ES2302964T3 - Cierres activos. - Google Patents
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Abstract
Un producto de cierre (10, 60, 62, 68, 70, 78, 90, 100, 304, 600, 700, 700a, 700b) que comprende un soporte en forma de lámina (14, 22, 66, 86, 102, 174, 404, 606) y extendiéndose desde el soporte, una pluralidad de elementos de cierre machos (12, 21, 23, 61, 64, 75, 214, 305) que comprende cada uno una parte de acoplamiento con bucles (72, 108, 408) y una parte de vástago (73, 104, 406), caracterizado porque una de la parte de acoplamiento con bucles (72, 108, 408) o la parte de vástago (73, 104, 406) comprende un polímero con memoria de forma, y la otra de la parte de acoplamiento con bucles (72, 108, 408) o la parte de vástago (73, 104, 406) comprende un polímero sin memoria de forma.
Description
Cierres activos.
Esta invención se refiere a un producto de
cierre del tipo gancho y bucle, a un procedimiento de formación de
un producto de cierre y a un artículo absorbente que usa un producto
de cierre según los preámbulos de las reivindicaciones 1, 10 y
20.
Los conjuntos de elementos de cierre machos
moldeados, por ejemplo, ganchos, se forman a menudo de manera
solidaria con una base en forma de lámina para proporcionar un
componente de cierre macho en forma de lámina. Este componente
puede acoplarse después con un componente similar de elementos de
cierre hembras para formar un cierre de "gancho y bucle". Es
deseable que los elementos de cierre tengan una buena resistencia y
dureza para proporcionar un acoplamiento fuerte durante el uso
continuado del cierre.
Tales componentes de cierre machos pueden
producirse en un proceso de moldeo continuo descrito por Fischer en
la patente estadounidense número 4.794.028. Los componentes de
cierre machos tienen generalmente pequeños elementos de gancho
moldeados de manera solidaria para extenderse desde un lado ancho de
la base en forma de lámina, y cada elemento de gancho tiene
generalmente una parte de cabeza que sobresale de la base para
formar un recodo acoplable en al menos una dirección a lo largo de
la dirección de moldeo longitudinal de la cinta de ganchos. Los
cierres de gancho de tipo hongo, tal como el desvelado en el
documento WO-A-01/84002 pueden
formarse mediante vástagos de moldeo en un proceso de moldeo
continuo de tipo Fischer, y después aplanando los extremos de los
vástagos moldeados para formar cabezas que sobresalen de la base
generalmente en todas las direcciones. Los cierres de tipo gancho
también se conocen por el documento
WO-A-02/45536.
Se ha reconocido que en algunos casos puede ser
ventajoso cambiar la forma de un elemento de cierre macho en
respuesta a un cambio ambiental tal como un cambio de
temperatura.
Por ejemplo, puede ser deseable por razones de
seguridad desacoplar un cierre de gancho y bucle acoplado cuando se
alcanza una determinada temperatura, por ejemplo, durante un
incendio. En este caso, el cambio de forma sería de una forma de
gancho normal a una forma relativamente más recta en la que los
recodos de los ganchos no se acoplarían ya con los elementos de
cierre hembras.
Como alternativa, puede ser deseable acoplar un
cierre de gancho y bucle cuando se alcance una determinada
temperatura. En este caso, el cambio de forma sería de una forma de
no acoplamiento, por ejemplo, una forma relativamente recta o una
forma aplanada, a una forma de gancho que se acoplaría con elementos
de cierre hembras.
Para conseguir esta sensibilidad a la
temperatura, se han incorporado polímeros con memoria de forma en
los elementos de cierre machos de un cierre de gancho y bucle. Como
se tratará posteriormente, el polímero con memoria de forma hace
que los elementos de cierre machos puedan cambiar su forma de una
manera predeterminada en respuesta a los cambios de temperatura. En
las aplicaciones de seguridad descritas anteriormente, por ejemplo,
el elemento de cierre macho puede moldearse inicialmente como un
vástago recto, después deformarse a una temperatura elevada hasta
una forma metaestable de acoplamiento con bucles y después enfriarse
para "fijar" el elemento en esta forma metaestable. Cuando
vuelve a exponerse a una temperatura elevada, el elemento de cierre
vuelve a una aproximación de su forma inicial, perdiendo su
capacidad de acoplamiento con bucles.
Si se desea que el cierre de gancho y bucle
tenga una resistencia más débil a una temperatura elevada, en lugar
de desacoplarse completamente, el cierre puede incluir algunos
ganchos hechos de un polímero con memoria de forma y otros ganchos
hechos de un polímero convencional. De esta manera, es posible
ajustar las características de resistencia (por ejemplo, al corte y
a la separación) del cierre en función de la temperatura. El cambio
de las propiedades en respuesta a un cambio de temperatura puede ser
un cambio de "funcionamiento a no funcionamiento", de un
acoplamiento total a un desacoplamiento total, o un cambio gradual,
por ejemplo, si se incluyen en el cierre varios polímeros
diferentes con memoria de forma que tengan diferentes temperaturas
de transición.
Los elementos de cierre con cambio de forma son
útiles en otras aplicaciones. Por ejemplo, los elementos de cierre
machos pueden moldearse inicialmente en una forma de acoplamiento
con bucles, por ejemplo, una forma de gancho, y después calentarse
a una temperatura elevada y deformarse a una forma metaestable
relativamente más recta y enfriarse. En este caso, cuando el
elemento se recalienta hasta la temperatura elevada, volverá a la
forma de acoplamiento con bucles. Así, por ejemplo, el elemento de
cierre puede usarse como una proyección para fijar un producto a un
panel con un orificio ciego, por ejemplo, en el ensamblaje de la
tapicería de un automóvil. La proyección metaestable y recta se
inserta a través del orificio y después se calienta de manera
vuelva a su forma original y su parte de acoplamiento con bucles
engarza el panel al producto. Otros usos de este tipo de cierre
incluyen cierres de "uso único" que se acoplan firmemente a un
material con bucles y sin movimiento libre hasta que se desacoplan.
En este caso, por ejemplo, las proyecciones metaestables y rectas
pueden usarse para penetrar una alfombrilla densa de bucles o
fibras, y después recalentarse para capturar los bucles o fibras y
acoplarse al producto con bucles firmemente con el cierre macho.
De manera similar, el lugar de enderezar los
ganchos a la temperatura elevada, los ganchos pueden aplanarse
contra la lámina de base, por ejemplo, tirando de la lámina de
elementos de cierre a través de una calandria. En esta
implementación, los ganchos estarán "latentes" (permanecerán en
la posición aplanada) hasta que el cierre se exponga a una
temperatura elevada, momento en el que los ganchos se activarán
(volverán a su posición original de acoplamiento con bucles).
En un aspecto, la invención presenta un producto
de cierre que incluye un soporte en forma de lámina y, extendiéndose
desde el soporte, una pluralidad de elementos de cierre machos que
incluye cada uno un parte de acoplamiento con bucles y una parte de
vástago. Una de la parte de acoplamiento con bucles o la parte de
vástago incluye un polímero con memoria de forma y la otra de la
parte de acoplamiento con bucles o la parte de vástago incluye un
polímero sin memoria de forma.
Algunas implementaciones incluyen una o más de
las siguientes características. Los elementos de cierre incluyen
ganchos, formas de hongo o formas de palmera. El soporte en forma de
lámina está hecho de un polímero sin memoria de forma. Los
elementos de cierre incluyen más de un polímero con memoria de
forma, y los polímeros con memoria de forma tienen diferentes
temperaturas de transición vítrea. La temperatura de transición
vítrea del polímero con memoria de forma es aproximadamente de -40
a 150ºC. La temperatura de transición vítrea del polímero con
memoria de forma es aproximadamente de 60 a 100ºC. El polímero con
memoria de forma incluye un poliuretano. El elemento de cierre está
configurado para cambiar de una forma metaestable de hongo o de
gancho a una forma estable sustancialmente de no acoplamiento en
respuesta a un cambio de temperatura. La forma sustancialmente de
no acoplamiento es un vástago sustancialmente recto. La forma
sustancialmente de no acoplamiento es una forma de hongo o de
gancho curvado. El elemento de cierre está configurado para cambiar
de una forma metaestable sustancialmente de no acoplamiento a una
forma estable de hongo o de gancho en respuesta a un cambio de
temperatura o a radiaciones UV.
