JP2002538019A - 構造面を含む物品用工具類 - Google Patents
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Abstract
Description
以上の構造面を含む物品を製造する工具類と、その工具類の製造方法と、その工
具類を用いて1つ以上の構造面を含む物品を製造する方法とを提供する。
さまざまな使用方法がある。このような物品を、例えば拡大した表面積、機械的
ファスナとなるように使用される凹凸構造(structure)、光学性能な
どを呈するフィルムとして提供することができる。こうしたフィルムを機械的フ
ァスナとして使用するために製造する場合、構造面上に見られる突出部は通常フ
ックと呼ばれる。このフックを曲線形状に形成しても、あるいは実質的に直立し
たステムとして形成し、これを変形してキノコ形状のヘッドなどを具備させても
よい。
2つの物品の1つずつに固定した後、2本のストリップを相互係合させることに
より、その2つの物品を互いに固定するように設計されていることが多い。この
ような機械的ファスナは、米国特許第3,192,589号(Pearson)
に示されており、この特許では、相互係合時にそのヘッド付スタッドに雄および
雌の両方の特性があることから、このファスナを「両性」と呼んでいる。Pea
rson式ファスナは、基部を、ヘッドのないスタッドをそこから一体として突
出させながら成形し、そのスタッドの先端部を熱で軟化させることにより製造す
ることができる。
型面に形成された複数のキャビティ内に押し込むことにより機械的ファスナのフ
ックストリップ部分を製造する1つの方法が開示されている。移動式型面により
形成されたステムにキャップ付けして所望のファスナを形成する。型面へのキャ
ビティの形成はドリル加工により行う。そのため、キャビティの形状は円柱状と
なり、深さ、直径およびキャビティとキャビティとの間の空間における精度はあ
る程度得られるが、この精度を得ることはやや難しく、費用もかさむ。さらに、
型面が破損した場合には通常、型全体を処分しなければならなくなる。
る機械加工を施して製造した成形工具が開示されている。その後、溶融材料を移
動式型面に形成された複数のキャビティ内に押し込み、ステムを形成する。この
ステムにキャップを付けて所望のファスナを形成する。キャビティはレーザアブ
レーションにより形成されるため、キャビティの形状は、キャビティの形成に使
用したレーザビーム内のエネルギ分布に基づいている。さらに、型の製造に用い
る材料、レーザビームの出力、ビーム内のエネルギ分布、ビームの焦点などがさ
まざまであるため、キャビティの深さを正確に制御できるようにすることは難し
い。
O97/46129号(Lacey他)には、フックアンドループ型機械的ファ
スナ用フックストリップを製造するために用いる工具類が開示されている。この
工具類は、水冷ジャケットを備えた中空ドラムにより形成される。複数の成形デ
ィスクあるいは成形ディスクとスペーサ板とを交互にした一連のものをドラムの
長手方向に一緒に積層してロール面に所望の型キャビティを形成する。こうした
設計の欠点として、型キャビティの深さ、長さおよび間隔を同一にするために適
切な精度を備えた成形ディスクの製造にコストがかかることが挙げられる。製造
が難しいことからディスクに寸法に制約が設けられ、これがこの工具類を用いた
処理のライン速度を制限する結果となる可能性がある。この設計の欠点として他
に、型キャビティの不均一な冷却、積み重ねられた板により製造された製品の不
均等性などが挙げられる。
品を製造する方法とを提供する。この工具ロールには、適した粘性あるいは成形
性を備えた材料と併せて使用すると、物品に構造面を形成できる外面が具備され
ている。この工具類をロール形態で製造するため、有利なことに、この工具類は
連続した製造加工処理で使用可能である。別の方法として、本発明による工具ロ
ールを用いて別個の物品を処理してもよい。
意味する。例えば、構造面が、機械的ファスナに関連して使用されるステムなど
、そこから延出した突起部を具備する場合もある。その他の構造面の例として、
連続状の溝あるいは隆起部、細長い構造体などが挙げられるがこれらに限定する
ものではない。
連続ワイヤを螺旋状パターンで巻きつけたものである。ワイヤと用いることによ
り、本質的に、工具ロール上に、その工具ロールを用いて加工する物品上に形成
するはずの構造面に対して雌型である構造面を形成する。一実施形態において、
ベースロール周囲に巻くワイヤの少なくとも1本に複数の空所を形成して設ける
ことができる。この空所が、ワイヤをベースロール周囲に螺旋コイル状に巻くと
、工具ロールの外面が含む複数の型キャビティとなる。別の方法として、1本あ
るいは複数本のワイヤを螺旋パターンで使用して、螺旋状の1本あるいは複数本
の溝などの連続した螺旋状構造面を形成してもよい。
にはベースロールのワイヤ巻線を交換できることが挙げられるが、これらに限定
