KR100423274B1 - 다공성금속함유층이구비된접촉형파스너 - Google Patents

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KR100423274B1
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엘. 밴필드 도날드
이. 리치 피터
에이. 와츠 캐롤
이. 라콤브 로렌스
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벨크로 인더스트리스 비.브이.
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Abstract

파스너 부재는 통상의 패스너의 후크 부분(910) 또는 루프 부분일 수 있다. 체결 요소와 베이스(910)는 전구 물질이 단일하거나 또는 서로 다르다. 다공성 금속층(915)은 파스너 부재의 베이스 부분(910) 또는 배킹 기판(930) 또는 그들 사이에 매립될 수 있다. 다공성 금속층(915)은 완전히 또는 부분적으로 매립될 수 있다. 다공성 금속(915)은 연신되고, 천공되고, 짜여지거나 짜여지지 않은 구조일 수 있다. 다공성 금속층(915)은 전구 요소로부터 형성되고, 베이스(910)로부터 분리되며, 베이스(910)에 결합되는 기판(930)에 결합될 수 있다. 다공성 금속층(915)은 후크(916) 또는 루프와 같은 체결 요소와 보호 커버 사이에 위치할 수 있고, 보호 커버의 기능의 일부는 체결 요소가 발포재로부터 오염되는 것을 방지하는 것이다. 다공성 금속 함유층(915)은 완전히 금속일 수 있거나, 또는 비금속상과 금속상의 혼합물일 수 있다. 파스너를 성형될 성형 제품에 고정시키기 위하여 별도의 기판(910)층을 사용하는 것보다, 성형 제품에 고정시키는 것을 돕기 위하여 파스너의 비체결면에 3차원 패턴이 엠보스 가공될 수 있다.

Description

다공성 금속 함유층이 구비된 접촉형 파스너
벨크로(Velcro)라는 상표로 판매되고 있는 것과 같은 후크 또는 루프형의 분리 가능한 접촉형 파스너가 잘 알려져 있으며, 두 개의 부재를 분리 가능하게 서로 체결시키는 데 사용된다. 이러한 형태의 파스너는 두 개의 부재를 구비한다. 각각은 그 체결면 위에 체결 시스템의 하나의 요소가 마련된 신축성의 기초 재료를 구비한다. 하나의 요소는 통상 복원성 후크로 이루어지고, 다른 하나는 루프로 이루어지며, 상기 두 개의 면이 서로 눌려졌을 때 체결되어 분리 가능한 맞물림 상태를 형성한다.
분리형 파스너는 자동차 시트의 제조에 있어서 폴리우레탄포옴 타래에 겉천을 씌운 시트 커버를 부착하는 데 사용된다. 분리형 파스너의 한 부분은 발포 성형 공정 중에 폴리우레탄포옴 타래의 표면에 결합된다. 분리형 파스너의 상대 부분은 시트 커버에 부착되어 떼어낼 수 있는 결합 상태를 형성한다. 타래의 표면에 결합시키기 위해 발포 주형에 사용되는 분리형 파스너 조립체는 통상 분리형 파스너의 후크 부분을 포함한다. 이 후크 부분은 체결면에서 복원성 후크를 수반하는 베이스에 특징이 있다. 분리형 파스너 조립체가 발포 제품에 안정되게 결합된 상태를 형성하기 위하여, 대향하는 베이스의 비체결면은 앵커 돌출부가 발포부에 결합되도록 이를 지지할 수 있다. 또한, 배킹층(backing layer) 또는 기판이 베이스의 비체결면과 결합하는 것이 일반적이다. 기판은 파스너 부재를 다루고 다른 물체에 부착하는 데 더욱 도움이 되는 물질로 이루어질 수 있다. 또는, 배킹층은 발포 제품이 잘 부착되는 루프가 형성된 직물일 수 있다. 앵커 돌출부도 기판으로부터 돌출된다. 또한, 그밖의 구성 요소가 기판과 베이스 사이에 끼워질 수 있다.
발포에 의한 후크의 심각한 오염이 시트 커버에 부착되는 파스너의 짝을 이루는 부분에 체결되는 후크의 능력에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 성형 과정 중에 발포재가 후크로 유입하는 것을 방지하기 위하여 얇은 플라스틱 필름과 같은 보호층이 복원성 후크 위에 놓여질 수 있다. 또는, 끝부분의 작은 부분을 제외하고는 직접적으로 후크를 둘러싸는 엘라스토머 커버도 사용될 수 있다. 성형체를 제조하여 주형으로부터 꺼낸 후에 엘라스토머를 제거한다.
몇 개의 조립체에서는, 자석이 장착되어 자기적 유인성의 중실(中實) 금속 심(shim)이 베이스에 부착되어 주형 공동 벽 내의 골(도랑 또는 구유로도 알려짐)또는 받침대에서의 조립체의 위치 설정이 촉진된다. 심은 파스너 부재의 후크 지지면이 주형벽에 대해 단단히 고정되도록 함으로써, 발포재가 후크로 유입되는 것을 더욱 최소화한다. 상기 조립체는 그러한 성형된 제품에 사용되므로, "몰드인"(mold-in) 파스너 또는 조립체로 불릴 수 있다.
중실 심은 조립체 내의 다른 위치에 결합될 수 있다. 이는 후크를 수반하는 베이스와, 기판 또는 배킹층 사이에 임시로 또는 영구히 끼워질 수 있다. 이는 후크 수반베이스의 폭에 대해 중앙에, 또는 베이스의 가장자리 연부를 따라 위치할 수 있다. 얇은 플라스틱 필름이 이 후크를 덮는 데 사용되는 경우에, 중실의 심이 플라스틱 시트와 후크 사이에 끼워질 수 있다.
상기한 바와 같이, 발포재의 침입에 대해 후크를 보호하는 엘라스토머 재료로 후크 영역을 덮는 것 역시 알려져 있다. 엘라스토머 재료에 자기 유인제를 함유시키는 것이 알려져 있다.
후크 수반 요소에 대해 보호 필름 커버를 부착하는 공지의 방법은 이들 사이에 열용융 접착제의 긴 비드를 사용하는 것을 포함한다. 이러한 열용융 재료에 자기 유인제를 함유시키는 것 역시 알려져 있다.
공지의 방법은 모두 결점이 있다. 중실의 금속 심 자체에 대하여, 이는 가외의 요소와 가외의 제조 단계가 있으므로, 주어진 길이의 재료의 조립 비용과 제조 시간에 기여한다. 중실 금속 심은 재료의 중량에도 기여한다. 제조 과정에 있어서, 작업자가 중실 금속 띠에 의해 베이지 않도록 주의를 기울여야 한다. 중실의 금속은 띠의 탄력성을 제한하고, 띠를 기판에 고정시키는 데 사용될 수 있는 부가되는 층과 여러 가지 접합재의 열팽창 및 수축 특성이 고려되어야 한다. 중실의 금속 심을 파스너 재료나 분리되는 배킹층에 부착하는 것은 접착제 또는 다른 방법이 요구되어 때때로 어렵다.
중실의 금속 심을 또는 자기 유인제를 포함하는 보호 플라스틱 또는 엘라스토머 커버를 사용하는 이들 공지의 조립체를 고려하면, 가능하면 이들 보호 커버를 제거할 필요가 있다. 보호 커버도 그 제조에 있어서 파스너 조립체에 부착되고 성형된 후에 파스너 조립체로부터의 제거되는 부가의 단계를 필요로 한다. 모든 보호 재료는 후크(또는, 루프 수반 부재가 제품 내에 성형된다면, 루프)로부터 제거되어야 하고, 그렇지 않으면 후크(또는 루프)는 상대 요소에 체결되기 위해 노출되지 않을 것이다. 이들 가외의 단계는 통상 정규의 고속 생산 라인과 별도로 이루어져야 하므로 파스너 조립 비용과 제조 시간에 기여하며, 또한 상대적으로 많은 양의 재료의 낭비가 발생된다. 또한, 가끔 커버 재료로부터의 잔여물이 제거된 후에 파스너 부재에 남아 있는데 이는 바람직하지 않다.
중실의 금속 심이 베이스와 발포재 사이에 사용될 때 배킹층이 사용되지 않는다면, 몇가지 수단으로 심을 베이스에 고정하고, 베이스 심 조립체를 배킹층 또는 발포재에 고정해야 할 것이다. 그러한 수단은 접착제를 포함하며, 이는 또한 가외의 단계, 비용 및 복잡함을 수반한다.
체결 요소를 발포 제품에 부착 또는 고정하기 위해 별도의 기판을 사용하는 것이 별도의 기판 사용의 이유라면, 바람직하지 않은 효과도 가져온다. 이는 부가의 부재가 사용될 것을 요하고, 부품을 제조하는 데 소요되는 비용, 중량 및 시간에 기여한다. 이는 또한 제조 목적상 계속 가지고 있어야 하는 목록과, 파스너 부재를 제조하는 데 요하는 기계의 수량을 증가시킨다.
따라서, 파스너 부재에 대한 중실의 금속 심 또는 보호 커버를 사용하지 않고도, 성형된 제품 내에 성형될 수 있는 접촉형 파스너 조립체에 대한 필요성이 크다. 비용과 제조 시간 및 사용될 성형 제품을 준비하는 시간을 최소화하기 위하여, 그러한 몰드 인 조립체의 제조를 단순화할 필요도 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 몰드인 파스너 조립체에 자기 유인성을 부여하는 단순한 수단을 용이하게 하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 후크와 같은 파스너 부재를 위한 중실의 금속 심 또는 보호 커버를 요하지 않는 가벼운 몰드인 조립체를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 자기 유인성을 제공하면서도 파스너 부재의 베이스를 고정용 배킹층에 쉽게 부착하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 자기 유인성을 부여하고, 또한 별도의 기판 또는 앵커층을 사용하지 않고도 파스너 부재를 성형되는 제품에 고정시키는 것을 촉진시키는 것이다.
상기한 용도에 더하여, 파스너 제품은 전자기 차폐 또는 접지 또는 몇가지 상호 작용이 요구되는 경우 유용하다. 예를 들어, 전기 케이블 묶음을 서로 고정하거나 고정구에 고정하기 위한 케이블 타이에 사용되는 분리형 파스너 띠에 접지 요소를 포함시키는 것이 유리할 수 있다. 또한, 비행기는 통상 피뢰침과 분산기로서 작용하는 연신된 금속 시트(expanded metal sheet)로 덮여있는 날개 또는 몸체의 영역을 구비하고 있다. 이들 시트는 통상 에폭시 또는 접착제를 사용하여 부착되며 일단 부착되면 영구하다. 분리형 파스너를 사용하는 것과 같이 선택적으로 제거할 수 있는 피뢰침을 설치하는 것이 바람직할 수 있다.