Un producto de cierre incluye un soporte en
forma de vástago y, extendiéndose desde el soporte, una pluralidad
de elementos de cierre machos que comprenden un polímero con memoria
de forma. Los elementos de cierre pueden configurarse de diferentes
maneras. En algunos casos, los elementos de cierre están
configurados para cambiar de una forma metaestable de gancho de
acoplamiento a una forma estable de acoplamiento parcial, estando
configurada la forma de acoplamiento parcial de manera que una
parte de vástago de los elementos de cierre define una curva (por
ejemplo, una forma en s, una forma en doble o triple s, un zigzag,
una bobina, etc.). Como alternativa, los elementos de cierre pueden
estar configurados para cambiar de una forma estable de gancho de
acoplamiento a una forma metaestable de acoplamiento parcial,
estando configurada la forma de acoplamiento parcial de manera que
una parte de vástago de los elementos de cierre define una curva
(por ejemplo, una forma en s, una forma en doble o triple s, un
zigzag, una bobina, etc.). Los ganchos también pueden configurarse
para cambiar de una posición metaestable de acoplamiento a una
posición estable de no acoplamiento, estando configurada la
posición de no acoplamiento para que la parte de vástago del gancho
se curve en una posición sustancialmente horizontal con respecto al
soporte en forma de lámina. Todavía en otra implementación
alternativa, los ganchos están configurados para cambiar de una
posición estable de acoplamiento a una posición metaestable de no
acoplamiento, estando configurada la posición de no acoplamiento
para que la parte de vástago del gancho se curve en una posición
sustancialmente horizontal con respecto al soporte en forma de
lámina.
Algunas implementaciones incluyen una o más de
las siguientes características. Los elementos de cierre machos
incluyen dos o más polímeros con memoria de forma. Los elementos de
cierre machos incluyen una parte de vástago que incluye un primer
polímero con memoria de forma y una parte de acoplamiento que
incluye un segundo polímero con memoria de forma, y el primer
polímero con memoria de forma es diferente del segundo polímero con
memoria de forma. Los elementos de cierre machos incluyen una parte
de vástago que incluye un polímero con memoria de forma y una parte
de acoplamiento que incluye un polímero sin memoria de forma.
Un producto de cierre incluye un soporte en
forma de lámina y, extendiéndose desde el soporte, una pluralidad
de elementos de cierre que comprenden una mezcla de dos o más
polímeros con memoria de forma.
Algunas implementaciones incluyen una o más de
las siguientes características. Cada elemento de cierre incluye al
menos dos polímeros con memoria de forma. Un primer conjunto de los
elementos de cierre incluye un primer polímero con memoria de
forma, y un segundo conjunto de los elementos de cierre incluye un
segundo polímero diferente con memoria de forma. Los polímeros con
memoria de forma se seleccionan para modular un cambio en las
propiedades físicas del producto de cierre en función de la
temperatura.
Se proporciona un procedimiento de formación de
un producto de cierre que incluye formar una pluralidad de
elementos de cierre que se extienden desde una base en forma de
lámina, comprendiendo al menos algunos de los elementos de cierre
un polímero con memoria de forma.
Algunas implementaciones pueden incluir una o
más de las siguientes características. La etapa de moldeo incluye
formar elementos de cierre machos, por ejemplo, ganchos. Los ganchos
incluyen recodos y vástagos, y los recodos están hechos de un
polímero con memoria de forma. Los vástagos incluyen un polímero sin
memoria de forma. El procedimiento incluye además extrudir
conjuntamente el polímero con memoria de forma y el polímero sin
memoria de forma para forma la base en forma de lámina, en el que la
etapa de formación incluye formar los elementos de cierre a partir
de una parte de la base en forma de lámina. Los elementos de cierre
incluyen más de un polímero con memoria de forma, y los polímeros
con memoria de forma tienen diferentes temperaturas de transición
vítrea. El procedimiento incluye además extrudir conjuntamente los
polímeros con memoria de forma para formar la base en forma de
lámina, en el que la etapa de formación incluye formar los elementos
de cierre a partir de una parte de la base en forma de lámina. La
temperatura de transición vítrea del polímero con memoria de forma
es aproximadamente de -40 a 150ºC. La temperatura de transición
vítrea del polímero con memoria de forma es aproximadamente de 60 a
100ºC. La etapa de formación incluye formar elementos de cierre que
tienen una forma sustancialmente de no acoplamiento. El
procedimiento incluye además calentar los elementos de cierre hasta
una temperatura de formación y deformar los elementos de cierre a
una forma metaestable de gancho o de hongo. La forma
sustancialmente de no acoplamiento es un vástago sustancialmente
recto. La forma sustancialmente de no acoplamiento es una forma de
hongo o de gancho curvado. La etapa de formación incluye formar
elementos de cierre que tienen una forma de gancho o de hongo.
Un procedimiento para unir un producto de cierre
a un sustrato incluye: insertar un vástago sustancialmente recto
del producto de cierre a través de una abertura ciega del sustrato
de manera que una parte terminal del vástago se extienda más allá
de la abertura, incluyendo el vástago un polímero con memoria de
forma en un estado metaestable; y calentar la parte terminal del
vástago a una temperatura en la que el polímero con memoria de
forma vuelva a un estado estable en el que la configuración de la
parte terminal proporcione un ajuste prensado que impida que el
vástago se salga de la abertura.
La invención también presenta artículos
absorbentes que incluyen los productos de cierre descritos
anteriormente. En un aspecto, la invención presenta un artículo
absorbente que incluye: (a) una prenda desechable que incluye un
material absorbente; y (b) un cierre para fijar la prenda sobre una
persona portadora, comprendiendo el cierre un componente de cierre
hembra en una primera parte de la prenda y un componente de cierre
macho en una segunda parte de la prenda, dispuesto para un
acoplamiento cooperativo con el componente de cierre hembra;
incluyendo el componente de cierre macho una pluralidad de elementos
de cierre macho que comprenden un polímero con memoria de forma.
Algunas implementaciones pueden incluir una o
más de las siguientes características. El artículo se selecciona a
partir del grupo que consiste en pañales y productos para la
incontinencia. Los elementos de cierre machos incluyen ganchos. El
polímero con memoria de forma se selecciona para modular un cambio
en las propiedades físicas del cierre en función de la temperatura.
El polímero con memoria de forma se selecciona para modular el
cambio en las propiedades físicas del cierre cuando se calienta
desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de superficie de
una persona portadora del artículo.
Un producto de cierre incluye un soporte en
forma de lámina que comprende un polímero con memoria de forma y,
extendiéndose desde el soporte, una pluralidad de elementos de
cierre. La invención también presenta artículos absorbentes que
incluyen tales productos de cierre.
En algunas implementaciones, el polímero con
memoria de forma se selecciona para modular el cambio en las
propiedades físicas del cierre cuando se calienta desde la
temperatura ambiente hasta la temperatura de superficie de un
humano.
Un producto de cierre incluye un soporte en
forma de lámina que tiene una cara superior y una cara inferior;
una pluralidad de elementos de cierre machos que incluyen un
polímero con memoria de forma que se extienden desde la cara
superior del soporte en forma de lámina, y una pluralidad de
elementos de cierre hembras que se extienden desde la cara inferior
del soporte en forma de lámina.
Algunas implementaciones incluyen una o más de
las siguientes características. Los elementos de cierre machos
incluyen al menos dos polímeros con memoria de forma. Los elementos
de cierre machos incluyen cada una parte de vástago y una parte de
acoplamiento. La parte de vástago de los elementos de cierre machos
incluye un primer polímero con memoria de forma y la parte de
acoplamiento de los elementos de cierre machos incluye un segundo
polímero con memoria de forma, siendo diferente el primer polímero
con memoria de forma del segundo polímero con memoria de forma. La
parte de vástago del elemento de cierre macho incluye un polímero
con memoria de forma y la parte de acoplamiento del elemento de
cierre macho incluye un polímero sin memoria de forma. La parte de
vástago del elemento de cierre macho incluye un polímero sin memoria
de forma y la parte de acoplamiento del elemento de cierre macho
incluye un polímero con memoria de forma.