するものではない。この工具ロールは、積層板などを用いて工具ロールを製造す
る、あるいは成形面を直接ドリル加工する費用に比較すると比較的安価である可
能性もある。
の厚さを変えることにより、ロールの幅方向における型キャビティと型キャビテ
ィとの間の間隔を調節できることである。外周を取巻く型キャビティの間隔も、
ベースロール周囲に巻付ける1本あるいは複数本のワイヤが含む空所と空所との
間の間隔を調節することにより他とは無関係に調節することができる。さらなる
利点は、1本あるいは複数本のワイヤのプロファイルあるいは断面形状とワイヤ
に形成する空所の単数あるいは複数の形状とを調節することにより、型キャビテ
ィの単数あるいは複数の形状を多様に変化させることも可能となることである。
囲に巻付ける1本あるいは複数本のワイヤの熱量が比較的小さいことである。こ
のため、型キャビティに対する熱の調節を改良することができ、その結果、この
工具ロールを用いて製造する製品の均一性を向上させることができる。
表面に設けられた、成形加工時に成形性材料を流入させることのできるあらゆる
不連続形状をいう。本発明の実施形態によっては、工具ロールに、以下に規定す
るような高いアスペクト比の型キャビティを具備することができるが、型キャビ
ティのアスペクト比を高くする必要はないことを理解されたい。
る。複数の第1空所を形成して含む第1のワイヤを、そのベースロール周囲に螺
旋コイル状に巻きつける。この第1のワイヤが含む複数の第1空所が複数の第1
キャビティを形成し、この複数の第1キャビティのそれぞれが、工具ロールの外
面における開口部を含む。
て含む第1のワイヤとを含む工具ロールを用いて物品に構造面を形成する方法を
提供する。第1のワイヤは、ベースロール周囲に螺旋コイル状に巻付けられてお
り、第1のワイヤが含む複数の第1空所が複数の第1キャビティを形成している
。複数の第1キャビティのそれぞれが、工具ロールの外面における開口部を形成
する。成形性材料を工具ロールの外面に接触させると、その成形性材料が第1キ
ャビティの少なくとも数個を少なくとも部分的に充填するため、この工具ロール
の外面により構造面が形成される。こうして形成した構造面を工具ロールの外面
から剥離すると、構造面には、複数の第1キャビティに対応する複数の突起部が
具備された状態となる。
に螺旋コイル状に巻付けられた第1および第2のワイヤとを含む工具ロールを用
いて物品に構造面を形成する方法を提供する。第1および第2のワイヤの螺旋コ
イルはロールの幅全体にわたり交互に配置されている。ベースロールからの第1
のワイヤの高さを、ベースロールの表面からの第2のワイヤの高さより低くして
、工具ロールの外面に螺旋状の溝を形成する。成形性材料を工具ロールの外面に
接触させて、第1および第2のワイヤが形成している螺旋溝の少なくとも一部を
その成形性材料により少なくとも部分的に充填させることにより、その工具ロー
ルの外面を用いて物品に構造面を形成する。こうして構造面を形成した後、これ
を工具ロールから剥離すると、そこに一連の隆起部が形成された状態となる。
て以下に説明する。
品を製造する方法とを提供する。この工具ロールには、適した粘性あるいは成形
性を備えた材料と併せて使用すると、物品に構造面を形成できる外面が具備され
ている。この工具類をロール形態で製造するため、有利なことに、この工具類は
フィルムやシートなどを形成する連続した製造加工で使用可能である。別の方法
として、本発明による工具ロールを用いて別個の物品を加工してもよい。
きるため、適した粘性あるいは成形性を備えた材料と併せて使用すると、フィル
ムの少なくとも1表面に突起部あるいは構造体を形成することができる。別の方
法として、このロールを2つ組み合わせて使用することにより、両方の主面に突
起部あるいは構造体を具備したフィルムを形成することができる。
工具ロール10は、その外面に向けて開口した複数の型キャビティ30を含む。
図2は、図1の工具ロール10の表面に対する拡大部分切取図を図示している。
工具ロール10に円柱状ベースロール12を具備して、その周囲に1本以上のワ
イヤを螺旋コイル状に巻き付けることにより、複数の型キャビティ30を形成し
て含む表面を製造できるようにすると好ましい。
限定するものではないが留め具、溶接、接着剤などの適したメカニズムにより一
定箇所に固定することができる。この手法は、カーディングロールなどの製造に
周知である。例えば米国特許第4,272,865号(Schmolke)を参
照されたい。
適用途の1つは、高アスペクト形状を含む構造面の製造である。図1Aを参照す
ると、工具ロール10を用いて形成した1例である物品70が図示されている。
この物品には、複数の突起部72を形成して有する構造面が具備されている。こ
の例示的突起部には、物品70の表面74から突出している高さh´と、表面7
4の平面に略平行な平面Iで測定される最小幅w´とがある。表面74がいくら
か湾曲している場合、平面Iを、突起部72の領域における表面74に対して接
