KR0131600B1

KR0131600B1 - 기계적인 체결 프롱

Info

Publication number: KR0131600B1
Application number: KR1019900001076A
Authority: KR
Inventors: 알버트 토마스 데니스; 리 브랜니 테드
Original assignee: 리챠드 챨스 위트; 더 프록터 앤드 갬블 캄파니
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1998-04-16
Also published as: IE63342B1; CN1047021A; ATE105153T1; DE69008557T2; CA2008613A1; PT8408U; BR9000429A; CN1081908C; CA2008613C; FI95644C; AU638968B2; DE69008557D1; JPH03198803A; EP0382024B1; ES2052981T3; DK0382024T3; MY105220A; IE900347L; EP0382024A1; NZ232292A

Abstract

내용 없음.

Description

기계적인 체결 프롱

제1도는 본 발명의 체결 시스템의 사시도.

제2도는 약 270°의 사잇각을 지니는 결합수단을 가지는 본 발명의 체결 시스템의 프롱의 측면 외형도.

제3도는 약 180°의 사잇각을 지니는 결합수단을 가지는 프롱의 측면 외형도.

제4도는 약 315°의 사잇각을 지니는 결합수단을 가지는 본 발명의 체결 시스템의 프롱의 측면 외형도.

제5도는 제 1 세그먼트와 꺽인 제 2 세그먼트를 지니는 결합수단을 가지는 본 발명의 체결 시스템의 프롱의 측면 외형도.

제6도는 제 1 세그먼트, 제 2 세그먼트 및 꺽인 제 3 세그먼트를 지니는 결합수단을 가지는 본 발명의 체결 시스템의 프롱의 측면 외형도.

제7도는 본 발명의 체결 시스템을 제조하는데 사용될 수 있는 하나의 장치 개략적인 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 체결 시스템 22 : 프롱

24 : 기재 26 : 베이스

28 : 생크 30 : 결합수단

31 : 꺽인 세그먼트 32 : 종축

34 : 선단부 38 : 횡방향 최대 투영길이

70 : 닙 72 : 프린트 롤

74 : 백킹 롤 76 : 셀

78 : 절단수단 80 : 홈통

본 발명은 재체결 가능한 체결 시스템(refastenable mechanical fastening system)에 관한 것으로, 특히 기계적인 체결 시스템의 프롱(prong)에 관한 것이며, 더욱이 개선된 결합수단을 가져서 상보적인 수용표면(a complementary receiving surface)에 더욱 효과적으로 결합하는 프롱에 관한 것이다.

해체가능하게 고정가능한 기계적인 체결 시스템은 이 분야에 잘 알려져 있다. 이러한 체결 시스템들은 2개의 물품들을 함께 고정시키는데 통산 사용된다. 체결 시스템은 기재(a substrate)와, 베이스(base), 생크(shank) 및 결합수단을 지니는 적어도 하나의 프롱을 가진다. 프롱은 베이스가 기재에 결합된다. 프롱의 베이스와 인접하게 생크가 위치하며, 생크는 베이스와 기재로부터 외측으로 돌출한다. 결합수단은 기재로부터 이격되어 생크에 결합된다. 결합수단은 생크의 원주로부터 횡방향으로 돌출되며 기재를 향하여 대면하는 표면을 가진다.

2개의 물품을 고정시키려면 결합수단이 상보적인 수용표면의 섬유, 스트랜드(strands) 또는 국부적인 유도 변형부(induced localized deformations)를 붙잡아서 이루어진다. 물품들이 함께 고정되면, 체결 시스템의 결합수단과 수용표면의 섬유, 스트랜드 또는 국부적인 변형부들 사이의 물리적인 방해와 그 결과의 기계적인 간섭이 잡아당기거나 전단력을 가하는 것과 같은 가해지는 분리력이 이러한 힘에 대한 체결 시스템과 수용표면의 저항력을 초과할 때까지는 2개의 물품들이 해체되는 것을 저지한다.

체결 시스템과 수용표면을 분리시키는 힘에 대한 저항력이 해체와 분리를 발행시키지 않고 유지될 수 있게 결정하는데 보다 중요한 요소중 하나는 결합수단의 사잇각(included angle)이다. 사잇각이란 프롱의 베이스의 중심을 통과하는 기재에 대한 수직선으로부터의 결합수단의 각도 변위이다.

많은 결합수단이 현재 알려진 재체결 가능한 기계적인 체결 시스템에서 사용된다. 예를 들면, 잘 알려진 형태의 하나의 결합수단은 기재를 향하는 평면표면을 가지는 반구형 헤드를 가지며 통상 버섯형(mushroom-shaped)으로 지칭된다. 이러한 결합수단은 일반적으로 1980년 8월 5일 특허된 샴스(Schams) 등의 미국 특허 제4,216,257호, 1982년 7월 13일 특허된 마쯔다(Matsuda)의 미국 특허 제4,338,800호 및 스크립스(Scripps) 명의이며 프록터 앤드 갬블 캄파니에 의해서 1988년 1월 26일 출원된 유럽 특허출원 공보 제0,276,970호에 도시된다. 그러나, 이러한 실시예들에서는, 기재에 대한 프롱의 스템(stem)의 배향에 따라서 결합수단은 약 90°내지 약 165°의 사잇각을 가진다.

다른형태의 기계적인 체결 시스템은 루프로부터 절단되는 후크형인 프롱을 이용하며, 이 프롱은 1963년 4월 2일 특허된 드 메스트럴(de Mestral)의 미국 특허 제3,083,737호, 1964년 11월 3일 특허된 드 메스트럴의 미국 특허 제3,154,837호 및 1976년 3월 16일 특허된 드 브라밴더(De Brabander)의 미국 특허 제3,943,981호에 도시된 것과 같은 막대사탕과 다소 유사하다. 후크형 체결 시스템은 일반적으로 체결 시스템을 형성하는데 사용되는 루프가 절단되는 장소에 따라서 약 180°또는 그 미만의 사잇각을 가진다. 절단 루프 시스템이외의 방법들에 의해서 제조된 후크형 체결수단은 1971년 12월 21일 특허된 어브(Erb)의 미국 특허 제3,629,032호 및 1971년 7월 27일 특허된 어브의 미국 특허 제3,594,863호에 개시된다. 또한, 이러한 체결수단은 약 180°의 사잇각을 가진다.

여러 가지 다른 구조물들도 체결 시스템의 결합수단으로서 사용되기에 적합한 것으로 개시된다. 예를 들어, 1970년 12월 29일 특허된 어브의 미국 특허 제3,550,837호, 1973년 1월 9일 특허된 리비치(Ribich) 등의 미국 특허 제3,708,833호 및 1984년 6월 12일 특허된 볼만(Wollman)의 미국 특허 제4,454,183호는 다른 형태의 결합수단을 도시하는데, 이들 중 어느 것도 180°보다 큰 사잇각을 가지지 않는다.

본 발명의 목적은 수용표면의 스트랜드 또는 섬유들을 더욱 확고하게 결합하거나 붙잡아서 가해지는 분리력에 저항하는 체결 시스템을 제공하고자 하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 약 180°보다 대체로 큰 사잇각을 지니는 결합수단과 꺽인 세그먼트(a reetrant segement)를 가지는 체결 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

[발명의 개요]

본 발명은 상보적인 수용표면에 부착되는 체결 시스템에 관한 것이다. 체결 시스템은 기재와, 베이스, 생크 및 결합수단을 지니는 적어도 하나의 프롱을 가진다. 프롱은 베이스가 기재에 결합된다. 프롱의 생크는 프롱의 베이스와 기재에 인접하고 그로부터 종방향 외측으로 돌출한다. 프롱의 결합수단은 프롱의 생크에 결합되며 상기 생크의 원주로부터 반경방향 외측 횡방향으로 돌출한다. 결합수단은 약 180°보다 대체로 큰 사잇각과 꺽인세그먼트를가진다.

