專利名稱：對(duì)皮膚友好的鉤緊固元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉤和環(huán)緊固的鉤元件。更具體地，該鉤元件減小通常由于大多數(shù)鉤元件引起的皮膚刺激。
背景很多緊固系統(tǒng)中，例如尿布緊固系統(tǒng)，包括易于扣緊和松開(kāi)的鉤和環(huán)系統(tǒng)。鉤元件通常包括平的塑料薄片疊層，上面具有大量突出的鉤，可以與環(huán)元件上的大量環(huán)接合。鉤元件的突出鉤以及硬的、平的塑料背襯，如果與人的皮膚接觸，則產(chǎn)生紅斑和刺激，例如嬰兒的皮膚與尿布緊固系統(tǒng)的鉤元件接觸。
鉤和環(huán)緊固的改進(jìn)常常集中在性能上，例如改進(jìn)接合或者提高剝離和剪切強(qiáng)度。但是，這些改進(jìn)不會(huì)消除皮膚刺激的問(wèn)題。
對(duì)于鉤和環(huán)緊固的鉤元件，需要或希望其在與人的皮膚接觸時(shí)，減小或消除紅斑和/或刺激的發(fā)生。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及鉤和環(huán)緊固中皮膚友好的鉤元件，以及包括這種鉤元件的產(chǎn)品。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鉤的聚集具有大的縱橫比。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，鉤元件具有高柔性的鉤背襯。在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，鉤元件是由高柔性的聚合物制造的。對(duì)這些鉤元件的改進(jìn)的任何一項(xiàng)，或者這些改進(jìn)的綜合，都得到觸摸起來(lái)柔軟的皮膚友好的鉤元件，并如果與人的皮膚接觸時(shí)，減小或消除紅斑和/或刺激的發(fā)生。
更具體地，相對(duì)于鉤元件背襯的表面積，具有大百分?jǐn)?shù)鉤縱橫比的鉤元件，與具有小百分?jǐn)?shù)鉤縱橫比的鉤元件相比，減小了刺激皮膚的危險(xiǎn)。鉤縱橫比的最大化可以通過(guò)綜合具有大縱橫比的單個(gè)的鉤以及鉤元件上鉤的較高密度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
考慮皮膚友好性，使用柔性的鉤背襯材料也是有益的。柔性的材料可以在壓力作用下彎曲，從而不會(huì)像剛性鉤背襯那樣使鉤刺入穿戴者。一種使鉤背襯更加柔軟的方法是減小其厚度。也可以優(yōu)化鉤背襯的外形，產(chǎn)生厚度變化或具有小孔的區(qū)域，從而獲得高柔性的鉤背襯。鉤背襯也可以由柔性的聚合物制成。
在大的平帶尺度上，以及也可以在小的微觀鉤水平上，由高柔性聚合物制成的鉤元件能隨著穿戴者的運(yùn)動(dòng)而折曲和彎曲。由于具有柔性，鉤元件的邊緣幾乎不可能刺入穿戴者。而且，每個(gè)單個(gè)的鉤在壓力作用下彎曲，從而減輕導(dǎo)致皮膚刺激的應(yīng)力。
鉤元件，由高柔性聚合物制成的，和/或具有高柔性的背襯，和/或具有大量大縱橫比的鉤集合，明顯減小了皮膚刺激，因?yàn)榇蟠鬁p小了壓力產(chǎn)生的應(yīng)力。
如上所述，本發(fā)明的一個(gè)特征和優(yōu)點(diǎn)是提供一種鉤和環(huán)緊固的鉤元件，減小或消除與人皮膚接觸時(shí)紅斑和/或刺激的產(chǎn)生。
這種鉤元件特別適合在一次性的吸收性物品上的緊固系統(tǒng)中使用。這種適合的物品的例子包括尿布、訓(xùn)練短褲、女性衛(wèi)生用品、失禁用品、其它個(gè)人保健或衛(wèi)生保健服裝，包括醫(yī)用服裝，等等。本發(fā)明的一些方面體現(xiàn)在尿布、訓(xùn)練短褲、女性衛(wèi)生用品、失禁用品或醫(yī)用服裝上，這些物品包括以可釋放方式連接的兩種基體材料或者具有一種基體材料的區(qū)域，其中一種材料或區(qū)域具有這時(shí)所述的一種鉤緊固，另一種具有環(huán)元件，或者另一種以可釋放方式與鉤元件接合。在特定的實(shí)施例中，鉤元件對(duì)穿戴者的皮膚提供皮膚友好的表面。
本發(fā)明的特征是提供改進(jìn)的鉤元件，與配對(duì)的環(huán)元件一起用于鉤和環(huán)的固定，鉤元件包括鉤背襯以及多個(gè)從鉤背襯一個(gè)側(cè)面突出的鉤。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，鉤元件的總縱橫比，如同這里定義的，在40％到55％的范圍內(nèi)(優(yōu)選地，45％到50％；更優(yōu)選地，47％)。
對(duì)于某些應(yīng)用，鉤包括從彈性熱塑性聚合物和茂金屬催化的聚合物組成的組中選擇的聚合物。
鉤設(shè)置在鉤背襯上，在某些實(shí)施例中，其密度為每平方厘米155到310個(gè)鉤(優(yōu)選地，每平方厘米186到279個(gè)鉤；更優(yōu)選地，每平方厘米202到248個(gè)鉤)。
在一些情況下，鉤是J形的，和/或具有樹(shù)脂模制的頭部，和/或具有至少一個(gè)平的橫側(cè)面。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，鉤背襯具有不均勻的厚度，鉤周圍區(qū)域的厚度較大，鉤之間區(qū)域的厚度較小。
優(yōu)選地，鉤元件在鉤背襯的周邊具有傾斜的邊緣。
