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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Kontaktbefestigungen im Allgemeinen, und im Spezielleren
auf Kontaktbefestigungen zum Einformen in Formartikel.
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Trennbare Kontaktbefestigungen des
Haken- und Schlingentyps, wie diejenigen, die von der für diese
dieser Anmeldung Verantwortlichen unter der Handelsmarke Velcro
verkauft werden, und die auch unter dem Begriff „Klettverschluss" bekannt sind, sind
hinlänglich
bekannt und werden dazu verwendet, zwei Elemente lösbar miteinander
zu verbinden. Diese Art von Befestigung besitzt zwei Komponenten.
Jede besitzt ein flexibles Unterlagenmaterial, wobei eine Komponente
des Befestigungssystems sich auf einer Befestigungsfläche von
diesem befindet. Eine Komponente besteht typischerweise aus nachgiebigen
Haken, während
die andere aus Schlingen besteht, und wenn die beiden Flächen zusammengedrückt werden,
greifen sie ineinander ein, um einen lösbaren Eingriff zu bilden.
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Klettverschlüsse werden bei der Herstellung von
Fahrzeugsitzen bei der Befestigung eines Polstersitzbezugs an einem
Polyurethanschaumkern verwendet. Ein Teil des Klettverschlusses
wird während des
Schaumformprozesses in die Oberfläche des Polyurethanschaumkerns
eingebaut. Der dazu passende Teil des Klettverschlusses wird am
Sitzbezug befestigt, um eine lösbare
Befestigung am Schaumkern bereitzustellen. Die Klettverschlusseinheit,
die in der Schaumform zum Einbau in die Kernoberfläche verwendet
wird, umfasst typischerweise den mit Haken versehenen Teil eines
Klettverschlusses. Dieser Hakenteil ist durch eine Basis gekenn zeichnet,
die nachgiebige Haken auf einer Befestigungsfläche trägt. Die entgegengesetzte, nicht
befestigende Fläche
der Basis kann Verankerungsvorsprünge tragen, um in den Schaum
eingebaut zu werden und eine stabile Befestigung der Klettverschlusseinheit
am Schaumartikel bereitzustellen. Es ist auch üblich, dass eine Verstärkungsschicht
oder eine Unterlage zur nicht befestigenden Fläche der Basis gehört. Die Unterlage
kann aus einem Material bestehen, das der Handhabung der Komponente
oder ihrer Anhaftung an anderen Artikeln förderlicher ist. Es können auch
Verankerungsvorsprünge
von der Unterlage vorspringen. Darüber hinaus können weitere
Komponenten sandwichartig zwischen der Unterlage und der Basis untergebracht
werden.
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Eine Schutzschicht wie eine dünne Kunststofffolie
kann über
den nachgiebigen Haken angebracht werden, um im Formprozess ein
Eindringen von Schaum in die Haken zu verhindern, da eine signifikante
Schaumkontamination der Haken ihre Fähigkeit beeinträchtigen
würde,
mit dem dazugehörigen
Teil des Verschlusses, der am Sitzbezug befestigt ist, einen Eingriff
zu bilden. Alternativ kann auch eine Elastomerabdeckung verwendet
werden, die die Haken mit Ausnahme eines kleinen Abschnitts an ihren
Spitzen eng umschließt.
Nach der Herstellung des Formartikels und seiner Entnahme aus der
Form wird das Elastomermaterial entfernt.
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Bei manchen Baugruppen wird ein magnetisch
anziehender Unterlegstreifen an der Basis befestigt, um das Anbringen
der Baugruppe in einer Auskehlung (auch als Graben oder Trog bekannt)
der Formenhohlraumwand, welche mit Magneten versehen ist, zu erleichtern.
Der Unterlegstreifen trägt
auch dazu bei, die hakentragende Seite des Bauteils fest an der
Formenwand zu befestigen, wodurch ein Eindringen des Schaums in
die Haken noch weiter minimiert wird. Aufgrund ihrer Verwendung
in solchen Formprodukten können
die Einheiten als „Einform"-Befestigungen oder
-Einheiten bezeichnet werden.
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Der Unterlegstreifen kann an unterschiedlichen
Stellen in der Einheit eingebaut werden. Er kann sandwichartig zwischen
der hakentragenden Basis und einer Unterlage oder Verstärkungsschicht entweder
vorübergehend
oder dauerhaft untergebracht sein. Er kann in Bezug auf die Breite
der hakentragenden Basis zentral angeordnet oder entlang ihrer Randkanten
angeordnet sein. In den Fällen,
in denen eine dünne
Kunststofffolie verwendet wird, um die Haken abzudecken, kann der
Unterlegstreifen sandwichartig zwischen der Kunststofffolie und
den Haken untergebracht sein.
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Wie zuvor erwähnt ist es auch bekannt, den Hakenbereich
im Wesentlichen mit einem Elastomermaterial abzudecken, das die
Haken gegen Eindringen des Schaums schützt. Es ist bekannt, ein magnetisch
anziehendes Material in dieses Elastomermaterial einzuschließen.
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Bekannte Verfahren zum Anhaften der Schutzschichtabdeckung
an der hakentragende Komponente umfassen, einen langen Strang Schmelzklebstoff
dazwischen zu verwenden. Es ist auch bekannt, ein magnetisch anziehendes
Material in diesen Schmelzklebstoff einzuschließen.
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Diese bekannten Verfahren weisen
allesamt Nachteile auf. Im Hinblick auf den Metallunterlegstreifen
bedeutet dies eine zusätzliche
Komponente und einen zusätzlichen
Herstellungsschritt, was zu den Kosten der Einheit und zur Herstellungsdauer
für eine
bestimmte Materiallänge
beiträgt.
Der Metallunterlegstreifen trägt
auch zum Gewicht des Materials bei. Im Herstellungsprozess muss
Sorge getragen werden, dass sich Arbeiter nicht an den Metallstreifen
schneiden. Das Metall schränkt
die Flexibilität
des Streifens ein, und es müssen
die Wärmeausdehnungs-
und Schrumpfungseigenschaften der verschiedenen Bindemittel und
zusätzlicher
Schichten berücksichtigt
werden, die möglicherweise
zur Befestigung des Streifens an der Unterlage verwendet werden.
