專(zhuān)利名稱(chēng):靜音表面搭扣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種表面搭扣以及裝配有同一表面搭扣的安裝表面搭扣的產(chǎn)品,尤其涉及一種在拉開(kāi)時(shí)可抑制噪聲的靜音表面搭扣。
背景技術(shù):
當(dāng)將一個(gè)普通的表面搭扣拉開(kāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較大的噪聲。這種不正常的聲音是由于基部材料的振動(dòng)而產(chǎn)生的。噪聲通常是在將單個(gè)嚙合元件拉開(kāi)時(shí)發(fā)出的,而且很難完全避免這種噪聲的發(fā)生。
至于在將表面搭扣拉開(kāi)時(shí)減少聲音的方法,例如在兩個(gè)美國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中已經(jīng)公開(kāi)。根據(jù)其中之一的美國(guó)專(zhuān)利4776068(靜音接觸搭扣材料(1988),專(zhuān)利文件1),通過(guò)在作為表面搭扣的基部材料的帶子上采用格子結(jié)構(gòu)可減少能量向空氣中的傳播。
另一專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)美國(guó)專(zhuān)利4884323(靜音接觸搭扣連接系統(tǒng)(1989),專(zhuān)利文件2)揭示了一種方法,在該方法中,一固定件位于一表面件和作為固定物的一織品之間,從而該織品和表面搭扣之間由該固定件分離,或者是另一種方法,在該方法中,在一表面搭扣的后表面上安裝有一種吸音材料,以增加基部材料自身的體積,從而在拉開(kāi)搭扣時(shí)抑制振動(dòng)的發(fā)生。
根據(jù)這些方法,表面搭扣只有端部邊緣部分通過(guò)縫合等方法固定,而且沒(méi)有將織品和表面搭扣固定在中心位置中的零件。這樣,這些方法并不適于連接表面較寬的扣件。如果在織品的后表面安裝另一吸音材料,基部材料在表面搭扣的固定部分處的體積會(huì)增大,從而使外觀質(zhì)量和手感下降,由此會(huì)產(chǎn)生十分不舒服的感覺(jué)。另外,另一個(gè)問(wèn)題是縫合方法十分復(fù)雜,增加了生產(chǎn)步驟的數(shù)量。
日本專(zhuān)利延遲公開(kāi)出版物6-103(專(zhuān)利文件3)揭示了一種在基部材料的后表面具有吸振材料的表面搭扣。由于使用這一方法,吸振材料要足夠重以取得足夠的效果,因此該表面搭扣的一個(gè)缺點(diǎn)是它變得厚了。這些技術(shù)注重減少撕扯聲音。然而,對(duì)于人類(lèi)的聽(tīng)覺(jué)來(lái)說(shuō)存在舒適的聲音和不舒服的聲音。僅僅減少聲音并不是有效的手段,重要的是不要聽(tīng)到令人不舒服的聲音。
另外,例如在日本專(zhuān)利延遲公開(kāi)出版物2003-153706(專(zhuān)利文件4)中揭示了一種表面搭扣的陰件(female member),在該陰件中多個(gè)由針刺組成的圈位于合成纖維組成的一長(zhǎng)纖維非織造布的至少一個(gè)表面上,并且用背面涂膠固定這些圈。根據(jù)這一所揭示的陰件,當(dāng)在長(zhǎng)纖維非織造布的至少一個(gè)表面上用針刺形成許多圈時(shí),5到50%的由針?biāo)鶌A持的多個(gè)單根纖維被斷開(kāi),且形成圈,其密度為20到120個(gè)/m2。非織造布的單位重量(METSUKE)設(shè)定為30到80g/m2,非織造布的厚度設(shè)定為0.5到1.0mm,背部膠劑的施加量設(shè)定為10%質(zhì)量百分比或更少,通風(fēng)度設(shè)定為100cc/cm2/s或更多。因此,該陰件為塑料并可確保適合的撕扯強(qiáng)度,同時(shí)在將表面搭扣的陰件從表面搭扣的陽(yáng)件(malemember)上分離下來(lái)時(shí)的撕扯聲為65dB或更輕。
以上所述的專(zhuān)利文件1到3旨在通過(guò)降低傳送到空氣中的基部材料的振動(dòng)的比率來(lái)抑制所產(chǎn)生的聲音。然而,當(dāng)這樣的表面搭扣固定在一固定物體上時(shí),表面搭扣基部材料的振動(dòng)被傳到固定物體上,從而伴隨有來(lái)自固定物體的噪聲輻射。因此就達(dá)不到有效的聲音抑制效果。另外,如果在背部設(shè)置一固定件或吸振材料,整個(gè)厚度就會(huì)增加。因此,如果這樣的表面搭扣用于衣物等之上時(shí),扣件就會(huì)變得笨重,從而織品的質(zhì)地就會(huì)喪失。
另外,在將表面搭扣縫上之后,撕扯時(shí)的振動(dòng)會(huì)傳給裝配有表面搭扣的固定物體,從而從固定物體也會(huì)傳出聲音。這樣即使表面搭扣自身所產(chǎn)生的聲音可以得到抑制,但也無(wú)法經(jīng)常達(dá)到聲音抑制效果。
專(zhuān)利文件4旨在由于當(dāng)陽(yáng)嚙合部分松開(kāi)圈時(shí)降低所產(chǎn)生的阻力而抑制引起的撕扯聲,這可通過(guò)減少組成表面搭扣的陰件上的圈的纖維數(shù)量來(lái)達(dá)到??梢岳斫獾氖?,撕扯聲通過(guò)對(duì)一般的表面搭扣減少陽(yáng)嚙合部分松開(kāi)圈時(shí)的阻力而得到抑制。然而,可以說(shuō)僅僅如這一發(fā)明所揭示的減少組成圈的纖維的數(shù)量并不總能減少阻力,阻力的減少取決于各種因素,比如匹配的陽(yáng)嚙合部分的尺寸、形狀(鉤形、蘑菇形等)以及組成圈的纖維的厚度。這樣,除非加上各種因素以及上述因素,否則無(wú)法達(dá)到以上所提到的撕扯聲的聲級(jí)。
本發(fā)明可解決這樣的問(wèn)題。更具體來(lái)說(shuō),本發(fā)明的一個(gè)目的是開(kāi)發(fā)一種表面搭扣,它可顯著地減少在撕扯時(shí)所產(chǎn)生的噪聲,同時(shí)又確保表面搭扣自身的撕扯強(qiáng)度,它還能抑制撕扯配置有同一表面搭扣的安裝表面搭扣件的產(chǎn)品時(shí)所產(chǎn)生的聲音。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明盡可能多地減小一表面搭扣中的一扁平基部材料的振動(dòng),從而抑制在撕扯表面搭扣時(shí)異常聲音的產(chǎn)生。
根據(jù)發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)在嚙合的表面搭扣的一基部材料中一陽(yáng)嚙合部分與一陰嚙合部分之間的嚙合松開(kāi)時(shí),即當(dāng)那些嚙合部分在撕扯時(shí)強(qiáng)力地拉動(dòng)各個(gè)基部材料時(shí),從一表面搭扣中產(chǎn)生異常聲音,然后,當(dāng)嚙合被松開(kāi)后,被拉動(dòng)的基部材料立即回復(fù)到它們的原始狀態(tài)。認(rèn)為在這一時(shí)刻是象揚(yáng)聲筒一樣將振動(dòng)向空氣傳播,因此它以聲音的形式傳播。專(zhuān)利文件1中所揭示的格子結(jié)構(gòu)與在揚(yáng)聲筒中產(chǎn)生的孔相對(duì)應(yīng),這可抑制振動(dòng)向空氣傳播的效率。
另一方面,作為發(fā)明人的考慮結(jié)果,證明如果減小表面搭扣的整個(gè)的嚙合力,則可以降低撕扯聲的聲級(jí),嚙合力的減小可通過(guò)將單位面積上嚙合部分的數(shù)量(下面稱(chēng)作嚙合部分密度)(個(gè)/cm2)減少到小于傳統(tǒng)產(chǎn)品的數(shù)量以減小嚙合部分在撕扯時(shí)的抗拉強(qiáng)度,或者通過(guò)加強(qiáng)嚙合部分和基部材料中的至少一個(gè)的塑性。另外還證明,將基部材料單位體積的質(zhì)量(以下稱(chēng)作表觀密度)設(shè)置到0.5(g/cm3)或更小有助于抑制聲音。本發(fā)明使我們知道,通過(guò)單獨(dú)應(yīng)用或結(jié)合使用這些因素可將撕扯聲降低到80dB。
