專利名稱：接觸緊固件元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有緊固件元件陣列的插入式接觸緊固件部件，該緊固件元件具有從樹脂片一體延伸的桿部。
背景技術(shù)：
早期的插入式接觸緊固件產(chǎn)品通常是機(jī)織材料，帶有通過(guò)切割絲狀環(huán)形成的鉤子。更近一些，已經(jīng)通過(guò)利用形成材料的互連片部的樹脂來(lái)模制緊固件元件或至少是該元件的桿部而形成非常小的接觸緊固件元件的陣列。
在大部分應(yīng)用中，插入式緊固件元件設(shè)計(jì)成可脫離地與相配合的承載環(huán)或纖維區(qū)域的接納式緊固件部件相接合。為了接合環(huán)，插入式緊固件元件必須穿透纖維區(qū)域，至少直到接合的緊固件元件頭部的尖端已經(jīng)充分延伸到一些纖維之外，從而纖維可以接合在頭部的鉤狀物中。從而，改進(jìn)的穿透性往往導(dǎo)致更長(zhǎng)且更微弱的鉤子。
接合之后，在抵抗鉤子擴(kuò)張和/或破裂時(shí)，所接合的纖維或鉤子的保持能力至少取決于環(huán)抗破裂能力之內(nèi)的負(fù)荷。擴(kuò)張是鉤狀物在所接合的環(huán)的負(fù)荷下的打開。對(duì)于較高循環(huán)壽命的應(yīng)用場(chǎng)合，無(wú)論是環(huán)還是鉤子的破損都是不期望的。因此，在這些應(yīng)用中，抗剝離負(fù)荷的緊固能力通常受到鉤子抗擴(kuò)張的能力的限制。
不利的是，對(duì)于許多應(yīng)用場(chǎng)合，增大為了最大的環(huán)穿透性而設(shè)計(jì)的鉤子的剛性以增加它們的剝離抗力是不期望也不實(shí)際的。例如，許多應(yīng)用需要插入式緊固件元件陣列相對(duì)于皮膚的柔軟“觸感”。
期望在插入式緊固件元件(特別是，由樹脂形成或者模制而成并且在一表面上大量布置以接合環(huán)或纖維的插入式緊固件元件)的總體設(shè)計(jì)中有進(jìn)一步改進(jìn)。優(yōu)選的是，這種改進(jìn)的緊固件元件將會(huì)易于且有效地制造，而不需要在制造方法中有很大進(jìn)展。

發(fā)明內(nèi)容
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)提供良好的整體剝離抗力的插入式緊固件元件的構(gòu)造，特別是當(dāng)與低輪廓環(huán)材料相配合時(shí)，其依然展現(xiàn)出良好的環(huán)區(qū)域穿透性。
與許多現(xiàn)有技術(shù)中的模制鉤子相比，在本發(fā)明的幾個(gè)方面中，所獲得的鉤子的設(shè)計(jì)的特征在于相對(duì)于鉤子整體尺寸或相對(duì)于鉤子頭部之下的入口相當(dāng)大的頭部或者鉤狀物，其中環(huán)必須通過(guò)該入口以產(chǎn)生接合。
根據(jù)本發(fā)明一方面，一種接觸緊固件部件具有片狀基底和緊固件元件陣列。各個(gè)緊固件元件包括模制桿部和從該桿部延伸的頭部。模制桿部從該片狀基底向外延伸并與該片狀基底形成一體，頭部從桿部的末端向前延伸至尖端，該頭部具有形成用于保持環(huán)的鉤狀物的下表面。特別地，垂直于片狀基底從尖端最下部到頭部最上部測(cè)量的頭部的總高大于垂直于片狀基底測(cè)量的緊固件元件的總高的55％。
在一些實(shí)施例中，各個(gè)緊固件元件具有在不同方向上延伸并形成單獨(dú)鉤狀物的多個(gè)頭部。例如，各個(gè)緊固件元件可以具有在基本上相反方向上延伸的兩個(gè)頭部。優(yōu)選地，各個(gè)此類緊固件元件確定兩相反指向的頭部之間的上井部(well)，該井部向下延伸的垂直于基底測(cè)量的高度至少約為兩相反指向頭部之一的總高的70％。優(yōu)選地，各個(gè)此類緊固件元件平行于基底測(cè)量的在相反指向頭部的相對(duì)范圍之間的總長(zhǎng)至少為緊固件元件總高的1.8倍。
優(yōu)選地，各個(gè)緊固件元件頭部尖端確定約7到12毫米之間的入口高度，該入口高度是垂直于片狀基底在尖端的最下部之下測(cè)量的。
優(yōu)選地，垂直于片狀基底從尖端的最下部到鉤狀物的最上部測(cè)量的鉤狀物的總高與垂直于片狀基底在尖端的最下部之下測(cè)量的入口高度之比大于0.6。
優(yōu)選地，頭部總高小于緊固件元件總高的60％。
在一些情況下，尖端朝向基底延伸。
優(yōu)選地，頭部形成鉤狀物的下表面是弓狀的。
在一些情況下，頭部和桿部形成一體模制結(jié)構(gòu)，例如其中頭部具有抵靠模具表面冷卻的樹脂表面的結(jié)構(gòu)。
在一些情況下，桿部具有由被切斷的樹脂確定的相對(duì)表面，例如在切-拉過(guò)程中形成。
在一些應(yīng)用中，桿部和頭部具有位于平行平面中的側(cè)表面。
在一些實(shí)施例中，鉤狀物懸伸出桿部的表面。在優(yōu)選實(shí)施例中，鉤狀物懸伸出桿部表面，所述桿部表面相對(duì)于基底的法線以約20°至30°之間的傾斜角延伸。
各個(gè)緊固件元件優(yōu)選地具有約10至50毫米之間的總高，更優(yōu)選地具有約20至30毫米之間的總高，該總高是從基底開始并垂直于基底測(cè)量的。
各個(gè)緊固件元件頭部?jī)?yōu)選地具有約10至20毫米之間的總高，該總高是垂直于片狀基底從頭部尖端的最下部到頭部的最上部測(cè)量的。
在一些情況下，各個(gè)鉤狀物確定至少6.0毫米的鉤狀物總高，該鉤狀物總高是垂直于片狀基底從尖端的最下部到鉤狀物的最上部測(cè)量的。
