horizontalebene, insbesondere am Horizontalscheitel der Druckerwalze 72, welcher Scheitel vom Punkt des Spalts 70 stromaufwärts gelegen ist, angeordnet.
Nach dem Ablegen auf das Substrat 24 werden die Häkchen 22 von der Druckerwalze 72 und dem ablegenden Mittel 76 durch ein trennendes Mittel 78 zum Trennen der Häkchen 22 in das ergreifende Mittel 30 des Befestigungssystems 20 und eine Kuppe getrennt. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Kuppe" auf irgendein Material, welches vom Häkchen 2 getrennt ist und welches nicht Teil des Befestigungssystems 20 bildet.
Das trennende Mittel 78 sollte einstellbar sein, um verschiedene Größen von Häkchen 22 und seitlichen Vorsprüngen 38 des ergreifenden Mittels 30 zu ergeben und ebenso Einheitlichkeit quer zur Maschinenrichtung des Rasters zu erzielen. Der Ausdruck "trennendes Mittel" bezieht sich auf alles, was die Kuppe vom Befestigungssystem 20 der Länge nach trennt. Der Ausdruck "Trennen" bezieht sich auf den Akt des Abtrennens der Kuppe vom Befestigungssystem 20, wie oben beschrieben. Das trennende Mittel 78 sollte ebenso rein sein und sollte nicht rosten, oxidieren oder den Häkchen 22 Korrosionen und Verunreinigungen (wie z.B. Kuppenmaterial) auferlegen. Ein geeignetes trennendes Mittel ist ein Draht 78, welcher im allgemeinen parallel zur Achse der Walzen 72 und 74 angeordnet ist und vom Substrat 24 in einem Abstand angeordnet ist, welcher ziemlich größer als der lotrechte Abstand von der höchsten Erhebung des verfestigten Häkchens 22 zum Substrat 24 ist.
Vorzugsweise ist der Draht 78 elektrisch erwärmt, um ein Ansammeln des geschmolzenen Häkchenmaterials am trennenden Mittel 78 zu verhindern, einem Eintreten irgendeines Abkühlens der Häkchen 22, welches zwischen der Zeit, wenn das Häkchenmaterial die erhitzte Quelle verläßt und Trennen eintritt, entgegenzutreten und um seitliches Dehnen des ergreifenden Mittels 30 zu fördern. Das Erwärmen des trennenden Mittels 78 sollte ebenso eine einheitliche Temperaturverteilung quer zur Maschinenrichtung ergeben, sodaß ein Raster an Häkchen 22 mit im wesentlichen einheitlicher Geometrie erzeugt wird.
Wenn die Temperatur des Häkchenmaterials ansteigt, kann im allgemeinen eine relativ kühlere Temperatur des Hitzdrahtes 78 vorgesehen werden. Wenn die Geschwindigkeit des Substrats 24 abnimmt, tritt ebenso eine weniger häufige Abkühlung des Hitzdrahtes 78 ein, wenn jedes Häkchen 22 und Kuppe getrennt werden, was einen Hitzdraht 78 mit relativ geringer Wattanzahl bei denselben Temperaturen ausführbarer macht. Es sollte bemerkt werden, daß, wenn die Temperatur des Hitzdrahtes 78 angehoben wird, sich ein Häkchen 22 mit einer im allgemeinen kürzeren Länge des Schafts 29 ergeben wird. Umgekehrt werden die Länge des Schafts 28 und die Querdimension des ergreifenden Mittels 30 im umgekehrten Verhältnis angehoben werden, wenn die Temperatur des Hitzdrahtes 78 abgesenkt wird. Es ist nicht erforderlich, daß das trennende Mittel 78 das Häkchen 22 unmittelbar berührt, damit ein Abtrennen eintritt. Das Häkchen 22 kann durch die strahlende Hitze, welche vom trennenden Mittel 78 abgegeben wird, abgetrennt werden.
Für das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel ist ein Nickel-Chrom-Draht 78 mit rundem Querschnitt, mit einem Durchmesser von 0.51 Millimeter (0.02 in), welcher auf eine Temperatur von etwa 343ºC bis etwa 416ºC erhitzt wurde, als geeignet befunden worden. Es wird augenscheinlich sein, daß ein Messer, Laserschneide- oder anderes trennendes Mittel 78 zur Substituierung des oben beschriebenen Hitzdrahtes 78 verwendet werden kann.
Es ist wesentlich, daß das trennende Mittel 78 an einer Position angeordnet ist, welches ein Eintreten des Dehnens des Häkchenmaterials, bevor das Häkchen 22 von der Kuppe getrennt wird, erlaubt. Wenn das trennende Mittel 78 von der Ebene des Substrats 24 zu weit weg angeordnet ist, wird das Häkchenmaterial unterhalb des trennenden Mittels 78 durchgehen und nicht davon erfaßt werden, wobei ein sehr langes ergreifendes Mittel 30 gebildet wird, welches nicht genau vom Substrat 24 oder den benachbarten Häkchen 22 beabstandet sein wird. Umgekehrt, wenn das trennende Mittel 78 zu nahe zur Ebene des Substrats 24 angeordnet ist, wird das trennende Mittel 78 den Schaft 28 stauchen und ein ergreifendes Mittel 30 kann nicht geformt werden.
Ein trennendes Mittel 78 in Form eines Hitzdrahtes 78 , welcher annähernd 14 Millimeter bis 22 Millimeter (0.56 bis 0.88 in), vorzugsweise etwa 18 Millimeter (0.72 in), in der maschinenrichtung vom Punkt des Spalts 70, annäherns 4.8 Millimeter bis 7.9 Millimeter (0.19 bis 0.31 in), vorzugsweise etwa 6.4 Millimeter (0.25 in), radial auswärts von der Stützwalze 74 und annähernd 1.5 Millimeter bis annähernd 4.8 Millimeter (0.06 bis 0.19 in), vorzugsweise etwa 3.3 Millimeter (0.13 in), radial aufwärts von der Druckerwalze 72 angeordnet ist, ist adäquat für das hierin geoffenbarte Herstellungsverfahren positioniert.
Beim Betrieb wird das Substrat 24 in eienr ersten Richtung in bezug zum ablegenden Mittel 76 transportiert. Insbesondere wird das Substrat 24 durch den Spalt 70 vorzugsweise gezogen durch eine Aufnahmewalze (nicht gezeigt) transportiert. Dies erzielt eine reine Zone des Substrats 24 für kontinuierliches Ablegen von Häkchen 22 und entfernt die Abschnitte des Substrats 24 mit darauf abgelegten Häkchen 22. Die Richtung, welche im allgemeinen parallel zur Haupttransportrichtung des Substrats 24 ist, wenn es durch den Spalt 70 durchgeht, wird als die "Maschinenrichtung" bezug genommen. Die Maschinenrichtung, wie durch den Pfeil 75 in Figur 4 angegeben, ist im allgemeinen orthogonal zur Mittellinie der Druckerwalze 72 und der Stützwalze 74. Die im allgemeinen zur Maschinenrichtung orthogonale und zur Ebene des Substrats 24 parallele Richtung wird als die Richtung quer zur Maschine bezeichnet.
Das Substrat 24 kann mit einer Geschwindigkeit von annähernd 2% bis annähernd 10% größer als die Oberflächengeschwindigkeit der Walzen 72 und 74 durch den Spalt 70 gezogen werden. Dies wird gemacht, um ein Bündeln oder Knäueln des Substrats 24 nahe dem Mittel 78 zum Trennen der Häkchen 22 vom Mittel zum Ablegen des Häkchenmaterials am Substrat 24 zu minimieren. Das Substrat 24 wird in der ersten Richtung mit etwa 3 bis etwa 31 Meter pro Minute (10 bis 100 Fuß pro Minute) durch den Spalt 70 transportiert.
Der Winkel des Schafts 28 kann durch die Transportgeschwindigkeit des Substrats 24 vorbei am Spalt 70 beeinflußt werden. Wenn Häkchen 22 mit einem Schaftwinkel α mehr nahezu lotrecht zum Substrat 24 erwünscht ist, wird eine geringere Transportgeschwindigkeit des Substrats 24 in der ersten Richtung gewählt. Umgekehrt, wenn die Transportgeschwindigkeit angehoben wird, nimmt der Winkel α des Schafts 28 ab und ein ergreifendes Mittel 30 mit einem größeren seitlichen Auskragen 38 wird sich ergeben.
