面紧固件及其制造方法与流程

文档序号:21931516发布日期:2020-08-21 14:56阅读:157来源:国知局
面紧固件及其制造方法与流程

本发明涉及面紧固件及其制造方法,特别涉及具有多个孔部的网格状的面紧固件及其制造方法。



背景技术:

在专利文献1以及2中,公开了一种网格状(或网状)的面紧固件,该网格状(或网状)的面紧固件具备第一组的发生了塑性变形的多个热塑性的线股和与该第一组的线股一体形成且不存在于与第一组的线股相同的平面上的第二组的多个线股,在第一组的线股和第二组的线股中的至少一方具有钩。该面紧固件由合成树脂制成,并且透气性优异。

专利文献

专利文献1:日本专利第4991285号公报

专利文献2:日本专利第4991301号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

专利文献1以及2中公开的网格状的面紧固件使用聚烯烃类树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯等热塑性树脂形成。但是,由于这些树脂是非弹性聚合物材料,因此制造的面紧固件缺乏弹性或伸缩性。因此,例如,在用于像汽车等移动体内的部件的固定(例如,座椅的缓冲部件和表皮材料的固定)、鞋的鞋帮部分的脚伸入部左右的舌片彼此的接合、卷绕在手臂或腿上的支撑件等那样,在卡合对象的部位之间沿各种方向产生相对移动的用途的情况下,尤其是在施加较大的冲击载荷的情况下,在专利文献1以及2所公开的面紧固件中,追随性不充分,容易产生破损,卡合元件和对象材料(在卡合元件为钩的情况下,对象材料为带环材料)的卡合有可能容易被解除。另外,在专利文献1以及2中,还记载了通过共挤出等将形成线股的基体层、肋或卡合元件中的任一个做成弹性层。但是,作为实施例具体公开的方式均为与非弹性层的组合,不能充分发挥弹性功能,在对卡合对象部位间的运动的追随性这一点还有改善的余地。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其技术问题在于提供一种面紧固件及其制造方法,该面紧固件透气性优异,并且对卡合对象部位之间的运动的追随性高,难以产生与对象材料的分离,能够应用于更广泛的用途。

用于解决问题的手段

为了解决上述技术问题,在本发明中,

提供一种网格状的面紧固件,该网格状的面紧固件具有:

多根第一线股,其相互隔开间隔地大致平行地设置;

多根第二线股,其相对于所述第一线股向所述第一线股的厚度方向外侧突出,并且沿着与所述第一线股的长度方向交叉的方向且相互隔开间隔地大致平行地设置;

卡合元件,其从所述第一线股向与所述第二线股相反的一侧突出地设置;

所述第一线股、所述第二线股以及所述卡合元件由热塑性弹性体一体成形。

可以构成为,所述第二线股具有沿与所述第一线股的长度方向交叉的方向延伸的杆和在所述杆的端部向所述杆的两侧突出的伞部,

所述伞部的厚度小于所述第一线股的厚度。

在该情况下,优选地,所述伞部的厚度为所述第一线股的厚度的1/2~1/4的范围。

可以构成为,所述第二线股具有沿与所述第一线股的长度方向交叉的方向延伸的杆和在所述杆的端部向所述杆的两侧突出的伞部,

所述伞部的厚度为所述第一线股的厚度的同等水平以上。

在该情况下,优选地,所述伞部的厚度为所述第一线股的厚度的1~4倍的范围。

优选地,所述第一线股的以与所述第二线股正交的假想线为基准的倾斜角度为0~70度的范围。

也可以构成为,对于沿所述第二线股的长度方向的长度为170mm、宽度为20mm的试验片,在将该试验片的从沿所述第二线股的长度方向的一端缘起的50mm长度经由所述卡合元件与对象材料卡合的状态下,在利用拉伸试验机以100mm/min沿剪切方向拉伸并测定的拉伸剪切试验中,到由所述试验片和所述对象材料的卡合引起的剪切方向的载荷值急剧降低为止的沿所述第二线股的长度方向的位移量为所述试验片的拉伸前的全长的70%以上。

另外,也可以构成为,将所述试验片的单体利用拉伸试验机以100mm/min沿所述第二线股的长度方向拉伸的情况下的断裂时的载荷值为所述拉伸剪切试验中的由所述试验片和所述对象材料的卡合引起的剪切方向的载荷值急剧降低时的载荷值的1.5倍以下。

所述热塑性弹性体优选为热塑性聚酯弹性体。

所述面紧固件可以与座椅的缓冲部件一体成形而使用。

另外,在本发明中,

提供一种面紧固件的制造方法,所述面紧固件具有:

多根第一线股,其相互隔开间隔地大致平行地设置;

多根第二线股,其相对于所述第一线股向所述第一线股的厚度方向外侧突出,并且沿着与所述第一线股的长度方向交叉的方向且相互隔开间隔地大致平行地设置;

卡合元件,其从所述第一线股向与所述第二线股相反的一侧突出地设置;

所述面紧固件的制造方法的特征在于,具有:

挤出成形片状成形体的工序,所述片状成形体具有大致平板状基体层、在所述基体层的一个面上沿挤出方向延伸的一个肋和在所述基体层的另一个面上沿挤出方向延伸的另一个肋;

从所述另一个肋的顶部到所述基体层中的与所述一个肋的边界位置为止,沿与挤出方向正交的宽度方向或者沿相对于宽度方向倾斜规定角度的方向、且在挤出方向上每隔规定间隔地加工出切口的工序;

