JP4925509B2 - 機械式ファスナー - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は一般に機械式ファスナーに関する。本発明は、特に、基板上で繰り返す無秩序配列に位置する複数のステムを含む機械式ファスナーに関する。
【0002】
発明の背景
物品を一緒に保持するために、たとえば、フックアンドループ型ファスナーまたは互いに係合する相補対ファスナー等の様々な種類の機械式ファスナーが公知である。相補対ファスナーは、一般に、2つのファスナーを一緒に係合するために、ヘッド付ステムを備えた機能表面を有する。係合ステムは、基板上に互いに対して秩序づけられた位置に位置する。パターンは、等しく間隔をおいた係合ステムのまっすぐな列から構成される。係合ステムのまっすぐな列を備えたファスナーの例は、米国特許第3,101,517号、「ファスナー(Fastener)」、(Fox et al.)および米国特許第4,290,174号、「分離可能なファスナーおよびこれを製造するための物品(Separable Fastener and Article for Making Same)」(Kalleberg)である。ファスナーが係合すると、各々のステムは弾性的に撓み、ヘッドが、他方のファスナーの隣接するステム間に入ることができる。
【0003】
係合ステムのまっすぐな列によって、個別のファスナーが、剪断スリップとも称されるファスナーの列に平行な方向に互いに対して動くことができることも知られている。結果として、係合ステムの改良された秩序づけられたパターンは、ファスナーが剪断方向に動く可能性を減じるように開発された。そのような秩序づけられたパターンを備えたファスナーの例は、米国特許第5,625,929号、「相互係合ファスナー部材(Interengaging Fastener Member)」、(Hattori et al.)および米国特許第5,040,275号、「ファスナー形成に使用されるスリップ材料(Strip Material Used for Forming Fasteners)」、(Eckhardt et al.)である。
【0004】
米国特許第3,408,705号、「ファスナー物品(Fastener Articles)」、(Kayser et al.)には、一体的相互係合物品の対を具備するファスナーが検討されている。各物品は、表面上に複数のヘッド付係合要素を担持する基部を有する。要素のヘッドの位置は、互いに対して無秩序である。この秩序の欠けることによって、係合のすべての相対角度および位置で、要素が秩序づけられるよりも、物品の係合力がより一体になる。
【0005】
図1は、先行技術の機械式ファスナー19の例である。機械式ファスナー19は、基板22と、秩序づけられた配列で基板22から延在する複数の係合ステム28とを含む。基板22は、第1の主要表面24と、第1の主要表面24とは反対側に第2の主要表面26とを含む。係合ステム28は、基板22の第1の主要表面24から延在する。係合ステムは、基板の第1の主要表面24とは反対側に、ステム30とステム30のヘッド32とを含む。一般に、係合ステム28の秩序づけられた配列は、基板22上の係合ステム28の複数の側方向および長手方向列の配列である。機械式ファスナー19は、図2に示されるように、ループ材料と係合するか、または、同一または互換性のある設計の別の機械式ファスナーに相互係合するように設計される。
【0006】
図2は、互いに相互係合した図1の機械式ファスナー19、19’の対を例示する。係合ステム28の秩序づけられた間隔あけのため、ファスナー19、19’の対は、ファスナー19’のヘッド32’がファスナー20の隣接する係合ステム28間の空間に位置決めされるように、最初に整列配置されなければならない。次に、ファスナー19、19’は一緒に押され、機械式ファスナー19’のヘッド32’は、機械式ファスナー19の隣接するステム30間に滑り、それによって、隣接するステム30のヘッド32に係合する。一般に、ファスナー19、19’の係合ステム28、28’は可撓性があるため、隣接するステム28、28’の間にヘッド32、32’が滑ることができる。結果として、機械式ファスナー19、19’は、相互係合し、それぞれの係合ヘッド32、32’によって適所に保持される。
【0007】
発明の開示