然而,通過(guò)降低嚙合部分的密度或強(qiáng)度、或者降低基部材料自身的表觀密度、或者通過(guò)加強(qiáng)嚙合部分和/或基部材料的塑性來(lái)減小嚙合力必然會(huì)導(dǎo)致撕扯強(qiáng)度下降。除非可以確保所需的撕扯力,否則作為一個(gè)表面搭扣將失去其產(chǎn)品價(jià)值。這樣,作為發(fā)明人思考的積累的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)與在諸嚙合部分之間的嚙合力的降低相應(yīng)的量需要用另一個(gè)嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)來(lái)補(bǔ)償,同時(shí),這樣的一個(gè)嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)必須在撕扯時(shí)不產(chǎn)生撕扯噪聲。在觀察的基礎(chǔ)上,本發(fā)明取得了以下成果。
更具體地說(shuō),本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)在于一種靜音表面搭扣,它包括一第一表面搭扣件,該第一表面搭扣件具有在一第一扁平基部材料的一表面上的多個(gè)嚙合部分;以及一第二表面搭扣件,該第二表面搭扣件具有在一第二扁平基部材料的一表面上的多個(gè)嚙合部分;第二表面搭扣件與第一表面搭扣件通過(guò)一平面連接,其特征在于,第一和第二表面搭扣件中的至少一個(gè)具有聲音抑制結(jié)構(gòu)以及與一匹配的部分嚙合和脫離嚙合而不會(huì)在嚙合和脫離嚙合的時(shí)候產(chǎn)生噪聲的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu),在撕扯時(shí)所產(chǎn)生的噪聲為80dB或更低。
第一和第二表面搭扣件中的至少一個(gè)具有如上所述的聲音抑制結(jié)構(gòu),并且還有可與一匹配的表面搭扣件嚙合和脫離嚙合而不會(huì)在嚙合和脫離嚙合的時(shí)候產(chǎn)生噪聲的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)。因此,當(dāng)表面搭扣松開(kāi)時(shí),由于嚙合部分脫離嚙合而產(chǎn)生的聲級(jí)被聲音抑制結(jié)構(gòu)大大抑制,由于對(duì)聲音的抑制而引起的諸嚙合部分之間嚙合力相應(yīng)的下降量由可被松開(kāi)而在嚙合和脫離嚙合時(shí)不產(chǎn)生噪聲的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)補(bǔ)償。設(shè)置此時(shí)的松開(kāi)的力,使諸嚙合部分的嚙合力的和等于可保證表面搭扣所需的撕扯力的足夠的連接力。
抑制表面搭扣件之間的撕扯噪聲的聲音抑制結(jié)構(gòu)旨在如以上所述那樣通過(guò)減小嚙合部分的密度(個(gè)/cm2)或嚙合強(qiáng)度、或加強(qiáng)嚙合部分和基部材料中的至少一個(gè)的塑性來(lái)減小整個(gè)嚙合力。另一方面,為了補(bǔ)償嚙合力的減小,提供一輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu),它在松開(kāi)時(shí)不產(chǎn)生噪聲并且具有可補(bǔ)償嚙合力減小的連接力。
本發(fā)明的第一和第二表面搭扣件的材料和結(jié)構(gòu)可為作為扁平基部材料的纖維編制物、針織物或非織造布,或者是通過(guò)模制而成的合成樹(shù)脂平板。嚙合部分的例子包括由較粗的連續(xù)纖維的單絲或復(fù)絲制成的嚙合部分;以及通過(guò)模制一體形成在扁平基部材料上的合成樹(shù)脂嚙合部分。對(duì)于嚙合部分,可以采用普通的鉤形、蘑菇形、棕櫚樹(shù)形和它們的修改形。
對(duì)于本發(fā)明的第一和第二表面搭扣件在某一情況中,它們都由纖維制品構(gòu)成;在某一情況中,其中之一完全由纖維制品構(gòu)成,而另一個(gè)完全由合成樹(shù)脂構(gòu)成;以及,在某一情況中,它們都由合成樹(shù)脂模制品構(gòu)成。在第一和第二表面搭扣件都由纖維制品構(gòu)成的情況中,通常用于織物和針織物的嚙合部分由單絲構(gòu)成(陽(yáng)嚙合部分)和/或由復(fù)絲構(gòu)成(陰嚙合部分);在非織造布的情況中,使用暴露在表面上的合成纖維的一圈(陰嚙合部分)。在第一和第二表面搭扣件都是由合成樹(shù)脂制成的模制表面搭扣的情況中包括用于陰和陽(yáng)嚙合部分中的一自嚙合表面搭扣,其中嚙合部分為例如鉤形或蘑菇形,從而可互相嚙合和脫離嚙合。
在這一情況下,纖維的例子包括諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate)之類(lèi)的聚酯纖維;諸如尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍11和尼龍12之類(lèi)的聚酰胺纖維;諸如聚乙烯、聚丙烯和乙烯丙烯基聚合物之類(lèi)的聚烯烴纖維;以及諸如氯乙烯基聚合纖維和丙烯酸基纖維之類(lèi)的合成纖維。
另一方面,合成樹(shù)脂的例子包括諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯之類(lèi)的聚酯樹(shù)脂;諸如尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍11和尼龍12之類(lèi)的聚酰胺樹(shù)脂;諸如聚乙烯、聚丙烯和乙烯丙烯基聚合物之類(lèi)的聚烯烴樹(shù)脂;以及諸如氯乙烯基聚合物、丙烯酸基樹(shù)脂、聚酰胺彈性體和聚氨酯彈性體之類(lèi)的熱塑性合成樹(shù)脂。
在嚙合部分為一體形成在纖維材料制成的扁平基部材料(11、21)的表面上的纖維制陽(yáng)嚙合部分的情況下,對(duì)于聲音抑制結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)滿足以下要求(a)到(c)中的至少一項(xiàng)是很重要的。在此情況下,可單獨(dú)應(yīng)用或結(jié)合應(yīng)用要求(a)到(c)。
(a)陽(yáng)嚙合部分的嚙合部分密度為35(個(gè)/cm2)或更小。
(b)嚙合部分的抗拉強(qiáng)度是2.5到5.0(cN/T),嚙合部分的彈性模數(shù)是19.0到38.0(cN/T)。
(c)第一和第二扁平基部材料和/或嚙合部分的表觀密度是0.5(g/cm3)。
另一方面,在嚙合部分為一體形成在由合成樹(shù)脂模制而成的扁平基部材料表面上的合成樹(shù)脂制陽(yáng)嚙合部分的情況下,對(duì)于聲音抑制結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)滿足以下要求(d)和(e)中的至少一項(xiàng)是非常重要的。在此情況下,可單獨(dú)應(yīng)用或結(jié)合應(yīng)用要求(d)和(e)。
(d)陽(yáng)嚙合部分的嚙合部分密度是250(個(gè)/cm2)或更小。
(e)嚙合部分的抗拉強(qiáng)度是50(MPa)或更小,嚙合部分的彈性模數(shù)是1.1(GPa)或更小。
在嚙合部分由纖維織物制成的情況下,即使其形狀為鉤形、蘑菇形或棕櫚樹(shù)形,其支柱部分仍為沿縱向具有特定斷面的柱形,而且對(duì)于織造和/或針織結(jié)構(gòu)或非織造布結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),對(duì)嚙合部分密度的減小是有限度的。通常,即使用來(lái)作為表面搭扣的、使用最細(xì)的單絲的纖維制單絲的密度也具有330T的限值。如果要用這一尺寸來(lái)得到可以承受實(shí)際使用的嚙合強(qiáng)度,就必須增加嚙合部分的嚙合率。結(jié)果,即使使用具有嚙合部分密度小于36(個(gè)/cm2)的更細(xì)的單絲也無(wú)法達(dá)到可以承受實(shí)際應(yīng)用的嚙合強(qiáng)度,而36(個(gè)/cm2)被認(rèn)為是普通產(chǎn)品的最小嚙合部分密度。然而,對(duì)于聲級(jí)的降低,撕扯時(shí)所產(chǎn)生的表面搭扣的音量隨著嚙合部分密度的降低而降低。