이들 제품의 중요한 특징은, 이들이 제품이 배치된 영역에 걸쳐 분포된 전기 전도성 금속상을 포함하고, 비파괴적이며 상대적으로 단순한 방식으로 제거될 수있는 구성이라는 것이다.
따라서, 신축성이며, 가볍고, 본체를 파괴시키지 않으며 접착제가 필요하지도 않으면서 쉽게 부착 가능하며 본체로부터 탈착 가능한 전기 전도성 금속상을 포함하는 파스너 제품에 대한 요구도 있다.
본 발명은 일반적으로 접촉형 파스너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 성분을 함유한 접촉형 파스너에 관한 것이다. 접촉형 파스너는 성형 제품 내에 성형함으로써 합체용으로 사용 가능하거나 또는 전자기장 차폐 또는 접지를 요하는 시스템의 일부로서 사용될 수 있다.
도 1은 체결 요소가 후크형 요소인 경우의 본 발명의 파스너 부재의 실시예를 나타내는 도식적 사시도이고,
도 2는 파스너 부재를 삽입하기 위한 공동과 주형벽 내의 자석을 구비하는 본 발명에 사용되는 주형의 측단면도로서, 성형을 위한 주형 내에 위치하는 본 발명의 파스너 부재의 실시예도 나타내고 있고,
도 3은 몰드인 제품이 매립된 다공성 금속층과 후크 및 앵커를 순차적으로 구비하는 경우에 도 2에 나타낸 것과 유사한 단면도이고,
도 4는 성형 재료를 주형에 넣었을 때의 도 3의 주형을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 5는 도 4에 나타낸 주형 내에서 경화되는 성형 재료를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 체결 요소를 포함하는 성형된 제품을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 7은 단일하게 성형되어 그 하나의 면에서 후크를 수반하는 베이스를 구비하고 이 베이스에 매립된 다공성 금속층을 구비하는 본 발명의 파스너 부재의 실시예를 제조하기 위한 장치와 공정을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 8은 공동 압출 성형되고, 이어서 베이스층에 적어도 일부가 매립된 다공성 금속층과 함께 서로 적층된 후크와 기판을 구비하는 본 발명의 파스너 부재의 실시예를 제조하기 위한 장치와 공정을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 9a는 단일하게 성형되어 그 하나의 면에서 후크를 수반하는 베이스를 구비하고, 별도의 기판이 적층되고, 체결면에 비교적 가깝게 다공성 금속층이 베이스층 내에 매립되어 있는 본 발명의 파스너 부재를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 9b는 단일하게 성형되어 그 하나의 면에서 후크를 수반하는 베이스를 구비하고, 별도의 기판이 적층되고, 실질적으로 베이스층과 기판이 어느 정도 혼합된 영역 내에서 베이스층에 매립되어 있는 본 발명의 파스너 부재를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 9c는 단일하게 성형되어 그 하나의 면에서 후크를 수반하는 베이스를 구비하고, 다공성 금속층이 베이스층의 비체결면에 부분적으로 매립되어 있는 본 발명의 파스너 부재를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 9d는 단일하게 성형되어 그 하나의 면에서 후크를 수반하는 베이스를 구비하고, 별도의 기판이 적층되고, 베이스층과 기판이 혼합된 영역에서 비교적 일정 간격이 떨어진 기판 내에 매립되어 있는 본 발명의 파스너 부재를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 10은 서로 다른 재료의 기판으로 더 적층되며, 단일하게 성형되어 그 하나의 면에서 후크를 수반하는 베이스를 구비하는 본 발명의 파스너 부재의 실시예를 제조하기 위한 장치와 공정을 개략적으로 나타내는 도면,
도 11은 자기 유인성의 루프 수반 파스너 부재를 구비한 본 발명의 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 12a는 연신된 금속 시트의 형태로 본 발명의 다공성 금속층의 실시예를 개략적으로 나타내는 평면도이고,
도 12b는 천공되거나 타출된 금속 시트의 형태로 본 발명의 다공성 금속층의 실시예를 개략적으로 나타내는 평면도이고,
도 12c는 비직조 금속 매트의 형태로 본 발명의 다공성 금속층의 실시예를 개략적으로 나타내는 평면도이고,
도 12d는 적어도 몇 개의 금속 실을 구비하는 직조 스크린의 형태로 본 발명의 다공성 금속층의 실시예를 개략적으로 나타내는 평면도이고,
도 13은 다공성 금속층에 사용될 수 있는 연신된 금속 조각을 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 14는 성형된 파스너 부재를 절단하기 위한 라인 작업을 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 15는 후크의 끝과 보호 필름 커버 사이에 금속 함유층을 구비한 본 발명의 체결 요소의 실시예를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 15a는 도 15의 선 15A-15A에 따른 개략적 단면도이고,
도 16a는 대략 직사각형의 3차원 패턴을 갖는 본 발명의 양호한 실시예의 비체결면을 개략적으로 나타내는 평면도이고,
도 16b는 해칭된 대략 삼차원 패턴을 갖는 본 발명의 양호한 실시예의 비체결면을 개략적으로 나타내는 평면도이고,
도 16c는 대략 갈매기표 형상의 삼차원 패턴을 갖는 본 발명의 양호한 실시예의 비체결면을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
하나의 실시예에 따라, 본 발명은, 제1 치수를 따른 연장부와 제2 치수를 따른 연장부 및 체결면과 비체결면으로 이루어지는 베이스를 포함하는 두 개 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재이다. 복수의 체결 요소는 상기 베이스의 상기 체결면에 수반된다. 다공성 금속 함유 웨브는 상기 베이스에 연결되고, 상기 베이스의 상기 제1 치수에 따른 상기 연장부의 주요부와 실질적으로 동연이다.
다공성 금속 함유 웨브는 상기 베이스 내에 매립되거나, 또는 상기 베이스의 비체결면에 부착될 수도 있다. 그 구조는 직조, 비직조 섬유, 스크린 형태, 일부가 제거된 중실 또는 평평해질 수 있는 연신된 금속일 수 있다.
파스너 구성 부재의 길이 방향 형상은 일직선 또는 비직선 곡면일 수 있다.
상기 베이스의 비체결면에 부착된 별도의 앵커 기판이 있어서, 금속 함유층은 둘 사이에 적층될 수 있다. 앵커 기판은 직물 또는 열가소성 플라스틱일 수 있고, 금속 함유층은 앵커 기판 내에 완전히 또는 부분적으로 매립될 수 있다.
다공성 금속 함유 웨브는 완전히 금속이거나 또는 금속 분말이 분포된 중합체 매트릭스와 같이 전체에 걸쳐 금속상이 분포되어 있는 금속상과 비금속상의 혼합물일 수 있다.
금속은 자기 유인성 또는 전기 전도성 또는 자기 유인성이면서 전도성일 수 있다. 만일 자기 유인성이라면, 금속은 파스너가 부착되는 제품의 성형 중에 자석이 장착된 주형 내에 위치하는 파스너 부재를 지지하도록 하는 데 사용될 수 있다. 금속이 전도성이라면, 파스너 부재는 전기적 차폐 또는 접지가 요구되는 경우에 사용될 수 있다.
상기 베이스의 비체결면에는 파스너 부재가 성형되는 성형 제품에 상기 베이스의 부착을 강화하기 위해 3차원 패턴이 부여되거나, 화학적 코팅을 할 수 있다.
파스너 부재가 베이스의 체결면에 고정되는 보호 커버를 구비하는 형태라면, 금속 함유층이 베이스층 내에 부착 또는 매립되는 것보다, 보호 커버와 베이스의 체결면 사이에 놓여질 수 있다.
금속은 상기한 어떠한 구조일 수도 있다.
다른 양호한 실시예에 따라, 본 발명은 두 개의 부재로 분리 가능한 파스너의 파스너 부재를 만드는 방법에 있어서, 제1 치수를 따른 연장부와 제2 치수를 따른 연장부, 체결면과 비체결면을 포함하는 시트형 베이스 요소를 마련하는 단계를 포함하는 방법이다. 시트형 다공성 금속 함유 웨브도 마련된다. 상기 다공성 금속 함유 웨브는 상기 베이스의 비체결면에 접촉되고, 상기 다공성 금속 함유 웨브는 상기 베이스에 결합된다.
상기 결합 단계는 적층 단계로 이루어질 수 있다. 이는 다공성 금속 함유 웨브를 베이스 내의 체결면과 비체결면 사이에 실질적으로 매립하는 단계를 포함할 수도 있다. 이 결합 단계는 두 개의 롤러 사이에서 수행될 수도 있다.
부가적인 단계로서, 엠보싱가공 등에 의해 3차원 패턴이 베이스 요소의 비체결면에 부여될 수도 있다.
금속은 자성 또는 전기 전도성일 수 있다. 금속상은 연신된 금속이어서 결합 단계 전에 연신시킬 수 있다.
또 다른 양호한 실시예에 따라, 본 발명은 두 개의 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재로서, 제1 치수를 따른 연장부와 제2 치수를 따른 연장부 및 체결면과 비체결면을 포함하는 베이스를 포함한다. 복수의 체결 요소가 베이스의 체결면에 수반된다. 상기 베이스가 형성되는 재료에 필수적인 3차원 패턴이 베이스의 비체결면에 수반된다. 예를 들어, 상기 패턴은 베이스의 열가소성 플라스틱 내에 엠보싱 가공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양호한 실시예는 두 개의 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재를 만드는 방법이다. 이 방법은 제1 치수에 따른 연장부와 제2 치수에 따른 연장부, 체결면과 비체결면을 포함하는 시트 형성 베이스 요소를 마련하는 단계를 포함한다. 3차원 패턴이 상기 베이스의 상기 비체결면에 부여된다.
본 발명의 파스너 부재(100)는 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 베이스(110)는 체결면(112) 및 비체결면(114)의 두 개의 표면을 갖는다. 베이스 구조는 비정질 매트(mat)나 중실(中實) 또는 기타 적당한 성형 구조와 같이 비직조되거나 또는 직조될 수 있다. 베이스 구성재는 중합체 플라스틱, 천연 섬유 또는 기타 적정 소재일 수 있다. 본 발명은 베이스의 기계적 형태에 한정되지 않으며, 분리 가능한 접촉형 파스너에 대한 베이스의 공지된 어떠한 기계적 형태도 본 발명과 합치되는 것으로 믿어진다. 베이스는 플라스틱 베이스로서 다른 재질의 별도의 기판에 부착되는 경우가 일반적이다. 만일, 베이스가 직조된 구조라면, 그러한 베이스 부분은 "기초 직물"(ground fabric)로 지칭될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 베이스는 그 체결면(112)상에 다수의 후크형 요소를 구비하고 있다. 그러한 후크형 요소들은 후크형, 버섯 또는 이분된 앵커형, 그렇지 않으면, 당업계에 알려진 바로 루프형 요소와 체결되는 분리 가능한 접촉형 파스너에 사용되는 기타의 기계적 형태의 후크 요소의 형태를 취할 수 있다. 그러한 요소들은 그것들이 후크 형태를 취하는지에 무관하게, 이하 "후크형", "후크와 같은", 또는 "후크" 요소로 지칭한다. 후크 요소에 있어서 알려진 바의 어떠한 기계적 형태와 아직 알려지지 않은 바의 기계적 형태도 본 발명에 합치되는 것으로 믿어진다. (본 발명은 또한 파스너 쌍의 루프 지지부로도 구체화될 수 있다.)