線の方向に方向付けると好ましい。
アスペクト比形状を含む構造面の製造に特に有利となり得る。「高アスペクト比
」とは、突起部における高さの最小幅に対する比率(h´:w´)が、例えば少
なくとも約0.5:1以上であることをいい、これが約1:1以上であればより
好ましく、少なくとも約2:1であればさらにより好ましい。上述にて規定した
高アスペクト比に加え、あるいはこれに代わり、物品の主面から突出した突起部
あるいは構造体の高さh´が、例えば約0.1ミリメートル以上であると好まし
い可能性があり、これが約0.2ミリメートル以上であればより好ましく、約0
.4ミリメートル以上であればさらにより好ましい。
を用いて機械的ファスナ(キノコ型あるいはフック型機械的ファスナ)を製造す
ることができる。物品70を機械的ファスナとして使用する場合、突起部72を
一般にステムと呼ぶが、この用語は、本発明を用いて製造した物品の使用範囲を
制限することを目的として使用するものではない。
ファスナとして使用可能であるが、この物品には他にもさまざまな使用法を見つ
けられる可能性があり、本発明による工具ロールとその工具ロールを用いて構造
面を備えた物品を製造する方法とは機械的ファスナの分野に限定されるものであ
ってはならない。例えば、本発明による物品の構造面に突起部を設けると、フィ
ルムの表面積が拡大することなどにより、接着剤あるいは他のコーティング/材
料の固定に有利となる可能性がある。この工具ロールにより形成した構造面もま
た、装飾用に、フローチャネル、抵抗抑制構造、接着剤支持体などとして有用と
なる可能性がある。
10表面に垂直な基準線に対してねじれ角αで方向付けると好ましい。ワイヤを
螺旋構造に巻付けると、ワイヤは、ロール10の表面を一方の端部から反対側の
端部に向けて横断しながら前進する。ねじれ角αは、例えば約5度以下にするな
ど比較的小さいと好ましいが、これより大きなねじれ角でもよい。ねじれ角が小
さいほど、通常、工具ロール10の長手方向軸11方向における型キャビティと
キャビティとの間の間隔は小さくなる。
を含む連続ワイヤ20とスペーサワイヤ40とをその周囲に巻いて製造する。巻
き終わった時点で、空所26を備えるワイヤ20とスペーサワイヤ40との交互
の螺旋コイルが工具ロール10の表面上に配置される。ワイヤ20の内縁部22
とスペーサワイヤ40の内縁部44とがベースロール12の周囲に巻き付けられ
、ワイヤ20および40の外縁部22および42はそれぞれ、ベースロール12
に対向して外向きとなる。ワイヤ20および40の双方の断面を矩形にして、ロ
ール10を横切って螺旋コイルを平行に前進させられるようにすると好ましい。
、図2からわかるように、対向する側壁27および28と底部29とを備える。
各空所26を同じ寸法にして、ワイヤ20の長手方向に等間隔をあけて配置する
ことにより、得られる型キャビティ30の間隔を均等にすると好ましいが、必ず
しもそうしなくともよい。ワイヤ20の外縁部22をスペーサワイヤ40の外縁
部42と同じ高さにして、仕上る工具ロール10の型キャビティ30と型キャビ
ティ30との間の領域を実質的に平滑にする、すなわちワイヤ20とワイヤ40
との間に著しい断続面を設けないようにするとさらに好ましい。
ベースロール12の表面から異なる高さに設定しもよい。ワイヤ20および40
の高さを違えることにより、製造する物品の表面に一定の構造を設けることがで
きる。その構造を細長い隆起部の形態にして、型キャビティおよび/または物品
自体がさらに高く形成する突起部などの補強とすることができる。
所を形成して含むワイヤ20を、略矩形断面のワイヤあるいはストリップを用い
て製造すると好ましい。空所26を、ワイヤ20の肉厚部分を貫通する方向に設
け、各キャビティに、ワイヤ20の長手方向に沿って位置合わせした2つの側部
27および28と底部29とを具備させると好ましい。ワイヤ20は空所26を
設けながら製造しても、実質的に均一なプロファイルのワイヤをまず製造してか
ら、適した1つあるいは複数の手法によりこれを加工して空所26を設けてもよ
い。この適した1つあるいは複数の手法の例として、穿孔、打抜き、従来の機械
加工、レーザ加工、放電加工、ウォータージェット加工、エッチングなどが挙げ
られるがこれらに限定するものではない。ワイヤを穿孔して所望の形状にするこ
とはカーディングロール業界などでは周知である。例えば米国特許第4,537
,096号(Hollingsworth)を参照されたい。ワイヤ20は適し
た材料であれば1種類、複数種類を問わずいずれを用いて製造してもよいが、好
適材料の例として鋼鉄類が挙げられ、中炭素鋼〜低炭素鋼であればより好ましい
。
る開口部から型キャビティの底部29に向けてその深さ方向に実質的に均等な断
面積である。図3Aは、型キャビティ30の数個を示す拡大平面図であり、図3
Bおよび図3Cはそれぞれ線3B−3Bおよび線3C−3C方向の型キャビティ
30を示す断面図である。型キャビティ30は、その深さd方向に略直線状の接