在一些應(yīng)用中，接觸緊固件部件包括與緊固件元件相對(duì)地層疊于基底一側(cè)的背襯材料。例如，該背襯材料可以提供強(qiáng)化效果或者承載可接合環(huán)。
緊固件元件以基底的每平方英寸至少350個(gè)緊固件元件(每平方厘米54.25個(gè))的密度進(jìn)行設(shè)置。
優(yōu)選地，緊固件元件總共覆蓋緊固件元件從其上延伸的基底的整個(gè)表面區(qū)域的至少20％。
本發(fā)明以下方面的各種優(yōu)選實(shí)施例也包括上述優(yōu)選特征的各種組合。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，一種接觸緊固件部件具有片狀基底和緊固件元件陣列。各個(gè)緊固件元件包括模制桿部和從該桿部延伸的頭部。模制桿部從該片狀基底向外延伸并與該片狀基底形成一體，頭部從桿部的末端向前延伸至尖端，該頭部具有形成用于保持環(huán)的鉤狀物的下表面。特別地，垂直于片狀基底從頭部尖端最下部到頭部最上部測(cè)量的至少一個(gè)頭部的總高大于垂直于片狀基底測(cè)量的緊固件元件總高的一半。
在一些情況下，兩頭部的總高均大于緊固件元件總高的一半。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，一種接觸緊固件部件具有片狀基底和緊固件元件陣列。各個(gè)緊固件元件包括模制桿部和從該桿部延伸的頭部。模制桿部從該片狀基底向外延伸并與該片狀基底形成一體，頭部從桿部的末端向前延伸至尖端，該頭部具有形成用于保持環(huán)的鉤狀物的下表面。特別地，緊固件元件具有大于0.020英寸(0.51mm)的體積形態(tài)(bulk aspect)?！绑w積形態(tài)”定義為緊固件元件總長(zhǎng)和緊固件元件厚度的乘積與緊固件元件的總高之比，其中緊固件元件總長(zhǎng)是在接合方向上平行于片狀基底在尖端的水平之上測(cè)量的，緊固件元件厚度是平行于片狀基底和接合方向在尖端的水平處測(cè)量的，緊固件元件的總高是垂直于片狀基底測(cè)量的。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，一種接觸緊固件部件具有片狀基底和緊固件元件陣列。各個(gè)緊固件元件包括模制桿部和從該桿部延伸的頭部。模制桿部從該片狀基底向外延伸并與該片狀基底形成一體，頭部從桿部的末端向前延伸至尖端，該頭部具有形成用于保持環(huán)的鉤狀物的下表面。特別地，垂直于片狀基底從尖端最下部到鉤狀物最上部測(cè)量的鉤狀物總高與垂直于片狀基底在尖端最下部之下測(cè)量的入口高度之比大于0.6。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，一種接觸緊固件部件具有片狀基底和緊固件元件陣列。各個(gè)緊固件元件包括模制桿部和從該桿部延伸的頭部。模制桿部從該片狀基底向外延伸并與該片狀基底形成一體，頭部從桿部的末端向前延伸至尖端，該頭部具有形成用于保持環(huán)的鉤狀物的下表面。特別地，在接合方向上平行于片狀基底測(cè)量的緊固件元件總長(zhǎng)與垂直于片狀基底測(cè)量的緊固件元件總高之比大于1.8。
本發(fā)明另一方面針對(duì)一種形成接觸緊固件部件的方法，該接觸緊固件部件具有片狀基底和緊固件元件陣列。將熔融樹脂引導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)模制輥的外周表面，所述模制輥確定向內(nèi)延伸腔體的陣列，各個(gè)腔體包括從該外周表面向內(nèi)延伸的桿部區(qū)域和從桿部區(qū)域的末端側(cè)向延伸至封閉尖端的頭部區(qū)域。該頭部區(qū)域由形成鉤狀物的外表面界定。特別地，各個(gè)頭部區(qū)域的總高大于腔體總深度的55％，頭部區(qū)域的總高是從尖端的最下部到頭部區(qū)域的最內(nèi)部徑向測(cè)量的，腔體總深度是從外周表面徑向測(cè)量的。施加足夠的壓力而迫使樹脂進(jìn)入腔體，以模制具有對(duì)應(yīng)于突起的上井部的緊固件元件陣列，同時(shí)在模制輥的外周表面上形成樹脂片。在腔體中冷卻該樹脂。最后，通過(guò)從模制輥表面剝離該樹脂片而使緊固件元件從模制腔脫離，從而將形成在該腔體的頭部區(qū)域中的緊固件元件的頭部通過(guò)該腔體的桿部區(qū)域拔出，以從該腔體中移出緊固件元件。
本發(fā)明另一方面針對(duì)一種形成接觸緊固件部件的方法，該接觸緊固件部件具有片狀基底和緊固件元件陣列。將熔融樹脂引導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)模制輥的外周表面，所述模制輥確定向內(nèi)延伸腔體的陣列，各個(gè)腔體包括從該外周表面向內(nèi)延伸的桿部區(qū)域和從桿部區(qū)域的末端側(cè)向延伸至封閉尖端的頭部區(qū)域。該頭部區(qū)域由形成鉤狀物的外表面界定。特別地，從尖端的最下部到頭部區(qū)域的最內(nèi)部徑向測(cè)量的至少一個(gè)頭部的總高大于從外周表面徑向測(cè)量的腔體總深度的一半。施加足夠的壓力而迫使樹脂進(jìn)入腔體，以模制具有對(duì)應(yīng)于突起的上井部的緊固件元件陣列，同時(shí)在模制輥的外周表面上形成樹脂片。在腔體中冷卻該樹脂。最后，通過(guò)從模制輥表面剝離該樹脂片而使緊固件元件從模制腔脫離，從而將形成在該腔體的頭部區(qū)域中的緊固件元件的頭部通過(guò)該腔體的桿部區(qū)域拔出，以從該腔體中移出緊固件元件。
