DE69922264T2

DE69922264T2 - Mechanisches befestigungssystem

Info

Publication number: DE69922264T2
Application number: DE69922264T
Authority: DE
Inventors: M. Jennifer AAMODT; G. James BERG; F. Peter CULLEN; T. Brian HARGRETT
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2019-08-13
Also published as: EP1733640B1; EP1176884B1; WO2000060974A1; AU5558799A; CN1163170C; JP2002540872A; EP1415562A1; EP1176884A1; EP1415562B1; DE69939561D1; DE69922264D1; JP4707239B2; US6303062B1; DE69933710T2; US20010052170A1; US6470540B2; DE69933710D1; EP1733640A1; CN1348336A; EP1415561A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mechanisches Befestigungselement. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein mechanisches Befestigungselement, welches Eingriffsstiele umfasst, die Köpfe mit Begrenzungslinien aufweisen.
Verschiedene Typen von mechanischen Befestigungselementen zum Zusammenhalten von Artikeln wie Befestigungselemente vom Typ Haken und Schlingen oder komplementäre Paare von Befestigungselementen, welche ineinander eingreifen, sind bekannt. Die komplementären Paare von Befestigungselementen weisen typischerweise Eingriffsoberflächen mit Mustern von Stielen auf, welche mit Köpfen ausgestattet sind. Verschiedene Verfahren wurden eingesetzt, um die Stiele dieser Befestigungselemente mit Köpfen zu versehen. Zum Beispiel beschreibt die US-Patentschrift Nr. 5,077,870 "Mushroom-Type Hook Strip for a Mechanical Fastener", (Melbye et al.) ein Verfahren zum Ausbilden von Pilzköpfen auf einer Gruppierung von stehenden Stielen. Eine Bahn, welche eine Gruppierung von stehenden Stielen aufweist, die aus thermoplastischem Kunstharz hergestellt sind, wird zwischen zwei Kalanderwalzen eingezogen. Die Walze, welche die Stiele berührt, heizt die Spitzen der Stiele auf eine Temperatur auf, welche den Fließpunkt des thermoplastischen Kunstharzes übersteigt. Kurzes Halten der Spitzen auf dieser Temperatur erlaubt das Auftreten von molekularem Ausrichtungsverlust. Während dieser Zeit und beim darauf folgenden Abkühlen ziehen sich die Spitzen zurück, um gleichförmig gestaltete Pilzköpfe zu bilden, wobei jeder eine obere, im Wesentlichen konvexe Oberfläche und einen größeren Querschnitt als jenen des ursprünglichen Stiels aufweist.
PCT-Publikation WO 98/57564 "Method and Apparatus for Forming Headed Stem Mechanical Fastener Structure", (Kampfer), veröffentlicht am 23. Dezember 1998, beschreibt ein Verfahren zum Verformen der Hakenkopfab schnitte von Hakenelementen auf einem Rücken aus Bahnmaterial. Die Hakenelemente auf dem Rücken aus Bahnmaterial werden einem Spalt zugeführt, welcher zwischen einer Trageoberfläche und einer oberen geheizten Oberfläche, die eine Durameter-Härte von weniger als 90 Shore A aufweist, ausgebildet ist. Diese obere geheizte Oberfläche greift zusammendrückend in den Hakenkopf ein, was ihn dazu veranlasst, sich nach unten zu biegen und sich dauerhaft zu verformen. Dies erhöht die Gleichförmigkeit der Hakenkopfelemente, die einen in Fasern eingreifenden Hakenbereich ausbilden.
US-A-5 713 111 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines in sich eingreifenden Befestigungselements, welches einen Boden und eine Mehrzahl von mit Kopf versehenen Stielen umfasst. Jeder mit Kopf versehene Stiel umfasst einen Stiel, welcher an der Oberfläche des Bodens angrenzt und orthogonal von diesem vorragt, und einen Kopf, welcher am Ende des Stiels ausgebildet ist. Der Kopf ist mit einer unteren Oberfläche, die zum Stiel benachbart ist und sich nach außen vom äußeren Umfang des Stiels aus erstreckt, und mit einem Scheitelpunkt bereit gestellt, der an einer gegenüber liegenden Seite der unteren Oberfläche des Stiels angeordnet ist. Eine oder mehrere Vertiefungen können in jedem Kopf ausgebildet sein oder eine Hinterschneidung kann in jedem mit Kopf versehenen Stiel in dem Bereich ausgebildet sein, wo der Kopf an den Stiel grenzt.
US-A-5 398 387 offenbart ein Befestigungselement, welches einen allgemein ebenen Basisabschnitt und eine Mehrzahl von Eingriffsstreifen aufweist, die von einer Oberfläche des Basisabschnitts vorragen und sich parallel zu einander in der Längsrichtung erstrecken. Jeder der Eingriffsstreifen weist einen vertikalen Abschnitt, welcher an den Basisabschnitt angrenzt, und einen Kopfabschnitt auf, welcher am Ende des vertikalen Abschnitts ausgebildet ist. Der Kopfabschnitt des Eingriffsstreifens ist mit einer Mehrzahl von Schlitzen ausgestattet, welche sich quer durch die Kopfabschnitte erstrecken. Die Schlitze können in Bezug auf den Basisabschnitt geneigt sein.
EP-A-0 830 930 offenbart ein gegossenes Oberflächenbefestigungselement und ein Verfahren zur Herstellung des Elements. Erste und zweite geschmolzene Kunstharze werden ununterbrochen in Richtung der jeweiligen Umfangsoberflächen eines Düsenrades und einer angeschlossenen Walze, die gegenläufig rotieren, eingespritzt.
Das Düsenrad weist in seiner Umfangsoberfläche eine Vielzahl von Eingriffselemente ausformenden Ausnehmungen auf und die angeschlossene Walze ist in paralleler, gegenüber liegender Beziehung zum Düsenrad mit einem Spalt angeordnet, der gleich der Dicke einer Substratlage eines gegossenen Oberflächenbefestigungselements ist. Während der Zeit wird eine poröse Kernlage in Richtung eines Treffpunkts des ersten und des zweiten geschmolzenen Kunstharzes eingezogen und wird zwischen einem ersten Substratlagenteil, welcher auf der Umfangsoberfläche des Düsenrads gegossen wird, und einem zweiten Substratlagenteil zwischengelegt, welcher auf der Umfangsoberfläche der angeschlossenen Walze gegossen wird, um eine einheitliche Laminatsubstratlage zu bilden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein mechanisches Befestigungselement bereit. Dieses mechanische Befestigungselement umfasst: a) einen Träger mit einer ersten Hauptfläche; und b) eine Mehrzahl von Eingriffsstielen, die sich von der ersten Hauptfläche des Trägers erstrecken, wobei jeder der Eingriffsstiele einen konvex ausgebildeten Kopf aufweist, wobei jeder der konvex ausgebildeten Köpfe einen ersten Abschnitt an der Oberseite des Kopfes und einen zweiten Abschnitt an der Unterseite des Kopfes aufweist und wobei der erste Abschnitt des Kopfes glatter ist als der zweite Abschnitt des Kopfes.