하나의 실시예에서는, 결합수단은 횡방향으로 돌출된 제 1 세그먼트와 횡방향으로 돌출된 꺽인 제2 세그먼트를 가진다. 횡방향으로 돌출하는 제 1 세그먼트는 생크의 원주를 지나 반경방향 외측으로 돌출한다. 횡방향으로 돌출하는 꺽인 제 2 세그먼트는 프롱의 생크를 향하여 돌출하여서, 결합수단은 제 1 세그먼트와 꺽인 세그먼트 사이에 자유공간을 규정한다. 자유공간 속에서 그로부터 시작하여 기재의 평면을 항하여 대체로 수직한 종방향 투영길이는 횡방향 세그먼트중 하나를 붙잡는다.

제 2 실시예에 있어서, 결합수단은 제 1, 제 2 및 제 3 세그먼트를 가진다. 제 1 세그먼트는 프롱의 원주를 지나 반경방향 외측 횡방향으로 돌출한다. 제 2 세그먼트는 제 1 세그먼트에 결합되고 제 1 세그먼트에 대해서 종방향으로 돌출한다. 제 3 세그먼트는 제 2 세그먼트에 결합되고 생크를 향하여 횡방향으로 돌출한다. 자유공간은 결합수단의 세그먼트들 사이에서 규정된다. 자유공간 속에서 그로부터 시작하여 기재의 평면을 향하여 대체로 수직한 종방향 투영길이는 횡방향 세그먼트중 하나를 붙잡는다.

명세서가 본 발명을 특별히 지정하고 명확히 청구하는 청구범위를 포함하지만, 유사한 요소들이 동일한 참조번호로 표시되는 첨부된 도면을 참조한 하기의 설명으로부터 본 발명은 더욱 잘 이해될 것이다.

본 발명의 체결 시스템(20)은 적어도 하나의 프롱(22), 특히 제1도에 도시되는 소정의 형태로 기재(24)에 결합된 프롱(22)들의 배열구조체를 포함한다. 각각의 프롱(22)은 베이스(26), 생크(28) 및 결합수단(30)을 가진다. 프롱(22)의 베이스(26)는 기재(24)와 접촉하고 접착되며 생크(28)의 기단을 지지한다. 생크(28)는 기재(24)와 베이스(26)로부터 외측으로 돌출한다. 생크(28)는 결합수단(30)에 결합되는 말단에서 종지된다. 결합수단(30)은 하나 또는 그 이상의 방향으로 생크(28)를 지나 횡방향으로 반경방향으로 돌출하며 후크형 살(tine)과 유사할 수도 있다. 여기에서 사용되는 횡방향(lateral)이란 용어는 특정 프롱(22)에서 기재(24)의 평면에 대체로 평행한 벡터 성분을 가지는 것을 의미한다. 결합수단(30)이 횡방향으로 생크(28)의 원주를 지나 돌출하면 상보적인 수용표면(도시않됨)에 고정된다.

체결 시스템(20)은 상보적인 수용표면에 고정된다. 여기에서 사용되는 체결 시스템(20)의 결합수단(30)이 고정되는 수용표면이란 용어는 결합수단이 수용표면으로부터 쉽게 분리되지 않게 결합수단과 상호작용하는 어떤 평면 또는 표면을 지칭한다. 수용표면은 결합수단(30)에 상보적인 조밀하게 간격진 개구들을 가지며 하나 또는 그 이상의 스트랜드 또는 섬유로 규정되는 노출면을 가질 수 있다. 이와는 달리, 노출면은 국부적으로 탄성 변형될 수도 있어서, 결합수단(30)이 붙잡히게 되고 훼방없이는 철수되지 못한다.

체결 시스템(20)의 요소들을 보다 상세하게 고찰하기 위해서 제2도를 참조하면, 체결 시스템(20)의 기재(24)는 프롱(22)이 원하는 형태로 부착되는 양호한 판재이다. 기재(substrate)는 하나 또는 그 이상의 프롱(22)이 결합되는 어떠한 노출면이다. 기재(24)는 체결 시스템(20)의 각각의 프롱(22)사이에서 뜯어지거나 분리되지 않게 충분히 강해야 한다. 더우기, 기재(24)는 프롱(22)에 결합가능하고 또한 사용자에 의해서 필요할 때 물품을 고정시키게 결합 가능한 재료로 제조된다. 여기에서 사용되는 결합(join)이란 용어는 제 1 부재 또는 요소가 제 2 부재 또는 요소에 직접적으로 또는 간접적으로 부착 또는 연결되고, 제 1 부재 또는 요소가 중간부재 또는 요소에 부착 또는 연결되되며, 다음에는 중간부재 또는 요소가 제 2 부재 또는 요소에 부착 또는 연결되는 상태를 지칭한다. 제 1 부재 또는 요소와 제 2 부재 또는 요소 사이에 결합은 물품의 수명에 걸쳐서 남아 있게 된다.

기재(24)는 또한 말려질 수 있고, 종래의 제조방법을 지지하도록 가요성이어서 기재(24)는 필요한 형상으로 만곡되거나 굽혀지고 그 위에 떨어지는 액체 프롱(22)의 열을 견디어 이러한 프롱(22)이 냉각될 때까지 녹거나 나쁜 영향을 주지 않아야 한다. 또한, 기재(24)는 여러 가지 폭으로 사용될 수 있어야 한다. 적당한 기재(24)는 편직물, 직포, 부직포, 필름, 특히 폴리올레핀 필름 및 양호한 크라프트지(kraft paper)를 포함한다. 제곱미터당 약 0.08kg(50 pounds per 3,000 square feet)의 기초 무게를 가지는 화이트 크라프트지가 적당함을 알게 되었다.

프롱(22)의 베이스(26)는 기재(24)에 대한 부착 평면을 포함하며 생크(28)의 기단에 인접하게 위치된다. 여기에서 사용되는 베이스(base)란 용어는 기재(24)와 직접 접촉하고 프롱(22)의 생크(28)를 지지하는 프롱(22)의 부분을 지칭한다. 기재(24)상의 베이스(26)의 풋프린트의 형상은 중요하지 않으며 어떤 방향에서 그 방향으로 보다 큰 박리강도를 제공하도록 확장될 수도 있다. 여기에서 사용되는 풋프린트(footprint)란 용어는 기재(24)상의 베이스(26)의 평면 접촉면적을 지칭한다. 대체로 원형의 풋프린트가 양호하다. 여기에서 설명된 실시예에서는, 대체로 원형이고 직경이 약 0.76mm 내지 1.27mm(0.030 내지 0.050인치)인 풋프린트가 적당하다.

생크(28)는 베이스(26)에 인접하고 베이스(26)가 기재(24)로부터 외측으로 돌출한다. 여기에서 사용되는 생크(shank)란 용어는 베이스(26)에 인접하고 베이스(26)와 결합수단(30)의 중간에 놓이는 프롱(22) 부분을 지칭한다. 생크(28)는 기재(24)와 결합수단(30)이 종방향으로 이격되게 한다. 여기에서 사용되는 종방향(longitudinal)이란 용어는 프롱(22)의 베이스(26)가 있는 기재(24)의 평면을 향하는 벡터 성분을 가지는 방향이라고 특정하지 않는 한, 상술한 기재(24) 평면에 대하여 수직거리가 증가되도록 기재(24)로부터 멀어지는 벡터 성분을 가지는 방향을 의미한다.

종축(32)은 각각의 프롱(22)에 관련된다. 여기에서 종축(longitudinal axis)이란 용어는 베이스(26)의 풋프린트의 대체로 중심에 위치하고 생크(28)의 말단을 통하여 결합수단(30)의 선단부(34)까지 횡방향으로 그리고 종방향으로 연장된 가상선을 지칭한다. 프롱 베이스(26), 생크(28) 및 결합수단(30)은 프롱(22)의 횡단면이 일정한 형상이라면 종축(32)에 대체로 동심이다. 프롱(22)의 횡단면이 일정하지 않은 형상이라면, 종충(32)은 각각의 횡단면의 도심(centroid)에 위치된다.