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Auch krümmt und biegt sich der Metallstreifen
und macht allgemein die Handhabung der Komponente unhandlich.
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In Anbetracht dieser bekannten Einheiten, die
entweder die Kunststoffschutzabdeckung oder die Elastomerabdeckung
verwenden, die den Metallstreifen oder ein magnetisch anziehendes
Material enthalten, bestehen Gründe,
diese Schutzabdeckungen falls möglich
wegzulassen. Die Schutzabdeckungen bringen auch zusätzliche
Schritte bei ihrer Herstellung, Anbringung an der Befestigungseinheit
und ihrem Entfernen von der Befestigungseinheit nach dem Formen
mit sich. Das ganze Schutzmaterial muss von den Haken (oder den
Schlingen, falls es die schlingentragende Komponente ist, die in
den Artikel eingeformt wird) entfernt werden, weil sonst die Haken
(oder Schlingen) nicht freiliegen, um an der dazugehörigen Komponente
befestigt werden zu können.
Diese zusätzlichen
Schritte müssen
typischerweise abseits von einer normalen Schnellfertigungsstraße durchgeführt werden
und tragen zu den Kosten der Befestigungseinheit, zur Herstellungdauer
bei, und erzeugen im Wesentlichen auch eine relativ große Menge
an Abfallmaterial. Darüber
hinaus verbleibt manchmal auch nach dem Entfernen ein Rest des Abdeckungsmaterials
auf der Befestigungskomponente, was nicht wünschenswert ist.
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Somit besteht deshalb ein großer Bedarf nach
einer Kontaktbefestigungseinheit, die zu einem Formprodukt geformt
werden kann, ohne Metallstreifen oder eine Schutzabdeckung für die Befestigungskomponenten
einzusetzen. Es besteht auch ein Bedarf, die Herstellung solcher
Einformeinheiten zu vereinfachen, deren Kosten, Herstellungsdauer
und die Zeit zur Vorbereitung des Formprodukts für den Gebrauch zu minimieren.
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine einfache Einrichtung
zu ermöglichen, um
die Einformbefestigungseinheit mit magnetischer Anziehungskraft
zu versehen. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine vom
Gewicht her leichte Einformeinheit bereit zustellen, die für die Befestigungskomponenten
wie die Haken keinen Metallstreifen oder keine Schutzabdeckung braucht.
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Die
EP
0 575 828 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung,
um eine Flächenbefestigung
mit einer großen
Anzahl von Eingriffselementen sowohl auf der Vorder- als auch der
Rückfläche eines plattenartigen
Basisabschnitts kontinuierlich und einteilig zu formen, indem ein
thermoplastisches Harz extrudiert wird, und insbesondere bezieht
sie sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, um eine Flächenbefestigung
mit einer großen
Anzahl von Eingriffselementen auf ihren beiden Flächen auf
effiziente Weise herzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist eine Befestigungskomponente einer lösbaren Befestigung,
bei der ein gewisser Abschnitt der Befestigungskomponente, der für seine
Befestigungsfunktion absolut notwendig ist, wie beispielsweise die
Haken, die Basis, an der die Haken befestigt sind, oder eine Unterlage,
die für
einen anderen Zweck eingesetzt wird, aus einem magnetisch anziehenden
Bestandteil besteht, und bei der ein anderer Abschnitt der Befestigungskomponente
aus einem magnetisch unwirksamen Bestandteil besteht. Entweder der
Hakenabschnitt oder der Schlingenabschnitt einer typischen Befestigung
kann den magnetisch anziehenden Bestandteil umfassen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist somit eine aus zwei Komponenten bestehende lösbare Befestigung,
wobei die Komponente eine Basis umfasst; und, auf dieser Basis getragen,
mehrere Befestigungselemente; bei der die Basis und/oder das Befestigungselement
einen magnetisch unwirksamen Bestandteil umfasst/umfassen, der innig
mit einem magnetisch anziehenden Bestandteil verbunden ist. Die
Befestigungselemente und die Basis können aus einem einzigen Material bestehen,
wie im Falle einer extrudierten Komponente, oder können aus
unterschiedlichen Vorläufern
bestehen, wie im Falle einer gewebten Befestigungskomponente.
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Der magnetisch unwirksame Bestandteil kann
einen Polymerkunststoff oder ein thermoplastisches Elastomer umfassen,
einschließlich,
aber nicht darauf beschränkt,
Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polyester, Polystyrol, Polyvinylchlorid,
Acetal, Acryl, Polycarbonat, Polyphenyloxid, Polyurethan und Polysulfon.
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Das magnetisch anziehende Material
kann den magnetisch unwirksamen Bestandteil imprägnieren, oder es kann den magnetisch
unwirksamen Bestandteil überziehen
oder von diesem überzogen sein.
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Die Befestigungselemente können hakenartige
oder schlingenartige Elemente umfassen.
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Das magnetisch anziehende Material
kann ein Metallpulver umfassen. Das Metallpulver kann aus der Gruppe
ausgewählt
sein, die aus Eisenpulver, Magnetiteisenoxid, Hämatiteisenoxid, Eisen(II)-oxid,
Eisen(III)-oxid, Eisen(III)-stearat besteht. Das magnetisch anziehende
Material kann auch eine organische Eisenverbindung oder ein Seltenerdmetall
sein.
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Im Falle einer gewebten Befestigung
können entweder
die Grundstruktur oder die Haken oder beide das magnetisch anziehende
Material umfassen. Darüber
hinaus kann das Material, das die Haken bildet, vollständig aus
einem magnetisch anziehenden Material bestehen, wobei das Material,
das die gewebte Basis bildet, magnetisch unwirksam sein kann.
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Die Befestigung kann auch eine Unterlage umfassen,
die aus einem Vorläuferelement
gebildet ist, das getrennt von der Basis ist, und das mit der Basis
verbunden wird. Die Befestigungselemente und die Unterlage können koextrudiert
oder separat ausgebildet und in Schichten zusammengepresst werden.
Die Unterlage kann aus einem gewebten, nicht gewebten Papier- oder
Schaummaterial bestehen.