從纖維制嚙合部分的抗拉強(qiáng)度和塑性模數(shù)的觀點(diǎn)來(lái)看,在撕扯表面搭扣時(shí)所產(chǎn)生的音量強(qiáng)度隨著抗拉強(qiáng)度和塑性模數(shù)值的下降而下降。在使用被認(rèn)為是用作表面搭扣的最細(xì)的330T單絲的嚙合部分的情況中,其抗拉強(qiáng)度為5.09(cN/T),其塑性模數(shù)為38.8(cN/T)。因此,為了將噪聲抑制到低于使用通常被認(rèn)為是最細(xì)的纖維制嚙合部分的表面搭扣的撕扯噪聲的音量強(qiáng)度,嚙合部分的抗拉強(qiáng)度需要在5.09(cN/T)或更低,其塑性模數(shù)需要小于38.8(cN/T)。通過(guò)控制纖維的拉伸比或冷卻速度能夠改變抗拉強(qiáng)度和塑性模數(shù),從而可以獲取不同的值。
在本發(fā)明中,在纖維制嚙合部分的情況下,較佳地,將抗拉強(qiáng)度設(shè)為2.5到5.0(cN/T),將塑性模數(shù)設(shè)為19.0到38.0(cN/T)。如果抗拉強(qiáng)度小于2.5(cN/T),它就太小,即使是輕微的撕扯力也會(huì)使嚙合部分輕易地松開(kāi),從而就無(wú)法承受實(shí)際的應(yīng)用。此外,如果抗拉強(qiáng)度超過(guò)5.0(cN/T),雖然還與彈性模數(shù)相關(guān),但撕扯時(shí)的音量強(qiáng)度會(huì)超出80dB,這是不希望看到的。另一方面,如果彈性模數(shù)小于19.0(cN/T),所需的嚙合力就會(huì)顯著下降,即使同時(shí)使用上述的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)也無(wú)法達(dá)到表面搭扣所需的撕扯力。
如果第一和第二扁平基部材料和/或嚙合部分的表觀密度為0.5(g/cm3),可以大大降低表面搭扣拉開(kāi)時(shí)的音量強(qiáng)度。尤其是,較佳地,各個(gè)匹配的纖維制表面搭扣件的基部材料的表觀密度是0.5g/cm3或更低,且每個(gè)基部材料在其整個(gè)表面上具有基本相等的纖維密度。具有基本相等的纖維密度的扁平基部材料是指各種經(jīng)紗/緯紗密度或者橫列密度和縱行密度在織物或針織物的表面上都相同的各種織造/針織物,或者其中纖維間隙的百分比基本相等分布的各種非織造布。由于基部材料的表觀密度是0.5g/cm3或更低,因此一個(gè)表面搭扣至少是基部材料可形成為織造或針織成多層的多層織造/針織結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)聲音抑制原理是通過(guò)減少基部材料單位體積重量、即表觀密度以減少基部材料的振動(dòng)面積,從而降低振動(dòng)向空氣傳播的效率,從而降低基部材料本身的振動(dòng)傳播能力,也就是說(shuō),通過(guò)減小揚(yáng)聲筒的尺寸來(lái)抑制振動(dòng)向空氣傳播的效率。對(duì)于降低基部材料的振動(dòng)傳播率的一特定方法,使用彎曲結(jié)構(gòu)而不是線性形成織造/針織結(jié)構(gòu)紗線是有效的。另外,當(dāng)減小基部材料的密度降低,尤其是當(dāng)表觀密度降低到0.5g/cm3或更低時(shí),效果就產(chǎn)生了。
可以認(rèn)為基部材料的振動(dòng)可分成橫波和縱波。橫波是與紗線的縱向呈直角的振動(dòng)。由于與周?chē)喚€和背部涂層之間的摩擦,這一振動(dòng)很容易衰減。另外,如果設(shè)置任意一種衰減材料等,可使該振動(dòng)更有效地衰減。另一方面,縱波是沿紗線的縱向振動(dòng)的波形。該振動(dòng)波的傳播速度由紗線的累積彈性模數(shù)決定,其衰減取決于紗的損失彈性模數(shù)。通常,累積彈性模數(shù)和損失彈性模數(shù)之比在室溫下大約為10∶1,而在室溫下的阻尼并沒(méi)有這么大。將紗線彎曲的方法對(duì)于衰減縱波是有效的??v波的一部分能量被這種彎曲轉(zhuǎn)化為橫波,每次當(dāng)紗線彎曲時(shí)都能迅速衰減縱波。為了加強(qiáng)阻尼效應(yīng),可以希望將彎曲角設(shè)定為90°或更大。
對(duì)于象平紋組織結(jié)構(gòu)這樣的紗線彎曲較小的結(jié)構(gòu),振動(dòng)在較寬范圍內(nèi)散播,不受衰減。另一方面,對(duì)于針織結(jié)構(gòu)這樣的紗線頻繁彎曲的結(jié)構(gòu),振動(dòng)由于紗線的彎曲而被衰減,從而將振動(dòng)限制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。然而,如果織造/針織結(jié)構(gòu)的表觀密度為0.5g/cm3或更小,兩種結(jié)構(gòu)都可產(chǎn)生較大的效果。
尤其是對(duì)于膨松紗來(lái)說(shuō),這一效果是顯著的。如果使用膨松紗或加捻紗來(lái)形成膨松的基部材料,那么在聲波振動(dòng)傳播時(shí)的損失增加,以使聲音達(dá)到的方位減小,從而抑制噪聲的產(chǎn)生。通過(guò)使用混合有由具有較高粘彈性、特別高的鞣制增量(tan delta)的材料組成的纖維的紗線作為基部材料的合成紗線,可以使通過(guò)基部材料傳播的聲波衰減。因此,振動(dòng)范圍變窄,由此抑制噪聲的產(chǎn)生。
另一方面,根據(jù)本發(fā)明,嚙合部分與合成樹(shù)脂扁平基部材料一體形成時(shí),由于模制模的制造精度和模制技術(shù)的改進(jìn),可以模制非常小的嚙合部分。這樣,嚙合部分的形狀和尺寸與纖維制嚙合部分有很大不同。例如,對(duì)于嚙合部分密度,通常提出了具有最大密度400(個(gè)/cm2)的嚙合部分。然而,對(duì)與匹配的纖維圈嚙合的考慮中,由于其普通的單根纖維的細(xì)度直徑,那些纖維很難進(jìn)入具有以上嚙合部分密度的毗鄰嚙合部分之間的間隙中,這樣就很難達(dá)到適當(dāng)?shù)膰Ш蠌?qiáng)度。嚙合部分密度的實(shí)際上限大約是最大300(個(gè)/cm2)。
根據(jù)本發(fā)明,由于其具體的嚙合頭結(jié)構(gòu),無(wú)法使由合成樹(shù)脂制成的嚙合部分具有作為單個(gè)嚙合部分的足夠嚙合強(qiáng)度,在全面考慮之后,可以確保適合的嚙合強(qiáng)度的嚙合部分較佳地具有250(個(gè)/cm2)或更小的嚙合部分密度。具有普通形狀的嚙合部分較佳地具有20到150(個(gè)/cm2)的密度,更佳的是具有20到100(個(gè)/cm2)的密度。
另一方面,合成樹(shù)脂制成的嚙合部分的抗拉強(qiáng)度為聚丙烯為34到42MPa;尼龍基樹(shù)脂為50到84MPa;聚乙烯為7到38MPa。它們的彈性模數(shù)分別為1.1到1.4GPa、1.0到3.0GPa和0.4到1.0GPa。
根據(jù)本發(fā)明,將抗拉強(qiáng)度設(shè)為50MPa或更低,較佳地設(shè)為17到34MPa。同時(shí),將彈性模數(shù)設(shè)為1.1GPa或更低,較佳地設(shè)為0.2到1.1GPa。如果抗拉強(qiáng)度超出50Mpa,雖然還與匹配的陰嚙合部分相關(guān),表面搭扣的撕扯噪聲的聲級(jí)還是會(huì)超出80dB,而如果小于17MPa,嚙合強(qiáng)度大大降低,無(wú)法承受實(shí)際使用。如果彈性模數(shù)超出1.1GPa,嚙合部分變硬,其嚙合強(qiáng)度也增加,從而在撕扯表面搭扣時(shí)所產(chǎn)生的音量強(qiáng)度變得很高。此外,如果彈性模數(shù)小于0.2GPa,嚙合部分太軟,無(wú)法得到所需的嚙合強(qiáng)度。在此情況下,即使設(shè)置了輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu),該嚙合部分也無(wú)法用于實(shí)際使用。