El término "polímero con memoria de forma",
tal como se usa en este documento, se refiere a un polímero que
presenta propiedades de memoria de forma, es decir, que puede
conformarse a una primera forma "estable", deformarse a una
segunda forma "metaestable" cuando se calienta hasta una
temperatura predeterminada que es característica del polímero, y
enfriarse para conservar esta segunda forma y que, cuando se
recalienta hasta una temperatura superior o igual a la temperatura
predeterminada, vuelve sustancialmente a su primera forma
estable.
El término "polímero sin memoria de forma",
tal como se usa en este documento, se refiere a un polímero que no
presenta propiedades de memoria de forma.
El término "acoplamiento parcial" se usa
cuando se hace referencia a elementos de cierre que tienen al menos
dos posiciones, una de las cuales es de mayor acoplamiento que la
otra. El término "acoplamiento parcial" se refiere a la
posición que es de menor acoplamiento, de manera que un cierre de
contacto, en el que sustancialmente todos los elementos de cierre
están en su posición de acoplamiento parcial, tiene una resistencia
de acoplamiento reducida con un material con bucles con respecto a
la resistencia de acoplamiento con el mismo material con bucles
cuando sustancialmente todos los elementos de cierre están en su
posición de acoplamiento. Una medida de resistencia de acoplamiento
es la separación del cierre.
Un procedimiento típico para medir la separación
del cierre de un cierre de contacto es como sigue: los lados de
acoplamiento del cierre de contacto y de un material con bucles que
se acopla al cierre de contacto se colocan enfrentados entre sí. El
cierre de contacto se acopla con el material con bucles sobre toda
la superficie enfrentada del cierre de contacto. Por ejemplo, un
cierre de contacto puede acoplarse con un material con bucles
haciendo rodar un rodillo de características estándar sobre la parte
trasera del bucle de una manera estándar. El grado de acoplamiento
del cierre de contacto con el material con bucles se mide después
determinando la fuerza de separación. La fuerza de separación puede
medirse separando una pequeña sección del cierre de contacto en el
extremo del cierre, por ejemplo, colocando el extremo del cierre de
contacto en las mordazas de una máquina para ensayos de tracción, y
desacoplando el cierre de contacto y el bucle en la máquina bajo
condiciones estándar. Por ejemplo, un conjunto de condiciones
incluye colocar el gancho en la mordaza superior y el bucle en la
mordaza inferior y separar el material a 30,48 cm/minuto. Las
máquinas para ensayos de tracción se fabrican, por ejemplo, por
Instron Corp.
Los materiales con bucles aceptables para su uso
en pruebas de la resistencia de acoplamiento, por ejemplo, la
separación del cierre, incluyen los productos con bucles no tejidos
desvelados en el documento estadounidense número de serie
08/922.292 presentado el 3 de septiembre de 1997, actualmente la
patente estadounidense 6.342.285.
Otras características y ventajas de la invención
se harán evidentes a partir de la descripción y de los dibujos, y a
partir de las reivindicaciones.
La Figura 1 es una vista en sección transversal
lateral de un cierre macho según una realización de la invención,
con las dos posiciones del gancho mostradas en líneas continuas y
discontinuas.
La Figura 2 es una vista en sección transversal
lateral de un cierre macho según una realización alternativa de la
invención.
La Figura 3 es una vista en sección transversal
lateral de un cierre macho según otra realización alternativa de la
invención.
La Figura 4 es una vista esquemática de un
proceso para fabricar el cierre de la Figura 1.
La Figura 5 es una vista esquemática de un
proceso para fabricar el cierre de la Figura 2 ó 3.
Las Figuras 6 y 7 son vistas esquemáticas de
procesos alternativos para fabricar el cierre de la Figura 2 ó
3.
La Figura 8 es una vista esquemática de un
proceso alternativo para fabricar un producto de cierre.
Las Figuras 8A a 8C son vistas ampliadas del
detalle A de la Figura 8, según diferentes realizaciones de la
invención.
La Figura 9 es una vista desde arriba de un
producto de cierre producido usando el proceso mostrado en las
Figuras 8 y 8C.
Las Figuras 10 a 10C son vistas en sección
transversal lateral de cierres machos según diversas realizaciones
alternativas de la invención.
Las Figuras 11 a 11B son vistas en sección
transversal lateral que muestran un cierre acoplándose a un
panel.
La Figura 12 es una vista en perspectiva
esquemática de un producto para el cuidado personal que incluye un
producto de cierre según un aspecto de la invención.
Las Figuras 13 y 13A son vistas laterales
esquemáticas de un elemento de cierre en dos estados de
acoplamiento.
Las Figuras 14A y 14B son vistas laterales
esquemáticas de un elemento de cierre en dos estados de
acoplamiento.
Las Figuras 15A y 15B son vistas laterales
esquemáticas de un elemento de cierre en dos estados de
acoplamiento.
La Figura 15C es una vista lateral esquemática
de un procedimiento de fabricación del cierre de contacto ilustrado
en las Figuras 15A y 15B.
Las Figuras 16A a 16D son vistas laterales de un
producto de cierre de contacto que tiene elementos de cierre machos
que se extienden desde una cara del soporte en forma de lámina y
elementos de cierre hembras que se extienden desde la otra cara del
soporte en forma de lámina.
La Figura 17A es una vista desde arriba de un
cierre de contacto que tiene una vía que está sustancialmente libre
de elementos de cierre machos y que está rodeada por dos vías de
elementos de cierre machos.
La Figura 17B ilustra el elemento de cierre de
la Figura 17A después de un procesamiento adicional.
Haciendo referencia a la figura 1, el cierre 10
incluye una pluralidad de elementos de cierre en forma de gancho 12
que son solidarios con, y se extienden desde, una base en forma de
lámina 14. El cierre 10 está hecho de un polímero con memoria de
forma. Durante su uso normal, los ganchos 12 permanecen en la
posición mostrada en líneas continuas. Sin embargo, cuando los
ganchos se exponen a una temperatura elevada predeterminada (o a
una temperatura superior a la temperatura predeterminada) los
ganchos se enderezan, formando proyecciones relativamente rectas
13, tal como se indica mediante líneas discontinuas en la figura 1.
Este cambio de forma es el resultado del cambio del polímero con
memoria de forma desde su posición metaestable (la forma más
curvada) a su posición estable (la forma de proyección más
recta).
La figura 4 ilustra un proceso adecuado para la
formación del cierre 10. Un polímero con memoria de forma 16 se
extrude mediante una extrusora 18 sobre un rodillo 19 que tiene
cavidades de formación 20 que tienen la forma de las proyecciones
rectas 13 de la figura 1. Un rodillo adecuado para su uso como
rodillo 19 se describe, por ejemplo, en la patente estadounidense
número 4.872.243.
Esto da como resultado proyecciones rectas 21
que se extienden desde una base 22. El polímero con memoria de
forma se extrude generalmente a una temperatura que está en la
"región de temperatura de fluido" del polímero, es decir, a
una temperatura en la que el polímero fluirá fácilmente. Este
intervalo de temperatura es por lo general significativamente
superior a la temperatura de transición vítrea del polímero, por
ejemplo, al menos 100ºC por encima de la temperatura de transición
vítrea. Las proyecciones resultantes son la forma estable del
polímero con memoria de forma.
Debe observarse que este procedimiento de moldeo
puede sustituirse por cualquier procedimiento deseado de moldeo de
elementos de cierre machos sobre una base, por ejemplo, los procesos
descritos en las patentes estadounidenses números 4.894.060,
4.794.028 y 5.441.687.
