説明

接触ファスナー

本発明は、軸部(14)によって裏当てに結合された頭部(12)を有し、裏当て上に互いに離間して配置された複数の結合エレメントを備えた接触ファスナーに関する。裏当てが人体に対して所定の距離だけ平行に離間していても、頭部(12)を人体のすぐ近傍に締結するために、頭部(12)は軸部(14)のいかなる部分の直径よりも大きい直径の円板からなり、軸部(14)は円錐形状であって接合部(16)によって上記円板に結合されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、裏当て上に互いに離間して配置された複数の結合エレメントを備え、各々が軸部によって裏当てに結合されている頭部を有する接触ファスナーに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1は、個々の結合エレメントの軸部の開放端部に複数の繊維を有し、各繊維の開放端部において0.2μmから0.5μmにわたる非常に小さな接触表面が存在するように、それぞれの繊維の直径は非常に細いものが選択される、接触ファスナーを開示している。
【0003】
好ましい実施形態においてはナノメーターの大きさである、この程度の大きさの繊維は、古典的に粘着力の集団であるとみなすことができる、いわゆるファン・デル・ワールス力によって、接触ファスナーが取り付けられる人体近傍との間において相互作用をする。この従来の接触ファスナーは良好な結合特性を有しているが、それに対応して高価な製造プロセスに結びついている。
【0004】
これは、当業者に対して生物学的材料としてやもりの足構造の一部を使用するか又はその足構造を人工的に模倣するように指摘している、特許文献2の教示に対応する接触ファスナーにも当てはまる。この接触ファスナーの粘着力は、開放端部において曲った円筒状のファスナーエレメントの形状である複数のフィラメントに分割される、複数のいわゆるスパーテル部品からなっている。
【0005】
逆に、簡単な製造プロセスとして、特許文献3は、結合エレメントの粘着機能を向上するという目的をもったファスナー部分の形状に関して、対象物の表面を修正する方法を提案している。この目的のために、開放表面には複数の突起が形成される。この突起は足部と頭部を備えており、この頭部は表面から離れる方向を向いている外観を有し、各突起は表面上に同じ垂直方向高さを有するように形成される。この構造では表面上の相互の距離によっては粘着接触面が得られないことがあり、突起の足部は表面上の法線に対して傾斜している。
【0006】
材料が伸びた場合に取り外すことができる結合構造を可能とするために、粘着機能を向上させて、所定の粘着力または粘着特性を設定できるという条件の下で、公知の手段を適用できるけれども、任意に設けられる傾いた軸部によって頭部と裏当てとが剛体関係にあることにより、まだ改良すべき課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】独国特許出願公開第DO 2004/105536 A1号明細書
【特許文献2】国際公開第01/49776号パンフレット
【特許文献3】独国特許発明第102 23 234 B4号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
これら先行技術に鑑みて、本発明の目的は、各接触ファスナーに対する粘着および締め付け作用を改良するとともに経済的で信頼性の高いシステムを同時に生み出すことができるように、公知の手段を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この目的は請求項1の特徴を備えた接触ファスナーによって達成できる。
【0010】
請求項1の特徴部に記載されているように、頭部は、軸部のいかなる部分の直径よりも大きい直径を有する頭部プレートからなる。円錐形状である軸部は、接合部によって頭部プレートにつながれている。
【発明の効果】
【0011】
その結果、たとえ裏当てが所定量だけ人体に対して平行に離れようとしても、頭部の人体近傍に対する粘着性は保持される。接合部によって結合される結果、頭部の人体近傍に対する結合力を阻害することなく、軸部は所定の範囲内で斜め方向に傾くことができる。さらに、頭部プレートを備えた頭部は非常に大きい直径を有しているので、人体近傍に対する粘着性は改善される。
【0012】
特に、裏当てが人体近傍において短いストロークの振動を起こすようなとき、本発明の接触ファスナーは特に良好な結合構造を提供する。このように改良された結合構造によれば、初めから軸部が頭部に対して垂直方向から所定量だけ傾いているときでさえ、その効果が発揮される。
【0013】
裏当ての方向に向かって広がっている軸部エレメントの円錐形状によって、接合のための独立の部品は必要でない。むしろ、軸部または軸部の端部が頭部に向かって円錐形状で先細りになることによって接合サイトが形成される。このように、各軸部は裏当てへ移行する部分において直径が最大となるので、軸部が先細りになる方向において隣接する結合エレメントの間の空間が大きくなる。そこで、この空間は、頭部プレートを備えた頭部を配置する空間または埋め込む空間として利用できる。このように、拡大した接触面による粘着性が改善されるように軸部の構造を保持したままで、頭部の直径を劇的に増加することができる。この構造によって反復して取り外すことができる接触ファスナーの信頼性ある動作が得られる。さらに、本発明の構造は極めて経済的に製造することができる。