将所述片状成形体沿挤出方向拉伸,由所述基体层的在切口位置处分离的各部位构成所述第一线股,由所述一个肋构成所述第二线股,由所述另一个肋的在切口位置处分离的各部位构成所述卡合元件的工序;

将所述一个肋挤出成形为具有构成所述第二线股的杆的部位和构成在所述杆的端部向两侧突出的伞部的部位的形状,并且在挤出成形时,通过使构成所述伞部的部位的厚度不同,制造出与挤出方向大致正交的方向上的撕裂强度不同的面紧固件。

在该情况下,能够以使所述一个肋中的构成所述第二线股的伞部的部位的厚度小于成为所述第一线股的所述基体层的厚度的方式进行制造。

另外,能够以使所述一个肋中的构成所述第二线股的伞部的部位的厚度为成为所述第一线股的所述基体层的厚度以上的方式进行制造。

发明效果

本发明的面紧固件使第一线股、第二线股以及卡合元件这些所有要素都由热塑性弹性体形成。另外,多根第一线股和多根第二线股以交叉的方式配置,由此,设置了由邻接的两根第一线股以及邻接的两根第二线股包围的孔部。因此,具有高弹性功能,容易伸长,对卡合对象部位间的运动的追随性高。

另外,根据本发明的面紧固件的制造方法,在挤出片状成形体时,通过使一个肋中的构成第二线股的伞部的部位的厚度不同,能够制造与挤出方向大致正交的方向上的撕裂强度不同的面紧固件。

附图说明

图1(a)是示出本发明的一实施方式的面紧固件的立体图,图1(b)是图1(a)的a向视图,图1(c)是图1(a)的b向视图。

图2(a)是从卡合元件侧观察图1(a)所示的面紧固件的俯视图,图2(b)是从第二线股侧观察的俯视图。

图3是示出上述实施方式的面紧固件的制造工序的图,图3(a)是概略地示出挤出模具的开口部的截面形状的图,图3(b)是示出从开口部挤出的片状成形体的图,图3(c)是示出形成于片状成形体的切口位置的图。

图4(a)是图3(c)的c向视图,图4(b)是用于说明拉伸工序的图。

图5是用于说明表1、表2的测定要素的部位的图。

图6是示出将实施例1的面紧固件与对象材料卡合的状态下的拉伸剪切试验中的载荷(试验力)与位移量的关系的四根试验片的曲线图。

图7是示出将实施例2的面紧固件与对象材料卡合的状态下的拉伸剪切试验中的载荷(试验力)与位移量的关系的四根试验片的曲线图。

图8是示出将比较例1的面紧固件与对象材料卡合的状态下的拉伸剪切试验中的载荷(试验力)与位移量的关系的四根试验片的曲线图。

图9是示出将比较例2的面紧固件与对象材料卡合的状态下的拉伸剪切试验中的载荷(试验力)与位移量的关系的四根试验片的曲线图。

图10是示出将比较例3的面紧固件与对象材料卡合的状态下的拉伸剪切试验中的载荷(试验力)与位移量的关系的两根试验片的曲线图。

图11(a)是示出将实施例2的面紧固件与对象材料卡合的状态下的拉伸剪切试验中的尺寸l0至l7的测定范围的图,图11(b)是将实施例2的面紧固件的弹性变形长度和塑性变形长度进行比较的曲线图。

