(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）基板と、
ｂ）該基板から延在する複数の係合ステムと、
を具備する機械式ファスナーであって、
該複数の係合ステムは、複数の繰り返し配列内に配置され、
該複数の繰り返し配列は、前記基板の表面に沿う２つ以上の方向に繰り返され、
前記各々の繰り返し配列内における前記複数の係合ステムの各々の位置は、ｘ軸に沿って互いに対して秩序付けられていない一方で、前記ｘ軸に対して垂直であるｙ軸に沿って互いに対して秩序づけられ、
前記各々の繰り返し配列内の隣接する前記複数の係合ステム間のｙ軸方向の距離は、ａ−ａ−ｂのパターンである；ここで、ａは隣接する係合ステム間のｙ軸方向の第１の距離であり、ｂは隣接する係合ステム間のｙ軸方向の第２の距離であり、ａとｂとは異なるｙ軸方向の距離である、機械式ファスナー。
【請求項２】
ａ＜ｂである、請求項１記載の機械式ファスナー。
【請求項３】
前記複数の繰り返し配列の各々の位置は、ｘ軸方向に沿って互いに対して秩序づけられ、隣接する前記複数の繰り返し配列間のｘ軸方向の距離は、少なくとも２つの異なるｘ軸方向の距離を含むパターンである、請求項１記載の機械式ファスナー。
【請求項４】
隣接する前記複数の繰り返し配列間のｘ軸方向の距離は、Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｂのパターンである；ここで、Ａは隣接する繰り返し配列間のｘ軸方向の第１の距離であり、Ｂは隣接する繰り返し配列間のｘ軸方向の第２の距離であり、Ｃは隣接する繰り返し配列間のｘ軸方向の第３の距離であり、ＡとＢとＣとは、３つの異なるｘ軸方向の距離である、請求項３記載の機械式ファスナー。
【請求項５】
前記ファスナーは相互係合機械式ファスナーである請求項１記載の機械式ファスナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は一般に機械式ファスナーに関する。本発明は、特に、基板上で繰り返す無秩序配列に位置する複数のステムを含む機械式ファスナーに関する。
【０００２】
発明の背景
物品を一緒に保持するために、たとえば、フックアンドループ型ファスナーまたは互いに係合する相補対ファスナー等の様々な種類の機械式ファスナーが公知である。相補対ファスナーは、一般に、２つのファスナーを一緒に係合するために、ヘッド付ステムを備えた機能表面を有する。係合ステムは、基板上に互いに対して秩序づけられた位置に位置する。パターンは、等しく間隔をおいた係合ステムのまっすぐな列から構成される。係合ステムのまっすぐな列を備えたファスナーの例は、米国特許第３，１０１，５１７号、「ファスナー（Ｆａｓｔｅｎｅｒ）」、（Ｆｏｘ  ｅｔ  ａｌ．）および米国特許第４，２９０，１７４号、「分離可能なファスナーおよびこれを製造するための物品（Ｓｅｐａｒａｂｌｅ  Ｆａｓｔｅｎｅｒ  ａｎｄ  Ａｒｔｉｃｌｅ  ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ）」（Ｋａｌｌｅｂｅｒｇ）である。ファスナーが係合すると、各々のステムは弾性的に撓み、ヘッドが、他方のファスナーの隣接するステム間に入ることができる。
【０００３】
係合ステムのまっすぐな列によって、個別のファスナーが、剪断スリップとも称されるファスナーの列に平行な方向に互いに対して動くことができることも知られている。結果として、係合ステムの改良された秩序づけられたパターンは、ファスナーが剪断方向に動く可能性を減じるように開発された。そのような秩序づけられたパターンを備えたファスナーの例は、米国特許第５，６２５，９２９号、「相互係合ファスナー部材（Ｉｎｔｅｒｅｎｇａｇｉｎｇ  Ｆａｓｔｅｎｅｒ  Ｍｅｍｂｅｒ）」、（Ｈａｔｔｏｒｉ  ｅｔ  ａｌ．）および米国特許第５，０４０，２７５号、「ファスナー形成に使用されるスリップ材料（Ｓｔｒｉｐ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｕｓｅｄ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｆａｓｔｅｎｅｒｓ）」、（Ｅｃｋｈａｒｄｔ  ｅｔ  ａｌ．）である。
【０００４】
米国特許第３，４０８，７０５号、「ファスナー物品（Ｆａｓｔｅｎｅｒ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ）」、（Ｋａｙｓｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）には、一体的相互係合物品の対を具備するファスナーが検討されている。各物品は、表面上に複数のヘッド付係合要素を担持する基部を有する。要素のヘッドの位置は、互いに対して無秩序である。この秩序の欠けることによって、係合のすべての相対角度および位置で、要素が秩序づけられるよりも、物品の係合力がより一体になる。