종축(32)의 원점(origin)은 종축(32)과 베이스(26)의 교차점이고, 대체로 베이스(26)의 풋프린트내에 있다. 특히, 원점(36)은 베이스(26)의 풋프린트를 둘러싸는 가장 작은 원의 중심이다.

프롱(22)의 원점(36)이 발견된 후에는, 원점(36)은 프롱(22)의 외형도를 결정하는데 사용될 수도 있다. 측면도(side view)는 생크(28)의 종축(32)을 향해 반경방향으로 향하고 특히 원점(36)을 통과하는 수직하고 기재(24)의 평면에 평행한 어떤 방향이다. 프롱(22)의 외형도(profile view)는 2개의 특정 측면도 중 하나이며 다음과 같다. 프롱(22)은 횡방향 최대 투영길이(38)를 가지는 방향이 명백해지도록 측면도로부터 가시적으로 조사된다. 횡방향 투영길이(lateral projection)는 생크(28)의 원점(36)으로부터 프롱(22)상의 횡방향으로 최대로 먼 지점의 투영길이까지 이러한 지점이 기재(24)의 평면을 향하여 하부로 종방향으로 그리고 수직하게 투영할 때 기재(24)의 평면에 대해 횡방향으로 평행하게 얻어진 거리이다.

이 분야의 기술자는 횡방향 최대 투영길이(38)가 원점(36)으로부터 생크(28) 또는 결합수단(30)의 외부원주까지의 투영길이라는 것을 알 것이다. 횡방향 투영길이(38)가 최대로 되게 하는 프롱(22)의 측면도는 이러한 프롱(22)의 외형도이다. 또한, 이 분야의 기술자는 체결 시스템(20)이 하기에 기재된 방법으로 제조되면, 횡방향 최대 투영길이(38)는 대체로 기계방향으로 향하게 되고, 따라서 외형도는 대체로 횡단 기계방향으로 향하게 됨을 알 것이다. 도면에 도시된 측면도는 프롱(22)의 외형도 중 하나이다. 또한, 이 분야의 기술자는 도시된 외형도와는 대체로 180°반대의 다른 외형도가 있음을 알 것이다. [따라서 횡방향 최대 투영길이(38)는 관찰자의 좌측을 향한다.] 2개의 외형도 중 어느 것도 하기에 기재된 방법과 사용을 위해서 대체로 동일하게 잘 맞는다.

프롱의 결합수단(30)은 프롱 생크(28)보다 큰 횡방향 최대 투영길이(38)를 가질 수도 있고, 필요하면 이와 반대일 수도 있다. 양호하게는 결합수단(30)은 프롱 베이스(26)에서 또는 프롱 베이스(26)로부터 횡방향으로 떨어진 위치에서 기재(24)에 종방향으로 인접한 꺾인 곡선부를 가질 수도 있다.

결합수단(30)은 기재(24)의 평면에 대하여 사잇각(θ)을 형성한다. 여기에서 사용되는 사잇각(included angle)(θ)이란 용어는 프롱(22)이 외형도로 도시될 때 알 수 있듯이, 베이스(26)의 원점을 통과하는 기재(24)의 평면에 수직한 연장선과, 결합수단(30)의 선단부(34)를 통한 종축(32)의 연장선사이의 각도 이탈범위를 지칭한다. 종축의 연장선(projection of the longitudinal axis)이란 용어는 종축이 결합수단(30)의 선단부(34)에 존재하는 각도로 계속 진행된다고 가정하였을 때, 결합수단(30)의 선단부(34)를 통과하는 직선의 종축(32)의 가상 연장직선을 지칭한다. 여러 가지 사잇각(θ)이 표 I 에 예로서 도시된다.

결합수단(30)의 사잇각(θ)이 증가함에 따라, 즉 기재(24)의 평면에 대한 수직선으로부터 멀어짐에 따라, 결합수단(30)이 수용표면의 스트랜드 또는 섬유들을 붙잡는 것이 점점 어려워진다. 그러나, 상대적으로 보다 큰 사잇각(θ)을 갖는 결합수단내에 일단 체결된 스트랜드는 사용중 결합수단(30)으로부터 잘 분리되지 않을 것이다.

본 명세서에 기술된 실시예들의 어떤한 경우에도, 결합수단(30)은 바람직하게는 약 180°보다 실질적으로 큰 사잇각(θ)을 갖는다. 보다 바람직하게는, 사잇각(θ)이 약 180°보다 실질적으로 크고 약 360°미만이며, 보다 더욱 바람직하게는 약 230° 내지 약 310°이고, 가장 바람직하게는 약 270°이다, 약 195°보다 큰 사잇각(θ)은 약 180°보다 실질적으로 큰 것으로 여겨진다.

결합수단(30)은 결합수단(30)의 사잇각(θ)이 약 180°보다 실질적으로 큰 경우 꺾인 세그먼트(31)를 갖는다.

꺾인 세그먼트(reentrant segment)는 약 180°보다 실질적으로 큰 사잇각(θ)을 지나서 연장되는 결합수단(30)의 부분이다. 따라서, 결합수단(30)을 약 180°의 사잇각을 갖도록 끝을 자르는 경우, 꺾인 세그먼트(31)는 끝을 자른 평면과 선단부(34)의 중간에 있는 결합수단(30)의 부분이다. 꺾인 세그먼트(31)는 횡방향으로 생크(28)를 향하나, 이는 원점(36)을 통과하는 수직선에 반경방향으로 배향될 필요는 없다.

제2도에 도시된 프롱(22)은 약 270°의 사잇각(θ)을 형성하는 결합수단(30)을 갖는 특히 바람직한 실시예이다. 제3도에 도시된 프롱은 약 180°의 비교적 작은 사잇각(θ)을 갖는다. 제4도에 도시된 프롱(22)은 약 315°의 비교적 큰 사잇각(θ)을 갖는다.

본 발명의 체결 시스템(20)의 프롱(22)은 열가소성 물질과 같은 플라스틱을 포함하는, 본 분야에서 잘 알려지고 흔히 사용되는 어떠한 물질로도 만들어 질 수 있다. 고온 용융 점착성 열가소성 물질이 본 발명의 체결 시스템(20)에, 특히 체결 시스템(20)이 하기 기술된 방법에 따라 제조되는 경우, 매우 적합하다. 고온 용융성의 폴리에스테르 및 폴리아미드 점착물이 특히 적합한 것으로 밝혀졌다. 미국 매사추세츠주 미들톤 소재의 보스틱 캄파니(Bostik Company)에 의해 모델번호 7199로 시판되는 고온 용융성의 폴리에스테르 점착물이 성능이 좋은 것으로 밝혀졌다. 미국 일리노이즈주 칸카키 소재의 헨켈 캄파니(Henkel Company)에 의해 상표명 매크로멜트(Macromelt) 6300으로 시판되는 고온 용융성 폴리아미드 점착물이 성능이 좋은 것으로 밝혀졌다.

도면들에 도시된 바와 같이, 아치형 대신에, 프롱(22)은 보다 가파른 불연속성을 갖거나 세그먼트화될 수 있다. 제5도에 도시된 이러한 한 실시예에서, 결합수단(30)은 2개의 세그먼트, 즉 제 1 세그먼트(30a), 및 꺾인 제 2 세그먼트(30b)를 갖는 것으로 개략적으로 생각할 수도 있다. 제 1 세그먼트(30a)는 원점(36)을 통과하는 수직선으로부터 횡방향으로 그리고 반경방향으로 돌출되어 나와있다. 제 1 세그먼트(30a)는 기재 평면에 대해 비수직적인 배향을 하는 경우, 생크(28)와 공통직선일 수도 있다. 제 1 세그먼트(30a)와 생크(28)가 공통 직선일 경우, 결합수단(30)의 생크(28)와 제 1 세그먼트(30a) 사이에 분명한 경계가 나타나거나, 또는 생크(28) 또는 제 1 세그먼트(30a)의 말단이 어쨌든 확정할 수 있는 것이어야 할 필요는 없다. 결합수단(30)의 제 1 세그먼트(30a)가 생크(28)와 공통직선이든지 아니든지 간에, 제 1 세그먼트(30a)는 생크(28)의 원주를 지나 반경방향 외측으로 돌출하고 횡방향으로 돌출하는 꺾인 제 2 세그먼트(30b)에 결합된다.