图12(a)、(b)是示出实施例1、实施例2的各面紧固件的试验片单体的拉伸强度的测定结果的曲线图。

图13(a)~(d)是示出比较例1~4的各面紧固件的试验片单体的拉伸强度的测定结果的曲线图。

图14是示出将实施例3a的面紧固件与对象材料卡合的状态下的拉伸剪切试验中的载荷(试验力)与位移量的关系的四根试验片的曲线图。

图15是将实施例3a的面紧固件与对象材料卡合的状态下的拉伸剪切试验中的该面紧固件的弹性变形长度与塑性变形长度进行比较的曲线图。

图16是示出实施例3a的面紧固件的试验片单体的拉伸强度的测定结果的曲线图。

图17是用于说明对实施例2以及实施例3b的面紧固件的试验片进行的针脚(剪切)断裂强度的试验方法的图。

图18是用于说明对实施例2、实施例3b以及实施例3c的面紧固件的试验片进行的斜向强度试验的试验方法的图。

具体实施方式

以下,基于附图所示的实施方式,对本发明进行更详细的说明。图1以及图2是示出本发明的一实施方式的面紧固件1的图。如这些图所示,面紧固件1构成为具备第一线股10、第二线股20、卡合元件30。面紧固件1使用通过挤出成形机成形的片状成形体100形成(参照图3(b))。如图3(a)所示,挤出成形机的成形模具1000的开口部1100为具有中间空间部1110、下方突出空间部1120和上方突出空间部1130的截面形状,中间空间部1110在上下方向中间位置沿宽度方向(与挤出方向正交的方向)具有规定的宽度,且高度为数mm以下,下方突出空间部1120向该中间空间部1110的下方突出,且在中间空间部1110的宽度方向上以规定间隔形成有多个,上方突出空间部1130向下方突出空间部1120的相反侧的上方突出,通过将成形材料投入并挤出,如图3(b)所示,从中间空间部1110挤出大致平板状的基体层110,从下方突出空间部1120以及上方突出空间部1130分别挤出作为一个肋的下表面侧肋120以及作为另一个肋的上表面侧肋130。由此,基体层110形成为与在其一面沿挤出方向延伸的作为一个肋的下表面侧肋120和在另外一面沿挤出方向延伸的作为另外一个肋的上表面侧肋130构成一体的片状成形体100。注意,上表面侧肋130形成卡合元件30,该卡合元件30例如由在前端具有向宽度方向外侧突出的凸缘部30a(参照图1(b))的钩构成。因此,上表面侧肋130的截面形状、即成形模具的上方突出空间部1130的截面形状与图1(b)所示的卡合元件30的截面形状一致,形成为具有从中间空间部1110向上方延伸的相当于杆30b的部位1130b、且在部位1130b的上端部具备向外侧突出的部位1130a的形状(参照图3(a))。注意,在本实施方式中,由于第二线股20形成为具备从第一线股10(基体层110)向下方突出的杆20b和在该杆20b的下端部向该杆20b的宽度方向的两侧外方突出的伞部20a的形状,因此,下方突出空间部1120形成为以下形状:具有从中间空间部1110向下方延伸的宽度相对较窄的部位1120b,且在部位1120b的下端部具备向宽度方向的两侧外方突出的宽度较宽的部位1120a。因此,从下方突出空间部1120挤出的作为一个肋的下表面侧肋120中,从宽度窄的部位1120b挤出的部位120b构成第二线股20的杆20b,从宽度宽的部位1120a挤出的部位120a构成第二线股20的伞部20a。

对于挤出成形后的片状成形体100,如图3(c)、图4(a)所示,从上表面侧肋130的顶部到基体层110中的与下表面侧肋120的边界位置(图4(a)、(b)的附图标记d所示的位置)为止,沿与挤出方向正交的宽度方向或者沿相对于宽度方向倾斜规定角度的方向、且在挤出方向上每隔规定间隔地加工出切口。如图2(a)所示,这里所说的相对于宽度方向倾斜规定角度的方向是相对于沿着与第二线股20正交的宽度方向的假想线e的倾斜角度θ。注意,关于倾斜角度θ的优选值,详见后述。

接着,沿挤出方向拉伸片状成形体100。由此,如图4(b)所示,下表面侧肋120沿拉伸方向延伸,另一方面,上表面侧肋130以及基体层110由于每隔规定间隔地加工出了切口,因此夹着各切口的部位彼此分离。其结果,在夹着切口的部位之间产生空间,该空间成为孔部40。在拉伸到孔部40变为规定的大小时,进行冷却而固定形状。注意,虽然在上述中没有详细叙述,但在挤出或拉伸等阶段,当然要为了使加工容易而适当加热,为了固定加工后的形状而适当实施冷却。

经过这些工序,如图1及图2所示,基体层110的在切口位置处分离的各部位成为相互隔开间隔地大致平行地设置的多根第一线股10,下表面侧肋120成为沿着与第一线股10的长度方向交叉的方向且相互隔开间隔地大致平行地设置的多根第二线股20,上表面侧肋130的在切口位置处分离的各部位成为独立的卡合元件(钩)30。因此,卡合元件(钩)30隔着第一线股10(基体层110)向第二线股20的相反侧突出地设置。另外,由于多根第一线股10相互隔开间隔地配置,多根第二线股20以与其交叉的方式相互隔开间隔地配置,因此在俯视观察时,在由邻接的第一线股10、10以及邻接的第二线股20、20之间包围的位置形成有孔部40。接着,通过以与用途对应的规定尺寸进行切断,制造出所希望的网格状的面紧固件1。

注意,在本实施方式中,如图1以及图3所示,第二线股20为具备从第一线股10(基体层110)向下方突出的杆20b和在该杆20b的下端部向该杆20b的宽度方向突出的伞部20a的形状。但是,由于第二线股20(下表面侧肋120)为将被切分开的邻接的第一线股10、10之间连接的要素,因此第二线股20(下表面侧肋120)也可以是不具备该伞部20a的、仅由杆20b构成的大致四边形等形状的截面。不过,在设置了伞部20a的情况下,通过其厚度(从与自第一线股10向下方突出的第二线股20的杆20b的边界位置到该伞部20a的外端面为止的长度)x1(参照图5(a)),能够调整与第二线股20的长度方向(挤出方向)大致正交的方向上的撕裂强度。

本发明人通过在后述的实施例中进行的各试验,得到如下见解。即,在使坯材及伞部20a的厚度以外的各部位的尺寸参数相等的情况下,伞部20a的厚度x1越薄,则沿第二线股20的长度方向的伸长越大,而与第二线股20的长度方向大致正交的方向上的撕裂强度越表现出变低的倾向,相反,伞部20a的厚度x1越厚,则沿第二线股20的长度方向的伸长越小,而与第二线股20的长度方向大致正交的方向上的撕裂强度越表现出变高的倾向。因此,通过使伞部20a的厚度不同,能够提供与第二线股20的长度方向(挤出方向)大致正交的方向上的撕裂强度不同的面紧固件1。即,作为成形模具1000,通过使用在下方突出空间部1120的下端部向宽度方向的两侧外方突出的宽度较宽的部位1120a的上下方向间隔形成得相对较大的模具,能够使从宽度较宽的部位1120a挤出的、构成第二线股20的伞部20a的下表面侧肋120的下端侧的部位120a的厚度相对较厚。在想要得到该部位120a的厚度被加工得相对较薄的片状成形体100的情况下,作为成形模具1000,使用在下方突出空间部1120的下端部向宽度方向的两侧外方突出的宽度较宽的部位1120a的上下方向间隔形成得相对较窄的模具即可。

