JP2010523237A - プラスチック製の粘着ファスナー要素の製造方法およびその製造方法を実施するための器具 - Google Patents

Abstract

本発明はプラスチック製の粘着ファスナー要素を製造するための方法に関する。その粘着ファスナー要素は、複数の軸部（１２）が突出しているサポート部（１０）と、サポート部（１０）の反対側の端部において各軸部（１２）の端部に配置された頭部（１４）とを有している。本発明によって、軸部（１２）を成形するために成形工具（１６）が使用される。成形工具（１６）はサポート部（１０）と頭部（１４）の間にわたって伸びており、軸部（１２）が成形された後、成形工具（１６）は除去プロセスにおいて除去される。本発明は、使用されるプラスチック材料の表面張力によって、頭部（１４）が成形工具を使用せずに形成されることを特徴としている。従って、従来技術でみられるように、頭部を形成するための特有の成形工具は必要でない。

Description

本発明は、複数の軸部が突出しているサポート部を有し、サポート部の反対側の端部には頭部がある、プラスチック製の粘着ファスナー要素を製造する方法に関する。軸部を成形するためにサポート部と頭部の間にわたって伸びている成形工具が使用される。軸部を成形した後、除去プロセス中に成形工具は除去される。本発明は、さらにその方法を実施するための器具に関する。

補完的な方法で製造された接触ファスナー要素とともに機械的なファスナー要素を含む、これらの接触ファスナー要素は、別の接触ファスナー要素のループ状ファスナー要素との相互作用により接触ファスナーを形成する、反復して開いたり閉じたりすることができるフック状またはマッシュルーム状のファスナー要素を含むファスナーを形成する。二つの異なる接触ファスナー要素が互いに相互作用する、接触ファスナー要素に関する課題は知られている（ヘルマフロテ゛ィティック(hermaphroditic) ファスナー）。

特許文献１は、加熱可能な成形ローラの間の成形ギャップに、複数の突出した軸部とともにベルト状サポート部を供給することを開示している。この特許文献１において、マッシュルーム形状の接触ファスナー要素を得るために、押し出し手段によって、成形凹部であるとともに実際の成形工具として、プラスチック材料の付加的な成形ベルトが供給されて、軸部の端部に頭部が成形される。この公知の解決手段において示された頭部は軸部のプラスチック材料から形成されるので、頭部に充填される材料は少なくて、頭部の寸法は小さい。このようにして形成される突出した頭部表面がインタロックに有効である。このファスナーでは、必要な粘着力を確保することができない。

逆に、特許文献２は、ベルト状サポート部が比較的大きな寸法である複数の接触ファスナー要素に結合される、成形ローラを使用した製造方法を提案している。この目的のために、成形ローラは、その外周縁部に、第一の押出し手段によってプラスチック材料が成形型に充填されるフック状成形凹部を有している。成形ローラの外周縁部の過剰なプラスチック材料は、専門的にドクターブレードと呼ばれている除去手段によって除去される。製造方向の下流側に位置する第二の押出し手段によって、サポート部の材料は、ローラの冷却プロセス中にフック状ファスナー要素に取り付けられて、永久的に結合される。それから、ストリッパローラが成形手段から仕上げられたファスナー要素を除去する。フック形状のために、その除去プロセスは困難である。さらに、ドクターブレードの使用によって、製造プロセス中に比較的多くのプラスチックのスクラップが形成される。

さらに、特許文献３は、その上部ストランド側のベルト状コンベヤ器具にプラスチック材料の小滴をスプレーすることを開示している。半球シェル体の表面張力に基づいてプラスチック材料は成形されて、ベルト状サポート部と係止して永久的に結合されることにより接触ファスナー要素が形成される。この解決手段において、軸部が厚い場合、その端部に軸部としての粒状凝集体を支持するベルト状サポート部を供給することもできる。その軸部上には半球状頭部を配置することができる。このようにして製造され、特に、赤ん坊のおむつ又は失禁用のおむつのためのファスナーとして使用することが意図されている接触ファスナー要素は、比較的堅く、ファスナーの特徴に関して改善されるべき点が多々ある。特許文献４は、半球状ファスナー要素の製造のためのベルトの代わりに、対応する成形凹部とともに成形ローラの形状である成形工具を必要とする解決手段を開示している。この場合、頭部とサポート部の間の軸部の製造は、公知の解決手段によってはなされない。