本発明の1つの態様は機械式ファスナーを提供する。機械式ファスナーは、基板と、基板から延在する複数の係合ステムと、互いに対して相互に垂直であるx軸およびy軸と、を具備する。ステムは、複数の繰り返し配列に配列され、各配列内のステムは無秩序であり、配列は2つ以上の方向に繰り返される。ファスナーの1つの好適な実施態様において、配列における複数の係合ステムの各々の位置は、x軸に沿って互いに対して秩序づけられる。ファスナーの別の好適な実施態様において、配列における複数の係合ステムの各々の位置は、y軸に沿って互いに対して秩序づけられる。別の好適な実施態様において、配列の隣接する複数の係合ステム間のy距離は、a−a−bのパターンである。この実施態様のさらに別の態様において、a<bである。
【0008】
上述のファスナーの別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、x軸に沿って互いに対して秩序づけられる。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のx距離は、少なくとも2つの異なるx距離を含む。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のx距離は、A−B−C−Bのパターンである。この実施態様のさらに別の態様において、複数の繰り返し配列は、y軸に沿って互いに対して秩序づけられる。
【0009】
上述のファスナーの別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、y軸に沿って互いに対して秩序づけられる。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、ファスナーは相互係合機械式ファスナーである。この実施態様の別の態様は、相互係合機械式ファスナーの対を含み、ファスナーの対は相対角度配向で相互係合することができる。
【0010】
本発明の別の態様は、代替機械式ファスナーを提供する。機械式ファスナーは、基板と、基板から延在する複数の係合ステムと、互いに対して相互に垂直であるx軸およびy軸と、を具備する。ステムは、複数の繰り返し配列に配列され、各配列内のステムは無秩序であり、配列内の係合ステムの各々の位置は、y軸に沿って互いに対して秩序づけられる。ファスナーの1つの好適な実施態様において、隣接する複数の係合ステム間のy距離は、a−a−bのパターンである。この実施態様の別の態様において、a<bである。
【0011】
上述のファスナーの別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、x軸に沿って互いに対して秩序づけられる。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のx距離は、少なくとも2つの異なるx距離を含む。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のx距離は、A−B−C−Bのパターンである。上述のファスナーのさらに別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、y軸に沿って互いに対して秩序づけられる。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、ファスナーは相互係合機械式ファスナーである。この実施態様の別の態様は、相互係合機械式ファスナーの対を含み、ファスナーの対は相対角度配向で相互係合することができる。
【0012】
本発明の別の態様は、代替機械式ファスナーを提供する。機械式ファスナーは、基板と、基板から延在する複数の係合ステムと、互いに対して相互に垂直であるx軸およびy軸と、を具備する。ステムは、複数の繰り返し配列に配列され、複数の繰り返し配列は、x軸に沿って互いに対して秩序づけられ、隣接する複数の繰り返し配列間のx距離は、少なくとも2つの異なるx距離を含む。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のx距離は、少なくとも3つの異なるx距離を含む。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のx距離は、A−B−C−Bのパターンである。この実施態様の別の態様において、A>Bである。この実施態様のさらに別の態様において、B>Cである。
【0013】
上述のファスナーの別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、y軸に沿って互いに対して秩序づけられる。上述のファスナーのさらに別の好適な実施態様において、配列は、2つ以上の方向に繰り返される。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、配列の係合ステムの各々の位置は、無秩序である。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、配列の係合ステムの各々の位置は、y軸に沿って互いに対して秩序づけられる。上述のファスナーのさらに別の好適な実施態様において、配列における複数の係合ステムの各々の位置は、x軸に沿って互いに対して秩序づけられる。この実施態様の別の態様において、ファスナーは相互係合機械式ファスナーである。この実施態様の別の態様は、一対のファスナーを含み、一対のファスナーは、相対角度配向で相互係合することができる。