La base portadora de proyecciones 22 resultante
pasa después a la estación 200, donde las proyecciones se calientan
a una temperatura que generalmente no supera los 5 a 30ºC
aproximadamente por encima de la temperatura de transición vítrea
del polímero con memoria de forma. Si las proyecciones se calientan
a una temperatura demasiado alta, la deformación que tiene lugar en
la siguiente etapa del proceso puede ser parcial o completamente
irreversible.
A continuación, la base 22 pasa a través de una
zona de presión 202, entre los rodillos 204 y 206, provocando que
las proyecciones calentadas 21 se aplanen en su parte superior,
cambiando la forma moldeada recta inicial a los elementos de cierre
machos 23 con forma metaestable de gancho o de hongo. Los elementos
de cierre machos se enfrían después (no mostrado), por ejemplo,
mediante agua o aire fríos, para fijarlos en la posición
metaestable. Enfriar los elementos de cierre da como resultado la
recuperación del módulo elástico del polímero. El enfriamiento se
realiza generalmente lo más rápido posible después de que se haya
completado la deformación. Si se desea, el enfriamiento puede
comenzar durante el proceso de deformación, siempre y cuando todavía
pueda conseguirse el grado de deformación deseado.
La temperatura a la que se calentaron las
proyecciones en la estación 200 es sustancialmente igual a la
temperatura a la que el producto de cierre terminado cambiará desde
su forma metaestable hasta su forma estable, es decir, de ganchos a
proyecciones rectas en la realización mostrada en la figura 1.
La figura 2 muestra un cierre 62 en el que los
ganchos 64 están hechos de un polímero con memoria de forma y la
base 66 está hecha de un segundo polímero, por ejemplo, un polímero
sin memoria de forma. La figura 3 muestra un cierre 70 en el que
sólo las puntas 72 de los ganchos están hechas del polímero con
memoria de forma, y la base y una parte inferior 73 de los gachos
75 están hechas de un segundo polímero. Estas configuraciones
pueden ser ventajosas desde un punto de vista económico, ya que los
polímeros con memoria de forma tienden a ser relativamente caros y
en muchas aplicaciones sólo los recodos de los ganchos necesitan
moverse entre la posición metaestable y la estable. En estas
realizaciones, como en la realización mostrada en la figura 1, los
ganchos están en la posición metaestable del polímero con memoria de
forma, y cuando se exponen al calor los ganchos se enderezarán
hasta la posición recta moldeada (no mostrada en las figuras 2 a
3).
Un proceso adecuado para formar un cierre con
dos polímeros, por ejemplo, como el mostrado en la figura 2 o en la
figura 3, se muestra en la figura 5. Una primera extrusora 35
extrude un polímero con memoria de forma 38 sobre un rodillo de
moldeo 40, llevando parte del polímero hacia las cavidades de
formación de proyecciones 42 y dejando una capa de polímero sobre
la superficie del rodillo de moldeo. A medida que el rodillo de
moldeo 40 gira en la dirección de la flecha A, una cuchilla
raspadora 44 extrae el polímero de la superficie del rodillo de
moldeo sin perturbar al polímero en las cavidades 42. El polímero
extraído, que se ha expuesto al aire mientras estaba en el rodillo
de moldeo y que puede haber empezado a solidificarse, puede
descartarse o reciclarse. El grosor del polímero dejado sobre la
superficie del rodillo por la cuchilla raspadora dependerá, en
parte, de cómo de cerca esté colocada la cuchilla respecto a la
superficie del rodillo de moldeo (la posición puede ajustarse en la
dirección indicada por la flecha B). En algunos casos, el extremo
distal afilado de la cuchilla 44 se mueve en contra del rodillo de
moldeo, por lo que literalmente quita mediante raspado todo el
polímero de la superficie del rodillo. En tales casos se recomienda
que el extremo de la cuchilla esté recubierto con un material
lubricante que impida dañar la superficie del rodillo de moldeo. En
otros casos, la posición de la cuchilla se ajusta para dejar un
grosor de polímero predeterminado sobre el rodillo, para
convertirse en una parte de la base del producto. En tales casos, la
cuchilla raspadora recorta eficazmente el grosor del polímero en
lugar de "raspar" realmente contra la superficie del
rodillo.
A continuación, una segunda extrusora 47 extrude
un segundo polímero de formación de base 50 (generalmente un
polímero sin memoria de forma) sobre la superficie del rodillo de
moldeo (o sobre cualquier polímero 38 dejado sobre la superficie
del rodillo por la cuchilla 44). Una bomba de engranajes 36, 48,
está colocada en la salida de cada extrusora, para controlar de
manera precisa el segmento de polímero suministrado al rodillo de
moldeo. El grosor final de la base del producto se ajusta después
por el rodillo 52, que gira en la dirección de la flecha C, y el
producto de cierre 60, que lleva proyecciones 61, se separa del
rodillo de moldeo 40 haciéndolo pasar alrededor del rodillo de
salida 54.
Después, las proyecciones 61 se calientan y
después se someten al proceso de aplanamiento de la parte superior
mostrado en la figura 4, o a cualquier otro proceso de deformación
deseado, para deformar las proyecciones 61 a una forma metaestable
de cierre macho.
Las figuras 6 y 7 muestran procesos alternativos
para formar un cierre con dos polímeros. En el proceso mostrado en
la figura 6, el primer y el segundo polímero se aplican sobre el
rodillo de moldeo mediante una coextrusora 110. En el proceso
mostrado en la figura 7, el polímero con memoria de forma se aplica
sobre el rodillo de moldeo mediante una extrusora 112, y la mayor
parte del polímero se raspa de la superficie del rodillo de moldeo
mediante una cuchilla raspadora 114, dejando una fina película de
polímero, tal como se describió anteriormente con referencia a la
figura 5. El polímero de formación de base 116 se lamina después a
la fina película de polímero de formación de ganchos mientras que
éste último está todavía sobre el rodillo de moldeo, tal como en la
zona de presión entre el rodillo de moldeo y el rodillo 118, tal
como se muestra. En cada uno de estos procesos, el producto
resultante se calienta después y se aplana en su parte superior o se
deforma de otra forma, y se enfría para fijar los cierres en la
posición metaestable, tal como se describió anteriormente.
La figura 8 muestra un proceso similar al
mostrado en la figura 4 y descrito anteriormente, excepto en que
las cavidades de moldeo 20' son cavidades de formación de ganchos,
dando como resultado ganchos 21' llevados sobre la base 22. Por
tanto, en este caso, la forma estable de los elementos de cierre es
una forma de gancho. La base 22 pasa después a través de una
estación de procesamiento 24, en la que los ganchos 21 se deforman
a una posición metaestable diferente. Las estaciones de
procesamiento adecuadas se muestran, por ejemplo, en las figuras 8A
a 8C.
En la figura 8A, los ganchos 21' se calientan
(flechas H) y después se deforman (flecha D) para formar
proyecciones rectas 208. Los ganchos pueden enderezarse, por
ejemplo, acoplando los ganchos a una criba, calentando la criba y
al menos los recodos de los ganchos, y retirando la criba de la base
22. Cuando se enderezan los ganchos, puede ser deseable orientar
los ganchos hacia abajo, de manera que la gravedad ayude en el
proceso de enderezamiento. Si se desea, puede aplicarse un fluido
refrigerante 26 a la base 22 durante el calentamiento para proteger
la base.
En la realización mostrada en la figura 8A,
cuando las proyecciones metaestables rectas se recalientan hasta la
temperatura a la que se expusieron en la estación de procesamiento
24 (o a una temperatura superior), las proyecciones volverán a la
forma de gancho inicial. Tal como se indicó anteriormente, este
producto de cierre es útil, por ejemplo, para fijar un producto a
un panel con un orificio ciego insertando la proyección recta 208 a
través del orificio y después calentando la proyección de manera que
vuelva a su forma de gancho y engarce el panel al producto (véase,
por ejemplo, las figuras 11 a 11B, en las que las proyecciones 208
se insertan a través de orificios 209 para fijar un panel 211 al
cierre). Este producto de cierre también es útil en cierres de uso
único, tal como se indicó anteriormente.