【０００５】
図１は、先行技術の機械式ファスナー１９の例である。機械式ファスナー１９は、基板２２と、秩序づけられた配列で基板２２から延在する複数の係合ステム２８とを含む。基板２２は、第１の主要表面２４と、第１の主要表面２４とは反対側に第２の主要表面２６とを含む。係合ステム２８は、基板２２の第１の主要表面２４から延在する。係合ステムは、基板の第１の主要表面２４とは反対側に、ステム３０とステム３０のヘッド３２とを含む。一般に、係合ステム２８の秩序づけられた配列は、基板２２上の係合ステム２８の複数の側方向および長手方向列の配列である。機械式ファスナー１９は、図２に示されるように、ループ材料と係合するか、または、同一または互換性のある設計の別の機械式ファスナーに相互係合するように設計される。
【０００６】
図２は、互いに相互係合した図１の機械式ファスナー１９、１９’の対を例示する。係合ステム２８の秩序づけられた間隔あけのため、ファスナー１９、１９’の対は、ファスナー１９’のヘッド３２’がファスナー２０の隣接する係合ステム２８間の空間に位置決めされるように、最初に整列配置されなければならない。次に、ファスナー１９、１９’は一緒に押され、機械式ファスナー１９’のヘッド３２’は、機械式ファスナー１９の隣接するステム３０間に滑り、それによって、隣接するステム３０のヘッド３２に係合する。一般に、ファスナー１９、１９’の係合ステム２８、２８’は可撓性があるため、隣接するステム２８、２８’の間にヘッド３２、３２’が滑ることができる。結果として、機械式ファスナー１９、１９’は、相互係合し、それぞれの係合ヘッド３２、３２’によって適所に保持される。
【０００７】
発明の開示
本発明の１つの態様は機械式ファスナーを提供する。機械式ファスナーは、基板と、基板から延在する複数の係合ステムと、互いに対して相互に垂直であるｘ軸およびｙ軸と、を具備する。ステムは、複数の繰り返し配列に配列され、各配列内のステムは無秩序であり、配列は２つ以上の方向に繰り返される。ファスナーの１つの好適な実施態様において、配列における複数の係合ステムの各々の位置は、ｘ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。ファスナーの別の好適な実施態様において、配列における複数の係合ステムの各々の位置は、ｙ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。別の好適な実施態様において、配列の隣接する複数の係合ステム間のｙ距離は、ａ−ａ−ｂのパターンである。この実施態様のさらに別の態様において、ａ＜ｂである。
【０００８】
上述のファスナーの別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、ｘ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のｘ距離は、少なくとも２つの異なるｘ距離を含む。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のｘ距離は、Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｂのパターンである。この実施態様のさらに別の態様において、複数の繰り返し配列は、ｙ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。
【０００９】
上述のファスナーの別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、ｙ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、ファスナーは相互係合機械式ファスナーである。この実施態様の別の態様は、相互係合機械式ファスナーの対を含み、ファスナーの対は相対角度配向で相互係合することができる。
【００１０】
本発明の別の態様は、代替機械式ファスナーを提供する。機械式ファスナーは、基板と、基板から延在する複数の係合ステムと、互いに対して相互に垂直であるｘ軸およびｙ軸と、を具備する。ステムは、複数の繰り返し配列に配列され、各配列内のステムは無秩序であり、配列内の係合ステムの各々の位置は、ｙ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。ファスナーの１つの好適な実施態様において、隣接する複数の係合ステム間のｙ距離は、ａ−ａ−ｂのパターンである。この実施態様の別の態様において、ａ＜ｂである。
【００１１】
