DE602004007678T2

DE602004007678T2 - Klettverschlusselemente

Info

Publication number: DE602004007678T2
Application number: DE602004007678T
Authority: DE
Inventors: Mark A. Concord CLARNER
Original assignee: Velcro Industries BV
Current assignee: Velcro Industries BV
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2024-10-14
Also published as: EP1677639B1; ATE367106T1; WO2005037008A2; US7716792B2; DE602004007678D1; ES2306442T3; DE602004014652D1; EP1785052A3; WO2005037008A3; ES2288697T3; EP1677639A2; EP1785052B1; US20050081344A1; EP1785052A2; CN1893849A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf männliche Klettverschlusskomponenten, die ein Feld bzw. Array von Verschlusselementen mit Stämmen aufweisen, die sich aus einer Folie aus Harz integral bzw. einstückig erstrecken.
HINTERGRUND
Anfänglich waren männliche Klettverschlussprodukte generell gewebte Materialien mit aus geschnittenen Filamentschlaufen geformten Haken. Neuerdings sind Felder bzw. Arrays von sehr kleinen Klettverschlusselementen durch Formen bzw. Formpressen der Verschlusselemente oder zumindest der Stämme der Elemente aus Harz geformt worden, bildend eine verbindende Folie des Materials.
In den meisten Anwendungen sind die männlichen Verschlusselemente gestaltet, um in ein passendes weibliches Element, das ein Feld von Schlaufen oder Fasern trägt, lösbar einzugreifen. Um in die Schlaufen einzugreifen, müssen die männlichen Verschlusselemente in das Feld von Fasern eindringen, zumindest bis sich die Spitzen der eingreifenden Verschlusselementköpfe ausreichend über einige der Fasern hinaus erstreckt haben, so dass die Fasern mit den Häkchen der Köpfe in Eingriff stehen können. Somit läuft ein Verbessern des Eindringens auf längere, schlankere Haken hinaus.
Im Anschluss an das Eingreifen hängt das Halten einer eingreifenden Faser oder Schlaufe, zumindest für Beanspruchungen innerhalb des Vermögens der Schlaufe einem Bruch zu widerstehen, von dem Widerstand des Hakens gegenüber Dehnung und/oder Bruch ab. Dehnung ist das Öffnen des Häkchens unter Beanspruchung durch eine eingegreifende Schlaufe. Für Anwendungen mit hoher Zyklenlebensdauer ist ein Bruch sowohl der Schlaufe als auch des Hakens unerwünscht. Somit ist die Fähigkeit der Befestigung Ablösebelastungen in solchen Anwendungen zu widerstehen, im allgemeinen durch die Fähigkeit des Hakens beschränkt, einer Dehnung zu widerstehen.
Leider ist für viele Anwendungen das Steigern der Steifigkeit der Haken, die zur maximalen Schlaufeneindringung gestaltet sind, um den Ablösewiderstand zu steigern, entweder unerwünscht oder nicht praktikabel. Zum Beispiel erfordern viele Anwendungen ein sanftes „Gefühl" des männlichen Verschlusselementfeldes gegenüber der Haut.
Weitere Verbesserungen in der Gesamtgestaltung der männlichen Verschlusselemente sind erwünscht, insbesondere jener, die aus Harz geformt oder formgepresst und in großer Anzahl auf einer Fläche bzw. Oberfläche, wie aus US 6,163,939A bekannt, zum Eingreifen in Schlaufen oder Fasern angeordnet sind. Vorzugsweise werden solche verbesserte Verschlusselemente ohne große Fortentwicklung der Herstellungsverfahren leicht und effizient herstellbar sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Wir haben Konfigurationen von männlichen Verschlusselementen gefunden, die einen guten Gesamtablösewiderstand bereitstellen, insbesondere wenn mit Materialien mit geringem Schlaufenprofil verbunden, während sie dennoch gutes Schlaufenfeldeindringen aufzeigen.
In mehreren Gesichtspunkten der Erfindung weist das Design der resultierenden Haken einen Kopf oder Häkchen auf, der in Hinsicht auf die Größe des gesamten Hakens recht groß ist oder der hinsichtlich des Eintritts unter die Hakenköpfe, durch den die Schlaufen passieren müssen, damit ein Eingriff stattfindet, im Vergleich zu vielen vorherigen geformten bzw. formgepressten Haken.
Gemäß der Erfindung weist eine Klettverschlusskomponente eine blattförmige Basis bzw. Folienformbasis und ein Feld bzw. Array von Verschlusselementen auf. Jedes Verschlusselement schließt einen geformten bzw. formgepressten Stamm und einen Kopf, der sich von dem Stamm erstreckt, ein. Der geformte bzw. formgepresste Stamm erstreckt sich nach außen von und einstückig bzw. integral mit der blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis, und der Kopf erstreckt sich nach vorn von einem distalen Ende des Stamms zu einer Spitze, wobei der Kopf eine untere Fläche bzw. Oberfläche aufweist, die ein Häkchen zum Festhalten von Schlaufen ausbildet. Konkret weist der Kopf eine Gesamthöhe auf, die senkrecht zu der blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis von einer untersten Erstreckung der Spitze zu einer höchsten Erstreckung des Kopfes gemessen wird, welche größer als 55 Prozent einer Gesamthöhe des Verschlusselements ist, gemessen senkrecht zur Folienformbasis. Das Verhältnis der Gesamthöhe des Häkchens, gemessen senkrecht zur blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis von der untersten Erstreckung der Spitze zu der höchsten Erstreckung des Hakens, zu einer Eintrittshöhe, gemessen senkrecht zur blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis unterhalb einer untersten Erstreckung der Spitze, ist größer als 0.6.