本發(fā)明另一方面針對(duì)一種形成接觸緊固件部件的方法，該接觸緊固件部件具有片狀基底和緊固件元件陣列。將熔融樹脂引導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)模制輥的外周表面，所述模制輥確定向內(nèi)延伸腔體的陣列，各個(gè)腔體包括從該外周表面向內(nèi)延伸的桿部區(qū)域和從桿部區(qū)域的末端側(cè)向延伸至封閉尖端的頭部區(qū)域。該頭部區(qū)域由形成鉤狀物的外表面界定。特別地，各個(gè)腔體具有大于0.020英寸(0.51mm)的體積形態(tài)，該體積形態(tài)定義為腔體總長(zhǎng)和腔體厚度的乘積與緊固件元件腔體總深度之比，其中腔體總長(zhǎng)是在尖端水平外側(cè)周向測(cè)量的，腔體厚度是沿著模制輥軸向測(cè)量的，緊固件元件腔體總深度是從外周表面徑向測(cè)量的。施加足夠的壓力而迫使樹脂進(jìn)入腔體，以模制具有對(duì)應(yīng)于突起的上井部的緊固件元件陣列，同時(shí)在模制輥的外周表面上形成樹脂片。在腔體中冷卻該樹脂。最后，通過(guò)從模制輥表面剝離該樹脂片而使緊固件元件從模制腔脫離，從而將形成在該腔體的頭部區(qū)域中的緊固件元件的頭部通過(guò)該腔體的桿部區(qū)域拔出，以從該腔體中移出緊固件元件。
本發(fā)明另一方面針對(duì)一種形成接觸緊固件的方法，該接觸緊固件具有片狀基底和緊固件元件陣列。將熔融樹脂引導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)模制輥的外周表面，所述模制輥確定向內(nèi)延伸腔體的陣列，各個(gè)腔體包括從該外周表面向內(nèi)延伸的桿部區(qū)域和從桿部區(qū)域的末端側(cè)向延伸至封閉尖端的頭部區(qū)域。該頭部區(qū)域由形成鉤狀物的外表面界定。特別地，各個(gè)鉤狀物總高大于從外周表面徑向測(cè)量的從外周表面到尖端的徑向距離的0.6倍，鉤狀物總高是從尖端的最下部到鉤狀物的最內(nèi)部徑向測(cè)量的。施加足夠的壓力而迫使樹脂進(jìn)入腔體，以模制具有對(duì)應(yīng)于突起的上井部的緊固件元件陣列，同時(shí)在模制輥的外周表面上形成樹脂片。在腔體中冷卻該樹脂。最后，通過(guò)從模制輥表面剝離該樹脂片而使緊固件元件從模制腔脫離，從而將形成在該腔體的頭部區(qū)域中的緊固件元件的頭部通過(guò)該腔體的桿部區(qū)域拔出，以從該腔體中移出緊固件元件。
在此公開的鉤子設(shè)計(jì)的改進(jìn)可以提供一種接觸緊固件產(chǎn)品，其具有特別良好的剝離抗力和其他性能特征，并且尤其適用于將與通常為開放環(huán)分布的環(huán)區(qū)域相配合的鉤子(無(wú)論是J形鉤子還是多鉤狀物鉤子)。鉤子頭部和鉤狀物相對(duì)于鉤子總體尺寸的大比例可以使所獲得的封閉件以更加低的總體輪廓提供比機(jī)織環(huán)產(chǎn)品更加典型的性能特征。對(duì)于許多應(yīng)用，獲得更低的封閉件輪廓是有利的，此類封閉件相對(duì)于其所附著的物品來(lái)說(shuō)更加輕便，并且更加不會(huì)影響該物品的美觀。從而，此類鉤子產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)應(yīng)用于衣物和鞋類，以及背包、帳篷、運(yùn)動(dòng)裝備等中。
在某一方面，在此描述的頭部基底面與鉤子高度的高比例與通過(guò)更低的基底面和更高的鉤子高度可提高接合的假設(shè)。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使利用如此高的比例也可以獲得良好的接合性能，而且在密封件強(qiáng)度方面具有有益效果，特別是當(dāng)與具有大的環(huán)絲直徑的環(huán)部件相配合時(shí)，具有高的環(huán)彈性強(qiáng)度和開放的環(huán)分布。
本發(fā)明的一個(gè)或者更多實(shí)施例的詳細(xì)情況在以下附圖和說(shuō)明書中得以描述。本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從說(shuō)明書和附圖并且從權(quán)利要求書中變得明顯。


圖1是具有棕櫚樹形狀的鉤子的插入式緊固件部件的透視圖。
圖2是圖1的緊固件的示例的放大照片。
圖3是其中一個(gè)緊固件元件的放大側(cè)視圖。
圖3A和3B分別是圖3的緊固件元件的俯視圖和端視圖。
圖4是另外的棕櫚樹鉤子形狀的透視圖。
圖4A和4B分別是圖4的緊固件元件的俯視圖和端視圖。
圖5是J形鉤子緊固件元件的放大側(cè)視圖。
圖6和6A示出了用于形成緊固件部件的備選模制工藝。
圖7示出圖6的工藝的變形，其用于形成疊層的緊固件。
圖7A是用圖7的工藝形成的產(chǎn)品的放大截面圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1和2，插入式接觸緊固件部件100包括布置成行R、從片狀基底104向外延伸并與其成一體的緊固件元件102的區(qū)域。各行之間的間距S可以用制造工藝控制并將在下文討論。緊固件元件102是棕櫚樹形狀的鉤子，并可沿著在行R的方向上垂直于片狀基底104的平面(即，接合平面)在兩個(gè)方向上接合。每個(gè)緊固件元件102包括從單一桿部108延伸的兩個(gè)頭部106。