【0014】
本発明のさらに別の態様は、一対の機械式ファスナーを提供する。一対の相互係合ファスナーは、基板と、基板から延在する複数の係合ステムと、互いに対して相互に垂直であるx軸およびy軸と、を具備する。ステムは、複数の繰り返し配列に配列され、各配列内のステムは無秩序である。ファスナーの好適な実施態様において、配列における複数の係合ステムの各々の位置は、x軸に沿って互いに対して秩序づけられる。ファスナーの別の好適な実施態様において、配列における複数の係合ステムの各々の位置は、y軸に沿って互いに対して秩序づけられる。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の係合ステム間のy距離は、a−a−bのパターンである。この実施態様の別の態様において、a<bである。
【0015】
上述のファスナーの別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、x軸に沿って互いに対して秩序づけられる。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のx距離は、少なくとも2つの異なるx距離を含む。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のx距離は、A−B−C−Bのパターンである。上述のファスナーのさらに別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、y軸に沿って互いに対して秩序づけられる。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、配列は、2つ以上の方向に繰り返される。この実施態様の別の態様において、ファスナーは、相対角度配向で相互係合することができる。
【0016】
発明の詳細な説明
本発明は、複数のステムを含み、ステムが基板上に繰り返す無秩序配列に位置する機械式ファスナーを提供する。係合ステムの配列のため、一対のファスナーが相互係合することができ、すなわち、自己噛み合いすることができる。さらに、係合ステムの配列のため、一対のファスナーは、いずれの相対平面位置でも、または、いずれの相対角度配向でも、比較的一定な係合力で且つその平面位置または角度配向に係わらず比較的一定な係合解除力で、相互係合することができる。
【0017】
図3は、本発明の好適な無秩序配列には係合ステム28がどこに位置するかを示す概略図である。係合ステム28の位置は、ファスナー20のこの図では円として表示される。円は、係合ステム28の位置を表し、係合ステム28のサイズまたは形状を表すのではない。係合ステム28は、いずれの所望の形状、サイズまたは形態であってもよい。第1の無秩序配列34は、x軸、y軸を含み、これは、互いに対して相互に垂直である。原点Oは、x軸とy軸との交差する点に位置する。x軸、y軸および原点は、配列34内の個別の係合ステム28の位置を表すのに便利である。さらに、x軸、y軸および原点は、機械式ファスナー20内で互いに対して係合ステム28の個別の配列の位置を表すのに便利である(図4参照)。
【0018】
図3において、第1の配列34は、係合ステム28の無秩序配列の例である。配列34は、18個の個別ステムを含むものとして例示される。しかし、いずれの数の係合ステム28も、繰り返し配列に含まれてもよいと理解される。本発明を説明するのに使用される「無秩序」という用語は、機械式ファスナーにおける係合ステムの相対位置を意味し、係合ステム28の位置は、互いに対して数学的に予測できないことを示す。この数学的に予測できないということは、係合ステム28の1つまたはいずれの数の位置がわかっていたとしても、この情報は、他のいずれの係合ステム28の位置を決定するのに使用することができないということを意味する。係合ステム28の無秩序パターンを得るには3つの方法がある。所与の数のステム28のためには、係合ステム28のx位置が無秩序であってもよく、または、係合ステム28のy位置が無秩序であってもよく、または、係合ステム28のx位置およびy位置の両方が無秩序であってもよい。対照的に、たとえば背景で検討されているもののような典型的な先行技術のファスナーは、ステムの秩序づけられた配列を含む。ステムを秩序づけることは、ステムのx位置およびy位置の両方が秩序づけられていることを意味する。言い替えると、係合ステム28のx位置は、互いに対して数学的に予測可能であり、係合ステム28のy位置は、互いに対して数学的に予測可能である。表1は、係合ステムの秩序づけられた配列対本発明の係合ステムの3種類の無秩序配列を例示する。