In einigen Ausführungsformen weist jedes Verschlusselement mehrere Köpfe auf, die sich in verschiedene Richtungen erstrecken und getrennte Häkchen bilden. Jedes Verschlusselement kann zum Beispiel zwei Köpfe aufweisen, die sich in im Wesentlichen entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Vorzugsweise definiert jedes solches Verschlusselement eine obere Vertiefung zwischen den zwei entgegengesetzt gerichteten Köpfen, wobei die Vertiefung sich hinunter zu einer Höhe, senkrecht von der Basis aus gemessen, von zumindest über 70 Prozent der Gesamthöhe eines der zwei entgegengesetzt gerichteten Köpfe, erstreckt. Jedes solches Verschlusselement weist vorzugsweise eine Gesamtlänge zwischen den entgegensetzten Erstreckungen der entgegengesetzt gerichteten Köpfe, parallel zu der Basis gemessen, vom zumindest 1,8-fachen der Gesamthöhe des Verschlusselements auf.
Jede Verschlusselementskopfspitze definiert vorzugsweise eine Eintrittshöhe, die senkrecht zu der blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis unter einer geringsten Erstreckung der Spitze gemessen wird, von zwischen 7 und 12 mil (0,178 und 0,305 mm).
Vorzugsweise ist die Gesamthöhe kleiner als 60 Prozent der Gesamthöhe des Verschlusselements.
In einigen Fällen erstreckt sich die Spitze zu der Basis hin.
Die untere Fläche bzw. Oberfläche des Kopfes, die das Häkchen ausbildet, ist vorzugsweise gebogen.
In einigen Fällen bilden der Kopf und Stamm eine einheitlich geformte bzw. formgepresste Struktur, so wie bei einer, in welcher der Kopf eine Fläche aus Harz aufweist, die gegen eine Formfläche bzw. -oberfläche gekühlt wurde.
In einigen Fällen weist der Stamm gegenüberliegende durch abgetrenntes Harz festgelegte Flächen bzw. Oberflächen auf, so wie in einem Schneide- und Streckvorgang geformt.
In einigen Anwendungen weisen der Stamm und Kopf in parallelen Ebenen liegende Seitenflächen bzw. -oberflächen auf.
Das Häkchen ragt in einigen Ausführungsformen über eine Fläche bzw. Oberfläche des Stamms. In bevorzugten Ausführungsformen ragt das Häkchen über eine Stammfläche bzw. Stammoberfläche, die sich bei einem Neigungswinkel von zwischen etwa 20 und 30 Grad bezüglich einer Normalen zur Basis erstreckt.
Jedes Verschlusselement weist vorzugsweise eine Gesamthöhe zwischen etwa 10 und 50 mil (0,254 und 1,27 mm) auf, gemessen von der und senkrecht zur Basis, auf, mehr bevorzugt zwischen etwa 20 und 30 mil (0,586 und 0,762 mm).
Jeder Verschlusselementkopf weist vorzugsweise eine Gesamthöhe zwischen etwa 10 und 20 mil (0,254 und 0,508 mm), senkrecht zu der Folienformbasis von einer untersten Erstreckung der Spitze zu einer höchsten Erstreckung des Kopfes gemessen.
In einigen Fällen legt jedes Häkchen eine Gesamthöhe, senkrecht zu der Folienformbasis von einer untersten Erstreckung der Spitze zu einer höchsten Erstreckung des Kopfes von zumindest 6.0 mil (0,152 mm) fest.
In einigen Anwendungen beinhaltet die Klettverschlusskomponente ein Verstärkungs- bzw. Stützmaterial, das an einer den Verschlusselementen entgegengesetzten Seite der Basis laminiert ist. Das Verstärkungs- bzw.
Stützmaterial kann zum Beispiel Verstärkung bereitstellen oder eingreifbare Schlaufen tragen.
Die Verschlusselemente sind vorzugsweise in einer Dichte von zumindest 350 Verschlusselementen pro Quadratzoll (54,25 pro Quadratzentimeter) der Basis angeordnet.
Die Verschlusselemente bedecken zusammen vorzugsweise mindestens 20 Prozent eines Gesamtflächenbereichs der Basis, aus der sich die Verschlusselemente erstrecken.