본 발명의 일실시예에 따르면, 베이스층에는 자기적 인력을 갖는 다공성의 금속 함유 웨브 층(115)이 한 층 이상 포함되어 있다. 다음에 설명되는 다른 실시예에 따르면, 다공성의 금속 함유 웨브는 자성을 띨 필요는 없지만, 전기 전도성을 가질 필요가 있다. 금속 웨브는 베이스(110)의 체결면(112)과 비체결면(114) 사이의 적소에 위치될 수 있으며, (도 9c에 도시된 바와 같이) 비체결면(114)에 부분적으로 매립될 수도 있다.
"다공성"과 관련하여, 이는 금속 함유층(115)이 적절한 크기의 관통 구멍을 갖는 연속면으로 형성되어, 그 구멍을 통해 베이스 형성 재료가 파스너 부재의 제조 조건하에서 금속 함유층을 통과할 수 있음을 의미한다. 금속 함유층은 직조, 비직조, 천공, 연신 또는 단지 나란한 경사(warp thread)의 금속을 포함하는 어떠한 형태도 취할 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다. 그러한 형태에 있어, 자기적 인력을 갖는 금속 또는 금속 화합물이 적당하다. 그러한 금속은 철, 철 산화물(자철광, 적철광, 산화 제1철, 산화 제2철과 같은 여러 가지 형태를 가짐), 스테아린산 철(III), 다양한 유기-철 화합물, 희토류 금속 및 그 화합물을 포함한다.
또한, 금속 함유층은 자체가 다공성인 비금속 시트 전역에 분포된 분말 또는 입상 금속을 가질 수 있다. 예컨대, 금속 분말은 천공된 중합체 시트로 형성되거나, 플라스틱 중합체 스크린으로 직조되는 플라스틱 내에 혼합될 수 있다. 비금속 시트에 있어서의 분말 또는 입상 요소에 대한 적절한 자기 유인제는 철(분말), 철산화물(자철광, 적철광, 산화 제1철, 산화 제2철을 포함하는 다양한 형태), 스테아린산 철(III)(및 여러 가지 유기-철 화합물), 희토류 금속 및 그 화합물과 같은 모든 강자성체를 포함한다. 그러한 복합체 금속 함유 재료의 주요 성분은 플라스틱이기 보다 종이, 에폭시 수지, 섬유 등일 수 있다.
결국, 다공성 층은 베이스층 내에 적어도 부분적으로 매립되며, 완전히 매립되는 경우도 많다.
이후의 설명에서, "금속 함유"라는 어휘는 전술한 실시예중, 1)금속 제품; 또는 2) 과립, 분말 또는 액체 등의 금속 성분을 포함하는 비금속부를 갖는 제품등 어떤 것을 의미하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 파스너 부재에 있어서 자기적 인력을 갖는 실시예를 먼저 설명하고, 그 후에, 전기적 전도성을 갖는 실시예에 대해 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자기적 인력을 갖는 실시예는 주형(221)에 사용되는 파스너 부재(100)를 포함하며, 상기 주형은 주요 공동(空洞)(224)을 둘러싸는 주형 본체벽(220)을 구비하고 있다. 주형의 바닥 벽(228)에는 체결 요소-수납용 주형 오목부(222)가 배치되어 있다. 당업계에 알려진 바와 같이, 바닥벽(228)에는 자석(226)이 매립된다.
파스너 부재(100)는 후크(116)가 체결 요소-수납용 주형 오목부(222) 안을 향한 상태에서 그 오목부에 인접하게 주형안으로 삽입된다. 자석(226)은 파스너 부재(100)의 베이스(110)에 함유된 자기적 인력을 갖는 다공성 금속 함유층(115)에 기인하여, 파스너 부재(100)를 바닥 주형벽(228) 쪽으로 끌어당긴다. 그 자기적 인력은 파스너 부재를 주형 벽에 고정하여, 그 파스너 부재를 적소에 위치 설정하고 체결 요소 사이에 성형 재료가 유입되는 것을 방지한다.
파스너 부재를 위치 설정하고 체결 요소가 성형 재료로 오염되는 것을 방지하는 데에는 자기적 인력 이외에도, 기타의 기법들이 사용될 수 있다. 당업계에 공지된 그러한 구조와 아직 개발되지 않은 구조 어떤 것도 본 발명에 합치되는 것으로 믿어진다. 예컨대, 1987년도 발행되고 빌러런트(Billarant)에게 허여된 '성형 과정중 성형체에 부착되도록 구성된 체결용 테이프와 그 부착 방법'이란 명칭의 미국 특허 제4,693,921호에 개시된 바와 같이, 필름 띠는 체결 요소를 완전히 덮을 수 있다. 체결 요소의 전면을 덮는 대신에, 필름 스트립은 체결 요소 영역에 테를 두름으로써 가스켓을 형성하여 필름의 유입을 방지할 수 있다. 그러한 필름 영역이1988년도 햇치(Hatch)에게 허여된 '다른 물체에 부착시키기 위한 분리 가능한 파스너 적용 장치 및 방법'이란 명칭의 미국 특허 제4,726,975호에 개시되어 있다.
본원과 동일 날짜에 출원되고 공동 양도되었으며, 동일 발명자에 의한 '견인 탭을 갖는 다이 절단된 보호용 커버를 구비하는 분리 가능한 파스너 및 그 제조 방법'이란 명칭의 미국 특허 출원 제08/568,132호에는 체결 요소가 돌출되고 비교적 얇은 보호용 커버가 부착되어 있는 베이스를 갖는 성형 제품에 사용되는 파스너 부재가 개시되어 있다. 상기 커버는 열적 처리 공정에 의해 베이스에 부착된다. 예를 들면, 커버와 베이스는 다이에 의해 소정 형태로 절단될 수 있으며, 그 다이는 큰 웨브 모두를 소정의 형태로 거의 동시에 절단하고 용접과 같은 가열 유도 공정에 의해 두 개의 조각을 함께 접합시킨다. 그렇게 성형된 조각은 직선 형상, 만곡 형상, 또는 임의의 복합 형상일 수 있다. 커버는 일단부 또는 양단부에 견인 탭을 포함할 수 있다. 견인 탭은 커버 재료 자체로 형성되며, 견인 탭의 일부는 주요형태가 절단되고 밀봉되는 것과 동시에 그 탭 자체 위에 절첩되고 절단되어 인접층에 밀봉된다. 전술한 미국 특허 출원 제08/568,132호의 내용은 본 명세서에 참고로 인용된다.
체결 요소를 치밀하게(완전하게 또는 부분적으로) 둘러싸는 탄성 중합체 커버를 사용하는 것도 가능한데, 그 중 완전하게 둘러싸는 종류의 커버가 1994년도에 밴필드(Banfield) 등에게 허여된 '인서트 몰드인(mold-in) 파스너를 갖는 성형체'라는 명칭의 미국 특허 제5,286,431호에, 그리고 부분적으로 둘러싸는 종류의 커버로서는 1993년 7월 6일자 출원된 '다이 절단된 몰드-인'이란 명칭의 미국 특허 출원 제08/087,917호에 대응하는 출원으로서, 1995년 1월 19일자 발행된 '성형 공정에 사용되는 후크 및 루프형 인서트'라는 명칭의 PCT 출원 PCT/US94/07473호에 개시되어 있다.
예컨대, 후크형 체결 요소를 구비하고, 주요 중심 영역이 실질적으로 후크가 거의 없는 단조로운 영역에 외접하고, 그 단조로운 영역 자체는 주변 후크 영역에 의해 둘러싸이는 후크 패턴을 갖는 파스너 부재가 사용될 수도 있다. 체결 요소는 중앙 오목부를 갖는 주형에 사용되며, 이때 그 중앙 오목부는 주변 영역에 의해 둘러싸이고, 그 영역은 다시 주변 오목부에 의해 둘러싸인다. 주변 오목부는 후크의 둘레 영역과 쌍을 이루며, 주변 영역은 후크의 단조로운 영역과 쌍을 이루며, 중심의 주형 오목부는 후크의 중심 주요 영역과 쌍을 이룬다. 후크의 둘레 영역은 발포재의 유입에 의해 부분적으로 오염될 수 있지만, 후크의 주요 중심 영역은 "희생적인" 주변 후크에 의해 보호됨으로써 오염되지 않는다. 그러한 구성이 1995년 2월 17일자로 브라이언 제이.루티어(Brian J. Routher), 마틴 아이.야콥스(Martin I. Jacobs), 조지 에이. 프로부스트(George A. Provost)에 의해 '체결 요소에 의해 경계지워진 단조로운 주변 리브를 갖는 분리 가능한 파스너'라는 명칭으로 출원되었고 본원과 공동 계류중이며 공동 양도된 미국 특허 출원 제391,695호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 본원에 참조로 인용되어 있다.
성형 공정은 성형체내에 있는 후면을 맞대고(back-to-back) 있는 후크 및 앵커 파스너인 본 발명의 파스너의 실시예를 구체적으로 나타내고 있는 도 3,4,5,6에 개략적으로 예시되어 있다. 파스너 부재(300)는 그 체결 요소(316)가 체결 요소 수납용 오목부(322)를 향하고 파스너 부재의 앵커 요소(334)가 주요 주형 공동(324)의 중심 영역을 향하는 상태로 주형(321)의 주요 공동(324)안으로 삽입된다. 파스너 부재(300)는 자기적 인력을 갖는 다공성층에 기인하여 자석(326)에 의해 자석쪽으로 끌어당겨짐으로써, 파스너 부재의 주형벽(328)에 대한 밀봉도가 향상된다. 이는 파스너 부재의 위치 설정에 관여하여 성형 공정 중에 후크 요소(316)가 오염되는 것을 방지한다.
성형 재료(410)를 주형 안으로 도입하는 다음 단계의 성형 공정은 도 4에 개략적으로 도시되어 있다. 성형재는 단일 성분이거나, 또는 주형내에 도입되는 중 또는 도입되기 이전에 혼합되는 복합 성분일 수 있다.