Falls erwünscht, kann das Substrat 24 in einem Winkel γ von annähernd 35º bis annähernd 55º, vorzugsweise etwa 45º, zur Ebene des Spaltes 70 gegen die Stützwalze 74 geneigt werden, um die viskoelastische Natur des Häkchenmaterials zu nutzen und das ergreifende Mittel 30 in der Querrichtung sowie in der Längsrichtung genau auszurichten. Diese Anordnung erzielt ebenso eine größere Kraft, um das Häkchenmaterial aus der Zelle 76 herauszuziehen und um das Häkchen 22 von der Druckerwalze 72 wegzuziehen. Der Winkel γ zur Ebene des Spalts 70 sollte angehoben werden, wenn ein kleinerer Winkel α des Schafts 28 erwünscht ist. Ebenso hat ein Vergrößern des Ablenkungswinkel γ zur Ebene des Spalts 70 einen schwachen, aber positiven Effekt, um ergreifende Mittel 30 mit einem größeren seitlichen Auskragen 38 zu erzeugen.
Nach Ablage von Häkchenmaterial von der Zelle 76 auf das Substrat 24 setzen die Walzen 72 und 74 fort, in den Richtungen, welche durch die Pfeile 75 in Figur 4 angegeben sind, zu rotieren. Dies ergibt eine Periode von Relativ-Versetzung zwischen dem transportierten Substrat 24 und den Zellen 76, während welcher Periode (vor dem Trennen) das Häkchenmaterial das Substrat 24 und die Druckerwalze 72 überbrückt. Wenn sich Relativ-Versetzung fortsetzt, wird das Häkchenmaterial gestreckt, bis ein Abtrennen eintritt und das Häkchen 22 von der Zelle 76 der Druckerwalze 72 getrennt ist. Wenn hierin verwendet, meint der Ausdruck "Strecken", in linear Dimension anzuheben, wobei mindestens ein Abschnitt von diesem Anstieg im wesentlichen für die Dauer des Befestigungssystem 20 permanent wird.
Wie oben diskutiert, ist es ebenso erforderlich, die einzelnen Häkchen 22 von der Druckerwalze 72 als Teil des Verfahrens, welches das ergreifende Mittel 30 bildet, zu trennen. Wenn abgetrennt, ist ein Häkchen 22 der Länge nach in zwei Teile geteilt, in ein distales Ende und ergreifendes Mittel 30, welche mit dem Befestigungssystem 20 verbleiben, und in eine Kuppe (nicht gezeigt), welche mit der Druckerwalze 72 verbleibt und falls erwünscht, recycliert werden kann. Nach dem Abtrennen der Häkchen 22 von der Kuppe wird dem Befestigungssystem 20 gestattet, vor Kontakt der Häkchen 22 mit anderen Gegenständen abzukühlen. Nach Verfestigung der Häkchen 22 kann das Substrat 24 auf eine Walze zum Lagern, wie erwünscht, aufgerollt werden.
Eine nicht beschränkende Illustration des Verfahrens zeigt das Häkchenmaterial, das in der Wanne 80 angeordnet werden soll und durch Mittel, welche einem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannt sind, auf eine Temperatur einigermaßen über dem Schmelzpunkt erhitzt werden soll. Wenn ein Polyesterharz- Aufschmelzklebstoff gewählt ist, ist eine Materialtemperatur von annähernd 177-193ºC, vorzugsweise etwa 186ºC, als geeignet befunden worden. Wenn ein Polyamidharz gewählt wird, ist eine Materialtemperatur von annähernd 193-213ºC, vorzugsweise etwa 200ºC,als geeignet befunden worden. Ein Substrat 24 aus einseitig gebleichtem braunen Hartpapier von etwa 0.008 bis etwa 0.15 Millimeter (0.003 bis 0.006 in) in der Stärke arbeitet bei Häkchen 22 aus Aufschmelzklebstoff gut. Die Häkchen werden mit der gebleichten Seite des Hartpapier-Substrats 24 verbunden.
Für die hierin beschriebene illustrierte Arbeitsweise ist eine Druckerwalze 72 mit einem Raster von etwa fünf Zellen 76 pro Zentimeter (13 Zellen 76 pro in) sowohl in der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung, einen Raster von etwa 26 Zellen 76 pro Quadratzentimeter (169 Zellen 76 pro in²) erzielend, geeignet. Diese Rasterdichte kann vorteilhafterweise bei einer Druckerwalze 72 mit einem Durchmesser von etwa 16 Zentimeter (6.3 in) mit Zellen 76 von etwa 1 Millimeter (0.045 in) im Durchmesser und etwa 0.8 Millimeter (0.030 in) in der Tiefe verwendet werden. Eine Stützwalze 74 mit einem Durchmesser von etwa 15.2 Zentimeter (6.0 in) und vertikal festgestellt ist als mit der zuvor erwähnten Druckerwalze 72 gut arbeitend befunden worden. Die Transportgeschwindigkeit des Substrats 24 ist etwa 3.0 Meter pro Minute (10 Fuß pro Minute).
Ein Nickel-Chrom-Hitzdraht 78 mit einem Durchmesser von etwa 0.5 Millimeter (0.02 in), welcher annähernd 18 Millimeter (0.72 in) vom Punkt des Spalts 70 in der Maschinenrichtung, annähernd 0.3 Millimeter (0.13 in) radial auswärts von der Druckerwalze 72 und annähernd 6.4 Millimeter (0.25 in) radial auswärts von der Stützwalze 74 angeordnet ist, wird auf eine Temperatur von etwa 382ºC erhitzt. Das Befestigungssystem 20, welches durch diesen Arbeitsgang hergestellt ist, ist im wesentlichen ähnlich jenem durch Figur 1 illustrierten, welches Befestigungssystem 20 vorteilhafterweise in den nachstehend diskutierten illustrativen Gebrauchsartikel eingebaut werden kann.
Ohne durch irgendeine besondere Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die Geometrie des ergreifenden Mittels 30 von den elastischen Eigenschaften des zur Herstellung des Häkchens 22 verwendeten Aufschmelzklebstoffs und dem Unterschied in der Temperatur zwischen der Nachlaufkante 46 und der Anlaufkante 42 des Häkchens 22 bestimmt wird. Die Nachlaufkante 46 des Häkchens 22 wird vor der Wärme, welche vom trennenden Mittel 78 stammt, geschützt und isoliert. Umgekehrt ist die Anlaufkante 42 direkt der Wärme des trennenden Mittels 78 ausgesetzt, was die Anlaufkante 42 veranlaßt, nach der Nachlaufkante 46 zu verfestigen und abzukühlen. Dies verursacht ein Verlängern der Anlaufkante 42 und ein Zusammenziehen der Nachlaufkante 46, in bezug aufeinander. Wenn dieser Temperaturunterschied angehoben wird, wird ein relativ längeres ergreifendes Mittel 30 gebildet.
Falls erwünscht, kann von der Druckerwalze 72 ein Befestigungssystem 20 mit relativ sehr kleinen Häkchen 22 (nicht gezeigt) durch Bilden eines natürlichen Musters von der Druckerwalze 72 hergestellt werden. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "natürliches Muster" auf einen Raster von Häkchen 22, welche sich von einer Druckerwalze 72 ergeben, welche keine Zellen 76 darauf angeordnet hat, aber anstelle dessen die Oberfläche der Walze 72 als das ablegende Mittel 76 verwendet. Demnach wird das Muster von Häkchen 22 durch das Abstreifen zwischen dem Abstreichmesser 82 und der Druckerwalze 72 gebildet, und zu einem geringeren Ausmaß durch das Oberflächen-Finish der Druckerwalze 72.
Das Abstreichmesser 82 sollte eingestellt werden, um ungefähr einen Spalt von etwa 0.03 Millimeter bis etwa 0.08 Millimeter (0.001 bis 0.003 in) in radialem Abstand von der Druckerwalze 72 zu ergeben. Um ein natürliches Muster zu bilden, werden die sehr klein dimensionierten Häkchen 22, welche sich von solch einer Druckerwalze 72 ergeben, vorteilhafterweise mit einer aufnehmenden Oberfläche aus vernetztem Schaum verwendet, welche nicht Litzen und Öffnungen dazwischen hat, sondern vielmehr lokalisierte elastische Deformationen macht, welche einem Trennen des Befestigungssystems 20 widerstehen.