Vorzugsweise weist jedes Verschlusselement ein Körperumfangverhältnis von mehr als 0,020 Zoll (0,51 mm) auf. „Körperumfangverhältnis" ist als ein Verhältnis des Produkts einer Gesamtlänge des Verschlusselements, die parallel zu der Folienformbasis in der Eingreifrichtung über einer Erhebung der Spitze gemessen wird, und einer Verschlusselementdicke, die parallel zu der Folienformbasis und der Eingreifrichtung an der Erhebung der Spitze gemessen wird, zu einer Gesamthöhe des Verschlusselements, die senkrecht zu der Folienformbasis gemessen wird, festgelegt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zum Formen einer Klettverschlusskomponente auf, die eine blattförmige Basis bzw. Folienformbasis und ein Feld bzw. Array von Verschlusselementen aufweist. Flüssiges Harz wird zu einer Umfangsfläche bzw. -oberfläche einer sich drehenden Formwalze eingeführt, die ein Feld bzw. Array von sich nach innen erstreckenden Ausnehmungen bzw. Höhlungen bzw. Kavitäten festlegt, von denen jede einen Stammbereich, der sich nach innen von der Umfangsfläche bzw. -oberfläche erstreckt, und einen Kopfbereich, der sich lateral von einem distalen Ende des Stammbereichs zu einer verdeckten Spitze erstreckt, einschließt. Der Kopfbereich ist durch eine äußere Fläche bzw. Oberfläche, die einen Haken ausbildet, eingegrenzt. Speziell weist jeder Kopfbereich eine Gesamthöhe, die radial von einer untersten Erstreckung der Spitze zu einer innersten Erstreckung des Kopfbereichs gemessen wird, auf, welche größer als 55 Prozent einer Gesamttiefe der Ausnehmung ist, die radial von der Umfangsfläche bzw. -oberfläche gemessen wird. Jedes Häkchen weist eine Gesamthöhe, die radial von einer untersten Erstreckung zu der Spitze zu einer innersten Erstreckung des Hakens gemessen wird, auf, die 0,6 mal größer ist als eine Radialentfernung von der Umfangsfläche bzw. -oberfläche zu der Spitze, die radial von der Umfangsfläche bzw. -oberfläche gemessen wird. Ausreichender Druck wird angewandt, um das Harz in die Ausnehmungen hinein zu zwingen, um ein Feld bzw. Array von Verschlusselementen zu formen bzw. formzupressen, die obere Vertiefungen aufweisen, die den Vorsprüngen entsprechen, während ein Blatt bzw. Folie des Harzes auf der Umfangsfläche bzw. -oberfläche der Formwalze gebildet wird. Das Harz wird in den Ausnehmungen gekühlt. Schließlich werden die Verschlusselemente aus den Formausnehmungen durch Ablösen der Harzfolie von der Fläche bzw. Oberfläche der Formwalze befreit, wodurch Köpfe der Verschlusselemente, die in den Kopfbereichen der Ausnehmungen geformt worden sind, durch die Stammbereiche der Ausnehmungen gezogen werden, um die Verschlusselemente aus den Ausnehmungen zu entfernen.
Die hierin offenbarten Verbesserungen im Hakendesign können ein Klettverschlussprodukt mit ausnehmend gutem Ablösewiderstand und anderen Leistungsmerkmalen bereitstellen, und sind besonders auf Haken (ob J-Haken oder mehrfache Häckchen aufweisende Haken) anwendbar, die mit Schlaufenfeldern von generell offener Schlaufenverteilung zu verbinden sind. Die großen Proportionen der Hakenköpfe und Häkchen bezüglich der Gesamtgröße der Haken können der sich ergebenden Schließung ermöglichen, Leistungsmerkmale bereitzustellen, die für gewebte Hakenprodukte typisch sind, aber bei einem weit geringerem Gesamtprofil. Der Erhalt eines geringen Schließungsprofils ist für viele Anwendungen insofern vorteilhaft, dass eine Schließung mit Bezug auf den Artikel, an dem es angebracht ist, weniger mühsam ist und es bei weitem unwahrscheinlicher ist, dass es das ästhetischen Erscheinungsbild des Artikels beeinträchtigt. So sollten solche Hakenprodukte Anwendung an Kleidungen und Fußbekleidung, sowie Rucksäcken, Zelten, Sportausrüstungen, usw. finden.
In einer Hinsicht tritt das hierin beschriebene hohe Verhältnis der Kopfgrundfläche zur Hakenhöhe der Auffassung entgegen, dass der Eingriff durch geringere Grundflächen und höhere Hakenhöhen verbessert wird. Ich habe herausgefunden, dass gute Eingriffeigenschaften sogar mit solch hohen Verhältnissen erhalten werden können, mit vorteilhafter Wirkung auf die Schließungskraft, insbesondere in Verbindung mit einer Schlaufenkomponente mit großen Schlaufenfilamentdurchmessern, hoher Schlaufenelastizität und offener Schlaufenverteilung.
Die Details einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung werden in den begleitenden Zeichnungen und der Beschreibung weiter unten dargelegt. Andere Eigenschaften, Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen ersichtlich sein.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Darstellung eines männlichen Verschlusselements mit palmenförmigen Haken.
2 ist eine vergrößerte Photographie eines Beispiels für den Verschluss der 1.
3 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines der Verschlusselemente.
3A und 3B sind jeweils Draufsicht und Seitenansicht des Verschlusselements der 3.
4 ist eine perspektivische Darstellung eines alternativen palmenförmigen Hakens.
4A und 4B sind jeweils Draufsicht und Seitenansicht des Verschlusselements der 4.
5 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Verschlusselements mit J-Haken.
6 und 6A veranschaulichen alternative Formvorgänge zum Ausbilden der Verschlusselemente.
7 veranschaulicht eine Abweichung des Vorgangs der 6 zum Ausbilden eines laminierten Verschlusselements.
7A ist ein vergrößerter Querschnitt eines durch den Vorgang der 7 ausgebildeten Produkts.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Auf 1 und 2 Bezug nehmend umfaßt eine männliche Klettverschlusselementkomponente 100 ein Feld von Verschlusselementen 102, die in Reihen R nach außen erstreckend von und integral bzw. einstückig mit einer blattförmigen Basis bzw. einer Folienformbasis 104 angeordnet sind. Abstand S zwischen den Reihen kann durch das Herstellungsverfahren gesteuert bzw. geregelt werden und wird weiter unten besprochen. Verschlusselemente 102 sind palmenförmige Haken und sind in zwei Richtungen entlang einer Ebene (d.h. einer Eingreifebene) senkrecht zur blattförmigen Basis bzw. einer Folienformbasis 104 in Richtung der Reihen R eingreifbar. Jedes Verschlusselement 102 umfaßt zwei Köpfe 106, die sich aus einem einzigen Stamm 108 erstrecken.