성형 제품(524)은 도 5에 개략적으로 도시되어 있다. 앵커 요소(334)는 성형 재료에 의해 둘러싸여 있어서, 파스너 부재를 성형 제품 내에 매립하게 된다. 앵커 요소를 반드시 사용할 필요는 없으며, 앵커 요소를 사용하지 않는 많은 방법이 당업계에 알려져 있다. 예컨대, 앵커를 사용하지 않고, 발포재를 통해 침투되어 파스너를 발포체에 고정시키는 섬유 루프의 배킹층이 사용될 수 있다. 도 5는 고정되거나 고정되지 않은 실시예 모두를 나타내려 한 것이다. 노출된 후크 요소(316)를 갖고, 다공성 금속 함유층(315)에 기인하여 자기적 인력을 갖는 파스너 부재(300)와 합체된 성형 제품(524)이 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 선택적인 앵커 요소(334)가 가상선으로써 성형체내에 매립된 것으로 도시되어 있다. 전형적인 형태의 성형 제품은 자동차나 비행기에 사용되는 발포성 시트 쿠션이다. 발포재가 아닌 기타의 성형 재료도 적절하다.
본 발명의 전형적인 실시예에서, 후크 요소(116)와 베이스(110)는 동일한 전구 물질 요소로 하나의 기계적 요소로 단일하게 성형되며, 따라서 동일 재료로 구성된다. 그러한 적정 재료로는 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리스티렌, 폴리비닐클로로이드, 아세탈, 아크릴산, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 산화물, 폴리우레탄, 폴리술폰, 열가소성 탄성 중합체와 같은 중합체 플라스틱을 포함한다.
단일하게 성형된 체결 요소 및 베이스를 갖는 파스너 부재를 성형하기 위한 장치가 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 이 장치는 1988년 피셔(Fischer)에게 허여된 '다중 후크 파스너 부재의 연속 제조 방법 및 그 방법에 따른 제품'이란 명칭의 미국 특허 제4,794,028호, 1989년 피셔에게 허여된 '다중 후크 파스너 부재'라는 명칭의 미국 특허 제4,872,243호, 1988년 피셔에게 허여된 '분리 가능한 파스너 제조 장치'라는 명칭의 미국 특허 제4,775,310호에 개시된 형태를 다소 변형시킨 것이다. 이들 3개의 특허 모두 본원에 참고로 인용된다. 압출기 몸체부(701)는 용융 상태의 플라스틱(703)을 다이(702)를 거쳐 베이스 롤러(704)와 공동 롤러(705) 사이의 압착부(706)로 용융 및 가압하여, 공동 롤러내에는 후크(716)의 재료와 동일한 재료로 이루어진 웨브형 베이스(710)로부터 연장되는 스트립 파스너(700)의 후크(716)를 형성하기 위한 공동(711)이 포함된다. 압착부(706)에서 형성된 스트립 파스너 재료는 공동 롤러(705)의 둘레를 거쳐 스트립 롤러(713) 둘레로 이동하며, 상기 스트립 롤러는 상기 형성된 후크 시트를 당김으로써 공동 롤러(705)와의 맞물림이 해제되는 것을 보조한다. 그런 다음, 스트립은 도시되지 않은 권취 롤로 통과된다.
다공성의 금속 함유 웨브(715)의 롤(707)은 그 웨브의 앞선 연부가 상기 베이스 롤러(704) 측의 용융된 플라스틱 측면상에서 압착부(706) 속으로 안내되도록 마련된다. 베이스 롤러(704)는 (이후 설명되겠지만, 파스너의 비체결면에 3차원적 패턴을 부여하기 위해 엠보싱 처리될 수 있지만) 전형적으로 평평한 면을 갖는다. 롤의 하중은 용융된 플라스틱을 공동 내로 가압하여 체결 요소가 형성되도록 하는 것 이외에도, 용융된 재료를 다공성의 금속층(715)의 개방 기공들 내로 가압함으로써 다공성의 금속 함유층이 파스너 부재의 상기 형성된 플라스틱 베이스의 본체에 어느 정도 매립될 수 있도록 한다. 그 매립 정도는 도 9a에 도시된 바와 같이 완전 매립으로부터 도 9c에 도시된 바와 같이 부분 매립까지 조절될 수 있다. 이하 사용되는 바와 같이, 보다 깊숙한 매립은 비체결면 보다 체결면에 가깝다. 매립 정도는 다공성 웨브의 장력(장력의 부가는 낮은 깊이의 매립을 야기함), 두께(두꺼운 다공성 층은 보다 깊은 매립을 야기함), 롤러(704,705,716) 사이의 오버 드라이브(오버 드라이브의 부가는 보다 깊은 매립을 의미함), 압착부 압력, 압출기 유동, 용융된 중합체의 탄성도 및 중합체 온도 등의 변화에 의해 조절된다. 다공성 금속 함유 웨브(715)를 압착부(706)에 공급하기 위해 장력 부가 롤러(721)나 당업계에 공지된 바의 기타 적당한 장치가 사용될 수 있다.
상기 형성된 플라스틱 부분에 일단 삽입되어진 다공성 금속 함유 층은 그 플라스틱 부분의 일부로서 공동 롤러(705) 둘레로 연속 이동한다. 다공성 금속 함유층의 존재는 롤러 둘레의 삼각형에 의해 개략적으로 지시된다. 도시된 삼각형은 단지 개략적으로 도시된 것임을 알아야 한다. 파스너에 포함되는 삼각형 구조는 없다.
일반적으로, 다공성의 금속 함유층은 당업계에 알려진 바와 같은 딱딱한 금속층이기 보다는 가요성을 띤다. 또한, 경화되는 경향이 덜하며, 상기 중실층보다 경량인데, 그러한 측면들은 제조를 용이하게 한다. 부주의하게 다공성 금속층을 잡아늘이지 않도록 주의하여야 하며, 다공성 금속층은 중실층보다 더욱 그렇게 변형되는 경향이 있다. (몇몇 경우에 있어서, 소둔 처리되기 이전의 연신된 금속에 예비 스트레칭의 조절을 행하기도 한다.) 다공성 층의 사용은 베이스층을 앵커층이나 발포재에 부착시키는 문제점을 제거한다.
다공성 금속의 종류와 그 구성의 선택은 여러 가지 인자에 의존한다. 다음의 일반 원리를 적용한다. 도 3,4,5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자기를 이용하는 실시예에서 다공성 금속 함유층(315)의 목적은 파스너 부재(334)가 주형벽(328)에서 주형의 홈통(322)으로부터 떨어지지 않도록 방지하는 것이다. 파스너 부재(334)이 떨어져 나가게 된다면, 이는 주로 발포재(524) 속에서의 부력의 영향 때문이다. 따라서, 자석(326)과 다공성 금속층(315) 간의 자기적 인력은 파스너 부재에 가해진 부력 보다 커야 한다. 자기적 인력은 주형 이동 및 진동과, 주형안으로 주입되거나 부어질 때 그 유입되는 우레탄 성분의 운동량에 기인하는 힘도 역시 무력화시켜야 한다. 이들 힘은 여러 가지 상이한 인자에 의존하고 있기 때문에 특정화시키는 것은 불가능하다. 고려해야 하는 인자들은 다음과 같다.
파스너 부재의 부력은 발생하는 화학적 반응에 기인하여 시간에 따라 변화하는 발포성 액체의 밀도에 대한 파스너 부재의 밀도에 의존한다. 우레탄 원료 물질은 예컨대, 통상적으로 0.8 내지 2.0의 범위의 비중을 갖는다. 경화된 딱딱한 우레탄은 극히 작고, 통상 우레탄 원료 물질의 밀도의 5 내지 50% 사이의 범위에서 크게 변화하는 밀도를 나타낸다. 자기적 인력은 자석(326)의 자기장의 강도에 의존하며, 자기장의 강도는 자석의 크기와 조성에 의존한다. 이 인자는 주형 설계자에 의해 상당 정도 조절 가능하다. 또한, 자기적 인력에 기여하는 것은 다공성 금속 함유층(315)에서 자기적 인력을 갖는 금속의 양과, 주형내에 있는 자석(326)과의 거리이다. 그러나, 다공성 금속 함유층(315)과 자석(326) 사이의 거리의 세제곱에 반비례한다. 따라서, 금속 함유층의 위치에 있어서의 조그만 변화는 자기적 인력을 크게 변화시킬 수 있는 반면, 금속 양의 변화는 자기적 인력에 그렇게 큰 변화를 야기하지 않는다.
전술한 고려점들은 설계자로 하여금, 다공성 금속 함유층에 포함되어져야 하는 금속의 양과 금속 함유층의 위치를 결정하여, 주형에 대한 자기 인력을 부여할 수 있게 한다. 제공될 수 있는 다른 고려점으로는 어느 정도의 다공성이 임의의 기판(930)의 재료에 대한 후크 성분(910)의 베이스층(도 9a 참조)의 부착을 촉진시키는 가이다. 대체로, 다공성 금속 함유층의 다공성이 클수록 두 개의 층간 고착 정도는 향상된다.
따라서, 두 개의 관심사, 즉 자기적 인력을 비교적 높게 선택되도록 조장하는 것과 후크 성분의 베이스층(910)과 기판층(930) 사이의 고착 정도는 서로 경쟁적이다. 따라서, 설계자는 그러한 관심사를 적절히 조절해야 한다.
다공성 금속 함유층의 바람직한 형태는 미국, 코넥티커트 06770, 노가투크에 소재하는 엑스메트(Exmet)사에 의해 판매되는 연신된 금속이다. 연신된 금속은 슬릿 가공되어 연신된 시트 금속이다. 그러한 슬릿 가공 및 연신은 형상 및 구멍 개수를 결정하기 위해 동시에 행해질 수 있다. 스트랜드 치수(폭과 두께), 단편의 전체 두께, 단위 면적당 중량이 조절 가능한 변수이다.
도 13에 개략적으로 예시된 바와 같이, 연신된 금속은 금속 스트랜드(1304)에 의해 둘러싸인 다이아몬드형 구멍(1302)을 전형적으로 구비한다. 다이아몬드의 긴 경로(LWD)에 따른 치수는 하나의 조인트 중심으로부터 다음 조인트의 중심까지로 측정된다. 이 치수는 금속의 슬릿 가공을 위한 다이에 의해 조절된다. 이 치수는 전형적으로 그 재료의 롤의 폭과 나란하게 정렬된다. 다이아몬드의 짧은 경로(SWD)는 다이아몬드 치수의 긴 경로에 수직하며, 그 짧은 경로도 역시 다이아몬드를 가로지른 하나의 조인트 중심으로부터 다음 조인트의 중심으로까지 측정된다. 이 치수는 연신 정도에 따라 변화한다. 원 재료의 두께는 스트랜드 두께를 결정한다. 본질적으로 재료의 원 평면에 수직하게 되는 이 치수는 다소 왜곡되지만, 원하는 경우 평탄화될 수 있다. 스트랜드 폭은 슬릿간의 거리에 기초하고 있으며, 대체로 금속 두께 보다 크다. 스트랜드 폭은 (왜곡에 기인하여) 재료의 전체 두께에 영향을 미치며, 재료의 전체 두께는 대체로 스트랜드 폭의 2배 이하이다. 연신 정도도 역시 전체 두께에 영향을 미친다.
