專利名稱：對皮膚友好的鉤緊固元件的制作方法
技術領域：
本發明涉及鉤和環緊固的鉤元件。更具體地，該鉤元件減小通常由于大多數鉤元件引起的皮膚刺激。
背景很多緊固系統中，例如尿布緊固系統，包括易于扣緊和松開的鉤和環系統。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，可以與環元件上的大量環接合。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，則產生紅斑和刺激，例如嬰兒的皮膚與尿布緊固系統的鉤元件接觸。
鉤和環緊固的改進常常集中在性能上，例如改進接合或者提高剝離和剪切強度。但是，這些改進不會消除皮膚刺激的問題。
對于鉤和環緊固的鉤元件，需要或希望其在與人的皮膚接觸時，減小或消除紅斑和/或刺激的發生。
發明概述本發明涉及鉤和環緊固中皮膚友好的鉤元件，以及包括這種鉤元件的產品。在本發明的一個實施例中，鉤的聚集具有大的縱橫比。在本發明的另一個實施例中，鉤元件具有高柔性的鉤背襯。在本發明的再一個實施例中，鉤元件是由高柔性的聚合物制造的。對這些鉤元件的改進的任何一項，或者這些改進的綜合，都得到觸摸起來柔軟的皮膚友好的鉤元件，并如果與人的皮膚接觸時，減小或消除紅斑和/或刺激的發生。
更具體地，相對于鉤元件背襯的表面積，具有大百分數鉤縱橫比的鉤元件，與具有小百分數鉤縱橫比的鉤元件相比，減小了刺激皮膚的危險。鉤縱橫比的最大化可以通過綜合具有大縱橫比的單個的鉤以及鉤元件上鉤的較高密度來實現。
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。也可以優化鉤背襯的外形，產生厚度變化或具有小孔的區域，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動而折曲和彎曲。由于具有柔性，鉤元件的邊緣幾乎不可能刺入穿戴者。而且，每個單個的鉤在壓力作用下彎曲，從而減輕導致皮膚刺激的應力。
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，因為大大減小了壓力產生的應力。
如上所述，本發明的一個特征和優點是提供一種鉤和環緊固的鉤元件，減小或消除與人皮膚接觸時紅斑和/或刺激的產生。
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中使用。這種適合的物品的例子包括尿布、訓練短褲、女性衛生用品、失禁用品、其它個人保健或衛生保健服裝，包括醫用服裝，等等。本發明的一些方面體現在尿布、訓練短褲、女性衛生用品、失禁用品或醫用服裝上，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域，其中一種材料或區域具有這時所述的一種鉤緊固，另一種具有環元件，或者另一種以可釋放方式與鉤元件接合。在特定的實施例中，鉤元件對穿戴者的皮膚提供皮膚友好的表面。
本發明的特征是提供改進的鉤元件，與配對的環元件一起用于鉤和環的固定，鉤元件包括鉤背襯以及多個從鉤背襯一個側面突出的鉤。
根據本發明的一個方面，鉤元件的總縱橫比，如同這里定義的，在40％到55％的范圍內(優選地，45％到50％；更優選地，47％)。
對于某些應用，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。
鉤設置在鉤背襯上，在某些實施例中，其密度為每平方厘米155到310個鉤(優選地，每平方厘米186到279個鉤；更優選地，每平方厘米202到248個鉤)。
在一些情況下，鉤是J形的，和/或具有樹脂模制的頭部，和/或具有至少一個平的橫側面。
根據本發明的另一個方面，鉤背襯具有不均勻的厚度，鉤周圍區域的厚度較大，鉤之間區域的厚度較小。
優選地，鉤元件在鉤背襯的周邊具有傾斜的邊緣。
優選地，至少一部分鉤背襯的厚度從一個正數到3.5密耳(88.9微米)，更優選的是0.5密耳(12.7微米)到3.0密耳(76.2微米)，最優選的是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表面具有壓花的紋理，或穿透的小孔，用于提高柔性。
根據另一個方面，大量鉤中的每一個具有至少一個圓形的自由末端，每個鉤包括聚合物，該聚合物的整體撓曲模量為7kpsi(48MPa)到30kpsi(207MPa)，優選的是7kpsi(48MPa)到25kpsi(173MPa)，更優選的是7kpsi(48MPa)到15kpsi(104MPa)。
在一些實施例中，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)，優選的是7kpsi(48MPa)到70kpsi(483MPa)，更優選的是7kpsi(48MPa)到50kpsi(345MPa)。