【0019】
【表1】
【0020】
図3は、ステム28のx位置は互いに対して無秩序であり、ステムのy位置は互いに対して秩序づけられる係合ステム28の無秩序配列34の例を示す。ステムのy位置の1つの好適な秩序づけられたパターンは、隣接するステム同士のy距離がa−a−bのパターンである。そのようなパターンの1つにおいて、aはbより小さいことが好ましい。1つの特定な実施態様において、aのbに対する比率は0.68である。好適な間隔あけの1つの例は、aが18.7単位に等しく、bが27.5単位に等しいものである。下記の表2は、18の個別ステムすべてのx位置およびy位置と、図3の無秩序配列34の隣接するステム間のy距離と、を示す。報告された位置は、原点Oからステムの中心へ測定される。報告された距離は、1つの係合ステム28の中心から隣接する係合ステム28の中心へ測定される。
【0021】
【表2】
【0022】
上記表2の数字はいずれの単位であってもよい。1つの適切な単位は、10−3インチである。1つの好適な実施態様において、表2は10−3インチの距離として読まれる。この好適な実施態様において、ヘッド32の直径は、22×10−3インチ(55.9×10−3cm)であることが好ましい。あるいは、表2の距離は、他の無秩序配列を形成するために、縮尺が上がっても下がってもよい。ヘッド32のサイズは、次いで、所望の係合力および係合解除力を提供する間隔あけの観点から選択されることが可能である。
【0023】
図4は、好適な機械式ファスナー20の概略図である。ファスナー20は、係合ステム28の複数の繰り返し無秩序配列(34、36、38等)を含む。無秩序配列のいくつかは、配列の繰り返しパターンを例示する助けをするために概略される。この好適な実施態様において、係合ステム28の各無秩序配列は、同一である。すなわち、係合ステム28の合計数および配列内の各ステムの位置は、次の配列と同一である。たとえば、第1の配列34は第2の配列36と同一であり、第2の配列36は第3の配列38と同一であるということである。しかし、無秩序配列の繰り返しコピーは、隣接する互いに対しては必要とされない。代わりに、同一の無秩序配列が、1つおきまたは2つおきまたは3つおきの配列で繰り返されてもよい(図5参照)。
【0024】
係合ステム28の無秩序配列は、第1の配列34および第2の配列36によって例示されるように、x方向、および、第1の配列34および第6の配列44によって例示されるように、y方向、のいずれかまたは両方、で繰り返すことが好ましい。互いに対して繰り返す無秩序配列の位置は、x方向およびy方向のいずれかまたは両方で、秩序づけられるかまたは無秩序であるかである。複数の配列の中の秩序づけられたかまたは無秩序の関係は、隣接する配列の対応するステム間のx距離に中心を置く中心を測定することによって例示される。たとえば、第1の配列34の第1のステム1と第2の配列36の第1のステム1との間のx距離に中心を置く中心は、第1の配列34の第2のステム2と第2の配列36の第2のステム2との間のx距離に等しい。
【0025】
好ましくは、ステムの複数の無秩序配列は、x方向の秩序づけられたパターンで繰り返される。さらに好ましくは、繰り返し配列は、隣接する配列間に少なくとも2つの異なるx距離を含む。1つの好適な例において、繰り返し配列は、隣接する配列間に少なくとも3つの異なるx距離を含む。隣接する配列間に少なくとも3つの異なるx距離を含む配列の1つの例は、図4に例示される。この例は、隣接する配列間のx距離にA−B−C−Bのパターンを使用する。しかし、いずれの秩序づけられたパターンを使用してもよい。報告された距離は、1つの係合ステム28の中心から隣接する係合ステム28の中心へ測定される。この例において、第1の配列34の第1のステム1と第2の配列36の第1のステム1との間のx距離はAである。第2の配列36の第1のステム1と第3の配列38の第1のステム1との間のx距離はBである。第3の配列38の第1のステム1と第4の配列40の第1のステム1との間のx距離はCである。第4の配列40の第1のステム1と第5の配列42の第1のステム1との間のx距離はBである。次いで、配列の次のセットが、同一のパターン、A−B−C−Bでx軸に沿って繰り返す。1つの好適な実施態様において、AはBより大きく、BはCより大きい。別の好適な実施態様において、AのBに対する比率は1.007であり、BのCに対する比率は1.083である。表3は、A、B、Cの値の好適な実施態様を含む。