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Die Befestigungselemente können Einzelfäden aus
Polymer umfassen.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung ist ein Formartikel, der einen aus einem Formmaterial
geformten Körper
umfasst, wobei der Körper
mindestens eine Fläche
und einen inneren Körperbereich
umfasst, der an der Fläche
des Formkörpers
befestigt ist, eine lösbare
Befestigungskomponente zur Verwendung mit einer komplementären lösbaren Befestigungskomponente,
wobei die lösbare
Befestigungskomponente einer der zuvor beschriebenen Variationen
entspricht.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung ist eine Komponente einer aus zwei Komponenten bestehenden
Befestigung, wobei die Komponente eine Basis umfasst, und, von der
Basis getragen, mehrere Befestigungselemente, und, mit der Basis
verbunden, eine Unterlage, bei der das Substrat einen magnetisch
unwirksamen Bestandteil umfasst, der innig mit einem magnetisch
anziehenden Bestandteil verbunden ist.
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Der magnetisch unwirksame Bestandteil kann
wie zuvor im Hinblick auf die Ausführungsform beschrieben sein,
bei der das magnetisch anziehende Material entweder den Befestigungselementen oder
der Basis zugeordnet ist. Der magnetisch anziehende Bestandteil
kann auch aus einem der zuvor angegebenen magnetisch anziehenden
Materialien bestehen.
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Noch eine weitere Ausführungsform
der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer aus zwei Komponenten
bestehenden lösbaren
Befestigung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, ein magnetisch
anziehendes Material bereitzustellen, und dieses magnetisch anziehende
Material einer Basis und/oder mehreren von dieser Basis getragenen
Befestigungselementen zuzuordnen; bei dem die Basis und/oder die
Befestigungselemente einen magnetisch unwirksamen Bestandteil umfasst/umfassen,
der innig mit dem magnetischen Bestandteil verbunden ist.
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Das magnetisch anziehende Material
kann nur der Basis oder nur den Befestigungselementen oder beiden
zugeordnet sein. Ein Polymerkunststoffharz kann mit einem wie zuvor
angegebenen magnetischen Material gemischt werden. Das Polymerkunststoffharz
kann so sein, wie vorstehend angegeben wurde.
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Nach noch einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
besteht die Erfindung aus einem Verfahren zur Herstellung eines
Formartikels, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, eine Komponente von
einer aus zwei Komponenten bestehenden lösbaren Befestigung, wie vorstehend
angegeben, mit einem magnetisch anziehenden Material, das innig damit
verbunden ist, nach den vorstehend angegebenen Verfahren herzustellen.
Die Befestigungskomponente wird dann in eine Form eingebracht, wobei ihre
Befestigungsfläche
einer Wand der Form zugewandt ist, wobei die Form umfasst: einen
das Befestigungselement aufnehmenden Auskehlungsbereich und einen
Magneten innerhalb der Formenwand angrenzend an den das Befestigungselement
aufnehmenden Auskehlungsbereich, wodurch der Magnet das Befestigungselement
zur Formenwand hin anzieht. In die Form wird Formmaterial eingebracht,
um das Produkt mit der darin eingebauten Befestigungskomponente
zu formen.
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Die vorliegende Erfindung ist durch
die Ansprüche
1 bis 10 definiert und bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen
Ausbilden eines lösbaren
Kontaktbefestigungsstreifens mit einer flexiblen Basis, die einheitlich
mit mehreren Befestigungselementen geformt ist, die sich von einer
Befestigungsfläche
von dieser erstrecken. Das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer
Vorrichtung mit einer Hohlraumwalze, die Hohlräume zur Ausbildung der Befestigungselemente
enthält,
und einer Basiswalze, welche zusammen mit der Hohlraumwalze einen Walzenspalt
bildet; Zuführen
eines Stroms geschmolzenen Kunststoffs zum Walzenspalt unter Bedingungen,
die den Kunststoff des ersten Stroms die Hohlräume der Hohlraumwalze füllen und
die Befestigungsfläche
der Basis sich bilden lässt;
während
ein zweiter Strom geschmolzenen Kunststoffs zusammen mit dem ersten
Strom geschmolzenen Kunststoffs dem Walzenspalt zugeführt wird,
so dass der Kunststoff des ersten Stroms und der Kunststoff des zweiten
Stroms im Walzenspalt verbunden werden, um den Befestigungsstreifen
zu bilden; den ausgebildeten Befestigungsstreifen um die Hohlraumwalze laufen
zu lassen; und dann den ausgebildeten Befestigungsstreifen um eine
Abziehwalze zu leiten, um den ausgebildeten Befestigungsstreifen
außer
Angriff mit der Hohlraumwalze zu ziehen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese und weitere Merkmale, Aspekte
und Vorteile der vorliegenden Erfindung erden mit Blick auf die
folgende Beschreibung, die beigefügten Ansprüche und die begleitenden Zeichnungen
verständlicher:
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1 ist
eine perspektivische Schemaansicht einer Befestigungskomponente,
bei der die Befestigungselemente hakenartige Elemente sind.
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2 ist
eine Seitenansicht im Querschnitt einer Form mit einem Hohlraum
zum Einbringen der Befestigungskomponente und einem Magneten in den
Formenwänden,
und zeigt auch eine in der Form zum Formen angeordnete Befestigungskomponente.
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3 ist
eine Querschnittsansicht ähnlich derjenigen,
die in 2 gezeigt ist,
bei der das Einformprodukt Rücken
an Rücken
angeordnete Haken und Verankerungen aufweist.
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4 zeigt
schematisch die Form von 3 ,
wobei Formmaterial in die Form gegossen wird.
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5 zeigt
schematisch das in der in 4 gezeigten
Form aushärtende
Formmaterial.
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6 zeigt
schematisch ein Formprodukt, das eine Befestigungskomponente einschließt, entweder
eine einseitige Befestigung oder eine Rücken an Rücken angeordnete verankerte
Befestigungskomponente.
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7 zeigt
schematisch eine Vorrichtung und einen Prozess zur Herstellung der
Befestigungskomponente mit einer aus demselben Material ausgebildeten
Basis, die auf einer Fläche
Haken trägt.