꺾인 제 2 세그먼트(30b)는 프롱(22)의 생크(28)를 향하여 횡방향으로, 특히 원점(36)을 통과하는 수직선을 향하여 꺾인다. 결합수단(30)의 꺾인 제 2 세그먼트(30b)의 선단부(34)는 제 1 횡방향 세그먼트(30a)에 연결된 제 2 세그먼트(30b)의 단부보다 원점(36)을 통과하는 수직선에 횡방향으로 보다 가깝다. 그러나, 제 2 횡방향 세그먼트(30b)는 제 1 횡방향 세그먼트(30a)에 대해 기재(24)의 평면쪽으로 종방향으로 위치하거나(도시된 바와 같이) 또는 이로부터 멀리 떨어지게 위치할 수도 있다(도시되지 않음)는 것이 명백한 것이다.

세그먼트된 배열들 어느 것이나 제 1 횡방향 세그먼트(30a)와 꺾인 횡방향 세그먼트(30b) 사이에 자유공간을 규정한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 자유공간(free space)이란 용어는 기재(24)의 평면에 평행하지 않고 바람직하게는 일반적으로 수직이며, 결합수단(30)의 프롱(22)에 의해 적어도 부분적으로 경계지어지는 평면을 의미한다. 자유 공간내에서 시작되고 기재(24)의 평면을 향하며 이에 대체로 수직인 종방향 연장부는 자유공간의 경계를 긋는 횡방향 세그먼트(30a) 또는 (30b)중 하나, 특히 기재(24)의 평면에 종방향으로 보다 접근한 횡방향 세그먼트(30a) 또는 (30b)를 붙잡는다. 본 분야에 숙련된 자에게는 제2도 내지 제4도에 나타낸 아치형의 실시예가 또한 자유공간을 규정한다는 것이 명백할 것이다.

또다른 방법으로, 제6도에 도시된 바와 같이 결합수단(30)은 3개로 구분될 수 있는 세그먼트(30a), (30b) 및 (30c)를 갖는 것으로 개략적으로 생각할 수도 있다. 제 1 세그먼트(30a)는 생크(28)의 원주를 지나 외측으로 반경방향 횡방향으로 돌출한다. 제 1 세그먼트(30a)의 말단은 제 1 세그먼트(30a) 및 기재(24)의 평면에 대해 종방향으로 돌출한 제 2 세그먼트(30b)에 연결된다. 제 2 세그먼트(30b)는 기재(24)의 평면으로부터 종방향으로 떨어지게 또는 바람직하게는 기재(24)의 평면쪽으로 종방향으로 돌출한다. 제 2 세그먼트(30b)의 말단은, 제 3 세그먼트(30c)의 선단부(34)가 제 2 세그먼트(30b)에 연결된 제 3 세그먼트(30c)의 말단보다 원점(36)을 통과하는 수직선에 횡방향으로 보다 가깝게 프롱 생크(28)쪽으로 횡방향으로 돌출한 꺾인 제 3 세그먼트(30c)에 연결된다. 상술한 바와 같이, 자유공간은 3개의 세그먼트(30a), (30b) 및 (30c)사이에 규정된다. 또한, 상술한 바와 같이, 자유공간내에서 시작되고 기재(24)의 평면쪽으로 향하며 이에 대체로 수직인 종방향 투영길이는 자유 공간을 규정하는 횡방향 세그먼트(30a), (30b) 또는 (30c)들중 하나, 특히 기재(24)의 평면쪽에 종방향으로 보다 근접한 횡방향 세그먼트(30a), (30b) 또는 (30c)를 붙잡는다.

본 분야에 숙련된자에게는 급격한 불연속성 또는 다른 응력집중부를 갖지 않는 프롱(22)이 일반적으로 바람직하다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 제5도 및 제6도에 도시된 세그먼트 배열조차도 상기 도면들에 나타난 것 이상으로 아치형으로 만들어질 수 있다.

개구 또는 국부적인 탄성 변형은 결합수단(30)이 수용표면의 평면속으로 들어가는 것을 가능케 하고, 한편 개구(또는 변형 영역)사이에 끼워진 수용표면의 스트랜드(또는 비변형된 물질)들은 사용자가 원하든지 또는 체결 시스템(20)의 박리 강도난 전단 강도가 초과될때까지는 체결 시스템(20)의 철수 또는 해체를 방지한다. 수용표면의 평면은 편평하거나 만곡될 수도 있다.

스트랜드 또는 섬유를 갖는 수용표면은, 스트랜드 또는 섬유 사이의 개구가 적어도 하나의 결합수단(30)이 수용표면의 평면에 침입하도록 크기가 정해지고, 스트랜드가 결합수단(30)에 의해 붙잡히도록 크기가 정해진 경우, 상보적(complementary)이라고 말한다. 국부적으로 변형가능한 수용표면은 적어도 한 개의 결합수단(30)이 수용표면의 평면에 국부적인 교란을 일으킬 수 있고, 그 교란이 수용표면으로부터의 체결 시스템(20)의 제거 또는 분리를 견디어낼 수 있는 경우 상보적이라고 말한다. 적절한 수용표면으로는 그물 모양의 발포재, 편직물, 부직포 및 미국 뉴햄프셔주 맨체스터 소재의 벨크로 유에스에이(Velcro USA)에 의해 시판되고 벨크로 브랜드 루프(Velcro brand loop)물질과 같은 스트치본딩된(stitchbonded) 루프 물질이 있다. 특히 적절한 수용표면은 미국 사우쓰 캐롤라이나주 스파르탄버그 소재의 밀리켄 캄파니(Milliken Company)에 의해 시판되는 스티치본딩된 직물 번호 970026이다.

제2도를 재차 참조하면, 자유공간은 결합수단(30)의 최소 횡방향 치수(40) 및 최소 종방향 치수(42)를 규정한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 최소 종방향 치수(minimum longitudinal dimension)란 수용표면의 스트랜드 또는 섬유가 자유공간으로 들어가기 위해서 통과해야 하는, 기재(24)의 평면에 대해 수직으로 취해진 가장 짧은 거리이다. 결합수단(30)이 도면에 나타난 바와 같이 기재(24)의 평면쪽으로 종방향으로 돌출한 경우, 최소 종방향 치수(42)는 기재(24)의 평면과 결합수단(30)과의 사이이다. 한편으로, 결합수단(30)이 기재(24)의 평면으로부터 떨어져 종방향으로 떨어져 돌출한 경우, 최소 종방향 치수(42)는 결합수단(30)의 세그먼트들의 사이이다. 본 명세서에서 기술된 실시예 및 수용표면의 경우, 프롱(22)은 약 0.2mm 내지 약0.08mm(0.008 내지 0.03인치)의 최소 종방향 치수(42)를 지니는 결합수단(30)을 가지는 것이 적절하다.

유사하게, 최소 횡방향 치수는 수용표면의 스트랜드 또는 섬유가 자유공간으로 들어가기 위해서 통과해야 하는, 기재(24)의 평면에 평행하게 취해진 가장 짧은 거리이다. 최소 횡방향 치수(40)는 결합수단(30)과 생크(28)사이 또는 결합수단(30)의 세그먼트들의 사이에 형성된다. 본 명세서 기술된 실시예 및 수용표면의 경우, 약 0.02mm 내지 약 0.8mm(0.008 내지 0.03인치)의 최소 횡방향 치수(40)를 지니는 결합수단(30)을 갖는 프롱(22)이 적절하다. 도면들에 도시된 모든 프롱(22)은 최소 횡방향 치수보다 큰 최소 종방향 치수(42)를 갖는다.