優(yōu)選地，至少一部分鉤背襯的厚度從一個(gè)正數(shù)到3.5密耳(88.9微米)，更優(yōu)選的是0.5密耳(12.7微米)到3.0密耳(76.2微米)，最優(yōu)選的是1.0密耳(25.4微米)到2.5密耳(63.5微米)。
鉤背襯可以在至少一個(gè)表面具有壓花的紋理，或穿透的小孔，用于提高柔性。
根據(jù)另一個(gè)方面，大量鉤中的每一個(gè)具有至少一個(gè)圓形的自由末端，每個(gè)鉤包括聚合物，該聚合物的整體撓曲模量為7kpsi(48MPa)到30kpsi(207MPa)，優(yōu)選的是7kpsi(48MPa)到25kpsi(173MPa)，更優(yōu)選的是7kpsi(48MPa)到15kpsi(104MPa)。
在一些實(shí)施例中，鉤背襯包括聚合物，該聚合物的整體撓曲模量為7kpsi(48MPa)到90kpsi(621MPa)，優(yōu)選的是7kpsi(48MPa)到70kpsi(483MPa)，更優(yōu)選的是7kpsi(48MPa)到50kpsi(345MPa)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，鉤元件有效地包括多于一個(gè)的本發(fā)明提高皮膚友好性的特征，在一個(gè)這樣的組合中，鉤元件的總縱橫比在20％到55％的范圍內(nèi)；鉤背襯具有不均勻的厚度，鉤周圍區(qū)域的厚度較大，鉤之間區(qū)域的厚度較?。徊⑶颐總€(gè)鉤包括聚合物，該聚合物的整體撓曲模量為7kpsi(48MPa)到30kpsi(207MPa)。
根據(jù)另一個(gè)方面，鉤元件包括至少一行邊緣過(guò)渡元件，從背襯一個(gè)縱向邊緣與鉤陣列之間的背襯上伸出，邊緣過(guò)渡元件的高度低于鉤的標(biāo)稱高度。優(yōu)選地，至少兩行邊緣過(guò)渡元件從縱向邊緣與鉤陣列之間的背襯上伸出，外面一行的邊緣過(guò)渡元件的高度低于鉤與外面一行邊緣過(guò)渡元件之間的內(nèi)面一行邊緣過(guò)渡元件。更優(yōu)選地，三行邊緣過(guò)渡元件從縱向邊緣與鉤陣列之間的背襯上伸出，每行邊緣過(guò)渡元件的高度高于任何更靠近縱向邊緣的過(guò)渡元件。
在一些實(shí)施例中，邊緣過(guò)渡元件具有模制的形狀，和/或其上表面從靠近縱向邊緣向上傾斜。
根據(jù)另一個(gè)方面，鉤元件包括至少一行末端過(guò)渡元件，該末端過(guò)渡元件從背襯一個(gè)末端與鉤陣列之間的背襯上伸出，邊緣過(guò)渡元件的高度低于鉤的標(biāo)稱高度。優(yōu)選地，鉤元件包括至少兩行(例如，三行)末端過(guò)渡元件從背襯的末端與鉤陣列之間的背襯上伸出，外面一行末端過(guò)渡元件的高度低于鉤與外面一行末端過(guò)渡元件之間的內(nèi)面一行末端過(guò)渡元件。
根據(jù)又一個(gè)方面，鉤元件具有邊緣裙邊，該邊緣裙邊從背襯的縱向邊緣與鉤陣列之間的背襯一側(cè)伸出。裙邊的延伸高度大于鉤的標(biāo)稱高度并且其位置非常靠近鉤的陣列，當(dāng)向鉤的陣列偏轉(zhuǎn)時(shí)裙邊覆蓋最靠近一行鉤的上邊緣。優(yōu)選地，邊緣裙邊與背襯整體模制在一起。
根據(jù)另一個(gè)方面，鉤元件的背襯模制形成V形突起，V形突起伸出背襯的平面并朝向背襯上鉤伸出的一側(cè)，并且設(shè)置在鉤陣列與背襯邊緣之間。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，疊層具有層疊在鉤元件上的底層，用于與鉤和環(huán)連接的配對(duì)環(huán)元件一起使用。鉤元件包括基本平面的鉤背襯和許多鉤，這些鉤排成陣列并從鉤背襯上朝底層相反的一側(cè)伸出。特別地，如同迭層狀態(tài)，鉤元件的背襯形成不連續(xù)的V形突起，其遠(yuǎn)離底層伸出背襯平面以外，V形突起設(shè)置在鉤陣列與背襯邊緣之間。
在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，底層延伸超出鉤元件的一個(gè)縱向邊緣，用以將迭層固定在服裝上(例如尿布或上述的其它類型服裝)，作為服裝的閉合。
在一些情況下，鉤元件的背襯模制形成V形突起。
本發(fā)明還提供成形迭層鉤元件的方法，該方法包括將鉤帶固定在材料的底層上。鉤帶具有基本平面的鉤背襯和許多鉤，這些鉤排列成陣列并從鉤背襯的一側(cè)朝底層材料相反的一側(cè)伸出，鉤帶固定在材料的底層上，使鉤元件的背襯形成連續(xù)的突起，突起朝背襯上鉤伸出的一側(cè)伸出背襯的平面以外，并在固定到底層材料上的背襯的部分之間。突起設(shè)置在鉤陣列與背襯邊緣之間。
在一些應(yīng)用中，該方法包括，在將鉤帶固定到底層材料上之前，沿間隔開(kāi)的鉸鏈點(diǎn)折起鉤帶，使一部分背襯彎曲超出其平面以形成突起。
下面的附圖和描述中給出了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從說(shuō)明、附圖和權(quán)利要求中變得更加清楚。
附圖描述

圖1是鉤元件和環(huán)元件相互接合之前的正視圖；圖2是具有圓形自由端的鉤元件的單個(gè)鉤的正視圖；圖3是具有至少一個(gè)圓形自由端的鉤元件的單個(gè)鉤的側(cè)視圖；圖4是具有至少一個(gè)圓形自由端的鉤元件的單個(gè)鉤的側(cè)視圖；圖5是具有至少一個(gè)圓形自由端的鉤元件的單個(gè)鉤的側(cè)視圖；圖6是具有兩個(gè)圓形自由端的鉤元件的單個(gè)鉤的正視圖；圖7是具有平自由端的鉤元件的單個(gè)鉤的正視圖；圖8是具有平自由端的鉤元件的單個(gè)鉤的側(cè)視圖；圖9是鉤元件的透視圖；圖10是確定鉤的頭部尺寸用于計(jì)算縱橫比；圖10A表示鉤的頭部區(qū)，這是圖10中虛線平行六面體的上表面區(qū)域；圖11是具有不同厚度鉤背襯的鉤元件的透視圖；圖12是鉤帶的頂視圖，鉤帶上具有沿橫向方向?qū)R的相鄰縱向行的鉤；圖12A是鉤帶的頂視圖，鉤帶上具有沿橫向方向相互交錯(cuò)的相鄰縱向行的鉤；