將插入式緊固件部件100設(shè)計(jì)成例如牢固接合低絨頭高度的環(huán)接觸緊固件部件、特別地具有例如由高強(qiáng)度復(fù)絲紗線或高強(qiáng)度單絲形成的環(huán)的環(huán)部件。高強(qiáng)度環(huán)理想地用于要求高循環(huán)壽命的高強(qiáng)度應(yīng)用場(chǎng)合的緊固件中，如在較高剝離負(fù)荷下的抗破損能力。典型地，高強(qiáng)度紗線和單絲是通過(guò)擠出制成的。通常，該工藝包括壓延步驟以賦予紗線或單絲方位性，從而改進(jìn)例如紗線或單絲的堅(jiān)韌程度。高強(qiáng)度纖維還可以通過(guò)其他方法例如通過(guò)溶液紡絲形成。合適的高強(qiáng)度環(huán)細(xì)絲材料包括例如聚酰胺、聚酯、聚亞氨酯、超高分子量溶液紡絲聚乙烯(例如，SPECTRA聚乙烯)、芳酰胺類(例如，KEVLAR)、丙烯酸樹脂和硬棒狀聚合物，如聚(對(duì)-亞苯基-2，6-苯并二噁唑)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3、3A和3B，緊固件元件102從底部至尖端具有大致不變的厚度，并且包括從片狀基底104向外延伸并與其成一體模制的桿部108。為了本公開，我們將桿部108認(rèn)定為從基底104的上表面開始并且終止于內(nèi)鉤表面垂直于該基底的水平，該內(nèi)鉤表面在該水平250之上開始懸伸出該桿部108或者片狀基底。緊固件元件102也包括在接合平面中在基本上相反方向上延伸的兩個(gè)頭部106。頭部106從桿部的末端250延伸至相應(yīng)的相反指向的尖端252。從而，緊固件元件102是在‘棕櫚樹’緊固件元件的技術(shù)中公知的示例。頭部106具有上表面，所述上表面單獨(dú)或與桿部一起確定頭部之間的井部254。各個(gè)頭部106具有下表面，所述下表面上升通過(guò)頂點(diǎn)258然后再次下降，形成弓形鉤狀物256，以保持相配合的接納式接觸緊固件部件的環(huán)。
緊固件元件102的總高A是在側(cè)視圖中垂直于片狀基底104從片狀基底的頂部開始測(cè)量的。鉤下高度(under crook height)C是在側(cè)視圖中垂直于片狀基底測(cè)量的尖端260的最下部和鉤狀物的頂點(diǎn)258之間的距離。入口高度E是在側(cè)視圖中垂直于片狀基底測(cè)量的從片狀基底的頂部到尖端260的最下部的距離。如果桿部的一部分正好位于尖端260的最下部之下，則該距離是從該桿部正好位于尖端260的最下部之下的部分到尖端260的最下部測(cè)量的。緊固件元件102的頭部高度J是垂直于片狀基底104從尖端260的最下部到基底上的頭部106的最高水平測(cè)量的。總體上，J將是A和E之差。井部高度G是在側(cè)視圖中從桿部108的下部到由在頭部之間的緊固件元件的上表面中確定的井部256的下部測(cè)量的。
緊固件元件的寬度L是在側(cè)視圖中測(cè)量的，并且是當(dāng)平行于片狀基底測(cè)量時(shí)緊固件元件頭部106的最大橫向范圍。鉤子厚度K是在對(duì)應(yīng)于桿部108的上端的水平250處測(cè)量的緊固件元件的總體厚度。在除了在模制桿部之后已形成頭部的情況之外的大部分情況下，頭部將完全位于該鉤子厚度K之內(nèi)。在所示的示例中，鉤子厚度在所有的水平處是相同的。我們將頭部寬度L和厚度K的乘積稱為緊固件元件的基底面(footprint)，并且該乘積在初始接合的過(guò)程中與鉤產(chǎn)品和相配合的環(huán)產(chǎn)品之間的接觸面積相關(guān)，雖然應(yīng)當(dāng)理解為并不是此類接觸面積的確切尺寸。我們將基底面和頭部高度J的乘積(即，K×L×J)稱為取代體積(displacement volume)。對(duì)于鉤子體積與緊固件性能之間關(guān)系的更加詳細(xì)的說(shuō)明，請(qǐng)參見(jiàn)Provost的美國(guó)專利No.5,315,740，在此結(jié)合其內(nèi)容以作為參考。
為了強(qiáng)度以及易于模制，在側(cè)面輪廓中，桿部的前表面和后表面相對(duì)于垂直面確定約23°的傾斜角Φ，桿部的寬度隨著遠(yuǎn)離基底而錐形變窄。
側(cè)視圖中，鉤下角度(under crook angle)θm是在鉤狀物中由頭部和桿部的內(nèi)表面確定的在垂直于緊固件元件的相對(duì)表面的一對(duì)線段之間的角度。線段l1在頭部的尖端260的水平處垂直于桿部108的前向邊。線段l2在頭部下表面變形點(diǎn)‘X’處垂直于頭部的鉤狀物下表面。在尖端內(nèi)部不存在平滑曲率過(guò)渡的情況下，例如在頭部的下側(cè)形成接近尖端的尖銳拐角的情況下，應(yīng)當(dāng)將線段l2認(rèn)定為正好在此類拐角或者不連續(xù)處之上垂直于頭部的下側(cè)表面。如圖所示，角度θm是繞鉤狀物從線段l1的上側(cè)到線段l2的上側(cè)測(cè)量的。對(duì)于該示出的示例，θm為201°。
圖3、3A和3B中示出的示例的線性和徑向尺寸如下


這些數(shù)值產(chǎn)生5.96×10-4平方英寸(0.00385cm2)的基底面和約8.65×10-6立方英寸(0.000142cm3)的取代體積。給定每平方英寸380個(gè)緊固件元件的鉤子密度，總體緊固件部件具有總陣列面積22.6％的總體鉤子基底面。
可以在與本申請(qǐng)同時(shí)提交并指定美國(guó)序列號(hào)10/688,320的名為“MULTIPLE-CROOK MALE TOUCH RASTENER ELEMENTS(多鉤插入式接觸緊固件元件)”的申請(qǐng)中獲得對(duì)圖3的實(shí)施例的進(jìn)一步說(shuō)明，在此結(jié)合其全部公開內(nèi)容以作為參考。