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8 zeigt
schematisch eine Vorrichtung und einen Prozess zur Herstellung einer
Ausführungsform
der Befestigungskomponente der Erfindung mit einer Unterlage und
Haken, die koextrudiert und dann schichtgepresst werden.
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9 zeigt
schematisch eine Befestigungskomponente der Erfindung mit einer
aus demselben Material hergestellten, mit einer gesonderten Unterlage
schichtgepressten Basis, die auf einer Fläche Haken trägt.
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10 zeigt
schematisch eine Vorrichtung und einen Prozess zur Herstellung einer
Ausführungsform
der Befestigungskomponente der Erfindung mit einer aus demselben
Material hergestellten, auf einer Fläche Haken tragenden Basis,
die darüber hinaus
mit einer Unterlage aus einem anderen Material schichtgepresst wird.
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11 zeigt
schematisch eine Ausführungsform
der Erfindung mit einer magnetisch anziehenden schlingentragenden
Befestigungskomponente.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Mit Bezug auf 1 ist zu Illustrationszwecken eine Befestigungskomponente
gezeigt. Eine Basis 110 weist zwei Flächen auf: eine befestigende Fläche oder
Befestigungsfläche 112 und
eine nicht befestigende Fläche 114.
Die Basis kann gewebt, nicht gewebt, aus Kunststoff, Gewebe oder
irgendeinem anderen geeigneten Aufbau oder Material sein. Die Erfindung
ist nicht auf die mechanische Form der Basis beschränkt, und
es wird davon ausgegangen, dass jede bekannte mechanische Form der
Basis für Befestigungen
von der Art von Klettverschlüssen
mit der Erfindung übereinstimmen.
Oftmals ist die Basis eine Kunststoffbasis und ist auf einer gesonderten Unterlage
aus einem anderen Material befestigt. Ist die Basis eine gewebte
Struktur, kann der Basisabschnitt als „Grundgewebe" bezeichnet werden.
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Die Basis weist auf ihrer Befestigungsfläche 112 mehrere
hakenartige Elemente 116 auf. Die hakenartigen Elemente
können
als Haken, Pilze oder gezackte Anker oder in irgendeiner anderen
Form hakenartigen Elements gestaltet sein, die für Klettverschlüsse Verwendung
finden, die, wie im Stande der Technik bekannt, in schlingenförmige Elemente ein greifen.
Solche Elemente werden hier als Elemente „von der Art von Haken", oder „hakenartige" oder „Haken"-Elemente bezeichnet,
ob sie nun in der Form von Haken sind oder nicht. Es wird davon
ausgegangen, dass jede bekannte mechanische Form, genauso auch wie
jede bislang noch unbekannte mechanische Art von Hakenelementen
mit der Erfindung übereinstimmt.
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Nach der vorliegenden Erfindung umfassen entweder
die Befestigungselemente 116 (Haken, wie in der Figur gezeigt)
oder die Basis 110 oder beide einen magnetisch anziehenden
Bestandteil. Wie zu Illustrationszwecken in der 2 gezeigt ist, wird die Befestigungskomponente 100 in
einer Form 221 eingesetzt, die eine Hauptformenwand 220 aufeist,
die einen Haupthohlraum 224 umgibt. Eine das Befestigungselement
aufnehmende Formenauskehlung 22 befindet sich in der Bodenwand 228 der
Form. Eingebettet in die Bodenwand 228 befindet sich ein
Magnet 226, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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Die Befestigungskomponente 100 ist
angrenzend an die das Befestigungselement aufnehmende Auskehlung 222 in
die Form eingesetzt, wobei die Haken zur Auskehlung 222 hin
gewandt sind. Der Magnet 226 zieht die Befestigungskomponente 100 aufgrund
des magnetisch anziehenden Materials, das in der Befestigungskomponente 100 enthalten
ist, zur Formenbodenwand 228 hin an. Die magnetische Anziehungskraft
setzt das Befestigungselement an der Formenwand fest und verhindert
dadurch das Eindringen von Formmaterial zwischen die Befestigungselemente.
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Zusätzlich zu dem magnetisch anziehenden Material
können
und werden typischerweise andere Techniken verwendet, um die Verschmutzung
der Befestigungselemente mit Formmaterial zu verhindern. Es wird
davon ausgegangen, dass alle solchen im Stand der Technik bekannten
Strukturen und alle dieser noch zu entwickelnden Strukturen mit
der Erfindung übereinstimmen.
Beispielsweise kann ein Folienstreifen die Befestigungselemente
vollständig abdecken,
wie im US-Patent Nr. 4,693,921 gezeigt ist, das 1987 an Billarant
erteilt wurde und den Titel trägt
FASTENING TAPE DESIGNED TO BE ATTACHED TO A MOLDED ARTICLE DURING
MOLDING, AND ITS ATTACHING METHOD. Anstatt die gesamte Fläche der
Befestigungselemente abzudecken, können Folienstreifen den Befestigungselementbereich
einfassen, wodurch Dichtungen gebildet werden, um das Eindringen
von Folie zu verhindern. Solche Folienbereiche sind im US-Patent
Nr. 4,726,975 gezeigt, das 1988 an Hatch erteilt wurde und den Titel
trägt METHOD
AND APPARATUS FOR ADAPTING SEPARABLE FASTENERS FOR ATTACHMENT TO
OTHER OBJECTS. Es ist auch möglich,
eine Elastomerabdeckung zu verwenden, die (entweder ganz oder teilweise)
die Befestigungselemente innig umschließt, wie es (für vollständiges Umschließen) im
US-Patent Nr. 5,286,431 beschrieben ist, das 1994 an Banfield et
al. erteilt wurde und den Titel trägt MOLDED PRODUCT HAVING INSERT
MOLD-IN FASTENER bzw. (für
teilweises Umschließen)
wie in der PCT-Anmeldung PCT/US94/07473 für HOOK AND LOOP TYPE INSERT
USED IN MOLDING PROCESS gezeigt ist, die am 19. Januar 1995 veröffentlicht
wurde und der US-Patentanmeldung laufende Nr. 08/087,917 entspricht,
die am 6. Juli 1993 eingereicht wurde und den Titel trägt DIE CUT
MOLD-IN. Alle der vorstehenden Patente und Anmeldungen werden hier
durch Bezug aufgenommen.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Befestigungskomponente
zu verwenden, die beispielsweise hakenartige Befestigungselemente
und ein Hakenmuster mit einem zentralen Hauptbereich aufweist, der
von einem kahlen Bereich, der im Wesentlichen frei von Haken ist,
umgeben ist, der selbst wiederum von einem äußeren Umfangsbereich von Haken
umgeben ist. Das Befestigungselement wird mit einer Form mit einer
zentralen Auskehlung verwendet, die von einem Umfangssteg umgeben
ist, der wiederum typischerweise von einer Umfangsauskehlung umgeben
ist. Die Umfangsauskehlung passt mit dem Umfangsbereich von Haken
zusammen; der Steg passt mit dem kahlen Bereich zusammen; und die
zentrale Formenauskehlung passt mit dem zentralen Hauptbereich von
Haken zusammen. Der Umfangsbereich von Haken kann teilweise durch
das Eindringen von Schaummaterial verschmutzt werden, der zentrale
Hauptbereich von Haken wird jedoch nicht verschmutzt, da er von
den „Opfer"-Umfangshaken geschützt wird.