圖13是現(xiàn)前技術(shù)鉤帶的邊緣鉤行與皮膚接觸的端視圖；圖14是具有邊緣過(guò)渡特征的改進(jìn)鉤帶的邊緣與皮膚接觸的端視圖；圖15是具有第二形式的過(guò)渡邊緣特征的改進(jìn)鉤帶的端視圖；圖16是皮膚與現(xiàn)前技術(shù)的鉤和末端接觸的側(cè)視圖；圖17是皮膚與具有末端過(guò)渡特征的改進(jìn)鉤帶的鉤和末端接觸的側(cè)視圖；圖18也表示鉤件附近的末端過(guò)渡特征；圖19是具有兩末端過(guò)渡特征和邊緣過(guò)渡特征的改進(jìn)鉤帶的透視圖；圖20是具有邊緣裙邊的鉤帶的端視圖；圖20A是圖20的鉤帶的縱向邊緣與皮膚接觸的端視圖；圖21是圖20鉤帶的透視圖；圖22是用于成形圖21的鉤帶的一部分模輥的剖視圖；圖23是尿布片的縱剖視圖，尿布片具有改進(jìn)的鉤帶部分固定在片上，鉤帶包括連續(xù)的邊緣保護(hù)；圖24是用于成形圖5的寬鉤的成形腔的剖視圖。
附圖中相似的附圖標(biāo)號(hào)表示相似的元件。
定義在本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的上下文中，下面的每個(gè)術(shù)語(yǔ)或短語(yǔ)包括如下的意思。
“縱橫比”指鉤元件的相對(duì)鉤頭密度。這個(gè)比例與鉤頭部的接合面積相關(guān)，對(duì)應(yīng)于鉤頭部穿入環(huán)元件時(shí)接合環(huán)元件的最大瞬時(shí)位移面積。在本發(fā)明的上下文中，當(dāng)鉤頭部與人皮膚接觸時(shí)它影響對(duì)鉤元件的感覺(jué)?？v橫比表示為鉤頭部的總面積除以鉤元件的總面積。在位于鉤背襯上方的某一高度處測(cè)量鉤頭部面積，此處包括鉤頭部的最大突出。
“機(jī)器交叉方向”指平行于鉤背襯并垂直于鉤最大突出的橫向的方向。蘑菇形的鉤在所有側(cè)面具有相等的突出，因此沒(méi)有此定義的機(jī)器交叉方向。
“柔性的”指材料具有順從性并易于成形為與所述材料接觸的物體的形狀和輪廓。
“機(jī)器方向”指平行于鉤背襯并沿鉤最大突出的橫向的方向，與“機(jī)器交叉方向”相對(duì)，“機(jī)器交叉方向”是指基本垂直于機(jī)器方向的方向。蘑菇形狀的鉤在所有側(cè)面具有相等的突出，因此沒(méi)有定義的機(jī)器方向。
“醫(yī)用服裝”包括醫(yī)用的(例如，保護(hù)性的和/或外科的)長(zhǎng)袍、帽子、手套、鋪巾、面罩、血壓袖帶、繃帶等等。
“無(wú)尖的”指鈍的或光滑的表面，并且不會(huì)逐漸變細(xì)到一個(gè)點(diǎn)上。
“聚合物”包括均聚物，共聚物，例如，嵌段、接枝、隨機(jī)和交替共聚物、三元共聚物等，以及它們的混合物和改性物，但不限于此。而且，除非有其它特殊說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)“聚合物”包括所有可能的幾何結(jié)構(gòu)的材料。這些結(jié)構(gòu)包括全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和無(wú)規(guī)立構(gòu)對(duì)稱。
“可釋放地附著”、“可釋放地接合”及其各種變化指已經(jīng)連接或可以連接的兩個(gè)元件，使元件在沒(méi)有分離力作用在一個(gè)或兩個(gè)元件上時(shí)趨于保持連接，并且元件可以分離而沒(méi)有完全永久的變形或破裂。所需的分離力通常超過(guò)穿戴吸收性服裝所遇到的力。
“熱塑性”指受熱時(shí)軟化的材料并且當(dāng)冷到室溫時(shí)完全返回到非軟化的狀態(tài)。
“外形”指物體的表面特征，包括高度和結(jié)構(gòu)。
這些術(shù)語(yǔ)可能在說(shuō)明書(shū)的其余部分中以另外的語(yǔ)言定義。
詳細(xì)描述如圖1所示，鉤元件20和環(huán)元件22可以放在一起，從而互相可釋放地附著或可釋放地接合。鉤元件20具有大量單個(gè)的鉤24，從彈性的鉤背襯材料26上基本垂直地伸出。類似地，環(huán)元件22具有大量單個(gè)的環(huán)28，從彈性的環(huán)背襯材料30上基本垂直地伸出。單個(gè)的鉤24和單個(gè)的環(huán)28，當(dāng)彼此接觸時(shí)互相接合，鉤24鎖在環(huán)28上，直到強(qiáng)制分離時(shí)，將鉤24從環(huán)28中拉出。
環(huán)元件22的單個(gè)的環(huán)28可以是針刺的、縫合的或其它從環(huán)背襯材料30中突出的，比較合適的是由無(wú)紡織材料制成的。單個(gè)的環(huán)28比較合適的是由纖維狀無(wú)紡織網(wǎng)制成，例如紡粘的無(wú)紡織網(wǎng)或人造短纖維粗梳網(wǎng)。另外，單個(gè)的環(huán)28可以由紗線或絲束制成。一旦環(huán)28形成，使用熱和/或粘結(jié)劑或任何其它的適合方法將纖維結(jié)合在環(huán)背襯材料30上，可以原地固定形成環(huán)的纖維。這種合適的環(huán)元件22可以從新罕布什爾州Manchester的Velcro USA公司獲得。