[제조방법]

본 발명에 따른 체결 시스템(20)은 변형된 그리비아(gravure) 프린팅 공정을 사용하여 제조할 수도 있다. 그라비아 프린팅은 1988년 2월 17일 시드(Sheath)등에게 허여된 미국 특허 제4,643,130호에 예시된 바와 같이 본 분야에 잘 알려져 있는 것으로서, 본 분야의 일반적인 상태를 예시하기 위하여 본 명세서에 참고로 인용하였다. 제7도를 참고하면, 기재(24)를 2개의 롤, 즉 프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74) 사이에 형성된 닙(70)을 통과시킨다. 프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)은 실질적으로 기재(24)의 평면에 평행하게 배열된 실질적으로 상호 평행한 중심선을 갖는다. 프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)은 각자의 중심선 주위를 돌고 일반적으로 닙(70)에서 크기 및 방향에 있어 일반적으로 표면 속도를 갖는다. 필요한 경우, 프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74) 모두가 외부 동력(도시되지 않음)에 의해 구동되가나 또는 한 롤은 외부동력에 의해 다른 한 롤은 먼저 롤과의 마찰 맞물림에 의해 구동될 수도 있다. 약 1,500 와트의 출력을 갖는 교류전기 모터는 적절한 구동력을 제공한다. 프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)은 회전에 의해, 프롱(22)을 기재(24)에 부착시키기 위한 낙하수단을 움직인다.

낙하수단은 액체 상태의 프롱(22)의 물질온도에 적합하도록 될 수 있어야 하고 기계 방향 및 횡단 기계방향의 두방향에 있는 프롱(22) 사이에 실질적으로 균일한 피치를 제공하며, 배열중의 프롱(22)의 소망스런 밀도를 얻을 수 있어야 한다. 또한, 낙하수단은 다양한 직경의 베이스(26) 및 다양한 높이의 생크(28)를 갖는 프롱(22)을 제조할 수 있어야 한다. 프린트 롤(72)은 특히 본 제조공정에 따라 요구되는 형태로 프롱(22)을 기재(24)상에 부착시키는 낙하수단을 제공한다.

낙하수단(depositing means)은 대용량의 덩어리로부터 액체 프롱물질을 개개의 프롱(22)에 대응하는 양으로 기재(24)에 전달하는 어떠한 것을 말한다. 낙하(deposit)은 대용량 형태로부터 프롱 물질을 옮겨, 이 물질을 개개의 프롱(22)에 상응하는 개체의 기재(24)상에 놓는 것이다.

프롱 물질을 기재(24)상에 낙하시키기 위한 다른 적절한 수단은 프린트 롤(72)중에 낙하수단, 즉 셀(76)을 배열한 것이다. 본 명세서에서 사용된 바에 따르면, 셀(cell)은 공급원으로부터 프롱물질을 기재(24)로 옮겨 이 물질을 분리된 개체로 기재(24)에 낙하시키는 프린트 롤(72)의 어떠한 공간 또는 요소를 말한다.

프린트 롤(72)의 표면에서 취한 셀(76)의 횡단면은 일반적으로 프롱(22)의 베이스(26)의 풋프린트(footprint) 모양에 상응한다. 셀(76)의 횡단면은 대략 베이스(26)의 요구되는 횡단면과 대략적으로 일치해야 한다. 셀(76)의 깊이는, 부분적으로 프롱(22)의 종방향 길이, 특히 베이스(26)로부터 가장 높은 곳의 지점 또는 세그먼트까지의 수직거리를 나타낸다. 그러나, 셀(76)의 깊이가 셀(76)의 직경의 대략 70% 이상으로 증가될 때 프롱(22)의 종방향 치수는 대체로 일정하게 유지된다. 이는 액체 프롱물질의 모두가 셀(76)밖으로 빠져나와 기재(24)상에 낙하되지는 않기 때문이다. 액체 프롱 물질의 표면 장력 및 점도 때문에 약간의 물질은 셀(76)에 남아 있고 기재(24)로 옮겨지지 않는다.

본 명세서에 기술된 실시예의 경우, 직경의 약 50 내지 약 70%의 깊이를 갖는 끝이 막힌, 일반적으로 원통형 모양의 셀(76)이 적절하다. 필요한 경우, 셀(76)은 화학적 에칭과 같은 통상의 제조공정에 적합하도록 모양이 어느정도 절두 원추형상으로 테이퍼진 것일 수 있다.

절두 원추형상인 경우, 셀(76)의 테이퍼의 사잇각은 생크(28)의 바람직한 테이퍼를 만들기 위해서 약 45°이하이어야 한다. 셀(76)의 테이퍼가 보다 큰 사잇각을 갖는 경우, 너무 큰 테이퍼를 갖는 프롱(22)이 나온다. 테이퍼의 사잇각이 너무 작은 경우, 또는 셀(76)이 원통형인 경우, 대체로 균일한 횡단면의 생크(28)가 나올 수 있으며, 따라서 보다 높은 응력 영역을 갖는다. 본 명세서에 기술된 실시예의 경우, 약 45°의 테이퍼각, 약 0.89mm 내지 1.22mm(0.035 내지 0.048인치)의 롤 주변에서의 직경 및 약 0.25mm 내지 약 0.51mm(0.01 내지 0.02인치) 범위의 깊이를 갖는 셀(76)이 적절한 프롱(22)을 제조한다.

프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)은 프린트 롤(72)중의 셀(76)로부터 나온 점착물을 기재(24)쪽으로 압착하고 외부 동력에 의해 구동되지 않는 경우의 반대편 롤을 구동시키기에 충분한 마찰 맞물림을 주기 위해서 롤들의 중심선들을 연결하는 선에 일치하여 압착되어야 한다. 프롱 물질이 프린트 롤(72)로부터 나와 기재(24)에 낙하됨에 따라 프롱 물질의 쿠셔닝을 제공하기 위해 백킹 롤(74)은 프린트 롤(72)보다 다소 부드럽고 보다 가요성이 있는 것이 바람직하다. 쇼어(shore) A 경도계로 경도 약 40 내지 약 60을 갖는 고무 피복물을 가진 백킹 롤(74)이 적당하다. 기계 방향으로 약 6.4mm 내지 약 12.7mm(0.25 내지 0.50인치)의 압착이 얻어지도록 프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)을 압착할 수도 있다. 본 명세서에 사용한 압착(impression)이란 용어는 롤이 닙(70)을 통과할 때 기재(24)상에서의 소프터 롤의 접촉 면적을 지칭한다.

프린트 롤(72)의 온도는 중요하지 않지만, 기재(24)상에서 낙하를 통해 공급원으로부터 이동하는 동안 프롱(22)의 고형화를 방지하기 위해 프린트 롤(72)을 가열하는 것이 바람직하다. 일반적으로 공급원의 물질 온도에 근접한 프린트 롤(72)의 표면온도가 바람직하다. 프린트 롤(72)은 온도 약 197℃에서 순조롭게 작동한다고 밝혀졌다.

기재(24)가 프롱 물질로부터 전달되는 열에 의해 악영향을 받는다면 냉각 롤이 필요할 수도 있다는 것을 인식해야 한다. 냉각 롤이 필요하다면, 본 기술에 숙련된 자에게 공지된 방법을 사용하여 냉각 롤을 백킹 롤(74)에 조립시킬 수도 있다. 폴리프로필렌 또는 필리에틸렌 기재(24)를 사용하는 경우, 때로는 상기 장치가 필요하다.

각각의 프롱(22)을 생성하기 위해 사용하는 물질은, 적당한 온도에서 프롱(22)이 기재(24)에 부착하도록 공급원내에 보관되어야 한다. 전형적으로 상기 물질 융점보다 약간 위인 온도가 바람직하다. 상기 물질이 완전히 액상으로 존재하는 경우, 이 물질은 융점(melting point)에서 또는 그 이상에서 존재하는 것으로 간주한다. 프롱 물질의 공급원이 너무 높은 온도에서 유지되는 경우, 프롱 물질은 점성이 충분하지 않을 수도 있으며, 기계 방향에 근접하게 프롱(22)에 횡방향으로 연결되는 결합수단(30)을 생성할 수도 있다. 상기 물질의 온도가 매우 뜨거우면, 프롱(22)은 작고, 다소 반구모양의 퍼들(puddle)로 흘러들어가며, 결합수단(30)은 형성되지 않을 것이다. 반대로, 공급원의 온도가 너무 낮으면, 프롱 물질은 공급원에서 낙하수단으로 이동하지 않을 수도 있으며, 또는 연속적으로, 요구되는 배열 또는 패턴으로 낙하수단에서 기재(24)로 적당하게 이동하지 않을 수도 있다. 상기 물질의 공급원은 또한 이 물질에 일반적으로 균일한 횡단 기계방향온도 형태를 부여해야 하며, 낙하수단과 연통되어야 하고, 프롱 물질이 소모될 때 쉽게 계속 공급되거나 재공급되어야 한다.