【0014】
本発明の接触ファスナーの他の利点は従属請求項の技術的事項から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1は複数の結合エレメントを備えた接触ファスナーの一部を示す斜視図である。
【図2】図2は図1に示す個々の結合エレメントの断面図である。
【図3】図3は図2に対応する個々の結合エレメントを示すが、軸部が垂直方向にある場合と斜め方向にある場合とを示し、裏当ては省略されている。
【図4】図4は本発明の接触ファスナーにおける頭部断面形状において、異なる実施形態を示す図である。
【図5】図5は本発明の接触ファスナーにおける頭部断面形状において、図4とは異なる実施形態を示す図である。
【図6】図6は本発明の接触ファスナーにおける頭部断面形状において、図4および図5とは異なる実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
接触ファスナーの大きさは、幾何学的に可能なものであれば十分であり、いかなる接触ファスナーの形状であっても、本発明の接触ファスナーが取り付けられる人体の近傍の表面形状がどうであろうとも、対応する部分との相互作用がいわゆるファン・デル・ワールス力によって起こるように接触ファスナーは設計される。正の原子核の回りを旋回する負に荷電された電子が一方の側に集中するために、粘着力を生成する、いわゆるファン・デル・ワールス力が形成される。この理由で、この一方の側の原子は一時的に負に荷電され、逆に他方の側の原子は正に荷電される。この原子は隣接する原子に影響を与える。この場合、原子は頭部の頂部表面に沿って存在しているため、頂部表面が受ける電荷に応じて、頭部の頂部表面は、人体近傍の相対する表面の正の原子または負の原子によって引き付けられる。
【0017】
接触面が全体として大きくなればなるほど、それによって生まれる力はより強くなる。そこで、円錐形状である先細りの軸部の端部に形成される大きな頭部の頂部表面は、強いファン・デル・ワールス力を得るために有利となる。ファン・デル・ワールス力は現実には最も弱い引力ではあるけれども、特に、裏当ての極めて小さい空間に数千もの結合エレメントが存在しているということを考慮すると、ファン・デル・ワールス力は比較的高い締め付け力を達成するために十分である。もし各頭部の表面が対応する方法で化学的に処理されれば、粘着性の結合構造としての真の化学結合が起きると考えられる。
【0018】
本発明の接触ファスナーの実施形態について図面を参照しながら説明するが、図面は概略的なものであり、図に示す大きさに限定されるものではない。
【0019】
本発明の目的を達成するための図1に示す接触ファスナーは、例えば、独国特許出願公開第DE 196 46 318 A1号明細書に記載されたマイクロ複製プロセスに従って得ることができる。その先行技術のプロセスは、頭部12を備えた軸部14が裏当て10と一体で製造される複数のインタロック手段を有する接触ファスナーを製造するために使用される。その場合、好ましくはプラスチックまたは液状である熱可塑性樹脂が圧縮ロールと成形ロールの間隙に供給される。その成形ロールは、スクリーンと、内面および外面にキャビティを備え、圧縮ロールと成形ロールは製造時に互いに反対方向に回転されて、裏当て材料がその2つのロールの間隙に供給されて裏当て10が形成される。本発明の接触ファスナーの軸部14は円錐形状となるように製造されるので、スクリーンの断面は各軸部14の外面形状に適合している。特に、スクリーンの断面は、ロールの内側方向に向かって円錐形状となるように一様に先細り状である。
【0020】
図に示す締結システムを得るための別の方法は、独国特許発明第100 65 819 C1号明細書に記載されている。接触ファスナーを製造するためのこの公知の方法において、その表面の少なくとも一部の領域における裏当て材料は、その平面から突出している接触締め付けエレメントまたは結合エレメントを備えている。それらのエレメントを形成するプラスチック材料は裏当て10である裏当てエレメントに付着される。プラスチック材料が連続した小滴として少なくとも1つの塗布装置から滴下されることにより、エレメントは、少なくとも1つの部分領域においては、成形工具なしに製造される。その塗布装置はノズルを経て数ピコリッターの容積のプラスチック材料を供給するけれども、このようにして図1に示す接触ファスナーを極めて短い時間で得ることができるような高速生産プロセスを達成することができる。この方法によって、特に、接合部16を備えた頭部12と円錐形状の軸部14とを有する、図3に示すような個々の結合エレメントを製造することが可能になる。次いで、これらの結合エレメントには、例えば、接合または溶融によって、様々な形状の裏当て10が付着される。この裏当て10は平らな形状を備える必要はなく、凸状または凹状の曲面経路(図示せず)に追随することができる。
【0021】
