用于显示和游戏系统的可印刷的紧固件层合物 背景技术
在接触紧固件材料(touch fastener material)出现之后不久，富于想象的人们希望将它们应用于游戏和教育产品中。人们还对玩偶形象的可调节背景和可变换服装产生了特别的兴趣。像这种原理的实例包括例如1970年的美国专利US4,045,897和1990年的美国专利US4,911,670。
在文字中出现了许多建议之后，在市场上还少有产品。这也许是因为考虑到了制造接触紧固件系统的材料和将这些材料整合成完整的功能产品的技术相对于成本限制来说过于昂贵，而玩具和教育产品制造者必须根据该成本限制来经营。尽管作了许多减少紧固件材料成本的努力，这似乎也仍然是现实的。
因此，需要基于可拆卸紧固方法地在视觉上刺激和集中注意力的显示和装饰，它们是通用、高效且成本低廉的。同样，还需要用于固定产品的改进的材料及其制造方法。
【发明内容】
本发明的一个方面的特征在于一种游戏、教育或显示系统，包括一具有第一接触紧固件表面的延伸显示表面，和由第二接触紧固件表面支持的对象，该第二接触紧固件表面适于与第一接触紧固件表面配合。第一和第二接触紧固件表面都具有纸质背衬。第一和第二接触紧固件表面中的一个包括一线圈材料，第一和第二接触紧固件表面中的另一个包括可线圈接合的紧固件元件阵列，该紧固件元件具有整体地从树脂基层延伸的模制的杆，该树脂基层封装有纸质背衬的表面特征。
在一些实施例中，模制的杆具有或者模制或者后形成的材料的可线圈接合的头部。在钩子限定的材料背面上的背衬最好是可印刷表面，该表面承载印刷物或适于接受用户施加的彩色油墨。
对于一些应用，线圈材料是轻质材料，其重量小于每平方码4盎司，优选地小于每平方码2盎司。在一些情况中，在针刺之后，线圈材料是针刺的纤维棉絮形式，该针刺的纤维棉絮被拉伸并由粘合剂稳定在拉伸状态，优选地是至少20％的表面拉伸。优选地，粘合剂至少部分地包括以液体形式施加到与延伸出可钩接的线圈的一侧相对的线圈限定的接触紧固件材料侧的固化粘合剂。在一些情况中，无纺材料是可印刷的染料介质，该染料介质可进行印刷或者适于接受用户施加的彩色油墨。
优选地，至少一个接触紧固件的背衬具有可进行印刷或适于接受用户施加的彩色油墨的外表面。
在一些特别有用的配置中，在适当位置具有接触紧固件表面的至少一个接触紧固件表面的背衬形成能够通过打印机(例如喷墨打印机)的可印刷材料。例如，至少一个接触紧固件的背衬能够承载例如由个人电脑打印机进行的印刷。
一些说明的实施例构造成在用于儿童参与者的游戏或教育系统中使用，并包括至少一个三维的活动形象或具有特性的幻想行为的对象。延伸的显示表面包括：支承和暴露从而显示第一接触紧固件表面的主要范围的背景，和以与活动形象或对象的行为相关的舞台道具的形式分类的可视对象。一组这些道具中的每一个都由与第一紧固件材料接合的第二接触紧固件材料支持。这组道具的重量和大小适合固定于背景或由背景支承，由此适于可拆卸地在背景上布置和重新布置，从而使参与者与场景相互影响。
在一些情况中，活动形象是玩具，而背景包括多个平板，其高度与玩具的高度成比例且布置成以与玩具在其特性行为中的实际关系容纳道具。在一些布置中，至少有三个连续的平板，这三个平板沿各自的公共边缘按照纸张和限定平板的紧固件材料的连续层合物中的折痕挠性地彼此固定。对于平板组件来说，这些平板能够形成彼此有夹角且成自支承关系的支承表面。