En la figura 8B, los ganchos 21' se calientan
(flechas H) y después se deforman, por ejemplo, mediante un rodillo
210 u otra aplicación de presión descendente, para formar ganchos
más planos 212. Así, por ejemplo, un gancho en forma de "J"
puede curvarse más hacia abajo a partir de su forma original. En
este caso, el polímero con memoria de forma puede usarse para crear
una forma que sería difícil de moldear usando procedimientos
convencionales. Si se desea que la forma de gancho 212 sea la forma
permanente del elemento de cierre, se selecciona un polímero con
memoria de forma que tenga una temperatura de formación que sea
superior a la temperatura de uso esperada del producto, de manera
que el polímero con memoria de forma no volverá a su posición
original durante su uso.
En la figura 8C, los ganchos 21' se calientan y
después se ladean mediante una fuerza D, dirigida hacia el plano
del papel. Esta fuerza provoca que los recodos de los ganchos se
ladeen fuera del plano del elemento de cierre para formar ganchos
ladeados 214, mostrados en la figura 9 (una vista desde arriba del
producto de cierre). De nuevo, el polímero con memoria de forma se
usa para crear una forma que sería difícil de moldear usando
procedimientos convencionales. Si se desea que la forma de gancho
214 sea la forma permanente del elemento de cierre, se selecciona
un polímero con memoria de forma que tenga una temperatura de
formación que sea superior a la temperatura de uso esperada del
producto.
De manera ventajosa, debido a las temperaturas
de transición vítrea relativamente bajas de los polímeros con
memoria de forma, puede realizarse la deformación después del
moldeo, por ejemplo, tal como se muestra en las figuras 8B y 8C, a
temperaturas relativamente bajas, permitiendo usar equipos de
procesamiento de menor temperatura con respecto a los equipos que
se requieren generalmente para realizar etapas de procesamiento
similares o un polímero sin memoria de forma convencional. Por
tanto, puede ser ventajoso usar un polímero con memoria de forma
para obtener una forma deseada de los elementos de cierre, incluso
si las propiedades de memoria de forma no se necesitaran cuando se
use el producto de cierre.
Polímeros con memoria de forma adecuados se
describen, por ejemplo, en las patentes estadounidenses números
5.145.935, 5.189.110 y 4.051.217, cuyas descripciones se incorporan
en este documento como referencia. Los polímeros con memoria de
forma también se describen en el documento WO 86/03980. Los
polímeros con memoria de forma adecuados están disponibles
comercialmente por la división Diaplex de Mitsubishi Heavy
Industries.
Preferentemente, el polímero con memoria de
forma es termoplástico, de manera que puede procesarse usando
técnicas de moldeo convencionales. Un polímero con memoria de forma
termoplástico se describe en la patente estadounidense número
5.145.935. Este polímero es un elastómero de poliuretano, que tiene
un grado de cristalinidad del 3 al 50 por ciento en peso, contiene
cantidades aproximadamente iguales de grupos [NCO] y de grupos [OH]
en los terminales del polímero, y está polimerizado mediante el
procedimiento de prepolímero a partir de un diisocianato
difuncional, un poliol difuncional y un diluente de cadena
difuncional que contiene grupos de hidrógeno activo. Estos
compuestos se formulan en un radio molar de diisocianato a poliol a
diluente de 2,0-1,1:1,0:1,0-0,1,
por ejemplo, 1,8-1,2:1,0:0,8-0,2. El
polímero puede presentar un radio del módulo de tracción a una
temperatura 10ºC superior a la temperatura de transición vítrea
para el módulo de tracción a una temperatura 10ºC inferior a la
temperatura de transición vítrea aproximadamente de 50 a 250
(midiéndose el módulo de tracción según las normas industriales
japonesas (JIS, Japanese Industrial Standard) K7113).
Generalmente, la temperatura de transición vítrea de estos
polímeros está en el intervalo de -50ºC a 60ºC.
Una consideración importante cuando se
selecciona la temperatura de transición vítrea es la temperatura de
funcionamiento que el cierre observará en una aplicación dada. Es
deseable, por razones de coste y de facilidad de procesamiento, que
la temperatura de "formación" a la que el polímero se deforma a
su forma metaestable (que es igual o ligeramente superior a la
temperatura de transición vítrea) sea relativamente baja. Sin
embargo, la temperatura de formación debe ser generalmente superior
a la temperatura de funcionamiento normal esperada más alta para
que, durante su uso, el cierre no adquiera su forma metaestable bajo
condiciones de temperatura normales. Si la temperatura de
funcionamiento más alta es aproximadamente la temperatura ambiente,
generalmente se prefiere que la temperatura de transición vítrea
sea aproximadamente de 60 a 100ºC. Si el cierre observa
temperaturas superiores bajo condiciones normales, por ejemplo, si
el cierre se usa en el maletero de un coche, la temperatura de
transición vítrea se ajusta en consecuencia de manera ascendente.
Preferentemente, la temperatura de transición vítrea es
aproximadamente de 30 a 80ºC superior a la temperatura de uso normal
esperada más alta.
Estos polímeros pueden obtenerse haciendo
reaccionar el componente de isocianato y el componente de poliol
sin catalizador para obtener un prepolímero. Después de la
finalización de la reacción, se añade el diluente de cadena, la
mezcla se desespuma y se vierte en un molde y se realiza una
reacción de reticulación, por ejemplo, a una temperatura de 80ºC
durante uno a dos días en una secadora de temperatura constante,
dando como resultado el elastómero de poliuretano. La síntesis
puede realizarse con un sistema disolvente o no disolvente. El
elastómero de poliuretano puede representarse mediante la siguiente
fórmula general:
HOR''OCONH_
(RNHCOOR'OCONH')_{n}RNHCOOR''OCONH
(RNHCOOR')-OCONH)_{m}RNHCOOR''OH
donde n = 0-16 y m
=
1-16.
Preferentemente, el polímero sin memoria de
forma, si se incluye uno (por ejemplo, en las realizaciones
mostradas en la figuras 2 y 3), es químicamente compatible con el
polímero con memoria de forma de manera que se adherirá al polímero
con memoria de forma durante la coextrusión. Si el polímero con
memoria de forma es un poliuretano, tal como se indicó
anteriormente, los polímeros sin memoria de forma adecuados incluyen
otros poliuretanos, poliésteres que son compatibles con los
poliuretanos, y polímeros ABS.
Otras realizaciones están dentro del alcance de
las reivindicaciones posteriores.
Por ejemplo, los cierres que contienen un
polímero con memoria de forma pueden usarse en muchas otras
aplicaciones. Por ejemplo, en aplicaciones eléctricas los elementos
de cierre pueden cubrirse con un revestimiento que se rompe por el
movimiento del elemento de cierre desde su posición metaestable a la
estable, abriendo un circuito. Como otro ejemplo, la liberación del
cierre de gancho y bucle puede usarse para realizar la función, por
ejemplo, de abrir una válvula que está fijada por el cierre cuando
la válvula está expuesta a una temperatura predeterminada.
Los cierres también pueden usarse en artículos
absorbentes para el cuidado personal de bebés, niños y adultos
tales como pañales, pantalones de entrenamiento, bañadores
desechables, prendas y absorbentes para la incontinencia,
compresas, toallitas y similares. Haciendo referencia a la figura
12, por ejemplo, un artículo absorbente 300 puede incluir un par de
lengüetas 302 que llevan cada una tira de cierre macho 304. El
artículo absorbente también incluye una tira de cierre hembra 306
correspondiente de material con bucles, dispuesta para un
acoplamiento cooperativo con las tiras de cierre 304. La tira de
cierre 304 incluye una pluralidad de ganchos de un polímero con
memoria de forma que se selecciona para que sea sensible a los
cambios de temperatura desde la temperatura ambiente hasta la
temperatura de superficie de una persona portadora del artículo
absorbente. Tal como se muestra en la figura 13, en su estado
inicial estos ganchos 305 sólo están ligeramente rizados. Esta forma
de gancho permite un acoplamiento sencillo, mientras que
proporciona una resistencia inicial adecuada para mantener el
artículo absorbente en su sitio sobre una persona portadora. Cuando
el usuario lleva el artículo, la temperatura corporal del usuario
provoca que los ganchos vuelvan a una forma de gancho normal más
rizada, tal como se muestra en la figura 13A. La forma de gancho
más rizado tiende a atrapar las fibras 310 del material con bucles,
aumentando la resistencia a la separación y al corte de los cierres
acoplados. Cuando se introduce fluido corporal en el artículo
absorbente, el artículo se hará más pesado, poniendo más tensión
sobre los cierres. El aumento de la resistencia a la separación y
al corte compensará esta tensión aumentada, proporcionando un
ajuste más seguro y minimizando la posibilidad de que el cierre
falle durante su uso. El cambio en la forma del gancho también
tenderá a mantener el ajuste del artículo absorbente, impidiendo que
los cierres "se desplacen" (es decir, que las tiras de cierre
macho se muevan lateralmente con respecto a la tira de cierre hembra
en respuesta a la resistencia al corte).