根據本發明的另一個方面，鉤元件有效地包括多于一個的本發明提高皮膚友好性的特征，在一個這樣的組合中，鉤元件的總縱橫比在20％到55％的范圍內；鉤背襯具有不均勻的厚度，鉤周圍區域的厚度較大，鉤之間區域的厚度較小；并且每個鉤包括聚合物，該聚合物的整體撓曲模量為7kpsi(48MPa)到30kpsi(207MPa)。
根據另一個方面，鉤元件包括至少一行邊緣過渡元件，從背襯一個縱向邊緣與鉤陣列之間的背襯上伸出，邊緣過渡元件的高度低于鉤的標稱高度。優選地，至少兩行邊緣過渡元件從縱向邊緣與鉤陣列之間的背襯上伸出，外面一行的邊緣過渡元件的高度低于鉤與外面一行邊緣過渡元件之間的內面一行邊緣過渡元件。更優選地，三行邊緣過渡元件從縱向邊緣與鉤陣列之間的背襯上伸出，每行邊緣過渡元件的高度高于任何更靠近縱向邊緣的過渡元件。
在一些實施例中，邊緣過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。
根據另一個方面，鉤元件包括至少一行末端過渡元件，該末端過渡元件從背襯一個末端與鉤陣列之間的背襯上伸出，邊緣過渡元件的高度低于鉤的標稱高度。優選地，鉤元件包括至少兩行(例如，三行)末端過渡元件從背襯的末端與鉤陣列之間的背襯上伸出，外面一行末端過渡元件的高度低于鉤與外面一行末端過渡元件之間的內面一行末端過渡元件。
根據又一個方面，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伸出。裙邊的延伸高度大于鉤的標稱高度并且其位置非常靠近鉤的陣列，當向鉤的陣列偏轉時裙邊覆蓋最靠近一行鉤的上邊緣。優選地，邊緣裙邊與背襯整體模制在一起。
根據另一個方面，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，并且設置在鉤陣列與背襯邊緣之間。
在本發明的另一個方面中，疊層具有層疊在鉤元件上的底層，用于與鉤和環連接的配對環元件一起使用。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伸出。特別地，如同迭層狀態，鉤元件的背襯形成不連續的V形突起，其遠離底層伸出背襯平面以外，V形突起設置在鉤陣列與背襯邊緣之間。
在一些優選的實施例中，底層延伸超出鉤元件的一個縱向邊緣，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朝底層材料相反的一側伸出，鉤帶固定在材料的底層上，使鉤元件的背襯形成連續的突起，突起朝背襯上鉤伸出的一側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。突起設置在鉤陣列與背襯邊緣之間。
在一些應用中，該方法包括，在將鉤帶固定到底層材料上之前，沿間隔開的鉸鏈點折起鉤帶，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明的一個或多個實施例的細節。本發明的其它特征、目的和優點將從說明、附圖和權利要求中變得更加清楚。
附圖描述

圖1是鉤元件和環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鉤的正視圖；圖3是具有至少一個圓形自由端的鉤元件的單個鉤的側視圖；圖4是具有至少一個圓形自由端的鉤元件的單個鉤的側視圖；圖5是具有至少一個圓形自由端的鉤元件的單個鉤的側視圖；圖6是具有兩個圓形自由端的鉤元件的單個鉤的正視圖；圖7是具有平自由端的鉤元件的單個鉤的正視圖；圖8是具有平自由端的鉤元件的單個鉤的側視圖；圖9是鉤元件的透視圖；圖10是確定鉤的頭部尺寸用于計算縱橫比；圖10A表示鉤的頭部區，這是圖10中虛線平行六面體的上表面區域；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對齊的相鄰縱向行的鉤；圖12A是鉤帶的頂視圖，鉤帶上具有沿橫向方向相互交錯的相鄰縱向行的鉤；圖13是現前技術鉤帶的邊緣鉤行與皮膚接觸的端視圖；圖14是具有邊緣過渡特征的改進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渡邊緣特征的改進鉤帶的端視圖；圖16是皮膚與現前技術的鉤和末端接觸的側視圖；圖17是皮膚與具有末端過渡特征的改進鉤帶的鉤和末端接觸的側視圖；圖18也表示鉤件附近的末端過渡特征；圖19是具有兩末端過渡特征和邊緣過渡特征的改進鉤帶的透視圖；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，尿布片具有改進的鉤帶部分固定在片上，鉤帶包括連續的邊緣保護；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號表示相似的元件。