一些示例具有變化的厚度和非平面?zhèn)让?。例如，圖4、4A和4B的緊固件元件102a在其基部具有最大厚度，并且其厚度朝向頭部的末端逐漸變窄。然而，如側(cè)視圖中可見(jiàn)，緊固件元件102a具有與圖3中所示相同的輪廓，并且與以上列出的尺寸大致相同的尺寸也應(yīng)用于該示例。
并非所有棕櫚樹緊固件元件具有兩個(gè)相同鉤狀物。例如，特意將一些棕櫚樹緊固件元件形成為使一個(gè)頭部向上延伸得高于另一頭部，從而接合不同高度的環(huán)。而且，一些棕櫚樹鉤子模制成具有兩個(gè)相同鉤狀物，但是后處理使一個(gè)鉤狀物的變形大于另一鉤狀物，例如稍后所述。
并非所有示例都是“棕櫚樹”的變形。例如，圖5的緊固件元件302僅確定了單個(gè)鉤狀物，從而，其為“J形鉤子”緊固件元件的示例。在此情況下，頭部寬度L是從鉤子頭部306的最前邊緣至鉤子桿部308的最后部測(cè)得的。或者，除了井部高度G不適用于J形鉤子之外，上述圖3提供的尺寸同樣適用于圖5的J形鉤子。緊固件元件302可以設(shè)置成在多行中從片狀基底304延伸，相鄰行的鉤子朝向相反方向。也可以構(gòu)想此類鉤子的其他結(jié)構(gòu)。
圖3-5的緊固件元件可以模制成所示形狀。參照?qǐng)D6，將熱塑性樹脂200從擠出機(jī)202擠出成熔融片，并且導(dǎo)入在擠壓輥206和反向旋轉(zhuǎn)模制輥208之間形成的輥隙204中，在所述反向旋轉(zhuǎn)模制輥的表面中確定緊固件元件狀腔體。輥隙中的壓力使得熱塑性樹脂200進(jìn)入這些封閉端成形腔體中，以形成緊固件元件，而過(guò)量的樹脂保留在模制輥周邊附近并在輥之間模制，以形成片狀基底104。熱塑性樹脂在沿著模制輥的周邊行進(jìn)時(shí)得以冷卻，并固化成緊固件元件，直到其由剝離輥212剝離。在脫模過(guò)程中，模制的緊固件元件擴(kuò)張，但是趨于基本上回復(fù)到其模制時(shí)的形狀。通常，應(yīng)當(dāng)理解的是，模制成面向下游的緊固件元件鉤狀物進(jìn)行的擴(kuò)張將稍多于模制成面向上游的緊固件元件鉤狀物，并且可以在最終產(chǎn)品中保留更多擴(kuò)張。圖6中所示材料的行進(jìn)方向稱為材料的“機(jī)器方向”(MD)并且確定所獲得的產(chǎn)品的縱向，而橫穿機(jī)器方向(CD)在片狀基片平面內(nèi)垂直于機(jī)器方向。Fisher的美國(guó)專利No.4,775,310和Clune等的美國(guó)專利No.6,202,260中描述了有關(guān)該處理的更多詳情，在此結(jié)合其全部公開內(nèi)容以作為參考。
在一些實(shí)施例中，模制輥208包括薄的圓形板或環(huán)狀物(未示出)的面對(duì)面組件，所述圓形板或環(huán)狀物的厚度為例如約0.003英寸至約0.250英寸(0.0762mm-6.35mm)，其中一些在其周邊具有確定模制腔的切口，而另一些具有用于封閉模制腔的開口側(cè)并用作間隔器的實(shí)心圓周，其確定相鄰緊固件元件行之間的間隔。完全“組合的”模制輥可以具有例如從約0.75英寸至約6英寸(1.91cm-15.24cm)或者更寬的寬度，并且可以包括例如從約50至1000或者更多個(gè)單獨(dú)的環(huán)狀物。Fisher的美國(guó)專利No.4,775,310描述了有關(guān)模制工具的更多詳情。下面也將說(shuō)明其他的工具實(shí)施例。
用于制造圖3-3B中所示的緊固件元件的腔體具有尖銳邊緣和筆直的側(cè)壁，并且制造具有基本上類似的橫過(guò)緊固件元件厚度的截面的緊固件元件。具有筆直側(cè)壁和邊緣的工具可以通過(guò)例如激光切割、導(dǎo)線放電加工(wireEDM)或者電成型制造而成。Fisher的美國(guó)專利No.4,775,310描述了有關(guān)激光切割和導(dǎo)線放電加工模制工具的更多詳情。Clarner等的美國(guó)序列號(hào)10/455,240描述了電成型加工，在此結(jié)合其全部公開內(nèi)容以作為參考。
通過(guò)對(duì)比，在例如已經(jīng)受到光化學(xué)蝕刻的腔體中形成的緊固件元件從基底到尖端在一些或者所有區(qū)域中可以具有圓形表面，例如圖4-4B中所示的緊固件元件。例如，頭部的頂部處的表面可以制造成逐漸變窄至一個(gè)點(diǎn)，以產(chǎn)生楔效應(yīng)。楔形例如可以有助于鉤狀物進(jìn)入相配合的接納式緊固件部件的表面。Lacey等的美國(guó)專利No.6,163,939描述了有關(guān)光化學(xué)蝕刻的更多詳情，在此結(jié)合其全部公開內(nèi)容以作為參考。
用于模制緊固件元件的另一技術(shù)示于圖6A中。除了僅使用模制輥208(即，不需要擠壓輥206)之外，該過(guò)程與以上參照?qǐng)D6所述的過(guò)程類似。在此，擠出機(jī)202成形為與模制輥208的周邊一致，所擠出的樹脂200在壓力下直接導(dǎo)入在模制輥208和擠出機(jī)202之間形成的間隙214中。模制的緊固件部件通過(guò)上述剝離輥212從模制腔中剝離出來(lái)。Akeno的美國(guó)專利No.5,781,969和No.5,913,482描述了關(guān)于該過(guò)程的更多詳情，在此結(jié)合其全部公開內(nèi)容以作為參考。