上述のファスナーの別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、ｘ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のｘ距離は、少なくとも２つの異なるｘ距離を含む。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のｘ距離は、Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｂのパターンである。上述のファスナーのさらに別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、ｙ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、ファスナーは相互係合機械式ファスナーである。この実施態様の別の態様は、相互係合機械式ファスナーの対を含み、ファスナーの対は相対角度配向で相互係合することができる。
【００１２】
本発明の別の態様は、代替機械式ファスナーを提供する。機械式ファスナーは、基板と、基板から延在する複数の係合ステムと、互いに対して相互に垂直であるｘ軸およびｙ軸と、を具備する。ステムは、複数の繰り返し配列に配列され、複数の繰り返し配列は、ｘ軸に沿って互いに対して秩序づけられ、隣接する複数の繰り返し配列間のｘ距離は、少なくとも２つの異なるｘ距離を含む。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のｘ距離は、少なくとも３つの異なるｘ距離を含む。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のｘ距離は、Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｂのパターンである。この実施態様の別の態様において、Ａ＞Ｂである。この実施態様のさらに別の態様において、Ｂ＞Ｃである。
【００１３】
上述のファスナーの別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、ｙ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。上述のファスナーのさらに別の好適な実施態様において、配列は、２つ以上の方向に繰り返される。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、配列の係合ステムの各々の位置は、無秩序である。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、配列の係合ステムの各々の位置は、ｙ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。上述のファスナーのさらに別の好適な実施態様において、配列における複数の係合ステムの各々の位置は、ｘ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。この実施態様の別の態様において、ファスナーは相互係合機械式ファスナーである。この実施態様の別の態様は、一対のファスナーを含み、一対のファスナーは、相対角度配向で相互係合することができる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、一対の機械式ファスナーを提供する。一対の相互係合ファスナーは、基板と、基板から延在する複数の係合ステムと、互いに対して相互に垂直であるｘ軸およびｙ軸と、を具備する。ステムは、複数の繰り返し配列に配列され、各配列内のステムは無秩序である。ファスナーの好適な実施態様において、配列における複数の係合ステムの各々の位置は、ｘ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。ファスナーの別の好適な実施態様において、配列における複数の係合ステムの各々の位置は、ｙ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の係合ステム間のｙ距離は、ａ−ａ−ｂのパターンである。この実施態様の別の態様において、ａ＜ｂである。
【００１５】
上述のファスナーの別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、ｘ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のｘ距離は、少なくとも２つの異なるｘ距離を含む。この実施態様の別の態様において、隣接する複数の繰り返し配列間のｘ距離は、Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｂのパターンである。上述のファスナーのさらに別の好適な実施態様において、複数の繰り返し配列は、ｙ軸に沿って互いに対して秩序づけられる。上述のファスナーの別の好適な実施態様において、配列は、２つ以上の方向に繰り返される。この実施態様の別の態様において、ファスナーは、相対角度配向で相互係合することができる。
【００１６】
発明の詳細な説明