而且,在重视沿第二线股20的长度方向的伸长的情况下,伞部20a(下表面侧肋120的下端侧的部位120a)的厚度x1优选小于第一线股10(基体层110)的厚度x2,更优选为第一线股10的厚度x2的1/2~1/4的范围。具体地,x1的厚度为0.05~0.20mm在兼具轻量性和柔软性这一点上较好,厚度x2为0.40~0.70mm在相对于长度方向的撕裂强度这一点上较好。

另一方面,在重视与第二线股20的长度方向正交的方向上的撕裂强度的情况下,伞部20a(下表面侧肋120的下端侧的部位120a)的厚度x1优选为第一线股10的厚度x2的同等水平以上。不过,在伞部20a的厚度x1的值过大的情况下,面紧固件1整体的厚度和重量增加,而且还有可能变得难以处理,因此更优选为第一线股10的厚度x2的1~4倍的范围,进一步优选为1.5~2.5倍的范围。具体地,x1的厚度为0.20~0.50mm在与长度方向正交的方向上的撕裂强度这一点上较好,厚度x2为0.10~0.40mm在兼具轻量性和柔软性这一点上较好。

第二线股20除了具有伞部20a之外,还具有杆20b。因此,在如上所述地调整伞部20a的厚度x1时,优选还一并考虑包含杆20b在内的整个第二线股20的尺寸参数。在重视沿第二线股20的长度方向的伸长特性的情况下和在重视与第二线股20的长度方向大致正交的方向上的撕裂特性的情况下,优选地,相对于伞部20a的截面积,杆20b也具有某种程度的截面积、宽度。因此,优选的是,沿与第二线股20的取向方向即长度方向正交的方向进行切断时的伞部20a的截面积y1为将伞部20a以及杆20b合在一起的整个第二线股20的截面积y2的50~80%的范围,且沿着与第二线股20的长度方向正交的方向的伞部20a的宽度z1为杆20b的宽度z2的2~6倍的范围(参照图5(a))。伞部20a截面积y1更优选为截面积y2的50~70%的范围,伞部20a的宽度z1更优选为杆20b的宽度z2的3~4倍。

注意,在本实施方式中,将上表面侧肋130和下表面侧肋120形成在夹着基体层110而对置的位置(参照图3(b)、(c))。因此,如图1(a)、(b)所示,卡合元件30设置在第一线股10和第二线股20的交叉部上,但卡合元件30的位置并不限定于此。即,也可以将上表面侧肋130形成在与下表面侧肋120偏移的位置,而不是对置的位置,其结果,还能够在从第一线股10和第二线股20的交叉部偏离的位置设置卡合元件30。

本实施方式的面紧固件1由于如上所述地制造,因此第一线股10、第二线股20以及卡合元件30一体成形,通过使用热塑性弹性体作为材料,第一线股10、第二线股20以及卡合元件30都具备规定的弹性。作为热塑性弹性体,可以考虑用途等适当选择,可以使用苯乙烯类、酯类、尼龙6或尼龙66等尼龙类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸等聚酯类树脂、乙烯-乙烯醇共聚物等。不过,从耐久性、耐热性、成型加工性等观点考虑,优选使用热塑性聚酯弹性体。

本实施方式的面紧固件1由热塑性弹性体构成,因此具备规定的弹性。因此,对安装面紧固件1而卡合的卡合对象部位的相对运动的追随性高,能够通过第一线股10、第二线股20以及卡合元件30的伸缩或变形来应对剪切方向的力,能够抑制卡合元件30的卡合被解除。因此,如果在汽车等移动体内的部件的固定中、例如在座椅的缓冲部件(包括氨基甲酸乙酯垫等)上通过一体成形设置本实施方式的面紧固件1从而固定于表皮材料或框架等,则即使在因碰撞等而输入了较大的冲击载荷的情况下,也能够不因上述伸缩或变形而使卡合脱开地应对。如果在鞋的鞋帮部分的脚伸入部左右的舌片彼此的接合中使用面紧固件1,则虽然有运动时等的剧烈运动导致施加大载荷的情况,但即使在这样的情况下,本实施方式的面紧固件1也能够通过其弹性变形来应对。同样,即使在向带状的支撑件等安装面紧固件1而固定于手臂等的情况下,也能够通过弹性变形来应对因手臂等的运动而产生的剪切方向的力。特别是,在本实施方式中,由于具备由邻接的第一线股10、10以及邻接的第二线股20、20间包围的孔部40,因此在作用了上述那样的力的情况下,不仅第一线股10、第二线股20或卡合元件30自身弹性变形,该孔部40的形状也会随之变形,因此与不具有孔部40的构造相比,即使由相同的材料形成,也能够对卡合对象部位之间的运动发挥更高的追随性。孔部40的形状没有限定,但优选通过调整设置上述切口时的角度,使第一线股10相对于与第二线股20正交的假想线e的倾斜角度(图2(a)的角度θ)为0~70度的范围。在该倾斜角度θ小于20度的情况下,比较容易沿第二线股20的长度方向伸长。当设为20度以上时,特别是设为20度~45度的范围时,成为近似平行四边形或更接近菱形的形状,比较容易向宽度方向延伸,即使是针对向宽度方向的急剧的载荷,也容易维持与对象材料的卡合。这样,通过倾斜角度θ,能够调整面紧固件1容易伸长的方向。