Solch eine Anordnung ist in der gleichzeitig anhängigen, gemeinsam erteilten US-Patentanmeldung
mit der laufenden Nr. 08/391,695, die am selben Datum wie die vorliegende
Anmeldung im Namen von Brian J. Routhier, Martin I. Jacobs und George
A. Provost eingereicht wurde und den Titel trägt SEPARABLE FASTENER HAVING
A BALD PERIMETER RIB BOUNDED BY FASTENING ELEMENTS, die hier zur
Gänze durch
Bezug aufgenommen wird.
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In den 3, 4, 5 und 6 ist
der Formprozess zu Illustrationszwecken schematisch gezeigt, d.
h. eine Rücken
an Rücken
angeordnete Haken- und Ankerbefestigung in einem Formprodukt. Die
Befestigungskomponente 300 ist in einen Haupthohlraum 324 der
Form 321 eingesetzt, wobei ihre Befestigungselemente 316 der
das Befestigungselement aufnehmenden Auskehlung 322 und
ihre Verankerungselemente 334 dem zentralen Bereich des Hauptformenhohlraums 324 zugewandt
sind. Der Magnet 326 zieht die Befestigungskomponente 300 zum
Magneten 326 hin, wodurch die Abdichtung der Befestigungskomponente
zur Formenwand 328 verstärkt wird. Dies trägt dazu
bei, ein Verschmutzen der Hakenkomponenten 316 während des
Formprozesses zu verhindern.
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Der nächste Schritt im Formprozess
ist schematisch in 4 gezeigt,
in dem das Formmaterial 410 in die Form eingebracht wird.
Das Formmaterial kann aus einer einzigen Komponente bestehen, oder es
können
mehrfache Komponenten vorhanden sein, die vor oder während des
Einbringens in die Form gemischt werden.
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Der in Ausbildung befindliche Artikel 524 ist zu
Illustrationszwecken schematisch in 5 gezeigt.
Die Ankerelemente 334 sind vom Formmaterial umgeben, wodurch
die Befestigungskomponenten im Formartikel eingebettet werden. Es
ist nicht notwendig, dass Verankerungselemente verwendet werden,
und es gibt viele im Stande der Technik bekannte Wege, die sie nicht
einsetzen. 5 soll sowohl verankerte
als auch nicht verankerte Ausführungsformen
zeigen. Ein Formartikel 524, der die magnetisch anziehende
Befestigungskomponente 300 mit freiliegenden Hakenkomponenten 316 in
sich birgt, ist schematisch zu Illustrationszwecken in 6 gezeigt. Die optionalen
Verankerungselemente 334 sind, eingebettet in das Formmaterial,
in durchbrochenen Linien gezeigt. Eine typische Art von Formartikel
ist ein Schaumstoffsitzkissen, wie es für ein Fahrzeug oder Flugzeug
verwendet wird. Anstelle von Schaumstoff eignen sich auch andere
Arten von Formmaterialien.
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In einer typischen Ausführungsform
der Erfindung werden die Hakenelemente 116 und die Basis 110 einheitlich
aus demselben Vorläuferelement als
ein mechanisches Element geformt und bestehen somit aus demselben
Material. Solche geeigneten Materialien umfassen Polymerkunststoffe
wie: Polypropylen, Polyethylen, Polyamid, Polyester, Polystyrol,
Polyvinylchlorid, Acetal, Acryl, Polycarbonat, Polyphenyloxid, Polyurethan
und Polysulfon und thermoplastische Elastomere. Geeignete magnetische Materialien
umfassen: alle ferromagnetischen Materialien wie Eisen (Pulver),
Eisenoxid (verschiedene Formen, einschließlich Magnetit, Hämatit, Eisen(II)-oxid,
Eisen(III)-oxid), Eisen(III)-stearat (und verschiedene organische
Eisenverbindungen), Seltenerdmetalle und ihre Verbindungen.
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Eine Vorrichtung zum Formen einer
Befestigungskomponente mit einheitlich geformten Befestigungselementen
und Basis ist schematisch zu Illustrationszwecken in 7 dargestellt. Diese Vorrichtung
ist von der Art, die allgemein in den US-Patenten Nr. 4,794,028
mit dem Titel METHOD FOR CONTINUOUSLY PRODUCING A MULTI-HOOK FASTENER
MEMEBER AND PRODUCT OF THE METHOD, 1988 an Fischer erteilt, Nr.
4,872,243 mit dem Titel MULTI-HOOK FASTENER MEMBER, 1989 auch an
Fischer erteilt; und Nr. 4,775,310 mit dem Titel APPARATUS FOR MAKING
A SEPARABLE FASTENER, 1988 ebenfalls an Fischer erteilt, aufgezeigt ist.