También puede ser deseable, en artículos del
cuidado personal, que la base de una o de ambas tiras de cierre
esté hecha de un polímero con memoria de forma, además de o en lugar
de formar los elementos de cierre a partir de un polímero con
memoria de forma. De nuevo, el polímero con memoria de forma se
selecciona para que sea sensible a los cambios de temperatura entre
la temperatura ambiente y la temperatura de superficie de la persona
portadora del artículo. La base se procesa de manera que a
temperatura ambiente tenga una forma inicial generalmente plana,
pero que cuando se caliente hasta la temperatura de superficie de
una persona portadora vuelva a una forma normal que es más adecuada
para su uso en la prenda. Por ejemplo, la forma normal puede ser una
forma curva, para conformar la forma del cierre a la forma corporal
de la persona portadora. Como alternativa, la base puede contraerse
cuando vuelva a su forma normal, provocando que las tiras de cierre
disminuyan su longitud y por tanto mantener la prenda más
cómodamente en su sitio sobre la persona portadora.
Además, el polímero con memoria de forma puede
usarse para obtener muchas otras formas de cierre, además de las
mostradas en las figuras 8B y 8C a modo de ejemplo. También pueden
usarse otras combinaciones de polímeros con memoria de forma y sin
memoria de forma, además de las mostradas en las figuras 2 y 3.
Ejemplos de otras disposiciones de múltiples polímeros se muestran
en las figuras 10 a 10C.
La figura 10 muestra un cierre 68 en el que los
ganchos 170 y la parte superior 172 de la base 174 están hechos de
un polímero con memoria de forma, y la parte inferior 176 de la base
174 está hecha de un segundo polímero. Usando el proceso mostrado
en la figura 5, un cierre de este tipo puede formarse ajustando una
cuchilla raspadora 46 separada de la superficie del rodillo de
moldeo de manera que una fina película del primer polímero
permanezca sobre la superficie del rodillo de moldeo cuando se
aplique el segundo polímero.
La figura 10A muestra un cierre 78, en el que
los ganchos 80 están hechos de un polímero con memoria de forma 82
y de un segundo polímero 84, y la base 86 está hecha de un tercer
polímero 88. Para formar este cierre, el proceso mostrado en la
figura 5 se modifica de manera que la primera extrusora 35 aplique
una cantidad del polímero con memoria de forma que sólo llene
parcialmente las cavidades de moldeo, y después otra extrusora (no
mostrada en la figura 5) aplique el segundo polímero de formación de
ganchos para llenar completamente las cavidades. El proceso
continúa después tal como se muestra en la figura 5, con el raspado
y la aplicación del polímero de formación de la base mediante la
extrusora 47. Esta disposición puede ser útil, por ejemplo, si los
polímeros 82, 86 no son compatibles o no se adhieren bien entre sí,
en cuyo caso el segundo polímero 84 puede seleccionarse para que se
adhiera bien a ambos polímeros y para usarse como una capa de unión
para adherir los polímeros 82 y 86.
La figura 10B muestra un cierre 90 en el que los
ganchos 92 están hechos de tres polímeros diferentes 94, 96, 98.
Este cierre se formaría de una manera similar a la descrita con
referencia a la figura 10B, añadiendo una extrusora adicional para
aplicar el tercer polímero de formación de ganchos. Esta realización
puede proporcionar combinaciones de propiedades difíciles de
obtener con sólo dos polímeros. Como alternativa, el polímero
central 96 puede usarse como una "capa de unión" para juntar
los polímeros 94 y 98 si, por ejemplo, estos polímeros fueran
incompatibles o no se adhirieran bien entre sí.
En cualquiera de las reivindicaciones mostradas
en las figuras 10A y 10B, más de uno de los polímeros puede ser un
polímero con memoria de forma. Por ejemplo, pueden usarse dos
polímeros con memoria de forma que tengan diferentes temperaturas
de transición vítrea, para proporcionar diferentes grados de cambio
de forma a diferentes temperaturas de uso.
La figura 10C muestra un cierre 100, similar al
cierre 70 de la figura 3, en el que la base 102 y una parte
inferior 104 de los ganchos 106 están hechas de un primer polímero,
y la parte superior 108 de los ganchos está hecha de un segundo
polímero (la parte superior 108 es algo más grande en este caso que
la parte de punta 72 de la figura 3). Este cierre puede formarse
mediante el proceso de la figura 5, llenando sólo parcialmente las
cavidades de moldeo usando la extrusora 35 y después completando el
llenado de las cavidades con la extrusora 47.
Usando combinaciones de dos o más polímeros con
memoria de forma sobre una única cinta de cierre, la cinta de
cierre puede diseñarse para presentar un comportamiento de corte o
de separación en función de la temperatura. Por ejemplo, si un
tercio de los ganchos vuelve a una posición estable de no
acoplamiento a 60ºC, un tercio a 80ºC y un tercio a 100ºC, la
separación y el corte de la cinta variarán en consecuencia en ese
intervalo de temperatura, desde el 100% a 60ºC hasta el 0% a 100ºC.
Un cierre de este tipo puede formarse, por ejemplo, extrudiendo
conjuntamente, lado a lado, flujos de los tres materiales para
formar una banda unitaria, y después procesando la banda para
formar un cierre, por ejemplo, como el mostrado en la figura 4. Esto
crea una cinta de cierre "inteligente" que "siente" la
temperatura y que cambia sus propiedades en consecuencia.
En ciertos casos, los ganchos experimentan daños
durante la fabricación del producto de cierre. Por tanto, es
deseable proporcionar un producto de cierre con elementos de cierre
machos que puedan soportar mejor las condiciones de fabricación. A
menudo, durante la fabricación del producto de cierre, los ganchos
se curvan sobre la base en forma de lámina, por ejemplo, cuando los
ganchos formados pasan a través de una zona de presión entre dos
rodillos. Si el gancho carece de la capacidad de recuperar su forma
original, el gancho puede volverse no acoplable. Por tanto, es
deseable proporcionar un elemento de cierre que tenga la capacidad
de volver, después de que se haya completado la fabricación, a una
forma estable en la que el elemento de cierre pueda acoplarse con un
bucle.
Haciendo referencia a las figuras 14A y 14B, un
gancho 400 puede formarse después en una forma metaestable 402 en
la que está sustancialmente plano contra la superficie del soporte
en forma de lámina 404. Una vez que han finalizado los procesos de
fabricación que podrían dañar el gancho 400, puede proporcionarse
energía al cierre de contacto para permitir que el gancho 400
vuelva a su forma estable curvada. Como los polímeros con memoria
de forma tienden a expandirse, en algunos casos el gancho ilustrado
en las figuras 14A y 14B pueden incluir un polímero con memoria de
forma sólo en la parte de vástago 406 y un polímero sin memoria de
forma en la parte de acoplamiento 408.