Unter Bezugnahme auf Figur 5 kann, wenn ein Befestigungssystem 20" von mehr nahezu isotropischer Abziehfestigkeit erwünscht ist, ein solches Befestigungssystem 20" durch Modifizieren des Befestigungssystems 20 von Figur 1 mittels eines Verfahrens mit einem zweiten Schritt an Temperaturdifferenz gebildet werden. die in Figur 5 illustriert, ist das Befestigungssystem 20 von Figur 1 weiter bearbeitet, um Schäfte 28" mit ergreifenden Mitteln 30" zu ergeben, welche vom Schaft 28" in verschiedenen Querrichtungen in einer allgemeinen Zufallsausrichtung abragen. Der Ausdruck "Zufallsausrichtung" bedeutet, daß seitliche Auskragungen 38" und Profilansichten vorliegen, welche in einer Richtung von jenen der nächstgelegenen Häkchen 22" signifikant abweichen.
Ohne durch eine besondere Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß diese Struktur durch Bilden einer Temperaturdifferenz zwischen den Profiloberflächen oder Anlaufoberflächen 42 und Nachlaufoberflächen 46 der Häkchen 22 des Befestigungssystems 20 von Figur 1 ausgeführt wird und daß solch eine Temperaturdifferenz durch Strahlung oder vorzugsweise Konvektion gesteigert werden kann.
Es wird ebenso angenommen, daß als ein Ergebnis des Erzielens einer Temperaturdifferenz der Anlaufoberfläche 42" oder der Profiloberflächen in bezug zur Nachlaufoberfläche 46", das ergreifende Mittel 30" im wesentlichen die Ausrichtung der seitlichen Auskragung 38" verändern oder sogar umkehren wird, wobei ein Häkchen 22" erzielt wird, welches in einer anderen Richtung als jener, welche eintrat, als anfänglich gekühlt oder gefrostet worden ist, ausgerichtet ist. Die Temperaturdifferenz kann durch irgendeine einem Fachmann auf dem Gebiet bekannte Quelle, wie z.B. einen erhitzten Draht oder Metallelement, und vorzugsweise eine Luftdruckpistole 84, welche über den Häkchen 22" angeordnet ist und fähig ist, um dem Befestigungssystem 20" eine gerichtete Temperaturdifferenz zu verleihen, ausgeführt werden.
Es ist erwünscht, daß die Quelle für die gerichtete Temperaturdifferenz einen Luftstrom gegen das Befestigungssystem 20" innerhalb etwa ± 90º zur ersten Richtung des Weges des Substrats 24", welche die Maschinenrichtung ist, lenkt. Wenn hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "± 90º zur ersten Richtung" eine Richtung mit einer Vektorkomponente allgemein lotrecht oder allgemein gegenläufig zur ersten Bewegungsrichtung des Substrats 24" und inkludiert allgemein die Richtung, welche der ersten Bewegungsrichtung gegenüberliegt.
Wenn die Quelle 84 der gerichteten Temperaturdifferenz in einem Winkel von etwa 180º in bezug auf die erste Bewegungsrichtung des Substrats 24" angeordnet ist, ist die Quelle 84 gegen die Anlaufoberflächen 42" der Häkchen 22" des Befestigungssystems 20" gerichtet und allgemein gegenüberliegend der Maschinenrichtung des hierin beschriebenen und beanspruchten Verfahrens. Ein Richten der Temperaturdifferenz der Quelle 84 direkt gegen die Anlaufoberfläche 42" eines Häkchens 22" wird zu einem Rotieren der seitlichen Auskragung 38" des ergreifenden Mittels 30" führen, um die Ausrichtung der seitlichen Auskragung um etwa 180º zu verändern. Häkchen 22, die einigermaßen zur Seite, i.e. quer zur Maschinenrichtung, der Quelle 84 der gerichteten Temperaturdifferenz angeordnet sind, werden nicht das ergreifende Mittel 30" um 180º zur Rotation bringen, aber anstelle dessen eher das ergreifende Mittel 30" nahezu um etwa 90º rotiert haben. Demnach ist es offensichtlich, daß eine Quelle 84 für gerichtete Temperaturdifferenz, welche Quelle quer zu Maschinenrichtung ausgerichtet ist, ein Befestigungssystem 20" mit Häkchen 22" mit verschiedenen Querausrichtungen quer zur Maschinenrichtung entsprechend der Position der Häkchen 22" in bezug auf die Quelle 84 der Temperaturdifferenz ergibt.
Eine Luftdruckpistole 84, welche in einer Distanz von etwa 46 Zentimeter (18 in) vom Substrat 24" Luft mit einer Temperatur von etwa 88ºC abgibt, ist eine geeignete Temperaturdifferenzquelle. Eine Hitzepistole der Serien 133-348, welche von Dayton Electric Manufacturing Company aus Chicago, Illinois verkauft wird, welche etwa 450 in bezug zur Ebene des Substrats 24" ausgerichtet und etwa 46 Zentimeter (18 in) von den Häkchen angeordnet ist, erzeugt ein Befestigungssystem 20"-Muster, welches im wesentlichen ähnlich jenem in Figur 5 gezeigten ist. Es wird dem Fachmann auf dem Gebiet klar sein, daß ein Hitzdraht oder mehrere Hitzdrähte, welche über den Häkchen 22" angeordnet sind und in der Maschinenrichtung ausgerichtet sind, ein Befestigungssystem 20" mit quer zur Maschinenrichtung ausgerichteten ergreifenden Mitteln 30" in einem regelmäpigen, einigermapen gestreiften Muster erzeugen werden.
Ohne durch irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß der Wechsel in der Ausrichtung des ergreifenden Mittels 30" zufolge des Abkühlens der Profiloberflächen oder der Anlaufoberfläche 42" des Häkchens 22" in bezug zur Nachlaufoberfläche 46" eintreten wird, was eintreten kann, wenn die Temperatur der von der Quelle 84 für gerichtete Temperaturdifferenz abgegebenen Luft geringer ist als die Temperatur der Peripherie solcher Profiloberflächen oder der Anlaufoberfläche 42". Die Temperaturdifferenz, welche sich aus dem Abkühlen ergibt, veranlaßt eine Kontraktion des Abschnitts des Häkchens 22", gegen welchen die Quelle 84 für eine Temperaturdifferenz gerichtet ist. Diese Kontraktion kann, zufolge des unterschiedlichen Abkühlens der Anlaufoberfläche 42" in bezug auf die Nachlaufoberfläche 46", zu einem Wechsel in der Ausrichtung des ergreifenden Mittels 30" und der seitlichen Auskragung 38" führen. Ohne durch weitere Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die Freigabe von restlichen Beanspruchungen, welche während des Abkühlens auftreten, die Veränderung in der Ausrichtung der seitlichen Auskragung 38" beeinflussen können.
Es wird weiters für einen Fachmann auf dem Gebiet zu erkennen sein, daß andere Variationen machbar sind. Beispielsweise kann ein Häkchen 22 mit einem ergreifenden Mittel 30, welches in mehr als eine Richtung abragt, ausgebildet werden oder frei geformte Häkchen 22 können durch allgemein bekannte Verfahren, andere als Tiefdruck, hergestellt werden. Wenn gewünscht, kann im Herstellungsverfahren nur eine einzige Walze verwendet werden, vorausgesetzt, daß das Substrat 24 mindestens etwa 180º der Peripherie einer solchen Walze berührt.