연신 공정은 대부분의 금속에 가공 경화를 야기한다. 이는 본원에서 설명하고 있는 용례에 대해 통상 바람직하지 못한데, 그것은 (이하 설명되는) 본 제품의일반적인 쓰임이 제품을 다이 타출 가공한 형태를 필요로 하기 때문이다. 가공 경화된 금속은 그렇지 않은 재료에 비해 다이 절삭이 어렵다. 따라서, 그러한 금속은 사용하기 이전에 소둔 처리가 선행되어야 한다. 그러한 소둔 처리는 금속 제조자에 의하여 행해질 수 있다. 연신된 금속은 예컨대, 60인치(152.4cm) 정도의 넓은 시트에 유용하다.
소정 용례에 대한 연신된 금속의 바람직한 형태는 SWD에 나란한 방향(이하 설명되는 바의 기계 가공 방향)으로 예비 신장시킨 다음 평탄화시키고 소둔 처리하는 것이다. 이는 재료의 안내를 용이하게 하며, 또한 이하 설명되는 바와 같이, 조립 과정중에 보다 큰 장력이 재료에 인가되도록 한다. 금속의 예비 신장 및 소둔 처리는 파스너의 제조 중에 재료에 큰 장력을 인가하는 것을 용이하게 하는 재료의 탄성도를 감소시킨다.
전술한 설명에는 별도의 배킹 기판의 설명이 포함되어 있지 않다. 잘 알려진 바와 같이, 후크 요소가 베이스와 단일체로서 성형되고, 웨브형 기판을 별도의 기계적 전구 물질 요소로 제조하는 것도 가능하다. 베이스와 합체된 후크 요소와 기판은 연이어서 혹은 동시에 접합된다. 예컨대, 베이스와 합체된 후크 요소와 기판은 크로스-헤드 다이에 의해서 또는 2개의 독립적인 압출류를 함께 압착 가공(calendering)에 의한 것과 같은 임의의 공지된 방법에 따라 공통 압출될 수 있다.
베이스와 그 베이스층에 매립된 다공성 금속층을 갖는 공통 압출된 체결 요소와 그 파스너 부재에 연결되는 기판을 구비하는 파스너 부재를 성형하기 위한 장치가 도 8에 개략적으로 도시되어 있다. 이 장치는 도 7과 관련하여 상기 예시된 것과 유사하지만, 크로스-헤드 다이를 사용하는 점이 다르다. 용융된 플라스틱의 두 개의 흐름(803h)(후크 및 베이스에 대한 것),(803s)(기판에 대한 것)은 두 개의 상이한 다이 오리피스(807h,807s)를 갖는 크로스-헤드 공통 압출 다이 헤드(802)를 통해 가압된다. 용융된 플라스틱의 그러한 두 개의 흐름은 베이스 롤러(804)와 공동 롤러(805) 사이의 압착부(806)로 가압되는데, 상기 공동 롤러(805)는 스트립 파스너(800)의 후크(816)를 형성하기 위한 공동(811)을 포함하고 있다. 다공성 금속 함유 웨브층은 플라스틱 코팅된 와이어의 제조 방법과 대체로 유사한 방법으로, 크로스 헤드 다이를 통해 플라스틱의 두 개의 흐름(803h,803s) 사이의 압착부 안으로 공급된다. 고온의 후크 재료의 탕(pool)(Ph)은 고온의 제2 기판 재료의 탕(Ps)과 마찬가지로 압착부의 상류를 형성한다. 압착부에서, 후크 재료는 후크 롤러(805)의 공동(811)안으로, 또한 다공성 금속 함유층의 구멍을 통해 기판 흐름을 향해 가압된다. 따라서, 다공성 금속 함유층은 베이스층에 적어도 부분적으로 매립된다. 동시에, 기판 재료는 다공성 층(성형될 후크와 일체로 베이스를 형성함)을 통과한 후크 재료의 양에 따라 웨브 형상으로 평탄화 및 분배된다. 압착부에서의 압력은 한편으로는 기판 재료와 함께 후크 및 베이스 재료를 접합시키며, 다른 한편으로, 후크(816) 및 기판(830)이 형성되고 접합되어, 다공성 금속 함유 웨브층이 매립된 파스너 부재(800)가 되도록 한다. 이러한 공통 압출된 성분은 후크 롤러(805) 둘레를 돌아, 도 7에 도시된 바와 같은 단순 압출된 단일형의 후크 및 베이스 성분의 경우와 동일한 방법으로 상기 롤러로부터 벗겨진다. 그런 다음, 스트립은 도시되지 않은 권취롤로 통과된다. 전형적인 실행에 있어, 금속 함유층은 베이스층의 본체 외부로부터 전혀 관찰되지 않는다.
단일의 측면형 후크 요소보다는, 도 8에 도시된 바와 같이, 후면을 맞대고 있는 후크 및 앵커 파스너 부재를 함께 압출 성형할 수 있으며, 후크형 앵커를 형성하는 재료가 기판 재료를 대신한다. 이러한 경우에, 베이스 롤러(804)는 그 둘레에 앵커 형상 공동(anchor shaped cavity)을 포함한다. 이러한 구조물을 제조하기 위한 장치가 1993년 7월 14일에 출원된 미국 특허 출원 제92,312호의 분할 출원으로서 1995년 1월 31일에 출원된 "등을 맞댄 후크 파스너(BACK-TO-BACK HOOK FASTENER)"라는 명칭의 미국 특허 출원 제381,632호와, 1994년 7월 6일에 출원되고 1995년 1월 19일에 공개된 대응 PCT 출원 PCT/US94/07556에 개시되어 있으며, 상기 출원들은 모두 본출원의 양수인에게 양도되었으며, 본원에서 참고로 인용한다.
도 8에 도시된 장치로 제조될 수 있는 제품이 도 9a 내지 도 9c에 개략적으로 도시되어 있다. 후크(916)는 제1 재료로 구성된다. 베이스(910)는 후크(916)와 일체로 압출 성형된다. 기판(930)은 동일한 재료로 구성되거나, 또는 제2의 다른 재료로 구성된다. 많은 다른 물리적 형태를 취할 수 있는 결합 영역(해칭으로 표시)은 후크 재료로부터 기판 재료로의 천이부를 나타낸다. 다공성 금속 함유층을 사용함으로써, 접착제를 사용하지 않고도 또는 중실의 금속 심(shim)에서 일어나는 박리(delamination)의 위험 없이 파스너 부재의 폭 전체에 걸쳐 후크 재료와 기판 재료를 효과적으로 결합시킬 수 있다. 다공성 금속 함유층은 상기 영역(P)내의 어느 곳에든지 위치될 수 있다.
기판의 구조는 직조(woven) 또는 비직조 직물일 수 있다.
함께 압출 성형하는 것뿐만 아니라 후크 및 단일의 베이스를 성형하는 단일 압출 성형(unitary extrusion)을 이용하여 후크를 갖는 베이스를 기판에 결합하는 것이 이미 논의되었다. 후크 요소를 기판에 결합하기 위하여 다른 방법들이 이용될 수 있다. 다른 방법은, 후크 수반웨브가 압출되어 성형됨에 따라 다공성 금속 함유층을 단일의 후크 및 베이스 속에 매립하고, 이미 형성된 기판층을 후크 및 베이스층에 동시에 적층하는 것이다. 이러한 기술의 선구자격인 기술(다공성 금속층은 없다)이 본원에서 참고로 인용하는 월리암 제이. 케네디의 1993년 11월 9일에 특허된 "적층된 후크 파스너 제조 방법"이라는 명칭의 미국 특허 제5,260,015호에 개시되어 있다. 이 방법은 "원-랩(one-wrap)" 방법이라고 부르며, 이 방법에 의해 제조되는 부품들은 "원-랩" 파스너라고 한다. 이러한 방법을 실행하기 위한 장치가 도 10에 개시되어 있다. 도 7에 도시한 실시예에서처럼, 압출기 배럴(1001)은 플라스틱을 용융시키고 다이를 통과한 용융 플라스틱(1003)을 스트립 파스너(1000)의 후크(1016)를 형성하는 공동(1011)을 포함하는 공동 롤러(cavity roller)(1005)와 베이스 롤러(1004) 사이의 압착부(1006) 속으로 밀어넣어, 상기 후크는 후크(1016)와 동일한 재료로 구성되는 웨브형 베이스(1010)로부터 연장된다. 압착부(1006)에 형성된 스트립 파스너 재료는 공동 롤러(1005)의 둘레 및 스트립 롤러(1013) 둘레를 이동하는데, 상기 스트립 롤러는 성형된 후크 시트를 공돌 롤러(1005)와의 맞물림으로부터 잡아 떼어내는 것을 도와준다. 다음에, 스트립은 와인드-업 롤(wind-uproll)(도시 생략)을 통과한다.
롤(1017)의 예비 성형 다공성 금속 함유 웨브 재료(1015)가 압착부(1006)로 삽입되어 베이스(1010) 속에 매립된다. 다공성 금속 함유 웨브 재료는 후크 재료로 구성된 단일의 베이스(1010)와 직접 결합되어 베이스와 일체로 된다. 금속 함유층(1015)은 베이스층(1010) 내에 완전히 넣어져 매립될 수 있거나, 또는 금속층(1015) 내의 구멍을 통해 접근가능하거나, 돌출한 베이스 재료로 된 "섬(island)" 또는 범프(bump)를 갖도록 부분적으로 매립될 수 있다. 금속 시트(1015) 상의 적절한 인장 및 평평도를 유지하기 위해 다른 롤러 및 인장 장치가 사용될 수 있다.
압착부(1006)에서, 금속 웨브(1015)는 압착부 하류측의 작은 삼각형으로 표시된 것과 같이 후크 재료에 결합된다. (삼각형은 어떤 삼각형 구조를 나타내는 것은 아니다. 삼각형은 통상 평평한 시트형 구조를 구별하는데 사용된다.)
예비 성형 롤(1030)의 기판 시트 재료(1032)가 역시 압착부(1006) 속으로 삽입된다. 기판 재료(1032)는 후크 재료로 구성된 단일의 베이스(1010)와 직접 결합되어, 스트립 파스너 구조물과 일체로 된다. 금속 함유층(1015)이 베이스층에 완전히 매립되거나 또는 넣어진다면, 시트 재료(1032)는 베이스층의 비체결면에 간단하게 적층된다. 다공성 금속층이 단지 부분적으로 베이스층에 매립된다면, 시트 재료(1032) 및 베이스층은 다공성 금속층의 개구부를 통해 합쳐지는데, 이들 중 하나 또는 다른 하나 또는 둘 모두 금속층의 중앙면 이상으로 통과한다. 압착부(1006)에서, 기판 시트 재료(1032)는 압착부 하류측의 작은 반원으로 나타낸것과 같이 후크 재료에 적층된다. (반원은 어떤 원형 구조를 나타내는 것은 아니다. 반원은 단지 통상 평평한 시트형 구조를 구별하는데 사용된다.)
