DE69124616T2

DE69124616T2 - Mechanischer befestiger für einen mit einem haken versehenen bandteil

Info

Publication number: DE69124616T2
Application number: DE69124616T
Authority: DE
Inventors: Dale Bychinski; Marvin Lindseth; William Melbye; Susan Nestegard; Leigh Wood
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1990-09-21
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2011-08-20
Also published as: US5879604A; WO1992004839A2; KR100195586B1; DE69124616D1; ES2097219T3; CA2090221A1; AU661977B2; EP0549705B1; US7188396B2; AU8715791A; DE69124616C5; KR930701933A; US5077870A; US6558602B1; US20050039313A1; US5607635A; US6635212B1; JP2994464B2; WO1992004839A3; EP0549705A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft mechanische Verschlüsse, wie zum Beispiel Klettverschlüsse, und sie betrifft insbesondere einen mit pilzförmigen Häkchen versehenen Klett- bzw. Häkchenstreifen, der beispielsweise ein Kleidungsstück, z.B. ein Wegwerf- Kleidungsstück wie zum Beispiel eine Windel oder einen Krankenhauskittel, lösbar verschließen kann. Die Erfindung betrifft auch pilzförmige "zwitterartige" mechanische Verschlüsse.

Beschreibung des Standes der Technik

Als Verschlüsse an Kleidungsstücken sind Klettverschlüsse weit verbreitet, wie sie zum Beispiel gegenwärtig von Velcro USA Inc. unter dem Warenzeichen VELCRO und von der 3M Co. unter dem Warenzeichen SCOTCHMATE vertrieben werden. Wie in den US-Patenten Nr. 2,717,437 und Nr. 3,009,235 (beide von De- Mestral) gelehrt wird, kann der Häkchenstreifen aus Spezialkettfäden von aufragendem Nylon-Schlingenflor hergestellt werden. Ein Florschenkel jeder Schlinge wird aufgeschnitten, so daß ein teilbares Häkchen entsteht, das zum Einsatz als Verschlußelement zur Verfügung steht.
In dem US-Patent Nr. 3,594,865 (Erb) von American Velcro Inc. werden Spritzgießverfahren zur Herstellung des Häkchenstreifens für einen Klettverschluß beschrieben. Dadurch kommen, wie darin ausgeführt ist, "Produktionsgeschwindigkeiten zustande, die höher sind als bei den in den US-Patenten Nr. 2,717,437 und Nr. 3,009,235 erforderlichen Webverfahren." Bei den Verfahren von Erb wird ein geschlossener Kreislauf aus einer großen Zahl von flachen Drahtziehdüsen verwendet. Während ein Unterdruck aufgebracht wird, um die Drahtziehdüsen luftleer zu machen, wird der geschlossene Kreis durch einen Extruder geführt, der einen geschmolzenen Kunststoff, zum Beispiel Nylon, durch die Düsen drückt, um eine Stoffbahn unmittelbar unter den Düsen zu imprägnieren. Nach dem Austreten aus dem Extruder wird überschüssiges Harz von den Oberflächen der Werkzeuge abgezogen, so daß elastische Häkchen entstehen, die nacheinander aus den Düsen herausgepreßt werden und dann zurückspringen, so daß eine regelmäßige Anordnung von Häkchen ensteht, die aus der mit Kunststoff imprägnierten Stoffbahn hervorstehen. Anstatt eine Stoffbahn zu verwenden, kann die Vorrichtung so modifiziert werden, daß ein Zwischenraum zwischen den Drahtziehdüsen geschaffen wird, in den der geschmolzene Kunststoff fließen kann, so daß ein Träger ganz aus Kunststoff für die Häkchen entsteht. Ein weiteres US- Patent Nr. 3,594,863 von Erb betrifft ähnliche Vorrichtungen zur Herstellung eines ähnlichen mit Kletthäkchen versehenen Streifens. Trotz dieser Patente von Erb werden die Häkchenstreifen in "Velcro"-Klettverschlüssen, wie sie heute vertrieben werden, überwiegend mit Webverfahren hergestellt.
Ein anderes Verfahren zum kontinuierlichen Formen eines Häkchenstreifens ist beschrieben in dem US-Patent Nr. 3,762,000 (Meazin et al.).
In dem US-Patent Nr. 3,718,725 (Hamano) wird der Häkchenstreifen in einem Klettverschluß aus einem Stoff mit einer regelmäßigen Anordnung von aufragenden Schlingen hergestellt. Nachdem Stäbe in die Schlingenreihen eingelegt sind, um diese in ihrer aufragenden Position zu halten, werden mit Hilfe von Walzen oder Rollen Hitze und Druck aufgebracht, um jede Schlinge an ihrer Spitze zu schmelzen und jedes freie geschmolzene Ende so zusammenzupressen, daß eine Noppe oder ein Kopf entsteht, die (der) mit dem Schlingenstreifen eines Klettverschlusses zusammengreifen kann. Da die Noppen oder Köpfe ein pilzartiges Aussehen aufweisen, wird diese Art eines Klettverschlusses "pilzförmig" genannt.