Es ist häufig erwünscht, ein Befestigungssystem 20 der vorliegenden Erfindung zu haben, mit dem maximalen seitlichen Auskragen 38 der Häkchen 22, welche in einer anderen Richtung als in der Maschinenrichtung ausgerichtet sind. Beim Verwenden der vorliegenden Erfindung als das Befestigungsmittel einer Wegwerfwindel ist es beispielsweise erwünscht, daß das maximale seitliche Auskragen 38 der Häkchen 22 in einer Richtung im wesentlichen lotrecht zur Transportrichtung der Wegwerfwindel auf der Produktionslinie ausgerichtet ist. Eine Windelproduktionslinie erfordert komplexe und teure Anlagen, um das Befestigungssystem 20 zu schneiden, wieder auszurichten und anzubringen, wenn das maximale seitliche Auskragen 38 der Häkchen 22 in der Maschinenrichtung ausgerichtet ist. Ein Befestigungssystem 20 der vorliegenden Erfindung, das mit dem maximalen seitlichen Auskragen 38 der Häkchen 22, welche quer zur Maschinenrichtung ausgerichtet sind, hergestellt worden ist, würde jedoch nicht Wiederausrichtung erfordern, bevor es an einer Wegwerfwindel angebracht worden ist. Es ist demnach sehr vorteilhaft, imstand zu sein, das Befestigungssystem 20 der vorliegenden Erfindung herzustellen, wobei das maximale seitliche Auskragen 38 der Häkchen 22 in einer anderen Richtung als in der Maschinenrichtung ausgerichtet ist.
Es gibt zwei Winkel, welche vom Schaft 28 der durch dieses Verfahren hergestellten Häkchen 22 eingeschlossen sind. Der Schaft 28 schließt einen Winkel α mit der Ebene des Substrats 24, wie hierin zuvor erörtert, ein und der Schaft 28 schließt ebenso einen Azimutwinkel (durch einen Buchstaben A in Figur 7 angegeben) in bezug auf die Maschinenrichtung des Substrats 24 ein. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Azimutwinkel" auf den Winkel, den die maximale seitliche Auskragung 38 in bezug auf die Maschinenrichtung des Substrats bei Betrachtung von oben einschließt. Wenn hierin verwendet, bezieht sich "von oben gesehen" auf das Betrachten der Häkchen 22 von einer Richtung, welche lotrecht zur Ebene des Substrats 24 ist. Der Ausdruck "Maschinenrichtung" bezieht sich auf die Richtung, welche allgemein parallel zur Haupttransportrichtung des Substrats 24 ist, wenn es durch den Spalt 70 durchgeht, und ist durch einen Pfeil 75 in Figur 7 angegeben. Der Azimutwinkel wird gemessen, indem als erstes die maximale seitliche Auskragung 38 des Häkchens 22, wie hierin zuvor geoffenbart, bestimmt wird. Wie in Figur 7 gezeigt, ist der Azimutwinkel, der durch den Buchstaben A bezeichnet ist, der Winkel in bezug auf die Maschinenrichtung, welcher von einer Linie 60 eingeschlossen wird, welche parallel zur maximalen seitlichen Auskragung 38 bei Betrachtung von oben gezogen wird. Der Azimutwinkel A kann in bezug auf die Maschinenrichtung entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gemessen werden, aber der Azimutwinkel wird nicht gröper als 180º sein. Ein Befestigungssystem 20, welches geeignet zur Verwendung an einer Wegwerfwindel ist, wird vorzugsweise Häkchen 22 aufweisen mit einem Azimutwinkel, sodaß die maximale seitliche Auskragung 38 in einer Richtung ausgerichtet sein wird, mit einer Vektorkomponente lotrecht zur Maschinenrichtung des Substrats 24. Demnach können die Häkchen 22 einen Azimutwinkel von mehr als 0º, zwischen etwa 1º und etwa 180º, aufweisen, allgemein wird der Azimutwinkel größer als etwa 20º (20º - 180º), größer als etwa 45º (45º - 18º) oder größer als 60º (60º - 180º) sein. Der Azimutwinkel der Häkchen 22, die unter Verwendung des hierin beschriebenen Verfahrens hergestellt worden sind, wird vorzugsweise von etwa 20º bis etwa 160º, bevorzugter von etwa 45º bis etwa 135º, und am bevorzugtestens von etwa 60º bis etwa 120º sein. Bei einem in Figur 7 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Azimutwinkel der Häkchen 22 etwa 90º sein.
Ein Verfahren, um dem Befestigungssystem 20 einen Azimutwinkel zu verleihen, ist es, die Häkchen 22 des Befestigungssystems 20 schräg zu stellen, während sich die Häkchen 22 teilweise oder zur Gänze in einem flüssigen Zustand befinden. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Schrägstellen" auf das Beistellen einer Kraft oder eines beeinflussenden Mittels in einer Richtung mit einer Vektorkomponente lotrecht zur Maschinenrichtung des Substrats 24. Die Häkchen 22 können vorgespannt werden, wenn sie frisch geformt sind und noch nicht abgekühlt und verfestigt sind und noch formbar sind, oder die Häkchen 22 können schräggestellt werden, nachdem sie abgekühlt und verfestigt sind, durch Wiedererhitzen der Häkchen 22, sodaß sie formbar sind und sich drehen werden, wenn sie vorgespannt werden. Es gibt eine Anzahl von Verfahren, welche verfügbar sind, um die Häkchen zum Verleihen eines Azimutwinkels schrägzustellen.
Ein geeignetes Verfahren zum Verleihen eines Azimutwinkels ist es, die Häkchen 22 vorzuspannen, indem Gravitationskräfte veranlaßt werden, um auf die Häkchen 22 einzuwirken, während sich die Häkchen 22 teilweise oder zur Gänze in einem flüssigen Zustand befinden, sodaß die Gravitationskräfte die Häkchen 22 zum gewünschten Azimutwinkel ziehen werden. Dies kann durch Kippen des Substrats 24 ausgeführt werden , sodaß die Ebene des Substrats 24, in der Maschinenrichtung gesehen, nicht lotrecht durch eine Senkbleilinie durchgehen würde, sondern einen anderen Winkel als 90º mit einer Lotrechten bilden würde. Wenn die Häkchen 22 gedruckt sind und getrennt, gestattet der Winkel des Substrats 24 in bezug auf die Horizontale, der durch den Buchstaben H in Figur 8 bezeichnet ist, Gravitationskräften auf die distalen Enden der Schäfte 28 und des ergreifenden Mittels 30 einzuwirken und die Häkchen 22 gegen die Längsseite des Substrats 24 mit der geringeren Höhe zu ziehen. Vorzugsweise werden die Druckerwalze 72 und die Stützwalze 74 an einem Ende von der Horizontalen gemeinsam gekippt oder angehoben, wie in Figur 8 gezeigt, sodaß, wenn das Substrat 24 durch den Spalt 70 der Walzen durchgeht, die Längsränder des Substrats 24 auf nicht gleichen Höhen sein werden und die Gravitationskräfte, die durch den Buchstaben G in Figur 8 bezeichnet sind, auf die Häkchen 22 einwirken werden, um dem Schaft 28 einen Winkel α mit dem Substrat 24 und einen Azimutwinkel A zu verleihen (weder der Winkel α noch der Winkel A sind in Figur 8 gezeigt). Das Substrat 24 sollte gekippt werden, sodaß die Ebene des Substrats 24 einen Winkel in bezug auf die Horizontale von mindestens etwa 15º bildet. Vorzugsweise wird die Ebene des Substrats 24 in einem Winkel von mindestens 30º verlaufen.