In einer bevorzugten Ausführungsform des obigen Befestigungselements umfasst jeder der Köpfe eine Begrenzungslinie, wobei die Begrenzungslinie die Grenze zwischen dem ersten Abschnitt des Kopfes und dem zweiten Abschnitt des Kopfes bildet. In einem anderen Aspekt dieser Ausführungsform sind die Begrenzungslinien allgemein parallel zueinander.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des obigen Befestigungselements umfasst jeder der Köpfe einen äußersten Umfang, wobei die Begrenzungslinie am äußersten Umfang angeordnet ist. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des obigen Befestigungselements umfasst die Mehrzahl der Eingriffsstiele polymeres Material. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des obigen Befestigungselements sind der Träger und die Mehrzahl der Eingriffsstiele einstückig ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung wird weiter mit Bezugnahme auf die angefügten Figuren erklärt, wobei eine gleiche Struktur durch eine gleiche Bezugsziffer in den mehreren Ansichten bezeichnet wird und wobei:
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Herstellung des mechanischen Befestigungselements der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine vergrößerte Seitenansicht eines Zwischenartikels, gezeigt in 1, ist;
3 eine teilweise Querschnittsansicht des Zwischenartikels, gezeigt in 2, ist;
4 das Abziehen der Materiallage vom Zwischenartikel aus 3 darstellt, um das mechanische Befestigungselement der vorliegenden Erfindung offen zu legen;
5 ein digital aufgezeichnetes Mikrobild ist, welches eine bevorzugte Ausführungsform des mechanischen Befestigungselements der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ein digital aufgezeichnetes Mikrobild ist, welches einen bevorzugten Kopf des mechanischen Befestigungselements zeigt;
7 eine Querschnittsansicht eines bevorzugten Eingriffsstiels ist;
8 eine dreidimensionale Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Trägers ist, welcher eine Mehrzahl von Rippen aufweist;
9 ein teilweiser Querschnitt eines Zwischenartikels ist, welcher den Träger und die Mehrzahl von Eingriffsrippen sowie eine Schicht Material umfasst;
10 eine dreidimensionale Ansicht eines anderen bevorzugten mechanischen Befestigungselements ist, welches eine Mehrzahl von Eingriffsrippen aufweist, die konvexe Kämme umfassen.
1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Vorrichtung und eines bevorzugten Verfahrens zur Herstellung des mechanischen Befestigungselements der vorliegenden Erfindung. Die bevorzugte Vorrichtung umfasst eine Reihe von Walzen 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62 und einen Extruder 64. Die Abwickelwalze 50, die Loswalze 52 und die Loswalze 54 befördern einen Träger 12, welcher eine Mehrzahl von Stielen 20 aufweist, zu einem Quetschspalt, welcher zwischen einer ersten Walze 56 und einer zweiten Walze 58 ausgebildet ist. Der Träger 12 umfasst eine erste Hauptfläche 14 und eine zweite Hauptfläche 16 gegenüber der ersten Hauptfläche.
Die Stiele 20 erstrecken sich von der ersten Hauptfläche 14. Vorzugsweise umfassen der Träger 12 und die Stiele 20 ein polymeres Material. Besser noch umfassen der Träger 12 und die Stiele 20 ein thermoplastisches Material. Die Stiele können auf jede beliebige Weise über den gesamten Träger 12 oder nur über einen Abschnitt des Trägers 12 verteilt sein. Die Stiele 20 können zueinander in Reihe stehen oder können zueinander versetzt sein und können in jedem beliebigen Muster, in jeder beliebigen Anordnung oder Dichte vorhanden sein. Die Stiele 20 können von jeder erwünschten Gestalt, Größe oder Form sein.
Die Walzen 56, 58 sind drehbar und bilden einen Walzenspalt n aus. Der Träger 12, welcher die Stiele 20 umfasst, wird durch den Walzenspalt n zugeführt. Knapp bevor der Träger 12 in den Walzenspalt n eintritt, wird eine Lage erwärmten Materials 24 aus einem Extruder 64 auf die Spitzen der Stiele 20 extrudiert. Vorzugsweise ist die Lage Material 24 ein polymeres Material. Besser noch besteht die Lage Material aus einem thermoplastischen Material. Die Lage Material 24 befindet sich auf einer Temperatur, die hoch genug ist, um die Enden der Stiele 20 zu erweichen. Die Köpfe 22 werden dann auf die Stiele 20 durch Verformen der erweichten Enden in Köpfe 22 ausgebildet, wenn der Träger 12, die Stiele 20 und die Lage Material 24 durch den Walzenspalt n hindurch gehen. Die Köpfe 22 und die Stiele 20 bilden die Eingriffsstiele 18 aus.
Während der Träger 12, die Stiele 20 und die Lage Material 24 durch den Walzenspalt n hindurch gehen, berührt die zweite Hauptfläche 16 des Trägers 12 die erste Walze 56 und die Lage erwärmten Materials 24 berührt die zweite Walze 58. Die Köpfe 22 werden durch Erwärmen und Zusammendrücken der Spitzen der Stiele im Walzenspalt n ausgebildet, der sich zwischen der ersten Walze 56 und der zweiten Walze 58 ergibt. Der Walzenspalt n zwischen der ersten Walze 56 und der zweiten Walze 58 hilft dabei, die erweichten Stielenden über und um den Umfang der Spitzen der Stiele 20 zu zwingen, um die Köpfe 22 auszubilden. Die Lage Material 24, der Träger 12 und die Eingriffsstiele 18 bilden einen Zwischenartikel 48 im Walzenspalt n. Vorzugsweise löst sich der Zwischenartikel 48, während der Zwischenartikel 48 aus dem Walzenspalt n austritt, von der ersten Walze 56 und läuft auf der zweiten Walze 58 für ungefähr eine halbe Umdrehung weiter. Der Zwischenartikel 48 wird dann an der Loswalze 60 vorbei weiter befördert und auf der Aufwickelwalze 62 aufgewickelt. Anstatt des Rotierens mit der zweiten Walze 58 nach dem Walzenspalt n kann der Zwischenartikel alternativ den Walzenspalt n parallel zum Walzenspalt verlassen.
Vorzugsweise ist der Extruder 64 direkt über dem Walzenspalt n positioniert, welcher zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze 56, 58 ausgebildet ist.
Alternativ kann der Extruder 64 über der ersten Walze 56 positioniert sein, um die Lage Material 24 auf die Stiele 20 früher als knapp vor dem Walzenspalt n anzuordnen. Diese alternative Extruderposition gibt der erwärmten Lage Material 24 mehr Zeit, die Enden der Stiele 20 vor deren Zusammendrücken im Walzenspalt n zu erweichen. Vorzugsweise wird die Lage Material 24 derart extrudiert, dass die Lage Material 24 sich über die gesamte Breite des Trägers 12 erstreckt. Die erste und die zweite Walze 56, 58 werden vorzugsweise auf konstanten Temperaturen gehalten. Vorzugsweise liegen die Temperaturen der ersten Walze 56 und der zweiten Walze 58 im Bereich von 50 ° bis 225 °F (10 bis 107 °C).