Wenngleich ein Häkchenstreifen an einem Klettverschluß typischerweise mit einem damit zusammengreifenden Schlingenstreifen verkauft wird, kann der Häkchenstreifen selbst verwendet werden, um lösbar an Stoffen befestigt zu werden, in die die Häkchen leicht eingreifen können. Mit pilzförmigen Häkchen versehene Klettstreifen eignen sich besonders für diesen Zweck. Mit pilzförmigen Häkchen versehene Klettstreifen können zum Beispiel so konstruiert werden, daß sie lösbar an Sackleinwand, Frottierstoff und Trikotstoff befestigt werden können.
Mit pilzförmigen Elementen versehene mechanische Verschlüsse sind manchmal so konstruiert, daß zwei Häkchenstreifen dazu dienen können, zwei Gegenstände aneinander zu befestigen, indem jeweils ein Streifen an einem der Gegenstände befestigt wird, und die beiden Streifen dann miteinander in Eingriff gebracht werden. Ein solcher mit pilzförmigen Elementen versehener mechanischer Verschluß ist beschrieben in dem US- Patent Nr. 3,192,589 (Pearson), bei dem der Verschluß "zwitterartig" genannt wird, da seine mit Köpfen versehenen Stiele, wenn sie in Eingriff miteinander kommen, sowohl "männliche" als auch "weibliche" Merkmale aufweisen. Die Verschlüsse bei Pearson können hergestellt werden, indem ein Träger geformt wird, aus dem einstückig damit ausgebildete Stiele ohne Köpfe hervorstehen, und dann die Spitzen der Stiele in einem Aufheizwerkzeug erweicht und umgelegt werden, das die Spitzen so nach unten drückt, daß pilzförmige Köpfe daran entstehen.
Die Ausbildung der Köpfe ist eher ein relativ langsam ablaufender Drückvorgang als ein Schlagvorgang. Außer an der Basis und durch das erhitzte Werkzeug werden die Stiele nicht abgestützt.
Ein Mangel des oben beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß die fertigen Stiele, auf denen die pilzförmigen Köpfe sitzen, keine große Steifigkeit und Haltbarkeit besitzen, so daß sie manchmal nicht aufgerichtet bleiben bei dem Verformungsvorgang, durch den die Köpfe ausgebildet werden, und deshalb können die Stiele infolge des Drucks und der Wärmeübertragung, die von den Köpfen nach unten verlaufen, während ihrer Formgebung dauerhaft verformt werden. Des weiteren besitzen die Stiele keine Zugsteifigkeit und Haltbarkeit, die ein wesentliches Erfordernis bei mit pilzartigen Elementen versehenen mechanischen Verschlüssen sind.
Eine weitere interessante Vorveröffentlichung ist die US-A-3,762,000, die einen endlos geformten Streifen offenbart, aus dem eine Vielzahl von Hakenelementen hervorsteht, die jeweils einen Stiel und einen nach der Seite zeigenden Hakenabschnitt aufweisen, der aus dem freien Ende des Stiels hervorsteht. Der fertige Streifen kann benutzt werden, um trennbare Verschlußvorrichtungen herzustellen. Er wird mit Hilfe einer zylinderartigen Form hergestellt, die in ihrer äußeren Umfangsfläche eine Vielzahl von radial nach innen ragenden Hohlräumen aufweist, die jeweils eine Form für einen Stiel bilden, und an dem radial am weitesten innen befindlichen Ende der Form für den Stiel ist eine Form für den Hakenabschnitt vorgesehen, die seitlich zu der Stielform hin gerichtet ist. Eine solche zylinderartige Form ist sehr teuer herzustellen; die soeben geformten Häkchen sind sehr biegsam, so daß sie sich aus ihren häkchenförmigen Formen herausziehen lassen, und dadurch weisen die Häkchen keine große Steifigkeit auf, was wiederum zu einer schwachen, trennbaren Verschlußvorrichtung führt; und diese schwachen Häkchen zerreißen manchmal leicht, wenn sie aus ihren häkchenförmigen Formen herausgezogen werden, und bleiben dadurch in dem Zylinder zurück.
Der in dem US-Patent Nr. 4,290,174 (Kalleberg) offenbarte, mit pilzförmigen Häkchen versehene "zwitterartige" mechanische Verschluß wird aus flexiblen, elastischen, U-förmigen Monofilamenten hergestellt. Der gebogene Abschnitt jedes Monofilaments ist in eine flexible Bindeschicht eingebettet, so daß normalerweise zwei Stiele aus der Oberfläche der Bindeschicht hervorstehen. An der Spitze jedes Stiels ist ein Pilzkopf vorhanden. Die Stiele sind vorzugsweise im wesentlichen gleichmäßig voneinander beabstandet und von im wesentlichen gleicher Länge. Eine maximale Trennkraft wird erreicht, wenn der Abstand zwischen benachbarten Köpfen kleiner ist als ihre Durchmesser und die zum Zusammengreifen erforderliche Minimalkraft. Die Monofilamente bestehen vorzugsweise aus in Längsrichtung ausgerichtetem Polyolefin, und die Bindeschicht besteht vorzugsweise aus Polyolefin, so daß die Monofilamente durch Hitze in die Bindeschicht eingeschweißt werden können.
In dem US-Patent Nr. 3,408,705 (Kayser et al.) werden mit pilzförmigen Häkchen versehene mechanische Verschlüsse beschrieben, die Pilzköpfe mit mehreren Formen aufweisen.

ZUSAMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung entspricht der Definition in den beigefügten Ansprüchen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen mit pilzförmigen Häkchen versehenen Klett- bzw. Häkchenstreifen für einen mechanischen Verschluß zu schaffen, wie zum Beispiel für einen Klettverschluß, bei dem die Mängel des Standes der Technik nicht auftreten, insbesondere nicht die Mängel, die bei der oben genannten US-A-3,192,589 vorhanden sind; und auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen mit pilzförmigen Häkchen versehenen Klettstreifens zu schaffen.
Gemäß der Erfindung besteht ein mit pilzförmigen Häkchen versehener Klettstreifen, der in einem mechanischen Klettverschluß verwendet werden kann, aus einem Streifen, umfassend einen homogenen Träger aus thermoplastischem Harz und, mit dem Träger einstückig ausgebildet, eine Anordnung von aufragenden Stielen, die über mindestens eine Seite des Trägers verteilt sind, wobei jeder der Stiele eine Basis im Bereich des Trägers und einen Pilzkopf an dem zu dem Träger entgegengesetzten Ende des Stieles aufweist, wobei die Stiele eine molekulare Ausrichtung aufweisen, wie sich aus einem Doppelbrechungswert von mindestens 0,001 ergibt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines mit pilzförmigen Häkchen versehenen Klettstreifens geschaffen, der in einem mechanischen Klettverschluß verwendet werden kann, wobei bei dem Verfahren eine Form verwendet wird, die Hohlräume aufweist, die die Negative einer Anordnung von aufragenden Stielen sind, und das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
(a) Ablassen der Luft aus den Hohlräumen,
(b) Einspritzen eines geschmolzenen, molekular ausrichtbaren thermoplastischen Harzes in die luftleeren Hohlräume über die Menge hinaus, die die Hohlräume füllen würde, wobei dieser Überschuß eine Harzschicht über den Hohlräumen bildet;
(c) Abkühlen der Form an den Wänden der luftleeren Hohlräume, damit sich das geschmolzene Harz molekular ausrichten kann, während es die Hohlräume fült,
(d) das eingespritzte Harz erstarren lassen;
(e) von der Form die erstarrte Harzschicht als Träger mit seiner einstückig damit ausgebildeten Anordnung von aufragenden Stielen abziehen, wobei die Stiele an ihren dem Träger entgegengesetzten Ende Spitzen aufweisen, und
(f) die Spitzen der Stiele verformen, so daß Pilzköpfe an den dem Träger entgegengesetzten Enden der Stiele entstehen.
Wenn das innere Ende jedes Hohlraums offen ist, kann das in Schritt (b) eingespritzte Harz die Hohlräume luftleer machen, wenn jedoch an dem inneren Ende ein Unterdruck erzeugt wird, wie in Schritt (b) verlangt, wird das Ausfüllen der Hohlräume noch verbessert. Wenn das eingespritzte Harz wahlweise über die offenen Enden der Hohlräume hinaus fließt, wobei das übergeflossene Harz in diesem Falle vor dem Abziehvorgang (e) von den Enden der Hohlräume abgeschabt wird, entstehen auf diese Weise Stiele von einheitlicher Höhe, wenn die Hohlräume eine einheitliche Tiefe aufweisen.
Damit die gewünschte molekulare Ausrichtung zustandekommt, werden die Wände der Hohlräume auf eine solche Temperatur abgekühlt, daß das eingespritzte Harz an den Wänden erstarrt, während es den Kern jedes Hohlraums weiter füllt. Wenn der Kern eines Hohlraums gefüllt ist, muß weiter abgekühlt werden, damit die molekulare Ausrichtung erhalten bleibt und der Stiel aus dem Hohlraum gezogen werden kann. Anschließend kann es wünschenswert sein, Hitze auf die Wand des Hohlraums aufzubringen, bevor wieder Harz in diesen eingespritzt wird.
Die Hohlräume können sich in der Einspritzrichtung auf einen kleineren Durchmesser verjüngen, so daß die Entnahme in Schritt (e) leichter wird. Die Hohlräume sind vorzugsweise kreisförmig im Querschnitt und weisen einen Verjüngungswinkel von 5 bis 15 Grad auf. Der Verjüngungswinkel ist der zwischen der Achse des Hohlraums und dessen Wand eingeschlossene Winkel. Besitzen die Hohlräume offene Enden, ist ihre Verjüngung weniger von Bedeutung, da bei dem Abziehvorgang (e) kein Unterdruck überwunden werden muß.
Da die Stiele des neuen Häkchenstreifens molekular ausgerichtet sind, wie sich aus einem Doppelbrechungswert von mindestens 0,001 ergibt, weisen sie sehr viel größere Steifigkeit und Haltbarkeit sowie größere Zug- und Durchbiegefestigkeit auf, als ohne diese Ausrichtung erzielbar wäre. Auf Grund dieser Eigenschaften bleiben die Stiele beim Verformungsvorgang (f) aufrecht stehen, bei dem vorzugsweise Wärme auf die Spitzen der Stiele aufgebracht wird. Auf Grund ihrer molekularen Ausrichtung bewirkt das Aufheizen, daß sich die Spitze jedes Stieles einzieht und einen Pilzkopf bildet, der eine glatte, symmetrisch gerundete Außenseite besitzt, die das Ineinandergreifen verbessert, sowie eine im wesentlichen ebene Innenseite, die die Haltekraft verstärkt.