Ein männliches Verschlusselement 100 ist gestaltet, um zum Beispiel kräftig in eine Schlaufenklettverschlusskomponente mit geringer Florhöhe einzugreifen, insbesondere eine Schlaufenkomponente mit Schlaufen beispielsweise gebildet durch ein hochfestes Multifilamentgarn oder ein hochfestes Monofilament. Hochfeste Schlaufen sind wünschenswert für Verschlüsse für hochfeste Anwendungen, die eine hohe Zyklenlebensdauer benötigen, da sie Bruch bei höheren Ablöseanspruchungen widerstehen. Typischerweise werden hochfeste Garne und Monofilamente durch Extrusion angefertigt. Generell beinhaltet der Vorgang einen Durchzugsschritt, um dem Garn oder Monofilament Ausrichtung zu verleihen, um beispielsweise die Zähigkeit des Garns oder Monofilaments zu verbessern. Hochfeste Fasern können auch durch andere Verfahren, zum Beispiel Lösungsverspinnen ausgebildet werden. Geeignete hochfeste Schlaufenfilamentmaterialien schließen beispielsweise ein: Polyamide, Polyester, Polyurethane, lösungsversponnenes Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (z.B. SPECTRA^® Polyethylen), Aramide (z.B. KEVLAR^®), Acryle und stielsteife Polymere wie Poly(p-Phenylen-2,6-Benzobisoxazol).
Auf 3, 3A und 3B Bezug nehmend weist Verschlusselement 102 eine im Wesentlichen konstante Dicke von der Basis zur Spitze auf und umfaßt einen Stamm 108, der sich nach außen von und einstückig bzw. integral mit der blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis 104 erstreckt. Für Zwecke der vorliegenden Erfindung beziehen wir uns auf den Stamm 108 als an der oberen Fläche bzw. Oberfläche der Basis 104 beginnend und an einer Erhebung endend, wo die innere Häkchenfläche bzw. -oberfläche zu der Basis senkrecht ist, eine Erhebung 250 oberhalb der die innere Häkchenfläche bzw. Oberfläche beginnt über den Stamm 108 oder die blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis zu ragen. Verschlusselement 102 umfaßt auch zwei Köpfe 106, die sich in im Wesentlichen entgegengesetzten Richtungen auf einer Eingreifebene erstrecken. Köpfe 106 erstrecken sich vom distalen Ende 250 des Stamms zu den entsprechenden entgegengesetzt gerichteten Spitzen 252. So ist Verschlusselement 102 ein Beispiel für das, was in der Technik als ein Verschlusselement in ,Palmenform' bekannt ist. Die Köpfe 106 weisen obere Flächen bzw. Oberflächen auf, die alleine oder zusammen mit dem Stamm eine Vertiefung 254 zwischen den Köpfen definieren. Jeder Kopf 106 weist eine untere Fläche bzw. Oberfläche auf, die hinauf durch einen Scheitelpunkt 258 steigt und dann wieder fällt, dabei ein gebogenes Häkchen 256 zum Zurückhalten der Schlaufen eines verbundenen weiblichen Klettverschlusselements bildend.
Die Gesamthöhe A des Verschlusselements 102 wird bei Seitenansicht senkrecht zur blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis 104 von dem oberen Ende der blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis gemessen. Unterhäkchenhöhe C ist die Entfernung, gemessen in Seitenansicht, senkrecht zur blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis, zwischen dem niedrigsten Ausmaß der Spitze 260 und dem Scheitelpunkt 258 des Häkchens. Eintrittshöhe E ist die Entfernung, gemessen in Seitenansicht, senkrecht zur blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis, von dem oberen Ende der blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis zu der niedrigsten Erstreckung der Spitze 260. Wenn ein Teil des Stamms direkt unter der niedrigsten Erstreckung der Spitze 260 liegt, dann wird die Entfernung von jenem Abschnitt des Stamms direkt unter der niedrigsten Erstreckung der Spitze 260 gemessen. Kopfhöhe J des Verschlusselements 102 wird senkrecht zur blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis 104 von der niedrigsten Erstreckung der Spitze 260 zu der höchsten Erhebung des Kopfes 106 über der Basis gemessen. Im Allgemeinen wird J die Differenz zwischen A und E sein. Vertiefungshöhe G wird bei Seitenansicht von der unteren Erstreckung des Stamms 108 zu der unteren Erstreckung der Vertiefung 256 gemessen, die auf der oberen Fläche bzw. Oberfläche des Verschlusselements zwischen den Köpfen definiert ist.
Breite L des Verschlusselements wird in Seitenansicht gemessen und ist die maximale laterale Erstreckung der Verschlusselementsköpfe 106 wie parallel zur blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis gemessen. Hakendicke K ist die Gesamtdicke des Verschlusselements, abgenommen an Erhebung 250, entsprechend zu dem oberen Ende des Stamms 108. In den meisten Fällen außer in Beispielen, in denen Köpfe im Anschluß an das Formen bzw. Formpressen des Stamms geformt worden sind, befinden sich die Köpfe vollständig innerhalb dieser Hakendicke K. In dem gezeigten Beispiel ist die Hakendicke in allen Höhen die gleiche. Das Produkt der Kopfbreite L und Dicke K nennen wir die Grundfläche des Verschlusselements und sie hängt mit dem Bereich des Kontakts zwischen dem Hakenprodukt und einem passenden Schlaufenprodukt während des anfänglichen Eingriffs zusammen, obwohl es sich versteht, dass es nicht ein genaues Maß so eines Kontaktbereichs ist. Auf das Produkt der Grundfläche und Kopfhöhe J (d.h. K × L × J) bezeichnen wir als Verdrängungsvolumen. Für eine detailliertere Erklärung der Relevanz des Hakenvolumens für die Verschlussleistung siehe Provost, U.S.-Patent Nummer 5,315,740 .