Bei einem nicht beschränkenden Beispiel des Verfahrens kann man Bostik Polyester Aufschmelzklebstoff #7199, welcher auf eine Temperatur von etwa 387ºF (197ºC) erhitzt worden ist; eine Druckerwalze 72 mit Zellen 76 mit einem Durchmesser von 0.040 in (0.102 cm) und einer Tiefe von 0.018 in (0.046 cm), erhitzt auf eine Temperatur von etwa 350ºF (177ºC); ein Substrat aus weipem Kraftpapier mit einem Flächengewicht von 0.08 Milligramm pro Quadratmeter, mit einer Fortbewegungsgeschwindigkeit von 14 Fuß (4.266 Meter) pro Minute verwenden; und die Druckerwalze 72 und eine Stützwalze 74 werden bis zu einem Winkel von etwa 30º in bezug zur Horizontalen geneigt sein.
Ein anderes geeignetes Verfahren zum Verleihen eines Azimutwinkels ist es, die Häkchen 22 durch Aufbringen einer Druckdifferenz über die Ebene des Substrats 24 schrägzustellen, während sich die Häkchen 22 teilweise oder zur Gänze in einem flüssigen Zustand befinden, sodaß die Häkchen zum gewünschten Azimutwinkel gezwungen oder gezogen werden. Dies kann durch Fliepen eines Gases oder einer Flüssigkeit über die Ebene des Substrats 24 in einer Richtung mit einer Vektorkomponente lotrecht zur Maschinenrichtung ausgeführt werden. Die Druckdifferenz wird die Häkchen 22 veranlassen, sich gegen die Seite des Substrats mit dem geringeren Druck zu wenden oder wiederauszurichten. Vorzugsweise wird die Druckdifferenz über das Substrat 24 durch Schaffen eines Hochdrucks von einer Seite des Substrats 24 unter Verwendung von Luftdüsen, Luftnadeln oder anderen Mitteln, welche auf dem Gebiet gut bekannt sind, erzielt. Jedoch kann die Druckdifferenz über das Substrat 24 ebenso durch Herstellen eines geringen Drucks (i.e. Vakuum oder teilweises Vakuum) von einer Seite des Substrats 24 oder durch Schaffen eines hohen Druckes von einer Seite des Substrats 24 und gleichzeitiges Schaffen eines geringen Drucks an der anderen Seite des Substrats 24 erzielt werden. Die Seite des Substrats 24, welche die Hochdruck- oder die Niederdruckseite darstellt, und der Winkel in bezug auf die Maschinenrichtung, in welchem das Fluid fließt, sind abhängig vom gewünschten Azimutwinkel. Das verwendete Fluidmedium wird vorzugsweise Luft sein, obwohl andere Gase und Flüssigkeiten ebenso verwendet werden können. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "hoher Druck" auf einen Druck von mehr als dem Umgebungsdruck der Luft oder eines anderen Fluids, welches die Häkchen 22 umgibt, wenn sie zum Azimutwinkel gedreht werden. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Niederdruck" auf einen Druck von weniger als dem Umgebungsdruck der Luft oder eines anderen Fluids, welches die Häkchen 22 umgibt, wenn sie im Azimutwinkel gedreht werden.
Es sollte verständlich sein, daß es ebenso geeignet sein würde, daß der Hochdruck und/oder niedere Druck von wo anders als den Seiten des Substrats 24 kommt. Das heipt, die Hochdruckquelle und/oder Niederdruckquelle können so positioniert sein, daß die Häkchen 22 in mehr als einer Richtung gezwängt oder gezogen werden, was dem Befestigungssystem 20 eine isotropere Abziehfestigkeit verleiht. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann eine Vakuumquelle nahe den Seiten des Substrats 24 angeordnet sein und eine Druckquelle kann nahe der Mitte des Substrats 24 angeordnet sein, sodaß das maximale seitliche Auskragen 38 der Häkchen 22 im wesentlichen weg von der Mitte des Substrats 24 und gegen die Seiten des Substrats 24 beeinflußt sein wird.
Wenn eine Druckdifferenz verwendet wird, um den Häkchen 22 einen Azimutwinkel zu verleihen, wird häufig Turbulenz im gewählten Fluidmedium einige der Häkchen 22 veranlassen, aus der Ordnung zu geraten oder sinen unerwünschten Azimutwinkel anzunehmen. Um das Auftreten von Streuung der Häkchen 22 zu minimieren, ist es erwünscht, den Turbulenzenfluß des Fluidmediums zu minimieren und einen stromlinienförmigeren oder laminaren Fluß aufrechtzuerhalten. Es gibt eine Anzahl von Verfahren, welche verfügbar sind, um einen im wesentlichen laminaren Strom zu erzeugen.
Ein Verfahren zum Herstellen eines im wesentlichen laminaren Flusses stellt die Verwendung einer oder mehrerer Düsen oder Stromverstärker dar, um einem Strom kontrollierte Richtung zu verleihen. Als ein nicht beschränkendes Beispiel werden zwei im Handel erhältliche Luftströmungsverstärker 902 im Tandem verwendet. Der erste Luftströmungsverstärker 902 (durch den Buchstaben P in Figur 9 bezeichnet) hat den Abgabestrom seines Auslasses über das Substrat 24 gerichtet. Der zweite Luftströmungsverstärker 902 (durch den Buchstaben Vin Figur 9 bezeichnet) hat die Saugkraft seines Einlasses vom Substrat 24 her darüberziehend. Der Abgabestrom des ersten Luftströmungsverstärkers P wird in den Einlaß des zweiten Luftströmungsverstärkers V gezogen, was einen im wesentlichen linearen Luftzug schafft. Die Luftströmungsverstärker 902 sind in bezug auf das Substrat 24 ausgerichtet, um einen linearen Luftstrom von geringer Geschwindigkeit quer zur Maschinenrichtung zu erzeugen. Die bevorzugte Stelle des linearen Luftzuges ist unmittelbar stromabwärts vom schneidenden Hitzdraht 78 (in Figur 9 nicht gezeigt). Übermäßiger Luftstrom kann durch die Verwendung eines Gehäuses (nicht gezeigt) vermieden werden, um die Zone zu umgeben, wo der lineare Luftzug aufgebracht wird. Geeignete Luftströmungsverstärker sind im Handel von Vortec Corporation aus Cincinnati, Ohio erhältlich und werden als Transvector Modell 912/952, mit einer 25-100 SCFM rating auf den Markt gebracht. Der erforderliche Luftdruck kann variieren, aber Luftdruck von etwa 1 psi bis etwa 10 psi arbeitet gut.
Ein anderes geeignetes Verfahren, um den Häkchen 22 einen Azimutwinkel zu verleihen, ist es, die Häkchen 22 schrägzustellen, indem die Häkchen 22 mechanisch gedreht oder physikalisch gezwängt werden, während sie sich teilweise oder zur Gänze in einem flüssigen Zustand befinden. Ein nicht beschränkendes Beispiel davon ist die Verwendung eines oszillierenden oder rotierenden Trennmittels, z.B. eines Hitzdrahtes (nicht gezeigt), um die Häkchen 22 zum gewünschten Azimutwinkel zu zwingen oder zu pressen, wenn die Häkchen 22 geschnitten werden. Es gibt viele andere Verfahren, um dies auszuführen, was einem Fachmann auf dem Gebiet klar sein wird.
Es sollte ebenso verständlich sein, daß den Häkchen 22 durch Verwenden einer Kombination von Verfahren, um die Häkchen 22 schräg zu stellen, ein Azimutwinkel verliehen werden kann. Ein nicht beschränkendes Beispiel des Gebrauchs von Kombinationen von Verfahren ist die Verwendung von Gravitationskraft und Druckdifferenz über die Ebene des Substrats 24 in Kombination,um den Häkchen 22 einen Azimutwinkel zu verleihen. Ein anderes nicht beschränkendes Beispiel ist die Verwendung von Gravitationskräften und eines rotierenden Trennmittels in Kombination, um den Häkchen 22 einen Azimutwinkel zu verleihen. Viele andere Verfahren, um den Häkchen 22 einen Azimutwinkel zu verleihen, werden einem Fachmann auf dem Gebiet offenbar sein, wie es die verschiedenen Kombinationen von Methoden sein werden.