參照?qǐng)D7和7A，疊層的插入式接觸緊固件部件101可以通過(guò)向模制輥和擠壓輥之間的輥隙204導(dǎo)入預(yù)成形材料215而形成。由于在輥隙204中加熱加壓，預(yù)成形材料215與形成緊固件元件同時(shí)變得層疊并且結(jié)合于熱塑性樹脂200。所獲得的可以是連續(xù)的模制結(jié)構(gòu)，而沒(méi)有從緊固件元件的尖端延伸至預(yù)成形材料中的熔合線，其中樹脂可以緊密地與材料的部件或纖維結(jié)合，以形成堅(jiān)固永久的結(jié)合物。Kennedy等的美國(guó)專利No.5,260,015描述了有關(guān)該過(guò)程的更多詳情，在此結(jié)合其全部公開內(nèi)容以作為參考。
在一個(gè)有用的實(shí)施例中，預(yù)成形材料215是疏松編織的疏松織物(scrim)，例如來(lái)自Manchester，New Hampshire的Velcro USA的針織物3901，雖然也可以采用Velcro USA的環(huán)產(chǎn)品3900、3905和3400。針織物3901是2梳櫛經(jīng)編尼龍織物，其在可以用作鉤子的功能環(huán)和環(huán)封閉件之前必須進(jìn)行刷毛或者拉毛。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該織物至少部分由與形成鉤子的樹脂連續(xù)的基底樹脂封裝或者相結(jié)合時(shí)，其很好地起到加強(qiáng)件的作用，而無(wú)需刷毛或者拉毛。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用此類疏松織物加強(qiáng)基底提高了產(chǎn)品的線跡抗撕強(qiáng)度，通過(guò)縫紉或者縫合提供適于連接的樹脂基底鉤產(chǎn)品。在與本申請(qǐng)同時(shí)提交并指定美國(guó)序列號(hào)10/688,301的名為“PLASTIC SHEETREINFORCEMENT(塑料片加強(qiáng)件)”的申請(qǐng)描述了有關(guān)疏松織物材料的更多詳情，在此結(jié)合其全部公開內(nèi)容以作為參考。
在一些情況下，緊固件元件并不模制成其最終形式。在任一上述方法中，例如，可以輸送緊固件部件通過(guò)隨后的處理站230，以最后確定緊固件元件的形式。此類隨后的處理可包括對(duì)懸伸的緊固件元件預(yù)制件進(jìn)行的“平頂”，如Provost的美國(guó)專利No.5,953,797和Akeno的美國(guó)專利No.5,781,969中所描述的，在此結(jié)合其全部公開內(nèi)容以作為參考。在一些情況下，即使是筆直的模制桿也可以隨后進(jìn)行處理，以獲得具有在此公開的特性的緊固件元件。具有如圖3和5中所示輪廓的平整側(cè)面的緊固件元件也可以通過(guò)切-拉方法形成，例如Nestegard的美國(guó)專利No.4,895,569中公開的方法。在此類過(guò)程中，可模制的樹脂通過(guò)具有期望鉤子輪廓形狀的開口的模具擠出，然后橫過(guò)擠出方向切割被擠出的橫帶以及在擠出方向上伸展的基底，以將橫帶分離成多行分立的緊固件元件。這一流程使得緊固件元件具有被切割而并非如前面所述過(guò)程中被模制的寬邊，并且具有通過(guò)使樹脂穿過(guò)成形模具而并非填充腔體滑過(guò)而形成的輪廓邊緣。
已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進(jìn)行各種變形。從而，其他實(shí)施例也涵蓋于隨后的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種接觸緊固件部件(100)，具有片狀基底(104，304)和緊固件元件(102，102a，302)陣列，各個(gè)緊固件元件包括模制桿部(108，308)，其從該片狀基底(104，304)向外延伸并與該片狀基底(104，304)形成一體，以及頭部(106，306)，其從桿部的末端(250)向前延伸至尖端(252)，該頭部(106，306)具有形成用于保持環(huán)的鉤狀物(256)的下表面；其中垂直于片狀基底(104，304)從尖端(260)的最下部到頭部的最上部測(cè)量的頭部(106，306)的總高(J)大于垂直于片狀基底(104，304)測(cè)量的緊固件元件的總高(A)的55％。
2.如權(quán)利要求1所述的接觸緊固件部件，其中各個(gè)緊固件元件具有大于0.020英寸(0.51mm)的體積形態(tài)，該體積形態(tài)定義為緊固件元件(102，102a，302)的總長(zhǎng)(L)和緊固件元件厚度(K)的乘積與緊固件元件的總高(A)之比，其中緊固件元件總長(zhǎng)是在接合方向上平行于片狀基底(104，304)在尖端(252)的水平之上測(cè)量的，緊固件元件厚度是平行于片狀基底(104，304)和接合方向在尖端(252)的水平處測(cè)量的，緊固件元件的總高是垂直于片狀基底(104，304)測(cè)量的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的接觸緊固件部件，其中垂直于片狀基底(104，304)從尖端(260)的最下部到鉤狀物(256)的最上部測(cè)量的鉤狀物(256)的總高(C)與垂直于片狀基底(104，304)在尖端(260)的最下部之下測(cè)量的入口高度(E)之比大于0.6。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中各個(gè)緊固件元件尖端(252)確定約7到12毫米之間的入口高度(E)，該入口高度是垂直于片狀基底(104，304)在尖端(260)的最下部之下測(cè)量的。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中頭部總高(J)小于緊固件元件(102，102a，302)的總高(A)的60％。