鉤元件20包括任何數(shù)量的改進(jìn)及其組合，以獲得皮膚友好的鉤元件20。實(shí)際上，任何形狀的鉤都可以使用。例如，單個(gè)的鉤24可以具有無(wú)尖的自由末端32，用以防止刺入穿戴者的皮膚。具有簡(jiǎn)單的、圓形自由末端32的單個(gè)的鉤24在本技術(shù)領(lǐng)域是公知的。圖2表示單獨(dú)的J形鉤24，它具有在機(jī)器方向圓形的自由末端32。機(jī)器方向在圖1、2、6、7、10和11中用箭頭34表示。因此，術(shù)語(yǔ)“機(jī)器交叉方向”指垂直于機(jī)器方向的方向。機(jī)器交叉方向在圖3-5、8和10中用箭頭36表示。
圖2所示的鉤24的自由末端32在機(jī)器方向上是圓形的，并且在機(jī)器交叉方向上也可以是圓形的，但不需要必須是。圖3在機(jī)器交叉方向表示圖2的鉤24，其中鉤24的自由末端32在機(jī)器交叉方向上不是圓形的。圖4示出圖2的鉤24的自由末端32在機(jī)器交叉方向上是圓形的。寬的、圓形自由末端32比目前寬度較窄的鉤更加皮膚友好，因?yàn)榕c穿戴者的皮膚有更大的接觸面積。與鉤的背襯材料26相對(duì)，在鉤24最上部區(qū)域具有大縱橫比的單個(gè)的鉤24，對(duì)于穿戴者的皮膚是柔和的，因?yàn)榇蟮目v橫比，特別是圓形的邊緣，不會(huì)像尖末端一樣刺入穿戴者皮膚。圖5示出圖2的鉤24的自由末端32，它在機(jī)器交叉方向也是圓形的并具有較大的寬度，這可以在圖24所示的跨越多個(gè)相鄰模具環(huán)的空腔102中模制出來(lái)。寬度的變化取決于鉤24和環(huán)28的整個(gè)尺寸。
如圖6所示，鉤24可以具有超過(guò)一個(gè)的無(wú)尖自由末端32。在此實(shí)施例中，鉤24具有兩個(gè)彼此相對(duì)的圓形的自由末端32。這兩個(gè)自由末端32在機(jī)器方向是圓形的，如圖6所示，在機(jī)器交叉方向可以是非圓形的或圓形的，如圖3-5所示。
術(shù)語(yǔ)“無(wú)尖的”自由末端32包括具有圓形自由端的鉤24，還包括具有較平的自由末端32的鉤24，適當(dāng)?shù)卦谄阶杂赡┒隧敱砻?4上具有圓形的邊緣42。圖7示出具有平自由端32的蘑菇形鉤24。此實(shí)施例的鉤24，從機(jī)器方向(圖7)和機(jī)器交叉方向(圖8)看是相同的，在這種情況下鉤24的基底部分38從上方看是適當(dāng)?shù)膱A形或方形。另外，鉤24的基底部分38可以是長(zhǎng)圓形、矩形、三角形或任何其它適合的形狀。
參看圖2-8，鉤元件20上的無(wú)尖自由末端32，由于與尖的自由末端相比與穿戴者皮膚接觸的面積大，減小了穿戴者的任何應(yīng)力反應(yīng)，從而減小了皮膚刺激。圖5-8所示的每個(gè)實(shí)施例具有特別大的與穿戴者皮膚接觸的縱橫比，從而比具有小縱橫比的鉤24更加皮膚友好。具有大縱橫比的單個(gè)的鉤24，例如無(wú)尖的自由末端32，可以位于鉤元件20的整個(gè)表面上，或者至少分布在鉤元件20的外邊緣或邊緣40上，在這些位置上單個(gè)的鉤結(jié)構(gòu)最容易接觸穿戴者皮膚，如圖9所示。
圖10和10A示出如何確定鉤的頭部面積，用于計(jì)算鉤元件的縱橫比。在對(duì)應(yīng)于50所指的鉤頭部的最大橫向突出的高度E處，頭部面積的計(jì)算為最小平行六面體(虛線所示)的頂面46的面積，所述最小平行六面體的底面在高度E處并與背襯26平行，并且其前面與最大突出點(diǎn)50相交，并完全包含高度E以上的鉤頭部區(qū)域。如圖10A所示，鉤頭部的面積等于垂直尺寸W和L的乘積。具有大的、與穿戴者皮膚接觸的頭部面積的單個(gè)的鉤24，與具有小的與穿戴者皮膚接觸的頭部面積的單個(gè)的鉤24，如尖的末端相比，更加皮膚友好。另外，具有高的鉤密度的鉤元件20，即，每平方厘米的鉤數(shù)量大，而其它因素相同，一般比具有低的鉤密度的鉤元件20更加皮膚友好，這也是由于縱橫比較大。這樣，皮膚友好的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)與穿戴者皮膚接觸面積大的單個(gè)的鉤24，或者是具有高的鉤密度的鉤元件20，或者具有高密度的單個(gè)的鉤24并且每個(gè)鉤24具有大的頭部面積的鉤元件20。優(yōu)選地，鉤元件20的縱橫比在40％到55％之間。更優(yōu)選地，鉤元件20的縱橫比在45％到50％之間，最優(yōu)選地為47％。
優(yōu)選地，最大突出的點(diǎn)50出現(xiàn)在高度E處，非常靠近鉤的最高表面。這樣，優(yōu)選的是穿刺距離48達(dá)到最小程度，以便達(dá)到最佳的皮膚友好性。
縱橫比大于40％的皮膚友好的鉤元件，如上所述，可以通過(guò)每個(gè)單個(gè)的鉤24具有大的頭部面積實(shí)現(xiàn)，特別是同時(shí)具有足夠大的鉤密度時(shí)。每平方英寸1000到2000個(gè)鉤(每平方厘米155到310個(gè)鉤)的鉤密度，對(duì)于大多數(shù)服裝應(yīng)用提供了最佳距離的皮膚友好和有用的鉤元件20。每平方英寸1200到1800個(gè)鉤(每平方厘米186到279個(gè)鉤)的鉤密度是更優(yōu)選的，最優(yōu)選的是每平方英寸1300到1600個(gè)鉤(每平方厘米202到248個(gè)鉤)的鉤密度。如上所述，高的鉤密度得到大的縱橫比，獲得接近光滑結(jié)構(gòu)的感覺(jué)。例如，如圖7所示，自由末端32較平的鉤24，當(dāng)在鉤元件20上彼此非常靠近時(shí)特別適合于形成光滑的結(jié)構(gòu)。改進(jìn)的感覺(jué)至少是部分由于鉤元件20作用在皮膚上的壓力，與不稠密分布的鉤24相比，更加均勻地分布在大的面積上。
