对皮肤友好的钩紧固元件的制作方法

专利名称：对皮肤友好的钩紧固元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及钩和环紧固的钩元件。更具体地，该钩元件减小通常由于大多数钩元件引起的皮肤刺激。
背景很多紧固系统中，例如尿布紧固系统，包括易于扣紧和松开的钩和环系统。钩元件通常包括平的塑料薄片叠层，上面具有大量突出的钩，可以与环元件上的大量环接合。钩元件的突出钩以及硬的、平的塑料背衬，如果与人的皮肤接触，则产生红斑和刺激，例如婴儿的皮肤与尿布紧固系统的钩元件接触。
钩和环紧固的改进常常集中在性能上，例如改进接合或者提高剥离和剪切强度。但是，这些改进不会消除皮肤刺激的问题。
对于钩和环紧固的钩元件，需要或希望其在与人的皮肤接触时，减小或消除红斑和/或刺激的发生。
发明概述本发明涉及钩和环紧固中皮肤友好的钩元件，以及包括这种钩元件的产品。在本发明的一个实施例中，钩的聚集具有大的纵横比。在本发明的另一个实施例中，钩元件具有高柔性的钩背衬。在本发明的再一个实施例中，钩元件是由高柔性的聚合物制造的。对这些钩元件的改进的任何一项，或者这些改进的综合，都得到触摸起来柔软的皮肤友好的钩元件，并如果与人的皮肤接触时，减小或消除红斑和/或刺激的发生。
更具体地，相对于钩元件背衬的表面积，具有大百分数钩纵横比的钩元件，与具有小百分数钩纵横比的钩元件相比，减小了刺激皮肤的危险。钩纵横比的最大化可以通过综合具有大纵横比的单个的钩以及钩元件上钩的较高密度来实现。
考虑皮肤友好性，使用柔性的钩背衬材料也是有益的。柔性的材料可以在压力作用下弯曲，从而不会像刚性钩背衬那样使钩刺入穿戴者。一种使钩背衬更加柔软的方法是减小其厚度。也可以优化钩背衬的外形，产生厚度变化或具有小孔的区域，从而获得高柔性的钩背衬。钩背衬也可以由柔性的聚合物制成。
在大的平带尺度上，以及也可以在小的微观钩水平上，由高柔性聚合物制成的钩元件能随着穿戴者的运动而折曲和弯曲。由于具有柔性，钩元件的边缘几乎不可能刺入穿戴者。而且，每个单个的钩在压力作用下弯曲，从而减轻导致皮肤刺激的应力。
钩元件，由高柔性聚合物制成的，和/或具有高柔性的背衬，和/或具有大量大纵横比的钩集合，明显减小了皮肤刺激，因为大大减小了压力产生的应力。
如上所述，本发明的一个特征和优点是提供一种钩和环紧固的钩元件，减小或消除与人皮肤接触时红斑和/或刺激的产生。
这种钩元件特别适合在一次性的吸收性物品上的紧固系统中使用。这种适合的物品的例子包括尿布、训练短裤、女性卫生用品、失禁用品、其它个人保健或卫生保健服装，包括医用服装，等等。本发明的一些方面体现在尿布、训练短裤、女性卫生用品、失禁用品或医用服装上，这些物品包括以可释放方式连接的两种基体材料或者具有一种基体材料的区域，其中一种材料或区域具有这时所述的一种钩紧固，另一种具有环元件，或者另一种以可释放方式与钩元件接合。在特定的实施例中，钩元件对穿戴者的皮肤提供皮肤友好的表面。
本发明的特征是提供改进的钩元件，与配对的环元件一起用于钩和环的固定，钩元件包括钩背衬以及多个从钩背衬一个侧面突出的钩。
根据本发明的一个方面，钩元件的总纵横比，如同这里定义的，在40％到55％的范围内(优选地，45％到50％；更优选地，47％)。
对于某些应用，钩包括从弹性热塑性聚合物和茂金属催化的聚合物组成的组中选择的聚合物。
钩设置在钩背衬上，在某些实施例中，其密度为每平方厘米155到310个钩(优选地，每平方厘米186到279个钩；更优选地，每平方厘米202到248个钩)。
在一些情况下，钩是J形的，和/或具有树脂模制的头部，和/或具有至少一个平的横侧面。
根据本发明的另一个方面，钩背衬具有不均匀的厚度，钩周围区域的厚度较大，钩之间区域的厚度较小。
优选地，钩元件在钩背衬的周边具有倾斜的边缘。
优选地，至少一部分钩背衬的厚度从一个正数到3.5密耳(88.9微米)，更优选的是0.5密耳(12.7微米)到3.0密耳(76.2微米)，最优选的是1.0密耳(25.4微米)到2.5密耳(63.5微米)。
钩背衬可以在至少一个表面具有压花的纹理，或穿透的小孔，用于提高柔性。
根据另一个方面，大量钩中的每一个具有至少一个圆形的自由末端，每个钩包括聚合物，该聚合物的整体挠曲模量为7kpsi(48MPa)到30kpsi(207MPa)，优选的是7kpsi(48MPa)到25kpsi(173MPa)，更优选的是7kpsi(48MPa)到15kpsi(104MPa)。