Die vorderen und hinteren Flächen bzw. Oberflächen des Stamms definieren im Seitenprofil Neigungswinkel ϕ von etwa 23 Grad bezogen auf die Vertikale, wobei die Breite des Stamms fern von der Basis sich zum Schmaleren verjüngt, sowohl zur Festigkeit als auch Erleichterung des Formens bzw. Formpressens.
Unterhäkchenwinkel θ_m ist ein Winkel definiert im Häkchen durch innere Flächen bzw. Oberflächen des Kopfes und Stamms zwischen einem Paar von Liniensegmenten, senkrecht zu zugewandten Flächen des Verschlusselements, in Seitenansicht. Liniensegment l₁ ist senkrecht zu der Vorwärtskante des Stamms 108 auf Höhe der distalen Spitze 269 des Kopfes. Liniensegment l₂ ist senkrecht zu der Unterhäkchenfläche des Kopfes an einem Punkt der Beugung „X" der Unterkopffläche. In Fällen, in denen es keinen glatten Beugungsübergang innerhalb der Spitze gibt, so wie, wo die Unterseite des Kopfes eine scharfe zur Spitze benachbarte Kante ausbildet, sollte Liniensegment l₂ als senkrecht zu der Unterseitenfläche des Kopfes gerade über einer solchen Ecke oder Unterbrechung angenommen werden. Wie gezeigt wird Winkel θ_m von der oberen Seite des Liniensegments l₁, um das Häkchen herum, zu der oberen Seite des Liniensegments l₂ gemessen. Für dieses veranschaulichte Beispiel ist θ_m 201 Grad.

Die linearen und radialen Dimensionen des in 3, 3A und 3B veranschaulichten Beispiels sind wie folgt:

Dimension	Zoll	Milimeter
A	0.025	0.635
C	0.0064	0.163
E	0.0105	0.267
G	0.0122	0.310
J	0.0145	0.368
K	0.012	0.305
L	0.0497	1.262
R₁	0.0011	0.279
R₂	0.0090	0.229
R₃	0.0026	0.0660
R₄	0.0040	0.102
R₅	0.0107	0.272
R₆	0.0164	0.417

Diese Werte resultieren in einer Grundfläche von 5.96 × 10^–4 Quadratzoll (0.00385 cm²) und einem Verdrängungsvolumen von etwa 8.65 × 10^–6 Kubikzoll (0.000142 cm³). Bei einer Hakendichte von 380 Verschlusselementen pro Quadratzoll weist die Gesamtverschlusskomponente eine Gesamthakengrundfläche von 22.6 Prozent der Gesamtfeldfläche auf.
Eine weitere Beschreibung der Ausführungsform der 3 kann einer Anmeldung mit dem Titel „MULTIPLE-CROOK MALE TOUCH FASTENER ELEMENTS" entnommen werden, die gleichzeitig hiermit eingereicht und der die U.S. Seriennummer 10/688,320 zugeordnet wurde.
Einige Beispiele weisen variierende Dicke und unebene Seiten auf. Zum Beispiel weist das Verschlusselement 102a der 4, 4A und 4B eine größte Dicke an seiner Basis auf und verjüngt sich in der Dicke zu den distalen Spitzen des Kopfes. Allerdings weist, wenn in Seitenansicht gesehen, Verschlusselement 102a das gleiche wie in 3 gezeigte Profil auf und ungefähr die gleichen wie oben aufgelisteten Dimensionen gelten auch für dieses Beispiel.
Nicht alle Palmenverschlusselemente weisen zwei identische Häkchen auf. Einige Palmenverschlusselemente, zum Beispiel, sind absichtlich geformt, um einen Kopf aufzuweisen, der sich höher erstreckt als der andere, um so in Schlaufen verschiedener Höhe einzugreifen. Auch werden einige Palmenhaken geformt bzw. formgepresst, um zwei identische Häkchen aufzuweisen, aber eine spätere Verarbeitung verändert ein Häkchen mehr als das andere, wie unten erörtert.
Nicht alle Beispiele sind von der „Palmenart". Das Verschlusselement 302 der 2, zum Beispiel, legt nur ein einziges Häkchen fest und ist so ein Beispiel für ein J-Haken-Verschlusselement. In diesem Fall wird Kopfbreite L von der am meisten vorwärts gerichteten Kante des Hakenkopfes 306 zum hintersten Ausmaß des Hakenstamms 308 abgenommen. Sonst gelten, mit der Ausnahme der Vertiefungshöhe G, da bei J-Haken unanwendbar, die im Bezug auf 3 bereitgestellten Dimensionen für den J-Haken der 5 gleichermaßen. Verschlusselemente 302 können in Reihen angeordnet werden, die sich von einer blattförmigen Basis bzw. Folienformbasis 304 erstrecken, wobei Haken von benachbarten Reihen entgegengesetzten Richtungen zugewandt sind. Andere Anordnungen solcher Haken sind auch vorgesehen.