적당한 공급원은, 셀(76)을 갖는 프린트 롤(72)의 횡단 기계방향 영역의 일부와 실질적으로 같은 공간에 있으며 이와 근접해 있는 홈통(80)이다. 홈통(80)은 폐쇄된 바닥, 외부측면 및 양단부를 가지고 있다. 상부는 원하는 바에 따라 개방 또는 폐쇄될 수도 있다. 홈통(80)의 내부측면은 개방되어 있으며 액상의 물질이 프린트 롤(72)의 원주와 자유롭게 접촉하며 전달될 수 있게 되어 있다.

공급원은 프롱 물질을 액상으로 및 적절한 온도로 유지하기 위한 공지된 수단(도시하지 않음)에 의해 외부에서 가열된다. 적당한 온도는 용융점 이상이지만, 상당한 점탄성 손실이 발생하는 온도 이하이다. 필요하다면, 홈통(80) 내측의 액상 물질은 균일성 및 일정한 온도 분포를 촉진하도록 혼합 또는 재순환할 수 있다.

홈통(80)의 바닥에 나란히 위치한 것은 프린트 롤(72)에 공급되는 프롱 물질의 양을 조절하는 닥터 블레이드(82)이다. 닥터 블레이드(82) 및 홈통(80)음 프린트 롤(72)이 회전할 때 움직이지 않게 고정되어 있어서, 닥터 블레이드(82)가 프린트 롤(72)의 원주를 닦아내고 각각의 셀(76)내에 배치되지 않은 프린트 롤(72)로부터의 어떤 프롱 물질을 문지르게 하여, 상기 물질을 재순환시킨다. 이러한 장치는 프린트 롤(72)의 원주상의 셀(76)의 기하학적 형상에 따라, 요구되는 배열로 프롱 물질을 셀(76)에서 기재(24)로 배치시킨다. 제7도에서 보듯이, 닥터 블레이드(82)는 수평면, 특히 프린트 롤(72)의 수평 정점에 비치시키는 것이 바람직하며, 상기 수평 정점은 닙(70)의 바로 상류이다.

기재(24) 위에 배치한 후, 프롬(22)은 프롱(22)을 체결 시스템(20)의 결합수단(30) 및 모일로 절단하기 위한 와이어, 즉 절단수단(78)에 의해 프린트 롤(72) 및 낙하수단으로부터 절단된다. 본 명세서에 사용한 모일(moil)이란 용어는 프롱(22)으로부터 절단되었지만 체결 시스템(20)의 일부를 형성하지 않는 특정의 물질을 지칭한다.

절단수단(78)은 다양한 크기의 프롱(22) 및 결합수단(30)의 횡방향 투영길이(38)를 수용하고, 또한 횡단 기계방향의 배열 전체를 통해 균일함을 제공하도록 조정 가능해야 한다. 절단수단(severing means)란 용어는 체결 시스템(20)으로부터 모일을 종방향으로 분할하는 모든 장치를 지칭한다. 절단(sever)이란 용어는 상술한 바와 같이 체결 시스템(20)으로부터 모일을 분할하는 작용을 지칭한다. 또한, 절단수단(78)은 깨끗해야 하며, 녹슬거나 산화되어서는 안되며, 또는 프롱(22)으로 부식물 및 오염물질(예: 모일 물질)을 전달해서는 안된다. 적합한 절단수단(78)은, 프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)의 축에 일반적으로 평행하게 배치되며, 응고된 프롱(22)의 가장 높은 지점에서의 수직 거리보다 다소 큰 거리 만큼 기재(24)와 간격을 두고 있는 와이어이다.

바람직하게, 절단수단(78)상에 용융된 프롱 물질의 축적을 방지하고, 프롱 물질이 가열된 공급원을 떠날 때 프롱(22)을 냉각시키고, 결합수단(30)의 횡방향 연신을 촉진시키기 위하여 와이어는 전기적으로 가열된다. 절단수단(78)을 가열하는 것은 또한 횡단 기계방향으로 균일한 온도의 분포를 제공하여 거의 균일한 기하학적 형상을 갖는 프롱(22)의 배열이 형성되도록 해야 한다.

일반적으로 프롱 물질의 온도가 증가하는 경우, 상대적으로 냉각된 고온 와이어 절단수단을 제공할 수 있다. 또한, 기재(24)의 속도가 감소하는 경우, 각 프롱(22) 및 모일이 절단될 때 고온 와이어의 냉각 횟수를 감소시키며, 동일한 온도에서 비교적 낮은 와트의 고온 와이어가 보다 적당하게 한다. 고온 와이어의 온도가 증가함에 따라 대체로 길이가 짧은 생크(28)를 갖는 프롱(22)이 생성된다는 것을 인지해야 한다. 반대로, 생크(28)의 길이 및 결합수단(30)의 횡방향 길이는, 고온 와이어의 온도가 감소함에 따라 반비례로 증가할 것이다. 절단하는 동안 절단수단(78)이 실제로 프롱(22)과 접촉하는 것은 필요하지 않다. 프롱(22)은 절단수단(78)에서 방출된 복사열에 의해 절단될 수도 있다.

본 명세서에 기재한 실시예에서, 약 0.51mm(0.02인치)의 직경을 갖는 원형 단면의 니켈-크롬 와이어를 약 343℃ 내지 약 416℃ 의 온도로 가열하는 것이 적합하다고 밝혀졌다. 나이프, 레이저 절단 또는 그 밖의 절단수단(78)이 상술한 고온 와이어를 대체할 수도 있다는 것이 명백해질 것이다.

모일로부터 프롱(22)이 절단되기에 앞서 프롱 물질의 연신이 이루어지게 하는 위치에 절단수단(78)을 배열하는 것이 중요하다. 절단수단(78)을 기재(24)의 평면으로부터 너무 멀리 배열하는 경우, 프롱 물질은 절단수단(78)에 의해 차단되지 않고 절단수단(78) 밑을 통과할 것이며, 기재(24) 또는 근접한 프롱(22)과 적당한 간격을 두지 않은 매우 긴 결합수단(30)을 형성할 것이다. 반대로, 절단수단(78)이 기재(24)의 평면에 너무 근접하게 위치되는 경우, 절단수단(78)은 생크(28)의 머리끝 부분을 절단하고, 결합수단(30)이 형성되지 않을 것이다.

닙(70)에서 기계 방향으로 대략 14mm 내지 22mm(0.56 내지 0.88인치), 바람직하게는 약 18mm (0.72인치)에 배열되고, 백킹 롤(74)에서 반경방향 외측으로 대략 4.8mm 내지 7.9mm(0.19 내지 0.31인치), 바람직하게는 약 6.4mm(0.25치)에 배열되며, 프린트 롤(72)에서 반경방향 외측으로 대략 1.5mm 내지 대략 4.8mm(0.06 내지 0.19인치), 바람직하게는 약 3.3mm(0.13인치)에 배열된, 고온 와이어 잘단수단(78)은 본 명세서에 기재한 제조공정을 위해 적당하게 배치된다.