本発明の接触ファスナーを製造する場合の別の例として、頭部12の好ましい形状を得るために、例えば、薄いプラスチックフィルムが先細りの軸部14の端部に付着され、薄いプラスチックフィルムをしっかりととめるために、例えば、レーザによってプラスチックフィルムが処理される。このようにして、フィルムを裏当て10に付着することができる。
【0022】
一体の接合部を備えた頭部12および先細りの軸部14とともに裏当て10は、好ましくは、ポリメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオキシメチレン、ポリビニリデン フルオライド、ポリメチルペンテン、ポリ(エチレン)−クロロトリフルオロエチレン、ポリビニル クロライド、ポリエチレン オキシド、ポリエチレン テレフタレート、ポリブチレン テレフタレート、ナイロン6、ナイロン66およびポリブテンのようなアクリレートのグループから選択されるプラスチック材料からなる。
【0023】
本質的に、チキソトロピック特性のプラスチック材料とともに、長鎖分子および良好な配向性を備えたプラスチックは特に効率的に使用することができる。これに関して本発明の目的のためのチキソトロピック特性は、剪断荷重段階の厚さの減少と、続く休止段階での迅速ではあるが完全な回復を意味するものである。この降伏/回復サイクルは完全に可逆プロセスであり、チキソトロピック特性は時間依存特性として定義することができる。
【0024】
さらに、プラスチック材料は、回転粘度計で測定した粘度が7000mPasから15000mPasの範囲にあることが好都合であり、剪断速度が101/秒であるとき、プラスチック材料の粘度は約10000mPasであるのが好ましい。自己洗浄表面の目的のために、表面を水で濡らしたとき、接触角が少なくとも60度より大きいプラスチック材料を使用することがさらに好都合である。ある状況下で、この表面エネルギーは引き続く処理によって変えることができる。
【0025】
上記条件に関して、適切なプラスチック材料の中で特に好ましい代表的なものは、ポリビニルシロキサンであり、このプラスチックは特に頭部12および開放表面を形成するために使用することができる。
【0026】
明瞭にするために、図1には個々の結合エレメントが互いに遠く離れて配置されている。実際は、軸部14、接合部16および頭部12からなる結合エレメントはぎっしりと配置されている。1cm2あたり、10000から20000の結合エレメントを均質な裏当て10に配置することができる。すべての結合エレメントを互いに同じ距離となるように規則的に一様に配置することが好ましい。しかし、パターン形態(円形状、茎形状、楕円形状など)に関して、結合エレメントを不規則に配置することもできる。
【0027】
外形が円板状である頭部12を、他の形状、例えば、楕円形または多角形にすることができる。六角形はスクリーン成形プロセスに関して特に好ましいことが分かった。同じことは軸部14にもあてはまる。各軸部14の円錐形状は水平線に対して少なくとも1度斜めに傾いているが、細い軸部エレメントを得ることができるように、各軸部14の円錐形状は水平線に対して約2.5度から5度斜めに傾いているのが好ましい。図2に示す接合部16の直径は約1μmから5μmであり、好ましくは2μmである。この直径は図2においてZ2で示す範囲である。
【0028】
図2に示す実施形態において、成形された円錐形状の軸部14は裏当て10に一体に結合されている。しかし、同じ大きさの接合部(図示せず)を介して軸部14を裏当て10に結合することも可能である。裏当て10の厚さは、図2において、矢示Wで示されており、Z2の大きさに対応している。特に、図3に示す結合エレメントが裏当て10なしに製造され、後で、例えば、接合または溶融によって裏当て10に結合されるとき、裏当て10の厚さはWより大きくすることができる。接合部16から離れる方向の端部において、円錐形状の軸部の厚さZ1は5μmから25μmであり、好ましくは、約10μmから20μmである。一方、軸部の形状に依存する頭部12の直径yは、30μmから100μmであり、好ましくは、約40μmである。頭部12の厚さをXで表した場合において、例外的に薄い唇状になるように選択して、その数値を1μm未満とすることができる。図示しない実施形態において、頭部12の遷移領域から始まる、軸部14から外側に至る部分において、幅が先細状になり、環状の端部で終わるようにすることもできる。特に、頭部12に対する高い保持力は、このように先細状になる薄い唇状という特徴によって期待することができる。
【0029】
図3は、特に、人体18の近傍から引き剥がそうとするときの頭部12の分離動作を示している。軸部14が接合部16を中心として垂直線20に対して約20°の角度だけ傾いたとき、引き剥がし動作が起こる。すなわち、図3において左端にある頭部12の端部がローリングしながら接触面22から分離しようとする。接触締結エレメントの考え方によるが、上記角度は20°より大きくすることができ、特に、少なくとも40°とすることができる。もし、最初の状態において軸部14が垂直線20に対して平行でなく、むしろ斜めであり、すでにある角度傾いており、軸部14の先細りの端部が頭部12の平らな表面に対して斜めに位置していれば、分離動作のための角度は、頭部12の平らな表面に対して軸部14が垂直に位置するときの角度より小さくすることができる。