定義在本發明說明書的上下文中，下面的每個術語或短語包括如下的意思。
“縱橫比”指鉤元件的相對鉤頭密度。這個比例與鉤頭部的接合面積相關，對應于鉤頭部穿入環元件時接合環元件的最大瞬時位移面積。在本發明的上下文中，當鉤頭部與人皮膚接觸時它影響對鉤元件的感覺。縱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量鉤頭部面積，此處包括鉤頭部的最大突出。
“機器交叉方向”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面具有相等的突出，因此沒有此定義的機器交叉方向。
“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“機器交叉方向”相對，“機器交叉方向”是指基本垂直于機器方向的方向。蘑菇形狀的鉤在所有側面具有相等的突出，因此沒有定義的機器方向。
“醫用服裝”包括醫用的(例如，保護性的和/或外科的)長袍、帽子、手套、鋪巾、面罩、血壓袖帶、繃帶等等。
“無尖的”指鈍的或光滑的表面，并且不會逐漸變細到一個點上。
“聚合物”包括均聚物，共聚物，例如，嵌段、接枝、隨機和交替共聚物、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，除非有其它特殊說明，術語“聚合物”包括所有可能的幾何結構的材料。這些結構包括全同立構、間同立構和無規立構對稱。
“可釋放地附著”、“可釋放地接合”及其各種變化指已經連接或可以連接的兩個元件，使元件在沒有分離力作用在一個或兩個元件上時趨于保持連接，并且元件可以分離而沒有完全永久的變形或破裂。所需的分離力通常超過穿戴吸收性服裝所遇到的力。
“熱塑性”指受熱時軟化的材料并且當冷到室溫時完全返回到非軟化的狀態。
“外形”指物體的表面特征，包括高度和結構。
這些術語可能在說明書的其余部分中以另外的語言定義。
詳細描述如圖1所示，鉤元件20和環元件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，環元件22具有大量單個的環28，從彈性的環背襯材料30上基本垂直地伸出。單個的鉤24和單個的環28，當彼此接觸時互相接合，鉤24鎖在環28上，直到強制分離時，將鉤24從環28中拉出。
環元件22的單個的環28可以是針刺的、縫合的或其它從環背襯材料30中突出的，比較合適的是由無紡織材料制成的。單個的環28比較合適的是由纖維狀無紡織網制成，例如紡粘的無紡織網或人造短纖維粗梳網。另外，單個的環28可以由紗線或絲束制成。一旦環28形成，使用熱和/或粘結劑或任何其它的適合方法將纖維結合在環背襯材料30上，可以原地固定形成環的纖維。這種合適的環元件22可以從新罕布什爾州Manchester的Velcro USA公司獲得。
鉤元件20包括任何數量的改進及其組合，以獲得皮膚友好的鉤元件20。實際上，任何形狀的鉤都可以使用。例如，單個的鉤24可以具有無尖的自由末端32，用以防止刺入穿戴者的皮膚。具有簡單的、圓形自由末端32的單個的鉤24在本技術領域是公知的。圖2表示單獨的J形鉤24，它具有在機器方向圓形的自由末端32。機器方向在圖1、2、6、7、10和11中用箭頭34表示。因此，術語“機器交叉方向”指垂直于機器方向的方向。機器交叉方向在圖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在機器方向上是圓形的，并且在機器交叉方向上也可以是圓形的，但不需要必須是。圖3在機器交叉方向表示圖2的鉤24，其中鉤24的自由末端32在機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，因為與穿戴者的皮膚有更大的接觸面積。與鉤的背襯材料26相對，在鉤24最上部區域具有大縱橫比的單個的鉤24，對于穿戴者的皮膚是柔和的，因為大的縱橫比，特別是圓形的邊緣，不會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所示的跨越多個相鄰模具環的空腔102中模制出來。寬度的變化取決于鉤24和環28的整個尺寸。
如圖6所示，鉤24可以具有超過一個的無尖自由末端32。在此實施例中，鉤24具有兩個彼此相對的圓形的自由末端32。這兩個自由末端32在機器方向是圓形的，如圖6所示，在機器交叉方向可以是非圓形的或圓形的，如圖3-5所示。