<实施例1、2>

作为实施例1、2,使用pbt弹性体(东丽·杜邦株式会社制,商品名:hytrel(海翠)(注册商标),产品编号:6377)作为热塑性聚酯弹性体,制造了两种网格状的面紧固件1(实施例1(试制no.s-3670)、实施例2(试制no.s-3680))。

实施例1、2的第一线股10、第二线股20以及卡合元件30的各部位的尺寸如表1所示。注意,在表1中,“线股1”是第一线股10,“线股2”是第二线股20,“钩”是卡合元件30。另外,表1中的卡合元件(钩)30的高度、杆截面积(卡合元件30的杆30b的高度方向上的杆宽度最窄的部位的横截面的面积)、将线股1(第一线股10)沿与长度方向正交的方向切断的状态的截面积(与第二线股20的长度方向正交的方向的截面的面积)、将线股2(第二线股20)沿与长度方向正交的方向切断的状态的截面积(与第二线股20的长度方向正交的宽度方向的截面的面积)的测定部位如图5所示。

另外,实施例1(试制no.s-3670)的第一线股10的厚度x2=0.25mm,第二线股20的伞部20a的厚度x1=0.17mm,杆20b的高度(从第二线股20的与第一线股10的边界位置d到伞部20a的外端面的顶部为止的距离减去伞部20a的厚度x1而得的距离)x3=0.35mm,伞部20a的截面积y1=0.10mm2,第二线股20整体的截面积y2=0.20m2,伞部20a的宽度z1=0.59mm,杆20b的宽度z2=0.18mm。当将这些尺寸参数用比值表示时,x2:x1=1.0:0.7,x1:x3=1.0:2.1,y2:y1=1.0:0.7,z1:z2=1.0:0.3。另外,如表1所示,第一线股10的倾斜角度θ为4.48度。

实施例2(试制no.s-3680)的第一线股10的厚度x2=0.47mm,第二线股20的伞部20a的厚度x1=0.15mm,杆20b的高度x3=0.31mm,伞部20a的截面积y1=0.07mm2,第二线股20整体的截面积y2=0.18m2,伞部20a的宽度z1=0.61mm,杆20b的宽度z2=0.19mm。当将这些尺寸参数用比值表示时,x2:x1=1.0:0.3,x1:x3=1.0:2.1,y2:y1=1.0:0.64,z1:z2=1.0:0.3。另外,如表1所示,第一线股10的倾斜角度θ为4.13度。

由以上可知,实施例1、2的尺寸参数、倾斜角度θ均为重视沿上述第二线股20的长度方向的伸长特性的类型的范围。

<卡合力的试验>

对实施例1、2的面紧固件进行了与卡合力相关的试验,为了进行比较,对使用尼龙(pa12)制造的网格状的面紧固件(比较例1(试制no.s2771))、使用聚丙烯(pp)制造的网格状的面紧固件(比较例2(试制no.s1576))、虽然使用与实施例1、2相同的pbt弹性体但构成为非网格状的膜构造且在基体层的两面形成有多个独立的卡合元件的面紧固件(比较例3(试制no.s-3468-1)也进行了同样的试验。

a)剥落强度(剥离强度)、剪切强度(拉伸剪切强度)

试验片的长度(沿挤出方向的长度、即本实施方式的面紧固件1的情况下的沿第二线股20的长度方向的长度)为170mm,宽度为20mm。剥落强度是基于jisl3416,用拉伸试验机(岛津公司制)测定的。剪切强度是基于jisl3416,用拉伸试验机(岛津公司制)以100mm/min的拉伸速度沿剪切方向拉伸面紧固件1和对象材料(带环材料)而测定的。注意,剪切强度的测定是在将从面紧固件1的端缘起的沿长度方向为50mm的范围与对象材料(带环材料)卡合的状态下进行的。作为对象材料(带环材料)的“zk4030”是东洋染工公司制的绒头布料,“e40000”是kurarayfastening公司制的特里科经编织物,前者与后者相比,形成带环的纤维的密度相对更低,基布相对更柔软。表1、表2示出了结果。

[表1]

[表2]

表1以及表2中,尺寸要素是五根各试验片的平均值,性能要素是三次试验的平均值。

由表1以及表2可知,实施例1、2的剥落强度以及剪切强度均与比较例1为同等水平。与比较例2相比,剥落强度为同等水平,但实施例1、2的剪切强度高1.0n/cm2以上。这被认为是由于比较例2几乎不具有伸缩性。对比实施例1、2与材料相同的比较例3,实施例1、2的剥落强度高。剪切强度在对象材料为“zk4030”的情况下差别不大,但在对象材料为“e40000”的情况下,差别很大。可以认为是由网格的有无引起的伸缩性不同的影响,但对象材料的特性也有影响,关于这一点,详见后述。

b)f-s曲线的特性

图6~图10示出了在上述剪切强度试验中测定的拉伸时的载荷(试验力)与位移量的关系。

实施例1的面紧固件1在不与对象材料分离的情况下位移量延伸到了约140mm~约180mm,其间,由两者的卡合产生的剪切方向的载荷值达到了约65n~约70n,之后,由于面紧固件1的断裂,剪切方向的载荷值一下子急剧下降数十n以上至0n附近(参照图6)。