Besser noch liegt die Temperatur der ersten Walze 56 im Bereich von 100 ° bis 225 °F (38 bis 107 °C) und die Temperatur der zweiten Walze 58 im Bereich von 80 ° bis 200 °F (27 bis 93 °C).
Die Breite des Walzenspalts n ist eingestellt, um die gewünschte Höhe der fertigen Eingriffsstiele 18 zu erzielen. Die gewünschte Höhe der fertigen Eingriffsstiele wird auch durch die ursprüngliche Stielhöhe, die Zusammensetzungen des Stiels 20 und der Lage Material 24, die Dicke und die Temperatur der Lage erwärmten Materials 24, die Bahngeschwindigkeit des Trägers 12, die Temperaturen der ersten und der zweiten Walze 56, 58 und den Verdichtungsdruck zwischen der ersten und der zweiten Walze 56, 58 beeinflusst. Diese können durch einen Fachmann auf diesem Gebiet der Technik gemeinsam mit den Vorteilen der Lehren der vorliegenden Erfindung ausgewählt werden, um die gewünschten Eingriffsstiele 18 bereit zu stellen. Bevorzugte Bereiche für diese Faktoren für bevorzugte Ausführungsformen sind in den Beispielen unten eingeschlossen.
Der Verbundartikel des Trägers 12, der Stiele 20 und der Lage Material 24 kann in langen, breiten Bahnen erzeugt werden, die auf der Aufwickelwalze 62 als Rollen für unproblematische Lagerung und eben solchen Transport aufgewickelt werden können.
2 ist eine vergrößerte Ansicht des Zwischenartikels 48. Die Lage Material 24 umfasst eine erste Hauptfläche 26 und eine zweite Hauptfläche 28 gegenüber der ersten Hauptfläche 26. Die Lage Material 24 erweichte die Spitzen der Stiele 20 und verformte die erweichten Stielenden in konvexe Köpfe 22. "Konvex" wird hierin verwendet, um jede Kontur zu beschreiben, die von einer Ebene nach unten abfällt. Zum Beispiel der erste Abschnitt 34 des Kopfes 22 fällt von der ersten Hauptfläche 26 nach unten ab. Die Köpfe 22 werden mit einem runden Querschnitt dargestellt, was jedoch nicht erforderlich ist. Wenn die Lage Material 24 und die Stiele 20 im Walzenspalt n zusammen gedrückt werden, können die erweichten Stielenden andere Querschnittsformen, wie Ovale, ausbilden. Als Folge, dass die erweichten Stielenden Köpfe 22 ausbilden, ergibt sich, dass die ursprüngliche Höhe der Stiele 20 verringert wird.
3 ist ein teilweiser Querschnitt des Artikels 48 aus 2, welcher für die Besprechung der Begrenzungslinien 30 geeignet ist. Die Köpfe 22 werden auf den Stielen 20 ausgebildet, wenn die Lage Material 24 die Stielenden erweicht und wenn der Träger 12, die Stiele 20 und die Lage Material 24 im Walzspalt n zusammen gedrückt werden. Wenn das Material von den erweichten Stielenden nach unten über den Stiel 20 durch die Lage Material 24 im Walzspalt n gedrückt wird, bildet die zweite Hauptfläche 28 der Lage Material 24 einen ersten Abschnitt 34, der an der Oberseite des Kopfes angeordnet ist, aus, welcher glatt ist und eine Begrenzungslinie am äußeren Umfang des Kopfes 22 hinterlässt. Die Begrenzungslinie 30 auf jedem Kopf 22 entspricht allgemein der Grenze zwischen dem ersten Abschnitt 34 des Kopfes 22, welcher sich in Kontakt mit der Lage Material 24 befindet, und dem zweiten Abschnitt 36 des Kopfes 22, welcher sich nicht in Kontakt mit der Lage Material 24 befindet. Vorzugsweise sind die Begrenzungslinien 30 am äußersten Umfang des Kopfes 22 angeordnet. Jedoch können die Begrenzungslinien 30 auch irgendwo sonst auf dem Umfang des Kopfes 22 angeordnet sein. Die Begrenzungslinien 30 auf den Köpfen 22 des mechanischen Befestigungselements 10 sind vorzugsweise allgemein parallel zu einander. Besser sind die Begrenzungslinien 30 auf den Köpfen 22 allgemein parallel zu der ersten Hauptfläche 14 des Trägers 12. Wenn die Lage erwärmten Materials 24 nach unten auf die erweichten Stielenden gedrückt wird, werden Vertiefungen 66 ausgebildet, wo die zweite Hauptfläche 28 der Lage erwärmten Materials 24 die Stielenden berührt.
Wie in 4 dargestellt, kann die Lage 24 vom Träger 12 und den Stielen 20 abgezogen werden, um ein mechanisches Befestigungselement 10 der vorliegenden Erfindung zu offenbaren. Vorzugsweise wird die Lage 24 vom Träger 12 und den Stielen 20 nach dem ausreichenden Abkühlen der Lage Material 24, um den Köpfen 22 allgemein ihre Gestalt bewahren zu lassen, abgezogen. "Abkühlen", wie hierin verwendet, kann entweder aktives Abkühlen zum Beispiel mit Umluft oder das Zulassen des Ruhens und Abkühlens des Artikels 48 sein. Abziehen der Lage Material 24 vom Träger 12 und den Stielen 20 kann entweder mitlaufend nach dem Walzspalt n vor der Aufwickelwalze 62 auftreten oder kann einige Zeit später erfolgen. Wenn die Lage 24 abgezogen wird, werden eine Mehrzahl von Vertiefungen 66 auf der zweiten Hauptfläche 28 der Lage Material 24 offenbart. Die Vertiefungen 66 entsprechen im Allgemeinen dem ersten Hauptabschnitt 34 der konvexen Köpfe 22. Die Lage Material 24 kann dann gemahlen und im Extruder 64 wieder verwendet werden.
Alternativ kann es erstrebenswert sein, die Lage Material 24, den Träger 12 und die Stiele schmelzverklebt zusammen als Verbundartikel 48 zu behalten, wie dargestellt in 2. Die Schmelzklebung kann dauerhaft oder vorübergehend sein.
5 ist ein digital aufgezeichnetes Mikrobild einer bevorzugten Ausführungsform des mechanischen Befestigungselements 10 der vorliegenden Erfindung. Dieses Bild wurde durch ein Abtastelektronenmikroskop aufgenommen, nachdem die Lage Material 24 vom mechanischen Befestigungselement 10 abgezogen worden war. Jeder Kopf 22 umfasst eine Begrenzungslinie 30. Die Begrenzungslinie 30 kennzeichnet, wie weit die Lage Material 24 nach unten auf die erweichten Stielenden gedrückt wurde. Wie oben erwähnt, ist die Begrenzungslinie 30 auf jedem Kopf 22 die Grenze zwischen dem ersten Abschnitt 34 des Kopfes 22, welcher sich in Kontakt mit der Lage Material 24 befindet, und dem zweiten Abschnitt 36 des Kopfes 22, welcher sich nicht in Kontakt mit der Lage Material 24 befindet. In der dargestellten Ausführungsform sind die Begrenzungslinien 30 am äußersten Umfang des Kopfes 22 angeordnet. Die Begrenzungslinien 30 auf den Köpfen 22 des mechanischen Befestigungselements 10 sind allgemein parallel zu einander und allgemein parallel zu der ersten Hauptfläche 14 des Trägers 12.