Alle drei Patente werden hier durch Bezug mitaufgenommen. Eine Extrudertrommel 701 schmilzt
und drängt
geschmolzenen Kunststoff 703 durch eine Extrudierpressform 702 in
den Walzenspalt 706 zwischen einer Basiswalze 704 und
einer Hohlraumwalze 705, die Hohlräume 711 enthält, um die
Haken 716 eines Befestigungsstreifens 700 auszubilden, die
sich von einer bahnartigen Basis 710 erstrecken, die aus
demselben Material besteht wie die Haken 716. Das sich
am Walzenspalt 706 bildende Befestigungsstreifenmaterial
läuft um
den Umfang der Hohlraumwalze 705 und um die Abziehwalze 713,
die dazu beiträgt,
den ausgebildeten Hakenstreifen außer Angriff mit der Hohlraumwalze 705 zu
ziehen. Der Streifen wird dann einer nicht gezeigten Aufwickelwalze übergeben.
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BEISPIELE
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In einem ersten Beispiel wurden geformte Haken
des Typs der als Markenhaken Velcro Ultra 8 bekannt sind,
die von der Velcro Group Corporation, Manchester, New Hampshire,
verkauft werden, unter Verwendung des wie in 7 gezeigten, einheitlichen, kontinuierlichen
Ausbildungsverfahrens hergestellt, das auch in den zuvor genannten,
an Fischer erteilten US-Patenten Nr. 4,794,028, 4,872,243 und 4,775,310
beschieben ist. Das in den Extruder eingebrachte Material war 40%
(alle Prozentangaben beziehen sich auf Gewicht) Markenharz Impet
(Polyethylenterephthalat PET), das mit einem ferromagnetischen Füllstoff
vorgemischt war, der von Hoechst Celanese Company, Chatham, NJ.,
verkauft wird, Klasse EKX – 155,
versetzt mit 60% Markenharz Vandar (Polybutylenterephthalat PBT),
das auch von Hoechst verkauft wird, Klasse MB90011A1. Die Verarbeitungstemperaturen
betrugen von 530°F im
Zufuhrabschnitt des Extruders bis 570°F an der Extruderpressform.
Die Temperatur der Basiswalze betrug 104°F, die der Hohlraumwalze 191°F, und die
der Abziehwalze 83°F.
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In einem zweiten Beispiel wurden
wieder geformte Haken desselben Typs unter Verwendung des wie in 7 gezeigten einheitlichen
kontinuierlichen Ausbildungsverfahrens geformt. Das in den Extruder eingebrachte
Material war 40% Celcon Markenharz (Acetat) mit ferromagnetischem
Füllstoff,
das von Hoechst verkauft wird, Klasse MM3.5H, versetzt mit 60% Celcon
Markenharz (Acetat), das auch von Hoechst verkauft wird, Klasse
TX90 PLUS. Die Verarbeitungstemperaturen betrugen von 360°F im Zufuhrabschnitt
des Extruders bis 375°F
an der Extruderpressform. Die Temperatur der Basiswalze betrug 105°F, die der
Hohlraumwalze 195°F,
und die der Abziehwalze 85°F.
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Wie hinlänglich bekannt ist, ist es
auch möglich,
dass die Haken mit einer Basis einheitlich geformt werden und die
bahnartige Unterlage aus gesonderten mechanischen Vorläuferelementen
hergestellt wird, die nachfolgend oder gleichzeitig verbunden werden.
Beispielsweise können
die Hakenelemente mit Basis und Unterlage nach irgendeinem bekannten
Verfahren koextrudiert werden; wie beispielsweise durch eine Pressbalkenpressform
oder indem zwei getrennte Extrusionsströme zusammenkalandriert werden.
In solch einem Fall können
entweder die Haken mit Basis oder die Unterlage allein, oder beide
zusammen, das magnetisch anziehende Material enthalten. Sie können aus
demselben oder einem unterschiedlichen Material bestehen.
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Eine Vorrichtung zum Formen einer
Befestigungskomponente mit koextrudierten Befestigungselementen
mit einer Basis und einer Unterlage ist schematisch in 8 gezeigt. Diese Vorrichtung
ist ähnlich
derjenigen, die zuvor mit Bezug auf 7 gezeigt
wurde, verwendet aber eine Pressbalkenpressform. Geschmolzener Kunststoff 803h (für Haken und
Basis) und 803s (für
die Unterlage) wird durch einen Pressbalkenkoextrusionspressformkopf 802 mit zwei
unterschiedlichen Pressformöffnungen 807h und 807s gepresst.
Die beiden Ströme
geschmolzenen Kunststoffs werden in den Walzenspalt 806 zwischen
einer Basiswalze 804 und einer Hohlraumwalze 805 gepresst,
die Hohlräume 811 enthält, um die Haken 816 eines
Befestigungsstreifens 800 auszubilden. Stromaufwärts vor
dem Walzenspalt bildet sich ein Schmelzbad aus heißem Hakenmaterial
Ph sowie ein Schmelzbad aus einem zweiten
heißen
Unterlagenmaterial Ps. Am Walzenspalt wird
das Hakenmaterial in die Hohlräume 811 der
Hakenwalze 805 gepresst. Gleichzeitig wird das Unterlagenmaterial
zusammen mit einer Menge des Hakenmaterials (welches einheitlich
mit den auszubildenden Haken eine Basis bildet) flachgedrückt und
in einer Bahnform ausgebreitet. Der Druck im Walzenspalt verbindet das
Hakenmaterial und die Basis einerseits mit dem Unterlagenmaterial,
und andererseits derart, dass sich die Haken 816 und die
Unterlage 830 bilden und sich verbinden, um zur Befestigungskomponente 800 zu
werden. Diese koextrudierte Komponente läuft um die Hakenwalze 805 und
wird von dort genauso abgezogen wie eine einfache extrudierte einheitliche Haken-
und Basiskomponente, die in 7 gezeigt ist.
Der Streifen wird dann zu einer nicht gezeigten Aufwickelwalze geleitet.
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Anstelle einer einseitigen, wie in 8 gezeigten Hakenkomponente,
kann auch eine Rücken an
Rücken
angeordnete Haken- und Ankerbefestigungskomponente wie in 8 gezeigt koextrudiert werden,
wobei das Ankermaterial die Stelle des Unterlagenmaterials einnimmt.