实施例2的面紧固件1在不与对象材料分离的情况下位移量延伸到了约150mm~约190mm,其间,由两者的卡合产生的剪切方向的载荷值达到了约55n~约60n,之后,由于面紧固件1的断裂,剪切方向的载荷值一下子急剧下降数十n以上至0n附近(参照图7)。

就比较例1的面紧固件而言,由于其与对象材料的卡合而产生的剪切方向的载荷值为数十n以上,到急剧下降至0n附近的时刻为止为约65n~约70n,但在不与对象材料分离的情况下伸长的位移量为约80mm~约100mm的范围(参照图8)。

就比较例2的面紧固件而言,由于其与对象材料的卡合而产生的剪切方向的载荷值为数十n以上,到急剧下降至0n附近的时刻为止为约40n~约50n,但在不与对象材料分离的情况下伸长的位移量为约10mm~约16mm的范围(参照图9)。

就比较例3的面紧固件而言,在对象材料(带环)为zk4030的情况下,在位移量约15mm时载荷值变为约70n后,两者开始分离,对象材料的带环断裂,载荷值急剧降低,之后,反复进行向其他带环的勾挂和切断,载荷值再次急剧上升后急剧降低。对象材料为e40000时也同样,在位移量约23mm时载荷值上升到约170n后,两者分离且对象材料的带环断裂,载荷值一下子急剧下降到10n附近,以低载荷值推移(参照图10)。

由以上可知,实施例1以及实施例2的面紧固件1在不与对象材料分离的情况下伸长了140mm以上。与此相对,比较例1~3中伸长得最长的比较例1为约100mm,可知实施例1以及实施例2的伸长更大。因此,实施例1以及实施例2的面紧固件1特别是沿第二线股20的长度方向的位移量大,对卡合对象部位间的运动的追随性高。而且,由于位移量大,因此能够在其间发挥较高的冲击吸收力,适合于施加冲击载荷的部位之间的卡合。

由此,对于沿长度方向的长度为170mm、与第二线股的长度方向正交的宽度为20mm的试验片,在将从第二线股的长度方向的一端缘起的50mm的范围的卡合元件与对象材料(带环材料)卡合的状态下,在沿剪切方向拉伸并测定的拉伸剪切试验中,到由面紧固件与对象材料(带环材料)的卡合引起的剪切方向的载荷值急剧下降为止的沿第二线股的长度方向的位移量优选为120mm以上,更优选为140mm以上。即,以面紧固件的拉伸前的全长为基准,上述试验的位移量优选为约70%以上,更优选为约80%以上。

c)弹性变形比率

表3针对实施例2(试制no.s-3680)的面紧固件1,示出了上述剪切强度试验中的张力下尺寸、解除张力而复原时的长度(无张力时尺寸)、张力下尺寸的变化量(张力下尺寸变化)、张力下尺寸与无张力时尺寸之差即弹性变形长度、张力下尺寸的变化量中的弹性变形长度的比率、张力下尺寸的变化量与弹性变形长度之差即塑性变形长度、张力下尺寸的变化量中的塑性变形长度的比率。如图11(a)所示,l0是拉伸前的长度,l1~l7表示拉伸后的长度。另外,图11(b)是比较弹性变形长度和塑性变形长度的曲线图。

[表3]

<带环卡合中的各位移时的紧固件长度>

从表3以及图11(b)的曲线图可知,实施例2的面紧固件1的弹性变形长度的比率在面紧固件1即将断裂之前为约50%以上。由此可知,实施例2的面紧固件1的伸缩性高,对卡合对象部位间的相对移动的追随性高。另外可知,在示出120mm以上、优选140mm以上的伸长的区间中,塑性变形长度的比例逐渐增加,即使由于冲击载荷而在卡合对象部位之间产生急剧的运动,也能够发挥较高的衰减力。

d)试验片单体的f-s曲线的特性

接着,使用拉伸试验机(岛津公司制)以100mm/min的拉伸速度沿第二线股的长度方向(挤出方向)对与上述相同的试验片的单体进行了拉伸试验(kurarayfastening法)。实施例1(试制no.s-3670)、实施例2(试制no.s-3680)、比较例1(试制no.s2711)、比较例2(试制no.s1576)、比较例3(试制no.s-3659-2)与上述相同。比较例4(试制no.l8972s)与比较例3同样,是使用了热塑性聚酯弹性体的薄膜状的构造,但是与比较例3相比更为软质。表4、表5示出了这些试验片的尺寸变化,图12~图13示出了表示位移量与载荷的关系的曲线图。

[表4]

<紧固件单体的各位移时的紧固件长度>

[表5]