En algunos casos, es deseable proporcionar
cierres que tengan ganchos que sean menos susceptibles a los daños
mientras que todavía proporcionen algún tipo de acoplamiento, por
ejemplo, si el gancho no volviera a su forma estable hasta después
de que haya comenzado el uso del producto. Haciendo referencia a las
figuras 15A y 15B, un gancho 500 (véase la figura 15A) puede
procesarse después de la extrusión para proporcionar un elemento de
cierre conformado 502 que pueda aguantar mejor un procesamiento
adicional (por ejemplo, calentando el gancho hasta una temperatura
superior a T_{g} y reformando el gancho a una forma en S). Por
ejemplo, tal como se muestra en la figura 15C, una fuerza pulsante
inclinada 550 (por ejemplo, un martinete) puede usarse para curvar
un gancho calentado 500 en una forma en S 502. Durante este proceso,
todo el gancho puede calentarse o, como alternativa, sólo una parte
del gancho puede calentarse.
El elemento de cierre en forma de S 502,
ilustrado en la figura 15B, tiene alguna capacidad para acoplarse
con un elemento de cierre hembra cooperativo, mientras que también
tiene una geometría de tipo resorte que lo hace más elástico a
medida que continúa a través de un procesamiento adicional (por
ejemplo, procesamiento que curva, presiona o tira físicamente del
elemento de cierre con una fuerza que podría deformar
permanentemente la forma de un gancho). Por consiguiente, el
elemento de cierre en forma de S tiene una forma "parcialmente
acoplable" que puede acoplarse (al menos parcialmente) con un
artículo que tiene un elemento de cierre complementario, mientras
que al mismo tiempo resiste más eficazmente el procesamiento
posterior que un gancho recto conformado de manera tradicional.
Después de que haya finalizado el procesamiento, el elemento de
cierre 502 se calienta para volver a su forma estable original de
gancho 500. Esto puede conseguirse exponiendo el elemento de cierre
a una fuente de calor o mediante la temperatura corporal de una
persona portadora, por ejemplo, si el cierre es parte de una
prenda. Un elemento de cierre "parcialmente acoplable" podría
ser útil en productos que se venden cerrados previamente, por
ejemplo, en artículos absorbentes desechables tales como pantalones
de entrenamiento o productos para la incontinencia de personas
adultas que pueden volver a cerrarse.
Aunque se ha descrito un cierre en forma de S
como un ejemplo de un cierre de acoplamiento parcial, también se
prevén otras formas en las que la parte de vástago de los elementos
de cierre define una curva. Por ejemplo, ganchos en forma de
múltiples S, formas de resorte, formas en zigzag y bobinas también
pueden ayudar a dispersar cualquier fuerza a la que los elementos
de cierre están sometidos durante el procesamiento del cierre de
contacto.
La figura 16A muestra un producto de cierre de
contacto 600 (por ejemplo, una lámina) que tiene elementos de
cierre macho 602 que se extienden desde una superficie superior 604
de un soporte en forma de lámina 606 y elementos de cierre hembra
608 que se extienden desde una superficie inferior 610 del soporte
en forma de lámina 606. Los elementos de cierre hembra 608 puede
ser parte de una superficie portadora de bucles que no está
destinada necesariamente para su uso en un producto de cierre, por
ejemplo la superficie de una alfombra o de un material textil con
bucles. Los elementos de cierre machos 602 están hechos de un
polímero con memoria de forma y están conformados en una posición
metaestable no acoplable (es decir, vástagos rectos). La aplicación
posterior de energía, tal como calor, transformará la forma de los
elementos de cierre machos 602 en los ganchos estables acoplables
(véase la figura 16D).
La forma metaestable de no acoplamiento de los
elementos de cierre machos 602 es útil cuando se apilan múltiples
cierres de contacto 600. Por ejemplo, cuando una pluralidad de
cierres de contacto 600 están apilados, tal como se muestra en la
figura 16B (o cuando una lámina de un cierre de contacto 600 está
enrollada en forma de rollo), los elementos de cierre machos 602 de
un cierre de contacto 600 están en contacto con los elementos de
cierre hembras 608 de otro cierre de contacto 600. Por consiguiente,
cuando los elementos de cierre machos están en una posición
acoplable (por ejemplo, están en forma de gancho), pueden producirse
daños o bien a los elementos de cierre machos (por ejemplo, un
gancho deformado o curvado), o bien a los elementos de cierre
hembra (por ejemplo, un bucle desgarrado o alargado), o a ambos
cuando uno de los cierres de contacto 600 se extrae de la pila de
cierres de contacto (o, en el caso de un rollo enrollado de un
cierre de contacto de este tipo, cuando la lámina del laminado del
cierre de contacto se desenrolla del rollo). Por consiguiente, el
cierre de contacto 600 puede presentar un acoplamiento reducido con
el artículo con el que se desea acoplar. Además, incluso si no se
producen daños, separar los cierres de contacto apilados puede ser
difícil y/o lento si los elementos de cierre tienen forma de
gancho. Por tanto, puesto que el cierre de contacto 600 permite que
los elementos de cierre machos mantengan una forma no acoplable 602
antes del uso final del cierre de contacto 600, los elementos de
cierre 600 pueden separarse rápida y fácilmente sin daños
significativos a los elementos de cierre machos o hembras. (véase
la figura 16C).
En algunos casos, el cierre de contacto 600
puede ser una alfombrilla que tenga elementos de cierre hembra 608
hechos de material para alfombras. La alfombrilla puede usarse por
ejemplo en las esterillas para el suelo de los automóviles o en
otras aplicaciones.
En algunos casos, un cierre de contacto laminado
700 puede fabricarse teniendo una vía central 760 sustancialmente
libre de elementos de cierre, rodeada por dos vías de elementos de
cierre 762 (por ejemplo, ganchos) que están todos colocados en el
centro de una banda no tejida (véase la figura 17A). En este caso,
el cierre de contacto 700 puede usarse para formar lengüetas de
cierre derecha e izquierda 700a y 700b, por ejemplo, tales como las
que podrían usarse en un pañal (véase la figura 17B). Estas
lengüetas pueden formarse, por ejemplo, cortando el cierre de
contacto laminado 700 usando una troqueladora giratoria anidada y
después colocando los cierres de contacto 700a y 770b sobre un
artículo absorbente (por ejemplo, un pañal) usando un módulo de
corte y de colocación. Los cierres resultantes 700a y 700b tienen
ganchos en un lado y bucles en el otro, proporcionando un lóbulo a
modo de tela suave que puede acoplarse con ganchos desde el lóbulo
opuesto si las lengüetas se cruzan durante la colocación del
artículo absorbente sobre una persona.
Aunque el calor se ha descrito anteriormente
como la energía que se proporciona a un polímero con memoria de
forma para permitir la transformación entre una forma estable y una
forma metaestable, otras fuentes de energía también son apropiadas,
por ejemplo la radiación UV, la radiación IR, microondas, rayos x,
etc. Estas fuentes de energía pueden usarse tanto para formar
inicialmente el polímero en su forma metaestable (con aplicación de
una fuerza mecánica) como también para devolver al polímero de su
forma metaestable a su forma estable.
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Esta lista de referencias citadas por el
solicitante es sólo para la comodidad del usuario. No forma parte
del documento de patente europea. Aunque se ha tenido gran cuidado
al recopilar las referencias, no pueden descartarse errores u
omisiones y la OEP niega toda responsabilidad a este respecto.
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Claims (20)
1. Un producto de cierre (10, 60, 62, 68, 70,
78, 90, 100, 304, 600, 700, 700a, 700b) que comprende
un soporte en forma de lámina (14, 22, 66, 86,
102, 174, 404, 606) y
extendiéndose desde el soporte, una pluralidad
de elementos de cierre machos (12, 21, 23, 61, 64, 75, 214, 305)
que comprende cada uno una parte de acoplamiento con bucles (72,
108, 408) y una parte de vástago (73, 104, 406),
caracterizado porque una de la parte de acoplamiento con
bucles (72, 108, 408) o la parte de vástago (73, 104, 406)
comprende un polímero con memoria de forma, y la otra de la parte de
acoplamiento con bucles (72, 108, 408) o la parte de vástago (73,
104, 406) comprende un polímero sin memoria de forma.