線断面領域を呈する。接線とは、断面をロール10の接線方向に切取ることを意
味する。直線状とは、接線断面内の型キャビティ30の形状が実質的に平坦な側
部により形成されていることをいう。また、例示したキャビティ30は実質的に
ロール10の半径方向に配向されているが、以下に説明するようにさまざまな方
向付けが可能である。
度をつけて、型キャビティ30の開口部における側部27と28との間の距離を
型キャビティ30の底部における距離より広くする、あるいはその逆にしてもよ
い。
より上に位置する型キャビティ30の底部29の高さhを正確に調節することが
できることである。型キャビティ30の底部29は通常、型キャビティの端部に
相当する。
ど、型キャビティの形状が一様ではない場合、型キャビティの「底部」を、ワイ
ヤの内面に最も近接した型キャビティ部分と規定する。このような型キャビティ
の1例を図6Cに例示する。この型キャビティ230cはワイヤ220cの内縁
部224cに最も近いところに位置する底部229cを含んでいる。この底部2
29cの位置は、ワイヤ220cの内縁部224cから上の高さhcにある。さ
らに、型キャビティ230cの深さdcも型キャビティ230cの底部229c
により規定される。型キャビティ230cはワイヤ220cの内縁部224cか
ら遠ざかる方向に曲がっているため、この型キャビティ230cには底部229
cとは区別される端部231cがある。
20の高さ寸法hを厳密に制御した上で振れの精度を高めることにより、ロール
10の外面から測定した深さdを実質的に均一にした型キャビティ30が得られ
る。高さ寸法hを制御し得る公差は一般に比較的小さく、ベースロール12の振
れを厳密に制御することが可能であることから、仕上がる工具ロール10の交差
の制御を全体として厳密に行うことができる。
明したように、アスペクト比の観点から特徴づけることも可能である。型キャビ
ティ30のアスペクト比は、型キャビティの最小幅wに対する深さdに基づいて
特定されるものである。このとき最小幅w(図3A参照)はベースロール12の
表面に対する接線方向の平面において測定する。言い換えれば、型キャビティ3
0のアスペクト比はd:wであり、工具ロール10を高アスペクト比形状の構造
面を含む物品の製造に使用する場合、このd:w比が例えば約0.5:1以上で
あると好ましく、少なくとも約1:1以上であればより好ましく、少なくとも約
2:1以上であればさらにより好ましい。上述にて規定した高アスペクト比に加
え、あるいはこれに代わり、型キャビティの深さdが、例えば約0.1ミリメー
トル以上であると好ましく、約0.2ミリメートル以上であればより好ましく、
約0.4ミリメートル以上であればさらにより好ましい可能性がある。
あるいは他のコーティング50を付与した状態を例示する。例示したコーティン
グ50を工具ロール10の外面全体、すなわち型キャビティ30と型キャビティ
30との間、ならびに型キャビティ30の内面領域に施す。別の方法として、コ
ーティングをロール10の外面のみに施してキャビティ30の内面には適用しな
いことも可能である。別の方法として、コーティング50をキャビティ30の内
部にのみ施し、ロール10の外面に施さないことも可能である。さらに別の方法
として、第1のコーティングを型キャビティ30内に施し、第2のコーティング
を工具ロール10の外面に施すことも可能である。
際には1種類以上の材料の組み合わせを混合、あるいは連続層として適用しても
よいことを理解されたい。コーティング50に用いる1種類あるいは複数種類の
材料は、所望する物性に依存して変更可能である。所望可能な物性の例として、
耐磨耗性、制御した剥離特性、制御した表面粗さ、隣接するワイヤ巻線と巻線と
の間の接合性などが挙げられるがこれらに限定するものではない。好適材料とし
て金属メッキ、特に無電解ニッケルメッキ、クロムなどが挙げられる。
いる。工具ロール110にはその外面に向けて開口した複数の型キャビティ13
0が含まれている。工具ロール110に円柱状ベースロール112を具備し、そ
の周りに1本あるいは複数本のワイヤを螺旋コイル状に巻き付けて、複数の型キ
ャビティ130を形成して含む表面を製造すると好ましい。
付けられると型キャビティ130を形成する空所を形成してそれぞれ含む2本の
ワイヤ120および120´を巻き付けることができる。工具ロール110と工
具ロール10との1つの違いは、ロール110には、実質的に断面の均一なスペ
ーサワイヤ40を具備せず、双方とも空所を形成して含む2本のワイヤを具備し
ていることである。工具ロール110の設計における利点は、型キャビティ13
0の密度を高くできる、すなわち型キャビティ130と型キャビティ130との
間の間隔を狭められることである。
すると好ましいが、工具ロール110を3本以上のワイヤで製造することもでき
ることを理解されたい。さらに別の方法として、工具ロール110に1本のワイ
ヤを設けることも可能であり、この場合、符号120および120´は、1本の