另外,無(wú)論是對(duì)于纖維制的還是對(duì)于合成樹(shù)脂制的,本發(fā)明可包括將在100Hz到15000Hz范圍內(nèi)進(jìn)行傅立葉變換的撕扯聲的聲譜為100Hz到3000Hz的區(qū)域的面積A和在100Hz到15000Hz范圍內(nèi)進(jìn)行傅立葉變換的撕扯聲的聲譜為3000Hz到15000Hz的區(qū)域的面積B之間的比值(A/B)設(shè)定為0.4或更大以作為聲音抑制手段。雖然可以將這說(shuō)成減少不令人舒服的噪聲的方法而不是抑制聲音的方法,但本說(shuō)明書(shū)將調(diào)整所產(chǎn)生的聲音的頻率作為一種聲音抑制的方法。
通過(guò)轉(zhuǎn)換表面搭扣自身所產(chǎn)生的撕扯聲的聲波質(zhì)量以降低不舒適感,以及通過(guò)轉(zhuǎn)換裝配有表面搭扣的產(chǎn)品所產(chǎn)生的撕扯聲以降低不舒適感,可以抑制令人不舒服的聲音。當(dāng)松開(kāi)表面搭扣時(shí)產(chǎn)生的聲音是離散、尖銳和很快衰減的聲音。通常,這樣的噪聲對(duì)耳朵來(lái)說(shuō)是不愉快的。如果將高頻組分從這樣的聲音中去除,聲波質(zhì)量就變?yōu)楸容^柔和的聲音。
推薦使用聲譜來(lái)比較噪聲。將頻率設(shè)為橫軸以及將它的強(qiáng)度設(shè)為縱軸來(lái)表示聲譜。聲譜通過(guò)傅立葉變換而得到。通常高速傅立葉變換(FFT)由計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行。FFT需要數(shù)量為二的階乘的數(shù)據(jù),結(jié)果取決于數(shù)據(jù)的數(shù)量??梢赃M(jìn)行分析的最低頻率取決于取樣時(shí)間。另外,最高頻率取決于取樣周期。因此,在討論聲譜的時(shí)候,重要的是清除地確定分析范圍。通常,聲譜的橫軸和縱軸以對(duì)數(shù)來(lái)表示。
根據(jù)發(fā)明人的實(shí)驗(yàn),證明在100Hz到15000Hz的頻率范圍內(nèi),聲音的質(zhì)量可通過(guò)比較作為標(biāo)準(zhǔn)的3000Hz周?chē)拿娣e來(lái)估計(jì)。包括一些3000Hz或更高頻率的撕扯聲對(duì)于耳朵來(lái)說(shuō)是不愉快的,由此提供不舒適感,而包括較少數(shù)量高頻的聲音轉(zhuǎn)變?yōu)槿岷偷穆曇?。?dāng)經(jīng)傅立葉變換的撕扯聲的聲譜為100Hz到3000Hz的區(qū)域的面積A和經(jīng)傅立葉變換的撕扯聲的聲譜為3000Hz到15000Hz的區(qū)域的面積B之間的比率(A/B)為0.4時(shí)撕扯聲對(duì)于耳朵來(lái)說(shuō)是不愉快的和不舒服的。
另外,如果在100Hz到15000Hz的范圍內(nèi)進(jìn)行傅立葉變換的撕扯聲的聲譜中的最大組分為低于3000Hz的頻率,就不會(huì)覺(jué)得撕扯聲令人不舒服了。尤其是在具有在其扁平基部織物的表面上有多個(gè)纖維制嚙合部分的嚙合面的表面搭扣的情況下,在100Hz到15000Hz范圍內(nèi)進(jìn)行傅立葉變換的撕扯聲的聲譜為100Hz到3000Hz的區(qū)域的面積A和在100Hz到15000Hz范圍內(nèi)進(jìn)行傅立葉變換的撕扯聲的聲譜為3000Hz到15000Hz的區(qū)域的面積B之間的比率(A/B)可為0.4或更大,在100Hz到15000Hz范圍內(nèi)進(jìn)行傅立葉變換的撕扯聲的聲譜的最大組分可為低于3000Hz的頻率。在這樣的情況中,撕扯聲對(duì)于耳朵來(lái)說(shuō)不是不愉快的或不舒服的。
另外,如前所述,表面搭扣基部材料的硬度影響聲音質(zhì)量。通過(guò)用柔軟的基部材料來(lái)形成表面搭扣基部材料以及設(shè)置間隙可將撕扯時(shí)所產(chǎn)生的聲音的聲音質(zhì)量轉(zhuǎn)換到低頻側(cè),從而可將撕扯時(shí)所產(chǎn)生的令人不舒服的聲音轉(zhuǎn)換為柔和的聲音。如果基部織物或嚙合部分等的彈性模數(shù)較高,那么特征頻率就位于高音側(cè),如果彈性模數(shù)較低,那么特征頻率就轉(zhuǎn)換到低頻側(cè)。如上所述的彎曲紗線或減小密度的方法對(duì)于使表面搭扣的基部纖維柔軟是有效的,從而可將所產(chǎn)生的聲音轉(zhuǎn)換到低音。
對(duì)于纖維制表面搭扣,可以將振動(dòng)分別看成橫波和縱波。橫波是與紗線的縱向呈直角的振動(dòng)。這一振動(dòng)很容易通過(guò)與周?chē)喚€和背部涂層材料之間的摩擦而衰減。另外,如果設(shè)置一種衰減材料,可使振動(dòng)更有效地衰減。另一方面,縱波是沿紗線的縱向振動(dòng)的波形。這種波的傳播速度取決于紗線的累積彈性模數(shù),其衰減取決于損失彈性模數(shù)。累積彈性模數(shù)和損失彈性模數(shù)之比在室溫下大約為10∶1,而在室溫下的阻尼并沒(méi)有這么大。將紗線彎曲的方法對(duì)于衰減縱波是有效的??v波的一部分能量被這種彎曲轉(zhuǎn)化為橫波,每次當(dāng)紗線彎曲時(shí)都能衰減縱波。
另外,調(diào)整紗線的膨松度也是有效的。加捻紗本身就有膨松度,從而增加了它的織造/針織物的膨松度,從而表觀密度降低,這是較佳的。在織造/針織結(jié)構(gòu)的情況中,如果合成紗線的一部分織造或針織成圈形,表觀密度會(huì)進(jìn)一步降低,從而在撕扯表面搭扣時(shí)所產(chǎn)生的具有高頻的聲音被有效地轉(zhuǎn)換到低頻側(cè)。因此,令人不舒服的聲音被轉(zhuǎn)換成柔和的聲音。
本發(fā)明用在撕扯表面搭扣時(shí)可松開(kāi)而不產(chǎn)生噪聲的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的連接力來(lái)補(bǔ)償由于采用上述聲音抑制結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的嚙合力的下降,從而確保表面搭扣所需的整體連接力。輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)使用磁力、粘結(jié)劑的粘結(jié)力、真空吸力、緊密配合的機(jī)械連接力以及由金屬或樹(shù)脂組成的形狀記憶材料通過(guò)溫度變換而產(chǎn)生的變形力。這些可以單獨(dú)使用或?qū)⑺鼈冎械哪骋恍┙Y(jié)合使用。
如果使用磁力作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu),磁性金屬或磁性粉末結(jié)合或混合在纖維或紗線的一部分中,這些纖維和紗線在例如一纖維制表面搭扣中組成第一和第二表面搭扣件的各個(gè)基部材料,嚙合部分之間的嚙合力的降低通過(guò)磁力產(chǎn)生的基部材料自身的嚙合和脫離嚙合來(lái)得到補(bǔ)償。另外,在第一和第二表面搭扣的各個(gè)嚙合部分中可混合一種粉末狀磁性材料。或者,在第一和第二表面搭扣件的諸區(qū)域中互相相應(yīng)地設(shè)置形成有嚙合部分的區(qū)域和不形成嚙合部分的區(qū)域,磁體可分別置于不形成嚙合部分的區(qū)域中。通過(guò)放置磁性材料,在拉開(kāi)表面搭扣時(shí)所產(chǎn)生的音量強(qiáng)度減小,同時(shí)又確保所需的撕扯力。
根據(jù)實(shí)際應(yīng)用,磁性材料適當(dāng)?shù)貜膹V泛已知的鐵素體基硬磁性材料、鐵素體基軟磁性材料、金屬硬磁性材料和金屬軟磁性材料中選取。通常,表面搭扣的主要材料是合成樹(shù)脂,無(wú)論它是形成為纖維或模制品。這樣,磁性材料就不能以其原本的形式用作表面搭扣的合成部分。通常,在熱塑性合成樹(shù)脂中混合粉末狀磁性材料,然后通過(guò)熔融和紡紗或模制該混合材料來(lái)獲取所需的纖維或模制品?;蛘?,對(duì)一種包括永磁體的細(xì)金屬線材涂敷上合成樹(shù)脂,并在織造或針織基部材料的時(shí)候該織造或針織為經(jīng)紗/緯紗的一部分或針織紗線的一部分。在模制表面搭扣的情況下,在模制平基部材料的同時(shí)將它引入基部材料中。