在一些情况中，背景显示屏包括一组由背衬纸张形成的平板，该背衬纸张已经永久地对折、并以第一接触紧固件材料的一部分布置在平板的正反两面上的方式被层压。仅仅通过层压的纸张和第一接触紧固件材料以及将它们接合的粘性材料来形成相邻平板间的挠性铰接。
在一些实施例中，本系统限定了一组平板，其构造成可以运输的，并用适当位置的道具设置场景，从而得到书桌、办公桌或梳妆台上的布置，它们处于“收起”的状态并被暴露用于观看活动形象。
在另一个实例中，本系统为用于狗或猫的片状布置系统的形式。该布置包括延伸的显示表面，优选地第一接触紧固件材料面朝上，优选地该布置包括可钩接的线圈材料，和适合于宠物的一个或多个对象(例如，水碗、具有宠物姓名的身份卡、或者宠物或某类宠物型动物的图像)，该对象具有第二接触紧固件材料，由于背衬与线圈材料共同作用的结果，优选地该对象包括可与席子的线圈表面接合的钩子。这种片状布置具有足够的横向硬度，从而当进行正常的宠物活动时不会折叠或弯曲。
在另一个实例中，本系统是以地板席系统的形式构造的，例如在进餐过程中婴儿或小孩的保护椅下方的布置。该地板席优选地包括在其上表面层压的复合纸张，和作为第一接触紧固件材料的可钩接的线圈材料的覆盖物。本系统还包括适合于婴幼儿的一个或多个对象，由于背衬与第一接触紧固件共同作用的结果，优选地该对象具有与席子的线圈表面可接合的配合钩子。这种片状的席子具有足够的横向硬度，从而不容易折叠或弯曲。
本发明另一方面的特征在于一种显示图像的方法。该方法包括：以电脑中的电子格式生成图像，将可印刷的介质载入与电脑连接的家庭或办公室打印机中(可印刷的介质具有可钩接的紧固件线圈区域，或者可线圈接合的紧固件钩子在其主面上延伸)，利用家用电脑直接将图像印刷到可印刷介质上，然后通过可拆卸地使可钩接的线圈或可接合钩子与支承表面上的辅助紧固件元件区域接合来显示图像。
在一些情况中，本方法包括从可印刷的介质上沿由电脑打印机印刷的切割线裁切下图像或图案。
支承表面可以是例如，游戏或教育系统背景或用于宠物狗或猫的片状布置、片状地板席或汽车顶板。其它实例包括办公室墙壁的织品衬套。
在一些实施例中，可印刷介质是：层压到线圈紧固件元件上的可印刷纸张，该纸张限定了可印刷表面；或者层压到能够接合于线圈紧固件元件中的微型钩子区域的背面上的可印刷纸张，该纸张限定了可印刷表面；或者驻留有低位置的可钩接的线圈的可印刷表面；或者质量超轻的无纺材料，基本上包括大约3旦尼尔的针刺纤维；或者驻留有小的可线圈接合的钩子的紧密阵列的可印刷表面；或者钩子紧固件元件，在一侧具有钩子阵列，而在另一侧具有可印刷表面。
本发明人认识到：层合物的系统对于上述的玩具和教育产品市场具有意想不到的成本突破，该系统使用了(a)轻质的线圈材料(优选质量超轻的线圈材料)作为线圈元件，及(b)若干紧固件，该紧固件的特征在于，具有树脂基层的连续模制的树脂杆作为钩子元件，这些材料彼此层压并层压到纸类背衬(例如传统低成本的牛皮纸)上。
发现质量超轻且看起来脆弱的可钩接的线圈材料以及特别是无纺材料能够用作可钩接的紧固件，同时部分形成具有吸引力的显示物和装饰物。该产品的成本如此之低以致可以用后即可丢弃，并且可以以多种方式使用或重新使用。在某些情况中相应的轻质针织材料能够同样有效。