2. El producto de cierre (10, 60, 62, 68, 70,
78, 90, 100, 304, 600, 700, 700a, 700b) según la reivindicación 1,
en el que la parte del elemento de cierre (12, 21, 23, 61, 64, 75,
214, 305) que comprende un polímero con memoria de forma está
sustancialmente libre de un polímero sin memoria de forma o en el
que la parte del elemento de cierre (12, 21, 23, 61, 64, 75, 214,
305) que comprende un polímero sin memoria de forma está
sustancialmente libre de un polímero con memoria de forma.
3. El producto de cierre (10, 60, 62, 68, 70,
78, 90, 100, 304, 600, 700, 700a, 700b) según las reivindicaciones
1 ó 2, en el que los elementos de cierre (12, 21, 23, 61, 64, 75,
214, 305) comprenden ganchos, formas de hongo o formas de
palmera.
4. El producto de cierre (10, 60, 62, 68, 70,
78, 90, 100, 304, 600, 700, 700a, 700b) según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el soporte en forma de
lámina (14, 22, 66, 86, 102, 174, 404, 606) está hecho de un
polímero sin memoria de forma.
5. El producto de cierre (10, 60, 62, 68, 70,
78, 90, 100, 304, 600, 700, 700a, 700b) según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la temperatura de transición
vítrea del polímero con memoria de forma es aproximadamente de -40
a 150ºC, por ejemplo aproximadamente de 60 a 100ºC.
6. El producto de cierre (10, 60, 62, 68, 70,
78, 90, 100, 304, 600, 700, 700a, 700b) según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el polímero con memoria de
forma comprende un poliuretano.
7. El producto de cierre (10, 60, 62, 68, 70,
78, 90, 100, 304, 600, 700,) según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el elemento de cierre (12,
21, 23, 61, 64, 75, 214, 305) está configurado para cambiar de una
forma metaestable de hongo o de gancho (23, 212, 402, 500) a una
forma estable sustancialmente de no acoplamiento (12, 21, 208) en
respuesta a un cambio de temperatura, por ejemplo en el que la forma
sustancialmente de no acoplamiento (12, 21, 208) es un vástago
sustancialmente recto o una forma de hongo o de gancho curvado.
8. El producto de cierre (10, 60, 62, 68, 70,
78, 90, 100, 304, 600, 700) según cualquiera de las reivindicaciones
1 a 6, en el que el elemento de cierre (12, 21, 23, 61, 64, 75,
214, 305) está configurado para cambiar de una forma metaestable
sustancialmente de no acoplamiento (12, 21, 208) a una forma estable
de hongo o de gancho en respuesta a un cambio de temperatura, por
ejemplo en el que la forma sustancialmente de no acoplamiento (12,
21, 208) es un vástago sustancialmente recto o en el que la forma
sustancialmente de no acoplamiento (12, 21, 208) es una forma de
hongo o de gancho curvado.
9. El producto de cierre (10, 60, 62, 68, 70,
78, 90, 100, 304, 600, 700,) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que el elemento de cierre está
configurado para cambiar de una forma metaestable sustancialmente
de no acoplamiento (12, 21, 208) a una forma estable de hongo o de
gancho en respuesta a una fuente de energía radiante, tal como UV,
microondas, rayos x o infrarrojos, preferentemente infrarrojos.
10. Un procedimiento de formación de un producto
de cierre (10, 60, 62, 68, 70, 78, 90, 100, 304, 600, 700) que
comprende formar una pluralidad de elementos de cierre machos (12,
21, 23, 61, 64, 75, 214, 305) que se extienden desde una base en
forma de lámina (14, 22, 66, 86, 102, 174, 404, 606), comprendiendo
al menos algunos de los elementos de cierre un polímero con memoria
de forma, en el que los elementos de cierre machos (12, 21, 23, 61,
64, 75, 214, 305) comprenden un parte de vástago (73, 104, 406) y
una parte de acoplamiento con bucles (72, 108, 408),
caracterizado porque una de la parte de acoplamiento con
bucles (72, 108, 408) o la parte de vástago (73, 104, 406) está
hecha de un polímero con memoria de forma, y la otra de la parte de
acoplamiento con bucles (72, 108, 408) o la parte de vástago (73,
104, 406) está hecha de un polímero sin memoria de forma.
11. El procedimiento según la reivindicación 10,
en el que la etapa de formación comprende formar elementos de
cierre machos (12, 21, 23, 61, 64, 75, 214, 305), por ejemplo formar
ganchos.
12. El procedimiento según la reivindicación 10
u 11, que comprende además extrudir conjuntamente el polímero con
memoria de forma y el polímero sin memoria de forma para formar la
base en forma de lámina (14, 22, 66, 86, 102, 174, 404, 606), en el
que la etapa de formación incluye formar los elementos de cierre
(12, 21, 23, 61, 64, 75, 214, 305) a partir de una parte de la base
en forma de lámina (14, 22, 66, 86, 102, 174, 404, 606).
13. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 12, en el que los elementos de cierre (12,
21, 23, 61, 64, 75, 214, 305) comprenden más de un polímero con
memoria de forma, y los polímeros con memoria de forma tienen
diferentes temperaturas de transición vítrea.
14. El procedimiento según la reivindicación 10
u 11, que comprende además extrudir conjuntamente los polímeros con
memoria de forma para formar la base en forma de lámina (14, 22, 66,
86, 102, 174, 404, 606), en el que la etapa de formación incluye
formar los elementos de cierre (12, 21, 23, 61, 64, 75, 214, 305) a
partir de una parte de la base en forma de lámina (14, 22, 66, 86,
102, 174, 404, 606).
15. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 14, en el que la temperatura de transición
vítrea del polímero con memoria de forma es aproximadamente de -40 a
150ºC, por ejemplo aproximadamente de 60 a 100ºC.
16. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 15, en el que la etapa de formación comprende
formar elementos de cierre (12, 21, 23, 61, 64, 75, 214, 305) que
tienen una forma sustancialmente de no acoplamiento (12, 21, 208),
por ejemplo un vástago sustancialmente recto o una forma de hongo o
de gancho curvado.
17. El procedimiento según la reivindicación 16,
que comprende además calentar los elementos de cierre (12, 21, 23,
61, 64, 75, 214, 305) hasta una temperatura de formación y deformar
los elementos de cierre a una forma metaestable de hongo o de
gancho.
18. El procedimiento según la reivindicación 10,
en el que la etapa de formación comprende formar elementos de
cierre (12, 21, 23, 61, 64, 75, 214, 305) que tienen una forma de
hongo o de gancho.
19. El procedimiento según la reivindicación 18,
que comprende además calentar los elementos de cierre (12, 21, 23,
61, 64, 75, 214, 305) hasta una temperatura de formación y deformar
los elementos de cierre (12, 21, 23, 61, 64, 75, 214, 305) a una
forma metaestable de sustancialmente no acoplamiento (12, 21, 208),
por ejemplo un vástago sustancialmente recto o una forma de hongo o
de gancho curvado.
20. Un artículo absorbente (300) que
comprende:
un material absorbente; y
un cierre (10, 60, 62, 68, 70, 78, 90, 100, 304,
600, 700) para fijar el artículo sobre una persona portadora o una
prenda, comprendiendo el cierre un componente de cierre hembra (306)
en una primera parte del artículo (300), y un componente de cierre
macho (304) en una segunda parte del artículo (300), dispuesto para
un acoplamiento cooperativo con el componente de cierre hembra
(306);
incluyendo el componente de cierre macho (304)
una pluralidad de elementos de cierre machos (12, 21, 23, 61, 64,
75, 214, 305) que comprenden un polímero con memoria de forma, en el
que cada elemento de cierre macho comprende una parte de
acoplamiento con bucles (72, 108, 408) y una parte de vástago (73,
104, 406), caracterizado porque una de la parte de
acoplamiento con bucles (72, 108, 408) o la parte de vástago (73,
104, 406) comprende un polímero con memoria de forma, y la otra de
la parte de acoplamiento con bucles (72, 108, 408) o la parte de
vástago (73, 104, 406) comprende un polímero sin memoria de
forma.
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