6.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中各個(gè)緊固件元件鉤狀物(256)確定至少6.0毫米的鉤狀物總高(C)，該鉤狀物總高是垂直于片狀基底(104，304)從尖端(260)的最下部到鉤狀物(258)的最上部測(cè)量的。
7.一種接觸緊固件部件(100)，具有片狀基底(104，304)和緊固件元件(102，102a，302)陣列，各個(gè)緊固件元件包括模制桿部(108，308)，其從該片狀基底(104，304)向外延伸并與該片狀基底(104，304)形成一體，以及頭部(106，306)，其在接合方向上從桿部的末端(250)向前延伸至尖端(252)，該頭部(106，306)具有形成用于保持環(huán)的鉤狀物(256)的下表面；其中緊固件元件具有大于0.020英寸(0.51mm)的體積形態(tài)，該體積形態(tài)定義為緊固件元件(102，102a，302)的總長(zhǎng)(L)和緊固件元件厚度(K)的乘積與緊固件元件的總高(A)之比，其中緊固件元件總長(zhǎng)是在接合方向上平行于片狀基底(104，304)在尖端(252)的水平之上測(cè)量的，緊固件元件厚度是平行于片狀基底(104，304)和接合方向在尖端(252)的水平處測(cè)量的，緊固件元件的總高是垂直于片狀基底(104，304)測(cè)量的。
8.如權(quán)利要求7所述的接觸緊固件部件，其中各個(gè)緊固件元件尖端(252)確定約7到12毫米之間的入口高度(E)，該入口高度是垂直于片狀基底(104，304)在尖端(260)的最下部之下測(cè)量的。
9.如權(quán)利要求7或8所述的接觸緊固件部件，其中各個(gè)緊固件元件鉤狀物(256)確定至少6.0毫米的鉤狀物總高(C)，該鉤狀物總高是垂直于片狀基底(104，304)從尖端(260)的最下部到鉤狀物(258)的最上部測(cè)量的。
10.如權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中各個(gè)緊固件元件(102，102a，302)的總長(zhǎng)(L)至少為緊固件元件的總高(A)的1.8倍。
11.一種接觸緊固件部件(100)，具有片狀基底(104，304)和緊固件元件(102，102a，302)陣列，各個(gè)緊固件元件包括模制桿部(108，308)，其從該片狀基底(104，304)向外延伸并與該片狀基底(104，304)形成一體，以及頭部(106，306)，其從桿部的末端(250)向前延伸至尖端(252)，該頭部(106，306)具有形成用于保持環(huán)的鉤狀物(256)的下表面；其中垂直于片狀基底(104，304)從尖端(260)的最下部到鉤狀物(258)的最上部測(cè)量的鉤狀物的總高(C)與垂直于片狀基底(104，304)在尖端(260)的最下部之下測(cè)量的入口高度(E)之比大于0.6。
12.如權(quán)利要求11所述的接觸緊固件部件，其中頭部(106，306)的總厚度(K)大于鉤狀物(256)的入口高度(E)，頭部的總厚度是平行于片狀基底(104，304)并垂直于鉤狀物的平面測(cè)量的。
13.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中各個(gè)緊固件元件(102，102a)具有在不同方向延伸并形成單獨(dú)鉤狀物(256)的多個(gè)頭部(106)。
14.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中鉤狀物(256)確定至少180°的鉤下角度(θm)。
15.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，還包括與緊固件元件(102，102a，302)相對(duì)地層疊于片狀基底(104，304)一側(cè)的背襯材料(215)。
16.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中緊固件元件(102，102a，302)以片狀基底(104，304)的每平方英寸至少350個(gè)緊固件元件(每平方厘米54.25個(gè))的密度進(jìn)行設(shè)置。
17.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中緊固件元件(102，102a，302)總共覆蓋緊固件元件(102，102a，302)從其上延伸的片狀基底(104，304)的整個(gè)表面區(qū)域的至少20％。
18.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中頭部(106，306)和桿部(108，308)形成一體模制結(jié)構(gòu)。
19.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中頭部(106，306)具有抵靠模具表面冷卻的樹脂表面。
20.如權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中桿部(108，308)具有由被切斷的樹脂確定的相對(duì)表面。
21.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中桿部(108，308)和頭部(106，306)具有位于平行平面內(nèi)的側(cè)表面。