鉤24在空間上在鉤背襯26上排列成行。鉤背襯26柔性的改善可以通過(guò)改變沿背襯26表面的紋理和/或背襯26的厚度來(lái)改變鉤背襯的外形來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，鉤24從背襯26伸出的區(qū)域可以比鉤24之間的區(qū)域厚，從而使鉤24之間的區(qū)域在受力時(shí)易于彎曲，或者簡(jiǎn)單地適應(yīng)穿戴者的身體。厚度的調(diào)節(jié)可以在鉤背襯26的頂面52，如圖11所示，或者在鉤背襯26的底面54，或者同時(shí)在鉤背襯26的頂面52和底面54。背襯26厚度的調(diào)節(jié)也可以通過(guò)在頂面52、底面54或者頂面52和底面54同時(shí)改變背襯的紋理。紋理可以是一定的圖案或者有點(diǎn)兒隨機(jī)，其制造可以是，例如，使用有圖案或網(wǎng)紋軋輥，在制造過(guò)程的彎曲階段將背襯26壓在軋輥上。在本發(fā)明的另外實(shí)施例中，鉤背襯26可以是穿孔的，孔56形成在單個(gè)的鉤24之間的鉤背襯上，如圖9所示。孔56降低背襯折曲和彎曲超出其平面的總阻力。
鉤背襯26的合適厚度從很小的正數(shù)到3.5密耳(88.9微米)，優(yōu)選的是0.5密耳(12.7微米)到3.0密耳(76.2微米)，更優(yōu)選的是1.0密耳(25.4微米)到2.5密耳(63.5微米)，厚度的變化穿過(guò)表面52和54。更具體說(shuō)，鉤24之間的區(qū)域的厚度可以是0密耳(0微米)，即孔，到3.0密耳(76.2微米)，優(yōu)選的是0密耳(0微米)到2.5密耳(63.5微米)，更優(yōu)選的是0密耳(0微米)到2.0密耳(50.8微米)，而鉤24下面和附近的區(qū)域的厚度可以是從很小的正數(shù)到3.5密耳(88.9微米)，優(yōu)選的是0.5密耳(12.7微米)到3.0密耳(76.2微米)，更優(yōu)選的是1.0密耳(25.4微米)到2.5密耳(63.5微米)。并且，繞鉤元件20的鉤背襯26周圍的邊緣40可以適當(dāng)?shù)刂饾u變薄，以便對(duì)穿戴者的皮膚產(chǎn)生最小的阻力。鉤背襯26對(duì)皮膚友好性的原因是其明顯的柔韌性和柔軟的表面。更具體說(shuō)，明顯的柔韌性減小鉤元件20的邊緣40的剛性，從而進(jìn)一步增強(qiáng)皮膚友好性。
鉤24和鉤背襯26一般是由相同的材料在一個(gè)過(guò)程中生產(chǎn)出來(lái)的。一種適合的制造方法是Fischer在美國(guó)專利4794028中描述的連續(xù)模制的方法，其所有內(nèi)容在此引用作為參考文獻(xiàn)。在Fishcher工藝中，鉤背襯26和鉤24是由單獨(dú)連續(xù)流動(dòng)的熔化樹(shù)脂同時(shí)形成的，背襯26是在夾緊區(qū)的壓力作用下在旋轉(zhuǎn)模輥附近形成的，模輥具有成形鉤24的盲腔，冷卻后接著將背襯在離開(kāi)夾緊區(qū)后從模輥上剝離冷卻的背襯。模輥通常是由很多圓形的模板制成的，每個(gè)板的周邊具有鉤形的缺口，用于模制鉤的連續(xù)行。模板被實(shí)心的分隔板間隔，用于形成鉤空腔平的橫側(cè)邊。圖10的鉤24就是用這種空腔模制的平側(cè)邊的鉤。在某些情況下，鉤空腔不是完全延伸過(guò)模板，因此每個(gè)鉤僅有一個(gè)側(cè)邊是平的。在其它情況下，將具有對(duì)齊的下凹鉤空腔表面的模具環(huán)放在一起，從而形成具有彎曲橫側(cè)邊的鉤空腔，例如，用于成形圖4和5所示的鉤。
盡管與彎曲側(cè)邊鉤的工具相比，用于模制平側(cè)邊鉤的工具一般是比較簡(jiǎn)單的并且制造成本低，但在平鉤側(cè)邊與這此鉤的頂面相交位置的尖銳邊緣削弱對(duì)皮膚的所需柔軟感覺(jué)。這樣，這里的上述改進(jìn)在應(yīng)用到這種鉤以及一般的模制鉤時(shí)具有特別的優(yōu)勢(shì)。
本領(lǐng)域公知的工藝“切割和拉伸”，其中軟化的聚合物通過(guò)具有細(xì)長(zhǎng)的帶基開(kāi)口(用于擠壓背襯26)以及相鄰的多個(gè)鉤形開(kāi)口(用于擠壓具有所需鉤形狀的縱向帶)的模具進(jìn)行擠壓，也適合于成形一些鉤形狀的鉤元件。擠壓后，橫過(guò)擠壓方向切割擠壓的帶，并且擠壓的背襯沿?cái)D壓方向拉伸，將切割的帶片段分離，形成一行行單個(gè)的鉤。背襯也可以沿垂直于擠壓方向的方向拉伸，用以減小背襯厚度并增大相鄰鉤行之間的橫向距離。
鉤元件20的鉤24可以由高柔性的聚合物制成，從而使鉤24隨著穿戴者的運(yùn)動(dòng)折曲和變化。與無(wú)柔性的聚合物制成的鉤相比，當(dāng)由高柔性的聚合物制造時(shí)，鉤24的自由末端32不太可能刺入穿戴者的皮膚因而刺激皮膚。由柔性聚合物制成的鉤24在壓力作用下彎曲，從而減輕導(dǎo)致皮膚變紅或其它類型皮膚刺激的壓力。如果由柔性的聚合物制成，則鉤24在一個(gè)最小的垂直壓力作用下彎曲。優(yōu)選地，用于制造鉤24的聚合物的整體撓曲模量為7kpsi(48MPa)到30kpsi(207MPa)。更優(yōu)選地，用于制造鉤24的聚合物的整體撓曲模量為7kpsi(48MPa)到25kpsi(173MPa)。最優(yōu)選地，用于制造鉤24的聚合物的整體撓曲模量為7kpsi(48MPa)到15kpsi(104MPa)。