ILLUSTRATIVER GEBRAUCHSGEGENSTAND

Ein illustratives und nicht beschränkendes Beispiel der Verwendung des Befestigungssystems 120 der vorliegenden Erfindung in einem Industrieartikel folgt und ist in Figur 6 illustriert. Mechanische Befestigungssysteme sind vorteilhafterweise in wegwerfbaren absorbierenden Artikeln verwendet worden, wie in der US-Patentanmeldung Serien-Nr.07/132,281, Ausgabestapel Nr. N97, am 18.Dezember 1987 im Namen von Scripps angemeldet, geoffenbart ist, welche Anmeldung hierin durch Referenz für den Zweck des Zeigens einer Windelstruktur 110 und der vorteilhaften Verwendung des mechanischen Befestigungssystems 20 in solchen Windelstrukturen 120 aufgenommen ist.
Zum Beispiel ist es bekannt, daß mechanische Befestigungssysteme 120 weniger leicht durch Öl und Puder verunreinigt werden als klebende Bandbefestigungssysteme und weiters leicht wiederverwendet werden können. Bei Anbringen an einer Wegwerfwindel 110, welche zur Verwendung für einen Säugling gedacht ist, ergeben alle diese Merkmale Vorteile. Ebenso erzielt ein wiederbefestigbares Befestigungssystem den Vorteil, daß der Säugling überprüft werden kann um zu sehen, ob ein Beschmutzen der Wegwerfwindel 110 während der Trageperiode eingetreten ist.
Unter Bezugnahme auf Figur 6 ist eine Wegwerfwindel 110 gezeigt, welche gedacht ist, um von einem Säugling um den Unterleib getragen zu werden. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "wegwerfbarer absorbierender Artikel" auf ein Kleidungsstück, welches im allgemeinen von Säuglingen oder inkontinenten Personen getragen wird und welches zwischen die Beine gezogen wird, um die Taille des Trägers befestigt wird und gedacht ist, um nach einmaligem Gebrauch weggeworfen zu werden und nicht gewaschen oder wiederhergestellt zu werden. Eine "Wegwerfwindel" ist ein besonderer Wegwerfartikel, welcher gedacht und bemessen ist, um von einem Säugling getragen zu werden.
Eine bevorzugte Windel 110 umfaßt ein flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt 112, ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt 116 und einen absorbierenden Kern 118 zwischen dem Deckblatt 112 und dem Rückenblatt 116. Das Deckblatt 112 und das Rückenblatt 116 sind mindestens teilweise peripher aneinandergefügt um sicherzustellen, daß der Kern 118 in Position gehalten ist. Die Elemente der Windel 110 können in einer Vielzahl von Konfigurationen, welche dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sind, zusammengefügt sein, wobei eine bevorzugte Konfiguration allgemein im US-Patent Nr.3.860.003, das am 14.Jänner 1975 an Buell ausgegeben worden ist, beschrieben ist, welches Patent hierin durch Referenz für den Zweck der Offenbarung einer besonders bevorzugten Windelkonfiguration 110 aufgenommen ist.
Das Deckblatt 112 und das Rückenblatt 116 der Windel 110 sind allgemein koextensiv und, wie oben erwähnt, mindestens teilweise peripher miteinander verbunden. Das Verbinden des Deckblatts 112 und des Rückenblatts 116 kann durch einen Aufschmelzklebstoff, wie z.B. Eastobond A3, wie er von Eastman Chemical Products Company aus Kingsport, Tennessee hergestellt ist, ausgeführt werden. Der absorbierende Kern 118 hat Längenund Breitendimensionen allgemein geringer als jene des Deckblatts 112 und des Rückenblatts 116. Der Kern 118 ist zwischen dem Deckblatt 112 und dem Rückenblatt 116 in feststehender Beziehung dazwischengelegt.
Die Peripherie der Windel 110 umfaßt gegenüberliegend angeordnete erste und zweiten Enden 122 und 124. Die Windel 110 hat einen ersten Taillenabschnitt 142 und einen zweiten Taillenabschnitt 144, welche sich jeweils vom ersten Ende 122 und vom zweiten Ende 124 der Peripherie der Windel 110 gegen die Quermittellinie der Windel 110 über eine Distanz von etwa einem Fünftel bis etwa einem Drittel der Länge der Windel 110 erstrecken. Die Taillenabschnitte 142 und 144 umfassen jene Abschnitte der Windel 110, welche beim Tragen die Taille des Trägers umgürten, und sind im allgemeinen an der höchsten Erhebung der Windel 110, wenn der Träger sich in der aufrechten Position befindet. Der Schritt 146 der Windel 110 ist jener Abschnitt der Windel zwischen dem ersten Taillenabschnitt 142 und dem zweiten Taillenabschnitt 144 und ist beim Tragen zwischen den Beinen des Trägers positioniert.
Der absorbierende "Kern" ist irgendein Mittel zum Absorbieren und Zurückhalten von flüssigen Körperausscheidungen. Der absorbierende Kern 118 ist im allgemeinen komprimierbar, anpapbar und die Haut des Trägers nicht reizend. Ein bevorzugter Kern 118 hat erste und zweite gegenüberliegende Seiten und kann, wenn erwünscht, weiters von Gewebeschichten umgeschlossen sein. Eine gegenüberliegende Seite des Kerns 118 ist gegen das Deckblatt 112 gerichtet und die andere gegenüberliegende Seite ist gegen das Rückenblatt 116 gerichtet.
Der absorbierende Kern 118 ist am Rückenblatt 116 aufgelegt und vorzugsweise damit durch irgendein Mittel, welches auf dem Gebiet bekannt ist, wie z.B. eine Klebebindung, verbunden. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Klebebindung durch Längsklebebänder ausgeführt, welche den Kern 118 mit dem Rückenblatt 116 verbinden. Das Rückenblatt 116 ist für Flüssigkeiten undurchlässig und hindert vom absorbierenden Kern 118 absorbierte und darin gehaltene Flüssigkeiten am Benetzen von Unterwäsche, Kleidung, Bettzeug und anderen Gegenständen, welche die Windel 110 berühren. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Rückenblatt" auf irgendeine Sperre, welche vom Kern 118 auswärts angeordnet ist, wenn die Windel 110 getragen wird und welche innerhalb der Windel 110 absorbierte Flüssigkeiten enthält. Vorzugsweise ist das Rückenblatt 116 eine Polyolefin-Folie von etwa 0.012 bis etwa 0.051 mm (0.0005-0.002 in) in der Stärke. Eine Polyethylen-Folie ist besonders bevorzugt, wobei eine geeignete Folie von Monsanto Company aus St. Louis, Missouri als Folie No.8020 hergestellt wird. Gewünschtenfalls kann das Rückenblatt 116 geprägt oder matt gefinisht sein, um ein texilähnlicheres Aussehen zu erzielen, oder mit Durchgängen versehen sein, um ein Entweichen von Dämpfen zu erlauben.
Das Deckblatt 112 ist biegsam, in der Berührung angenehm und die Haut des Trägers nicht reizend. Das Deckblatt 112 verhindert Kontakt des absorbierenden Kerns 118 und von Flüssigkeiten darin mit der Haut des Trägers. Das Deckblatt 112 ist flüssigkeitsdurchlässig, wobei es Flüssigkeiten erlaubt, leicht hindurchzupenetrieren. Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Deckblatt" auf irgendeine flüssigkeitsdurchlässige Lage, welche die Haut des Trägers berührt, während die Windel 110 getragen wird, und den Kern 118 am Berühren der Haut des Trägers hindert. Das Deckblatt 112 kann aus gewebten, nicht-gewebten, Spinnvlies- oder gekrempelten Materialien sein. Ein bevorzugtes Deckblatt 112 ist gekrempelt und thermisch durch Mittel gebunden, welche den Fachleuten auf dem Gebiet der nichtgewebten Textilien bekannt sind. Ein besonders bevorzugtes Deckblatt 112 hat ein Gewicht von etwa 18 bis etwa 25 Gramm pro Quadratmeter, eine Minimum-Trockenzugfestigkeit von etwa 400 Gramm pro Zentimeter in der Maschinenrichtung und eine Naßzugfestigkeit von mindestens etwa 55 Gramm pro Zentimeter quer zur Maschinenrichtung.
Die Windel 110 ist mit einem Befestigungssystem 120 und einer aufnehmenden Oberfläche 153 zum Halten des ersten Taillenabschnitts 142 und des zweiten Taillenabschnittes 144 in einer überlappenden Konfiguration beim Tragen der Windel 110 versehen, sodaß die Windel 110 am Träger befestigt ist. Demnach wird die Windel 110 an den Träger angelegt und ein Seitenverschluß wird gebildet, wenn das Befestigungssystem 120 an der aufnehmenden Oberfläche 153 befestigt wird.
Das Befestigungssystem 120 sollte Trennkräften widerstehen, welche während der Trageperiode auftreten. Der Ausdruck "Trennkräfte " bezieht sich auf Kräfte, welche auf das Befestigungssystem 120 und die aufnehmende Oberfläche 153 einwirken, welche tendieren, um Separieren, Freigeben oder Entfernen des Befestigungssystems 120 von der aufnehmenden Oberfläche 153 auszulösen. Trennkräfte inkludieren sowohl Scher- als auch Abziehkräfte. Der Ausdruck "Scherkraft" bezieht sich auf distributive Kräfte, welche allgemein tangential zur aufnehmenden Oberfläche 153 einwirken und welche als allgemein parallel zur Ebene des Substrats des Befestigungssystem 120 gedacht sein können. Der Ausdruck "Abziehkräfte" bezieht sich auf distributive Kräfte, welche in der allgemeinen Längsrichtung und lotrecht zur Ebene der aufnehmenden Oberfläche 153 und zu den Substraten des Befestigungssystems 120 einwirken.