特許文献５は、複数の突出した軸部がある、ベルト状サポート部を製造する方法を開示している。この製造プロセスの後半工程において、フリーの軸端は加熱され、プラスチック材料の表面張力の結果として、特に、半球状の頭部が厚くなる。もし、この公知の解決手段に後続して、このようにして製造される頭部が、いわゆるカレンダローラ法によって再成形されれば、広い頭部が形成され、充填される材料が少ないので、頭部の寸法は比較的小さく、圧延方向の入口に向かって広くなる。

特許文献６は、サポート部としてのベースおよびいくつかの軸部とともに、プラスチックの接触ファスナー要素を製造するための一般的な方法を開示している。軸部の各々は、サポート部から突出している端部を有している。末端には頭部が設けられている。その方法は、以下の工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を備えている。

（ａ）接触ファスナー要素のサポート部を成形するために、第一の成形工具として不変サポート部成形型を備え、
（ｂ）軸部を成形するために、いくつかの通路とともに、第二の成形工具として非不変軸部成形型を備え、
（ｃ）頭部を成形するために、いくつかのキャビティとともに、第三の成形工具として不変頭部成形型を備え、
（ｄ）軸部成形型の通路がサポート部成形型のキャビティと連通するように、非不変軸部成形型をサポート部成形型に取り付け、頭部成形型のキャビティが非不変軸部成形型の通路と連通するように、頭部成形型を非不変軸部成形型に取り付ける。

適当な溶融プラスチックを３つの成形型に射出し、そのプラスチックを硬化することによって、プラスチックの接触ファスナー要素は形成される。非不変軸部成形型を除去するとともに、サポート部成形型から頭部成形型を分離することによって、接触ファスナー要素は成形型から除去される。このようにして、工業製品が誕生する。この公知の解決手段は、不変サポート部成形型、不変頭部成形型および非不変軸部成形型からなる３つの異なる成形型によって特徴づけられる成形器具に関する。有用でなければならないとともに、製造プロセス中において取り扱わなければならない複数の成形型を使用するために、準備や製造上での努力が必要である。

独国特許発明第699 22 264 T2号明細書(DE 699 22 264 T2) 米国特許第6 180 205 B1号明細書 国際公開第2006/099000 A2号パンフレット 米国特許出願公開第2006/0220271 A1号明細書 米国特許第5 785 784号明細書 独国特許発明第693 11 107 T2号明細書(DE 693 11 107 T2)

これらの先行技術に基づいて、本発明の目的は、公知の解決手段の利点を維持しながら、ファスナー動作を広い範囲に適用できる、信頼できる接触ファスナー要素を特に低コストで製造しうる、解決手段を提供することにある。

上記目的は、請求項１記載の特徴を有する方法および請求項６記載の特徴を有する器具によって達成される。

本発明の方法は、使用されるプラスチック材料の表面張力の結果として接触ファスナー要素の頭部が成形工具からフリーに形成されることを特徴としている。本発明に従って、頭部は凝固プロセス中に形成されるので、先行技術文献において示されているような頭部形成のための独立した高価な成形工具は完全に不要である。この点に関して、本発明の方法は２つの成形工具のみを必要とするので、非常に効率的に実施することができる。

他方、接触ファスナー要素のベースとしてサポート部を製造することは、プラスチック材料を成形工具に射出または注入することによって可能である。それから、ロストモールドとしての成形工具のキャビティまたは成形凹部に軸部を形成するために、サポート部の端部に位置する成形工具によってロストモールドとしての軸部用成形工具を導入し、使用される材料の表面張力の結果として頭部が形成されるように、各軸部用の過剰の材料がロストモールドのキャビティ上に盛り上げられる。頭部とともに軸部を別々に取り付けるために、サポート部のプラスチック材料は、すでに硬化しているか、又は部分的に硬化している。成形工具で軸部を成形し、頭部を自動的に成形して硬化した後、成形工具は硬化した軸部から引き抜かれる。このようにして、接触ファスナー要素は仕上げられる。ロストモールドとしての軸部用成形工具を用意することによって、接触ファスナー要素用の他の成形工具に比べてより効率的な製造プロセスが可能な経済的な方法が提供される。