ワイヤの巻取りあるいはコイルが順に並ぶ状態を示すことになる。このような実
施形態では、ワイヤ120およびベースロール112の寸法を正確に調節して、
ワイヤ120の隣接コイルが形成する型キャビティ130を整列させてはならな
い可能性がある。この調節の実現が難しい場合があることから、上記に説明した
ように2本以上の異なるワイヤを使用すると好ましい可能性がある。
質的に一様な空所とは異なるさまざまな形状を例示する。本発明による工具ロー
ルの1つの利点は、空所をさまざまな形状および/または配向で形成して、さま
ざまな形状および/または配向の型キャビティを設けることができることである
。こうした型キャビティのいくつかを用いて所望の突起部を具備したフィルムを
仕上げられるかどうかは適した樹脂の選択および処理条件に依存することを理解
されたい。
ら底部229aにかけて拡大しながら変化している。側壁227aおよび228
aがその方向に開いている。このため、空所230aにおける底部229aに最
も近い接線断面積は、空所230aの開口部における接線断面積より広い。図6
Aに例示する他の特徴は、空所230aの底部229aが平坦ではないことであ
り、例示した形状では湾曲している。
。このキャビティでは幅が変化しており、空所230bの開口部と底部229b
との間のいずれかの地点で最大幅となっている。図示した空所230bの場合、
幅w″は空所230bの深さの中間地点付近で最大となっている。空所230b
が形成されているワイヤの厚さが空所230bの深さに対して一定であれば、空
所230bは、その開口部における接線断面積がその下に位置するいずれかの地
点における接線断面積より狭いと説明することができる。
さらに別の種類を示す。図示した型キャビティ230cの形状はフックの形態で
湾曲している。この形状の型キャビティを用いて、大幅な処理を加えずともフッ
クストリップを直接形成することができる。図6Dに、二重端部を備えたフック
形状を含む型キャビティ230dを図示する。これも本発明による工具ロールに
より成形可能である。
を示す。軸231eを工具ロール(図示せず)の半径rに対する一定角度に方向
付けて、型キャビティ230eを形成する。
10の平面図を示す。1つの例において、領域314に型キャビティを設けつつ
、領域316には実質的に型キャビティを設けないことが可能である。別の例に
おいて、異なる領域314および316における型キャビティの種類を異なるも
のにすることができる。工具ロール310の領域314および316は実質的に
一様な幅を有するものとして図示しており、これがロール310の円周上に延在
すると好ましい。
ない、かつ/またはロール310の円周上に延在しない点において異なる領域を
設けることができる。このような変形例の1つを図7Bに図示する。この例にお
いて領域314´は工具ロール310´の幅方向に配向されて領域316´に両
側を取り囲まれている。こうして領域314´はロール310´に沿って長手方
向の縞を形成している。
ャビティがないか領域316″の型キャビティとは何かしら異なる型キャビティ
を含むかのいずれかである領域314″を含む。領域314″の形状は図示のよ
うにロゴにするなど、いずれでもよい。工具ロール310″の製造方法に、その
表面全体に均一に配分された一様な形状の型キャビティを具備した工具ロールを
製造するステップを含むことができる。一様な型キャビティを備えた工具ロール
310″を製造した後、工具ロール310″の表面の一部あるいは複数部分(領
域314″など)をマスクして、その他の部分(領域316″など)を加工して
領域316″内の型キャビティを領域314″内の型キャビティとは異なるもの
に形成する。工具ロール310″を加工する1つの方法に、例えばマスクされて
いない領域の型キャビティを部分的あるいは完全に充填するステップを含むこと
ができる。充填に用いる材料の例として、半田、プラスチック、蝋などが挙げら
れる。用いた材料を型キャビティ内に永久的に配置させておくことが可能であり
、あるいは着脱可能にして工具ロールを例えば別のロゴで再利用できるようにし
てもよい。
する。この場合、型キャビティ330aおよび330bの深さが異なっている。
型キャビティ330aの深さdaは型キャビティ330bの深さdbより深い。図
示では深さが異なる場合を示しているが、深さの違いではなく、あるいはこれに
加えて、上述のように例えば形状、断面寸法、配向などに違いを設けてもよい。
さらに、各領域314および/または316内の型キャビティの形状、間隔、寸
法、深さおよび配向を均一にしても、あるいはその領域内においてこれらの特徴
の1つ以上に変化を持たせてもよい。
ワイヤの他の種類を例示する。断面を、ワイヤの長手方向を横断する方向に取っ
たものであり、図9Aではワイヤ420aの断面を逆L字型とし、隣接するワイ
ヤ420aとワイヤ420aとの間に形成された空間内にスペーサワイヤ440
aが嵌合されている。
さらにワイヤ440bは、例示した実施例では曲面である非平坦表面442bを