本発明は、複数のステムを含み、ステムが基板上に繰り返す無秩序配列に位置する機械式ファスナーを提供する。係合ステムの配列のため、一対のファスナーが相互係合することができ、すなわち、自己噛み合いすることができる。さらに、係合ステムの配列のため、一対のファスナーは、いずれの相対平面位置でも、または、いずれの相対角度配向でも、比較的一定な係合力で且つその平面位置または角度配向に係わらず比較的一定な係合解除力で、相互係合することができる。
【００１７】
図３は、本発明の好適な無秩序配列には係合ステム２８がどこに位置するかを示す概略図である。係合ステム２８の位置は、ファスナー２０のこの図では円として表示される。円は、係合ステム２８の位置を表し、係合ステム２８のサイズまたは形状を表すのではない。係合ステム２８は、いずれの所望の形状、サイズまたは形態であってもよい。第１の無秩序配列３４は、ｘ軸、ｙ軸を含み、これは、互いに対して相互に垂直である。原点Ｏは、ｘ軸とｙ軸との交差する点に位置する。ｘ軸、ｙ軸および原点は、配列３４内の個別の係合ステム２８の位置を表すのに便利である。さらに、ｘ軸、ｙ軸および原点は、機械式ファスナー２０内で互いに対して係合ステム２８の個別の配列の位置を表すのに便利である（図４参照）。
【００１８】
図３において、第１の配列３４は、係合ステム２８の無秩序配列の例である。配列３４は、１８個の個別ステムを含むものとして例示される。しかし、いずれの数の係合ステム２８も、繰り返し配列に含まれてもよいと理解される。本発明を説明するのに使用される「無秩序」という用語は、機械式ファスナーにおける係合ステムの相対位置を意味し、係合ステム２８の位置は、互いに対して数学的に予測できないことを示す。この数学的に予測できないということは、係合ステム２８の１つまたはいずれの数の位置がわかっていたとしても、この情報は、他のいずれの係合ステム２８の位置を決定するのに使用することができないということを意味する。係合ステム２８の無秩序パターンを得るには３つの方法がある。所与の数のステム２８のためには、係合ステム２８のｘ位置が無秩序であってもよく、または、係合ステム２８のｙ位置が無秩序であってもよく、または、係合ステム２８のｘ位置およびｙ位置の両方が無秩序であってもよい。対照的に、たとえば背景で検討されているもののような典型的な先行技術のファスナーは、ステムの秩序づけられた配列を含む。ステムを秩序づけることは、ステムのｘ位置およびｙ位置の両方が秩序づけられていることを意味する。言い替えると、係合ステム２８のｘ位置は、互いに対して数学的に予測可能であり、係合ステム２８のｙ位置は、互いに対して数学的に予測可能である。表１は、係合ステムの秩序づけられた配列対本発明の係合ステムの３種類の無秩序配列を例示する。
【００１９】
【表１】
0004925509.tif 000002
【００２０】
図３は、ステム２８のｘ位置は互いに対して無秩序であり、ステムのｙ位置は互いに対して秩序づけられる係合ステム２８の無秩序配列３４の例を示す。ステムのｙ位置の１つの好適な秩序づけられたパターンは、隣接するステム同士のｙ距離がａ−ａ−ｂのパターンである。そのようなパターンの１つにおいて、ａはｂより小さいことが好ましい。１つの特定な実施態様において、ａのｂに対する比率は０．６８である。好適な間隔あけの１つの例は、ａが１８．７単位に等しく、ｂが２７．５単位に等しいものである。下記の表２は、１８の個別ステムすべてのｘ位置およびｙ位置と、図３の無秩序配列３４の隣接するステム間のｙ距離と、を示す。報告された位置は、原点Ｏからステムの中心へ測定される。報告された距離は、１つの係合ステム２８の中心から隣接する係合ステム２８の中心へ測定される。
【００２１】
【表２】
0004925509.tif 000003
【００２２】
上記表２の数字はいずれの単位であってもよい。１つの適切な単位は、１０−３インチである。１つの好適な実施態様において、表２は１０−３インチの距離として読まれる。この好適な実施態様において、ヘッド３２の直径は、２２×１０−３インチ（５５．９×１０−３ｃｍ）であることが好ましい。あるいは、表２の距離は、他の無秩序配列を形成するために、縮尺が上がっても下がってもよい。ヘッド３２のサイズは、次いで、所望の係合力および係合解除力を提供する間隔あけの観点から選択されることが可能である。
【００２３】
図４は、好適な機械式ファスナー２０の概略図である。ファスナー２０は、係合ステム２８の複数の繰り返し無秩序配列（３４、３６、３８等）を含む。無秩序配列のいくつかは、配列の繰り返しパターンを例示する助けをするために概略される。この好適な実施態様において、係合ステム２８の各無秩序配列は、同一である。すなわち、係合ステム２８の合計数および配列内の各ステムの位置は、次の配列と同一である。たとえば、第１の配列３４は第２の配列３６と同一であり、第２の配列３６は第３の配列３８と同一であるということである。しかし、無秩序配列の繰り返しコピーは、隣接する互いに対しては必要とされない。代わりに、同一の無秩序配列が、１つおきまたは２つおきまたは３つおきの配列で繰り返されてもよい（図５参照）。