핀(1034) 세트는 시트 재료를 주름지지 않은 평평한 상태로 운반하는 것을 도와줄 수 있다. 적층 기판을 형성할 시트 재료 상의 적절한 인장과 평평도를 유지하기 위하여 다른 롤러 및 인장 장치(1019)가 사용된다.
도 10에 도시된 장치에 의해 형성되는 파스너 띠는 또한 도 9a, 도 9b, 도 9d에 의해 개략적으로 나타내어질 수 있다. 다시, 후크(916) 및 단일의 베이스(910)가 기판 시트 재료(930)에 적층된다. 천이 영역(950)은 기판 재료 및 후크 재료로 구성된다. 다공성 금속 함유층은 상기 영역(P) 내에서, 복합 구조 내부의 어느 곳에든지 위치될 수 있다. 만일 기판 재료가 금속 함유층이 매립될 수 있는 형태의 재료가 아니라면, 예컨대 직물 루프 기판이라면, 물론 다공성 금속 함유층은 단지 도 9d가 아닌 도 9a, 9b에 도시된 것과 같이 위치될 수 있다.
시트형 기판에 대한 많은 예가 있다. 기판의 구조는 직조형 또는 비직조형일 수 있다. 그 구조는 성긴(open) 직조형 또는 촘촘한 직조형을 구성할 수 있다. 기판의 구조는 접착제 배킹을 구비하거나 또는 구비하지 않은 종이일 수 있으며, 또는 발포형(foam type)의 얇은 시트를 구성할 수 있다. 기판의 구조는 또한 보통의 후크 및 루프 파스너 쌍의 루프 요소를 구성할 수도 있다. 기판을 제조하는 재료는 열가소성 플라스틱 또는 천연 섬유 또는 비열가소성 중합체일 수 있다. 기판이 열가소성 재료인 경우, 기판은 후크 재료의 용융점보다 높은 용융점을 갖게 되어, 도 10에 도시한 후크의 성형 공정 및 적층 공정 중에 용융되지 않는다. 전술한 것 중어느 것이나 후크 요소가 성형되는 제품에 고정되는 것을 증진시키는 데 유용하다. 후크가 적층되는 시트 재료 기판의 형태는 본 발명에 불가결한 것은 아니다.
본 발명은 후크 요소 또는 기판이 제조되는 방법에 의존하지 않는다. 필요한 것은 자기적 인력이 있는 다공성 금속층이 적어도 부분적으로 베이스 또는 기판층에 매립되어 주형 내의 자석에 의해 끌어당겨질 수만 있으면 되는 것이다.
도 10에 도시한 "원-랩"(one-wrapTM) 파스너 적층 방법보다는, 도 7에 도시한 것과 같이 기판 없이 후크 및 베이스 재료만을 성형한 후에 오프-라인(off-line) 방법이 사용될 수 있다. 후에, 세 개의 감긴 웨브, 하나의 후크 수반 베이스재료, 하나의 다공성 금속 함유층, 그리고 그외의 기판이 함께 적층되어 다공성 금속 함유층을 다른 두 개 중 하나의 내부에 매립될 수 있다. 동시에, 후크를 덮어 성형 재료의 유입으로부터 후크를 보호하도록 얇은 보호 필름의 네 번째 웨브가 가해질 수 있다. 상기 필름은 후크 수반 베이스 및/또는 기판의 상대적인 폭에 따라 초음파로, 또는 가열 및 가압에 의해 또는 접착제에 의해 후크 수반 베이스 및/또는 기판에 고정될 수 있다.
실시예
제1 실시예에서, 뉴햄프셔, 맨체스터에 소재하는 벨크로 유에스에이 인코오포레이티드(Velcro USA Inc.)에서 판매하는 울트라 8(Utra 8 등록상표) 상표의 후크와 같은 알려진 형태의 성형 후크를, 도 7에 도시되고 피셔의 전술한 인용예 미국 특허 제4,794,028호 제4,872,243호, 제4,775,310호에 개시되어 있는 단일의 연속 성형 방법을 이용하여 성형하였다. 압출기에 제공된 재료는 듀퐁 드네모어사에서 지텔(ZytelTM) 4209라는 상표로 판매하는 것과 같은 폴리아미드이다. 가공 처리 온도의 범위는 압출기 공급부에서의 530°F(267℃)로부터 다이에서의 595°F(313℃) 이었다. 베이스 롤의 온도는 46°F(8℃), 공동 롤의 온도는 66°F(19℃), 그리고 스트립 롤의 온도는 45°F(7℃) 이었다. 코넷티컷, 노가턱에 소재하는 익스멧사(Exmet Corp.)에서 5Fe10-1/0이라는 상표로 판매하는 연신된 금속으로 된 12 5/8 인치(32 cm) 폭의 다공성 금속 웨브를 압착부로 공급하여 성형 베이스층에 매립하였다. 이러한 재료는 5 mils(0.005 in.(0.12 mm)) 두께의 연강(mild sheet) 시트로 형성되는데, 상기 시트는 스트랜드(strand) 폭이 10 mils(0.01 인치(0.24 mm))이고, LWD 크기가 0.280 in.(0.71 cm)이고, SWD 크기가 0.100~0.150 인치(0.254~0.381 cm)인 패턴으로 연신되어 있다. 직물 루프의 기판 배킹층을 도 10에 도시한 것과 같이 추가하였고, 4 파운드/리니어 인치(lb./lineal inch)의 인장하에 유지하였다. 인장이 가해질 수 있고, 금속 웨브에 인장을 가하는 것이 바람직할 수 있지만, 다공성 금속층을 아무런 인장 없이 유지시켰다. 두 롤 사이의 압착부에서의 압력은 6,600 파운드였다. 다공성 금속층은 후크 층의 베이스 내부에 완전히 매립되었다.
연신된 금속으로 된 두 개의 다른 웨브에 대해 동일한 가공 처리 매개 변수들을 사용하였고, 유사한 결과들을 얻었다. 익스멧 코오포레이션사에서 5Fe15-1/0이라는 상표로 판매하는 웨브를 사용하였다. 이 웨브는 스트랜드 폭이 10mils(0.01 in.(0.24 mm))보다는 15 mils(0.015 in.(0.36 mm))이라는 점에서 5Fe10-1/0와는 다르다.
세 번째 시도에서, 익스멧 코오포레이션사에서 5Fe20-1/0이라는 상표의 웨브를 사용하였다. 이는 스트랜드 폭이 10 mils(0.01 in.(0.24 mm))보다는 20 mils(0.02 in.(0.48 mm))이라는 점에서 5Fe10-1/0와는 다르다.
전술한 논의는 일반적으로 다공성 금속 함유층이 후크 요소의 베이스층 내에 매립된다고 가정한 것이다. 그러나, 후크 요소 및 배킹 기판이 모두 도 8에 도시한 기계의 압착부에서와 같이 가열 및/또는 가압 하에서 결합되는 열가소성 재료인 경우, 파스너 부재 베이스 또는 기판이라고 칭하는 것은 다소 임의적인데, 왜냐하면 결과로서 연속체가 생기므로 다공성 금속 함유층의 매립 위치는 한 극단부에서는 전적으로 체결 요소 베이스이고 다른 극단부에서는 전적으로 기판이기 때문이다. 더욱이, 본 발명은 다공성 금속 함유층이 기판 배킹층 내에 완전히 매립되어, 적절히 제조할 수 있다면 파스너 부재의 베이스층과 결합되는 실시예를 포함하도록 고안된 것이다. 이러한 실시예는 도 9d에 명백히 도시되어 있다. 이처럼, 다공성 금속 함유층은 도 9a, 9b, 9d에서 중괄호로 도시된 영역(P) 내의 어느 곳에든지 위치될 수 있는데, 도 9a는 다공성 금속 함유층(915)이 후크 부분의 베이스(910)에 거의 매립된 것을 도시하고, 도 9d는 다공성 금속 함유층이 기판 부분(930)에 거의 매립된 것을 도시하며, 도 9b는 다공성 금속 함유층이 후크부 및 기판부의 합성부 내부에 완전히 매립되어 두 개가 상호 혼합되는 영역을 실질적으로 지탱함을 도시한다.
전술한 설명은 연신된 금속 다공성층에 대해 집중되었지만, 다른 기계적 형태의 다공성 금속 함유층이 가능하고, 이는 본 발명의 범위 내에 있다. 예컨대, 금속층은 천공 또는 타출된 시트, 직조 및 비직조 스크린, 또는 비직조 매트 형태의 금속일 수 있다. 경사(warp thread)와 같이, 금속 와이어로 된 평행한 비직조형 스트랜드를 사용할 수 있다.
금속 함유층은 전체가 금속이기보다는 금속 분말 또는 금속 미립자가 전체에 걸쳐 분포되어 있는 열가소성 모재와 같이, 금속 및 다른 물질의 복합물일 수 있다. 그러나, 이러한 복합층 자체는 그 층을 통하는 구멍 또는 개구부가 있는 다공성이어야 한다. 비금속 시트에서 미립자 또는 분말 성분에 대한 적절한 자기 유인제(magnetic attractant)는 철(분말), 산화철(자철광(magnetite), 적절광(hematite), 산화철(II), 산화철(III)을 포함하는 여러 형태), 제2 철의 스테아레이트(iron(III)-stearate)(및 여러 유기-철 화합물(organo-iron compound))과 같은 강자성(ferro-magnetic) 재료와, 희토류 금속 및 그 화합물을 포함한다. 이러한 복합 금속 함유 재료의 주성분은 플라스틱이라기보다는 종이, 에폭시 수지, 섬유 등일 수 있다.
층이 자기적으로 충분히 유인성이 있어 성형하는 동안 구성품을 주형에 고정할 수 있어야 하고, 베이스가 형성되는 재료는 다공성이 충분하여 성형하는 동안 금속 함유층이 적어도 부분적으로 베이스층에 매립될 수 있을 필요가 있다.
전술한 논의는 일반적으로 주형 속에 합체되는 파스너 부재(fastening component)는 후크 수반 요소라고 고려한 것이다. 이것이 전형적이기는 하지만, 반드시 그러한 경우일 필요는 없다. 따라서, 루프 수반 요소는 선택적으로 성형 제품에 매립된 파스너의 일부일 수 있다. 이러한 경우에, 도 11에 도시된 것처럼, 루프 수반 요소(1100)는 그 속에 매립된 자기 유인성의 다공성 금속 함유층(1115)을 포함하는 요소일 것이다. 전형적으로, 루프 제품(1114)은 직조형 또는 비직조형이지만, 그것이 용융되는 온도에서 처리되지는 않는데, 왜냐하면 그와 같은 온도에서 처리할 경우 루프(1116)가 손상되기 때문이다. 따라서, 금속 함유층(1115)을 루프 함유 제품의 일부에 매립시키기 위해서, 처리 온도 범위의 용융점을 갖는 열가소성 기판층(1117)에 루프층을 적층하는 것이 유리하다. 다음에 금속 함유층(1115)을 상기 기판층(1117)에 매립할 수 있고, 이러한 기판층은 다공성 금속 함유층(1115)의 구멍을 통해 루프층(1114)의 베이스에 부착된다. 사실, 기판층(1117)은 정규의 후크층, 또는 앵커 형태의 후크(도 11에는 도시되어 있지 않음) 또는 거의 평평해진 형태의 변형된 후크 요소를 포함할 수 있다. 전술한 모든 논의 사항들은 이러한 루프의 실시예에도 적용된다.