術語“無尖的”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，適當地在平自由末端頂表面44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。此實施例的鉤24，從機器方向(圖7)和機器交叉方向(圖8)看是相同的，在這種情況下鉤24的基底部分38從上方看是適當的圓形或方形。另外，鉤24的基底部分38可以是長圓形、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力反應，從而減小了皮膚刺激。圖5-8所示的每個實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的鉤24，例如無尖的自由末端32，可以位于鉤元件20的整個表面上，或者至少分布在鉤元件20的外邊緣或邊緣40上，在這些位置上單個的鉤結構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，用于計算鉤元件的縱橫比。在對應于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50相交，并完全包含高度E以上的鉤頭部區域。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的鉤24，與具有小的與穿戴者皮膚接觸的頭部面積的單個的鉤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，皮膚友好的實現可以通過與穿戴者皮膚接觸面積大的單個的鉤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的鉤24并且每個鉤24具有大的頭部面積的鉤元件20。優選地，鉤元件20的縱橫比在40％到55％之間。更優選地，鉤元件20的縱橫比在45％到50％之間，最優選地為47％。
優選地，最大突出的點50出現在高度E處，非常靠近鉤的最高表面。這樣，優選的是穿刺距離48達到最小程度，以便達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，可以通過每個單個的鉤24具有大的頭部面積實現，特別是同時具有足夠大的鉤密度時。每平方英寸1000到2000個鉤(每平方厘米155到310個鉤)的鉤密度，對于大多數服裝應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個鉤(每平方厘米186到279個鉤)的鉤密度是更優選的，最優選的是每平方英寸1300到1600個鉤(每平方厘米202到248個鉤)的鉤密度。如上所述，高的鉤密度得到大的縱橫比，獲得接近光滑結構的感覺。例如，如圖7所示，自由末端32較平的鉤24，當在鉤元件20上彼此非常靠近時特別適合于形成光滑的結構。改進的感覺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改變沿背襯26表面的紋理和/或背襯26的厚度來改變鉤背襯的外形來實現。例如，鉤24從背襯26伸出的區域可以比鉤24之間的區域厚，從而使鉤24之間的區域在受力時易于彎曲，或者簡單地適應穿戴者的身體。厚度的調節可以在鉤背襯26的頂面52，如圖11所示，或者在鉤背襯26的底面54，或者同時在鉤背襯26的頂面52和底面54。背襯26厚度的調節也可以通過在頂面52、底面54或者頂面52和底面54同時改變背襯的紋理。紋理可以是一定的圖案或者有點兒隨機，其制造可以是，例如，使用有圖案或網紋軋輥，在制造過程的彎曲階段將背襯26壓在軋輥上。在本發明的另外實施例中，鉤背襯26可以是穿孔的，孔56形成在單個的鉤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到3.5密耳(88.9微米)，優選的是0.5密耳(12.7微米)到3.0密耳(76.2微米)，更優選的是1.0密耳(25.4微米)到2.5密耳(63.5微米)，厚度的變化穿過表面52和54。更具體說，鉤24之間的區域的厚度可以是0密耳(0微米)，即孔，到3.0密耳(76.2微米)，優選的是0密耳(0微米)到2.5密耳(63.5微米)，更優選的是0密耳(0微米)到2.0密耳(50.8微米)，而鉤24下面和附近的區域的厚度可以是從很小的正數到3.5密耳(88.9微米)，優選的是0.5密耳(12.7微米)到3.0密耳(76.2微米)，更優選的是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可以適當地逐漸變薄，以便對穿戴者的皮膚產生最小的阻力。鉤背襯26對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，明顯的柔韌性減小鉤元件20的邊緣40的剛性，從而進一步增強皮膚友好性。