Die Verschlusselemente der 3-5 können in den gezeigten Formen geformt bzw. formgepresst werden. Auf 6 Bezug nehmend wird thermoplastisches Harz 200 als eine geschmolzene Bahn aus dem Extruder 202 ausgestoßen und in Spalt 204 eingeführt, der ausgebildet ist zwischen einer Druckwalze 206 und einer in Gegenrichtung rotierenden Formwalze 208, die verschlusselementförmige Ausnehmungen auf ihrer Fläche bzw. Oberfläche festlegt. Druck im Spalt veranlaßt thermoplastisches Harz 200 in diese formenden Ausnehmungen mit geschlossenem Ende einzutreten, um die Verschlusselemente zu bilden, während überschüssiges Harz um den Umfang der Formwalze verbleibt und zwischen den Walzen geformt bzw. formgepresst wird, um blattförmige Basis bzw. Folienformbasis 104 zu bilden. Das thermoplastische Harz wird gekühlt, während es entlang des Umfangs der Formwalze verläuft, die Verschlusselemente festigend, bis es durch Ausziehwalze 212 herausgezogen wird. Die geformten bzw. formgepressten Verschlusselemente dehnen sich während des Lösens aus der Form aus, aber neigen dazu, im Wesentlichen ihre wie geformte bzw. formgepresste Form beizubehalten. Es wird im Allgemeinen angenommen, dass Verschlusselementshäkchen, die stromabwärts zugewandt geformt bzw. gepresst werden sich etwas mehr ausdehnen als jene, die stromaufwärts zugewandt geformt bzw. gepresst werden, und sie können im Endprodukt mehr ausgedehnt bleiben. Auf die Richtung des Durchlaufs des in 6 veranschaulichten Materials wird mit der „Maschinenrichtung" (MD) des Materials Bezug genommen und sie legt die Längsrichtung des resultierenden Produkts fest, während die Kreuzmaschinenrichtung (CD) senkrecht zu der Maschinenrichtung innerhalb der Ebene der blattförmige Basis bzw. Folienformbasis ist. Weitere Details hinsichtlich des Verarbeitens sind von Fischer, U.S. Patent Nummer 4,775,310 und Clune et al. U.S. Patent Nummer 6,202,260 beschrieben.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Formwalze 208 eine gegenüberliegende bzw. Angesicht-zu-Angesicht-Anordnung von dünnen, kreisförmigen Platten oder Ringen (nicht gezeigt), die, zum Beispiel, etwa 0,003 Zoll bis etwa 0,250 Zoll (0,0762 mm-6,35 mm) dick sind, wobei einige Ausschnitte in ihrem Umfang aufweisen, die Formausnehmungen definieren, und andere feste Umfangslängen aufweisen, die dazu dienen, die offenen Seiten der Formausnehmungen zu schließen und als Abstandshalter, die Abstandsfläche zwischen benachbarten Verschlusselementreihen festlegend, zu dienen. Eine „voll aufgebaute" Formwalze kann, zum Beispiel, eine Breite von etwa 0,75 Zoll bis etwa 6 Zoll (1,91 cm-15,24 cm) oder mehr aufweisen und kann beispielweise etwa 50 bis etwa 1000 oder mehr einzelne Ringe aufweisen. Weitere Details hinsichtlich Formwerkzeugbestückung werden von Fischer, U.S. Patent Nummer 4,775,310 beschrieben. Zusätzliche Werkzeugbestückungsausführungsformen werden auch weiter unten beschrieben.
Die Ausnehmungen, die das in 3-3B gezeigte Verschlusselement angefertigt haben, weisen scharfe Kanten und gerade Seitenwände auf, und bilden Verschlusselemente mit im Wesentlichen ähnlichen Querschnitten durch die Dicke des Verschlusselements. Werkzeugbestückung mit geraden Wänden und Kanten kann bespielsweise durch Laserschneiden, Drahterodieren oder Galvanoformung angefertigt werden. Weitere Details hinsichtlich Laserschneide- und Drahterodierformwerkzeug werden von Fischer, U.S. Patent Nummer 4,775,310 beschrieben. Der Galvanoformungsvorgang wird von Clarner et. al., U.S. Seriennummer 10/455,240 beschrieben.
Im Gegensatz dazu können in den Ausnehmungen geformte Verschlusselemente, die beispielsweise photochemisch geätzt worden sind, gerundete Flächen bzw. Oberflächen in einigen oder allen Bereichen, von der Basis zur Spitze, aufweisen, so wie jene in 4-4B veranschaulichten. Flächen am Oberstück der Köpfe, zum Beispiel, können angefertigt werden, um sich zu einem Punkt zu verjüngen, um einen Keileffekt zu erzielen. Eine Keilform kann, zum Beispiel, bei beim Eintreten des Häkchens in die Fläche einer sich verbindenden weiblichen Verschlusselementkomponente helfen. Weitere Details hinsichtlich photochemischen Ätzens werden von Lacey et al, U.S. Patent Nummer 6,163,939 beschrieben.
Eine alternative Technik zum Formen bzw. Formpressen von Verschlusselementen wird in 6A gezeigt. Der Vorgang ist dem ähnlich, der oben mit Bezugnahme auf 6 beschrieben ist, außer, dass nur eine Formwalze 208 verwendet wird, d.h. keine Druckwalze 206 notwendig ist. Hier ist der Extruder 202 geformt, um sich an den Umfang der Formwalze 208 anzupassen und das ausgestoßene Harz 200 wird unter Druck direkt in eine Lücke 214 eingeführt, die zwischen der Formwalze 206 und dem Extruder 202 ausgebildet ist. Die geformte bzw. formgepresste Verschlusskomponente wird aus den Formausnehmungen durch eine Ablösewalze 212 wie oben beschrieben abgelöst. Weitere Details hinsichtlich dieses Vorgangs werden von Akeno, U.S. Patent Nummer-5,781,969 und 5,913,482 , beschrieben.
Auf 7 und 7A Bezug nehmend kann eine laminierte männliche Klettverschlusskomponente 101 durch Einführen eines Vorformmaterials 215 in Spalt 204 zwischen der Form- und Druckwalze ausgebildet werden. Aufgrund der Hitze und des Drucks in Spalt 204 wird das Vorformmaterial 215 laminiert und an das thermoplastische Harz 200 gleichzeitig mit dem Ausformen der Verschlusselemente gebunden. Das Resultat kann eine aneinanderliegende geformte bzw. formgepresste Struktur sein, ohne Schweißlinien, die sich von den Spitzen der Verschlusselemente in das Vorformmaterial erstreckt, worin das Harz sich eng mit den Merkmalen oder Fasern des Materials binden kann, um eine starke andauernde Bindung zu bilden. Weitere Details hinsichtlich dieses Vorgangs werden von Kennedy et al., U.S. Patent Nummer 5,260,015 beschrieben.