본 발명은 형태가 임의적이고, 자기 유인성이 있는 파스너 부재들을 제조하는 데 특히 적합하다. 이것은 특히 유리한데, 왜냐하면 많은 방법들에 의하면 그 형태가 대략 직사각형 형태가 되고, 아치 형태와 같은 다른 형태를 요구하는 많은 경우가 있기 때문이다.
도 14에 개략적으로 도시된 바와 같이, 도 7 또는 도 10에 도시한 다공성 금속 함유층을 구비한 파스너 부재 롤(1400)이 성형 유닛(1401)에 마련된다. (금속 함유 파스너 부재 롤은 별도의 배킹 기판을 포함할 수도 있고 또는 포함하지 않을수도 있다.) 롤(1400)은 1 ∼ 5 피트(feet)(25 ~ 125 cm)와 같이 폭이 다소 넓을 수 있다. 다공성 금속 함유층(1402)이 연신된 금속이라면, 화살표(LWD)로 표시한 바와 같이 롤의 폭과 평행한 다이아몬드 길이 방향으로 정렬될 것이다. 파스너 부재의 웨브(1402)는 원하는 형태로 파스너 부재를 타출하는 하나 또는 복수개의 다이(1408)를 구비하는 타출 다이(1404)를 통과한다. 도시된 이러한 경우에, 단순화를 위해, 하나의 다이가 각 사이클에서 하나의 형태(1406)를 타출한다. 이미 절단된 4개의 조각(1406a, 1406b, 1406c, 1406d)이 시트(1402) 및 타출 다이(1404)로부터 수집 용기(1412)로 계속 떨어지는 상태가 도시되어 있다. 절단된 구멍(1410)이 있는 시트(1402)가 화살표(M)로 가리키는 기계의 방향으로 움직인다. 성형된 요소들(1406a, 1406b, 1406c)이 각각 절단되는 세 개의 홀(1410a, 1410b, 1410c)이 도시되어 있다.
이처럼, 임의 형태의 조각이 절단될 수 있고, 시트(1402)에 매립된 다공성 금속층은 그 의도된 목적을 위해 있는 그대로 효과적으로 남아 있을 것이다. 이것은 직사각형 띠 조각으로 사용하는 것이 단지 유용한 직사각형의 금속 심 띠를 사용하는 것에 비해 상당한 이점을 갖고 있다. 다공성 금속 시트는 면적당 중량이 비교적 가볍기 때문에, 도시된 것과 같이 형성되도록 나중에 절단되는 넓은 시트에 합체될 수 있으며, 고가의 중금 속의 낭비가 최소가 된다. 또한, 다공성 금속 함유층을 사용하므로, 다이의 수명이 연장되며, 금속을 소둔하면 특히 그러한 데, 이는 금속 시트가 연속인 경우 존재하는 것보다 금속 대 다이의 접촉이 작고, 존재하는 금속은 단단하지 않다.
복잡한 형태의 파스너 부재를 성형할 수 있는 능력은 '풀 탭을 갖는 다이-컷 보호 커버를 구비하는 분리형 파스너 및 그 제조 방법'이라는 명칭의 U.S.S.N. 08/568,132에 개시된 발명과 양호하게 결합될 수 있는데, 상기 출원의 발명자는 본 출원의 발명자와 동일하며, 복잡한 형태 또는 비직선형 형태일 수 있는 피복된 파스너 부재를 개시하고 있다. 기본적으로, 상기 출원은 커버 및 베이스 재료를 동시에 절단하고, 커버를 베이스에 동시 밀봉하는 것을 필요로 한다. 피복된 파스너를 제조하기 위해 연부가 직선형이거나 또는 직선형 형태가 있을 필요는 없다. 본 발명은 금속 함유 웨브를 비직선형 형태의 파스너에 합체할 수 있기 때문에, 이러한 두 발명은 형태가 임의의 비직선형이고, 피복되어 있으며, 자기 유인성이 있거나 전기 전도성이 있는 파스너를 형성하기 위해 양호하게 결합될 수 있다.
이와 같이, 자기 유인성이 있는 본 발명의 실시예는 많은 목적을 달성한다. 본 발명은 경질이고 부피가 크며 고가이고 무거우며 위험한 중실의 금속 심이 아닌 자기 유인성 파스너 부재를 제공한다. 후크(또는 루프)를 제조한 후에 별도의 단계로서 자기 유인제를 첨가할 필요가 없고 자기 유인제는 후크가 제조될 때에 제공되기 때문에 제조 시간이 적게 소요된다. 후크 요소와 같은 파스너 부재는 자기 유인제를 함유하고 상대 요소를 고정하는 이중 기능을 수행한다. 버려지는 양은 최소화된다. 자기 유인제를 함유하는 요소를 제거하기 위해 오프-라인 단계가 필요하지 않다. 자기 유인성 재료에 의해 발생되며 양립하지 않는 열적 특성의 공지된 문제가 없는데, 왜냐하면 다공성 금속층이 베이스층과 실질적으로 동일한 정도로 팽창 및 수축하기 때문이다. 또한, 얇은 커버 또는 엘라스토머 덮개와 같이 후크를 보호하는 어떤 층의 재생이 단순화되는데, 왜냐하면 이러한 요소 근처에 있거나 또는 합체되는 금속이 없기 때문이며, 상기 금속은 순수 재료 처럼 재생될 수 있다. (이러한 장점은 이하에서 논의되는 도 15에 도시한 실시예에는 없는데, 이 실시예에서 다공성 금속 함유층은 후크의 첨단(tip)과 보호 커버 사이에 포함되어 있다.)
도 15 및 도 15a에 도시된 실시예에 대한 논의로 돌아가면, 다공성 금속 함유층은 후크의 첨단과 보호 커버 사이에 포함될 수 있다. 전술한 바와 같이, 몇몇 경우에 있어서, 보호 커버(1540)는 파스너 부재(1500)의 후크(1516)를 완전히 또는 부분적으로 에워싼다. 보호 커버는 도 2 내지 도 5에 도시한 것과 같이 파스너 부재를 성형 제품으로 성형하는 동안에, 발포성 재료에 의해 후크가 오염되지 않도록 해준다. 이러한 필름 커버는 상기한 특허 제4,693,921호에서 논의된다. 이 커버는 (도 15에 도시한 것처럼) 통상 투명하고 매우 얇다. 본 발명의 하나의 실시예는 후크(1516)의 상단부와 얇은 커버(1540) 사이에 다공성 금속 함유층(1515)을 포함하고 있다. 도 2에서 226으로 도시한 것과 같은 자석은 금속 함유층(1515) 내의 금속을 자석을 향해 끌어당기며, 얇은 커버(1540) 및 이 커버가 부착된 베이스(1510)를 주형 벽에 대해 부드럽게 잡아당겨서, 파스너 부재가 주형 내에 위치하는 것을 도와주고, 파스너 부재를 이동시키는 전술한 힘에 대해 파스너 부재가 고정되는 것을 도와준다.
금속 함유층(1515)은 전술한 바와 같이 전체가 금속일 수 있으며, 또는 플라스틱 모재 내에 금속 분말, 섬유, 미립자 등이 산재된 비금속 및 금속 복합물일 수 있다.
전술한 논의는 별도의 기판층을 사용할 필요가 없다고는 하지만, 일반적으로, 특정 기판층이 별도로 형성되어 파스너 부재를 성형 제품에 부착하는데 사용된다는 것을 고려한다. 현재 알려진 기술에 있어서, 별도의 기판은 어떤 자기 유인성 부재를 파스너 부재에 고정하는 것을 도와주는데 중요하였다. 예컨대, 별도의 기판층이 개재부의 일부로서 사용될 수 있고, 체결 요소가 개재부의 다른 단부를 형성하며, 그 내부에서 자기 유인성 금속 심이 클램핑된다. 그러나, 체결 요소 그 자체의 내부에 매립된 금속 함유층을 갖고 있는 본 발명에 의해서, 기판의 이러한 기능은 필요하지 않다.
본 발명은 파스너 부재를 성형 제품에 어떻게 고정하는가 하는 문제를 훌륭하게 해결한다. 성형 제품을 향하는 파스너 부재의 비체결면은 성형 재료가 그 표면에 혼입되어 성형될 재료에 그 표면을 부착할 수 있도록 충분히 세밀한 표면으로 직조될 수 있다. 직조(texturing) 정도는 성형 재료 및 파스너 부재의 재료에 의존한다. 도 16a에 도시한 것처럼, 그 패턴은 직사각형일 수 있고, 또는 도 16b에 도시한 것처럼 빗금 형태일 수 있으며, 또는 도 16c에 도시한 것처럼, 갈매기표(chevron) 형태일 수 있다. 전형적으로, 성형 제품은 폴리우레탄 폼(polyurethane foam)이고, 체결 요소는 나일론 열가소성 수지이다. 거칠어지나 또는 조직화된 표면 외에, 화학적 타이-코트(chemical tie-coat) 또는 부착 증진제가 필요할 수 있다.
직조된 표면은 전사를 일으키기에 적절한 압력 및 온도 조건 하에서 전사될 패턴을 갖고 있는 롤에 플라스틱 파스너 부재를 엠보싱(embossing) 함으로써, 즉접촉시킴으로써 만들어질 수 있다. 예컨대, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 바닥 롤(704 또는 705)은 엠보싱될 패턴을 지닐 수 있다.
이러한 구조가 제공하는 이점은 별도의 기판층을 추가하는 비용, 시간, 복잡성, 그리고 부피 및 중량을 줄일 수가 있다는 것이다.
직조된 표면을 사용하는 것 대신, 또는 직조된 표면을 사용하는 것 외에 베이스 재료와 성형될 제품 사이의 부착성을 증가시키는 화학적 코팅을 사용할 수 있다. 이러한 화학적 코팅으로는 아크릴 또는 폴리우레탄 코팅 등이 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
비체결면인 직조된 후면의 특징은 상기한 다공성 금속 함유층과 함께 사용될 때 특히 유리하다. 그러나, 그러한 다공성 금속층 없이 유리하게 사용될 수도 있다. 따라서, 간단한 파스너 부재 베이스가 상기한 것과 같은 3차원 패턴으로 엠보싱될 수 있어, 별도의 앵커 기판을 사용할 필요가 없게 된다. 이러한 실시예는, 예컨대 체결 표면 및 보호 커버 사이에 위치되는 중실의 금속 심과 관련하여 특히 유리하다. 이러한 배치는 도 15 및 도 15a에 개략적으로 도시되어 있지만, 금속 조각은 중실이기 보다는 바로 직전의 논의에서 의도된 바와 같이 다공성이다.