공정에서, 기재(24)는 낙하수단에 대하여 제 1 방향으로 운반된다. 특히, 기재(24)는 우선 테이크-업(take-up) 롤(도시않됨)에 의해 인발되고 닙(70)을 통해 운반된다. 이것은 프롱(22)의 연속적인 낙하를 위해 기재(24)의 깨끗한 영역을 제공하며 프롱(22)이 그 위에 낙하된 기재(24)의 부분을 제거한다. 닙(70)을 통과할 때 기재(24)의 주 이동방향에 대체로 평행한 방향을 기계 방향(machine direction)이라 지칭한다. 제7도의 화살표(75)로 지적한 바와 같이, 기계 방향을 프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)의 중심선에 대체로 직각이다. 기계 방향에 대체로 직각이며, 기재(24)의 평면에 평행인 방향을 횡단 기계방향이라 지칭한다.

프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)의 표면속도보다 대략 2% 내지 대략 10% 빠른 속도로 닙(70)을 통해 기재(24)를 인발할 수도 있다. 이것은 기재(24)상에서 프롱 물질을 낙하시키는 수단으로부터 프롱(22)을 절단하는 절단수단(78) 근처에서 기재(24)가 결속되거나 또는 주름지는 것을 최소화한다. 기재(24)는 약 3 내지 약 31m/분(10내지 100ft/분)의 첫번째 방향으로 닙(70)을 통해 이동한다.

원한다면, 프롱 물질의 점탄성을 이용하고, 종방향 뿐만 아니라 횡방향으로 결합수단(30)을 적당하게 배향시키기 위해 백킹 롤(74)쪽으로 닙(70)의 평면으로부터 대략 35°내지 55°, 바람직하게는 약 45°의 각(γ)으로 기재(24)가 기울어지게 할 수도 있다. 또한, 이러한 배열은 셀(76)로부터 프롱 물질을 추출하고, 프린트 롤(72)로부터 프롱(22)을 끌어당기는 더 큰 힘을 제공한다. 또한, 닙(70)의 평면으로부터 각(γ)의 변위의 증가는 더 큰 횡방향 투영길이(38)를 갖는 결합수단(30)을 형성하기에 약하지만 양호한 효과를 갖는다.

프롱 물질이 셀(76)로부터 기재(24)상으로 낙하된 후, 프린트 롤(72) 및 백킹 롤(74)은 제7도에서 화살표(75)로 표시된 방향으로 계속 회전한다. 이것은 프롱 물질이 기재(24)와 프린트 롤(72)을 가교시키는 동안(절단하기 이전) 이송된 기재(24)와 셀(76)에 상호 이동이 있게 한다. 상호 이동이 계속될 때, 프롱 물질은 절단될 때까지 연신되며 프롱(22)은 프린트 롤(72)의 셀(76)로부터 분리된다. 본 명세서에서 사용된 바와같은 용어 연신(stretch)은 그 칫수가 선형적으로 증가하는 것을 의미하는 것으로, 적어도 증가하는 그 일부분은 체결 시스템(20)의 내구기간동안 실제로 불변이다.

상술한 바와 같이, 결합수단(30)을 형성하는 공정의 일부로서 개개의 프롱(22)을 프린트 롤(72)으로부터 절단하는 것이 또한 필요하다. 절단할 때, 프롱(22)은 두 개의 부분, 즉 체결 시스템(20)으로 되는 말단과 결합수단(30)과, 프린트 롤(72)로 되는 모일(도시않됨)로 종방향으로 분할되며 원한다면 재생 이용할 수 있다. 프롱(22)을 모일로부터 절단한 후, 프롱(22)이 다른 대상물과 접촉하기 이전에 체결 시스템(20)을 냉각시킨다. 프롱(22)이 고형화된 후, 기재(24)를 원하는 바와 같이 저장용 롤에 감을 수도 있다.

제조공정의 몇가지 변수는 결합수단의 사잇각(θ)에 영향을 준다. 예를 들어, 고온 와이어와 기재(24) 사이의 거리가 증가하는 경우, 결합수단의 사잇각(θ)은 일반적으로 비교적 커진다. 이것은 결합수단, 특히 횡방향 투영길이(38)의 길이가 커질 때 더 큰 사잇각(θ)을 수용할 수 있기 때문에 일어난다. 또한, 기재와 닙의 평면사이의 각(γ)이 커지는 경우, 비교적 더 큰 각(θ)을 갖는 결합수단(30)이 형성된다. 이것은, 고형화에 앞서 비교적 더 큰 프롱 물질의 횡방향 연신 때문에 일어난다. 또한, 중력은 각(γ)이 증가함에 따라 더 큰 횡방향 성분을 갖게 한다.

반대로, 낙하할 때 프롱 물질의 온도가 증가함에 따라 비교적 작은 사잇각(θ)을 갖는 결합수단(30)이 형성될 것이다. 이것은, 상기 물질이 뜨거울수록 기재에 끼치는 중력의 영향하에 흐름은 더욱 용이해져서, 약 180°에 더욱 근접한 사잇각(θ)을 생성하기 때문에 일어난다. 그러나 프롱 물질이 기재(24)상에 낙하할 때 결합수단의 냉각 속도가 증가한다면, 비교적 더 큰 사잇각(θ)이 형성될 수 있다. 냉각속도에 대한 변수는 기재(24)의 이송속도이다. 기재가 더 큰 속도로 운송될 때, 비교적 더 작은 사잇각(θ)이 형성된다. 이것은 절단수단(78)에 붙잡히기 전에 프롱 물질이 냉각될 때까지의 시간이 보다 적기 때문이다.

약 270°±40°의 사잇각(θ)에 결합수단(30)을 갖는 프롱(22)을 생성하는 공정의 비제한적 설명은 홈통(80)내에 배치되고, 본 기술분야에 숙련된 자에게 공지된 수단에 의해 어느정도 융점 이상의 온도로 가열될 프롱 물질을 나타낸다. 열 용융된 폴리에스테르 수지 점착물을 선택하는 경우, 대략 177℃ 내지 193℃, 바람직하게는 186℃ 의 물질 온도가 적합하다는 것을 알게 되었다. 폴리아미드 수지를 선택하는 경우, 대략 193℃ 내지 213℃, 바람직하게는 200℃ 의 물질 온도가 적합하다는 것을 알게 되었다. 약 0.008 내지 약 0.15mm(0.003 내지 0.006인치) 두께의 한면이 표백된 크라프트지 기재(24)는 열 용융된 접착 프롱(22)과 잘 작용한다. 프롱(22)은 크라프트지 기재(24)의 표백면에 결속된다.

본 명세서에서 기재한 예시 조작에 있어서, 기계 방향 및 횡단 기계방향에서 센티미터당 약 5셀 (76)[인치당 13 셀(76)]의 배열, 즉 평방 센티미터당 약 26 셀(76)[평방 인치당 169 셀(76)]의 격자를 갖는 프린트 롤(72)이 적합하다. 이러한 격자 밀도는 약 1.1mm(0.045인치)의 직경 및 약 0.76mm(0.030인치)의 깊이의 셀(76)을 갖는, 약 16cm(6.3인치)의 직경의 프린트 롤(72)을 이용하는 것이 유리할 수 있다. 약 15.2cm(6.0인치)의 직경을 가지며 수직으로 설치된 백킹 백킹 롤(74)이 상술한 프린트 롤(72)과 잘 작용하는 것을 알게 되었다. 기재(24)의 이송속도는 분당 약 3.0m(분당 10피트)이다.

기계방향에서 닙(70)으로부터 대략 18.2mm(0.72인치), 프린트 롤(72)로 부터 반경방향 외측으로 대략 0.33mm(0.13인치) 및 백킹 롤(74)로 부터 반경방향 외측으로 대략 6.35mm(0.25인치)의 거리에 배치된 약 0.51mm(0.02인치) 직경의 니켈-크롬 고온 와이어를 약 382℃ 로 가열한다. 이러한 작업에 의해 제조된 체결 시스템(20)은 유익하게는 하기에 논의된 대표적인 제품속에 체결 시스템(20)이 조립될 수 있는 제1도에 도시된 것과 실질적으로 유사하다.