【0030】
図示するように、頭部の表面は平らであり、頭部は本質的に一様な厚さであるが、本発明による課題解決手段の思想の範囲内において頭部を他の断面形状とすることもできる。別の実施形態として、図4に示すように、頭部の断面は一対のくさび形状であり、頭部12の厚さは軸部14の中心から両側に向かって薄くなり、互いに先細りになるように傾斜している。図5に示す実施形態において、単一のくさびが最も厚さの大きい一方の端部から最も厚さの小さい他方の端部にかけて形成されている。図5に示す実施形態においては、頭部12の上面のみが傾斜しているが、頭部12の上面および下面が互いに先細になって、くさびを形成するような形状とすることもできる。図6に示す実施形態においては、上記実施形態とは対照的に、軸部14は頭部12の下面に対して中心がずれており、頭部12の表面は平らである。図6に示す実施形態において、頭部12の表面を平らにする代わりに、他の形状、特に、図4および図5に示すようなくさび断面形状とすることができる。もし、頭部表面をくさび形状にするならば、斜めの表面は5°から15°の範囲で傾けることができ、好ましくは10°傾けることができる。引き剥がし方向に応じてくさび形状の斜めの表面の角度を設定することができ、特に、そのくさび形状の斜めの表面の角度を大きくすることができる。図に示す裏当て10、軸部14および頭部12の間の遷移部の鋭い端部を丸くするのが好ましく、特に、頭部12の下面と軸部14の間の遷移部を丸くするのが好ましい。
【0031】
さらに、頭部12の半径方向外側端部を少なくとも部分的に丸くすることができる。これは製造を単純化する。
【符号の説明】
【0032】
10 裏当て
12 頭部
14 軸部
16 接合部
18 人体
20 垂直線
22 接触面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸部(14)によって裏当て(10)に結合された頭部(12)を有し、裏当て(10)上に互いに離間して配置された複数の結合エレメントを備えた接触ファスナーにおいて、頭部(12)は軸部(14)のいかなる部分の直径よりも大きい直径を有する頭部プレートからなり、円錐形状である軸部(14)は接合部(16)によって上記頭部プレートに結合されていることを特徴とする接触ファスナー。
【請求項2】
頭部プレートは一様な厚さであるか、くさび形状であるか又は一対のくさび形状である断面を有し、頭部プレートの外側周縁は曲線状であって、特に円形であるか、又は多角形であって、特に六角形である請求項1記載の接触ファスナー。
【請求項3】
頭部(12)の接触面(22)は、分離可能なように、粘着力によって人体の近傍にくっつくことができる請求項1または2記載の接触ファスナー。
【請求項4】
裏当て(10)は結合エレメントに一体に結合されている請求項3記載の接触ファスナー。
【請求項5】
最初の状態において、頭部(14)は軸部(12)に対して真っ直ぐ垂直である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の接触ファスナー。
【請求項6】
頭部(12)の分離は、軸部(14)が接合部(16)を中心として垂直線20に対して少なくとも20°の角度だけ傾いたとき、好ましくは、少なくとも40°傾いたときに、人体(18)の近傍から引き剥がすようにして起こる請求項4または5記載の接触ファスナー。
【請求項7】
少なくとも部分的にマイクロ複写プロセスによって処理されるプラスチック材料からなる請求項1ないし6のいずれか1項に記載の接触ファスナー。
【請求項8】
少なくとも頭部(12)の接触面(22)はポリビニルシロキサンからなる請求項3ないし7のいずれか1項に記載の接触ファスナー。
【請求項9】
軸部(14)は頭部(12)に対して中心がずれている請求項1ないし8のいずれか1項に記載の接触ファスナー。
【請求項10】
接合部(16)によって平らな表面である頭部(12)に結合されている先細りの軸部(14)を有する、請求項1ないし9のいずれか1項に記載の接触ファスナーのためのエレメント。

【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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【図6】
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【公表番号】特表2009−537264(P2009−537264A)
【公表日】平成21年10月29日(2009.10.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−511356(P2009−511356)
【出願日】平成19年4月24日(2007.4.24)
【国際出願番号】PCT/EP2007/003579
【国際公開番号】WO2007/134685
【国際公開日】平成19年11月29日(2007.11.29)
【出願人】(500009857)ゴットリープ ビンダー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンデイトゲゼルシャフト (22)
【Fターム(参考)】