In einer nützlichen Ausführungsform ist Vorformmaterial 215 ein loser Maschenbaumwollstoff wie Gestrick 3901 von Velcro USA Manchester, New Hampshire, obwohl Schlaufenprodukte 3900, 3905 und 3400 der Velcro USA auch verwendet werden können. Maschenware 3901 ist ein 2-Bar-Trikotstricknylonstoff, der generell gebürstet oder aufgeraut werden muss, bevor er als die funktionierende Schlaufe einer Haken- und Schlaufenschließung angewendet werden kann. Allerdings hat es sich erwiesen, dass es gut als eine Verstärkung ohne Bürsten oder Aufrauen wirkt, wenn es zumindest teilweise eingekapselt von oder gebunden an das Basisharz aneinanderliegend an das hakenformende Harz ist. Verstärken der Basis mit so einem Baumwollstoff wurde befunden, die Stichreißfestigkeit des Produkts zu verbessern, durch Bereitstellen eines harzbasierenden Hakenprodukts anwendbar zur Befestigung durch Nähen oder Sticken. Weitere Details hinsichtlich Baumwollstoffmaterialien werden in einer Anmeldung mit dem Titel „PLASTIC SHEET REINFORCEMENT" beschrieben, gleichzeitig hiermit eingereicht und der U.S. Seriennummer 10/688,301 zugeordnet.
In einigen Fällen werden Verschlusselemente nicht in ihre endgültige Form geformt bzw. formgepresst. In jedem der oben offenbarten Verfahren, zum Beispiel, kann die Verschlusskomponente durch die anschließende Verarbeitungsstation 230 geleitet werden, um die Form der Verschlusselemente endgültig fertig zu stellen. Solch eine anschließende Verarbeitung kann „Flachdrücken" hervorstehender Verschlusselementsvorformen einschließen, wie von Provost, U.S. Patent Nummer 5,953,797 und Akeno, U.S. Patent Nummer 5,781,969 beschrieben. In einigen Fällen können sogar gerade geformte bzw. formgepresste Stämme anschließend verarbeitet werden, um in Verschlusselementen zu resultieren, welche die hierin offenbarten Eigenschaften aufweisen. Flachseitige Verschlusselemente mit den in 3 und 5 gezeigten Profilen können auch durch ein Schneide- und Streckverfahren geformt werden, wie in dem in Nestegard, U.S. Patent Nummer 4,895,569 offenbarten Verfahren, zum Beispiel. In solchen Vorgängen wird schmelzbares Harz durch einen Stempel mit in dem gewünschten Hakenprofil geformten Öffnungen extrudiert, dann werden die extrudierten Schienen schräg zu der Extrusionsrichtung geschnitten und die Basis in Extrusionsrichtung gestreckt, um die Schienen in Reihen von separaten Verschlusselementen zu trennen. Dieser Vorgang resultiert in Verschlusselementen mit breiten Seiten, die eher geschnitten als wie in den oben beschriebenen Vorgängen geformt bzw. formgepresst sind, und mit Profilkanten, die eher durch Gleiten von Harz durch einen geformten Stempel als durch eine füllenden Ausnehmung ausgebildet sind.
Eine Anzahl von Ausführungsformen der Erfindung sind beschrieben worden. Nichtsdestoweniger versteht es sich, dass verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können. Entsprechenderweise liegen andere Ausführungsformen innerhalb des Geltungsbereichs der folgenden Ansprüche.

Claims

Klettverschlusskomponente (100), die eine blattförmige Basis bzw. eine Folienformbasis (104, 304) und ein Feld bzw. Array von Verschlusselementen (102, 102a, 302) aufweist, und jedes Verschlusselement umfasst: einen geformten bzw. formgepressten Stamm (108, 308) der sich nach außen aus und einstückig bzw. integral mit der Folienformbasis (104, 304) erstreckt, und einen Kopf (106, 306), der sich nach vorn aus einem distalen Ende des Stamms (250) zu einer Spitze (252) erstreckt, und der Kopf (106, 306) eine untere Fläche bzw. Oberfläche aufweist, die einen Haken (256) zum Festhalten von Schlaufen ausbildet; dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (106, 306) eine Gesamthöhe (J), die senkrecht zu der Folienformbasis (104, 304) von einem untersten Ausmaß der Spitze (260) zu einem höchsten Ausmaß des Kopfes gemessen wird, aufweist, welche höher als 55 Prozent einer Gesamthöhe (A) des Verschlusselements ist, die senkrecht zu der Folienformbasis (104, 304) gemessen wird; und worin ein Verhältnis einer Gesamthöhe (C) des Hakens (256), die senkrecht zu der Folienformbasis (104, 304) von dem untersten Ausmaß der Spitze (260) zu einem höchsten Ausmaß des Hakens (258) gemessen wird, zu einer Eintrittshöhe (F), die senkrecht zu der Folienformbasis (104, 304) unter dem untersten Ausmaß der Spitze gemessenen wird, größer als 0.6 ist.
Klettverschlusskomponente nach Anspruch 1, worin jedes Verschlusselement einen Massenaspekt, definiert als ein Verhältnis des Produkts einer Gesamtlänge (L) des Verschlusselements (102, 102a, 302), die parallel zu der Folienformbasis (104, 304) in der Eingreifrichtung über einer Erhebung der Spitze (252) gemessen wird, und einer Verschlusselementdicke (K), die parallel zu der Folienformbasis (104, 304) und der Eingreifrichtung an der Erhebung der Spitze (252) gemessen wird, zu der Gesamthöhe (A) des Verschlusselements, die senkrecht zu der Folienformbasis (104, 304) gemessen wird, von mehr als 0.020 Zoll (0.51 mm) aufweist.