In solch einem Fall umfasst die Basiswalze 804 um ihren
Umfang Ankerhohlräume.
Eine Vorrichtung zur Herstellung solch eines Aufbaus ist in der
US-Patentanmeldung Nr. 381,632 gezeigt, eingereicht am 31. Januar
1995, mit dem Titel BACK-TO-BACK HOOK FASTENER, welche eine Teilanmeldung
der US-Patentanmeldung Nr.
92,312 ist, die am 14. Juli 1993 eingereicht wurde, und in einer
entsprechenden veröffentlichten PCT-Anmeldung,
PCT/US94/07556, eingereicht am 6. Juli 1994 und veröffentlicht
am 19.
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Januar 1995, die alle auf die für die vorliegende
Anmeldung Verantwortliche zurückgehen,
und die allesamt hier durch Bezug mitaufgenommen werden.
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Ein Artikel, der mit der in 8 gezeigten Ausrüstung hergestellt
werden konnte, ist schematisch in 9 gezeigt.
Die Haken 916 bestehen aus einem ersten Material. Eine
Basis 910 ist einheitlich mit den Haken, da sie mit diesen
extrudiert wurde. Die Unterlage 930 besteht aus demselben
oder einem zweiten, unterschiedlichen Material. Der Verbindungsbereich,
der viele unterschiedliche physikalische Formen annehmen kann, weist
einen Übergang vom
Hakenmaterial zum Unterlagenmaterial auf.
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Die Unterlage kann ein gewebter oder
nicht gewebter Stoff sein.
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Es wurde bereits erörtert, eine
einheitliche Extrusion einzusetzen, aus der Haken und eine einheitliche
Basis geformt werden, sowie Koextrusion, welche eine Basis mit Haken
mit einer Unterlage verbindet. Es können auch andere Verfahren
zum Verbinden von Haken mit einer Unterlage eingesetzt werden. Ein
weiteres Verfahren besteht darin, eine bereits ausgebildete Unterlage
schichtartig auf eine Haken- und Basiseinheit aufzubringen, wenn
die hakentragende Bahn extrudiert und ausgebildet wird. Diese Technik
ist allgemein im US-Patent Nr. 5,260,015 beschrieben, erteilt am
9. November 1993 mit dem Titel METHOD FOR MAKING A LAMINATED HOOK
FASTENER, im Namen von William J. Kennedy et al., welches hier durch
Bezug mit aufgenommen wird. Dieses Verfahren kann als „one-wrap"-Verfahren bezeichnet
werden. Die Vorrichtung zur praktischen Umsetzung des Verfahrens ist
schematisch in 10 gezeigt.
Wie bei der in 7 gezeigten
Ausführungsform
schmilzt und presst eine Extrudertrommel 1001 geschmolzenen Kunststoff 1003 durch
eine Pressform 1002 in den Walzenspalt 1006 zwischen
einer Basiswalze 1004 und einer Hohlraumwalze 1005,
die Öffnungen 1011 enthält, um die
Haken
1016 eines Befestigungsstreifens 1000 auszubilden,
welche sich von einer bahnartigen Basis 1010 erstrecken,
die aus demselben Material wie die Haken 1016 besteht.
Das am Walzenspalt 1006 gebildete Befestigungsstreifenmaterial läuft um den
Umfang der Hohlraumwalze 1005 und um die Abziehwalze 1013 herum,
die dazu beiträgt, den
ausgebildeten Hakenstreifen außer
Angriff mit der Hohlraumwalze 1005 zu ziehen. Der Streifen
wird dann an eine nicht gezeigte Aufwickelwalze weitergeleitet.
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Ein vorab ausgebildetes Flächenmaterial 1030 wird
in den Walzenspalt 1006 eingeführt, um das Befestigungsstreifenband
zu erzeugen. Das Flächenmaterial
geht eine innige Bindung mit der einheitlichen aus Hakenmaterial
bestehenden Basis 1010 ein, um ein integraler Bestandteil
des Aufbaus des Befestigungsstreifens zu werden. Ein Satz Stifte 1017 kann
dazu beitragen, das Flächenmaterial
in einem flachen, faltenlosen Zustand zu transportieren. Weitere
Walzen und Spannausrüstungen 1019 werden
verwendet, um die ordnungsgemäße Spannung und
flache Auslegung des Flächenmaterials
aufrechtzuerhalten, das die schichtartig aufgebaute Unterlage bilden
wird.
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Am Walzenspalt 1006 wird
das Flächenmaterial 1030 schichtartig
auf das Hakenmaterial aufgebracht, wie durch die kleinen Halbkreise
stromabwärts
des Walzenspalts angegeben ist. (Die Halbkreise stehen nicht für irgendeine
kreisförmige
Struktur. Sie werden einfach dazu benutzt, um zu kennzeichnen, was
typischerweise eine flache, flächenartige
Struktur ist.)
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Ein von der in 10 gezeigten Vorrichtung gebildeter Befestigungsstreifen
kann auch durch 9 schematisch
dargestellt werden. Wieder sind die Haken 916 und eine
einheitliche Basis 910 schichtartig auf das Flächenmaterial 930 aufgebracht,
das eine zweite Unterlage bildet. Ein Übergangsbereich 950 besteht
sowohl aus dem Flächen- als
auch Hakenmaterial.
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Es kommen viele Materialien für das flächenartige
Material in Frage. Es kann gewebt oder nicht gewebt sein. Es kann
offen oder dicht gewebt sein. Es kann aus Papier bestehen, mit einer
oder ohne eine Klebeverstärkung,
oder kann eine dünne Schaumstoffschicht
sein. Es kann auch die Schlingenkomponente eines normalen Haken-
und Schlingenbefestigungspaars bilden. Jedes der vorstehenden kann
zur Verstärkung
der Verankerung der Hakenkomponente im zu formenden Artikel nutzbringend
sein. Die Art der Flächenmaterialunterlage,
auf der die Haken schichtartig aufgebracht werden, ist nicht Gegenstand
der Erfindung. Jedes dieser Unterlagen verstärkenden Materialien kann aus
einem wesentlichen Abschnitt bestehen, der magnetisch anziehend
ist. Als solches würde
das schichtartige Verstärkungsmaterial
vom Magneten in der Form angezogen werden und würde die Ziele der Erfindung
erreichen.