較佳地,在注模(擠壓)的情況中,粉狀磁性材料的平均實(shí)際直徑在15到25μm的范圍內(nèi),以確保模制品的破裂強(qiáng)度;而在組成纖維制陽(yáng)嚙合部分的單絲情況中,為1到10μm的范圍內(nèi),以確保紡紗的穩(wěn)定性和所需的抗拉強(qiáng)度。考慮到可模制性、可紡紗性、不同種類(lèi)的強(qiáng)度和磁性效果,粉狀磁性材料的混合量相對(duì)于整個(gè)材料為5到90%的重量百分比,較佳地為20到70%的重量百分比。如果小于5%,作為表面搭扣的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)就無(wú)法得到所需的磁性效果(嚙合強(qiáng)度)。如果超出90%,就得不到穩(wěn)定的模制或紡紗,不同種類(lèi)的強(qiáng)度也不能承受實(shí)際的使用。在磁性線材的情況下,線材的直徑設(shè)定為1.0mm或更小而不論其截面形狀是圓形還是矩形。
雖然上述的例子使用永磁體作為磁體,當(dāng)本發(fā)明可以在表面搭扣的基部材料的一部分中放置一電磁線圈作為另一個(gè)使用磁力的例子,激勵(lì)該電磁線圈或使它處于非激勵(lì)狀態(tài),從而提高或降低表面搭扣整體的連接力。
雖然用于激勵(lì)電磁線圈的電源和用于接通或斷開(kāi)電源的開(kāi)關(guān)可以直接連接于表面搭扣件,但它們也可以連接在表面搭扣的安裝目標(biāo)上,比如衣服、尿布和手套上。一磁體連接在表面搭扣件的基部材料上與電磁線圈所連接的一匹配表面搭扣件相對(duì)應(yīng)的部分,或者電磁線圈也類(lèi)似地連接于其上。
作為連接電磁線圈的一個(gè)較佳的例子,在模制基部材料的同時(shí),一模制表面搭扣可與基部材料結(jié)合,從而初步形成為一線圈的金屬線材直接被埋入扁平基部材料。對(duì)于纖維制表面搭扣,在沿纖維制基部材料表面上不形成嚙合部分的區(qū)域織造基部材料的同時(shí),埋有線圈形線材的合成樹(shù)脂線材通過(guò)粘合、熔融或織造與基部材料連接并結(jié)為一體。在任何情況下,線圈形線材的兩端與一電源連接。
在使用粘結(jié)劑的粘結(jié)力作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的情況下,嚙合部分形成區(qū)和非形成區(qū)在對(duì)應(yīng)于第一和第二表面搭扣件的基部材料表面上形成,具有同嚙合部分基本相同高度的突起在非形成區(qū)中形成,從而在該表面上形成粘結(jié)劑層。通過(guò)利用粘結(jié)劑層之間的粘結(jié)力,粘結(jié)劑層的存在補(bǔ)償了由聲音抑制結(jié)構(gòu)引起的表面搭扣連接力的下降。同時(shí),表面搭扣可互相松開(kāi)而不會(huì)增加撕扯聲的聲級(jí)。粘結(jié)劑的例子包括三種類(lèi)型水溶型、溶劑型和熱熔融型。更具體地說(shuō),可使用丙烯酸基、橡膠基、尿烷基、硅酮基等。
當(dāng)使用真空吸力作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)時(shí),例如,在一個(gè)表面搭扣件的表面上形成吸盤(pán)來(lái)替代粘結(jié)劑層,在與匹配的表面搭扣件相應(yīng)的部分上形成被吸盤(pán)所吸附的光滑平面以替代粘結(jié)劑層。當(dāng)采用該輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)時(shí),通過(guò)利用吸盤(pán)和光滑平面之間的吸力來(lái)補(bǔ)償由聲音抑制結(jié)構(gòu)造成的連接力的下降。同時(shí),可以將表面搭扣松開(kāi)而不增加拉開(kāi)表面搭扣時(shí)的撕扯聲的聲級(jí)。組成吸盤(pán)和平表面的諸部分的材料的例子包括各種樹(shù)脂比如丙烯酸基、橡膠基、尿烷基、硅酮基以及粘結(jié)劑。對(duì)于吸盤(pán)的尺寸,最近開(kāi)發(fā)出微米級(jí)和納米級(jí)的,自然,這些尺寸的吸盤(pán)是可以采用的。
如果使用緊配合的機(jī)械連接力作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的話,在與第一和第二表面搭扣件的扁平基部材料的表面相對(duì)應(yīng)的部分的表面上形成一嚙合部分形成區(qū)和非形成區(qū),并且在非形成區(qū)中形成多個(gè)突起,它們形成為例如帶有互相可匹配的頭部的角錐形。緊配合所帶來(lái)的連接力補(bǔ)償了嚙合部分的連接力的不足,同時(shí)不增加表面搭扣松開(kāi)時(shí)的撕扯聲。
另外,通過(guò)利用形狀記憶材料根據(jù)溫度變化而變形時(shí)所產(chǎn)生的力可提高表面搭扣的連接力而不會(huì)增加撕扯聲。因此,如上所述,可以將形狀記憶材料用作靜音表面搭扣的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)。雖然形狀記憶材料包括鐵基記憶合金等以及Ti-Ni基合金和Cu-Zn-Al基合金,但在實(shí)際使用中通常使用Ti-Ni基合金作為形狀記憶材料。雖然已經(jīng)開(kāi)發(fā)出具有與形狀記憶合金相同特性的形狀記憶樹(shù)脂和纖維,但它們的應(yīng)用有限,因?yàn)樗鼈兏鶕?jù)溫度變化的硬度變化較小。形狀記憶樹(shù)脂和纖維材料的例子包括聚氨酯基、苯乙烯-丁二烯基、反式聚甲基丁二烯基和聚降冰片烯基。
形狀記憶材料具有這樣的特性在低于變形溫度的溫度下變形之后,在溫度上升到變化溫度或以上而變化之前,它會(huì)恢復(fù)到其原始形狀。當(dāng)溫度下降到變化溫度以下時(shí),硬度下降,從而其特性變得柔軟。然后,在回復(fù)到其原始形狀時(shí),不產(chǎn)生異常噪聲。如果將這一特性用于本發(fā)明的靜音表面搭扣的嚙合部分的一部分,通過(guò)在連接或撕扯表面搭扣的時(shí)候進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂?,在撕扯時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生聲級(jí)等于或高于由聲音抑制結(jié)構(gòu)所減少的聲音的聲音。另外,可以確保連接所需的嚙合強(qiáng)度。
即,當(dāng)鉤形嚙合部分在不高于變化溫度的圈境中嚙合時(shí),它們與相匹配的嚙合部分容易地嚙合,這是因?yàn)榘ㄐ螤钣洃洸牧系膰Ш喜糠秩彳浨铱勺冃危珖Ш狭苄?。然而,如果將溫度升高到變化溫度或更高,嚙合部分回?fù)到其原始的鉤形,其硬度也回復(fù)到原始的特性,這樣,連接力就提高了。如果在松開(kāi)時(shí)將表面搭扣置于低于變化溫度的圈境溫度,其硬度降低,特性變軟,從而嚙合部分變得容易變形,松開(kāi)的力下降。因此,由形狀記憶材料組成的嚙合部分容易地從匹配的嚙合部分上松開(kāi)而不產(chǎn)生噪音。
上述輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)可單獨(dú)使用或?qū)⑺鼈冎械囊恍┙Y(jié)合使用。
從以上的描述中可以理解,靜音表面搭扣具有上述聲音抑制結(jié)構(gòu)和輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)。這樣,即使由于采用聲音抑制結(jié)構(gòu)而使表面搭扣所需的連接強(qiáng)度不能得到保證,不僅表面搭扣所需的連接強(qiáng)度由輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)補(bǔ)償而且在拉開(kāi)表面搭扣時(shí)只產(chǎn)生由聲音抑制結(jié)構(gòu)所抑制的撕扯聲,這是因?yàn)檩o助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)可避免在松開(kāi)表面搭扣時(shí)產(chǎn)生噪音。因此只產(chǎn)生最大80dB的靜音。