6 ist ein digital aufgezeichnetes Mikrobild eines bevorzugten Kopfes 22 des mechanischen Befestigungselements 10. Dieses Bild wurde durch ein Abtastelektronenmikroskop aufgenommen, um den Kontrast in der Topographie zwischen dem ersten Abschnitt 34 und dem zweiten Abschnitt 36 des Kopfes 22 darzustellen. Der erste Abschnitt 34 ist an der Oberseite des Kopfes 22 angeordnet und der zweite Abschnitt 36 ist an der Unterseite des Kopfes angeordnet. Der erste Abschnitt 34 des Kopfes 22, welcher in Kontakt mit der Lage Material 24 war, weist eine glatte Oberfläche auf. Der zweite Abschnitt 36 des Kopfes 22, welcher nicht mit der Lage Material 24 in Kontakt war, weist eine raue Oberfläche auf. Der erste Abschnitt 34 des Kopfes ist sichtbar glatter als der zweite Abschnitt 36 des Kopfes 22. Der zweite Abschnitt 36 des Kopfes 22 weist viele Spalten und Risse in der Oberfläche auf. Aus dieser Ansicht sind die Spalten und Risse ungefähr 10 Mikrometer breit. Im Gegensatz dazu ist der erste Abschnitt 34 des Kopfes 22 glatt mit keinen bemerkbaren Spalten und Rissen. Die Begrenzungslinie 30 ist am äußersten Umfang des konvexen Kopfes 22 angeordnet und folglich ist die gesamte konvexe Oberfläche des Kopfes 22 glatt.
7 stellt einen Querschnitt eines Eingriffsstieles 18 dar, welcher zum Zeigen der gemeinsamen Wand 42 geeignet ist. Der Stiel 20 umfasst einen Sockel 44, welcher an der ersten Hauptfläche 14 angebracht ist, und eine Spitze 46 gegenüber dem Stielsockel 44. Der konvexe Kopf 22 ist an der Spitze 46 des Stiels 20 angebracht. Der konvexe Kopf 22 umfasst eine lappige Nase 40 benachbart dem Stiel 20, wodurch eine gemeinsame Wand 42 zwischen der lappigen Nase 40 und der Spitze 46 des Stiels 20 erzeugt wird. Die Höhe h_h des konvexen Kopfes 22 wird von der Unterseite der lappigen Nase 40 zur Spitze des konvexen Kopfes 22 gemessen.
Vorzugsweise beträgt die Höhe h_w der gemeinsamen Wand 42 wenigstens 5 % der Höhe h_h des konvexen Kopfes 22.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des mechanischen Befestigungselements 80 wird durch das Folgende dargestellt. Die Temperatur der ersten Walze (ähnlich der ersten Walze 56 aus 1), welche mit dem Träger 82 in Kontakt kommt, kann auf 203 °F (95 °C) eingestellt werden. Die Temperatur der zweiten Walze (ähnlich der Walze 58 aus 1) kann auf 159 °F (70,5 °C) eingestellt werden. Der Kolbendruck, welcher die Kalanderwalzen zusammen hält, sollte ausreichend sein, um die Schmelzzone zusammen zu drücken (ungefähr 100 lbs. (45,5 kg)). Der Walzspalt kann auf 0,065 in. (1,65 mm) festgelegt sein. Die Bandgeschwindigkeit kann 3 Fuß/Minute (0,914 Meter/Minute) betragen. Knapp bevor der Träger 82 und die Rippen 90 in den Walzspalt eintreten, können 0,009 bis 0,010 in. (0,229 mm bis 0,254 mm) einer erwärmten Lage Material 102 aus weichem Polyethylenpolymerharz (LDPE, Schmelzindex (MFI) 5,5, im Handel von Huntsman Corp., Houston, TX, unter dem Handelsnamen Rexene 1058 erhältlich) auf die Spitzen der Rippen aus einem Extruder bei 500 °F (260 °C) extrudiert werden. Die Spitzen der Rippen 90 werden weich und ergeben die Ausbildung konvexer Kämme 92, wie in 9 dargestellt. Ein Zwischenartikel (ähnlich dem Zwischenartikel 100 aus 9) wird auf eine Wickelwalze aufgewickelt. Die extrudierte Lage Material wird später abgezogen, um die mechanischen Befestigungselemente, welche konvexe Kämme 92 aufweisen, frei zu legen.
Die Eingriffsstiele 18 können jede erwünschte Höhe, jeden erwünschten Querschnitt oder jede erwünschte Kopfform aufweisen. Ein bevorzugter Typ Eingriffsstiel ist der Eingriffsstiel 18, dargestellt in 4–7, welcher einen allgemein pilzförmig gestalteten Kopf 22 und einen Stiel 20 mit einem runden Querschnitt auf weist. Bevorzugte Höhen h_s der Eingriffsstiele 18, gemessen von der ersten Hauptfläche 14 des Trägers 12 bis zur Spitze des Kopfes 22, liegen im Bereich von 0,004 bis 0,715 in. (0,010 bis 1,816 cm). Bevorzugtere Höhen der Eingriffsstiele 18, gemessen von der ersten Hauptfläche 14 des Trägers 12 bis zur Spitze des Kopfes 22, liegen im Bereich von 0,020 bis 0,24 in. (0,0511 bis 0,610 cm). Die bevorzugtesten Höhen der Stiele 20, gemessen von der ersten Hauptfläche 14 des Trägers 12 bis zur Spitze des Kopfes 22, liegen im Bereich von 0,035 bis 0,105 in. (0,089 bis 0,267 cm). Bevorzugte Höhen h_h der Köpfe 22 der Eingriffsstiele 18, gemessen von der Unterseite der lappigen Nase 40 des Kopfes 22 bis zur Spitze des Kopfes 22, liegen im Bereich von 0,002 bis 0,215 in. (0,005 bis 0,546 cm). Bevorzugtere Höhen der Köpfe 22 der Eingriffsstiele 18, gemessen von der Unterseite der lappigen Nase 40 des Kopfes 22 bis zur Spitze des Kopfes 22, liegen im Bereich von 0,005 bis 0,090 in. (0,013 bis 0,229 cm). Die bevorzugtesten Höhen der Köpfe 22 der Eingriffsstiele 18, gemessen von der Unterseite der lappigen Nase 40 des Kopfes 22 bis zur Spitze des Kopfes 22, liegen im Bereich von 0,010 bis 0,030 in. (0,025 bis 0,076 cm). Die Höhen der Eingriffsstiele 18 können innerhalb eines einzelnen mechanischen Befestigungselements 10 variieren.