Im Vergleich zu Häkchenstreifen mit nicht ausgerichteten Stielen ist es auf Grund der größeren Festigkeit der Häkchen des neuen Häkchenstreifens weniger wahrscheinlich, daß diese brechen, wenn sie sich aus dem Eingriff lösen. Wird der neue Häkchenstreifen mit einem Schlingenstreifen verwendet, ist es auf Grund der größeren Festigkeit der Häkchen weniger wahrscheinlich als bei den Schlingen, daß diese unter den eingriffslösenden Kräften brechen, was aus mindestens zwei Gründen ein nützliches Merkmal ist. Zum einen können gebrochene Häkchen Trümmerstückchen bilden, wohingegen dies bei einer gebrochenen Schlinge nicht der Fall ist. Des weiteren enthält ein Schlingenstreifen typischerweise viel mehr Schlingen, als Häkchen pro Flächeneinheit vorhanden sind, und auf diese Weise ist eine größere Zahl von Lösevorgängen möglich, bevor ein Klettverschluß unbrauchbar wird.
Die Pilzköpfe an dem neuen Häkchenstreifen sind auf Grund ihrer glatten, gerundeten Außenseiten benutzerfreundlich und scheuern nicht an der Haut, wodurch sie sich ideal als Verschlüsse für Babywindeln eignen. Bei einem solchen Gebrauch kann ihnen Talkumpuder nichts anhaben, der die Haltekraft eines selbstklebenden Windelverschlusses zerstören kann.
Die Stiele des neuen Häkchenstreifens sind zwar vorzugsweise kreisförmig im Querschnitt, jedoch können auch andere geeignete Querschnitte, wie z.B. rechteckige und sechseckige, angewandt werden. Die Stiele weisen vorzugsweise Hohlkehlen an ihrer Basis auf, so daß sie fester und steifer werden und sich auch leicht aus einer Form entnehmen lassen, in der sie hergestellt wurden.
Wenn der neue Häkchenstreifen zum Befestigen mit Klettverschlüssen dienen soll, richtet sich die Größe der einzelnen Häkchen und der Abstand derselben nach der Feinheit der Stoffe und/oder der Schlingenstreifen, mit denen der neue Häkchenstreifen verwendet werden soll. Im allgemeinen weisen die Häkchen eine einheitliche Höhe auf, vorzugsweise von 0,5 bis 5 mm, mehr bevorzugt von 1 bis 3 mm, und besitzen einen im wesentlichen gleichmäßigen Mittenabstand von 0,5 bis 2,5 mm. Bei höheren Häkchen wird die Verschlußwirkung besser, insbesondere wenn die Häkchen bei einem Stoff verwendet werden, der nicht speziell für den Eingriff in Häkchenstreifen gedacht ist. Dagegen weisen niedrigere Häkchen ein dünnes Profil auf, so daß der neue Häkchenstreifen beim Tragen des Kleidungsstücks weniger stört.
Für die meisten Zwecke liegt das Verhältnis der Länge der Häkchen zu dem Durchmesser ihrer Stiele vorzugsweise in einem Bereich von 2 : 1 bis 10 : 1, und das Verhältnis des Durchmessers jedes Pilzkopfes zu seinem Stiel beträgt vorzugsweise 1,5 : 1 bis 3 : 1. Bei einem wesentlich kleineren Durchmesserverhältnis könnte der Häkchenstreifen nicht hinreichend mit einem Schlingenstreifen zusammengreifen. Bei einem wesentlich größeren Verhältnis könnten die Häkchen nicht so leicht in einen Schlingenstreifen oder in einen Stoff eingreifen, an dem der neue mit pilzförmigen Häkchen versehene Klettstreifen befestigt werden soll.
Wenn der neue Häkchenstreifen als "zwitterartiger" Verschluß verwendet werden soll, liegt das Länge- Durchmesser- Verhältnis der Häkchen vorzugsweise in der Nähe des oberen Endes des oben genannten Verhältnisses, um Eingriff und Lösung aus dem Eingriff zu verbessern. Soll der neue Häkchenstreifen für Klettverschlüsse verwendet werden, liegt dieses Verhältnis vorzugsweise nahe an seinem unteren Ende, damit sich ein weicherer Griff ergibt, insbesondere bei Verwendung an Babywindeln. Beim Gebrauch an Kleidungsstücken ist oft ein niedriges Profil erwünscht.
Bei den meisten Verwendungszwecken als Klettverschluß sollten sich die Häkchen an dem neuen, mit pilzförmigen Häkchen versehenen Klettstreifen im wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Fläche des Häkchenstreifens verteilen, gewöhnlich in quadratischer oder sechseckiger Anordnung. Bei "zwitterartigen" Verwendungszwecken verteilen sich die Häkchen vorzugsweise so, daß beim Ineinanergreifen ein Verrutschen zur Seite verhindert wird. Siehe zum Beispiel das gleichzeitig übertragene US-Patent Nr. 3,408,705 (Kayser et al.).
Damit der Träger für den neuen, mit pilzförmigen Häkchen versehenen Klettstreifen sowohl gute Flexibilität als auch Festigkeit aufweist, ist er vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm dick, insbesondere dann, wenn er aus Polypropylen oder einem Copolymer von Polypropylen und Polyethylen hergestellt ist. Für manche Zwecke werden steifere Träger bevorzugt, z. B. bis etwa 5 mm Dicke.