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式是一種靜音表面搭扣,它包括一第一表面搭扣件,該第一表面搭扣件具有一體形成在纖維材料制的一第一扁平基部材料的一表面上的多個(gè)嚙合部分;以及一第二表面搭扣件,該第二表面搭扣件具有一體形成在纖維制的一第二扁平基部材料的一表面上的多個(gè)嚙合部分;第二表面搭扣件與第一表面搭扣件通過(guò)一平面連接,其特征在于,第一和第二表面搭扣件中的至少一個(gè)具有一聲音抑制結(jié)構(gòu),該聲音抑制結(jié)構(gòu)具有一較低的嚙合部分密度;以及一具有磁性的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu),該輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)將其自身與一匹配的部分連接,而在嚙合或脫離嚙合時(shí)不產(chǎn)生噪音,撕扯聲的聲級(jí)為80dB或更低。
在此情況下,嚙合部分密度較佳地為35(個(gè)/cm2)或更低。另外,利用磁性的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)較佳地為具有磁性的磁性線材。扁平基部材料具有由包括經(jīng)紗和緯紗的一織造結(jié)構(gòu)或一針織結(jié)構(gòu)組成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),且經(jīng)紗和/或緯紗包括具有磁性的磁性線材。此時(shí),磁性線材較佳地為具有磁性的一金屬線材或混合有磁性粉末的一樹(shù)脂纖維。更佳地,扁平基部材料通過(guò)吸引包括具有磁性的磁性線材的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)而互相磁性連接。另外,嚙合部分較佳地包括具有磁性的嚙合部分。
圖1是示意性示出靜音表面搭扣的一個(gè)例子的分解圖,該扣件中所有的第一和第二表面搭扣件都由纖維材料組成;圖2是示意性示出靜音表面搭扣的另一個(gè)例子的分解圖,該扣件中所有的第一和第二表面搭扣件都由纖維材料組成;圖3是示意性示出靜音表面搭扣的再一個(gè)例子的分解圖,該扣件中所有的第一和第二表面搭扣件都由纖維材料組成;圖4是示意性示出一個(gè)例子的分解圖;在這個(gè)例子中第一表面搭扣件是由合成樹(shù)脂制成的模制品,而第二表面搭扣件是纖維產(chǎn)品;圖5是示意性示出靜音表面搭扣的一個(gè)例子的分解圖,該扣件中所有的第一和第二表面搭扣件都由合成樹(shù)脂材料組成;圖6是示出該扣件的連接狀態(tài)的局部側(cè)視圖;圖7是示意性示出第一和第二表面搭扣件的嚙合部分形成區(qū)和非形成區(qū)的布置的一個(gè)例子的局部立體圖。
圖8是示意性示出另一個(gè)布置例子的局部立體圖;
圖9是示意性示出再一個(gè)布置例子的局部立體圖;圖10是示出當(dāng)將表面搭扣拉開(kāi)時(shí)所產(chǎn)生的撕扯聲的波形圖的說(shuō)明圖;圖11是示出以上波形的一部分的放大說(shuō)明圖;圖12是比較根據(jù)基部材料的種類(lèi)的撕扯聲的說(shuō)明圖;圖13是示意性示出有關(guān)表面搭扣的彎曲強(qiáng)度的說(shuō)明圖;圖14是示出表面搭扣的彎曲強(qiáng)度和撕扯聲之間關(guān)系的說(shuō)明圖;圖15是示出表面搭扣的彎曲強(qiáng)度和撕扯聲的高頻成分率之間關(guān)系的說(shuō)明圖;圖16是示出采用輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的靜音表面搭扣的第一個(gè)實(shí)施例的局部立體圖;圖17是示出該表面搭扣的分離狀態(tài)的截面圖;圖18是示出該表面搭扣的連接狀態(tài)的截面圖;圖19是示意性示出第一表面搭扣件的局部立體圖,其中將一種磁性線性材料一體織進(jìn)一基部材料中;圖20是示意性示出一第二表面搭扣件的立體圖,其中將一種磁性線性材料一體織進(jìn)一基部材料中;圖21是示出第二個(gè)實(shí)施例的靜音表面搭扣處于分離狀態(tài)的局部截面圖;圖22是局部示出該靜音表面搭扣的連接狀態(tài)的截面圖;圖23是示出應(yīng)用于本發(fā)明的靜音表面搭扣的第三個(gè)實(shí)施例的一個(gè)模制表面搭扣件的局部立體圖;圖24是局部示出扣件部分和第二扣件部分處于分離狀態(tài)的截面圖;圖25是局部示出該表面搭扣的連接狀態(tài)的截面圖;圖26是局部示出模制表面搭扣件的修改的立體圖;圖27是局部示出該模制表面搭扣件和第二表面搭扣件之間連接狀態(tài)的截面圖;圖28是局部示出本發(fā)明的表面搭扣的第四個(gè)實(shí)施例的立體圖,它具有磁性體的突起的第一個(gè)布置例子;圖29是局部示出上圖布置的第二個(gè)例子的立體圖;
圖30是局部示出磁性體突起布置的第一個(gè)例子的立體圖;圖31是局部示出以上布置的第二個(gè)例子的立體圖;圖32是局部示出了第四個(gè)實(shí)施例中具有輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的表面搭扣分離狀態(tài)時(shí)的截面圖;圖33是局部示出該表面搭扣的連接狀態(tài)的截面圖;圖34是局部示出使用電磁作為輔助嚙合和脫離嚙合手段的本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的一靜音表面搭扣的截面圖;圖35是局部示出其修改的截面圖;圖36是局部示出使用粘結(jié)劑作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例的一靜音表面搭扣分離狀態(tài)時(shí)的截面圖;圖37是局部示出該表面搭扣嚙合狀態(tài)的截面圖;圖38是局部示出根據(jù)其修改的一靜音表面搭扣分離狀態(tài)的截面圖;圖39是示出表面扣件的嚙合狀態(tài)的截面圖;圖40是局部示出使用機(jī)械嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的第七個(gè)實(shí)施例的一靜音表面搭扣分離狀態(tài)時(shí)的截面圖;圖41是局部示出該表面搭扣的連接狀態(tài)的截面圖;圖42是該表面搭扣的局部分解圖;圖43是局部示出使用吸盤(pán)作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的第八個(gè)實(shí)施例的一靜音表面搭扣分離狀態(tài)時(shí)的截面圖;圖44是局部示出該表面搭扣的連接狀態(tài)的截面圖;圖45是局部示出使用形狀記憶材料作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的第九個(gè)實(shí)施例的一靜音表面搭扣分離狀態(tài)時(shí)的截面圖;圖46是局部示出該表面搭扣的連接狀態(tài)的截面圖;圖47是局部示出其修改的說(shuō)明性視圖;圖48是結(jié)合使用磁力和粘結(jié)力作為輔助嚙合和脫離嚙合手段的一靜音表面搭扣的截面圖;圖49是結(jié)合使用磁力和配合力作為輔助嚙合和脫離嚙合手段的一靜音表面搭扣的截面圖;
圖50是結(jié)合使用磁力和一種形狀記憶材料的變形力作為輔助嚙合和脫離嚙合手段的一靜音表面搭扣的截面圖;圖51是結(jié)合使用磁力、粘結(jié)力和配合力作為輔助嚙合和脫離嚙合手段的一靜音表面搭扣的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將具體結(jié)合所示出的例子來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。注意到,在以下的描述中,同樣的標(biāo)號(hào)用于具有同樣功能的部分(表面搭扣1,第一和第二表面搭扣件10、20,扁平基部材料11、21)。