Bevorzugte Durchmesser der Stiele 20 liegen im Bereich von 0,003 bis 0,070 in. (0,008 bis 0,178 cm). Bevorzugtere Durchmesser der Stiele 20 liegen im Bereich von 0,005 bis 0,025 in. (0,013 bis 0,064 cm). Die bevorzugtesten Durchmesser der Stiele 20 liegen im Bereich von 0,008 bis 0,016 in. (0,020 bis 0,041 cm). Die Stiele können zylindrisch oder verjüngend ausgebildet sein.
Bevorzugte Durchmesser der Köpfe 20 an ihrem äußersten Umfang liegen im Bereich von 0,005 bis 0,150 in. (0,013 bis 0,381 cm). Bevorzugtere Durchmesser der Köpfe 20 an ihrem äußersten Umfang liegen im Bereich von 0,010 bis 0,075 in. (0,025 bis 0,191 cm). Die bevorzugtesten Durchmesser der Köpfe 20 an ihrem äußersten Umfang liegen im Bereich von 0,018 bis 0,030 in. (0,046 bis 0,076 cm).
Die Anzahl der Eingriffsstiele 18 in einer gegebenen Fläche kann jede Anzahl sein, die auf der Grundlage des angestrebten Einsatzes und der Größe der Eingriffsstiele ausgewählt wird. Eine bevorzugte Dichte der Eingriffsstiele liegt im Bereich von 7 bis 22959 Stiele/Inch² (1 bis 3560 Stiele/cm²). Eine bevorzugtere Dichte der Eingriffsstiele liegt im Bereich von 198 bis 1768 Stiele/Inch² (31 bis 274 Stiele/cm²). Eine bevorzugteste Dichte der Eingriffsstiele liegt im Bereich von 285 bis 804 Stiele/Inch² (44 bis 125 Stiele/cm²).
Die Steifigkeit der Eingriffsstiele 18 steht in Bezug mit dem Durchmesser und der Höhe und dem Material des Stiels 20. Für Stieldurchmesser im Bereich von 0,012 bis 0,016 in. (0,030 bis 0,041 cm) und Stielhöhen im Bereich von 0,015-0,051 in. (0,038 bis 0,0130 cm) liegt der Biegesteifigkeitsmodul vorzugsweise im Bereich von 25.000 bis 2.000.000 psi (172.250 bis 13.780.000 kPa).
Für einen Stieldurchmesser von 0,014 in. (0,0356 cm) und einer Stielhöhe von 0,037 in. (0,094 cm) beträgt ein bevorzugterer Biegesteifigkeitsmodul ungefähr 200.000 psi (1.378.000 kPa).
Die Kopfdichte des Befestigungselements 10 ist gleich der ebenen Fläche, die durch die Köpfe 22 bedeckt wird, geteilt durch die Gesamtfläche des Trägers 12. Die Kopfdichte kann auf der Grundlage des angestrebten Einsatzes ausgewählt werden. Vorzugsweise wird die Kopfdichte so ausgewählt, dass der Eingriff zwischen einem Paar Befestigungselementen 10 möglich ist, jedoch auch eine ausreichende Dichte vorhanden ist, dass ein starker Eingriff erzielt wird. Die Kopfdichte für das Befestigungselement 10 liegt vorzugsweise im Bereich von 14% bis 45%. Bevorzugter ist die Kopfdichte im Bereich 20 % bis 40 %. Am bevorzugtesten ist die Kopfdichte im Bereich 30 % bis 35 %.
Die Eingriffsstiele 18 können über den gesamten Träger 12 oder bloß über einen Abschnitt des Trägers 12 in jedem gewünschten Muster oder in jeder gewünschten Anordnung angeordnet sein. Eine bevorzugte Anordnung der Eingriffsstiele 18 ist in der ebenfalls schwebenden Anmeldung "Mechanical Fastener", US-Patentanmeldung Seriennummer 09/290,750, Attorney Docket Nr. 54700USA6A, welche zum hierzu gleichen Datum eingereicht wurde, offenbart.
8–10 stellen ein alternatives Befestigungselement 80 und ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung desselben dar. Das mechanische Befestigungselement 80 ist ähnlich dem mechanischen Befestigungselement 10, oben erklärt, außer dass das Befestigungselement 80 eine Mehrzahl von Rippen 90 an Stelle einer Mehrzahl der Stiele 20 umfasst. 8 stellt einen Träger 82 dar, welcher eine Mehrzahl von Rippen 90 aufweist, welche wie in der US-Patentschrift Nr. 4,875,259 "Intermeshable Article", (Appeldorn), beschrieben, hergestellt werden kann. Der Träger 82 umfasst eine erste Hauptfläche 84 und eine zweite Hauptfläche 86 gegenüber der ersten Hauptfläche 84. Der Träger 82 und die Rippen 90 umfassen vorzugsweise ein polymeres Material. Bevorzugter umfassen der Träger 82 und die Rippen 90 ein thermoplastisches Material.
Ähnlich der Vorrichtung, schematisch in 1 dargestellt, werden der Träger 82 und die Rippen 90 durch einen Walzspalt, welcher durch zwei Kalanderwalzen ausgebildet wird, durchgeführt. Gerade vor dem Eintreten in den Walzspalt wird eine Lage erwärmten Materials 102 auf die Spitzen der Rippen 90 extrudiert, um die Spitzen der Rippen 90 weich zu machen. Nach dem Zusammendrücken durch den Walzenspalt werden die erweichten Spitzen der Rippen 90 in konvexe Kämme 92 verformt, wie in 9 dargestellt. Ähnlich der ersten und zweiten Abschnitte 34, 36 der Köpfe 22 der Eingriffsstiele, wie oben besprochen, umfassen die konvexen Kämme 92 auch einen ersten Abschnitt 96 und einen zweiten Abschnitt 98. Der erste Abschnitt 96 des konvexen Kamms 92 steht in Kontakt mit der Lage erwärmten Materials 102. Der zweite Abschnitt 98 des konvexen Kamms 92 steht nicht in Kontakt mit der Lage erwärmten Materials 102.
Wie in 10 dargestellt, nachdem die Lage Material 102 abgezogen ist, weist jeder der konvexen Kämme 92 eine Begrenzungslinie 94 auf. Bevorzugter ist, wenn jeder der konvexen Kämme 92 zwei Begrenzungslinien 94 entlang der Länge jedes konvexen Kammes 92 aufweist.
Die Begrenzungslinien 94 sind die Grenzen zwischen dem ersten Abschnitt 96 und dem zweiten Abschnitt 98 des konvexen Kammes 92. Vorzugsweise sind die zwei Begrenzungslinien 94 auf dem konvexen Kamm 92 einander gegenüber liegend am breitesten Abschnitt des konvexen Kammes 92 angeordnet. Die Begrenzungslinien 94 sind allgemein parallel zueinander angeordnet. Vorzugsweise liegen die Begrenzungslinien 94 allgemein parallel zur ersten Hauptfläche 84 des Trägers 82.
Die Eingriffsrippen 88 können in jeder gewünschten Höhe, in jedem gewünschten Querschnitt oder in jeder gewünschten Kopfform vorliegen. Ein bevorzugter Typ von Eingriffsrippe ist die Eingriffsrippe 88, dargestellt in 10, welche einen konvexen Kamm 92 und eine Rippe 90 mit einem pilzförmigen Querschnitt umfasst.