本発明の別の好ましい実施形態として、適当な液体プラスチック材料が成形工具の一部としての不変成形工具に注入されて浸漬浴が形成される。特に、浸漬浴の上部から軸部用成形凹部を備えた非不変成形工具を押し付けるように液体プラスチック材料が射出される。好ましくは、浸漬浴に軸部成形工具を部分的に導入する目的のための適切なアクチュエータがある。液体または部分的に可塑化したプラスチック材料は、ロストモールドとしての成形工具の成形凹部を通って垂直方向に上昇し、そのようにして軸部を形成する。もし、成形工具が浸漬浴に押し付けられれば、プラスチック材料は成形凹部から押出され、過剰のプラスチック材料は軸部用成形工具の上面に集められ、表面張力の結果としてドーム状または半球状の頭部が自動的に形成される。すでに示したように、接触ファスナー要素の硬化後、軸部用成形工具がロストモールドとして除去される。接触ファスナー要素はさらなる使用のために完成されて成形工具から除去することができる。

同時に使用される２つの成形工具は、一方において、サポート部用の固定の成形工具を形成し、他方で、軸部用のロストモールドを形成する。好ましくは、２つの成形工具は、経済的に実行することができ、機構的にシンプルな構造でプロセスの信頼性を高める射出成形工具とされる。もし、先行技術において、温度に関する正確さを要求されるゆえに、複雑な構造の公知の製造器具が持ち出されるとしても、本発明の方法を使用することによって複雑な構造の製造器具は必要でなくなる。その結果、製造コストを削減することができ、接触ファスナー製品の価格を低減することができる。

本発明の方法において、アクリレート材料のようなプラスチック材料を接触ファスナー要素の全部または一部のために使用することができる。特に、２段階プロセスにおいて、例えば、サポート部はアクリレート材料から製造することができる。頭部が取り付けられる軸部は熱可塑性材料から製造することができる。そこで、比較的強いサポート部が得られ、可撓性とされる頭部とともに軸部の形状であるファスナー要素は、ループ形状であろうとマッシュルーム形状のインタロッキング要素であろうとも、対応する接触ファスナー要素との良好な係合を達成することができる。

本発明の製造方法を実施するための本発明の成形器具は射出成形工具とされ、接触ファスナー要素の軸部を成形するフィルム状成形器具を挿入するための成形凹部を有している。他の実施形態の成形器具としては、摩耗した部品を新品と容易に取り替えることができるモジュラタイプとされるのが好ましい。フィルム状成形工具は、とにかく取り替えることができるロスト部とされる。これは、薄い軸部断面のものに関して新しい成形工具をいつでも使用することができるという利点がある。これは、好ましい軸部断面の精度を改善する。

本発明の他の実施形態の利点は、従属請求項の技術的事項に関するものである。

本発明の解決手段について、図面に示された実施形態によって詳細に説明する。図面は概略的なものであって、実際の大きさではない。

図１は、成形器具の断面図である。 図２は、図１に示す成形器具の一部の平面図である。 図３は、組み立てられた状態にある、図１に示すモジュラタイプ成形器具の斜視図である。

以下に記載する本発明の方法は、複数の軸部１２が突出しているベルト状サポート部１０を有するプラスチックの接触ファスナーを製造するために使用される。サポート部１０の反対側の端部には頭部１４がある。簡単のために、図では、全部で６つのファスナー要素を有する接触ファスナー要素を示している。各ファスナー要素は３つが一列となって互いに隣接している頭部１４を備えた軸部１２からなる。これによって、サポートベルト１０としてほとんど正方形のサポート部を備えた接触ファスナー要素を生み出す。その配置の展開として、使用される成形器具の種類に応じて、もちろん、さらに多くのファスナー要素を接触ファスナー要素に設けることができる。さらに、頭部１４としての球状成形型が開示され、プラスチックが冷却されるか又は凝固するとき、使用されるプラスチック材料自身の表面張力によって頭部１４が形成される。