含む。ワイヤ420bに所望の型キャビティを形成する空所(図示せず)がある
場合、ワイヤ440bの外面442bを湾曲させると、型キャビティが形成する
各突起部の基部の2側部に、対応する丸みを製造することができる。こうした丸
みを設けることにより、突起部の強度を改良する、すなわち耐歪み性を強化する
ことができる。さらに、曲面を設けることにより、突起部と突起部との間に隆起
構造を形成することができ、これによりフィルムあるいは物品に剛性を追加付与
できる可能性がある。
合式プロファイルを備えたワイヤを例示している。図9Dは、嵌め込み式プロフ
ァイルを有するワイヤ420dおよび440dを例示している。
する1本あるいは複数本のワイヤを使用すると、仕上った工具ロールが製造時に
応力を受けた際、および成形工具として使用される際のベースロール上に位置す
る巻き線の一体性を向上できる可能性がある。本発明の範囲内においてワイヤ形
状として他にも多くの変形が考えられる。
ロール512に巻付けて、複数の型キャビティ530を含む工具ロール510を
提供する1つの方法を例示する。所望に応じて2本以上のワイヤを一緒に巻付け
てもよいことを理解されたい。
付けた後に工具ロール510の外面を機械加工して、仕上る工具ロール510の
振れを改善すると望ましい場合がある。好適ワイヤ520には、ワイヤの内縁部
524から一定の高さで形成されたキャビティ526が具備されているため(図
1〜図3Cおよび上記説明を参照)、巻き付け後に工具ロール510の外面を加
工することにより、型キャビティ530の深さをさらに均一にすることができる
。
重炭酸ナトリウム(重曹)あるいは類似材料の吹き付けなどにより残留したばり
をすべて除去すると望ましい可能性がある。さらに、仕上った工具ロール510
を処理して、型キャビティ530内部および/または型キャビティ530と型キ
ャビティ530との間の工具ロール510の外面上に所望の表面仕上げを施して
もよい。例えば、工具ロール510の表面に化学エッチング、砂吹き、メッキ、
コーティングを施す、あるいは他の方法で表面を改質することができる。
を形成できる1つの方法を例示する。成形性材料660を例えば押出加工あるい
は注型成形により工具ロール610の表面に適用して、工具ロール610の型キ
ャビティの複製である突起部672を含むフィルム670を形成することができ
る。好適実施形態において、材料660の工具ロール610に対する接着力を、
工具ロール610からの剥離時における材料660内の凝集力より小さくする。
材料660の工具ロールに対する接着力を、工具ロール610の形成に用いる1
本あるいは複数本の引張強さを超えないようにするとさらに好ましい。
配向性熱可塑性樹脂にすると好ましい可能性がある。押出加工成形が可能であり
有用となるはずの配向性熱可塑性樹脂の例として、ポリ(エチレンテレフタレー
ト)などのポリエステル、ナイロンなどのポリアミド、ポリ(スチレン−アクリ
ロニトリル)、ポリ(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)、ポリプロピ
レンなどのポリオレフィンおよび可塑化ポリ塩化ビニルが挙げられる。1つの好
適熱可塑性樹脂は、コネチカット州DanburyのUnion Carbid
eからSRD7−587として入手可能な、17.5%のポリエチレンを含み、
かつメルトフローレートが30であるポリプロピレンおよびポリエチレンの耐衝
撃性コポリマーである。この熱可塑性樹脂に、ポリエチレンおよびポリプロピレ
ン配合物などの配物、ポリプロピレン−ポリエチレンコポリマーなどのコポリマ
ーを含有して具備しても、または複数層としてあるいは交互領域として同時押出
して具備してもよい。可塑剤、充填剤、顔料、染料、酸化防止剤、剥離剤などの
添加剤をこの成形性剤に組み入れることも可能である。
680とで形成したニップ内に供給する。支持ロール680により、工具ロール
610内に設けられた型キャビティ630内に成形性材料660を押し込み易く
する(図12を参照)圧力を得ると好ましい。別の方法として、支持ロール68
0の代わりに、工具ロール610の型キャビティ内に成形材料を押込む補助なり
得る連続移動表面のいずれかを用いてもよい。
干渉する可能性のある空気を除去し易くしてもよい。しかしながら、多くの場合
、型キャビティ内の空気は工具ロール610の製造に用いたワイヤとワイヤとの
間に逃げ込むため、真空を供給しなくともよい。言い換えれば、加工処理を真空
状態なしで実行することができる。
度熱調節すると望ましい場合がある。処理条件、成形性材料660の温度、成形
性材料660の特性などに依存して工具ロール610および支持ロール680の
一方あるいは双方を加熱する、ロール610および680の一方あるいは双方を
冷却する、または、一方のロールを加熱してもう一方のロールを冷却すると望ま
しい可能性がある。
所望する1種類あるいは複数種類の形状を維持できる突起部672を含むフィル
ム670を形成した後、これを工具ロール610から剥離して次の処理を施して