<紧固件单体的各位移时的紧固件长度>

可知,实施例1以及实施例2的面紧固件1的断裂前的位移量均为150mm以上,其间的弹性变形长度的比率为60%以上,伸缩性高。比较例1在断裂之前的弹性变形长度为60%以上,但在达到100mm之前断裂,对卡合对象部位间的相对运动的追随范围小,而且塑性变形长度短,因此可以说对冲击载荷的衰减特性也比实施例1以及2低。比较例2在拉伸后立即断裂,可知伸缩性极小。与此相对,比较例3以及比较例4即使位移量150mm也不断裂,而且弹性变形长度的比率也高,显示出了充分的伸缩性。这是因为比较例3以及比较例4是与实施例1以及实施例2相同的材料,但位移量为50mm左右时载荷值超过约200n,位移量达到150mm时载荷值为280n以上,与实施例1以及实施例2的断裂时(载荷值急剧降低的时刻(不是急剧降低后而是即将急剧降低之前的意思)的约55n~约70n的载荷值存在较大的差距。

如上所述,使面紧固件与对象材料(带环材料)卡合并沿剪切方向拉伸的试验中的载荷值急剧降低的时刻的载荷在实施例1以及实施例2中为约55n~约70n的范围。因此,在使用位移量50mm左右时载荷就超过约200n的比较例3以及4的情况下,在与对象材料(带环材料)卡合的状态下,对象材料的带环很早就会破损。于是,即使面紧固件自身的伸缩性高,卡合对象部位间的卡合力也会一下子降低,不适合在卡合对象部位间维持卡合的状态下提高追随性。这便是使用比较例3的面紧固件测定的表示与上述对象材料之间的卡合力的载荷值(参照图10)在表现出充分的伸长之前就急剧下降的理由。

因此,优选如实施例1以及实施例2的面紧固件1那样,设为具备孔部40以使各线股10、20容易变形、卡合元件30容易变形的网格构造。而且,优选的是如下特性:面紧固件单体的拉伸试验中的断裂时载荷与拉伸剪切试验中的由面紧固件和对象材料(带环材料)的卡合引起的剪切方向的载荷值急剧降低的时刻的载荷值相等(在上述例子中为约55n~约70n),或者即使比其高也为1.5倍以下。注意,断裂时载荷即使过低,卡合力也会降低,因此优选具有由面紧固件与对象材料(带环材料)的卡合引起的剪切方向的载荷值急剧降低时的载荷值的70%以上的特性。

<实施例3a、3b、3c>

<实施例3a>

使用与实施例1、2相同的pbt弹性体(东丽·杜邦株式会社制,商品名:hytrel(注册商标),产品编号:6377),制造了实施例3a的网格状的面紧固件1(试制no.s-3694-2)。

实施例3a的第一线股10的厚度x2=0.19mm,第二线股20的伞部20a的厚度x1=0.33mm,杆20b的高度x3=0.40mm,伞部20a的截面积y1=0.31mm2,第二线股20整体的截面积y2=0.63m2,伞部20a的宽度z1=1.01mm,杆20b的宽度z2=0.27mm。当将这些尺寸参数用比值表示时,x2:x1=1.0:1.7,x1:x3=1.0:1.2,y2:y1=1.0:0.65,z1:z2=1.0:0.27。另外,第一线股10的倾斜角度θ为3.44度(附图标记的位置参照图5)。

由以上可知,实施例3a的尺寸参数、倾斜角度θ是重视与上述第二线股20的长度方向大致正交的方向上的撕裂强度的类型。

<卡合力的试验>

a)剥落强度(剥离强度)、剪切强度(拉伸剪切强度)

与实施例1、2同样地进行了剥落强度和剪切强度的试验。对象材料(带环材料)也为与实施例1、2同样的“zk4030”、“e40000”。其他试验条件也与实施例1、2相同。

其结果,剥落强度在zk4030为对象材料的情况下为2.91n/cm,在e40000为对象材料的情况下为1.44n/cm。

剪切强度在zk4030为对象材料的情况下为7.03n/cm2,在e40000为对象材料的情况下为15.80n/cm2

b)f-s曲线的特性

图14示出了在上述剪切强度试验中测定的拉伸时的载荷(试验力)与位移量的关系。

实施例3a的面紧固件在对象材料(带环)为zk4030的情况下,在位移量约35~40mm时载荷值变为约55~75n后,两者开始分离,对象材料的带环断裂,载荷值急剧降低。在对象材料为e40000的情况下,在位移量约35~38mm时载荷值上升到约150~160n后,载荷值急剧降低。

因此,实施例3a与实施例1以及实施例2相比,沿第二线股20的长度方向的位移量小。但是,与示出同样的载荷值的图10的比较例3相比,与变为最初的载荷值峰值的位移量相比,实施例3a为2倍左右,通过具有网格,向第二线股20的长度方向的位移量与不具有网格的情况相比增加,伸缩特性提高。

c)弹性变形比率

表6针对实施例3a(试制no.s-3694-2)的面紧固件1,示出了剪切强度试验中的张力下尺寸、解除张力而复原时的长度(无张力时尺寸)、张力下尺寸的变化量(张力下尺寸变化)、张力下尺寸与无张力时尺寸之差即弹性变形长度、张力下尺寸的变化量中的弹性变形长度的比率、张力下尺寸的变化量与弹性变形长度之差即塑性变形长度、张力下尺寸的变化量中的塑性变形长度的比率。图15是比较弹性变形长度和塑性变形长度的曲线图。

[表6]