Der neue, mit pilzförmigen Häkchen versehene Klettstreifen kann preiswert sein, denn wenn eine relativ kostengünstige Vorrichtung verwendet wird, kann er mit höheren Anlagengeschwindigkeiten hergestellt werden, als dies bei der Herstellung von Häkchenstreifen nach dem Stand der Technik möglich ist. Der neue Häkchenstreifen kann in langen, breiten Bahnen gefertigt werden, die zur Vereinfachung von Lagerung und Transport auf Rollen aufgewickelt werden können. Von einer Rolle können Stücke von gewünschter Länge abgeschnitten und mit Klebstoff oder in anderer Weise an Gegenständen befestigt werden, zum Beispiel an der Klappe eines Kleidungsstücks, so daß die Klappe lösbar verschlossen werden kann.
Zur Herstellung des neuen, mit pilzförmigen Häkchen versehenen Klettstreifens kann praktisch jedes ausrichtbare thermoplastische Harz, das sich zum Strangpressen eignet, verwendet werden. Thermoplastische Harze, die stranggepreßt werden können und geeignet sein dürften, sind beispielsweise Polyester wie Poly(ethylenterephthalat), Polyamide wie Nylon, Poly(styrol-Acrylnitril), Poly(acrylnitril-Butadien- Styrol), Polyolefine wie Polypropylen, und weichgemachtes Polyvinylchlorid. Ein bevorzugtes thermoplastisches Harz ist ein statistisches Copolymer von Polypropylen und Polyethylen, das 4 % Polyethylen enthält und einen Schmelzindex von 7,0 aufweist und als WRS-6-165 bei der Shell Oil Company in Houston, Texas, erhältlich ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird leichter verständlich anhand der Zeichnung, in der alle Figuren schematische Darstellungen sind. In der Zeichnung zeigen:
FIG. 1 einen Querschnitt durch einen mit pilzförmigen Häkchen versehenen Klettstreifen gemäß der Erfindung;
FIG. 2 einen Querschnitt durch miteinander zusammengreifende Stücke des Häkchenstreifens von FIG. 1; und
FIG. 3A und FIG. 3B eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Häkchenstreifens von FIG. 1 und FIG. 2.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Der in FIG. 1 dargestellte Häkchenstreifen 10 weist einen im wesentlichen endlosen Träger 12 aus thermoplastischem Harz auf. Einstückig mit dem Träger ausgebildet ist eine Anordnung von pilzförmigen Vorsprüngen oder Häkchen 14, die jeweils einen molekular ausgerichteten Stiel 16, einen Pilzkopf 18 und eine Hohlkehle 20 an der Basis des Stiels aufweisen. Ein Stück des Häkchenstreifens 10 kann der häkchenförmige Abschnitt eines mechanischen Klettverschlusses sein, oder dieser kann lösbar an einem Stoff befestigt sein, in den die pilzförmigen Häkchen 14 eingreifen können, oder dieser kann so konfiguriert sein, daß die beiden Stücke des Häkchenstreifens 10 ineinandergreifen können, um einen "zwitterartigen" mechanischen Verschluß zu bilden.
In FIG. 3A wird ein Zustrom 30 aus thermoplastischem Harz in einen Extruder 32 geleitet, aus dem eine aufgeheizte Harzschmelze durch eine Düse 34 zu einer umlaufenden zylindrischen Form 36 geführt wird. Die Hohlräume 38 in der zylindrischen Oberfläche der Form 36 werden durch eine äußere Unterdruckvorrichtung 40 luftleer gemacht. Die Düse 34 weist einen Austrittsradius auf, der gleich demjenigen der Form 36 ist, so daß eine Abdichtung zwischen der Düse und der Form hergestellt wird. Infolge des raschen Einströmens des Harzes in die Hohlräume 38 wird eine molekulare Ausrichtung parallel zu der Strömungsrichtung herbeigeführt, und die Form wird mit Wasser gekühlt (wobei die Kühleinrichtung nicht dargestellt ist), so daß eine rasche Abkühlung erfolgt und diese Ausrichtungslage an Ort und Stelle verfestigt wird. Das erstarrte Harz wird von der Form 36 durch eine Abstreifwalze 44 als eine Bahn 42 abgezogen, die eine Anordnung aus aufragenden Stielen 48 aufweist. Diese Bahn kann entweder zur Lagerung auf eine Rolle aufgewickelt werden oder direkt in die pilzbildende Vorrichtung von FIG. 3B geführt werden.
In FIG. 3B wird die Bahn 42 zwischen zwei Kalanderwalzen 52 geführt, und die Walze, die mit den Stielen 48 in Kontakt kommt, heizt die Spitzen der Stiele auf eine Temperatur auf, die höher ist als die Fließtemperatur des thermoplastischen Harzes. Kurz gesagt, es kann eine molekulare Desorientierung stattfinden, wenn die Spitzen auf dieser Temperatur gehalten werden. Während dieser Zeit und nach der anschließenden Abkühlung ziehen sich die Spitzen ein und bilden einheitlich geformte Pilzköpfe 14, die in FIG. 1 zu sehen sind und jeweils eine obere, im wesentlichen konvexe Fläche und einen größeren Querschnitt als der ursprüngliche Stiel 48 aufweisen.