鉤24和鉤背襯26一般是由相同的材料在一個過程中生產出來的。一種適合的制造方法是Fischer在美國專利4794028中描述的連續模制的方法，其所有內容在此引用作為參考文獻。在Fishcher工藝中，鉤背襯26和鉤24是由單獨連續流動的熔化樹脂同時形成的，背襯26是在夾緊區的壓力作用下在旋轉模輥附近形成的，模輥具有成形鉤24的盲腔，冷卻后接著將背襯在離開夾緊區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，每個板的周邊具有鉤形的缺口，用于模制鉤的連續行。模板被實心的分隔板間隔，用于形成鉤空腔平的橫側邊。圖10的鉤24就是用這種空腔模制的平側邊的鉤。在某些情況下，鉤空腔不是完全延伸過模板，因此每個鉤僅有一個側邊是平的。在其它情況下，將具有對齊的下凹鉤空腔表面的模具環放在一起，從而形成具有彎曲橫側邊的鉤空腔，例如，用于成形圖4和5所示的鉤。
盡管與彎曲側邊鉤的工具相比，用于模制平側邊鉤的工具一般是比較簡單的并且制造成本低，但在平鉤側邊與這此鉤的頂面相交位置的尖銳邊緣削弱對皮膚的所需柔軟感覺。這樣，這里的上述改進在應用到這種鉤以及一般的模制鉤時具有特別的優勢。
本領域公知的工藝“切割和拉伸”，其中軟化的聚合物通過具有細長的帶基開口(用于擠壓背襯26)以及相鄰的多個鉤形開口(用于擠壓具有所需鉤形狀的縱向帶)的模具進行擠壓，也適合于成形一些鉤形狀的鉤元件。擠壓后，橫過擠壓方向切割擠壓的帶，并且擠壓的背襯沿擠壓方向拉伸，將切割的帶片段分離，形成一行行單個的鉤。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隨著穿戴者的運動折曲和變化。與無柔性的聚合物制成的鉤相比，當由高柔性的聚合物制造時，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在一個最小的垂直壓力作用下彎曲。優選地，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式，其中很多被美國專利4663220、4323534、4834738、5093422和5304599授權，這里引用作為參考文獻。
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ARNITEL，以前從荷蘭Amhem的Akzo Plastics獲得，現在從荷蘭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秀的彈性，以及多分散性指數，例如Mw/Mn是4或更小，并且可以根據茂金屬工藝生產。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 hloride、bis(indenyl)zirconiumdichloride、bis(methylcyclopentadienyl)titanium dichloride、bis(methylcyclopentadienyl)zirconium dichloride、二茂鈷、三氯環戊二烯合鈦、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列表包括在Rosen等人的美國專利5374696中，并轉讓給Dow Chemical Company。這種化合物也在Stevens等人的美國專利5064802中討論過，也轉讓給Dow。
鉤背襯26可以用與適于單個的鉤24的上述材料相同的柔性聚合物制造。在同一個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的鉤和背襯。
鉤24可以在寬范圍尺寸內成形。優選地，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的優點是具有大的縱橫比，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和單個的鉤24的改進柔性可以得到柔軟、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，從而減小對穿戴者刺激的機會，并且鉤24之間具有足夠的空間，使鉤24和環28互相接合。
我們還意識到，鉤帶粗糙度感覺的個人主觀印象受到皮及其皮下組織適應特殊特征的程度的影響。表面特征的結構和排列越允許皮膚適應它們，表面“粗糙”或“磨擦”的感覺越大，或者目標被有問題的特征“刺”的感覺越大。