Bevorzugte Höhen der Eingriffsrippen 90, gemessen von der ersten Hauptfläche 84 des Trägers 82 bis zur Spitze des Kammes 92, liegen im Bereich von 0,004 bis 0,715 in. (0,010 bis 1,816 cm). Bevorzugte Breiten der Kämme 92 an ihrem äußersten Umfang liegen im Bereich von 0,005 bis 0,150 in. (0,013 bis 0,381 cm).
Wie in 1 dargestellt, fördern die Abwickelwalze 50, die Loswalze 52 und die Loswalze 54 einen Träger 12, welcher eine Mehrzahl von Stielen 20 umfasst, zu einem Walzspalt, welcher zwischen einer ersten Walze 56 und einer zweiten Walze 58 ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft das Verfahren des Extrudierens der Lage Material, um die konvexen Köpfe zu bilden. Das Verfahren des Herstellens des Trägers 12 mit den Stielen 20 ist nicht entscheidend. Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung des Trägers 12 und der Mehrzahl der Stiele 20 ist in der PCT-Veröffentlichung WO 98/57564 (Kampfer) veröffentlicht am 23. Dezember 1998, offenbart. Diese Veröffentlichung offenbart allgemein ein Verfahren des Ausbildens der Stiele auf einem Träger unter Verwendung eines im Voraus gewählten thermoplastischen Kunstharzes. Das Kunstharz wird durch herkömmliche Mittel in einen Extruder zugeführt, welcher das Kunstharz schmilzt und das erwärmte Kunstharz zu einer Düse bewegt. Die Düse extrudiert das Kunstharz als ein breites Band Material auf eine Formoberfläche wie einen Zylinder, welcher eine Gruppierung von Formausnehmungen in der Form länglicher Löcher aufweist. Die länglichen Löcher können so angeordnet sein, um die Anordnung der Stiele in der vorliegenden Erfindung aufzuweisen, zum Beispiel durch Aufbohren des Zylinders. Vorzugsweise sind die länglichen Löcher kegelig zulaufend, um die Abnahme des verfestigten Kunstharzes aus den Formausnehmungen zu ermöglichen. Diese Löcher oder Formausnehmungen liegen vorzugsweise in der Form von geraden (d.i. nur eine Achse in der Längsrichtung) Ausnehmungen vor. Die Formausnehmungen können mit einem Vakuumsystem verbunden sein, um den Kunstharzfluss in die Formausnehmungen zu bewirken. Dies könnte eine Streichklinge oder ein Streichmesser erfordern, um das überschüssige extrudierte Material über die Innenseite des Formzylinders zu entfernen. Die Formausnehmungen enden vorzugsweise in der Gießformoberfläche, welche ein offenes Ende zum Eintritt des flüssigen Kunstharzes und ein geschlossenes Ende aufweist. In diesem Fall könnte ein Vakuum eingesetzt werden, um die Formausnehmungen vor dem Eintreten der Düse zu evakuieren. Die Gießformoberfläche passt vorzugsweise mit jener der Düse dort genau, wo sie miteinander in Kontakt stehen, zusammen, um überschüssiges Kunstharz daran zu hindern, z.B. an den Düsenseitenkanten nach außen extrudiert zu werden.
Die Gießformoberfläche und die Ausnehmungen können Luft oder Wasser oder Ähnliches gekühlt sein vor dem Abziehen der einstückig ausgebildeten Trägerschicht und den aufrecht stehenden Stielen von der Gießformoberfläche durch eine Abziehwalze. Dies Alles stellt einen Träger bereit, welcher einstückig ausgebildete Stiele aus thermoplastischem Material aufweist. Andere geeignete Verfahren sind in der US-Patentschrift Nr. 5,077,870, "Mushroom-Type Hook Strip for a Mechanical Fastener", (Melbye et al.) und der PCT-Anmeldung Nr. WO 94/23610, "Mushroom-Type Hook Strip for a Mechanical Fastener", (Miller et al.), veröffentlicht am 27. Oktober 1994 offenbart. Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung des Trägers 82 und der Rippen 90 ist in der US-Patentschrift Nr. 4,875,259 (Appeldorn) offenbart.
Das mechanische Befestigungselement 10, 80 der vorliegenden Erfindung kann in langen breiten Bahnen hergestellt werden, die auf Rollen zur einfachen Lagerung und ebensolchem Transport aufgewickelt werden können.
Das mechanische Befestigungselementmaterial in solchen Rollen kann wahlweise eine Lage mit Druck empfindlichem Kleber auf der Oberfläche des Trägers gegenüber den Eingriffsstielen aufweisen. Stücke gewünschter Größe des mechanischen Befestigungselements können von der Rolle des Befestigungselementmaterials abgeschnitten werden und klebend oder auf andere Art an Artikeln befestigt werden, um das lösbare Anbringen eines Artikels an einem zweiten Artikel oder Träger zu ermöglichen.
Die mechanischen Befestigungselemente 10, 80 der vor liegenden Erfindung können miteinander selbst in Eingriff gelangen, mit den Eingriffsstielen eines anderen mechanischen Befestigungselements oder mit einer Schlingenstruktur. Das Befestigungselement der Erfindung kann verwendet werden, wo immer Haken-und-Schlingen-Befestigungselemente oder mit Kopf versehene Befestigungselemente zur Zeit verwendet werden, wie für Verwendungen in automobilen, elektronischen, maritimen Bereichen, in Transportangelegenheiten, Verkaufspräsentationen und automobilen Folgemärkten. Zum Beispiel ist das mechanische Befestigungselement der Erfindung geeignet für die Anbringung einer Schleifscheibe auf einem Rückenkissen, für Abdeckplatten, für automotiven Zierrat, Sitzüberwürfe, Kopfleisten, Computermonitorabdeckungen, Teppiche, Wanddekorationen, Bilder, Schilder und Schaustellungen; für Verschlüsse wie bei Umschlägen, Paketen, Schachteln und Taschen; und Zusammenbauten wie Mobiltelefonen, Computerdrucker, Büromöbel, Bürotafeln, Spielzeugen und Bilderrahmen.
Vorzugsweise sind der Träger 12 und die Eingriffsstiele 18 des mechanischen Befestigungselements 10 einstückig gegossen. Vorzugsweise sind der Träger 82 und die Eingriffsrippen 88 des mechanischen Befestigungselements 80 einstückig gegossen. Die Träger 12, 82 und die Eingriffsstiele und Eingriffsrippen 18, 88 können aus jedem thermoplastischen Kunstharz hergestellt sein.