在一些实施例中，钩背衬包括聚合物，该聚合物的整体挠曲模量为7kpsi(48MPa)到90kpsi(621MPa)，优选的是7kpsi(48MPa)到70kpsi(483MPa)，更优选的是7kpsi(48MPa)到50kpsi(345MPa)。
根据本发明的另一个方面，钩元件有效地包括多于一个的本发明提高皮肤友好性的特征，在一个这样的组合中，钩元件的总纵横比在20％到55％的范围内；钩背衬具有不均匀的厚度，钩周围区域的厚度较大，钩之间区域的厚度较小；并且每个钩包括聚合物，该聚合物的整体挠曲模量为7kpsi(48MPa)到30kpsi(207MPa)。
根据另一个方面，钩元件包括至少一行边缘过渡元件，从背衬一个纵向边缘与钩阵列之间的背衬上伸出，边缘过渡元件的高度低于钩的标称高度。优选地，至少两行边缘过渡元件从纵向边缘与钩阵列之间的背衬上伸出，外面一行的边缘过渡元件的高度低于钩与外面一行边缘过渡元件之间的内面一行边缘过渡元件。更优选地，三行边缘过渡元件从纵向边缘与钩阵列之间的背衬上伸出，每行边缘过渡元件的高度高于任何更靠近纵向边缘的过渡元件。
在一些实施例中，边缘过渡元件具有模制的形状，和/或其上表面从靠近纵向边缘向上倾斜。
根据另一个方面，钩元件包括至少一行末端过渡元件，该末端过渡元件从背衬一个末端与钩阵列之间的背衬上伸出，边缘过渡元件的高度低于钩的标称高度。优选地，钩元件包括至少两行(例如，三行)末端过渡元件从背衬的末端与钩阵列之间的背衬上伸出，外面一行末端过渡元件的高度低于钩与外面一行末端过渡元件之间的内面一行末端过渡元件。
根据又一个方面，钩元件具有边缘裙边，该边缘裙边从背衬的纵向边缘与钩阵列之间的背衬一侧伸出。裙边的延伸高度大于钩的标称高度并且其位置非常靠近钩的阵列，当向钩的阵列偏转时裙边覆盖最靠近一行钩的上边缘。优选地，边缘裙边与背衬整体模制在一起。
根据另一个方面，钩元件的背衬模制形成V形突起，V形突起伸出背衬的平面并朝向背衬上钩伸出的一侧，并且设置在钩阵列与背衬边缘之间。
在本发明的另一个方面中，叠层具有层叠在钩元件上的底层，用于与钩和环连接的配对环元件一起使用。钩元件包括基本平面的钩背衬和许多钩，这些钩排成阵列并从钩背衬上朝底层相反的一侧伸出。特别地，如同迭层状态，钩元件的背衬形成不连续的V形突起，其远离底层伸出背衬平面以外，V形突起设置在钩阵列与背衬边缘之间。
在一些优选的实施例中，底层延伸超出钩元件的一个纵向边缘，用以将迭层固定在服装上(例如尿布或上述的其它类型服装)，作为服装的闭合。
在一些情况下，钩元件的背衬模制形成V形突起。
本发明还提供成形迭层钩元件的方法，该方法包括将钩带固定在材料的底层上。钩带具有基本平面的钩背衬和许多钩，这些钩排列成阵列并从钩背衬的一侧朝底层材料相反的一侧伸出，钩带固定在材料的底层上，使钩元件的背衬形成连续的突起，突起朝背衬上钩伸出的一侧伸出背衬的平面以外，并在固定到底层材料上的背衬的部分之间。突起设置在钩阵列与背衬边缘之间。
在一些应用中，该方法包括，在将钩带固定到底层材料上之前，沿间隔开的铰链点折起钩带，使一部分背衬弯曲超出其平面以形成突起。
下面的附图和描述中给出了本发明的一个或多个实施例的细节。本发明的其它特征、目的和优点将从说明、附图和权利要求中变得更加清楚。
附图描述

图1是钩元件和环元件相互接合之前的正视图；图2是具有圆形自由端的钩元件的单个钩的正视图；图3是具有至少一个圆形自由端的钩元件的单个钩的侧视图；图4是具有至少一个圆形自由端的钩元件的单个钩的侧视图；图5是具有至少一个圆形自由端的钩元件的单个钩的侧视图；图6是具有两个圆形自由端的钩元件的单个钩的正视图；图7是具有平自由端的钩元件的单个钩的正视图；图8是具有平自由端的钩元件的单个钩的侧视图；图9是钩元件的透视图；图10是确定钩的头部尺寸用于计算纵横比；图10A表示钩的头部区，这是图10中虚线平行六面体的上表面区域；图11是具有不同厚度钩背衬的钩元件的透视图；图12是钩带的顶视图，钩带上具有沿横向方向对齐的相邻纵向行的钩；图12A是钩带的顶视图，钩带上具有沿横向方向相互交错的相邻纵向行的钩；图13是现前技术钩带的边缘钩行与皮肤接触的端视图；图14是具有边缘过渡特征的改进钩带的边缘与皮肤接触的端视图；