鉤24優(yōu)選的柔性聚合物包括彈性的熱塑性聚合物，由嵌段共聚物制成，例如聚氨酯、共聚多醚酯、聚酰胺聚醚嵌段共聚物、聚酯嵌段氨基共聚物、ethylene vinyl acetate(EVA)、具有一般化學(xué)式A-B-A’或A-B的嵌段共聚物，如共聚(苯乙烯/乙烯-丁烯)、苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-聚(乙烯-丁烯)-苯乙烯、聚苯乙烯/聚(乙烯-丁烯)/聚苯乙烯、聚(苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯)等等。
合適的彈性共聚物的商品例子是那些公知的KRAON材料，可以從得克薩斯州Houston的Shell Chemical Company獲得。KRAON嵌段共聚物有幾種不同的化學(xué)式，其中很多被美國(guó)專利4663220、4323534、4834738、5093422和5304599授權(quán)，這里引用作為參考文獻(xiàn)。
其它有用的彈性材料包括聚丙烯、聚乙烯和聚氨酯彈性材料。這種聚氨酯彈性材料的合金包括B.F.Goodrich & Co.的商品ESTANE和Morton Thiokol Corp.的商品MORTHANE，聚酯彈性材料如特拉華州Wilmington的E.I.du Pont de Nemours & Company的商品HYTREL，以及商品ARNITE L，以前從荷蘭Arnhem的Akzo Plastics獲得，現(xiàn)在從荷蘭Sittard的DSM獲得。
基于聚丙烯的熱塑性彈性體的商品例子包括SARLINK，從印地安那州Evansville的DSM Engineering Plastics獲得；SANTOPRENE，從俄亥俄州Akron的Advanced Elastomer Systems獲得；以及UNIPRENE，從羅得島州Pawtucket的Teknor Apex獲得。從德克薩斯州Houston的Exxon Chemical Co.獲得的EXCORENEPD-3445，是另一種柔性的聚丙烯，但不是彈性體。
茂金屬催化的聚合物是另外類型的、適于作鉤24的材料。較新各類的聚合物、茂金屬催化的聚合物具有優(yōu)秀的彈性，以及多分散性指數(shù)，例如Mw/Mn是4或更小，并且可以根據(jù)茂金屬工藝生產(chǎn)。茂金屬工藝一般使用被助催化劑活化(例如，離子化)的催化劑。
茂金屬工藝催化劑包括bis(n-butylcyclopentadienyl)titaniumdichloride、bis(n-butylcyclopentadienyl)zirconium dichloride、bis(cyclopentadienyl)scandium chloride、bis(indenyl)zirconiumdichloride、bis(methylcyclopentadienyl)titanium dichloride、bis(methylcyclopentadienyl)zirconium dichloride、二茂鈷、三氯環(huán)戊二烯合鈦、二茂鐵、二氯二茂鉿、isopropyl(cyclopentadienyl，-1-fluorenyl)zirconium dichloride、二氯二茂鉬、二茂鎳、二氯二茂鈮、二茂釕、二氯二茂鈦、zirconocene chloride hydride、二氯二茂鋯，等等。這種化合物的更詳細(xì)列表包括在Rosen等人的美國(guó)專利5374696中，并轉(zhuǎn)讓給Dow Chemical Company。這種化合物也在Stevens等人的美國(guó)專利5064802中討論過(guò)，也轉(zhuǎn)讓給Dow。
鉤背襯26可以用與適于單個(gè)的鉤24的上述材料相同的柔性聚合物制造。在同一個(gè)工藝中可以使用共同擠壓或分層擠壓的工藝將不同的聚合物成形為單個(gè)的鉤和背襯。
鉤24可以在寬范圍尺寸內(nèi)成形。優(yōu)選地，鉤的總高度為0.033到0.51cm，最大的橫向頭部尺寸為0.025到0.033cm。
從上述特征的很多組合中可以得到皮膚友好的鉤元件20。例如，鉤元件20的優(yōu)點(diǎn)是具有大的縱橫比，和/或柔性的鉤背襯26，和/或可以由柔性的聚合物制成。鉤背襯26和單個(gè)的鉤24的改進(jìn)柔性可以得到柔軟、光滑紋理的鉤元件20。并且，柔性的鉤背襯26使柔性聚合物制成的鉤24在最小的壓力作用下彎曲，從而減小對(duì)穿戴者刺激的機(jī)會(huì)，并且鉤24之間具有足夠的空間，使鉤24和環(huán)28互相接合。
我們還意識(shí)到，鉤帶粗糙度感覺(jué)的個(gè)人主觀印象受到皮及其皮下組織適應(yīng)特殊特征的程度的影響。表面特征的結(jié)構(gòu)和排列越允許皮膚適應(yīng)它們，表面“粗糙”或“磨擦”的感覺(jué)越大，或者目標(biāo)被有問(wèn)題的特征“刺”的感覺(jué)越大。
圖12和12A示出了鉤元件在給定陣列中的排列如何影響鉤帶的感覺(jué)。在圖12所示的帶60中，J形鉤件62(每個(gè)表示為矩形，其中的箭頭朝向鉤元件的尖端)在橫向的行中對(duì)齊，行之間是露出的背襯區(qū)。其中的一個(gè)露出的背襯區(qū)64用虛線表示。由于此露出的區(qū)域64在橫向沒(méi)有限制，與圖12A的鉤帶66的鉤元件陣列相比，接觸的皮膚刺入鉤元件的陣列更深。每行相鄰鉤元件60之間的縱向距離dL在圖12和圖12A中都是0.030英寸。減小dL將減小皮膚的適應(yīng)性，但也能降低鉤的性能。在圖12A中的改進(jìn)鉤帶中，適應(yīng)性也被限制在相鄰的交錯(cuò)行的鉤元件60限制在橫向上。當(dāng)實(shí)際的皮膚穿透至少是鉤元件之間任何露出區(qū)域的縱向和橫向尺寸的綜合二級(jí)函數(shù)時(shí)，最大的內(nèi)部露出區(qū)域的面積是感覺(jué)到的鉤陣列的粗糙度的一種近似指示。對(duì)于合理的感覺(jué)質(zhì)量，鉤元件的陣列中最大包圍的露出區(qū)域或場(chǎng)地68，優(yōu)選地小于0.010平方英寸(更優(yōu)選地小于0.005平方英寸，進(jìn)一步優(yōu)選地小于0.001平方英寸)。