Thermoplastische Kunstharze umfassen Polyester wie Poly(ethylen terephthalat), Polyamide wie Nylon; Poly(styren-acrylonitril); Poly(acrylonitril-butadienstyren); Polyolefine wie Polypropylen und Polyethylen; Polyurethane; und Weichmacher haltige Polyvinylchloride. Die thermoplastischen Kunstharze können auch Mischungen umfassen, darunter Polyproplyen- und Polyethylen-Mischungen. Copolymere der vorangehenden Kunstharze können ebenfalls eingesetzt werden. Ein bevorzugtes thermoplastisches Kunstharz ist ein Propylenpolymerkunstharz, wie jene die unter dem Handelsnamen Phillips HGZ-180 und Phillips HGX-030-01 von Phillips Sumika Polypropylene Company, Houston, TX, erhältlich sind.
Die Träger 12, 82 und die Eingriffsstiele und Eingriffsrippen 18, 88 können auch ein oder mehrere Zusatzstoffe umfassen, darunter, aber nicht darauf beschränkt, Pulver wie verdampftes(r) Silika, Talk oder Ton; magnetische, elektrisch leitende, thermisch leitende, elektrisch und thermisch leitende oder nicht leitende Partikel, Fasern; Glas- oder polymere hohle Mikrokugeln; Glas- oder polymere volle Mikrokugeln, ausdehnbare polymere Mikrokugeln, antistatische Mittel, Schmierstoffe, Benetzungsmittel, Fließregelungsmittel, klebend machende Kunstharze, Tenside, Pigmente, Farbstoffe, Färbemittel, Haftvermittler, Weichmacher und Oxidationsinhibitoren.
Jedes thermoplastische Kunstharz kann verwendet werden, um die Lage Material 24 herzustellen. Nützliche thermoplastische Kunstharze umfassen Polyolefine wie Polypropylen und Polyethylen; Polyester wie Poly (ethylen terephthalat), Polyamide wie Nylon; Poly(styren-acrylonitril); Poly(acrylonitril-butadien-styren); Polyurethane, und Weichmacher haltige Polyvinylchloride. Das thermoplastische Kunstharz kann auch Mischungen umfassen, darunter Polyproplyen- und Polyethylen-Mischungen.
Copolymere der vorangehenden Kunstharze können ebenfalls eingesetzt werden. Ein bevorzugtes thermoplastisches Kunstharz ist ein Polyethylenpolymerkunstharz, wie jene die unter dem Handelsnamen Rexene 1058 von Huntsman Corp., Houston, TX, und Lyondell M6020 von Lyondell Polymers, Houston, TX, erhältlich sind.
Die physikalischen Eigenschaften der Kunstharze wie Schmelzindex und Viskosität können durch Hinzufügen von klebend machenden Kunstharzen, Pulvern wie verdampftes(r) Silika, Talk oder Ton; Partikeln; Fasern; Glas- oder polymere hohle Mikrokugeln, Glas- oder polymere volle Mikrokugeln, Schmierstoffen, Benetzungsmitteln, Fließregelungsmitteln, Tensiden, Pigmenten, Farbstoffen, Färbemitteln, Haftvermittlern, Weichmachern und Oxidationsinhibitoren modifiziert werden.
Die Ausübung der vorliegenden Erfindung wird weiter mit Bezugnahme auf die folgenden genauen Beispiele beschrieben. Diese Beispiel werden angeboten, um die verschiedenen besonderen und bevorzugten Ausführungsformen und Techniken darzustellen. Es versteht sich jedoch von selbst, dass viele Variationen und Modifikationen gemacht werden könnten, während man im Umfang der vorliegenden Erfindung bleibt.
Beispiel 1
Ein Träger, welcher eine Mehrzahl von aufrecht stehenden thermoplastischen Stielen umfasst, wurde aus einem Propylenpolymerkunstharz (im Handel von Phillips Sumika Polypropylene Company, Houston, TX, unter dem Handelsnamen Phillips HGZ-180 erhältlich) hergestellt.
Die Stieldichte betrug 705 Stiele/Quadratinch (ungefähr 109 Stiele/Quadratzentimeter). Die durchschnittliche Höhe der Stiele betrug ungefähr 62,5 mils (1,59 mm) und der Durchmesser der Stiele betrug ungefähr 14 mils (0,356 mm). Die Gesamthöhe der Stiele und des Trägers betrug 67 bis 72 mils (1,70 mm bis 1,83 mm).
Der Träger und die Stiele wurden durch einen Walzspalt, der durch zwei Kalanderwalzen ausgebildet war, geführt.
Die Temperatur der ersten Kalanderwalze, welche in Kontakt mit dem Substrat stand, (ähnlich der Walze 56 aus 1) wurde auf 203 °F (95 °C) eingestellt. Die Temperatur der zweiten Kalanderwalze (ähnlich der Walze 58 aus 1) wurde auf 159 °F (70,5 °C) eingestellt.
Der Kolbendruck, welcher die Kalanderwalzen zusammen hält, war ausreichend, um die Schmelzzone (ungefähr 100 lbs. (45,5 kg)) zusammen zu drücken. Der Walzspalt wurde mit 65 mils (1,65 mm) festgelegt. Die Bandgeschwindigkeit betrug 3 Feet/Minute (0,914 Meter/Minute). Gerade vor dem Eintritt des Trägers in den Walzspalt wurden 0,009 bis 0,010 in. (0,229 mm bis 0,254 mm) einer geschmolzenen Lage von weichem Polyethylenpolymerharz (LDPE, Schmelzindex (MFI) 5,5, im Handel von Huntsman Corp., Houston, TX, unter dem Handelsnamen Rexene 1058 erhältlich) auf die Spitzen der Stiele aus einem Extruder (der ähnlich dem Extruder 64 aus 1 positioniert war) bei 500 °F (260 °C) extrudiert. Die Spitzen der Stiele wurden weich und ergaben die Ausbildung glatter, pilzförmiger Köpfe. Ein Zwischenartikel (ähnlich dem Zwischenartikel 48 aus 2) wurde auf eine Wickelwalze aufgewickelt. Die extrudierte Lage Material wurde später abgezogen, um das mechanische Befestigungselement frei zu legen.
Die Kopfabmessungen wurden in der Maschinrichtung und in der Bahnquerrichtung an drei Stellen auf der Bahn gemessen. Die durchschnittliche Kopfabmessung betrug 0,01995 in. (0,507 mm) in der Maschinrichtung und 0,02111 in. (0,536 mm) in der Querrichtung.
Beispiel 2
Ein Träger, welcher eine Mehrzahl von aufrecht stehenden thermoplastischen Stielen umfasst, wurde aus einem Propylenpolymerkunstharz (im Handel von Phillips Sumika Polypropylene Company, Houston, TX, unter dem Handelsnamen Phillips HGX-030-01, MFI 3,5, erhältlich) hergestellt. Die durchschnittliche Höhe der Stiele betrug ungefähr 0,0695 in. (1,77 mm). Der Durchmesser der Stiele betrug ungefähr 0,014 in. (0,356 mm), die Gesamthöhe der Stiele und des Trägers betrug 0,072 in. (1,83 mm). Die Temperatur der ersten Stahlkalanderwalze (erste Walze 56 aus 1) wurde auf 179 °F (81,5 °C) eingestellt. Die Temperatur der zweiten Stahlkalanderwalze (zweite Walze 58 aus 1) wurde auf 185 °F (85 °C) eingestellt. Der Walzspalt wurde mit 0,062 in.