本发明的另一方面的特征在于一种层合物，包括具有至少一个主面的纸质基材，该主面上层压有一层轻质的可钩接的材料，可钩接的材料的基重小于大约每平方码4盎司，优选地为大约每平方码2盎司或更少。该可钩接的材料一般具有片状网体，该片状网体具有层压于基材主面上的第一表面和通常可钩接的纤维或纱线在其上延伸的第二表面，纸质基材在与轻质线圈材料相对的一侧上具有粘性材料。
在一些情况中，粘合剂树脂锚固可钩接的纤维或纱线，并构成材料重量的大约20至40％。
在一些实施例中，该材料包括一种拉伸的被稳定在其拉伸状态中的无纺材料。
在其它实施例中，该可钩接的材料包括针织材料，其中纱线(包括多丝纱线)形成若干可钩接的线圈。
图形图案可被印刷在层合物的表面上，并设置成通过观看从中可延伸出可钩接的纤维或纱线的低密度网体的表面来看见。该图形图案可以至少部分地包括：驻留在可钩接的材料的可钩接的纤维或纱线上的印刷物、或在从中延伸出可钩接的纤维或纱线的网体表面上的印刷物、或在网体相对表面上的印刷物、或在纸制基材的外部主面上的印刷物、或在这些表面的组合上的印刷物。
在某些优选的情况中，基材包括有或粘附于波纹芯部。
在一些优选的情况中，基材是光料片。可以将光滑的纸张层压在芯部材料中隔开的凹槽上。
本发明人认识到：将纸张层压到模制的钩子的基层的背面具有明显的益处，即通过这种层压能够极大地加强模制的钩子的X-Y平面的稳定性。更加普遍地，例如将85英磅的低成本牛皮纸在原位置层压到被模制的可钩接的材料的基层，使得钩子材料更不容易弯曲和歪曲。当结合到复合材料中时，使用成本有效的少量树脂可以获得X-Y平面的非常好的尺寸稳定性和强度。还发现，由于这样的成本减少，在许多方面对于钩子产品来说，与用厚度较大的树脂所获得的钩子产品相比，通过在原位的纸张层压获得的钩子产品的X-Y稳定性产生了更好的特性。
此外，发现在层合物中纸张的非粘合侧的吸收和粘附属性对于原位层合物具有极大的实用性。通过选择适当等级的纸张，纸张能够进行良好质量的精确的印刷。可以在将纸张引入到层压状态之前完成这种印刷。同样，它提供了一种可印刷表面，用于后形成的印刷，甚至用于在家用电脑的打印机上对钩子层合物印刷。例如，已经发现，钩子阵列的高度为0.015英寸或更小，包括例如墙纸类纸张的纸支持的层合物能够容易地通过家用电脑打印机，例如CANONTM的气泡喷墨打印机，从而在钩子材料上实现期望质量的图像和图形。通过赞助者，例如由狗粮或婴儿食品供应商赞助的喂狗的布置或婴儿地板席，作为一种广告的形式，从而层合物使得用户可以获得从因特网下载的图案。该因特网下载的图案可以从材料中裁切下来，并可用来个性化效果。
这里公开的原理还可以用于印刷标签信息，例如产品代码、条形码、使用指南或警告。
使用钩子和线圈产品具有快速的优点：只要围绕一个形象或产品将其重叠，它就可以粘住自己并固定下来。可以将识别或设计信息印刷在产品的钩子或线圈侧。另一个有利的特性是可以再使用钩子和线圈产品。而且钩子和线圈之间的固定不会明显地受湿气、低温、油、油脂和其它杂质的影响，在多次打开和闭合之后还能保持良好的外观和连接强度。
在附图和下面的说明书中阐明本发明的一个或多个实施例的细节。从说明书、附图和权利要求书来看本发明的其它特性和优点将是显而易见的。
【附图说明】
图1是线圈-纸张的层合物的端视图，图2是端视图一部分的放大视图。
图3是图1的层合物沿其长度尺寸折叠的平面视图。
图4是图3的折叠的层合物的侧视图，图5是侧视图一部分的放大视图。
图6是图4的层合物沿竖直的折叠线折叠的断裂透视图。