對(duì)于可應(yīng)用于本發(fā)明的典型的表面搭扣1,有一種由第一和第二纖維制表面搭扣件10、20組成的表面搭扣,如圖1所示,在將纖維制扁平基部材料11、21織造或針織進(jìn)入的同時(shí)將陽(yáng)和/或陰嚙合部分12a、22a織造或針織進(jìn)去。在此情況下,由單絲組成的鉤形陽(yáng)嚙合部分12a形成在第一表面搭扣件10的織造或針織織物的基部材料的表面上,而由單絲和復(fù)絲組成的圈形陰嚙合部分22a形成在第二表面搭扣件20的織造或針織織物的基部材料的表面上。
對(duì)于另一個(gè)表面搭扣1,有一種自嚙合型表面搭扣,如圖2所示,其中所有的扣件部分都由纖維組成,鉤形陽(yáng)嚙合部分12a和圈形陰嚙合部分22a混合在第一和第二表面搭扣件10、20的基部材料表面上,同時(shí)它們中的任何一個(gè)都可與自身嚙合或脫離嚙合。這一纖維制表面搭扣的陽(yáng)嚙合部分12a的形狀并不限于鉤形,而可以是蘑菇形或其修改,如圖3所示。通過(guò)將單絲織造或針織成進(jìn)入織造或針織織物內(nèi)的圈形的頂部切割并通過(guò)加熱將其末梢熔融,形成這一蘑菇形陽(yáng)嚙合部分12a。另外,圖3中所示的第二表面搭扣件20由非織造布組成。在此情況下,圈形陰嚙合部分22a通過(guò)將非織造布的合成纖維的一部分拉出而形成在該非織造布上。
本發(fā)明的表面搭扣1包括圖1和2所示的第一表面搭扣,其中,在第一表面搭扣件10中,由合成樹(shù)脂制成的扁平基部材料11以及從基部材料11上成一體地豎起的鉤形或蘑菇形陽(yáng)嚙合部分12b或者具有多種形狀(未示出)的陽(yáng)嚙合部分12b被模制成一體。合成樹(shù)脂制成的表面搭扣1包括一表面搭扣1,在該表面搭扣中第一和第二表面搭扣件10、20都具有蘑菇形嚙合部分11b、21b,它們?cè)诒馄交坎牧?1、21的一個(gè)表面上具有同樣的形狀,從而可以互相連接/分離,例如如圖3和6所示。
在以下的描述中,在第一和第二表面搭扣件10、20中,嚙合部分12、22的形成區(qū)A和非形成區(qū)B具有兩種結(jié)構(gòu)。即,在一個(gè)結(jié)構(gòu)中,在扁平基部材料11、21的一個(gè)表面上形成嚙合部分12、22的區(qū)域以及沒(méi)有形成嚙合部分的區(qū)域如圖7和8所示那樣按行交替排列,在另一個(gè)結(jié)構(gòu)中,形成嚙合部分12、22的區(qū)域由不形成嚙合部分的區(qū)域所包圍,從而形成嚙合部分12、22的區(qū)域的形式為格子,如圖9所示。
本發(fā)明的特征結(jié)構(gòu)在于在以上所述各種表面搭扣1的第一和第二表面搭扣件10、20中的至少一個(gè)中采用了聲音抑制手段,以及在于采用了一種可與一匹配部分嚙合或脫離嚙合而在嚙合和脫離嚙合時(shí)不會(huì)產(chǎn)生聲音的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu),從而補(bǔ)償一定量的表面搭扣嚙合強(qiáng)度的降低,該強(qiáng)度降低是由于采用了聲音抑制手段而產(chǎn)生的,從而通過(guò)同時(shí)使用這些結(jié)構(gòu)可以將表面搭扣1的撕扯聲抑制在80dB或更低的聲級(jí)。
在本發(fā)明中,聲音抑制手段對(duì)于纖維制表面搭扣和合成樹(shù)脂制表面搭扣是不同的。
在第一和第二表面搭扣件10、20的所有嚙合部分12、22都由纖維組成、并且由單絲和/或復(fù)絲組成的嚙合部分12、22一體形成在由織造織物、針織織物或非織造布組成的扁平基部材料11、21的表面上的表面搭扣1中,聲音抑制手段需要滿足以下條件(a)到(c)中的至少任意一項(xiàng)(a)陽(yáng)嚙合部分(12a、12b)的嚙合部分密度為35(個(gè)/cm2)或更小;(b)嚙合部分(12a、12b)的抗拉強(qiáng)度是2.5到5.0(cN/T),其彈性模數(shù)是19.0到38.0(cN/T);以及(c)第一和第二扁平基部材料(11、21)和/或嚙合部分(12、22)的表觀密度為0.5(g/cm3)。
另一方面,在這樣一體模制的表面搭扣中即該扣件具有一體形成在扁平基部材料11、21的表面上的陽(yáng)嚙合部分12b,而基部材料上的嚙合部分12、22通過(guò)合成樹(shù)脂模制而成,聲音抑制手段需要滿足以下條件(d)和(e)中的至少任意一項(xiàng)(d)陽(yáng)嚙合部分12b的嚙合部分密度小于250(個(gè)/cm2);以及(e)嚙合部分12b的抗拉強(qiáng)度是50(MPa)或更小,其彈性模數(shù)是1.1(GPa)或更小。
纖維制陽(yáng)嚙合部分的形狀包括鉤形、蘑菇形以及以上所述它們的修改形狀,且從基部材料11、21上豎起的嚙合部分12、22的柱形部分具有沿其縱向的特定截面形狀。另外,從柱形部分水平伸出的鉤形或蘑菇形的嚙合頭設(shè)置在柱形部分的頂部。通常,在纖維制表面搭扣中,將使用作為表面搭扣的最細(xì)的單絲的纖維類(lèi)單絲限制在330T。如果用該尺寸要得到可以承受實(shí)際應(yīng)用的嚙合強(qiáng)度,需要通過(guò)增加單位面積上的嚙合部分?jǐn)?shù)量(嚙合部分密度)來(lái)增加嚙合率。認(rèn)為普通產(chǎn)品的最小嚙合部分密度是36個(gè)/cm2,這比本發(fā)明的要求(a)中的上限35個(gè)/cm2要大。如果設(shè)定小于這一嚙合部分密度的密度,同時(shí)又使用更細(xì)的單絲,那么就無(wú)法達(dá)到可承受實(shí)際應(yīng)用的嚙合強(qiáng)度。然而,從抑制聲音的觀點(diǎn)來(lái)看,在撕扯時(shí)產(chǎn)生的表面搭扣音量強(qiáng)度隨著嚙合部分密度的降低而降低。
談及圖1到6所示的表面搭扣,那些圖1、2和4中所顯示的具有相同的密度,這一密度通常設(shè)定得小于置于第一和第二表面搭扣件10、20上的陰/陽(yáng)嚙合部分12a、22a的嚙合部分密度。在圖3和5所示的第一和第二表面搭扣件10、20中,將陽(yáng)嚙合部分12a的嚙合部分密度設(shè)定得大大小于陰嚙合部分22a的嚙合部分密度。
對(duì)于本發(fā)明的抑制聲音的要求(b)中關(guān)于纖維制嚙合部分12a、22a的抗拉強(qiáng)度和彈性模數(shù),在撕扯表面搭扣時(shí)產(chǎn)生的音量強(qiáng)度隨著這些值的減小而降低。對(duì)于使用被認(rèn)為是通常用作表面搭扣的最細(xì)的330T單絲的嚙合部分,其抗拉強(qiáng)度是5.09(cN/T),彈性模數(shù)為38.8(cN/T)。因此,為了將音量強(qiáng)度抑制在使用通常被認(rèn)為是最細(xì)的纖維制嚙合部分12a、22a的表面搭扣的撕扯聲音以下,嚙合部分12a、22a每個(gè)的抗拉強(qiáng)度就需要小于5.09(cN/T),而其彈性模數(shù)要小于38.8(cN/T)。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例,對(duì)于纖維制嚙合部分12a、22a,將抗拉強(qiáng)度設(shè)為2.5到5.0(cN/T),彈性模數(shù)設(shè)為19.0到38.0(cN/T)。如果抗拉強(qiáng)度小于2.5(cN/T),由于其抗拉強(qiáng)度過(guò)小,在輕微的撕扯力的作用下嚙合部分就會(huì)被切斷,從而它就無(wú)法承受實(shí)際應(yīng)用。另外,如果抗拉強(qiáng)度超過(guò)5.0(cN/T),雖然這與彈性模數(shù)有關(guān),但在撕扯時(shí)產(chǎn)生的音量強(qiáng)度還是超出80dB,這不是可取的。另一方面,如果彈性模數(shù)小于19.0(cN/T),那么所希望的嚙合強(qiáng)度就會(huì)明顯下降,從而即使同時(shí)采用了輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu),還是達(dá)不到表面搭扣所需的撕扯力。
通過(guò)控制纖維(單絲或單根纖維)的拉伸比和冷卻率可以將抗拉強(qiáng)度和彈性模數(shù)調(diào)節(jié)到所需的值。另外,通過(guò)材料的選擇可控制本發(fā)明的纖維制嚙合部分12a、22a的塑性。例如,對(duì)于聚酰胺基纖維,從尼龍6、尼龍66、尼龍610到尼龍11塑性順次下降。聚丙烯纖維比尼龍纖維要硬。