【0026】
【表3】
【0027】
表3の値は、いずれの単位であってもよい。1つの好適な実施態様において、表3の間隔あけは、10−3インチである。あるいは、表3の数値は、他の無秩序配列を形成するために、縮尺が上がっても下がってもよい。
【0028】
好ましくは、ステムの複数の無秩序配列は、y軸に沿って秩序づけられたパターンで互いに対しても繰り返される。y軸に沿った複数の配列内の秩序づけられたかまたは無秩序の関係は、隣接する配列の対応するステム間のy距離に中心を置く中心を測定することによって例示される。より好ましくは、繰り返し配列は、隣接する配列間に少なくとも2つの異なるy距離を含む。図4は、少なくとも2つの異なるy距離を含む繰り返し配列の1つの好適な例を例示する。この例は、隣接する配列間のy距離にM−Nのパターンを使用する。しかし、いずれの秩序づけられたパターンを使用してもよい。この例において、第1の配列34の第1のステム1と第6の配列44の第1のステム1との間のy距離はMに等しい。第6の配列44の第1のステム1と第7の配列46の第1のステム1との間のy距離はNに等しい。しかし、上述のように、無秩序配列は、y軸で互いに対して無秩序であってもよく、または、異なるパターンで秩序づけられてもよい。
【0029】
機械式ファスナー20の好適な実施態様は、x軸およびy軸の両方で互いに対して秩序づけられて繰り返す無秩序配列を含む一方、あるいは、無秩序配列は、x方向およびy方向のいずれかまたは両方に沿って互いに対して無秩序であってもよいことが理解される。さらに、繰り返し無秩序配列は、x軸およびy軸の一般方向以外の方向に繰り返されてもよく、または、3つ以上の方向に繰り返されてもよいことが理解される。たとえば、繰り返し無秩序配列は、x軸に対して対角線方向に繰り返されてもよく、または、3つまたは4つの異なる方向に繰り返されてもよい。「繰り返しパターン」を有する機械式ファスナーは、少なくとも2つの同一の無秩序配列を含むことが理解される。しかし、2つの無秩序配列は、互いに隣接する必要はない。その代わり、無秩序配列は、互いから間隔をおいて離れてもよく、係合ステムの別の配列がそれらの間に位置し、依然として「繰り返しパターン」とみなされる。
【0030】
図5は、別の好適な機械式ファスナー20の概略図である。機械式ファスナー20も、係合ステム28の繰り返し無秩序配列を含む。無秩序配列のいくつかは、繰り返し配列パターンを例示する助けをするために概略される。ファスナー20の第1の無秩序配列50は、図3の第1の無秩序配列34と同一の配列である。ファスナー20の第2の配列52は、第1の配列50と同一の数の係合ステム28を含む。しかし、第2の配列52におけるステム2’、4’、7’、11’、14’、17’の位置は、第1の配列50におけるステム2、4、7、11、14、17の位置に対して動かされる。第3の無秩序配列54は、第1の無秩序配列50の繰り返しである。第4の配列56は、第2の無秩序配列52の繰り返しである。あるいは、ファスナー20は、より大きな繰り返し無秩序配列の2つのコピー、すなわち、第5の無秩序配列58および第6の無秩序配列60を有するとして説明されてもよく、これらは互いに隣接する。第5の無秩序配列は、第1および第2の無秩序配列50、52の36個のステムを含む。第6の無秩序配列60は、第4および第5の無秩序配列54、56の36個のステムを含む。係合ステム28の繰り返し無秩序配列は、係合ステム28の3つ以上のより小さな無秩序配列を含んでもよいと理解される。
【0031】
個別ファスナーの対は、図4および図5の機械式ファスナー20のいずれから切断されてもよい。個別ファスナー20の対は、同一のより大きいファスナー20から、または、係合ステム28の異なる配列を有するかまたは単位面積当たりの異なるステム密度を有する2つの別個のファスナー20から切断されてもよい。ファスナーの対が切断されるマスターロールが何であるかに係わらず、係合ステム28の無秩序配列によって、ファスナーの対は相互係合することができ、言い替えると、自己噛み合いすることができる。さらに、係合ステム28の無秩序配列によって、比較的一定な係合力で且つその角度配向に係わらず比較的一定な係合解除力で、ファスナーはいずれの角度配向でも相互係合することができる。機械式ファスナー20の対の相対角度位置は、0.5度ほど変動してもよく、依然として相互係合することができる。係合ステム28の無秩序配列によって、ファスナー20の対は、比較的一定な係合力で且つその平面位置に係わらず比較的一定な係合解除力で、いずれの相対平面位置でも相互係合することができる。機械式ファスナー20の対の相対平面位置は、小さな増分で変動してもよく、依然として相互係合することができる。