【００２４】
係合ステム２８の無秩序配列は、第１の配列３４および第２の配列３６によって例示されるように、ｘ方向、および、第１の配列３４および第６の配列４４によって例示されるように、ｙ方向、のいずれかまたは両方、で繰り返すことが好ましい。互いに対して繰り返す無秩序配列の位置は、ｘ方向およびｙ方向のいずれかまたは両方で、秩序づけられるかまたは無秩序であるかである。複数の配列の中の秩序づけられたかまたは無秩序の関係は、隣接する配列の対応するステム間のｘ距離に中心を置く中心を測定することによって例示される。たとえば、第１の配列３４の第１のステム１と第２の配列３６の第１のステム１との間のｘ距離に中心を置く中心は、第１の配列３４の第２のステム２と第２の配列３６の第２のステム２との間のｘ距離に等しい。
【００２５】
好ましくは、ステムの複数の無秩序配列は、ｘ方向の秩序づけられたパターンで繰り返される。さらに好ましくは、繰り返し配列は、隣接する配列間に少なくとも２つの異なるｘ距離を含む。１つの好適な例において、繰り返し配列は、隣接する配列間に少なくとも３つの異なるｘ距離を含む。隣接する配列間に少なくとも３つの異なるｘ距離を含む配列の１つの例は、図４に例示される。この例は、隣接する配列間のｘ距離にＡ−Ｂ−Ｃ−Ｂのパターンを使用する。しかし、いずれの秩序づけられたパターンを使用してもよい。報告された距離は、１つの係合ステム２８の中心から隣接する係合ステム２８の中心へ測定される。この例において、第１の配列３４の第１のステム１と第２の配列３６の第１のステム１との間のｘ距離はＡである。第２の配列３６の第１のステム１と第３の配列３８の第１のステム１との間のｘ距離はＢである。第３の配列３８の第１のステム１と第４の配列４０の第１のステム１との間のｘ距離はＣである。第４の配列４０の第１のステム１と第５の配列４２の第１のステム１との間のｘ距離はＢである。次いで、配列の次のセットが、同一のパターン、Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｂでｘ軸に沿って繰り返す。１つの好適な実施態様において、ＡはＢより大きく、ＢはＣより大きい。別の好適な実施態様において、ＡのＢに対する比率は１．００７であり、ＢのＣに対する比率は１．０８３である。表３は、Ａ、Ｂ、Ｃの値の好適な実施態様を含む。
【００２６】
【表３】
0004925509.tif 000004
【００２７】
表３の値は、いずれの単位であってもよい。１つの好適な実施態様において、表３の間隔あけは、１０−３インチである。あるいは、表３の数値は、他の無秩序配列を形成するために、縮尺が上がっても下がってもよい。
【００２８】
好ましくは、ステムの複数の無秩序配列は、ｙ軸に沿って秩序づけられたパターンで互いに対しても繰り返される。ｙ軸に沿った複数の配列内の秩序づけられたかまたは無秩序の関係は、隣接する配列の対応するステム間のｙ距離に中心を置く中心を測定することによって例示される。より好ましくは、繰り返し配列は、隣接する配列間に少なくとも２つの異なるｙ距離を含む。図４は、少なくとも２つの異なるｙ距離を含む繰り返し配列の１つの好適な例を例示する。この例は、隣接する配列間のｙ距離にＭ−Ｎのパターンを使用する。しかし、いずれの秩序づけられたパターンを使用してもよい。この例において、第１の配列３４の第１のステム１と第６の配列４４の第１のステム１との間のｙ距離はＭに等しい。第６の配列４４の第１のステム１と第７の配列４６の第１のステム１との間のｙ距離はＮに等しい。しかし、上述のように、無秩序配列は、ｙ軸で互いに対して無秩序であってもよく、または、異なるパターンで秩序づけられてもよい。
【００２９】
機械式ファスナー２０の好適な実施態様は、ｘ軸およびｙ軸の両方で互いに対して秩序づけられて繰り返す無秩序配列を含む一方、あるいは、無秩序配列は、ｘ方向およびｙ方向のいずれかまたは両方に沿って互いに対して無秩序であってもよいことが理解される。さらに、繰り返し無秩序配列は、ｘ軸およびｙ軸の一般方向以外の方向に繰り返されてもよく、または、３つ以上の方向に繰り返されてもよいことが理解される。たとえば、繰り返し無秩序配列は、ｘ軸に対して対角線方向に繰り返されてもよく、または、３つまたは４つの異なる方向に繰り返されてもよい。「繰り返しパターン」を有する機械式ファスナーは、少なくとも２つの同一の無秩序配列を含むことが理解される。しかし、２つの無秩序配列は、互いに隣接する必要はない。その代わり、無秩序配列は、互いから間隔をおいて離れてもよく、係合ステムの別の配列がそれらの間に位置し、依然として「繰り返しパターン」とみなされる。
【００３０】