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。在圖12所示的帶60中，J形鉤件62(每個表示為矩形，其中的箭頭朝向鉤元件的尖端)在橫向的行中對齊，行之間是露出的背襯區。其中的一個露出的背襯區64用虛線表示。由于此露出的區域64在橫向沒有限制，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將減小皮膚的適應性，但也能降低鉤的性能。在圖12A中的改進鉤帶中，適應性也被限制在相鄰的交錯行的鉤元件60限制在橫向上。當實際的皮膚穿透至少是鉤元件之間任何露出區域的縱向和橫向尺寸的綜合二級函數時，最大的內部露出區域的面積是感覺到的鉤陣列的粗糙度的一種近似指示。對于合理的感覺質量，鉤元件的陣列中最大包圍的露出區域或場地68，優選地小于0.010平方英寸(更優選地小于0.005平方英寸，進一步優選地小于0.001平方英寸)。
圖13表示傳統鉤帶60中邊緣的鉤62如何導致鉤帶邊緣較差的皮膚適應性。圖中的手指70從鉤帶邊緣移過鉤帶，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，圖14的鉤帶72具有三行高度參差的邊緣過渡元件74，最外一行是很短的元件74，第二行是稍高一點兒的元件，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，而不產生明顯的刺入。雖然圖14中所示的邊緣過渡元件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渡元件可以很便宜地制成，這是通過使用具有適當結構空腔的模具環，將之排列在相鄰間隔板之間，如同鉤元件模具環一樣，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準鉤帶，在成形之后進行修改，將每一側最外邊幾個邊緣行的鉤元件轉變成高度參差的過渡元件，例如將鉤帶邊緣在加熱的傾斜輥下通過。
鉤帶切割部分的末端可以具有相似的過渡元件，如同沿切割部分末端邊緣的末端過渡元件。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，我們改進的鉤帶在每個末端具有三行模制的圓丘形末端過渡元件78，有助于將接觸皮膚平穩過渡到功能鉤元件62的陣列上。在傳統Fischer模制工藝中成形這種末端過渡元件78時，其中鉤元件朝向機器方向，需要對鉤元件模具環進行修改，使末端過渡元件空腔繞其邊緣定位在預定位置。并且，將這種模制帶橫向切割成使用的片時，例如用在尿布上的片，必須考慮模制的末端過渡元件在恰當的位置切斷鉤帶。優選的另外方法是，在將帶切割成片時，將橫向切口附近的功能鉤元件62轉換。例如，切割機構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。
邊緣和末端的過渡元件都可以用于單一部分的鉤帶上，如圖19所示。在此實施例中，帶80具有兩個末端行82A和82B的末端過渡元件78，以及三個邊緣行84A、84B和84C的邊緣過渡元件74。需要注意的是，一個單個的結構可以同時起到末端過渡元件和邊緣過渡元件的功能。
圖20和21示出改進模制鉤帶邊緣舒適度的另一種裝置。鉤帶86具有縱向連續的、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。當皮膚表面70從帶的邊緣移到鉤的陣列時(圖20A)，裙邊88偏轉，將邊緣的鉤元件覆蓋并減小感覺到的粗糙度。在正常的與配對表面(例如，環元件)接合時，裙邊88很薄，足以彎曲或者容易移開，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92形成的槽91中模制。優選地，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的肋98，在鉤元件62陣列的旁邊延伸。肋98可以不連續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(未示出)進行。當部分模制的鉤帶94固定在尿布片100上時，肋98形成柔性的墊子，有助于將皮膚70過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成形帶的模制末端鉤元件的末端過渡元件，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間隔的縱向槽(未圖示)，作為活動的鉸鏈，使鉤帶在固定于尿布片時打褶形成脊98。
應該理解的是，上述實施例的細節，對其描述是為了說明，而不形成對本發明范圍的限制。雖然上面僅是詳細描述了幾個代表性實施例，但本領域的一般技術人員將能容易地意識到，在不是實質性地偏離本發明新穎技術和優點的條件下，對代表性實施例可以做出很多修改。因此，所有這些修改都包括在本發明的范圍內，本發明的范圍受權利要求及其所有等價條款的限定。并且，應該意識到，很多實施例的設計可以不具有一些實施例的所有優點，特別是優選的實施例，而且缺少特殊的優點并不意味著這些實施例不在本發明的范圍內。