图15是具有第二形式的过渡边缘特征的改进钩带的端视图；图16是皮肤与现前技术的钩和末端接触的侧视图；图17是皮肤与具有末端过渡特征的改进钩带的钩和末端接触的侧视图；图18也表示钩件附近的末端过渡特征；图19是具有两末端过渡特征和边缘过渡特征的改进钩带的透视图；图20是具有边缘裙边的钩带的端视图；图20A是图20的钩带的纵向边缘与皮肤接触的端视图；图21是图20钩带的透视图；图22是用于成形图21的钩带的一部分模辊的剖视图；图23是尿布片的纵剖视图，尿布片具有改进的钩带部分固定在片上，钩带包括连续的边缘保护；图24是用于成形图5的宽钩的成形腔的剖视图。
附图中相似的附图标号表示相似的元件。
定义在本发明说明书的上下文中，下面的每个术语或短语包括如下的意思。
“纵横比”指钩元件的相对钩头密度。这个比例与钩头部的接合面积相关，对应于钩头部穿入环元件时接合环元件的最大瞬时位移面积。在本发明的上下文中，当钩头部与人皮肤接触时它影响对钩元件的感觉。纵横比表示为钩头部的总面积除以钩元件的总面积。在位于钩背衬上方的某一高度处测量钩头部面积，此处包括钩头部的最大突出。
“机器交叉方向”指平行于钩背衬并垂直于钩最大突出的横向的方向。蘑菇形的钩在所有侧面具有相等的突出，因此没有此定义的机器交叉方向。
“柔性的”指材料具有顺从性并易于成形为与所述材料接触的物体的形状和轮廓。
“机器方向”指平行于钩背衬并沿钩最大突出的横向的方向，与“机器交叉方向”相对，“机器交叉方向”是指基本垂直于机器方向的方向。蘑菇形状的钩在所有侧面具有相等的突出，因此没有定义的机器方向。
“医用服装”包括医用的(例如，保护性的和/或外科的)长袍、帽子、手套、铺巾、面罩、血压袖带、绷带等等。
“无尖的”指钝的或光滑的表面，并且不会逐渐变细到一个点上。
“聚合物”包括均聚物，共聚物，例如，嵌段、接枝、随机和交替共聚物、三元共聚物等，以及它们的混合物和改性物，但不限于此。而且，除非有其它特殊说明，术语“聚合物”包括所有可能的几何结构的材料。这些结构包括全同立构、间同立构和无规立构对称。
“可释放地附着”、“可释放地接合”及其各种变化指已经连接或可以连接的两个元件，使元件在没有分离力作用在一个或两个元件上时趋于保持连接，并且元件可以分离而没有完全永久的变形或破裂。所需的分离力通常超过穿戴吸收性服装所遇到的力。
“热塑性”指受热时软化的材料并且当冷到室温时完全返回到非软化的状态。
“外形”指物体的表面特征，包括高度和结构。
这些术语可能在说明书的其余部分中以另外的语言定义。
详细描述如图1所示，钩元件20和环元件22可以放在一起，从而互相可释放地附着或可释放地接合。钩元件20具有大量单个的钩24，从弹性的钩背衬材料26上基本垂直地伸出。类似地，环元件22具有大量单个的环28，从弹性的环背衬材料30上基本垂直地伸出。单个的钩24和单个的环28，当彼此接触时互相接合，钩24锁在环28上，直到强制分离时，将钩24从环28中拉出。
环元件22的单个的环28可以是针刺的、缝合的或其它从环背衬材料30中突出的，比较合适的是由无纺织材料制成的。单个的环28比较合适的是由纤维状无纺织网制成，例如纺粘的无纺织网或人造短纤维粗梳网。另外，单个的环28可以由纱线或丝束制成。一旦环28形成，使用热和/或粘结剂或任何其它的适合方法将纤维结合在环背衬材料30上，可以原地固定形成环的纤维。这种合适的环元件22可以从新罕布什尔州Manchester的Velcro USA公司获得。
钩元件20包括任何数量的改进及其组合，以获得皮肤友好的钩元件20。实际上，任何形状的钩都可以使用。例如，单个的钩24可以具有无尖的自由末端32，用以防止刺入穿戴者的皮肤。具有简单的、圆形自由末端32的单个的钩24在本技术领域是公知的。图2表示单独的J形钩24，它具有在机器方向圆形的自由末端32。机器方向在图1、2、6、7、10和11中用箭头34表示。因此，术语“机器交叉方向”指垂直于机器方向的方向。机器交叉方向在图3-5、8和10中用箭头36表示。