기하학적인 결합수단(30)은 어떤 특정 이론에 구애됨이 없이 프롱(22)을 상이하게 냉각시킴으로써 제어되는 것으로 생각된다. 프롱(22)의 후연(46)은 절단수단(78)에서 발생하는 열로부터 보호되고 차단된다. 역으로, 선연(42')은 후연(46)을 냉각시키는 속도보다도 선연(42')을 더욱 서서히 냉각시키는 절단수단(78)의 열에 직접 노출된다. 생성되는 상이한 냉각속도는 서로에 대해 선연(42')의 신장 및 후연(46)의 수축을 야기시킨다. 이러한 상이한 냉각속도가 증가함으로서, 비교적 긴 결합수단(30)이 형성되며, 전형적으로 비교적 큰 사잇각(θ)이 형성된다.

또다른 특정 이론에 구애됨이 없이, 프롱(22)의 물질을 냉각시킬 때 발생되는 응력의 차이로 인하여 아치 형상 및 말려진 형상의 결합수단(30)이 형성되는 것으로 생각된다. 경우에 따라서는, 프롱의 중심축 윗부분의 재료가 신장되는 반면, 중심축 아래부분의 재료는 압축되는 것으로 생각된다. 이러한 상이한 응력장은 중심축 반대쪽 물질을 역방향으로 당기고 밀며, 프롱 물질이 냉각되는 동안 결합수단(30)의 횡방향 배향 및 기하학적 형상이 변한다.

경우에 따라, 비교적 매우 작은 프롱(22)(도시 않됨)을 갖는 체결 시스템(20)은 프린트 롤(72)로부터 고유 패턴을 형성시켜 제조할 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 고유패턴(natural pattern)은 낙하수단으로서 프린트 롤(72)의 표면을 사용하는 대신에 그위에 셀(76)이 배치된 프린트 롤(72)로부터 생성되는 프롱(22)의 배열을 지칭한다. 따라서, 프롱(22)의 패턴은 닥터 블레이드(82)와 프린트 롤(72)사이의 여유 틈새에 의해 형성되며, 약간은 프린트 롤(72)의 표면마무리에 의해 형성된다.

닥터 블레이드(82)는 프린트 롤(72)로부터의 반경방향 여유틈새에 약 0.03mm 내지 약 0.08mm (0.001 내지 0.003인치)의 간격을 제공하도록 조절되어야 한다. 고유패턴을 형성시키기 위하여, 이러한 프린트 롤(72)로부터 생성되는 매우 작은 크기의 프롱(22)을 스트랜드 및 그들 사이의 개구를 갖지는 않지만 체결 시스템(20)의 분리에 저항하는 국부적인 탄성적 변형을 더욱 야기시키는 그물형 발포제 수용표면과 함께 사용하는 것이 유리하다.

다른 방법으로, 본 발명의 체결 시스템(20)은 일반적으로 당해분야에 널리 공지된 성형기술로 생성시킬 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 체결 시스템은 소망의 형태의 체결 시스템에 대응하는 단면을 갖는 다이로부터 물질의 스트립을 압출성형하여 체결 시스템(20)을 제조하는 방법이 개시된 것으로 1977년 11월 1일 나바스 알바레다(Navas Albareda)에게 허여되고 다른 제조 방법을 설명하기 위하여 본원에서 참조로 인용하는 미국 특허 제4,056,593호에 기술된 방법으로 구성할 수 있다. 다음에, 압출된 물질의 스트립은 횡으로 절단하여 개개의 실질적으로 유사한 형상의 프롱 요소를 규정하는 노치를 형성시킨다.

본 발명에 따른 체결 시스템(20)을 구성하는데 사용할 수 있는 제 2 의 다른 제조방법을 설명하기 위하여 본원에서 참조로 인용하고 1984년 7월 31일 러셀(Russell)에게 허여된 미국 특허 제4,462,784호에는 회전가능한 휘일을 캐비티로서 지칭되는 주변 오리피스(peripheral orifice)와 함께 사용하여 물품을 연속성형하는 방법이 개시되어 있다. 캐비티는 형상에 있어서 소망의 최종 생성물에 상보적이다. 오리피스를 통해 플라스틱을 압출시키고, 캐비티를 충진시킨 다음, 그내에서 고형화시킨다. 성형후에, 성형시킬 물품의 선택된 부분을 선택적으로 연신시킨다.

Claims

상보적인 수용표면(a complementary receiving surface)에 부착되는 체결 시스템(a fastening system)에 있어서, 가요성 물질의 시이트를 포함하는 기재와, 상기 기재에 연결되며, 상기 기재상에 낙하된 열가소성 고온 용융성 점착물로 각기 제조된 다수의 프롱(prong)으로서, 상기 프롱의 각각은, (a) 상기 프롱이 베이스에서 상기 기재와 연결되도록 상기 프롱이 상기 기재에 부착되는 평면을 포함하는 상기 베이스와, (b) 상기 베이스와 연속인 기단과, 말단을 가지며, 상기 베이스 및 상기 기재로부터 종방향 외측으로 돌출하는 생크(a shank)와, (c) 상기 수용표면과의 사이에 기계적인 간섭이 일어나도록 상기 체결 시스템을 상보적인 수용표면에 고정시키기 위한 결합수단으로서, 상기 결합수단은 상기 기재로부터 떨어지고 상기 생크의 외주를 지나서 반경방향 외측으로 연장되도록 상기 생크의 말단에 연결되고, 상기 결합수단은 꺾인 세그먼트를 가지며, 상기 꺾인 세그먼트는 선단부에서 종지되는 말단을 가지며, 상기 꺾인 세그먼트는 상기 결합수단이 자유공간을 규정하고 270°내지 360°의 사잇각을 형성하도록 상기 생크를 향해서 횡방향으로 배향되는 결합수단을 구비하는 다수의 프롱을 포함하며; 상기 프롱은 종축을 구비하되, 상기 종축은 원점에서 상기 베이스의 중앙에 위치 설정되고 상기 생크의 말단을 통하여 상기 결합수단의 선단부까지 횡방향 및 종방향으로 연장되는 가상선을 포함하고, 상기 종축의 외형 투영길이는 상기 선단부를 지나서 형성되고, 상기 기재는 상기 종축의 원점을 통과하는 수직선을 가지며, 상기 사잇각은 상기 꺾인 세그먼트의 선단부를 통과하는 상기 종축의 외형 투영길이와, 상기 종축의 원점을 통과하는 상기 기재의 수직선 사이의 각도로 측정되는 체결 시스템.
제1항에 있어서, 상기 생크는 상기 기재로부터 종방향 외측으로 수직하지 않게 돌출하는 체결 시스템.
제1항에 있어서, 상기 프롱의 외형은 아치형인 체결 시스템.
제3항에 있어서, 상기 생크는 상기 기재로부터 종방향 외측으로 수직하지 않게 돌출하는 체결 시스템.
제1항에 있어서, 상기 사잇각은 270°내지 310°인 체결 시스템.
제1항에 있어서, 상기 수용표면의 일부가 상기 자유 공간내로 진입하기 위해서 통과하여야만 하는 상기 기재의 평면과 수직한 최단 거리, 즉 최소 종방향 치수는 0.2mm 내지 0.8mm인 체결 시스템.
제1항에 있어서, 상기 수용표면의 일부가 상기 자유공간내로 진입하기 위해서 통과하여야만 하는 상기 기재의 평면과 평행한 최단 거리, 즉 최소 횡방향 치수는 0.2mm 내지 0.8mm인 체결 시스템.
제1항에 있어서, 상기 열가소성 고온 용융성 점착물질은 고온 용융성의 폴리에스테르 점착물인 체결 시스템.
제1항에 있어서, 상기 결합수단은 0.2mm 내지 0.8mm의 최소 종방향 치수과, 0.2mm 내지 0.8mm의 최소 횡방향 치수를 갖는 체결 시스템.
제9항에 있어서, 상기 프롱의 외형은 아치형인 체결 시스템.
제10항에 있어서, 상기 생크는 상기 기재로부터 종방향 외측으로 수직하지 않게 돌출하는 체결 시스템.
제11항에 있어서, 상기 열가소성 고온 용융성 점착물질은 고온 용융성의 폴리에스테르 점착물을 포함하는 체결 시스템.