Scherkräfte werden durch Spannungsziehen des Befestigungssystems 120 und der aufnehmenden Oberfläche 153 in entgegengesetzte Richtungen allgemein Parallel zu den Ebenen der jeweiligen Substrate gemessen. Das Verfahren, welches verwendet wird, um den Widerstand eines Befestigungssystems 120 und einer aufnehmenden Oberfläche 153 gegenüber Scherkräften zu bestimmen, ist detaillierter im US-Patent Nr.4,699,622, an Toussant et al. am 13.Oktober 1987 ausgegeben, erläutert, welches Patent hierin durch Referenz für den Zweck des Beschreibens der Messung von Scherkräften aufgenommen ist.
Abziehkräfte werden durch Spannungsziehen des Befestigungssystems 120 von der aufnehmenden Oberfläche 153 in einem eingeschlossenen Winkel von etwa 135º gemessen. Das Verfahren, welches verwendet wird, um den Widerstand eines Befestigungssystems 120 und einer aufnehmenden Oberfläche 153 gegenüber Abziehkräften zu bestimmen, ist detaillierter in der US-Patentanmeldung Serien-No.07/132,281, Ausgabestapel No. N87, angemeldet am 18.November 1987 im Namen von Scripps, erläutert, welche Anmeldung hierin durch Referenz für den Zweck des Beschreibens der Messung von Abziehkräften aufgenommen ist.
Trennkräfte werden typischerweise durch Bewegungen des Trägers oder durch den Träger, der versucht, die Windel 110 zu lösen, erzeugt. Im allgemeinen sollte ein Säugling nicht fähig sein, eine Windel 110, die der Säugling trägt, zu lösen oder zu entfernen, noch sollte die Windel 110 in Gegenwart von normalen Separationskräften, welche während normalen Tragens auftreten, unbefestigt werden. Jedoch sollte ein Erwachsener fähig sein, die Windel 110 zu entfernen, um sie zu wechseln, wenn sie beschmutzt ist, oder um zu überprüfen um zu sehen, ob ein Beschmutzen eingetreten ist. Im allgemeinen sollten das Befestigungssystem 120 und die aufnehmende Oberfläche 153 einer Abziehkraft von mindestens 200 Gramm, vorzugsweise von mindestens etwa 500 Gramm, und bevorzugter von mindestens etwa 700 Gramm, widerstehen. Weiters sollten das Befestigungssystem 120 und die aufnehmende Oberfläche 153 einer Scherkraft von mindestens 500 Gramm, vorzugsweise mindestens etwa 750 Gramm, und bevorzugter mindestens 1000 Gramm widerstehen.
Die aufnehmende Oberfläche 153 kann in einer ersten Position irgendwo an der Windel 110 angeordnet sein, solange als die aufnehmende Oberfläche 153 das Befestigungsmittel ergreift, um den ersten Taillenabschnitt 142 und den zweiten Taillenabschnitt 144 in einer überlappenden Konfiguration zu halten. Beispielsweise kann die aufnehmende Oberfläche 153 an der au- Penseitigen Oberfläche des zweiten Taillenabchnitts 144, an der innenseitigen Oberfläche des ersten Taillenabschnitts 142 oder an irgendeiner anderen Position an der Windel 110, an welcher sie angeordnet ist, angeordnet sein, um so mit dem Befestigungssystem 120 in Eingriff zu kommen. Die aufnehmende Oberfläche 153 kann integral, ein an die Windel 110 angefügtes diskretes Element oder ein einziges Materialstück sein, das weder geteilt noch diskontinuierlich mit einem Element der Windel 110, wie dem Deckblatt 112 oder dem Rückenblatt 116, ist.
Während die aufnehmende Oberfläche 153 verschiedene Größen und Formen annehmen kann, umfaßt die aufnehmende Oberfläche 153 vorzugsweise einen oder mehrere integrale Flecken, welche über die außenseitige Oberfläche des zweiten Taillenabschnitts 144 angeordnet sind, um an der Taille des Trägers die maxiamale Sitzeinstellung zu gestatten. Wie in Figur 6 illustriert, ist die aufnehmende Oberfläche 153 vorzugsweise ein länglicher rechteckig geformter integraler Bauteil, welcher an der äußeren Oberfläche des zweiten Taillenabschnitts 144 befestigt ist.
Eine geeignete aufnehmende Oberfläche 153 ist ein nicht gewebtes Textil, ist stichgebunden oder irgendeine andere Art von Faser- oder Schlaufenmaterial, welches auf dem Gebiet gut bekannt ist. Die aufnehmende Oberfläche 153 kann aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt sein, welche Faserelemente und vorzugsweise Schlaufen, beistellen, welche fähig sind, um vom ergreifenden Mittel ergriffen und zurückgehalten zu werden. Geeignete Materialien inkludieren Nylon, Polyester, Polypropylen und Kombinationen derselben. Eine geeignete aufnehmende Oberfläche 153 umfaßt eine Anzahl von Faserschlaufen, welche von einem Gewebe abragen, und ist im Handel als Scotchmate Brand Nylon, gewebte Schlaufe Nr. FJ3401, welches von Minnesota Mining and Manufacturing Company aus St.Paul, Minnesota verkauft wird, erhältlich. Eine andere geeignete aufnehmende Oberfläche 153 umfaßt ein Trikotgewebe mit einer Mehrzahl von Nylon- Filamentschlaufen, welche von einer Nylonunterlage abragen, und ist im Handel von Gilford Mills aus Greensboro, North Carolina erhältlich und Gilford Nr.16110 bezeichnet. Eine besonders bevorzugte aufnehmende Oberfläche ist stichgebundenes Schlaufenmaterial, welches von Milliken Company aus Spartanburg, South Carolina unter der Nr.970026 verkauft wird.
Das Befestigungssystem 120 ist gedacht, um die komplementäre aufnehmende Oberfläche 153 zu ergreifen, um einen sicheren Sitz für die Windel 110 zu ergeben. Das Defestigungssystem 120 kann irgendeine der gut bekannten Konfigurationen, welche verwendet werden, um einen Seitenverschluß an einer Wegwerfwindel 110 zu erzielen, umfassen.
Das Substrat des Befestigungssystems 120 ist an die Windel 110 in beabstandeter Beziehung von der aufnehmenden Oberfläche 153 angefügt. Wie in Figur 6 gezeigt, ist das Befestigungssystem 120 vorzugsweise sowohl an der ersten Längsseite als auch an der zweiten Längsseite der Windel 110 angeordnet. Eine bevorzugte Konfiguration für das Befestigungssystem 120 minimiert jeglichen möglichen Kontakt zwischen den Häkchen des Befestigungssystems 120 und der Haut des Trägers. Eine bevorzugte Anordnung des Befestigungssystems 120 ist eine Y-förmige Bandanordnung, welche im US-Patent Nr.3,848,594, an Buell am 129.November 1974 ausgegeben, im Detail beschrieben ist. Eine alternativ bevorzugte Anordnung des Befestigungssystems 120 ist im Detail im US-Patent Nr.4,699,622, an Toussant et al. am 13.Oktober 1987 ausgegeben, beschrieben, wobei beide diese Patente hierin durch Referenz für den Zweck des Illustrierens von verschiedenen Anordnungen des Befestigungssystems 120 an der Wegwerfwindel 110 aufgenommen sind.
Das Befestigungssystem 120 von Figur 6 hat ein Herstellerende 156 und ein gegenüberliegend angeordnetes Verwenderende 158. Das Herstellerende 156 ist mit der Windel 110 vorzugsweise in Übereinanderlage mit dem ersten Taillenabschnitt 142 verbunden. Das Verwenderende 158 ist das freie Ende und ist an der aufnehmenden Oberfläche 153 befestigt wenn die Windel 110 am Träger befestigt ist.
Nachdem die Windel 110 um die Taille des Trägers angelegt worden ist, wird das Verwenderende 158 des Befestigungssystems 120 an der aufnehmenden Oberfläche 153 lösbar befestigt, und vorzugsweise am zweiten Taillenabschnitt 144 positioniert, wobei dadurch die Windel 110 veranlaßt wird, die Taille des Trägers zu umgürten. Die Windel 110 hat nun einen Seitenverschluß bewirkt. Die Häkchen (nicht gezeigt) erstrecken sich vom Befestigungssystem 120 des Verwenderendes 158, sodaß die ergreifenden Mittel der Häkchen die Litzen der aufnehmenden Oberfläche 153 erfassen.
Ein Befestigungssystem 120 und eine komplementäre aufnehmende Oberfläche 153, welche einen Widerstand gegenüber Abziehkräften im Ausmaß von 700 Gramm und einen Widerstand gegenüber Scherkräften im Ausmaß von 1000 Gramm ergeben, kann wie folgt entsprechend den spezifischen Parametern des Befestigungssystems 120, wie sie im zuvor erwähnten Abschnitt "Herstellungsverfahren" erläutert worden sind, konstruiert werden. Die komplementäre aufnehmende Oberfläche 153, welche in Verbindung mit dem Befestigungssystem 120 verwendet wird, ist das zuvor erwähnte Milliken Company Nr.970026 Textil mit stichgebundener Schlaufe.
Das Befestigungssystem 120 ist mindestens etwa 2.54 Zentimeter (1 in) in der Breite und kann von irgendeiner Länge sein, welche ein passendes Verwenderende 158 ergibt, wobei eine Länge von mindestens etwa 3.5 Zentimeter (1.4 in) bevorzugt ist. Der Raster der Häkchen des Befestigungssystems 120 umfaßt eine Matrix mit etwa 26 Häkchen pro Quadratzentimeter (169 Häkchen pro in²). Die Häkchen sind vorzugsweise in im wesentlichen derselben Richtung ausgerichtet und liegen dem Verwenderende 158 des Befestigungsbandes gegenüber.
Beim Gebrauch wird die Windel 110 an den Träger durch Positionieren des ersten Taillenabschnitts 142 um den Rücken des Trägers und Ziehen des restlichen Teils der Windel 110 zwischen die Beine des Trägers angelegt, sodaß der zweite Taillenabschnitt 144 über der Vorderseite des Trägers angeordnet ist. Die Verwenderenden 158 des Befestigungssystems 120 werden daraufhin an der aufnehmenden Oberfläche 153 an der außenseitigen Oberfläche des zweiten Taillenabschnitts 144 befestigt, um einen Seitenverschluß zu bilden.