图2所示的钩24的自由末端32在机器方向上是圆形的，并且在机器交叉方向上也可以是圆形的，但不需要必须是。图3在机器交叉方向表示图2的钩24，其中钩24的自由末端32在机器交叉方向上不是圆形的。图4示出图2的钩24的自由末端32在机器交叉方向上是圆形的。宽的、圆形自由末端32比目前宽度较窄的钩更加皮肤友好，因为与穿戴者的皮肤有更大的接触面积。与钩的背衬材料26相对，在钩24最上部区域具有大纵横比的单个的钩24，对于穿戴者的皮肤是柔和的，因为大的纵横比，特别是圆形的边缘，不会像尖末端一样刺入穿戴者皮肤。图5示出图2的钩24的自由末端32，它在机器交叉方向也是圆形的并具有较大的宽度，这可以在图24所示的跨越多个相邻模具环的空腔102中模制出来。宽度的变化取决于钩24和环28的整个尺寸。
如图6所示，钩24可以具有超过一个的无尖自由末端32。在此实施例中，钩24具有两个彼此相对的圆形的自由末端32。这两个自由末端32在机器方向是圆形的，如图6所示，在机器交叉方向可以是非圆形的或圆形的，如图3-5所示。
术语“无尖的”自由末端32包括具有圆形自由端的钩24，还包括具有较平的自由末端32的钩24，适当地在平自由末端顶表面44上具有圆形的边缘42。图7示出具有平自由端32的蘑菇形钩24。此实施例的钩24，从机器方向(图7)和机器交叉方向(图8)看是相同的，在这种情况下钩24的基底部分38从上方看是适当的圆形或方形。另外，钩24的基底部分38可以是长圆形、矩形、三角形或任何其它适合的形状。
参看图2-8，钩元件20上的无尖自由末端32，由于与尖的自由末端相比与穿戴者皮肤接触的面积大，减小了穿戴者的任何应力反应，从而减小了皮肤刺激。图5-8所示的每个实施例具有特别大的与穿戴者皮肤接触的纵横比，从而比具有小纵横比的钩24更加皮肤友好。具有大纵横比的单个的钩24，例如无尖的自由末端32，可以位于钩元件20的整个表面上，或者至少分布在钩元件20的外边缘或边缘40上，在这些位置上单个的钩结构最容易接触穿戴者皮肤，如图9所示。
图10和10A示出如何确定钩的头部面积，用于计算钩元件的纵横比。在对应于50所指的钩头部的最大横向突出的高度E处，头部面积的计算为最小平行六面体(虚线所示)的顶面46的面积，所述最小平行六面体的底面在高度E处并与背衬26平行，并且其前面与最大突出点50相交，并完全包含高度E以上的钩头部区域。如图10A所示，钩头部的面积等于垂直尺寸W和L的乘积。具有大的、与穿戴者皮肤接触的头部面积的单个的钩24，与具有小的与穿戴者皮肤接触的头部面积的单个的钩24，如尖的末端相比，更加皮肤友好。另外，具有高的钩密度的钩元件20，即，每平方厘米的钩数量大，而其它因素相同，一般比具有低的钩密度的钩元件20更加皮肤友好，这也是由于纵横比较大。这样，皮肤友好的实现可以通过与穿戴者皮肤接触面积大的单个的钩24，或者是具有高的钩密度的钩元件20，或者具有高密度的单个的钩24并且每个钩24具有大的头部面积的钩元件20。优选地，钩元件20的纵横比在40％到55％之间。更优选地，钩元件20的纵横比在45％到50％之间，最优选地为47％。
优选地，最大突出的点50出现在高度E处，非常靠近钩的最高表面。这样，优选的是穿刺距离48达到最小程度，以便达到最佳的皮肤友好性。
纵横比大于40％的皮肤友好的钩元件，如上所述，可以通过每个单个的钩24具有大的头部面积实现，特别是同时具有足够大的钩密度时。每平方英寸1000到2000个钩(每平方厘米155到310个钩)的钩密度，对于大多数服装应用提供了最佳距离的皮肤友好和有用的钩元件20。每平方英寸1200到1800个钩(每平方厘米186到279个钩)的钩密度是更优选的，最优选的是每平方英寸1300到1600个钩(每平方厘米202到248个钩)的钩密度。如上所述，高的钩密度得到大的纵横比，获得接近光滑结构的感觉。例如，如图7所示，自由末端32较平的钩24，当在钩元件20上彼此非常靠近时特别适合于形成光滑的结构。改进的感觉至少是部分由于钩元件20作用在皮肤上的压力，与不稠密分布的钩24相比，更加均匀地分布在大的面积上。
钩24在空间上在钩背衬26上排列成行。钩背衬26柔性的改善可以通过改变沿背衬26表面的纹理和/或背衬26的厚度来改变钩背衬的外形来实现。例如，钩24从背衬26伸出的区域可以比钩24之间的区域厚，从而使钩24之间的区域在受力时易于弯曲，或者简单地适应穿戴者的身体。厚度的调节可以在钩背衬26的顶面52，如图11所示，或者在钩背衬26的底面54，或者同时在钩背衬26的顶面52和底面54。背衬26厚度的调节也可以通过在顶面52、底面54或者顶面52和底面54同时改变背衬的纹理。纹理可以是一定的图案或者有点儿随机，其制造可以是，例如，使用有图案或网纹轧辊，在制造过程的弯曲阶段将背衬26压在轧辊上。在本发明的另外实施例中，钩背衬26可以是穿孔的，孔56形成在单个的钩24之间的钩背衬上，如图9所示。孔56降低背衬折曲和弯曲超出其平面的总阻力。