本発明の方法は、軸部１２を成形するために、図１に示す成形工具の代表例によって、サポート部１０と頭部１４の間にわたって伸びている成形工具１６が使用され、軸部１２を成形した後、成形工具１６は成形型除去プロセスによって除去されることを特徴としている。成形工具１６は、例えば、軸部１２のために冷却状態において安定した成形凹部１８を形成する熱可塑性フィルムとすることができる。成形工具１６は、伸縮状態において頭部１４を備えた成形軸部１２から引っ込めることができるように、成形型から除去するために加熱される。熱可塑性フィルムは、好ましくは低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）材料とすることができる。この実施例においては、図に示すように、成形凹部１８の断面は、円筒状の軸部１２が形成されるように丸くなっている。しかし、成形凹部１８の形状に応じて、例えば、多角形断面または楕円形断面の軸部１２を得るために、成形凹部１８は他の断面形状をとることができる。

軸部１２の長さは、成形工具１６を形成し且つ冷却状態において剛性である、そのフィルムの厚さ又は挿入高さに相当しているが、そのフィルムは可撓性のフィルムとすることができる。特に、冷却状態の熱可塑性ＬＤＰＥフィルムが射出成形プロセスに適している。射出成形プロセスにおいて、接触ファスナー要素は射出成形によって製造される。成形型から除去するために、フィルムは伸張することが可能になるまで、例えば、そのフィルムを８０℃に加熱することができる。そのようにして、頭部１４を損傷することなく、特に頭部１４を引き裂くことがないように、そのフィルムを仕上げられたファスナー要素から引き抜くことができる。成形工具１６として引き抜かれたフィルムは、詳細は示さないが再度新しい成形工具１６を生み出す押出成形機に供給される。そのフィルムは全体として押出され、軸部１２のための成形凹部１８を形成するために穴あけがされる。

成形工具１６は、化学的、熱的または生物学的に溶解可能なフィルムとすることができる。また、成形工具１６は、実際の成形状態において安定した成形凹部１８を形成すべきである。しかし、完全に成形された軸部１２から除去するために、成形工具１６を溶媒によって溶解することができる。このようにして溶解するフィルムとしては、ゼラチン材料またはポリビニルアセテートから形成される水溶性フィルムが特に好都合である。実際の接触ファスナー要素用のプラスチック材料は、例えば、ポリアミド、ポリプロピレンまたはポリエチレンのような熱可塑性材料とすることができる。しかし、接触ファスナー要素は、紫外線で架橋可能なアクリレート材料から形成されるのが好ましい。これは、特に、ファスナー材料の耐久性を向上することにつながる。

図１および図２に示す成形器具は図３に詳細に示されている。特に、図３においては、射出成形工具を示す。挿入部として設計された成形工具１６とともに、成形器具は個々のベースブロックから組立てられる別の成形工具２０を有している。このように、挿入部として設計された成形工具１６の下部には、長方形のサポート部１０を成形するために、凹状の成形窪みを有する正方形の成形ブロックがある。成形工具１６はこの成形ブロックに対する共通の縦方向の軸に一致するように配置されている。この組合せは、互いに成形ブロックに対してねじ込まれる４つの保持ブロック２６から組立てられる。

この挿入部１６と個々の保持ブロック２６との複合ブロックは、周縁ベルトにおいて、反復して連続的及びまたは互いに隣接するように配置されている。そこで、このように、６個より多くのファスナー要素を備えた大きな接触ファスナー要素の生産のような大量生産が可能である。射出成形のための安定した成形器具の組合せを得るために、アルミニウム材料が成形器具およびその成分として使用されることが好ましい。成形工具１６に穴あけをするために、詳細は示さないが、水ジェット切断プロセスを使用することができる。さらに、接触ファスナー要素用アクリレートを完全に硬化するために、詳細は示さないが、加熱器具を使用するか、又は紫外線架橋をすることができる。

さらに、下流の製造工程において軸部１２用の異なるプラスチック材料を製造し、端部からサポート部１０を製造するために、図１を下方から見た場合において、詳細を示さない射出ノズルによって、成形工具２０内の成形凹部にプラスチック材料を充填することができる。このようにして、サポート部１０は、特に、硬化したアクリレート材料から製造することができ、頭部１４とともに軸部１２は異なる熱可塑性材料とすることができる。逆に、軸部１２と頭部１４は、硬化したアクリレート材料から形成することができる。