図５は、別の好適な機械式ファスナー２０の概略図である。機械式ファスナー２０も、係合ステム２８の繰り返し無秩序配列を含む。無秩序配列のいくつかは、繰り返し配列パターンを例示する助けをするために概略される。ファスナー２０の第１の無秩序配列５０は、図３の第１の無秩序配列３４と同一の配列である。ファスナー２０の第２の配列５２は、第１の配列５０と同一の数の係合ステム２８を含む。しかし、第２の配列５２におけるステム２’、４’、７’、１１’、１４’、１７’の位置は、第１の配列５０におけるステム２、４、７、１１、１４、１７の位置に対して動かされる。第３の無秩序配列５４は、第１の無秩序配列５０の繰り返しである。第４の配列５６は、第２の無秩序配列５２の繰り返しである。あるいは、ファスナー２０は、より大きな繰り返し無秩序配列の２つのコピー、すなわち、第５の無秩序配列５８および第６の無秩序配列６０を有するとして説明されてもよく、これらは互いに隣接する。第５の無秩序配列は、第１および第２の無秩序配列５０、５２の３６個のステムを含む。第６の無秩序配列６０は、第４および第５の無秩序配列５４、５６の３６個のステムを含む。係合ステム２８の繰り返し無秩序配列は、係合ステム２８の３つ以上のより小さな無秩序配列を含んでもよいと理解される。
【００３１】
個別ファスナーの対は、図４および図５の機械式ファスナー２０のいずれから切断されてもよい。個別ファスナー２０の対は、同一のより大きいファスナー２０から、または、係合ステム２８の異なる配列を有するかまたは単位面積当たりの異なるステム密度を有する２つの別個のファスナー２０から切断されてもよい。ファスナーの対が切断されるマスターロールが何であるかに係わらず、係合ステム２８の無秩序配列によって、ファスナーの対は相互係合することができ、言い替えると、自己噛み合いすることができる。さらに、係合ステム２８の無秩序配列によって、比較的一定な係合力で且つその角度配向に係わらず比較的一定な係合解除力で、ファスナーはいずれの角度配向でも相互係合することができる。機械式ファスナー２０の対の相対角度位置は、０．５度ほど変動してもよく、依然として相互係合することができる。係合ステム２８の無秩序配列によって、ファスナー２０の対は、比較的一定な係合力で且つその平面位置に係わらず比較的一定な係合解除力で、いずれの相対平面位置でも相互係合することができる。機械式ファスナー２０の対の相対平面位置は、小さな増分で変動してもよく、依然として相互係合することができる。
【００３２】
配列のステムの無秩序位置は、ファスナー２０の対が基板２２に対して平行な方向で互いに対して、剪断スリップと称される滑る機会を最小限にする。さらに、ｘ軸およびｙ軸に沿って互いに対する配列の秩序づけられたまたは無秩序の位置が、ファスナー２０が剪断方向に互いに対して滑るのを阻止する。
【００３３】
ファスナーを相互係合するのに必要な係合力は、ファスナーの係合を解くのに必要な係合解除力に必ずしも等しくはない。好ましくは、ファスナーの対は、係合する力よりも、互いから係合を解くためにより強い力を必要とする。一対のファスナーの間の係合力および係合解除力に影響を与える要因として、係合ステム２８のヘッド３２のサイズおよび形状、隣接する係合ステム２８間の間隔あけ、ファスナーの平面領域に対するヘッドの平面領域、ステム３０の断面形状、および、全体的係合ステム剛性が挙げられる。これらの要因は、機械式ファスナーの対に意図される使用のために好適な係合力および係合解除力を達成するために、当業者によって最適化される。あるいは、機械式ファスナー２０は、フックアンドループファブリックに適切ないずれのループ材料に係合してもよい。
【００３４】
図４および図５の概略図は、個別の係合ステム２８の位置を表す。係合ステム２８は、いずれの所望の高さ、断面またはヘッド形状であってもよい。係合ステムの１つの好適な種類は、図１に例示された係合ステム２８であり、これは、マッシュルーム形状のヘッド３２と、円形断面を備えたステム３０と、を含む。ステム３０の好適な高さは、基板２２の第１の主要表面２４からヘッド３２の底部へ測定して、０．００２〜０．５００インチ（０．００５〜１．２７ｃｍ）の範囲である。ステム３０のより好適な高さは、基板２２の第１の主要表面２４からヘッド３２の底部へ測定して、０．０１５〜０．１５０インチ（０．０３８１〜０．３８１ｃｍ）の範囲である。ステム３０のもっとも好適な高さは、基板２２の第１の主要表面２４からヘッド３２の底部へ測定して、０．０２５〜０．０７５インチ（０．０６４〜０．１９１ｃｍ）の範囲である。係合ステム２８のヘッド２２の好適な高さは、ヘッド３２の底部からヘッド３２の頂部へ測定して、０．００２〜０．２１５インチ（０．００５〜０．５４６ｃｍ）の範囲である。係合ステム２８のヘッド２２のより好適な高さは、ヘッド３２の底部からヘッド３２の頂部へ測定して、０．００５〜０．０９０インチ（０．０１３〜０．２２９ｃｍ）の範囲である。係合ステム２８のヘッド２２のもっとも好適な高さは、ヘッド３２の底部からヘッド３２の頂部へ測定して、０．０１０〜０．０３０インチ（０．０２５〜０．０７６ｃｍ）の範囲である。あるいは、係合ステム２８の高さは、単一の機械式ファスナー２０内で変動してもよい。
【００３５】