钩背衬26的合适厚度从很小的正数到3.5密耳(88.9微米)，优选的是0.5密耳(12.7微米)到3.0密耳(76.2微米)，更优选的是1.0密耳(25.4微米)到2.5密耳(63.5微米)，厚度的变化穿过表面52和54。更具体说，钩24之间的区域的厚度可以是0密耳(0微米)，即孔，到3.0密耳(76.2微米)，优选的是0密耳(0微米)到2.5密耳(63.5微米)，更优选的是0密耳(0微米)到2.0密耳(50.8微米)，而钩24下面和附近的区域的厚度可以是从很小的正数到3.5密耳(88.9微米)，优选的是0.5密耳(12.7微米)到3.0密耳(76.2微米)，更优选的是1.0密耳(25.4微米)到2.5密耳(63.5微米)。并且，绕钩元件20的钩背衬26周围的边缘40可以适当地逐渐变薄，以便对穿戴者的皮肤产生最小的阻力。钩背衬26对皮肤友好性的原因是其明显的柔韧性和柔软的表面。更具体说，明显的柔韧性减小钩元件20的边缘40的刚性，从而进一步增强皮肤友好性。
钩24和钩背衬26一般是由相同的材料在一个过程中生产出来的。一种适合的制造方法是Fischer在美国专利4794028中描述的连续模制的方法，其所有内容在此引用作为参考文献。在Fishcher工艺中，钩背衬26和钩24是由单独连续流动的熔化树脂同时形成的，背衬26是在夹紧区的压力作用下在旋转模辊附近形成的，模辊具有成形钩24的盲腔，冷却后接着将背衬在离开夹紧区后从模辊上剥离冷却的背衬。模辊通常是由很多圆形的模板制成的，每个板的周边具有钩形的缺口，用于模制钩的连续行。模板被实心的分隔板间隔，用于形成钩空腔平的横侧边。图10的钩24就是用这种空腔模制的平侧边的钩。在某些情况下，钩空腔不是完全延伸过模板，因此每个钩仅有一个侧边是平的。在其它情况下，将具有对齐的下凹钩空腔表面的模具环放在一起，从而形成具有弯曲横侧边的钩空腔，例如，用于成形图4和5所示的钩。
尽管与弯曲侧边钩的工具相比，用于模制平侧边钩的工具一般是比较简单的并且制造成本低，但在平钩侧边与这此钩的顶面相交位置的尖锐边缘削弱对皮肤的所需柔软感觉。这样，这里的上述改进在应用到这种钩以及一般的模制钩时具有特别的优势。
本领域公知的工艺“切割和拉伸”，其中软化的聚合物通过具有细长的带基开口(用于挤压背衬26)以及相邻的多个钩形开口(用于挤压具有所需钩形状的纵向带)的模具进行挤压，也适合于成形一些钩形状的钩元件。挤压后，横过挤压方向切割挤压的带，并且挤压的背衬沿挤压方向拉伸，将切割的带片段分离，形成一行行单个的钩。背衬也可以沿垂直于挤压方向的方向拉伸，用以减小背衬厚度并增大相邻钩行之间的横向距离。
钩元件20的钩24可以由高柔性的聚合物制成，从而使钩24随着穿戴者的运动折曲和变化。与无柔性的聚合物制成的钩相比，当由高柔性的聚合物制造时，钩24的自由末端32不太可能刺入穿戴者的皮肤因而刺激皮肤。由柔性聚合物制成的钩24在压力作用下弯曲，从而减轻导致皮肤变红或其它类型皮肤刺激的压力。如果由柔性的聚合物制成，则钩24在一个最小的垂直压力作用下弯曲。优选地，用于制造钩24的聚合物的整体挠曲模量为7kpsi(48MPa)到30kpsi(207MPa)。更优选地，用于制造钩24的聚合物的整体挠曲模量为7kpsi(48MPa)到25kpsi(173MPa)。最优选地，用于制造钩24的聚合物的整体挠曲模量为7kpsi(48MPa)到15kpsi(104MPa)。
钩24优选的柔性聚合物包括弹性的热塑性聚合物，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)、具有一般化学式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。
合适的弹性共聚物的商品例子是那些公知的KRAON材料，可以从得克萨斯州Houston的Shell Chemical Company获得。KRAON嵌段共聚物有几种不同的化学式，其中很多被美国专利4663220、4323534、4834738、5093422和5304599授权，这里引用作为参考文献。