Klettverschlusskomponente nach einem der obigen Ansprüche, worin die Gesamtkopfhöhe (J) weniger als 60 Prozent der Gesamthöhe (A) des Verschlusselements (102, 102a, 302) beträgt.
Klettverschlusskomponente nach einem der obigen Ansprüche, worin jedes Verschlusselement (102, 102a) mehrere Köpfe (106) aufweist, die sich in verschiedene Richtungen erstrecken und getrennte Haken (256) bilden.
Klettverschlusskomponente nach einem der obigen Ansprüche, worin der Haken (256) einen Unterhakenwinkel (θ_m) von mindestens 180 Grad festlegt.
Klettverschlusskomponente nach einem der obigen Ansprüche, die des Weiteren ein Verstärkungs- bzw. Stützmaterial (215) umfasst, das an einer Seite der Folienformbasis (104, 304) gegenüber den Verschlusselementen (102, 102a, 302) laminiert ist.
Klettverschlusskomponente nach einem der obigen Ansprüche, worin die Verschlusselemente (102, 102a, 302) in einer Dichte von mindestens 350 Verschlusselementen pro Quadratzoll (54.25 pro Quadratzentimeter) der Folienformbasis (104, 304) angeordnet sind.
Klettverschlusskomponente nach einem der obigen Ansprüche, worin die Verschlusselemente (102, 102a, 302) zusammen mindestens 20 Prozent eines Gesamtoberflächen- bzw. -flächenbereichs der Folienformbasis (104, 304) bedecken, aus der die Verschlusselemente (102, 102a, 302) sich erstrecken.
Klettverschlusskomponente nach einem der obigen Ansprüche, worin der Kopf (106, 306) und Stamm (108, 308) eine einheitliche geformte bzw. formgepresste Struktur bilden.
Klettverschlusskomponente nach einem der obigen Ansprüche, worin der Kopf (106, 306) eine Oberfläche aus Harz aufweist, das gegen die Formfläche bzw. -oberfläche gekühlt worden ist.
Klettverschlusskomponente nach einem der Ansprüche 1-8, worin der Stamm (108, 308) gegenüber liegende Flächen bzw. Oberflächen aufweist, die durch abgetrenntes Harz festgelegt sind.
Klettverschlusskomponente nach einem der obigen Ansprüche, worin der Stamm (108, 308) und Kopf (106, 306) Seitenflächen bzw. -oberflächen aufweisen, die in parallelen Ebenen liegen.
Klettverschlusskomponente nach einem der obigen Ansprüche, worin der Haken (256) über einer Oberfläche bzw. Fläche des Stamms (108, 308) hängt und worin die überhängende Oberfläche bzw. Fläche des Stamms (108, 308) sich bei einem Neigungswinkel (ϕ) von zwischen 20 und 30 Grad in Bezug auf eine Normale zu der Folienformbasis (104, 304) erstreckt.
Verfahren zum Formen einer Klettverschlusskomponente (100), die eine blattförmige Basis bzw. eine Folienformbasis (104, 304) und ein Feld bzw. Array von Verschlusselementen (102, 102a, 302) aufweist, und das Verfahren umfasst: Einführen von Schmelzharz (200) zu einer Umfangsfläche bzw. -oberfläche einer sich drehenden Formwalze (208), die ein Feld bzw. Array von sich nach innen erstreckenden Ausnehmungen festlegt, von denen jede einschließt: einen Stammbereich, der sich inwärts vonder Umfangsfläche bzw. -oberfläche erstreckt, und einen Kopfbereich, der sich lateral von einem distalen Ende des Stammbereichs zu einer verdeckten Spitze erstreckt, und der Kopfbereich durch eine äußere Oberfläche bzw. Fläche, die einen Haken (256) ausbildet, eingegrenzt ist, und jeder Kopfbereich eine Gesamthöhe, die radial von einem untersten Ausmaß der Spitze (260) zu einem innersten Ausmaß des Kopfbereichs gemessen wird, aufweist, welche größer als 55 Prozent einer Gesamttiefe der Ausnehmung ist, die radial von der Umfangsfläche bzw. -oberfläche gemessen wird, und jeder Haken (256) eine Gesamthöhe, die radial von einem untersten Ausmaß der Spitze (260) zu einem innersten Ausmaß (258) des Hakens gemessen wird, aufweist, die 0.6 Mal größer ist als eine Radialentfernung von der Umfangsfläche bzw. -oberfläche zu der Spitze, die radial von der Umfangsfläche bzw. -oberfläche gemessen wird; Anwenden von ausreichendem Druck, um das Harz in die Ausnehmungen zu zwängen, um ein Feld bzw. Array von Verschlusselementen (102, 102a, 302) zu formen bzw. formzupressen, während ein Blatt bzw. eine Folie des Harzes auf der Umfangsfläche bzw. -oberfläche der Formwalze (208) geformt wird; Kühlen des Harzes in den Ausnehmungen; und dann Ablösen der Harzfolie von der Oberfläche bzw. Fläche der Formwalze, wodurch Köpfe (106, 103) der Verschlusselemente (102, 102a, 302), die in den Kopfbereichen der Ausnehmungen durch die Stammbereiche der Ausnehmungen geformt worden sind, gezogen werden, um die Verschlusselemente (102, 102a, 302) aus den Ausnehmungen zu entfernen.