ステム３０の好適な直径は、０．００３〜０．０７０インチ（０．００８〜０．１７８ｃｍ）の範囲である。ステム３０のより好適な直径は、０．００５〜０．０２５インチ（０．０１３〜０．０６４ｃｍ）の範囲である。ステム３０のもっとも好適な直径は、０．００８〜０．０１６インチ（０．０２０〜０．０４１ｃｍ）の範囲である。ステムは、円筒形であってもテーパ状であってもよい。ヘッド３０の好適な直径は、その最外周囲で０．００５〜０．１５０インチ（０．０１３〜０．３８１ｃｍ）の範囲である。ヘッド３０のより好適な直径は、その最外周囲で０．０１０〜０．０７５インチ（０．０２５〜０．１９１ｃｍ）の範囲である。ヘッド３０のもっとも好適な直径は、その最外周囲で０．０１８〜０．０３０インチ（０．０４６〜０．０７６ｃｍ）の範囲である。
【００３６】
ファスナー２０のヘッド密度は、ヘッド３２によって占有される平面領域を基板２２の合計領域で割ったものに等しい。ヘッド密度は、所望の使用に基づいて選択されてもよい。好ましくは、ヘッド密度は、一対のファスナー２０の間で係合が可能であり且つ強力な係合が達成されるように依然として十分な密度があるように選択される。ファスナー２０のヘッド密度は、１４％〜４５％の範囲であることが好ましい。より好ましくは、ヘッド密度は、２０％〜４０％の範囲である。もっとも好ましくは、ヘッド密度は、３０％〜３５％の範囲である。
【００３７】
所与の領域の係合ステム２８の数はいずれであってもよく、ファスナー２０の所望の使用、および、係合ステムのサイズに基づいて選択される。係合ステムの１つの好適な密度は、７〜２２９５９ステム／インチ２（１〜３５６０ステム／ｃｍ２）の範囲である。係合ステムのより好適な密度は、１９８〜１７６８ステム／インチ２（３１〜２７４ステム／ｃｍ２）の範囲である。係合ステムのもっとも好適な密度は、２８５〜８０４ステム／インチ２（４４〜１２５ステム／ｃｍ２）の範囲である。係合ステム２８の剛性は、ステム２８の直径、高さおよび材料に関係する。０．０１２〜０．０１６インチ（０．０３０〜０．０４１ｃｍ）の範囲のステム直径および０．０１５〜０．０５１インチ（０．０３８〜０．０１３０ｃｍ）の範囲のステム高さには、曲げ弾性は、２５，０００〜２，０００，０００ｐｓｉ（１７２，２５０〜１３，７８０，００ｋＰａ）の範囲が好ましい。０．０１４インチ（０．０３５６ｃｍ）のステム直径および０．０３７インチ（０．０９４ｃｍ）のステム高さには、より好適な曲げ弾性は、およそ２００，０００ｐｓｉ（１，３７８，０００ｋＰａ）である。
【００３８】
機械式ファスナー２０は、当業者に公知のいずれの方法で製造されてもよい。本発明は、係合ステム２８の位置および配列に関する。サイズ、形状および製造技術は、重要ではなく、当業者によって所望のように選択されることができる。機械式ファスナーを製造する１つの適切な方法が、１９９８年１２月２３日に発行された国際特許公開第ＷＯ９８／５７５６４号（Ｋａｍｐｆｅｒ）に開示されている。この公報は全体として、予め選択された熱可塑性樹脂を使用して基板上にステムを形成する方法を開示する。樹脂は、従来の手段で押出機に供給され、これが樹脂を溶かし、加熱された樹脂をダイへ運ぶ。ダイは、樹脂を材料の広いリボンとして、細長い穴の形態の型キャビティのアレイを有するシリンダ等の型表面に押し出す。細長い穴は、たとえばシリンダをドリルすることによって、本発明のステムの配列を提供するように位置してもよい。好ましくは、細長い穴は、凝固した樹脂を型キャビティから除去するのを容易にするためにテーパ状になっている。これらの穴または型キャビティは、まっすぐな（すなわち、長手方向に１本の軸のみ）キャビティの形態であることが好ましい。型キャビティは、真空システムに接続されて、型キャビティ内への樹脂の流れを容易にすることができる。これは、型シリンダの内部表面に押し出された余剰材料を除去するためにドクターブレードまたはドクターナイフを必要とする。型キャビティは、液体樹脂が入るための開口端と閉鎖端とを有する型表面で終端することが好ましい。この場合、真空を使用して、ダイへ入る前に型キャビティを部分的に排気することができる。型表面は、たとえばダイの側縁から押し出されている余剰樹脂を妨げるために接触するダイの型表面に合致することが好ましい。型表面およびキャビティが、空気または水等で冷却された後に、一体的に成形された基板および直立した形成されたステムを型表面からストリッパロール等によって剥ぎ取る。これは、熱可塑性樹脂の一体的に形成されたステムを有する基板を提供する。ステムは、次いでヘッドが付される。ステムにヘッドを付すための１つの適切な方法が、米国特許第５，０７７，８７０号、Ｍｅｌｂｙｅ  ｅｔ  ａｌ．である。機械式ファスナーを製造する別の適切な方法は、本願と同日出願の同時係属中の「機械式ファスナーおよびその製造方法（Ａ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｆａｓｔｅｎｅｒ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ）」、米国特許出願第０９／２９０，７５１号、代理人整理番号５４６９６ＵＳＡ７Ａに開示されている。