Claims

1. Ein Verfahren zum Herstellen eines Eefestigungsmaterials mit Häkchen (22, 22', 22"), wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Erhitzen eines thermisch empfindlichen Materials auf mindestens den Schmelzpunkt; Ablegen diskreter Mengen des genannten thermisch empfindlichen Materials auf ein transportiertes Substrat; Dehnen der genannten diskreten Mengen thermisch empf indlichen Materials in einer Richtung mit einer Vektorkomponente parallel zur Ebene des genannten Substrats (24, 24', 24' '); und wobei das genannte gedehnte thermisch empfindliche Material vorliegt, um Häkchen mit Schaften (28, 28', 28") zu bilden, wobei jeder der genannten Schaffte daran ein distales Ende und ein ergreifendes Mittel (30, 30', 30") aufweist; und gekennzeichnet durch

Ausrichten der genannten Schäfte der genannten Häkchen, um einen im wesentlichen einheitlichen Azimutwinkel (A) von 20 Grad bis 160 Grad in Bezug auf die Maschinenrichtung des Substrats zu ergeben.

2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der genannte Azimutwinkel (A) von 45 Grad bis 135 Grad ist.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der genannte Azimutwinkel (A) von 60 Grad bis 120 Grad ist.

4. Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der genannte Schritt, mit welchem den genannten Schäften (28, 28', 28") ein Azimutwinkel (A) verliehen wird, ein Schrägstellen der genannten Häkchen (22, 22', 22") umfaßt.

5. Ein Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem das genannte Schragstellen ausgeführt wird, während die Häkchen (22, 22', 22") frisch geformt und noch nicht verfestigt sind.

6. Ein Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem der genannte Schritt des Schrägstellens des genannten Häkchens (22, 22', 22") ein Aufbringen einer Fluiddruckdifferenz auf mindestens einen Abschnitt des genannten Häkchens in einer Richtung mit einer Vektorkomponente lotrecht zur genannten ersten Richtung umfaßt.

7. Ein Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem der genannte Schritt des Aufbringens einer Fluiddruckdifferenz das Fließen eines Gases von einer Hochdruckzone zu einer Niederdruckzone über das Substrat umfaßt.

8. Ein Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem die genannte Druckdifferenz von 6,9kPa (1 Pfund pro Quadratinch) bis 69kPa (10 Pfund pro Quadratinch) ist.

9. Ein Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei welchem der genannte Gasfluß im wesentlichen laminar ist.

10. Ein Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem der genannte Schritt des Beistellens eines im wesentlichen laminaren Gasflusses über das Substrat ein Strömen von Gas durch mindestens einen Strömungsverstarker (902) umfaßt.

11. Ein Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem erste und zweite Strömungsverstärker (P; V) verwendet werden, sodaß der Ausfluß des ersten Strömungsverstärkers (P) in den Sog des zweiten Strömungsverstärkers (V) gezogen wird.

12. Ein Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem der genannte Schritt des Schrägstellens der genannten Häkchen (22, 22', 22") umfaßt, daß die genannten Hakchen Gravitationskräften unterworfen werden.

13. Ein Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem der genannte Schritt, mit welchem die genannten Häkchen (22, 22', 22") Gravitationskräften unterworfen werden, ein vertikales Neigen des genannten Substrats in einem Winkel (H) in Bezug zur Horizontalen umfaßt.

14. Ein Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem das genannte Substrat in einem Winkel (H) von mindestens 15 Grad zur Horizontalen geneigt wird.

15. Ein Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem das genannte Substrat in einem Winkel (H) von mindestens 30 Grad zur Horizontalen geneigt wird.

16. Ein Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem der genannte Schritt des Schrägstellens der genannten Häkchen (22, 22', 22") sowohl das Aufbringen einer Fluiddruckdifferenz auf die genannten Häkchen als auch das Unterwerfen der genannten Hakchen den Gravitationskraften umfaßt.

17. Ein Befestigungsmaterial zum Befestigen einer komplementaren aufnehmenden Oberflache (153), wobei das genannte Befestigungsmaterial ein Substrat (24, 24', 24"); und eine Mehrzahl von Hakchen (22, 22', 22") umfaßt, wobei jedes Hakchen einen Schaft (28, 28', 28") aufweist, welcher mit dem genannten Substrat an einer Basis verbunden ist, wobei der genannte Schaft ein proximales Ende aufweist, welches an die genannte Basis anschließt und vom genannten Substrat auswärts abragt, wobei der genannte Schaft einen Anlaufwinkel (βL, βL') und einen Nachlaufwinkel (βT, βT') aufweist, wobei der genannte Anlaufwinkel im wesentlichen unterschiedlich vom genannten Nachlaufwinkel ist, wobei der genannte Schaft in Bezug auf die Ebene des genannten Substrats nicht lotrecht ausgerichtet ist, wobei die genannten Schäfte ausgerichtet sind, um einen im wesentlichen einheitlichen Azimutwinkel (A) von 20 Grad bis 160 Grad in Bezug auf die Maschinenrichtung des Substrats zu ergeben; wobei jedes Häkchen weiters ein ergreifendes Mittel (30, 30', 30") aufweist, welches mit dem jeweiligen genannten Schaft verbunden ist und von der Peripherie des genannten Schafts seitlich darüberhinaus abragt.

18. Ein Material gemäß Anspruch 17, bei welchem der genannte Azimutwinkel (A) von 45 Grad bis 135 Grad ist.

19. Ein Material nach Anspruch 17, bei welchem der genannte Azimutwinkel (A) von 60 Grad bis 120 ist.

20. Ein absorbierender Artikel, welcher ein Deckblatt (112); ein Rückenblatt (116), welches mit dem genannten Deckblatt verbunden ist; einen absorbierenden Kern (118), welcher zwischen dem genannten Deckblatt und dem genannten Rückenblatt positioniert ist; und ein Befestigungssystem (20, 20', 20") umfaßt, welches ein Befestigungsmaterial, welches gemäß dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 16 hergestellt ist, oder ein Befestigungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19 umfaßt.