図１に示す実施形態において、すべての適当な液体プラスチック材料は浸漬浴を形成するために、特に、成形器具内に射出される。それから、図１において、成形凹部１８を備えた成形工具１６は適切なアクチュエータ（図示せず）によって頭上から押圧される。それから液状または部分的に可塑状態のプラスチック材料は、図１において上方に向かって成形工具１６の成形凹部１８内を上昇する。このようにして軸部１２が形成される。それから過剰のプラスチック材料は成形工具１６の平らな上面に集められ、表面張力の結果として、半球状の頭部１４が形成される。すでに示したように、接触ファスナー要素の硬化後、成形工具１６はロストモールドとして除去される。

成形工具１６としてのフィルムは、シリコーンのような弾性材料とすることができ、特に、そのフィルムは弾性特性を有することができる。しかし、成形型からの接触ファスナー要素の除去プロセスのために引き裂かれたり、切断されたりする薄いアルミニウム箔を成形工具１６として使用することもできる。その限定的な弾性特性に応じて接触ファスナー要素に残留する、弾性的な可撓性のガーゼを使用することもできる。弾性的な可撓性の材料、特にガーゼは、例えば、対応する接触ファスナー要素をそのガーゼに押し付けることによって、それぞれの軸部１２の縦方向の軸に沿って圧縮され、残留するガーゼの上面と頭部材料の底面の間には、対応する接触ファスナー要素のインタロック手段がインタロックによって係合する間隙が存在する。

もし、例えば、ドーム状凹部（図示せず）に対応する形状を備えた成形工具１６がその上面に設けられていれば、球状頭部を頭部１４として得ることができる。もし、軸部の縦方向中心線に対して同心円状の覆い（図示せず）が成形工具１６の上面に導入されれば、凝固過程において移動するプラスチック材料は成形型の溝を通過して、形成される頭部１４の底面には、後で役に立つ環状突起が形成されて接触ファスナーとのインタロックを改善する。この点で、成形工具１６に隣接する底面に頭部１４を成形することが可能となる。一つの成形工具１６のみで接触ファスナー要素の各種の形状を得る可能性がある。

１０ サポート部
１２ 軸部
１４ 頭部
１６ 成形工具
１８ 成形凹部
２０ 成形工具
２６ 保持ブロック

Claims (9)

1. 複数の軸部（１２）が突出しているサポート部（１０）を有し、サポート部（１０）の反対側の端部には頭部（１４）がある、プラスチック製の粘着ファスナー要素を製造する方法であって、軸部（１２）を成形するためにサポート部（１０）と頭部（１４）の間にわたって伸びている成形工具（１６）が使用され、軸部（１２）を成形した後、除去プロセスにおいて成形工具（１６）が除去されるものにおいて、
   使用されるプラスチック材料の表面張力の結果として頭部（１４）が成形工具からフリーに形成されることを特徴とする粘着ファスナー要素の製造方法。
2. 成形工具（１６）は成形される軸部（１２）のために冷却状態において安定した成形凹部（１８）を形成する熱可塑性フィルムであって、伸縮状態において頭部を備えた成形軸部（１２）から除去することができるように、成形工具（１６）は成形型から除去するために加熱されることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
3. 熱可塑性フィルムは、低密度ポリエチレン材料のフィルムであることを特徴とする請求項２記載の製造方法。
4. 成形工具（１６）は化学的、熱的または生物学的に溶解するフィルムであって、成形工具（１６）は成形状態において成形される軸部（１２）のために安定した成形凹部（１８）を形成し、成形工具（１６）は軸部（１２）から除去するために溶媒によって溶解されることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
5. 溶解するフィルムは、ゼラチンまたはポリビニルアセテートからなる水溶性のフィルムであることを特徴とする請求項４記載の製造方法。
6. フィルム状成形工具（１６）を挿入することができる別の成形工具（２０）があることを特徴とする請求項１ないし５記載のいずれか１項記載の製造方法を実施するための成形器具。
7. 別の成形工具（２０）は、射出成形工具であることを特徴とする請求項６記載の成形器具。
8. 別の成形工具（２０）は、軸部（１２）を備えたサポート部（１０）と成形工具（１６）を保持することができるような高さの凹部を有していることを特徴とする請求項６または７記載の成形器具。
9. 凹部の底面はサポート部（１０）を形成するために平らであることを特徴とする請求項８記載の成形器具。

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