TESTS

Doppelbrechung

Doppelbrechung läßt sich messen mit jedem von mehreren verschiedenen optischen Verfahren, zum Beispiel durch Einsatz von Standardfluiden mit unterschiedlichen Brechungsindices, das Verfahren der Beckeschen Linie, durch Dispersionsfärben oder durch einen Kompensator. Das Kompensatorverfahren wird angewandt, um die unten angegebenen Meßwerte zu erzielen.
In einem Polarisationsmikroskop "Ortholux 2 Pol" mit einem Berek-Kompensator von der E. Leitz Company in Covington, Kentucky, wird ein Häkchenstreifen unter kreuzförmig gerichtetes, polarisiertes Licht gelegt, wobei seine Z- Achse von Nord nach Süd ausgerichtet ist. Der Objekttisch des Mikroskops wird um 45 Grad gedreht. Ein Kompensator wird in jeder Richtung gedreht, bis ein schwarzer Ringstreifen sichtbar wird, wobei an dieser Stelle die Verzögerungen gleich und einander entgegengesetzt sind. Die Meßwerte des Kompensators werden registriert, und die Doppelbrechung an der Probe wird errechnet nach der Gleichung:
B = R x C/t
wobei R die Verzögerung ist, C die Kompensatorkonstante, und t die Dicke der Probe. Die Verzögerung R ist definiert als die Phasenverschiebung zwischen den beiden Komponenten in der Anzahl von Wellen.

Reißkraft

Die "Reißkraft" eines Häkchens eines neuen, mit pilzförmigen Häkchen versehenen Klettstreifens kann mit Hilfe eines Instron-Zugfestigkeitsprüfgeräts des Modells 1122 gemessen werden. Der Häkchenstreifen wird zur Hälfte umgelegt, wodurch eine Reihe von Pilzköpfen freigelegt wird. Die umgelegte Bahn wird in die unteren Klauen des Zugfestigkeitsprüfgeräts eingelegt, wobei die Stiele der freigelegten Pilzköpfe in vertikaler Richtung verlaufen. Um einen der freigelegten Pilzköpfe herum wird ein Ende eines Nylonfadens geschlungen, und das andere Ende wird an einer Kraftmeßdose für 500 g befestigt. Dann wird die Zugstange, an der die Kraftmeßdose befestigt ist, mit einer Geschwindigkeit von 12,7 mm pro Minute in Richtung nach oben bewegt.

Scherfestigkeit

Die Scherfestigkeit der Häkchen eines mit pilzförmigen Häkchen versehenen Klettstreifens kann mit Hilfe eines Zugfestigkeitsprüfgeräts (Instron-Modell 1122) gemessen werden, das mit einer "CT"-Kraftmeßdose ausgestattet ist. Der zu testende Häkchenstreifen und ein dazu passender Schlingenstreifen eines Klettverschlusses werden jeweils auf eine Länge von 102 mm geschnitten, und eine Breite beträgt 51 mm. Der dazu passende Schlingenstreifen kann ein Webschlingenstreifen des Typs Nr. SJ 3401 von der 3M Co. sein. Die Probestücke werden 24 Stunden unter einer Glasglocke durch Eintauchen in mit Magnesiumacetat übersättigtes Wasser konditioniert. Die Bedingungen unter der Glocke betragen 21ºC (± 1ºC) und 65 % (± 2 %) relative Feuchtigkeit. Der Schlingenstreifen wird mit der Schlingenseite nach oben auf eine ebene Fläche gelegt und mittels eines Haftklebestreifens mit der Fläche verklebt. Der Häkchenstreifen wird mit dem Schlingenstreifen in Eingriff gebracht, und über die Rückseite des Häkchenstreifens wird drei Mal in jeder Richtung mit einer Geschwindigkeit von 305 mm/min eine Walze mit einem Gewicht von 5 kg gerollt. Das Probestück wird in die Klauen des Zugfestigkeitsprüfgeräts eingelegt, wobei ein freies Ende des Häkchenstreifens in den oberen Klauen erfaßt wird und ein freies Ende des Schlingenstreifens in den unteren Klauen erfaßt wird und die Scherlinie zentriert ist. Bei einer Zugkopfgeschwindigkeit von 305 mm/min verzeichnet ein Stift in einem Diagramm den Maximalwert, der bei der vollständigen Trennung erzielt wurde. Es werden vier Probestücke getestet, und von diesen wird ein Durchschnittswert genommen.