图7是背景显示屏、选择的道具和相关的三维的活动形象在分解状态下的照片。
图8是为了游戏而将图7中的各材料组合起来的照片。
图9是图8的组件的平面视图。
图10示出了利用活动形象来游戏的与时装设计师相关的相似背景显示屏和道具。
图11是包括纸张和模制的钩子的可印刷材料作为钩子-纸张的层合物的透视图。
图12示出了利用与喷墨打印机相联的家用电脑系统在图11的层合物上进行打印。
图13示出了用于与兽医的活动形象相关的游戏的背景和道具。
图14和15示出了在图13中示出的检查台道具的结构。
图16是形式为延伸的水平表面例如地板的背景的照片，同时在印刷好的钩子-纸张和线圈-纸张的层合物中形成跑道。
图17示出了具有碗和贴花纸的宠物喂养布置。
图18是图17的布置的侧视图。
图19示出了使用钩子紧固件固定于汽车的顶板(headliner)上的贴花纸。
图20示出了通过一包括钩子-线圈的层合物的条带支承装饰的带子固定于包装上的玩具产品。
图21示出了通过印制的钩子-线圈的层合物固定在包装上的玩具，该层合物形成在服饰的细节中，例如带子和护胸中。
各个附图中相同的参考标记表示相同的元件。
【具体实施方式】
在本发明的范围中使用的纸支持的线圈紧固件元件可以根据在PCT申请PCT/US00/14837中公开的、即在WO00/73063中公布的方法形成。可以将纸张层压到无纺线圈材料上，通过拉伸例如在美国专利No.6,329,016中公开的针刺纤维棉絮，可形成该线圈材料。这种无纺线圈材料可以由基重非常轻的纸张形成，该纸张可加强线圈材料的X-Y向的稳定性。
通过Kennedy等人的美国专利US5,260,015教导的方法，即通过将连续的纸张引入到邻近于冷却的、旋转的模制辊的辊隙中，可以形成纸支持的钩子紧固件带，其中辊具有在其圆周中限定的向内延伸的、固定的、形成凸起的腔室。还将熔融的塑料树脂连同纸张引入到成形辊外部，用于填充腔室并形成一基部，方式是将纸张结合到基部的与形成凸起的那一侧相反侧上。冷却之后，从成形辊中逐步抽出紧固件材料，包括从腔室中抽出凸起。可接受的钩子形状包括CFM-29标号，它可以从美国新罕布什尔州的曼彻斯特的Velcro美国公司获得，其高度只有0.015英寸(0.38mm)。其它模制的钩子形状以及具有后形成在模制杆上的头部的钩子也是有用的。
通过这种方式，将纸质背衬原位地与使用了树脂层的钩子材料层压，该树脂层形成钩子材料(hook material)的基部，从而直接粘合于纸张。纸张紧密地与紧固件元件树脂粘合，以便变成条带紧固件结构的整体部分，在称为原位层压的处理中，其中在形成钩子的过程中进行层压，并且基层的树脂封装有纸质背衬的表面特征，从而形成对纸张的相对结实的、永久性粘合。在Murasaki等人的美国专利No.5,441,687中描述了另一个原位层压的实例。在一些原位层压的实例中，将线圈材料晚些引入，但是同时钩子仍然处于其模制腔室中的被保护位置。在这种情况中，可以刚好在使用压力辊施加线圈材料之前，就给树脂施加辅助的表面热。
在层压到钩子基层树脂之前，纸张可以接受预施加的重要的材料层，该材料层与形成钩子的树脂不相容。例如，涂布或层压有聚乙烯的薄膜可以预施加到纸张，以便预先去除产品背面的耐湿性，并提供期望的防蒸汽层。类似地，例如可以将塑料泡沫缓冲层施加到纸张的背面，尽管泡沫树脂与模制紧固件的树脂不相容。