바로 직전의 논의는 성형 제품으로 합체되는 본 발명의 일실시예에 대해 중점을 둔 것이며, 자기 유인성이 있는 다공성 금속 함유층을 포함하고 있다. 전술한 바와 같이, 성형 공정 외에도 다공성 금속 함유층을 갖는 체결 요소 사용에 대한 다른 가능성이 있는데, 금속은 자기 유인성이 있을 필요가 없다. 이러한 가능성은 전형적으로 전기 전도성 금속 함유 파스너 부재를 사용하는 것이다. 예컨대, 전기전도성 금속층을 함유하는 파스너 부재가 전자기 복사를 차폐하거나 접지를 위해 사용될 수 있다.
이러한 파스너 부재들은 전술한 것들과 사실상 동일하지만, 금속은 자기 성질보다는 전기 전도성이 있다. 전도성 금속은 구리, 알루미늄, 금, 은 및 플라티늄(platinum)을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 그렇지 않다면, 상기한 모든 고려 사항들이 적용될 수 있다. 금속 함유층은 전체가 금속이거나, 또는 복합물일 수 있다. 체결 요소들은 후크 또는 루프일 수 있다. 베이스는 전형적으로 체결 요소와 일체를 이룬다. 별도의 기판층이 있을 수도 없을 수도 있으며, 성형 작업과는 무관하기 때문에 별도의 기판층은 필요가 없을 것이다. 금속층은 연신 또는 천공된 시트 금속, 또는 전술한 임의의 형태일 수 있다. 유사하게, 다른 복합층은 천공될 수 있으며 다공성 등일 수 있다.
전술한 논의들은 실시예로서 이해되어야 하며, 어떤 의미에서든지 제한적인 것으로 고려되어서는 안된다. 본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 도시되고, 설명되었지만, 당업자라면 특허 청구 범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 여러 가지 변형이 가능하다라는 것을 이해할 것이다.
금속 조성은 충분한 자기적 성질 또는 전기적 성질을 갖고, 연성, 화학적 적합성, 중량, 비용 등을 만족시키는 임의의 것일 수 있다. 별도의 기판 배킹층은 없을 것이며, 또는 배킹층은 중합체, 종이, 직조형 또는 비직조형 등일 수 있다. 기판보다는 베이스의 비체결면 상에 엠보싱이 있을 수 있다. 금속 함유층은 전체가 금속일 수 있고, 또는 열가소성 수지와 같은 비금속 및 금속 분말 또는 금속 미립자의 복합물일 수 있다. 금속 함유층은 파스너 부재의 베이스, (만약 있다면) 기판 또는 (만약 있다면) 상호 혼합되어 있는 영역 중 하나에 매립될 수 있다. 금속 함유층은 분리가능한 파스너의 후크 요소 또는 루프 요소 중 하나와 연관될 수 있다.

Claims (34)

  1. 두 개의 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재에 있어서,
    a. i ) 제1 치수에 따른 연장부와 제2 치수에 따른 연장부,
    ii) 체결면과 비체결면
    을 포함하는 베이스와,
    b. 상기 베이스의 상기 체결면에 수반되는 복수의 체결 요소와,
    c. 상기 베이스에 연결되고, 상기 베이스의 상기 제1 치수에 따른 상기 연장부의 주요부와 실질적으로 동연(同延)의 다공성 금속 함유 웨브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  2. 두 개의 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재에 있어서,
    a. i ) 제1 치수에 따른 연장부와 제2 치수에 따른 연장부,
    ii) 체결면과 비체결면
    을 포함하는 베이스와,
    b. 상기 베이스의 상기 체결면에 수반되는 복수의 체결 요소와,
    c. 상기 베이스에 연결되고, 상기 베이스의 상기 제1 치수에 따른 상기 연장부의 주요부와 실질적으로 동연이며, 일부가 제거된 중실 구조로 이루어지는 다공성 금속 함유 웨브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연신된 금속은 실질적으로 평평한 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 베이스의 상기 제1 치수에 따른 상기 연장부는 본질적으로 일직선인 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  5. 제1항에 있어서, 상기 베이스의 상기 제1 치수에 따른 상기 연장부는 본질적으로 일직선이 아닌 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  6. 제1항에 있어서, 상기 베이스의 상기 비체결면에 부착된 앵커 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  7. 제6항에 있어서, 상기 앵커 기판은 직물층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  8. 제6항에 있어서, 상기 앵커 기판은 중합체 플라스틱으로 이루어지며, 상기 다공성 금속 함유 웨브는 상기 앵커 기판에 실질적으로 매립되는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  9. 두 개의 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재에 있어서,
    a. i ) 제1 치수에 따른 연장부와 제2 치수에 따른 연장부,
    ii) 체결면과 비체결면
    을 포함하는 베이스와,
    b. 상기 베이스의 상기 체결면에 수반되는 복수의 체결 요소와,
    c. 상기 베이스의 상기 비체결면에 부착되는 앵커 기판과,
    d. 상기 베이스와 상기 앵커 기판에 실질적으로 매립되고, 상기 베이스의 제1 치수에 따른 상기 연장부의 주요부와 실질적으로 동연의 다공성 금속 함유 웨브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  10. 제1항에 있어서, 상기 다공성 금속 함유 웨브는 자기 유인성 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  11. 제1항에 있어서, 상기 금속 함유 웨브는 전기 전도성 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  12. 두 개의 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재에 있어서,
    a. i) 제1 치수에 따른 연장부와 제2 치수에 따른 연장부,
    ii) 체결면과 비체결면
    을 포함하는 베이스와,
    b. 상기 베이스의 상기 체결면에 수반되는 복수의 체결 요소와,
    c. 상기 베이스의 상기 비체결면에 수반되는 엠보스된 3차원 패턴과,
    d. 상기 베이스에 연결되고, 상기 베이스의 제1 치수에 따른 상기 연장부의 주요부와 실질적으로 동연의 다공성 금속 함유 웨브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  13. 두 개의 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재에 있어서,
    a. i) 제1 치수에 따른 연장부와 제2 치수에 따른 연장부,
    ii) 체결면과, 상기 베이스에 인접하여 성형되는 제품에 상기 베이스의 부착을 강화하는 화학적 코팅을 포함하는 비체결면
    을 포함하는 베이스와,
    b. 상기 베이스의 상기 체결면에 수반되는 복수의 체결 요소와,
    c. 상기 베이스에 연결되고, 상기 베이스의 상기 제1 치수에 따른 상기 연장부의 주요부와 실질적으로 동연의 다공성 금속 함유 웨브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  14. 두 개의 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재에 있어서,
    a. i) 제1 치수에 따른 연장부와 제2 치수에 따른 연장부,
    ii) 체결면과 비체결면
    을 포함하는 베이스와,
    b. 상기 베이스의 상기 체결면에 수반되는 복수의 체결 요소와,
    c. 상기 베이스에 고정되고, 상기 체결면과 마주하는 얇은 커버와,
    d. 상기 커버와 상기 베이스의 상기 체결면 사이에서, 상기 베이스의 상기 제1 치수에 따른 상기 연장부의 주요부와 실질적으로 동연인 자기 유인성의 연신된 금속 함유 웨브
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  15. 제14항에 있어서, 상기 베이스의 상기 제1 치수에 따른 상기 연장부는 본질적으로 만곡되는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  16. 두 개의 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재를 제조하는 파스너 부재의 제조 방법에 있어서,
    a, i) A. 제1 치수에 따른 연장부와 제2 치수에 따른 연장부,
    B. 체결면과 비체결면
    을 포함하는 시트형 베이스 요소와,
    ii) 시트형 다공성 금속 함유 웨브
    를 마련하는 단계와,
    b. 상기 다공성 금속 함유 웨브를 상기 베이스의 비체결면에 접촉시키는 단계와,
    c. 상기 다공성 금속 함유 웨브를 상기 베이스에 결합시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 결합 단계는 적층 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 결합 단계는 상기 다공성 금속 함유 웨브를 실질적으로 상기 체결면과 상기 비체결면 사이에서 상기 베이스 내에 실질적으로 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 결합 단계는 두 개의 롤러 사이에서 압착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 베이스 요소의 상기 비체결면에 3차원 패턴을 부여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 패턴 부여 단계는 상기 3차원 패턴을 엠보싱 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 금속 함유 웨브는 자기 유인성 금속으로 이루어지는것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  23. 제16항에 있어서, 상기 금속 함유 웨브는 전기 전도성 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  24. 제16항에 있어서, 상기 금속 함유 웨브는 본질적으로 완전히 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  25. 제16항에 있어서, 상기 금속 함유 웨브는 비금속상과 금속상의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  26. 제16항에 있어서, 상기 금속 함유 웨브는 연신된 금속으로 이루어지고, 상기 결합 단계 이전에, 상기 연신된 금속 웨브의 연신 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  27. 제16항에 있어서, 상기 결합 단계와 실질적으로 동시에 이루지고, 상기 베이스의 상기 체결면에 체결 요소를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  28. 두 개의 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재에 있어서,
    a. i) 제1 치수에 따른 연장부와 제2 치수에 따른 연장부,
    ii) 체결면과 비체결면
    을 포함하는 베이스와,
    b. 상기 베이스의 상기 체결면에 수반되는 복수의 체결 요소와,
    c. 상기 베이스의 비체결면에 수반되고, 상기 베이스를 형성하는 재료와 일체로 엠보싱 가공된 3차원 패턴이 포함되는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  29. 제28항에 있어서, 상기 패턴은 대략 직선형 패턴으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  30. 제28항에 있어서, 상기 패턴은 대략 갈매기표 형상 패턴으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  31. 두 개의 부재를 구비한 분리 가능한 파스너의 파스너 부재를 제조하는 파스너 부재의 제조 방법에 있어서,
    a, i) 제1 치수에 따른 연장부와 제2 치수에 따른 연장부,
    ii) 체결면과 비체결면
    을 포함하는 시트형 베이스 요소를 마련하는 단계와,
    b. 3차원 패턴을 상기 베이스의 상기 비체결면에 부여하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 부여 단계는 3차원 패턴을 상기 베이스의 상기 비체결면에 엠보싱 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재의 제조방법.
  33. 제2항에 있어서, 상기 베이스의 상기 제1 치수에 따른 상기 연장부는 본질적으로 일직선이 아닌 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
  34. 제2항에 있어서, 상기 베이스의 상기 비체결면에 부착된 앵커 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파스너 부재.
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