權利要求
1.一種與配對的環元件(22)形成鉤與環緊固的鉤元件(20)，該鉤元件包括鉤背襯(26)以及多個從鉤背襯一個側面突出的鉤(24)，其中鉤元件的總縱橫比(見定義，說明書第7頁)在40％到55％的范圍內，優選的是45％到50％，更優選的是47％。
2.如權利要求1所述的鉤元件，其特征在于鉤(24)排列在鉤背襯(26)上，其密度為每平方厘米155到310個鉤，優選的是每平方厘米186到279個鉤，更優選的是每平方厘米202到248個鉤。
3.如權利要求1或2所述的鉤元件，其特征在于鉤背襯(26)具有不均勻的厚度，鉤(24)周圍區域的厚度較大，鉤之間區域的厚度較小(參見，例如，圖11)。
4.如任一項上述權利要求所述的鉤元件，其特征在于每個鉤(24)包括聚合物，該聚合物的整體撓曲模量為7kpsi(48MPa)到30kpsi(207MPa)。
5.一種與配對的環元件(22)形成鉤與環緊固的鉤元件(20)，該鉤元件包括鉤背襯(26)以及多個從鉤背襯一個側面突出的鉤(24)，其特征在于鉤背襯(26)具有不均勻的厚度，鉤(24)周圍區域的厚度較大，鉤之間區域的厚度較小(參見，例如，圖11)。
6.如權利要求5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。
7.如權利要求5或6所述的鉤元件，其特征在于至少一部分鉤背襯(26)的厚度是從一個正數到3.5密耳(88.9微米)，優選的是0.5密耳(12.7微米)到3.0密耳(76.2微米)，更優選的是1.0密耳(25.4微米)到2.5密耳(63.5微米)。
8.如權利要求5到7中任一項所述的鉤元件，其特征在于鉤背襯(26)在至少一個鉤背襯表面上具有壓花的紋理。
9.如權利要求5到8中任一項所述的鉤元件，其特征在于鉤背襯(26)是帶孔的，并在相鄰鉤(24)之間形成穿過背襯的小孔(56)。
10.一種與配對的環元件(22)形成鉤和環固定的鉤元件(20)，該鉤元件包括鉤背襯(26)以及多個從鉤背襯一個側面突出的鉤(24)，其特征在于很多鉤(24)中的每一個具有至少一個圓形的自由末端(32)(參見，例如圖2-6)；以及每個鉤(24)包括聚合物，該聚合物的整體撓曲模量為7kpsi(48MPa)到30kpsi(207MPa)，優選的是7kpsi(48MPa)到25kpsi(173MPa)，更優選的是7kpsi(48MPa)到15kpsi(104MPa)。
11.如權利要求10所述的鉤元件，其特征在于鉤背襯(26)包括包括聚合物，該聚合物的整體撓曲模量為7kpsi(48MPa)到90kpsi(621MPa)，優選的是7kpsi(48MPa)到70kpsi(483MPa)，更優選的是7kpsi(48MPa)到50kpsi(345MPa)。
12.一種與配對的環元件(22)形成鉤和環固定的鉤元件(20)，該鉤元件包括鉤背襯(26)以及排成陣列并從鉤背襯一個側面突出標稱高度的鉤(24，62)，其特征在于鉤元件還包括至少一行邊緣過渡元件(74，74’)，該過渡件從背襯一個縱向邊緣與鉤(62)陣列之間的背襯(26)上伸出，該邊緣過渡元件的高度低于鉤的標稱高度(參見，例如圖14、15和19)。
13.如權利要求12所述的鉤元件，其特征在于，包括至少兩行(84A，84B)邊緣過渡元件(74，74’)，該過渡件從縱向邊緣與鉤(62)陣列之間的背襯(26)上伸出，外面一行(84A)邊緣過渡元件的高度低于鉤(62)與外面一行邊緣過渡元件之間的內面一行(84B)邊緣過渡元件。
14.如權利要求13所述的鉤元件，其特征在于，包括三行(84A，84B、84C)邊緣過渡元件(74，74’)，該過渡件從縱向邊緣與鉤(62)陣列之間的背襯(26)上伸出，每行邊緣過渡元件的高度高于任何更靠近縱向邊緣的過渡元件。
15.如權利要求12到14中任一項所述的鉤元件，其特征在于邊緣過渡元件(74，74’)是模制的形式。
16.如權利要求12到15中任一項所述的鉤元件，其特征在于邊緣過渡元件(74，74’)的上表面(76)從所述的縱向邊緣向上傾斜。
17.一種與配對的環元件(22)形成鉤和環固定的鉤元件(20)，該鉤元件包括細長的鉤背襯(26)以及排成陣列并從鉤背襯一個側面突出標稱高度的鉤(24，62)，其特征在于鉤元件還包括至少一行末端過渡元件(78)，該過渡件從背襯一個末端與鉤(62)陣列之間的背襯(26)上伸出，末端過渡元件的高度低于鉤的標稱高度(參見，例如圖17-19)。
18.如權利要求17所述的鉤元件，其特征在于，包括至少兩行(82A，82B)末端過渡元件(78)，從背襯(26)的所述末端與鉤(62)陣列之間的背襯上伸出，外面一行(82A)末端過渡元件的高度低于鉤與外面一行末端過渡元件之間的里面一行(82B)末端過渡元件。