参考图1-6，背景BD由如图1所示的线圈-纸张的层合物形成。它包括在一侧上的连续的无纺可钩接的轻质的线圈材料114，和在其相对侧上的连续的纸张122，利用粘结粘合剂126将该纸张均匀地层压到无纺材料114的相反侧。如图1的端视图和图2的放大视图所示，线圈材料114位于提供可钩接的线圈的表面之上。其范围与上述的非常相似。在一个实施例中，线圈-纸张的层合物的长度L为24英寸，宽度W为22英寸。为了描述的目的，第一折叠线在一半的宽度处形成。在纸张122的背面是可激活的粘合剂Aa。
参考图3，沿第一折叠线L折叠层合物，以便形成高度为W/2的大约11英寸的背景。另外两个折叠线2、3沿长度每1/3间隔布置。当折叠时，激活可激活的粘合剂Aa，并施加压力以将两个折叠侧面粘合在一起，从而提供一定厚度的包括两层1221和1222的纸张，在这些层Aa之间的接合用粘合剂以及连续的轻质的可钩接的线圈材料114，同时提供其可钩接的线圈给该组件的正反两表面的外表面。然后按照线L2和L3折叠该组件成如图6所示的自支承形式。也可以将它们整个地向下折叠在中间平板上，紧固件上用捆扎的钩子可以接合两个自由边缘，从而将其粘合在一起并形成一文件夹。
图7-9示出了一个律师的办公室布置，它使用了具有平板P1、P2和P3的背景BD。在示出的实例中，可钩接的线圈不是印刷的，而是以其原始形式提供，提供出令人舒适的中性背景。以贴花纸的形式提供一组道具，在该实例中每一个道具包括由前述的若干钩子和树脂基层形成的钩子材料。这些钩子高度较小，适于接合轻质的可钩接的线圈材料114的线圈。道具4是独立的贴花纸，其由墙纸类纸张形成，并使用示出的油墨打印机印刷或手动着色。它们的三维结构和模拟房间的弯曲的自由平板一起为活动形象2提供真实的背景，在该实例中律师在她办公室中。
现在参考图10，示出了时装设计师2在其具有类似于图8的那些贴花纸道具的工作室中。相同的背景BD是由如图1所示的折叠的纸张层合物形成的三板构件。值得注意的是：沿折叠线L2和L3折叠的平板P1、P2和P3是自铰接的，因为纸张和粘结的无纺外层可提供加强的弯曲区域，该区域能够不受损害地反复折叠。贴花纸物品4的结构和以前一样，包括多个带钩元件，其模制成塑料树脂的基层并利用粘合剂连接到具有可印刷的油墨接受状态的连续纸张上。而背景和道具可以作为一组来提供，并且为增加附加项目也制定了规定。
图11示出了一张可印刷的纸张122被整体地层压到树脂基层304上，由该树脂基层形成的紧固件元件302的阵列可从相对侧延伸。该层合物产品可以通过上述的原位层压方法形成。
参考图12，示出了与因特网连接并输出给家庭喷墨打印机的家用电脑，该打印机适于和家用电脑例如桌面PC或便携电脑工作。重要的是，纸张122和钩子材料302和304的层合物是易印刷的，因为它可以直接通过典型的家用打印机(例如喷墨打印机)的进纸机构提供。通过与玩具制造商或朋友网络连接，新的图案例如如图10所示的服装设计师使用的新的服装设计道具组，可以承载给用户，并利用他或她的电脑进行下载，然后在喷墨打印机上印刷。该图像可以提供裁剪线，可以使用标准的剪刀沿着裁剪线裁剪材料，得到新的贴花纸，从而根据用户的愿望定制这组道具。