其它有用的弹性材料包括聚丙烯、聚乙烯和聚氨酯弹性材料。这种聚氨酯弹性材料的合金包括B.F.Goodrich & Co.的商品ESTANE和Morton Thiokol Corp.的商品MORTHANE，聚酯弹性材料如特拉华州Wilmington的E.I.du Pont de Nemours & Company的商品HYTREL，以及商品ARNITE L，以前从荷兰Arnhem的Akzo Plastics获得，现在从荷兰Sittard的DSM获得。
基于聚丙烯的热塑性弹性体的商品例子包括SARLINK，从印地安那州Evansville的DSM Engineering Plastics获得；SANTOPRENE，从俄亥俄州Akron的Advanced Elastomer Systems获得；以及UNIPRENE，从罗得岛州Pawtucket的Teknor Apex获得。从德克萨斯州Houston的Exxon Chemical Co.获得的EXCORENEPD-3445，是另一种柔性的聚丙烯，但不是弹性体。
茂金属催化的聚合物是另外类型的、适于作钩24的材料。较新各类的聚合物、茂金属催化的聚合物具有优秀的弹性，以及多分散性指数，例如Mw/Mn是4或更小，并且可以根据茂金属工艺生产。茂金属工艺一般使用被助催化剂活化(例如，离子化)的催化剂。
茂金属工艺催化剂包括bis(n-butylcyclopentadienyl)titaniumdichloride、bis(n-butylcyclopentadienyl)zirconium dichloride、bis(cyclopentadienyl)scandium chloride、bis(indenyl)zirconiumdichloride、bis(methylcyclopentadienyl)titanium dichloride、bis(methylcyclopentadienyl)zirconium dichloride、二茂钴、三氯环戊二烯合钛、二茂铁、二氯二茂铪、isopropyl(cyclopentadienyl，-1-fluorenyl)zirconium dichloride、二氯二茂钼、二茂镍、二氯二茂铌、二茂钌、二氯二茂钛、zirconocene chloride hydride、二氯二茂锆，等等。这种化合物的更详细列表包括在Rosen等人的美国专利5374696中，并转让给Dow Chemical Company。这种化合物也在Stevens等人的美国专利5064802中讨论过，也转让给Dow。
钩背衬26可以用与适于单个的钩24的上述材料相同的柔性聚合物制造。在同一个工艺中可以使用共同挤压或分层挤压的工艺将不同的聚合物成形为单个的钩和背衬。
钩24可以在宽范围尺寸内成形。优选地，钩的总高度为0.033到0.51cm，最大的横向头部尺寸为0.025到0.033cm。
从上述特征的很多组合中可以得到皮肤友好的钩元件20。例如，钩元件20的优点是具有大的纵横比，和/或柔性的钩背衬26，和/或可以由柔性的聚合物制成。钩背衬26和单个的钩24的改进柔性可以得到柔软、光滑纹理的钩元件20。并且，柔性的钩背衬26使柔性聚合物制成的钩24在最小的压力作用下弯曲，从而减小对穿戴者刺激的机会，并且钩24之间具有足够的空间，使钩24和环28互相接合。
我们还意识到，钩带粗糙度感觉的个人主观印象受到皮及其皮下组织适应特殊特征的程度的影响。表面特征的结构和排列越允许皮肤适应它们，表面“粗糙”或“磨擦”的感觉越大，或者目标被有问题的特征“刺”的感觉越大。
图12和12A示出了钩元件在给定阵列中的排列如何影响钩带的感觉。在图12所示的带60中，J形钩件62(每个表示为矩形，其中的箭头朝向钩元件的尖端)在横向的行中对齐，行之间是露出的背衬区。其中的一个露出的背衬区64用虚线表示。由于此露出的区域64在横向没有限制，与图12A的钩带66的钩元件阵列相比，接触的皮肤刺入钩元件的阵列更深。每行相邻钩元件60之间的纵向距离dL在图12和图12A中都是0.030英寸。减小dL将减小皮肤的适应性，但也能降低钩的性能。在图12A中的改进钩带中，适应性也被限制在相邻的交错行的钩元件60限制在横向上。当实际的皮肤穿透至少是钩元件之间任何露出区域的纵向和横向尺寸的综合二级函数时，最大的内部露出区域的面积是感觉到的钩阵列的粗糙度的一种近似指示。对于合理的感觉质量，钩元件的阵列中最大包围的露出区域或场地68，优选地小于0.010平方英寸(更优选地小于0.005平方英寸，进一步优选地小于0.001平方英寸)。