(1,57 mm) festgelegt und die Bandgeschwindigkeit betrug 4 Feet/Minute (1,22 Meter/Minute). Gerade vor dem Eintritt des Trägers in den Walzspalt wurden 0,009 bis 0,010 in. (0,229 mm bis 0,254 mm) einer geschmolzenen Lage von weichem Polyethylenpolymerharz (LDPE, Schmelzindex (MFI) 5,5, im Handel von Huntsman Corp., Houston, TX, unter dem Handelsnamen Rexene 1058 erhältlich) auf die Spitzen der Stiele aus einem Extruder (der ähnlich dem Extruder 64 aus 1 positioniert war) bei 500 °F (260 °C) extrudiert. Die Spitzen der Stiele wurden weich und ergaben die Ausbildung glatter, pilzförmiger Köpfe.
Ein Zwischenartikel (ähnlich dem Zwischenartikel 48 aus 2) wurde auf eine Wickelwalze aufgewickelt. Die extrudierte Lage Material wurde später abgezogen, um das mechanische Befestigungselement frei zu legen.
Die Kopfabmessungen wurden in der Maschinrichtung und in der Bahnquerrichtung an drei Stellen auf der Bahn gemessen. Die durchschnittliche Kopfabmessung betrug 0,0204 in. (0,158 mm) in der Maschinrichtung und 0,0209 in. (0,531 mm) in der Querrichtung.
Beispiel 3
Ein Träger, welcher eine Mehrzahl von aufrecht stehenden thermoplastischen Stielen umfasst, wurde wie in Beispiel 2 hergestellt, außer dass die folgenden Abmessungen unterschiedlich waren. Die durchschnittliche Höhe der Stiele betrug ungefähr 0,0625 in. (1,59 mm).
Der Durchmesser der Stiele betrug ungefähr 0,014 in. (0,356 mm). Die Gesamthöhe der Stiele und des Trägers betrug 0,0625 in. (1,59 mm). Ungefähr 0,009 bis 0,010 in. (0,229 mm bis 0,254 mm) einer geschmolzenen Lage von einem Polyethylenpolymerharz hoher Dichte (HDPE, MFI 2,0, im Handel von Lyondell Polymers, Houston, TX, erhältlich unter dem Handelsnamen Lyondell M6020) wurden auf die Spitzen der Stiele extrudiert. Die Temperatur der ersten Aluminiumkalanderwalze (erste Walze 56 aus 1) wurde auf 208 °F (98 °C) eingestellt. Die Temperatur der zweiten Aluminiumkalanderwalze (zweite Walze 58 aus 1) wurde auf 153 °F (67 °C) eingestellt. Der Walzspalt wurde mit 0,058 in. (1,47 mm) festgelegt und die Bandgeschwindigkeit betrug 10 Feet/Minute (3,05 Meter/Minute).
Die Kopfabmessungen wurden in der Maschinrichtung und in der Bahnquerrichtung an drei Stellen auf der Bahn gemessen. Die durchschnittliche Kopfabmessung betrug 0,0217 in. (0,551 mm) in der Maschinrichtung und 0,0222 in. (0,564 mm) in der Querrichtung.
Die Topographie der Köpfe, die oben hergestellt wurden, wurde unter Verwendung von zwei Proben von Eingriffsstielen geprüft. Proben für die Rauheitsmessungen wurden vom ersten Abschnitt 34 des Kopfes, welcher in Kontakt mit der Lage Material 24 stand, und vom zweiten Abschnitt 36 des Kopfes, welcher nicht in Kontakt mit der Lage Material stand, (wie in 3–4 dargestellt) genommen. Mikroskop-Prüfungen wurden an zwei Proben durch einen Leica TCS 4D Konfokal-Scanner, welcher auf einem Leica DM RXE Mikroskop angebracht war, ausgerüstet mit der dazu gehörigen Software, durchgeführt (im Handel von Leica Microsystems Inc. mit Standort Allendale, NJ, erhältlich).
Die Proben wurden auf einen Objektträger mit doppelseitigem Klebeband aufgebracht. Für jede Probe wurde eine Serie von Konfokal-Hellfeld (CRB)(x, y) 100x/0,95 Objektivbildern erzielt, während die Probe durch den Fokus bewegt wurde. Ein topografisches Bild wurde aus der Bildserie unter Einsatz des modifizierten Schwer punktsalgorithmus erzeugt. Die topografischen Bilder wurden dann unter Einsatz des Makros zum "Parabolisch-Einebnen" flach gemacht. Die Oberflächenrauheitsdaten wurden aus den flach gemachten Bildern unter Einsatz des "Rauheits"-Makros erzeugt. Die Oberflächendaten wurden von den ersten und zweiten Abschnitten der Köpfe ermittelt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 unten gezeigt.
Tabelle 1: Oberflächenrauheitsdaten
Wie oben besprochen, ist der erste Abschnitt des Kopfes, welcher in Kontakt mit der Lage Material stand, glatter als der zweite Abschnitt des Kopfes, welcher nicht in Kontakt mit der Lage Material stand.
Die Prüfungen und die Prüfergebnisse, die oben beschrieben sind, zielen darauf ab, eher veranschaulichend denn vorschreibend zu sein, und Veränderungen in der Prüfanordnung lassen unterschiedliche Ergebnisse erwarten.
Die vorliegende Erfindung wurde nun mit Bezugnahme auf mehrere Ausführungsformen derselben beschrieben. Die vorangehende genaue Beschreibung und die Beispiele wurden bloß zum Zwecke der Klarheit des Verständnisses vorgelegt.

Claims

Mechanisches Befestigungselement, aufweisend: a) einen Träger mit einer ersten Hauptfläche, und b) mehrere Eingriffsstiele, die sich von der ersten Hauptfläche des Trägers erstrecken, wobei jeder der Eingriffsstiele einen konvex ausgebildeten Kopf aufweist, wobei jeder der konvex ausgebildeten Köpfe einen ersten Abschnitt (34) an der Oberseite des Kopfes und einen zweiten Abschnitt (36) an der Unterseite des Kopfes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (34) des Kopfes glatter ist als der zweite Abschnitt (36) des Kopfes.
Mechanisches Befestigungselement nach Anspruch 1, wobei jeder der Köpfe eine Begrenzungslinie aufweist und wobei die Begrenzungslinie die Grenze zwischen dem ersten Abschnitt des Kopfes und dem zweiten Abschnitt des Kopfes bildet.
Mechanisches Befestigungselement nach Anspruch 1, wobei die Begrenzungslinien allgemein parallel zueinander sind.
Mechanisches Befestigungselement nach Anspruch 1, wobei jeder der Köpfe einen äußersten Umfang aufweist und wobei die Begrenzungslinie an dem äußersten Umfang angeordnet ist.
Mechanisches Befestigungselement nach Anspruch 1, wobei die mehreren Eingriffsstiele polymeres Material aufweisen.
Mechanisches Befestigungselement nach Anspruch 1, wobei der Träger und die mehreren Eingriffsstiele einstückig ausgebildet sind.