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Die Erfindung hängt nicht vom Verfahren ab, mit
dem die Hakenelemente oder die Unterlage hergestellt werden. Alles,
was erforderlich ist, ist, dass das eine oder andere oder beide
davon mit einem magnetisch anziehenden Material behandelt werden können, dergestalt,
dass es vom Magneten in der Form angezogen werden kann.
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Anstatt des in 10 gezeigten „one-wrap"-Schichtverfahrens, kann ein wie in 7 gezeigtes Verfahren außerhalb
der Fertigungsstraße eingesetzt
werden, nachdem das Haken- und Basismaterial allein ausgebildet
wurde. Danach können die
beiden aufgerollten Bahnen, eine aus hakentragendem Basismaterial,
die andere aus der Unterlage, schichtartig zusammengefügt werden.
Dabei kann eine dritte Bahn aus einer dünne Schutzfolie zum Abdecken
der Haken aufgebracht werden, um sie gegen Eindringen von Formmaterial
zu schützen. Die
Folie kann an der hakentragenden Basis und/oder der Unterlage, je
nach ihren relativen Breiten durch Ultraschall oder Wärme und
Druck, oder mit Klebstoff befestigt werden.
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Der größte Teil der vorstehenden Erörterung konzentrierte
sich auf die zu formenden Haken. Dennoch ist auch dies für die praktische
Umsetzung der Erfindung nicht notwendig. Zum Beispiel offenbart das
1955 an George DeMestral erteilte US-Patent Nr. 2,717,437 mit dem
Titel VELVET TYPE FABRIC AND METHOD OF PRODUCING SAME eine Hakenkomponente,
die vollständig
aus Kett- und Schussfäden und
zusätzlichen
Kettfäden
gewebt ist. Die zusätzlichen
Kettfäden
werden zu Schlingen geformt, die abgeschnitten werden, um Haken
zu bilden. Typischerweise bestehen die zusätzlichen Kettfäden aus
einem einfädigen
Kunststoffharz. Dieses Kunststoffharz kann aus dem wie zuvor erörterten
magnetisch anziehenden Material bestehen. Mit solchen Produkten
kann das Hakenmaterial auch als „Florgarn" bezeichnet werden, und die Kett- und
Schussfäden,
die die Struktur bilden, die als Basis dient, werden als Grundgarne
oder Grundgewebe bezeichnet.
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Während
sich das Vorstehende auf ein Kunststoffmatrixmaterial als einem
Bestandteil entweder der Haken oder der Unterlage mit einem allgemein
darin befindlichen magnetisch anziehenden Füllstoff als zweitem Bestandteil
konzentrierte, sind auch andere mechanische Formen magnetisch anziehender
Artikel möglich
und im Rahmen der Erwägungen
der Erfindung. Beispielsweise können
entweder die Haken oder die Unterlage ein magnetisch anziehendes
Kernmaterial umfassen, welches mit einem magnetisch unwirksamen
(nicht anziehenden) Material überzogen
oder beschichtet ist. Umgekehrt können die Artikel ein magnetisch
unwirksames Material umfassen, das mit einem magnetisch anziehenden
Material überzogen
ist. Alles, was erforderlich ist, ist, dass die Befestigungselemente
und/oder die Unterlage ein magnetisch unwirksames Material umfassen/umfasst,
das in gewisser Weise innig mit einem magnetisch anziehenden Material
verbunden oder damit behandelt ist.
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Die vorstehende Erläuterung
ging im Allgemeinen davon aus, dass die in die Form einzubauende
Befestigungskomponente die hakentragende Komponente sein soll. Obwohl
dies typisch ist, muss das nicht unbedingt der Fall sein. Deshalb
kann die schlingentragende Komponente alternativ der Abschnitt der
Befestigung sein, der im Formartikel eingebettet wird. In solch
einem Fall wird, wie in 11 gezeigt,
die schlingentragende Komponente 1100 die Komponente sein,
die das magnetisch anziehende Material enthält. Die ganze vorstehende Erörterung trifft
auch auf diese Ausführungsform
zu. Die Haken 1116 können
aus einem Kunststoffharz hergestellt sein, das mit einem magnetisch
anziehenden Pulver oder irgendeiner anderen geeigneten magnetisch
anziehenden Form imprägniert
ist.
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Somit erreicht die Erfindung viele
Ziele. Sie stellt eine magnetisch anziehende Befestigungskomponente
ohne steifen, unhandlichen, kostspieligen, schweren, möglicherweise
gefährlichen
Metallunterlegstreifen bereit. Produktionszeiten werden niedrig gehalten,
weil das magnetisch anziehende Material nicht als separater Schritt
nach der Herstellung der Haken (oder Schlingen) eingefügt werden
muss, da es zum Zeitpunkt, zu dem die Haken auf die normale Weise,
mit der die Haken ausgebildet werden, vorgesehen wird. Die Befestigungselemente
wie die Haken erfüllen
eine Doppelfunktion: sie enthalten das magnetisch anziehende Material
und stellen die Befestigung am dazugehörigen Element bereit. Abfall
wird minimiert. Es sind keine Schritte außerhalb der Fertigungsstraße vonnöten, um
das Element, das das magnetisch anziehende Material enthält, einzubauen oder
zu entfernen. Es gibt keine Probleme unverträglicher Wärmeeigenschaften, die vom magnetisch
anziehenden Material erzeugt werden.
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Die vorstehende Erörterung
sollte als illustrativ verstanden und keinesfalls als einschränkend erachtet
werden. Während
die Erfindung insbesondere mit Bezug auf deren bevorzugte Ausführungsformen aufgezeigt
und beschrieben wurde, wird dem Fachmann klar sein, dass verschiedene Änderungen
in Form und Einzelheiten daran vorgenommen werden können, ohne
dass dabei der Aussagegehalt und Rahmen der Erfindung wie in den
Ansprüchen
definiert verlassen würde.