图13表示传统钩带60中边缘的钩62如何导致钩带边缘较差的皮肤适应性。图中的手指70从钩带边缘移过钩带，明显地被外边行的钩62的暴露上边缘刺入。
为了减小这种作用并由此改善钩带的感觉，图14的钩带72具有三行高度参差的边缘过渡元件74，最外一行是很短的元件74，第二行是稍高一点儿的元件，以此类推，从而接触皮肤表面70柔和地升高到功能性的钩元件62，而不产生明显的刺入。虽然图14中所示的边缘过渡元件74具有平的水平上表面，但可以使用其它形状的元件，进一步减小粗糙度。例如，图15的带的元件74’具有倾斜的上表面76，其倾斜是朝向附近的钩带边缘。这些和其它形状的过渡元件可以很便宜地制成，这是通过使用具有适当结构空腔的模具环，将之排列在相邻间隔板之间，如同钩元件模具环一样，从而在Fischer工艺中与钩元件一起成形。这种模制的边缘过渡元件74可以是，例如，小圆丘形状的。另外，沿边缘具有全高钩元件的标准钩带，在成形之后进行修改，将每一侧最外边几个边缘行的钩元件转变成高度参差的过渡元件，例如将钩带边缘在加热的倾斜辊下通过。
钩带切割部分的末端可以具有相似的过渡元件，如同沿切割部分末端边缘的末端过渡元件。图16表示接触皮肤70如何被边缘行的钩元件刺入，其中钩元件是特定的J形或棕榈树形，其露出的尖端朝向带部分的末端。如图17和18所示，我们改进的钩带在每个末端具有三行模制的圆丘形末端过渡元件78，有助于将接触皮肤平稳过渡到功能钩元件62的阵列上。在传统Fischer模制工艺中成形这种末端过渡元件78时，其中钩元件朝向机器方向，需要对钩元件模具环进行修改，使末端过渡元件空腔绕其边缘定位在预定位置。并且，将这种模制带横向切割成使用的片时，例如用在尿布上的片，必须考虑模制的末端过渡元件在恰当的位置切断钩带。优选的另外方法是，在将带切割成片时，将横向切口附近的功能钩元件62转换。例如，切割机构可以装有加热的倾斜边缘，永久性地将其附近的钩元件变形。
边缘和末端的过渡元件都可以用于单一部分的钩带上，如图19所示。在此实施例中，带80具有两个末端行82A和82B的末端过渡元件78，以及三个边缘行84A、84B和84C的边缘过渡元件74。需要注意的是，一个单个的结构可以同时起到末端过渡元件和边缘过渡元件的功能。
图20和21示出改进模制钩带边缘舒适度的另一种装置。钩带86具有纵向连续的、整体模制的裙边88，裙边88从背衬90上伸出并位于背衬纵向边缘和钩元件62的阵列之间。当皮肤表面70从带的边缘移到钩的阵列时(图20A)，裙边88偏转，将边缘的钩元件覆盖并减小感觉到的粗糙度。在正常的与配对表面(例如，环元件)接合时，裙边88很薄，足以弯曲或者容易移开，从而不明显影响接合。
裙边88可以整体模制，例如，如图22所示，在Fischer型模辊的裙边模制环92形成的槽91中模制。优选地，这种槽91略有的锥度，便于脱出模制的钩带。
图23所示的模制钩带94的背衬96，沿其纵向边缘成形为连续的肋98，在钩元件62阵列的旁边延伸。肋98可以不连续地形成在其它平面背衬96上，例如，背衬的模制可以在具有V形肋状槽的模辊与具有伸入槽中的V形突起的压力辊之间的压紧区(未示出)进行。当部分模制的钩带94固定在尿布片100上时，肋98形成柔性的垫子，有助于将皮肤70过渡到钩元件的阵列上。垫子的露出末端随后被紧贴到尿布片上，例如可以使用热的倾斜烙铁同时成形带的模制末端钩元件的末端过渡元件，如上所述。
另一种模制钩带背衬96使其具有图示的V形肋98的方法是，带背衬可以成形三个间隔的纵向槽(未图示)，作为活动的铰链，使钩带在固定于尿布片时打褶形成脊98。
应该理解的是，上述实施例的细节，对其描述是为了说明，而不形成对本发明范围的限制。虽然上面仅是详细描述了几个代表性实施例，但本领域的一般技术人员将能容易地意识到，在不是实质性地偏离本发明新颖技术和优点的条件下，对代表性实施例可以做出很多修改。因此，所有这些修改都包括在本发明的范围内，本发明的范围受权利要求及其所有等价条款的限定。并且，应该意识到，很多实施例的设计可以不具有一些实施例的所有优点，特别是优选的实施例，而且缺少特殊的优点并不意味着这些实施例不在本发明的范围内。