19.如權利要求18所述的鉤元件，其特征在于，包括三行末端過渡元件(78)，從背襯的所述末端與鉤(62)陣列之間的背襯(26)上伸出，每行末端過渡元件的高度高于靠近背襯所述末端的任何過渡元件的高度。
20.如權利要求17到19中任一項所述的鉤元件，其特征在于末端過渡元件(78)是模制的形式。
21.一種與配對的環元件(22)形成鉤和環固定的鉤元件(20，86)，該鉤元件包括細長的鉤背襯(26，90)以及排成陣列并從鉤背襯一個側面突出標稱高度的鉤(24，62)，其特征在于該鉤元件還包括邊緣裙邊(88)，該裙邊從背襯的縱向邊緣與鉤(62)陣列之間的背襯(90)一側伸出。裙邊的延伸高度大于鉤的標稱高度并且設置成與鉤的陣列足夠近，從而當向鉤的陣列偏轉時裙邊覆蓋最靠近一行鉤的上邊緣(參見，例如圖20和21)。
22.如權利要求21所述的鉤元件，其特征在于邊緣裙邊(88)與背襯(90)整體模制在一起。
23.一種與配對的環元件(22)形成鉤和環固定的鉤元件(20，94)，該鉤元件包括細長的鉤背襯(26，90)以及排成陣列并從鉤背襯一個側面突出標稱高度的鉤(24，62)，其特征在于該鉤元件的背襯(96)模制形成V形突起(98)，V形突起伸出背襯的平面并朝向背襯上鉤伸出的一側，并且V形突起位于鉤陣列與背襯邊緣之間(參見，例如圖23)。
24.如權利要求23所述的鉤元件，其特征在于，還包括層疊在鉤背襯(96)上與鉤(62)相對的一側上的底層(100)。
25.如權利要求24所述的鉤元件，其特征在于底層(100)伸出背襯(96)的一個縱向邊緣以外，用以將迭層固定到服裝上，作為服裝的閉合。
26.如權利要求23或24所述的鉤元件，其特征在于底層(100)是尿布片。
27.如權利要求23到26中任一項所述的迭層，其特征在于鉤元件的背襯(96)模制形成V形突起(98)。
28.如任一項上述權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成的組中選擇的聚合物。
29.如任一項上述權利要求所述的鉤元件，其特征在于鉤(24，62)是J形的(參見，例如圖2-5)。
30.如任一項上述權利要求所述的鉤元件，其特征在于鉤(24，62)是具有樹脂模制的頭部。
31.如任一項上述權利要求所述的鉤元件，其特征在于每一個鉤(24，62)具有至少一個平的橫側面。
32.如任一項上述權利要求所述的鉤元件，固定在吸收性物品上。
33.如任一項上述權利要求所述的鉤元件，固定在尿布上。
34.如任一項上述權利要求所述的鉤元件，固定在訓練短褲上。
35.如任一項上述權利要求所述的鉤元件，固定在女性衛生用品上。
36.如任一項上述權利要求所述的鉤元件，固定在失禁用品上。
37.如任一項上述權利要求所述的鉤元件，固定在醫用服裝上。
38.一種成形迭層鉤元件的方法，該方法包括將鉤帶(94)固定在底層材料(100)上，鉤帶具有基本平面的鉤背襯(96)和許多鉤(62)，這些鉤排列成陣列并從鉤背襯上朝底層材料相反的一側伸出，鉤帶固定在底層材料上，使鉤元件的背襯形成連續的突起(98)，該突起朝背襯上鉤伸出的一側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，突起設置在鉤陣列與背襯邊緣之間(參見，例如圖23)。
39.如權利要求38所述的方法，包括在將鉤帶(94)固定到底層材料(100)上之前，沿間隔鉸鏈點折起鉤帶，使一部分背襯(96)彎曲超出其形成突起(98)的平面。
全文摘要
一種鉤和環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紅斑和/或刺激的發生。在一個實施例中，相對于鉤背襯(26)的表面積，鉤元件可以具有相當大的鉤(24)的頂表面面積。在另一個實施例中，鉤背襯(26)是高柔性的，因為其柔性的樹脂和/或改進的外形。在又一個實施例中，可以使用高柔性的聚合物制造單個的鉤(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)，用以增強皮膚友好性。皮膚友好的鉤元件是從所述實施例的任意組合中得到的。當用于吸收性物品時，鉤元件特別有利。
文檔編號A61F13/62GK1499945SQ02807438
公開日2004年5月26日 申請日期2002年2月26日 優先權日2001年2月26日
發明者蒂莫西·R·馬丁, 布賴恩·J·萬本舍特恩, 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, J 萬本舍特恩, J 施密特, K 帕什利, M 菲利翁, G 布塞爾, S 特倫布萊, 大 J 尼布, 托弗 M 加朗, 蒂莫西 R 馬丁 申請人:維爾克魯工業公司