<带环卡合中的各位移时的紧固件长度>

从表6以及图15的曲线图可知,实施例3a的面紧固件1的弹性变形长度的比率到位移25mm为止较大,但之后急剧降低,在位移50mm时,与对象材料的卡合局部地脱离,在位移量75mm以后,与对象材料的卡合完全脱离。因此,在沿第二线股20的长度方向的伸长这一点上,比实施例1以及2低。

d)试验片单体的f-s曲线的特性

接着,使用拉伸试验机(岛津公司制),以100mm/min的拉伸速度,沿第二线股的长度方向(挤出方向)对与上述相同的试验片的单体进行了拉伸试验(kurarayfastening法)。表7示出了试验片的尺寸变化,图16示出了表示位移量与载荷的关系的曲线图。

[表7]

<紧固件单体的各位移时的紧固件长度>

实施例3a的面紧固件1即使位移量为180mm也不会断裂,但弹性变形率为44~54%,比表4所示的实施例1、2的值小。另一方面,塑性变形率为40~56%,比实施例1、2的值大。因此,实施例3a的面紧固件1沿第二线股20的长度方向的伸缩率比实施例1、2低,但塑性变形率高,因此通过施加作为外力的大载荷而产生塑性变形,抑制了对象材料的断裂,且衰减外力的作用优异。

<实施例3b>

<撕裂强度>

接着,对于由与实施例3a相同的材料形成且除了倾斜角度θ以外都以相同尺寸参数形成的实施例3b(试制no.s-3690-1)的面紧固件1,在第二线股20的长度方向(纵向)以及与该长度方向正交的方向(横向)上进行了基于jisl-3416的撕裂试验。注意,实施例3b的倾斜角度θ为30度。对于纵向,沿第二线股20的长度方向加工出了规定长度的切缝,使夹着切缝的一方被配置在拉伸试验机的180度相反位置的各夹头夹持并向相反方向拉伸,由此将试验片撕裂。同样,横向是通过沿第二线股20的正交方向加工出切缝,利用两个夹头分别抓住夹着切缝的一方以及另一方的片,并向反方向拉伸、撕裂而进行的。表8示出了实施例2(试制no.s-3680)和本实施例3b(试制no.s-3690-1)的测定结果。

「表8]

由表8可知,实施例3b的试验片与实施例2相比,在纵向上为1.5~2倍的撕裂强度,在横向上为10倍以上的撕裂强度。

<针脚(剪切)断裂强度>

接着,按照jisl-3416,如图17所示,将实施例3b的面紧固件1的试验片(试验片的宽度25mm)在距该试验片的端缘2mm的位置缝在棉布上。使用缝纫针14号、缝纫线#30,以针脚间距3mm进行缝制。利用夹头分别抓住棉布和面紧固件1并拉伸而使其断裂(拉伸速度300mm/分钟)。表8的下栏示出了结果。示出了针脚断裂应力的值越小,则面紧固件1越发生伸长,在实施例2中,容易向纵向伸长,但难以向横向伸长。相对而言,可知在实施例3b中,具有难以向纵向延伸、容易向横向延伸的特性。

<实施例3b、3c>

<宽度方向强度>

接着,对于实施例3b(试制no.s-3690-1)、实施例3c(试制no.s-3690-2),将与第二线股20的长度方向正交的方向(宽度方向)设为上下,将上下的各端缘用以60mm的间隔配置的拉伸试验机的上下的夹头分别夹住,求出了以100mm/分钟拉伸30mm时的特性。注意,试验片的沿第二线股20的长度方向的长度(试验片自身的宽度)为20mm。另外,实施例3c的第一线股10的倾斜角度θ为45度。另外,对实施例2(试制no.3680,第一线股10倾斜角度θ=4.13度)也进行了同样的试验。表9示出了结果。

[表9]

(n=3)

实施例3b、3c与实施例2相比,强度值以及强度均大幅减小。这表示在与第二线股20的长度方向正交的方向(宽度方向)上,实施例3b、3c比实施例2更容易延伸。另外,比较实施例3b和实施例3c可知,实施例3c更容易在宽度方向上延伸。因此,通过将倾斜角度θ设为某种程度,优选的是通过设为20~45度,更优选的是通过设为30~45度,能够制成容易向宽度方向延伸的特性的面紧固件1。

<倾斜方向强度>

对于实施例3b(试制no.s-3690-1)、实施例3c(试制no.s-3690-2)以及实施例2(试制no.3680),如图18所示,制作了一边为80mm的正方形的试验片,将拉伸试验机的上下的夹头间距离设为60mm,以100mm/分钟的拉伸速度在倾斜方向上进行了拉伸。如图18所示,各试验片容易沿两条对角线中的一方延伸,将该方向设为“延伸的方向”、将沿另一条对角线的方向设为“逆向”进行了测定。表10示出了结果。

[表10]

(n=3)

在实施例3b、3c中,“延伸的方向”的强度值的值比实施例2大,并且“延伸的方向”和“逆向”的强度值之差也比实施例2大。这表示能够通过倾斜角度θ的大小来控制容易延伸的方向。

因此,通过对倾斜角度θ进行各种调整,即,通过如实施例1、2以及实施例3a那样设为比较小的值,能够赋予沿第二线股20的长度方向容易延伸的特性,或者,通过如实施例3b、3c那样使倾斜角度θ比较大,能够赋予沿宽度方向或倾斜方向容易延伸的特性。

附图标记说明

1面紧固件

10第一线股

20第二线股

20a伞部

20b(第二线股的)杆

30卡合元件(钩)

40孔部(网格)

100片状成形体

110基体层

120下表面侧肋

130上表面侧肋

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