も、あるいはフィルム670をロールに巻き取ってもよい。例えば、機械的ファ
スナストリップを所望する場合、米国特許第5,845,375号(Mille
r他)、同第5,077,870号(Melbye他)、国際特許公報第WO9
8/57565号、同第WO98/57564号、同第WO98/30381号
および同第WO98/14086号などに説明されているように、フィルム67
4を1つあるいは複数のステーションに方向付けて、突起部を修正する、接着剤
をコーティングする、あるいは他の処理を行うことができる。
とで形成したニップに方向付けて、所望の追加性能をフィルム670に付与する
と望ましい可能性がある。例えば、織物あるいは不織ウェブをニップ内に方向付
けてもよい。別の方法として、フィルム670を1層以上の追加層に熱、接着剤
、同時押出などにより積層してもよい。
である。工具ロール610は成形性材料で充填された型キャビティ630を含ん
で、フィルム670上に突起部672を形成している。図12には、支持ロール
680に形成された2つの隆起構造部682も例示している。例示した支持ロー
ル680に隆起構造部682を設けること1つの利点は、各隆起構造部が、フィ
ルム670を分離可能な肉薄線あるいは領域を設けることができることである。
しかしながら、この隆起構造部682は任意であり、本発明に併せて設けなくと
もよいものである。
の表面に構造体を追加して、その表面積を拡大することである。支持ロール68
0の表面積が拡大すると、フィルム670の表面積を拡大して、フィルム670
の裏側674に施すあらゆす接着剤の接着力を向上させることができる。有用な
構造の1例として、1インチ当たり約400本(1cm当たり160本)の比率
による線形プリズムのミクロエンボス加工パターンが可能である。
る別の処理を例示する。図示した処理では、一方の側部から延出する突起部77
2ともう一方の側部から延出する突起部772´とを有するフィルム770を形
成する。2側部型フィルム770を、どちらも型キャビティを形成して含む対向
する工具ロール710および710´とで形成する。突起部772および772
´の寸法、形状、配向などの特徴は同一であっても、別々でもよい。
面図である。フィルム870がロール810とロール880との間に配置されて
、フィルム870の一方の表面は、工具ロール810の構造に対して本質的に雌
型である一連の実質的に連続した隆起部を備えて形成されている。
を螺旋状に巻付けて形成する。ワイヤ840のプロファイルをもう一方のワイヤ
820のプロファイルより高くすることにより、ワイヤ840の巻き線の間に溝
を形成した工具ロール810が得られる。ワイヤ820および840のプロファ
イルを略矩形として開示しているが、他の形状でも可能であり、その場合仕上る
フィルム870も図14とは異なる形状となる。さらに、図13に図示した処理
に類似の処理に2つの工具ロールを用いて、フィルムの両主面に構造部あるいは
突起部を含むフィルムを形成することが出来ることを理解されたい。
た溝をロール810の円周上に連続的に設けることができるが、これを断続的に
してもよい。図15は、図14について上述したように連続した螺旋状の溝とし
て形成されずに工具ロール810´の周囲にある程度の長さで延在する型キャビ
ティ830´を含む工具ロール810´を示す平面図である。この細長い型キャ
ビティ830´は、上述したように空所を形成して含むワイヤにより形成可能で
ある。しかしながら、ロール810´に用いるワイヤが含む空所は、ワイヤの長
手方向により長く延在するものである。
隔で設けても、あるいは不均一な寸法および間隔で設けてもよい。工具ロール8
10´では、空所の寸法および間隔が不均一であるため、ベースロール周囲に巻
かれて寸法および間隔が不均一な型キャビティ830´を形成しているワイヤを
例示している。
ような細長い突起部872´が具備される。ロール810´の型キャビティ83
0´の寸法および間隔が不均一であるため、細長い突起部872´の寸法および
間隔も不均一となる。
ら、実施例内に引用する特定の材料およびその量、ならびに他の条件および詳細
は従来技術に広く適用するものとして理解されるべきものであり、本発明を不当
に限定するものとして解釈されてはならない。
.49mm)の連続状矩形ワイヤを用いて、ワイヤを巻付けた工具ロールを製造
した。このワイヤは、サウスカロライナ州GreenvilleのHollin
gsworth on Wheels,Inc.製の穿孔済ワイヤであった。図
17に、ワイヤ920に穿孔した空所926の一般形状示す。空所926の穿孔
は、ワイヤの長手方向に1インチ当たり40個の空所926(1センチメートル
当たり約16個の空所)の間隔で行った。この開口部の幅wはおよそ0.006
8in(0.172mm)であった。空所926の側部927および928は、
ワイヤ920の頂面922から測定して約97℃の角度φで形成した。図17で
わかるように空所926の深さ全体d″はおよそ0.0215インチ(0.54