【0032】
配列のステムの無秩序位置は、ファスナー20の対が基板22に対して平行な方向で互いに対して、剪断スリップと称される滑る機会を最小限にする。さらに、x軸およびy軸に沿って互いに対する配列の秩序づけられたまたは無秩序の位置が、ファスナー20が剪断方向に互いに対して滑るのを阻止する。
【0033】
ファスナーを相互係合するのに必要な係合力は、ファスナーの係合を解くのに必要な係合解除力に必ずしも等しくはない。好ましくは、ファスナーの対は、係合する力よりも、互いから係合を解くためにより強い力を必要とする。一対のファスナーの間の係合力および係合解除力に影響を与える要因として、係合ステム28のヘッド32のサイズおよび形状、隣接する係合ステム28間の間隔あけ、ファスナーの平面領域に対するヘッドの平面領域、ステム30の断面形状、および、全体的係合ステム剛性が挙げられる。これらの要因は、機械式ファスナーの対に意図される使用のために好適な係合力および係合解除力を達成するために、当業者によって最適化される。あるいは、機械式ファスナー20は、フックアンドループファブリックに適切ないずれのループ材料に係合してもよい。
【0034】
図4および図5の概略図は、個別の係合ステム28の位置を表す。係合ステム28は、いずれの所望の高さ、断面またはヘッド形状であってもよい。係合ステムの1つの好適な種類は、図1に例示された係合ステム28であり、これは、マッシュルーム形状のヘッド32と、円形断面を備えたステム30と、を含む。ステム30の好適な高さは、基板22の第1の主要表面24からヘッド32の底部へ測定して、0.002〜0.500インチ(0.005〜1.27cm)の範囲である。ステム30のより好適な高さは、基板22の第1の主要表面24からヘッド32の底部へ測定して、0.015〜0.150インチ(0.0381〜0.381cm)の範囲である。ステム30のもっとも好適な高さは、基板22の第1の主要表面24からヘッド32の底部へ測定して、0.025〜0.075インチ(0.064〜0.191cm)の範囲である。係合ステム28のヘッド22の好適な高さは、ヘッド32の底部からヘッド32の頂部へ測定して、0.002〜0.215インチ(0.005〜0.546cm)の範囲である。係合ステム28のヘッド22のより好適な高さは、ヘッド32の底部からヘッド32の頂部へ測定して、0.005〜0.090インチ(0.013〜0.229cm)の範囲である。係合ステム28のヘッド22のもっとも好適な高さは、ヘッド32の底部からヘッド32の頂部へ測定して、0.010〜0.030インチ(0.025〜0.076cm)の範囲である。あるいは、係合ステム28の高さは、単一の機械式ファスナー20内で変動してもよい。
【0035】
ステム30の好適な直径は、0.003〜0.070インチ(0.008〜0.178cm)の範囲である。ステム30のより好適な直径は、0.005〜0.025インチ(0.013〜0.064cm)の範囲である。ステム30のもっとも好適な直径は、0.008〜0.016インチ(0.020〜0.041cm)の範囲である。ステムは、円筒形であってもテーパ状であってもよい。ヘッド30の好適な直径は、その最外周囲で0.005〜0.150インチ(0.013〜0.381cm)の範囲である。ヘッド30のより好適な直径は、その最外周囲で0.010〜0.075インチ(0.025〜0.191cm)の範囲である。ヘッド30のもっとも好適な直径は、その最外周囲で0.018〜0.030インチ(0.046〜0.076cm)の範囲である。
【0036】
ファスナー20のヘッド密度は、ヘッド32によって占有される平面領域を基板22の合計領域で割ったものに等しい。ヘッド密度は、所望の使用に基づいて選択されてもよい。好ましくは、ヘッド密度は、一対のファスナー20の間で係合が可能であり且つ強力な係合が達成されるように依然として十分な密度があるように選択される。ファスナー20のヘッド密度は、14%〜45%の範囲であることが好ましい。より好ましくは、ヘッド密度は、20%〜40%の範囲である。もっとも好ましくは、ヘッド密度は、30%〜35%の範囲である。
【0037】