T-Ablösefestigkeit

Es werden jeweils ein mit pilzförmigen Häkchen versehener Klettstreifen und ein dazu gehörender Schlingenstreifen eines Klettverschlusses auf 178 mm Länge und 51 mm Breite geschnitten. Dann werden die Streifen 24 Stunden unter einer Glasglocke durch Eintauchen in eine übersättigte Lösung von Magnesiumacetat und Wasser bei 21,1ºC (± 1,1ºC) und 65 % (± 2 %) relativer Feuchtigkeit konditioniert. Dann wird der Häkchenstreifen sorgsam mit dem Schlingenstreifen ausgerichtet und unter leichtem Fingerdruck miteinander in Eingriff gebracht. Der Schlingenstreifen kann ein Webschlingenstreifen SCOTCHMATE des Typs Nr. SJ 3401 von der 3M Co. sein. Über die Streifen wird in drei Hin- und Herläufen in jeder Richtung eine Walze mit einem Gewicht von 5 kg und einer Breite von 76 mm gerollt. Die Streifen werden an einem Ende abgelöst, so daß ungefähr 70 mm in der Längsrichtung freigelegt werden. Das freigelegte Ende des Häkchenstreifens wird in den oberen Klauen eines Zugfestigkeitsprüfgeräts (Instron-Modell 1122) erfaßt, und das freigelegte Ende des Schlingenstreifens wird in den unteren Klauen erfaßt. Das Zugfestigkeitsprüfgerät weist eine "CT"-Kraftmeßdose und eine Zugkopfgeschwindigkeit von 305 mm/min auf. Die Einspannlänge beträgt 76,2 mm (± 3,2 mm), und der Belastungsbereich beträgt 44,5 N bei voller Kraftbelastung. Die Ablöselänge beträgt 76,22 mm. Es werden sechs Probestücke getestet, wobei bei drei Probestücken die markierten Enden an den entsprechenden Enden des Probestücks liegen, und bei drei Probestücken die markierten Enden an den entgegengesetzten Enden des Probestücks liegen. Die Spitzenwerte werden registriert, wobei der erste Spitzenwert ignoriert wird, und die übrigen fünf höchsten Spitzenwerte gemittelt werden, um die "T- Ablösefestigkeit" zu ermitteln.
Die Erfindung wird leichter verständlich anhand der folgenden Beispiele.

Beispiel 1

Zur Herstellung der in FIG. 3A dargestellten Vorrichtung wurden Formhohlräume 38 in der zylindrischen Fläche einer Stahlform 36 ausgebildet, indem mit Hilfe von Bohrstücken mit einer Breite von 0,15 mm und einem Verjüngungswinkel von 6 Grad eine Anzahl von kegelstumpfförmigen Löchern gebohrt wurde. Die entstandene quadratische Anordnung von Löchern hatte eine einheitliche Tiefe von 1,27 mm und einen einheitlichen Mittenabstand von 1,27 mm zwischen den Löchern.
Während ein Unterdruck von 46,8 mm Quecksilbersäule gehalten und die Form 36 innen mit Wasser von 35ºC gekühlt wurde, wurde Polyethylen 1017 niedriger Dichte von Norchem, Rolling Meadows, IL, bei einer Temperatur von 235ºC in die Hohlräume extrudiert, wobei die Form mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 7,7 m/min gedreht wurde. Die Dicke der über den Hohlräumen liegenden Harzschicht betrug 0,2 mm. Das erstarrte Harz wurde von der Form als Bahn mit aufragenden Stielen abgezogen.
Mit Hilfe der in FIG. 3B dargestellten Vorrichtung wurde die Bahn mit einer Anlagengeschwindigkeit von 3,7 m/min durch einen Spalt zwischen zwei Kalanderwalzen 52 geführt, wobei die obere Walze auf 130ºC und der Spalt zwischen den beiden Walzen 52 auf 0,9 mm gehalten wurde. Dadurch entstand ein mit pilzförmigen Häkchen versehener Klettstreifen, wie er in FIG. 1 dargestellt ist, wobei dieser Häkchenstreifen einen guten Eingriff in typische gestrickte und nähgewirkte Schlingensysteme zeigte. Die Stiele der Häkchen zeigten bei der Messung durch mikrofotografische Analyse einen Doppelbrechungswert von 0,003. Die Pilzköpfe hatten einen Durchmesser von etwa 0,8 mm.
Der mit pilzförmigen Häkchen versehene Klettstreifen wurde im Vergleich zu einem Häkchenstreifen getestet, der im Vergleichsbeispiel A beschrieben ist.

Vergleichsbeispiel A

Es wurde eine Form hergestellt, indem eine Metallplatte in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise mit Bohrstücken gebohrt wurde, so daß eine Anzahl von kegelstumpfförmigen Löchern ähnlich der Anordnung von Löchern von Beispiel 1 entstand. Es wurde eine 0,2 mm dicke Folie aus dem Polyethylenharz von Beispiel 1 bei einer Temperatur von 235ºC in die Anordnung von Löchern eingepreßt, wobei ein Unterdruck aufrechterhalten wurde. Nachdem die Form mit Wasser gekühlt worden war, um das Harz erstarren zu lassen, wies die Folie, die abgezogen wurde, aufragende Stiele auf, die ähnlich aussahen wie diejenigen auf der Bahn, die in Beispiel 1 von der zylindrischen Form abgezogen wurde.
Als die Folie wie in Beispiel 1 durch einen Spalt zwischen Kalanderwalzen 52 geführt wurde, bildeten die Spitzen der Stiele undefinierbare Köpfe, die eine weniger einheitliche Form aufwiesen als bei den in Beispiel 1 hergestellten Pilzköpfen.
Der Vergleichstest ist in Tabelle I dargestellt. TABELLE I
Der Häkchenstreifen von Beispiel 1 wurde ebenfalls mit zwei verschiedenen Schlingenstreifen getestet, wie unten in Tabelle II dargestellt ist. TABELLE II