图13示出了具有如前所述的背景BD的活动形象2，在该实例中是一个在她办公室中的兽医。如图14和15所示，通过在折叠线L4和L5处折叠钩子-纸张的层合物道具形成一检查台9。当以如图15所示的方式折叠这些线时，为了支承三维形象的动物，在检查台右侧的小凸缘上的钩子布置成接合平板P3的线圈，同时检查台的下面腿部9a位于放置了背景的表面上。
现在参考图16，在该情况中的背景是以前述的方式层压到纸张上的背景线圈材料，以提供稳定的地板支承系统。在其它情况中，背景可以是地板上的地毯。安装在该背景上的是形成赛道202的钩子-纸张层压材料，它可如上所述地形成。钩子接合背景线圈材料或地毯，以便以期望的形式牢牢地固定赛道。赛道材料可以以薄板形式提供，并切割成期望的轨道形式。一护栏200可沿赛道的边缘形成，护栏包括前述的线圈-纸张的层合物。由于要以前述的方式折叠，该线圈材料形成于护栏的内外两侧。类似于那些在真实的赛道上可找到的广告以贴花纸的形式固定在护栏的内侧。像这样的广告可以利用电脑从因特网上下载。露天看台204可由印刷好的钩子-纸张或线圈-纸张的层合物形成，例如它可以印有赛道人群的真实照片。该层合物可以切割并折叠形成自直立的结构。露天看台的上表面可以摺状地折叠，以给人群更加真实的外观。
参考图17和18，一宠物放置席包括如上所述的线圈-纸张的层合物。利用粘合剂126将该纸张122与线圈材料114接合。这些材料协力提供在X-Y平面中显著的尺寸稳定性，使得对宠物放置席的任何干扰动作都可能将该宠物放置席推向一边，而不会使其变皱或者使其上的任何东西翻倒。贴花纸4包括可拆卸地接合席子的线圈表面的钩子-纸张的层合物。放置于宠物放置席上的碗208具有整体模制的、向下延伸的多个钩子304，这些钩子可线圈接合材料114的线圈。
宠物公司可以将设计与家庭户主或宠物主人沟通。例如，公司可以配制宠物的名字板和描述，实际上它可以是宠物的照片。该图像可以使用电脑从因特网上下载并在家用喷墨打印机上印刷，如上所述，印刷到钩子-纸张层合物的纸张表面122上。
图19示出了可拆卸地应用于小客车的无纺顶板上的贴花纸4。这些贴花纸可以由家庭户主在其电脑上画出，或者通过因特网从朋友或其它来源获得，然后在上述的钩子-纸张层压材料上印刷，剪下并做成在驾驶过程中为了引起婴幼儿的注意和娱乐可以看得到的贴花纸。
图20和21示出了使用例如利用在Kennedy等人的美国专利US5,260,015中描述的方法制得的钩子-线圈层合物在包装中固定对象(在这些实例中是玩具)。这种层合物能够在材料的钩子侧或线圈侧印刷。在图20示出的实例中，以装饰带的形式印刷条带形层合物的钩子侧，带子230是有线状图案装饰的，通过包装镶嵌件中的开口并固定，从而将玩具固定在其包装中用于出售。这样的一个优点是对于显示出售来说带子具有包装的功能和装饰的功能，还可用作有用的用于游戏行为的道具。在图21的实例中，提供了带子230和衬衣240。衬衣240具有延伸部分(未示出)，该延伸部分穿过包装镶嵌件中的开口并被固定。
在美国专利Nos.6,342,285、6,329,016和6,035,498、PCT申请Nos.PCT/US98/18401、PCT/US00/14837和PCT/US01/13752以及系列号为Nos.09/133,991、09/332,663、10/125,679和08/922,292的美国专利申请中公开了有关上述材料的进一步的细节。这里将上述的每一篇美国和PCT专利申请以及公开的美国专利引入作为参考。
其它的实施例将是显而易见的，并落入下列权利要求书的范围中。