6mm)であった。
×1.49mm)の矩形プロファイルを有するスペーサワイヤと共に巻付けた。
この2本のワイヤを巻き付けたベースロールの直径は12インチ(305mm)
であり、面の幅は14インチ(356mm)であった。その巻き付けも、周知の
カーディングロール業界技術を用いてHollingsworth on Wh
eels,Inc.によりなされたものであった。
持ロールと共に配置して、樹脂を型キャビティ内に押入れた。この支持ロールに
はシリコーンコーティングが施されており、デュロメーター硬さは55であった
。
トダイと併用した。使用した樹脂は、コネチカット州DanburyのUnio
n Carbide Companyから入手可能なSRD7−587熱可塑性
ポリプロピレンであった。
コーン支持ロールとで形成し、35フィート/分(10.6メートル/分)の速
度で動作し、ニップ圧力を60ポンド/インチ(105ニュートン/分(N/c
m))としたニップ加工機内に押出した。形成されるフィルムに対して10イン
チ幅(254mm)ウェブにつき約2.5ポンド/インチ(4.4N/cm)の
剥離力により、型キャビティを完全に充填した。
の温度を約150°F(65℃)に維持しながら工具ロールの表面温度は105
〜110°F(40.5℃〜43.3℃)に維持した。
製造した。突起部を延出させたフィルムの厚さは約110ミクロメートルであっ
た。
体を本明細書内に引用したものとする。本発明の範囲を逸脱することなく本発明
にさまざまな修正および変更を加えられることは当業者であれば明白であろう。
本発明が本明細書に記載した例示的実施形態に不当に制限されるものでないこと
を理解されたい。
る。
たキャビティを例示している。
ある。
たキャビティを例示している。
の方法を例示している。
フィルムを製造する1つの方法を例示している。
。
Claims (11)
- 【請求項1】 円柱状のベースロールと、 複数の第1空所を形成して、該ベースロールの周囲に螺旋コイル状に巻付けら
れる第1のワイヤと、 を具備する工具ロールであって、 該第1のワイヤにおける該複数の第1空所は、各々が該工具ロールの外面に開
口部を有する複数の第1キャビティを形成する工具ロール。 - 【請求項2】 前記第1のワイヤが内縁部と外縁部とを有し、該第1のワイ
ヤの内縁部と前記複数の第1キャビティにおける各キャビティの底部との間の距
離が実質的に一定である請求項1に記載の工具ロール。 - 【請求項3】 前記複数の第1キャビティにおける少なくとも幾つかの該第
1キャビティが直線的接線断面を含む請求項1に記載の工具ロール。 - 【請求項4】 前記複数の第1キャビティにおける各キャビティが、該キャ
ビティの前記開口部において、該キャビティの底部に隣接する接線断面積よりも
広い接線断面積を有する請求項1に記載の工具ロール。 - 【請求項5】 前記複数の第1キャビティにおける各キャビティが、該キャ
ビティの前記開口部において、該キャビティの該開口部と前記ベースロールとの
間のいずれかの地点における該キャビティの接線断面積よりも狭い接線断面積を
有する請求項1に記載の工具ロール。 - 【請求項6】 前記複数の第1キャビティにおける少なくとも幾つかの該キ
ャビティが、該少なくとも幾つかのキャビティの端部とは異なる底部を有する請
求項1に記載の工具ロール。 - 【請求項7】 前記工具ロールの前記外面の少なくとも一領域が、実質的に
キャビティを具備していない請求項1に記載の工具ロール。 - 【請求項8】 前記ベースロールの周囲に巻付けられる第2のワイヤをさら
に具備し、該第2のワイヤが、前記第1のワイヤの互いに隣接する螺旋コイルの
間に配置される請求項1に記載の工具ロール。 - 【請求項9】 前記第2のワイヤが外縁部を有し、該第2のワイヤの該外縁
部が前記第1のワイヤの前記外縁部と同じ高さである請求項8に記載の工具ロー
ル。 - 【請求項10】 前記第2のワイヤが、それに形成される複数の第2空所を
備え、該第2のワイヤにおける該複数の第2空所は、各々が前記工具ロールの外
面に開口部を有する複数の第2キャビティを形成する請求項8に記載の工具ロー
ル。 - 【請求項11】 物品に構造面を形成する方法であって、 円柱状のベースロールと、複数の第1空所を形成して、該ベースロールの周囲
に螺旋コイル状に巻付けられる第1のワイヤとを具備し、該第1のワイヤにおけ
る該複数の第1空所は、各々が該工具ロールの外面に開口部を有する複数の第1
キャビティを形成する工具ロールを用意し、 成形可能な材料を前記工具ロールの前記外面に接触させて、該成形可能な材料
が前記第1キャビティの少なくとも幾つかを少なくとも部分的に充填することに
より、該工具ロールの該外面を用いて前記構造面を形成し、 前記工具ロールの前記外面から、前記複数の第1キャビティに対応する複数の
突起を有する前記構造面を剥離する、 方法。
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