圖13表示傳統(tǒng)鉤帶60中邊緣的鉤62如何導(dǎo)致鉤帶邊緣較差的皮膚適應(yīng)性。圖中的手指70從鉤帶邊緣移過(guò)鉤帶，明顯地被外邊行的鉤62的暴露上邊緣刺入。
為了減小這種作用并由此改善鉤帶的感覺(jué)，圖14的鉤帶72具有三行高度參差的邊緣過(guò)渡元件74，最外一行是很短的元件74，第二行是稍高一點(diǎn)兒的元件，以此類推，從而接觸皮膚表面70柔和地升高到功能性的鉤元件62，而不產(chǎn)生明顯的刺入。雖然圖14中所示的邊緣過(guò)渡元件74具有平的水平上表面，但可以使用其它形狀的元件，進(jìn)一步減小粗糙度。例如，圖15的帶的元件74’具有傾斜的上表面76，其傾斜是朝向附近的鉤帶邊緣。這些和其它形狀的過(guò)渡元件可以很便宜地制成，這是通過(guò)使用具有適當(dāng)結(jié)構(gòu)空腔的模具環(huán)，將之排列在相鄰間隔板之間，如同鉤元件模具環(huán)一樣，從而在Fischer工藝中與鉤元件一起成形。這種模制的邊緣過(guò)渡元件74可以是，例如，小圓丘形狀的。另外，沿邊緣具有全高鉤元件的標(biāo)準(zhǔn)鉤帶，在成形之后進(jìn)行修改，將每一側(cè)最外邊幾個(gè)邊緣行的鉤元件轉(zhuǎn)變成高度參差的過(guò)渡元件，例如將鉤帶邊緣在加熱的傾斜輥下通過(guò)。
鉤帶切割部分的末端可以具有相似的過(guò)渡元件，如同沿切割部分末端邊緣的末端過(guò)渡元件。圖16表示接觸皮膚70如何被邊緣行的鉤元件刺入，其中鉤元件是特定的J形或棕櫚樹(shù)形，其露出的尖端朝向帶部分的末端。如圖17和18所示，我們改進(jìn)的鉤帶在每個(gè)末端具有三行模制的圓丘形末端過(guò)渡元件78，有助于將接觸皮膚平穩(wěn)過(guò)渡到功能鉤元件62的陣列上。在傳統(tǒng)Fischer模制工藝中成形這種末端過(guò)渡元件78時(shí)，其中鉤元件朝向機(jī)器方向，需要對(duì)鉤元件模具環(huán)進(jìn)行修改，使末端過(guò)渡元件空腔繞其邊緣定位在預(yù)定位置。并且，將這種模制帶橫向切割成使用的片時(shí)，例如用在尿布上的片，必須考慮模制的末端過(guò)渡元件在恰當(dāng)?shù)奈恢们袛嚆^帶。優(yōu)選的另外方法是，在將帶切割成片時(shí)，將橫向切口附近的功能鉤元件62轉(zhuǎn)換。例如，切割機(jī)構(gòu)可以裝有加熱的傾斜邊緣，永久性地將其附近的鉤元件變形。
邊緣和末端的過(guò)渡元件都可以用于單一部分的鉤帶上，如圖19所示。在此實(shí)施例中，帶80具有兩個(gè)末端行82A和82B的末端過(guò)渡元件78，以及三個(gè)邊緣行84A、84B和84C的邊緣過(guò)渡元件74。需要注意的是，一個(gè)單個(gè)的結(jié)構(gòu)可以同時(shí)起到末端過(guò)渡元件和邊緣過(guò)渡元件的功能。
圖20和21示出改進(jìn)模制鉤帶邊緣舒適度的另一種裝置。鉤帶86具有縱向連續(xù)的、整體模制的裙邊88，裙邊88從背襯90上伸出并位于背襯縱向邊緣和鉤元件62的陣列之間。當(dāng)皮膚表面70從帶的邊緣移到鉤的陣列時(shí)(圖20A)，裙邊88偏轉(zhuǎn)，將邊緣的鉤元件覆蓋并減小感覺(jué)到的粗糙度。在正常的與配對(duì)表面(例如，環(huán)元件)接合時(shí)，裙邊88很薄，足以彎曲或者容易移開(kāi)，從而不明顯影響接合。
裙邊88可以整體模制，例如，如圖22所示，在Fischer型模輥的裙邊模制環(huán)92形成的槽91中模制。優(yōu)選地，這種槽91略有的錐度，便于脫出模制的鉤帶。
圖23所示的模制鉤帶94的背襯96，沿其縱向邊緣成形為連續(xù)的肋98，在鉤元件62陣列的旁邊延伸。肋98可以不連續(xù)地形成在其它平面背襯96上，例如，背襯的模制可以在具有V形肋狀槽的模輥與具有伸入槽中的V形突起的壓力輥之間的壓緊區(qū)(未示出)進(jìn)行。當(dāng)部分模制的鉤帶94固定在尿布片100上時(shí)，肋98形成柔性的墊子，有助于將皮膚70過(guò)渡到鉤元件的陣列上。墊子的露出末端隨后被緊貼到尿布片上，例如可以使用熱的傾斜烙鐵同時(shí)成形帶的模制末端鉤元件的末端過(guò)渡元件，如上所述。
另一種模制鉤帶背襯96使其具有圖示的V形肋98的方法是，帶背襯可以成形三個(gè)間隔的縱向槽(未圖示)，作為活動(dòng)的鉸鏈，使鉤帶在固定于尿布片時(shí)打褶形成脊98。