所与の領域の係合ステム28の数はいずれであってもよく、ファスナー20の所望の使用、および、係合ステムのサイズに基づいて選択される。係合ステムの1つの好適な密度は、7〜22959ステム/インチ2(1〜3560ステム/cm2)の範囲である。係合ステムのより好適な密度は、198〜1768ステム/インチ2(31〜274ステム/cm2)の範囲である。係合ステムのもっとも好適な密度は、285〜804ステム/インチ2(44〜125ステム/cm2)の範囲である。係合ステム28の剛性は、ステム28の直径、高さおよび材料に関係する。0.012〜0.016インチ(0.030〜0.041cm)の範囲のステム直径および0.015〜0.051インチ(0.038〜0.0130cm)の範囲のステム高さには、曲げ弾性は、25,000〜2,000,000psi(172,250〜13,780,00kPa)の範囲が好ましい。0.014インチ(0.0356cm)のステム直径および0.037インチ(0.094cm)のステム高さには、より好適な曲げ弾性は、およそ200,000psi(1,378,000kPa)である。
【0038】
機械式ファスナー20は、当業者に公知のいずれの方法で製造されてもよい。本発明は、係合ステム28の位置および配列に関する。サイズ、形状および製造技術は、重要ではなく、当業者によって所望のように選択されることができる。機械式ファスナーを製造する1つの適切な方法が、1998年12月23日に発行された国際特許公開第WO98/57564号(Kampfer)に開示されている。この公報は全体として、予め選択された熱可塑性樹脂を使用して基板上にステムを形成する方法を開示する。樹脂は、従来の手段で押出機に供給され、これが樹脂を溶かし、加熱された樹脂をダイへ運ぶ。ダイは、樹脂を材料の広いリボンとして、細長い穴の形態の型キャビティのアレイを有するシリンダ等の型表面に押し出す。細長い穴は、たとえばシリンダをドリルすることによって、本発明のステムの配列を提供するように位置してもよい。好ましくは、細長い穴は、凝固した樹脂を型キャビティから除去するのを容易にするためにテーパ状になっている。これらの穴または型キャビティは、まっすぐな(すなわち、長手方向に1本の軸のみ)キャビティの形態であることが好ましい。型キャビティは、真空システムに接続されて、型キャビティ内への樹脂の流れを容易にすることができる。これは、型シリンダの内部表面に押し出された余剰材料を除去するためにドクターブレードまたはドクターナイフを必要とする。型キャビティは、液体樹脂が入るための開口端と閉鎖端とを有する型表面で終端することが好ましい。この場合、真空を使用して、ダイへ入る前に型キャビティを部分的に排気することができる。型表面は、たとえばダイの側縁から押し出されている余剰樹脂を妨げるために接触するダイの型表面に合致することが好ましい。型表面およびキャビティが、空気または水等で冷却された後に、一体的に成形された基板および直立した形成されたステムを型表面からストリッパロール等によって剥ぎ取る。これは、熱可塑性樹脂の一体的に形成されたステムを有する基板を提供する。ステムは、次いでヘッドが付される。ステムにヘッドを付すための1つの適切な方法が、米国特許第5,077,870号、Melbye et al.である。機械式ファスナーを製造する別の適切な方法は、本願と同日出願の同時係属中の「機械式ファスナーおよびその製造方法(A Mechanical Fastener and Method of Making the Same)」、米国特許出願第09/290,751号、代理人整理番号54696USA7Aに開示されている。
【0039】
本発明の機械式ファスナー20は、保管および輸送が便利であるようにロールとして巻くことができる長く幅広いウェブに製造することができる。そのようなロールの機械式ファスナー材料は、任意に、係合ステムとは反対側の基板の表面に感圧接着剤の層を有することができる。機械式ファスナーの所望のサイズの片をファスナー材料のロールから切断することができ、物品に接着剤または他の方法で固定されて、物品を第2の物品または基板に剥離可能に接着することができる。
【0040】
先に述べたように、本発明の機械式ファスナー20は、それ自体に、または別の機械式ファスナーの係合ステムに、またはループ構造物に係合することができる。本発明のファスナーは、フックアンドループまたはヘッド付ステムファスナーが、現在使用されるところはどこでも、たとえば、自動車、電子製品、船舶、輸送、購買時点広告(POP)、および自動車アフターサービス市場使用等に使用されることができる。たとえば、本発明の機械式ファスナーは、バックアップパッドへの研磨ディスク、アクセスパネル、自動車装備品、シートカバー、ヘッドライナー、コンピュータモニタカバー、カーペット、壁装飾物、絵画、信号、および、ディスプレイ等の付属品、封筒、メーラー、箱、および、パウチ等のクロージャ、および、携帯電話、コンピュータプリンタ、オフィス家具、オフィスパネル、おもちゃ、および、絵画フレーム等の組立品に有用である。
【0041】