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines mit pilzförmigen Häkchen versehenen Klettstreifens (10), der in einem mechanischen Klettverschluß verwendet werden kann, wobei bei dem Verfahren eine Form (36) verwendet wird, die Hohlräume (38) aufweist, die die Negative einer Anordnung von aufragenden Stielen (16) sind, und das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Ablassen der Luft aus den Hohlräumen (38),

Einspritzen eines geschmolzenen, molekular ausrichtbaren thermoplastischen Harzes in die luftleeren Hohlräume (38) über die Menge hinaus, die die Hohlräume (38) füllen würde, wobei dieser Überschuß eine Harzschicht über den Hohlräumen (38) bildet,

Abkühlen der Form an den Wänden der luftleeren Hohlräume (38), damit sich das geschmolzene Harz molekular ausrichten kann, während es die Hohlräume (38) füllt,

das eingespritzte Harz erstarren lassen,

von der Form (36) die erstarrte Harzschicht als Träger (12) mit seiner einstückig damit ausgebildeten Anordnung von aufragenden Stielen (16) abziehen, wobei die Stiele an ihren dem Träger (12) entgegengesetzten Enden Spitzen aufweisen, und

die Spitzen der Stiele (16) verformen, so daß Pilzköpfe (18) an den dem Träger (12) entgegengesetzten Enden der Stiele (16) entstehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß beim Verformen Hitze auf die Spitzen der Stiele (16) einwirkt, um die Pilzköpfe (18) herzustellen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß beim Ablassen der Luft ein Unterdruck erzeugt wird, um die Luft aus den Hohlräumen (38) entweichen zu lassen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende von jedem der Hohlräume (38) offen ist, das während des Einspritzens eingespritzte Harz über die Enden der Hohlräume (38) hinausragt, und das Verfahren des weiteren einen Schritt vor dem Abziehen umfaßt, wo das erstarrte Harz, das über die inneren Enden der Hohlräume (38) hinausgeflossen ist, abgeschabt wird.

5. Klettstreifen (10) mit pilzförmigen Häkchen, der in einem mechanischen Klettverschluß verwendet werden kann, wobei der Streifen einen homogenen Träger (12) aus thermoplastischem Harz umfaßt und, mit dem Träger (12) einstückig ausgebildet, eine Anordnung von aufragenden Stielen (16), die über mindestens eine Seite des Trägers (12) verteilt sind, wobei jeder der Stiele (16) eine Basis im Bereich des Trägers (12) und einen Pilzkopf (18) an dem zu dem Träger (12) entgegengesetzten Ende des Stieles (16) aufweist, wobei der Klettstreifen (10) dadurch gekennzeichnet ist, daß die Stiele (16) eine molekulare Ausrichtung aufweisen, wie sich aus einem Doppelbrechungswert von mindestens 0,001 ergibt.

6. Klettstreifen (10) nach Anspruch 5, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß die Stiele (16) im wesentlichen identisch geformt sind und sich jeweils leicht verjüngen zu einer kleineren Querschnittsfläche im Bereich des Kopfes (18) als an der Basis.

7. Klettstreifen (10) nach Anspruch 6, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Klettstreifen (10) eine Hohlkehle (20) an der Basis von jedem der Stiele (16) aufweist.

8. Klettstreifen (10) nach Anspruch 5, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß die Stiele (16) eine Höhe von 0,5 bis 5 mm aufweisen.

9. Klettstreifen (10) nach Anspruch 5, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) eine Dicke von 0,1 bis 5 mm aufweist.

10. Klettstreifen (10) nach Anspruch 7, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß die Stiele (16) im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig sind und das Verhältnis der Durchmesser des Pilzkopfes (18) und des Stieles (16) bei jedem der Stiele im Bereich von 1,5:1 bis 3:1 liegt.

11. Klettstreifen (10) nach Anspruch 5, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) des Klettstreifens (10) im wesentlichen endlos ist und zur Vereinfachung von Lagerung und Transport auf eine Rolle aufgewickelt ist.

12. Klettstreifen (10) nach Anspruch 5, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der mit Köpfen versehenen Stiele (16) so gestaltet ist, daß zwei Stücke des Klettstreifens (10) ineinandergreifen können, um einen mechanischen Verschluß zu bilden.

13. Klettstreifen (10) nach Anspruch 12, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß die mit Köpfen versehenen Stiele (16) eine im wesentlichen identische Größe und Form aufweisen und der Abstand zwischen benachbarten Köpfen (18) längs des Klettstreifens (10) kleiner ist als der Durchmesser der Köpfe (18).

14. Klettstreifen (10) nach Anspruch 13, des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß die Stiele (16) im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig sind und die Stiele (16) sich jeweils zu einem kleineren Durchmesser im Bereich des Kopfes (18) als an der Basis verjüngen.