22.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接觸緊固件部件，其中鉤狀物(256)懸伸出桿部(108，308)的表面，并且其中被懸伸的桿部(108，308)的表面相對(duì)于片狀基底(104，304)的法線以約20至30度之間的傾斜角度(Φ)延伸。
23.一種形成接觸緊固件(100)的方法，該接觸緊固件具有片狀基底(104，304)和緊固件元件(102，102a，302)陣列，該方法包括將熔融樹脂(200)引導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)模制輥(208)的外周表面，所述模制輥確定向內(nèi)延伸腔體的陣列，各個(gè)腔體包括桿部區(qū)域，該桿部區(qū)域從該外周表面向內(nèi)延伸，以及頭部區(qū)域，所述頭部區(qū)域從桿部區(qū)域的末端側(cè)向延伸至封閉尖端，頭部區(qū)域由形成鉤狀物(256)的外表面界定，各個(gè)頭部區(qū)域的總高(J)大于腔體總深度的55％，頭部區(qū)域的總高是從尖端(260)的最下部到頭部區(qū)域的最內(nèi)部徑向測(cè)量的，腔體總深度是從外周表面徑向測(cè)量的；施加足夠的壓力而迫使樹脂進(jìn)入腔體，以模制緊固件元件(102，102a，302)陣列，同時(shí)在模制輥(208)的外周表面上形成樹脂片；在腔體中冷卻該樹脂；并且然后從模制輥的表面剝離該樹脂片，從而將形成在該腔體的頭部區(qū)域中的緊固件元件(102，102a，302)的頭部(106，306)通過(guò)該腔體的桿部區(qū)域拔出，以從該腔體中移出緊固件元件(102，102a，302)。
24.一種形成接觸緊固件部件(100)的方法，該接觸緊固件部件具有片狀基底(104，304)和緊固件元件(102，102a，302)陣列，該方法包括將熔融樹脂(200)引導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)模制輥(208)的外周表面，所述模制輥確定向內(nèi)延伸腔體的陣列，各個(gè)腔體包括桿部區(qū)域，該桿部區(qū)域從該外周表面向內(nèi)延伸，以及頭部區(qū)域，所述頭部區(qū)域從桿部區(qū)域的末端側(cè)向延伸至封閉尖端，頭部區(qū)域由形成鉤狀物(256)的外表面界定，各個(gè)腔體具有大于0.020英寸(0.51mm)的體積形態(tài)，該體積形態(tài)定義為腔體總長(zhǎng)和腔體厚度的乘積與緊固件元件腔體總深度之比，其中腔體總長(zhǎng)是在尖端水平外側(cè)周向測(cè)量的，腔體厚度是沿著模制輥軸向測(cè)量的，緊固件元件腔體總深度是從外周表面徑向測(cè)量的；施加足夠的壓力而迫使樹脂進(jìn)入腔體，以模制緊固件元件(102，102a，302)陣列，同時(shí)在模制輥(208)的外周表面上形成樹脂片；在腔體中冷卻該樹脂；并且然后從模制輥(208)的表面剝離該樹脂片，從而將形成在該腔體的頭部區(qū)域中的緊固件元件(102，102a，302)的頭部(106，306)通過(guò)該腔體的桿部區(qū)域拔出，以從該腔體中移出緊固件元件(102，102a，302)。
25.一種形成接觸緊固件部件(100)的方法，該接觸緊固件具有片狀基底(104，304)和緊固件元件(102，102a，302)陣列，該方法包括將熔融樹脂(200)引導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)模制輥(208)的外周表面，所述模制輥確定向內(nèi)延伸腔體的陣列，各個(gè)腔體包括桿部區(qū)域，該桿部區(qū)域從該外周表面向內(nèi)延伸，以及頭部區(qū)域，所述頭部區(qū)域從桿部區(qū)域的末端側(cè)向延伸至封閉尖端，頭部區(qū)域由形成鉤狀物(256)的外表面界定，各個(gè)鉤狀物(256)的總高(C)大于從外周表面徑向測(cè)量的從外周表面到尖端的徑向距離的0.6倍，鉤狀物總高是從尖端(260)的最下部到鉤狀物的最內(nèi)部(258)徑向測(cè)量的；施加足夠的壓力而迫使樹脂進(jìn)入腔體，以模制緊固件元件(102，102a，302)陣列，同時(shí)在模制輥(208)的外周表面上形成樹脂片；在腔體中冷卻該樹脂；并且然后從模制輥(208)的表面剝離該樹脂片，從而將形成在該腔體的頭部區(qū)域中的緊固件元件(102，102a，302)的頭部(106，306)通過(guò)該腔體的桿部區(qū)域拔出，以從該腔體中移出緊固件元件(102，102a，302)。
全文摘要
模制的接觸緊固件元件(102)或者鉤子，特征為頭部(106)或者鉤狀物(256)，其相對(duì)于整個(gè)鉤子尺寸或者相對(duì)于鉤子頭部之下的入口(E)相當(dāng)大，其中環(huán)必須通過(guò)該入口以進(jìn)行接合。當(dāng)與低厚度環(huán)相配合時(shí)，該鉤子尤其有利于高循環(huán)壽命應(yīng)用場(chǎng)合。
文檔編號(hào)A44B18/00GK1893849SQ200480037153
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2004年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月15日
發(fā)明者馬克·A·克拉納 申請(qǐng)人:維爾克羅工業(yè)公司