應(yīng)該理解的是，上述實(shí)施例的細(xì)節(jié)，對(duì)其描述是為了說(shuō)明，而不形成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。雖然上面僅是詳細(xì)描述了幾個(gè)代表性實(shí)施例，但本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將能容易地意識(shí)到，在不是實(shí)質(zhì)性地偏離本發(fā)明新穎技術(shù)和優(yōu)點(diǎn)的條件下，對(duì)代表性實(shí)施例可以做出很多修改。因此，所有這些修改都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明的范圍受權(quán)利要求及其所有等價(jià)條款的限定。并且，應(yīng)該意識(shí)到，很多實(shí)施例的設(shè)計(jì)可以不具有一些實(shí)施例的所有優(yōu)點(diǎn)，特別是優(yōu)選的實(shí)施例，而且缺少特殊的優(yōu)點(diǎn)并不意味著這些實(shí)施例不在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種與配對(duì)的環(huán)元件(22)形成鉤與環(huán)緊固的鉤元件(20)，該鉤元件包括鉤背襯(26)以及多個(gè)從鉤背襯一個(gè)側(cè)面突出的鉤(24)，其特征在于鉤背襯(26)具有不均勻的厚度，鉤(24)周圍區(qū)域的厚度較大，鉤之間區(qū)域的厚度較小(參見(jiàn)，例如，圖11)。
2.如權(quán)利要求1所述的鉤元件，其特征在于鉤元件(20)周邊的鉤背襯(26)邊緣是傾斜的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鉤元件，其特征在于至少一部分鉤背襯(26)的厚度是從一個(gè)正數(shù)到3.5密耳(88.9微米)，優(yōu)選的是0.5密耳(12.7微米)到3.0密耳(76.2微米)，更優(yōu)選的是1.0密耳(25.4微米)到2.5密耳(63.5微米)。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的鉤元件，其特征在于鉤背襯(26)在至少一個(gè)鉤背襯表面上具有壓花的紋理。
5.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的鉤元件，其特征在于鉤背襯(26)是帶孔的，并在相鄰鉤(24)之間形成穿過(guò)背襯的小孔(56)。
6.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的鉤元件，其特征在于鉤(24，62)包括從彈性熱塑性聚合物和茂金屬催化聚合物構(gòu)成的組中選擇的聚合物。
7.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的鉤元件，其特征在于鉤(24，62)是J形的(參見(jiàn)，例如圖2-5)。
8.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的鉤元件，其特征在于鉤(24，62)是具有樹(shù)脂模制的頭部。
9.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的鉤元件，其特征在于每一個(gè)鉤(24，62)具有至少一個(gè)平的橫側(cè)面。
10.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的鉤元件，固定在吸收性物品上。
11.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的鉤元件，固定在尿布上。
12.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的鉤元件，固定在訓(xùn)練短褲上。
13.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的鉤元件，固定在女性衛(wèi)生用品上。
14.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的鉤元件，固定在失禁用品上。
15.如任一項(xiàng)上述權(quán)利要求所述的鉤元件，固定在醫(yī)用服裝上。
全文摘要
一種鉤和環(huán)緊固中的皮膚友好的鉤元件(20，86，94)，用以減小或消除與穿戴者皮膚接觸時(shí)紅斑和/或刺激的發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施例中，相對(duì)于鉤背襯(26)的表面積，鉤元件可以具有相當(dāng)大的鉤(24)的頂表面面積。在另一個(gè)實(shí)施例中，鉤背襯(26)是高柔性的，因?yàn)槠淙嵝缘臉?shù)脂和/或改進(jìn)的外形。在又一個(gè)實(shí)施例中，可以使用高柔性的聚合物制造單個(gè)的鉤(24)，從而鉤在最小的壓力作用下彎曲。各種圖示的鉤帶沿其邊緣具有不同特征(74，78，88，98)，用以增強(qiáng)皮膚友好性。皮膚友好的鉤元件是從所述實(shí)施例的任意組合中得到的。當(dāng)用于吸收性物品時(shí)，鉤元件特別有利。
文檔編號(hào)A44B18/00GK1745730SQ200510107089
公開(kāi)日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2002年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月26日
發(fā)明者蒂莫西·R·馬丁, 布賴恩·J·萬(wàn)本舍特恩, 理查德·J·施密特, 基思·G·布塞爾, 斯科特·M·菲利翁, 約瑟夫·K·帕什利, 克利斯托弗·M·加朗, 海蒂·S·特倫布萊, 亞歷山大·J·尼布 申請(qǐng)人:維爾克魯工業(yè)公司