基板22および係合ステム28は、一体的に成形されることが好ましい。基板22および係合ステム28は、いずれの熱可塑性樹脂からも作ることができる。適切な熱可塑性樹脂として、ポリ(エチレンテレフタレート)等のポリエステル、ナイロン等のポリアミド、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)、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレン、ポリウレタン、および、可塑化ポリ塩化ビニルが挙げられる。熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンおよびポリエチレン混合物を含む混合物を含んでもよい。前述の樹脂のコポリマーも使用することができる。好適な熱可塑性樹脂は、テキサス州ヒューストンのフィリップ・スミカ・ポリプロピレン社(Phillips Sumika Polypropylene Company)が商品名Phillips HGZ−180およびPhillips HGX−030−01で販売のもの等のポリプロピレンポリマー樹脂である。
【0042】
基板22および係合ステム28は、1つまたはそれ以上の添加剤を含んでもよく、ヒュームドシリカ、タルクまたはクレー等の粉末;電磁、電気伝導、熱伝導、電気および熱伝導、または、非伝導の粒子;繊維;ガラスまたはポリマー中空微小球、ガラスまたはポリマー中実微小球、膨張可能なポリマー微小球、帯電防止剤、潤滑剤、湿潤剤、流れ制御剤、増粘樹脂、界面活性剤、顔料、染料、着色剤、カップリング剤、可塑剤、および、酸化防止剤が挙げられるが、それらに限定されない。
【0043】
本発明は、数実施態様を参照して説明されてきた。前述の詳細な説明および例は、理解を明瞭にするためにのみ与えられた。それから不必要な限定が理解されるべきではない。本発明の範囲から逸脱することなく、説明された実施態様に多くの変更を行うことができることは当業者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、上述の詳細および構造物のみに限定されるべきではなく、特許請求の範囲の文言によって説明された構造物およびそれらの構造物の等価物によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付の図面を参照してさらに説明され、同一の構造物には、数枚の図面を通して同一の参照符号が付される。
【図1】 一般的な先行技術の機械式ファスナーの側面図である。
【図2】 互いに相互係合した図1の先行技術の機械式ファスナーの対の側面図である。
【図3】 本発明の係合ステムの好適な無秩序配列の概略平面図である。
【図4】 本発明の機械式ファスナーの概略平面図であり、図3の係合ステムの複数の無秩序配列を繰り返しパターンで含む。
【図5】 本発明の代替機械式ファスナーの概略平面図であり、係合ステムの複数の無秩序配列を繰り返しパターンで含む。
Claims (5)
- a)基板と、
b)該基板から延在する複数の係合ステムと、
を具備する機械式ファスナーであって、
該複数の係合ステムは、複数の繰り返し配列内に配置され、
該複数の繰り返し配列は、前記基板の表面に沿う2つ以上の方向に繰り返され、
前記各々の繰り返し配列内における前記複数の係合ステムの各々の位置は、x軸に沿って互いに対して秩序付けられていない一方で、前記x軸に対して垂直であるy軸に沿って互いに対して秩序づけられ、
前記各々の繰り返し配列内の隣接する前記複数の係合ステム間のy軸方向の距離は、a−a−bのパターンである;ここで、aは隣接する係合ステム間のy軸方向の第1の距離であり、bは隣接する係合ステム間のy軸方向の第2の距離であり、aとbとは異なるy軸方向の距離である、機械式ファスナー。 - a<bである、請求項1記載の機械式ファスナー。
- 前記複数の繰り返し配列の各々の位置は、x軸方向に沿って互いに対して秩序づけられ、隣接する前記複数の繰り返し配列間のx軸方向の距離は、少なくとも2つの異なるx軸方向の距離を含むパターンである、請求項1記載の機械式ファスナー。
- 隣接する前記複数の繰り返し配列間のx軸方向の距離は、A−B−C−Bのパターンである;ここで、Aは隣接する繰り返し配列間のx軸方向の第1の距離であり、Bは隣接する繰り返し配列間のx軸方向の第2の距離であり、Cは隣接する繰り返し配列間のx軸方向の第3の距離であり、AとBとCとは、3つの異なるx軸方向の距離である、請求項3記載の機械式ファスナー。
- 前記ファスナーは相互係合機械式ファスナーである請求項1記載の機械式ファスナー。
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