【００３９】
本発明の機械式ファスナー２０は、保管および輸送が便利であるようにロールとして巻くことができる長く幅広いウェブに製造することができる。そのようなロールの機械式ファスナー材料は、任意に、係合ステムとは反対側の基板の表面に感圧接着剤の層を有することができる。機械式ファスナーの所望のサイズの片をファスナー材料のロールから切断することができ、物品に接着剤または他の方法で固定されて、物品を第２の物品または基板に剥離可能に接着することができる。
【００４０】
先に述べたように、本発明の機械式ファスナー２０は、それ自体に、または別の機械式ファスナーの係合ステムに、またはループ構造物に係合することができる。本発明のファスナーは、フックアンドループまたはヘッド付ステムファスナーが、現在使用されるところはどこでも、たとえば、自動車、電子製品、船舶、輸送、購買時点広告（ＰＯＰ）、および自動車アフターサービス市場使用等に使用されることができる。たとえば、本発明の機械式ファスナーは、バックアップパッドへの研磨ディスク、アクセスパネル、自動車装備品、シートカバー、ヘッドライナー、コンピュータモニタカバー、カーペット、壁装飾物、絵画、信号、および、ディスプレイ等の付属品、封筒、メーラー、箱、および、パウチ等のクロージャ、および、携帯電話、コンピュータプリンタ、オフィス家具、オフィスパネル、おもちゃ、および、絵画フレーム等の組立品に有用である。
【００４１】
基板２２および係合ステム２８は、一体的に成形されることが好ましい。基板２２および係合ステム２８は、いずれの熱可塑性樹脂からも作ることができる。適切な熱可塑性樹脂として、ポリ（エチレンテレフタレート）等のポリエステル、ナイロン等のポリアミド、ポリ（スチレン−アクリロニトリル）、ポリ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレン、ポリウレタン、および、可塑化ポリ塩化ビニルが挙げられる。熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンおよびポリエチレン混合物を含む混合物を含んでもよい。前述の樹脂のコポリマーも使用することができる。好適な熱可塑性樹脂は、テキサス州ヒューストンのフィリップ・スミカ・ポリプロピレン社（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ  Ｓｕｍｉｋａ  Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ）が商品名Ｐｈｉｌｌｉｐｓ  ＨＧＺ−１８０およびＰｈｉｌｌｉｐｓ  ＨＧＸ−０３０−０１で販売のもの等のポリプロピレンポリマー樹脂である。
【００４２】
基板２２および係合ステム２８は、１つまたはそれ以上の添加剤を含んでもよく、ヒュームドシリカ、タルクまたはクレー等の粉末；電磁、電気伝導、熱伝導、電気および熱伝導、または、非伝導の粒子；繊維；ガラスまたはポリマー中空微小球、ガラスまたはポリマー中実微小球、膨張可能なポリマー微小球、帯電防止剤、潤滑剤、湿潤剤、流れ制御剤、増粘樹脂、界面活性剤、顔料、染料、着色剤、カップリング剤、可塑剤、および、酸化防止剤が挙げられるが、それらに限定されない。
【００４３】
本発明は、数実施態様を参照して説明されてきた。前述の詳細な説明および例は、理解を明瞭にするためにのみ与えられた。それから不必要な限定が理解されるべきではない。本発明の範囲から逸脱することなく、説明された実施態様に多くの変更を行うことができることは当業者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、上述の詳細および構造物のみに限定されるべきではなく、特許請求の範囲の文言によって説明された構造物およびそれらの構造物の等価物によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付の図面を参照してさらに説明され、同一の構造物には、数枚の図面を通して同一の参照符号が付される。
【図１】  一般的な先行技術の機械式ファスナーの側面図である。
【図２】  互いに相互係合した図１の先行技術の機械式ファスナーの対の側面図である。
【図３】  本発明の係合ステムの好適な無秩序配列の概略平面図である。
【図４】  本発明の機械式ファスナーの概略平面図であり、図３の係合ステムの複数の無秩序配列を繰り返しパターンで含む。
【図５】  本発明の代替機械式ファスナーの概略平面図であり、係合ステムの複数の無秩序配列を繰り返しパターンで含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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