权利要求
1.一种与配对的环元件(22)形成钩和环固定的钩元件(20)，该钩元件包括钩背衬(26)以及排成阵列并从钩背衬一个侧面突出标称高度的钩(24，62)，其特征在于钩元件还包括至少一行边缘过渡元件(74，74’)，该过渡件从背衬一个纵向边缘与钩(62)阵列之间的背衬(26)上伸出，该边缘过渡元件的高度低于钩的标称高度(参见，例如图14、15和19)。
2.如权利要求1所述的钩元件，其特征在于，包括至少两行(84A，84B)边缘过渡元件(74，74’)，该过渡件从纵向边缘与钩(62)阵列之间的背衬(26)上伸出，外面一行(84A)边缘过渡元件的高度低于钩(62)与外面一行边缘过渡元件之间的内面一行(84B)边缘过渡元件。
3.如权利要求2所述的钩元件，其特征在于，包括三行(84A，84B、84C)边缘过渡元件(74，74’)，该过渡件从纵向边缘与钩(62)阵列之间的背衬(26)上伸出，每行边缘过渡元件的高度高于任何更靠近纵向边缘的过渡元件。
4.如权利要求1到3中任一项所述的钩元件，其特征在于边缘过渡元件(74，74’)是模制的形式。
5.如权利要求1到4中任一项所述的钩元件，其特征在于边缘过渡元件(74，74’)的上表面(76)从所述的纵向边缘向上倾斜。
6.一种与配对的环元件(22)形成钩和环固定的钩元件(20)，该钩元件包括细长的钩背衬(26)以及排成阵列并从钩背衬一个侧面突出标称高度的钩(24，62)，其特征在于钩元件还包括至少一行末端过渡元件(78)，该过渡件从背衬一个末端与钩(62)阵列之间的背衬(26)上伸出，末端过渡元件的高度低于钩的标称高度(参见，例如图17-19)。
7.如权利要求6所述的钩元件，其特征在于，包括至少两行(82A，82B)末端过渡元件(78)，从背衬(26)的所述末端与钩(62)阵列之间的背衬上伸出，外面一行(82A)末端过渡元件的高度低于钩与外面一行末端过渡元件之间的里面一行(82B)末端过渡元件。
8.如权利要求7所述的钩元件，其特征在于，包括三行末端过渡元件(78)，从背衬的所述末端与钩(62)阵列之间的背衬(26)上伸出，每行末端过渡元件的高度高于靠近背衬所述末端的任何过渡元件的高度。
9.如权利要求6到8中任一项所述的钩元件，其特征在于末端过渡元件(78)是模制的形式。
10.如任一项上述权利要求所述的钩元件，其特征在于钩(24，62)包括从弹性热塑性聚合物和茂金属催化聚合物构成的组中选择的聚合物。
11.如任一项上述权利要求所述的钩元件，其特征在于钩(24，62)是J形的(参见，例如图2-5)。
12.如任一项上述权利要求所述的钩元件，其特征在于钩(24，62)是具有树脂模制的头部。
13.如任一项上述权利要求所述的钩元件，其特征在于每一个钩(24，62)具有至少一个平的横侧面。
14.如任一项上述权利要求所述的钩元件，固定在吸收性物品上。
15.如任一项上述权利要求所述的钩元件，固定在尿布上。
16.如任一项上述权利要求所述的钩元件，固定在训练短裤上。
17.如任一项上述权利要求所述的钩元件，固定在女性卫生用品上。
18.如任一项上述权利要求所述的钩元件，固定在失禁用品上。
19.如任一项上述权利要求所述的钩元件，固定在医用服装上。
全文摘要
一种钩和环紧固中的皮肤友好的钩元件(20，86，94)，用以减小或消除与穿戴者皮肤接触时红斑和/或刺激的发生。在一个实施例中，相对于钩背衬(26)的表面积，钩元件可以具有相当大的钩(24)的顶表面面积。在另一个实施例中，钩背衬(26)是高柔性的，因为其柔性的树脂和/或改进的外形。在又一个实施例中，可以使用高柔性的聚合物制造单个的钩(24)，从而钩在最小的压力作用下弯曲。各种图示的钩带沿其边缘具有不同特征(74，78，88，98)，用以增强皮肤友好性。皮肤友好的钩元件是从所述实施例的任意组合中得到的。当用于吸收性物品时，钩元件特别有利。
文档编号A61F13/15GK1965776SQ20061009993
公开日2007年5月23日 申请日期2002年2月26日 优先权日2001年2月26日
发明者蒂莫西·R·马丁, 布赖恩·J·万本舍特恩, 理查德·J·施密特, 基思·G·布塞尔, 斯科特·M·菲利翁, 约瑟夫·K·帕什利, 克利斯托弗·M·加朗, 海蒂·S·特伦布莱, 亚历山大·J·尼布 申请人:维尔克鲁工业公司