如果本發(fā)明中抑制聲音的條件(c)中的第一和第二扁平基部材料的表觀密度為0.5g/cm3或更小,那么在撕扯該表面搭扣時(shí)所產(chǎn)生的音量強(qiáng)度會(huì)大大降低。較佳地,將互相連接在一起的各個(gè)纖維制表面搭扣件的基部材料各自的表觀密度設(shè)定為0.5g/cm3或更小,且每個(gè)基部材料在其整個(gè)表面上具有基本均一的纖維密度。具有基本均一的纖維密度的扁平基部材料指經(jīng)紗/緯紗密度或者縱行密度和橫列密度在織造織物或針織織物的整個(gè)表面上均一的多種織造/針織織物,或者是纖維孔隙率基本均勻分布的多種非織造布。由于將基本材料的表觀密度設(shè)為0.5g/cm3或更小,因此可以提供多層織造/針織結(jié)構(gòu),在這種結(jié)構(gòu)中可將至少一個(gè)表面搭扣件的基部材料織造或針織成多層結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的聲音抑制原理之一在于減少會(huì)振動(dòng)的基部材料的面積,從而通過(guò)減少單位體積的基部材料重量來(lái)降低振動(dòng)向空氣的傳播效率,也就是通過(guò)減少表觀密度來(lái)降低基部材料自身的振動(dòng)傳播能力,即通過(guò)減小揚(yáng)聲筒的尺寸來(lái)抑制向空氣傳播振動(dòng)的效率。作為減小基部材料振動(dòng)傳播率的具體方法,一種將織造/針織結(jié)構(gòu)中的紗線構(gòu)造成彎曲結(jié)構(gòu)而非直線結(jié)構(gòu)的方法是有效的。此外,如果將基部材料的密度設(shè)定得較低會(huì)產(chǎn)生效果,在將表觀密度設(shè)定為0.5g/cm3或更低時(shí)尤其如此。
可以將基本材料的振動(dòng)分解開(kāi),視為橫波和縱波。橫波是與紗線的縱向成直角的振動(dòng)。通過(guò)與周?chē)喚€和背部涂層材料之間的摩擦很容易衰減這一振動(dòng)。另外,如果設(shè)置任何一種用于衰減振動(dòng)的阻尼材料,可以更有效地衰減它。另一方面,縱波是沿紗線的縱向振動(dòng)的波。這種波的傳播速度取決于紗線的累積彈性模數(shù),其衰減取決于損失彈性模數(shù)。通常,累積彈性模數(shù)和損失彈性模數(shù)之比在室溫下大約為10∶1,而在室溫下的阻尼并沒(méi)有這么大。將紗線彎曲的方法對(duì)于衰減縱波是有效的??v波的一部分能量被這種彎曲轉(zhuǎn)化為橫波,每次當(dāng)紗線彎曲時(shí)都能迅速衰減縱波。為了加強(qiáng)阻尼效應(yīng),可以希望將彎曲角設(shè)定為90°或更大。
對(duì)于象平紋組織結(jié)構(gòu)的紗線彎曲較小的結(jié)構(gòu),振動(dòng)在較寬范圍內(nèi)散播,不受衰減。另一方面,對(duì)于針織結(jié)構(gòu)的紗線頻繁彎曲的結(jié)構(gòu),振動(dòng)由于紗線的彎曲而被衰減,從而將振動(dòng)限制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。然而,如果織造/針織結(jié)構(gòu)的表觀比重為0.5g/cm3或更小,兩種結(jié)構(gòu)都可產(chǎn)生較大的效果。
尤其是對(duì)于膨松紗來(lái)說(shuō),這一效果更顯著。如果使用膨松紗或加捻紗來(lái)形成膨松的基部材料,那么在聲波振動(dòng)傳播時(shí)的損失增加,從而噪音達(dá)到的范圍縮小,因此抑制聲音的產(chǎn)生。通過(guò)使用混合具有較高粘彈性、特別高的鞣制增量的材料組成的纖維的紗線作為基部材料的合成紗線,可以使通過(guò)基部材料傳播的聲波衰減,從而使振動(dòng)范圍變窄,由此抑制聲音的產(chǎn)生。
表1示出了對(duì)應(yīng)于纖維制表面搭扣的扁平基部材料的表觀密度的在撕扯時(shí)產(chǎn)生的音量的差別。表中的“音量強(qiáng)度”表示用離表面搭扣65mm安裝的拾音器測(cè)得的撕扯表面搭扣時(shí)所產(chǎn)生的聲級(jí)。對(duì)于樣本的基部材料結(jié)構(gòu),使用具有普通密織圖形的平紋織物(I)、具有表1所示的縱行密度(根/cm)和橫列密度(根/cm)的經(jīng)編針織物、以及具有表1所示經(jīng)/緯紗密度(根/cm)的平紋織帶(II)。平紋織物(I)的表觀密度是0.55(g/cm3),經(jīng)編針織物的表觀密度是0.45(g/cm3),而平紋織物(II)的表觀密度是0.5(g/cm3)。
此處所提到的縱行密度是指沿橫列方向的單位長(zhǎng)度(1cm)上縱行的數(shù)量,橫列密度是指沿縱行方向的單位長(zhǎng)度(1cm)上橫列的數(shù)量。此外,經(jīng)紗密度指沿織物的寬度方向的單位長(zhǎng)度(1cm)上經(jīng)紗的數(shù)量,緯紗密度指沿織物的縱向的單位長(zhǎng)度(1cm)上緯紗的數(shù)量或放置的緯紗數(shù)量。
表1
從表1中明顯看出,可以理解的是,在由普通的平紋織物(I)組成的基部材料中,音量是94(dB),即該音量大大高于具有普通針織密度的產(chǎn)品或具有較低密度的平紋織物(II)的音量。這表示當(dāng)使用織造織物作為表面搭扣的基部材料時(shí),降低織造密度可抑制在撕扯時(shí)所產(chǎn)生的異常聲音,另外,使用針織物通??梢种坡曇舻漠a(chǎn)生。對(duì)于針織產(chǎn)品,合成紗線較大程度的彎曲是抑制撕扯時(shí)所產(chǎn)生的異常聲音的一個(gè)因素。因此,通過(guò)采用織造結(jié)構(gòu)作為基部材料可使表觀密度和紗線彎曲的效果顯現(xiàn),從而降低所產(chǎn)生的聲音。
根據(jù)本發(fā)明人進(jìn)行的其它室內(nèi)試驗(yàn),顯然,如果在使用針織品作為基部材料時(shí)假設(shè)單位長(zhǎng)度中縱行的循圈次數(shù)(數(shù)量)為NW、單位長(zhǎng)度中橫列的循圈次數(shù)(數(shù)量)為NC/cm,那么試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)NW+NC為大于或等于5.9并小于或等于29.0時(shí)可以顯著降低撕扯聲音。
如果使用織物作為基部材料,在這樣的一種情況下可以滿足上述條件,即對(duì)于織造密度,將緯紗密度設(shè)為18.0根/cm或更小,將經(jīng)紗密度設(shè)為37.5根/cm或更小,將緯紗的尺寸設(shè)為140到300旦,將經(jīng)紗的尺寸設(shè)為140到300旦,且將作為嚙合部分的合成紗線的圈形紗線設(shè)為450旦。通過(guò)調(diào)整合成紗的膨松度可有效降低密度,而且可以使用加捻紗。加捻紗本身具有膨松度,因此織造/針織織物就變得膨松,從而降低其密度。
同樣,當(dāng)采用非織造布作為本發(fā)明的扁平基部材料時(shí),通過(guò)調(diào)整其單位重量(Metsuke)或接結(jié)線的數(shù)量將表觀密度設(shè)為0.5(g/cm3)或更低。對(duì)于非織造布,不會(huì)產(chǎn)生這么大的撕扯聲,因?yàn)槠浜铣衫w維各自獨(dú)立。另外,除了如上所述調(diào)整織造/針織密度以外,還可通過(guò)一種用接結(jié)線層一體地壓疊的多層織物來(lái)將基部材料的表觀密度調(diào)整到0.50(g/cm3)或更低。
根據(jù)本發(fā)明人所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),在表觀密度都超過(guò)0.5g/cm3的陽(yáng)/陰表面搭扣件10、20的組合中,在撕扯時(shí)產(chǎn)生的聲級(jí)超出93dB,這是耳朵不愉快的很大的噪聲。另一方面,當(dāng)陽(yáng)/陰表面搭扣部分10、20的一個(gè)表面搭扣件10的表觀密度被設(shè)定為0.5g/cm3或更低,同時(shí)將另一個(gè)表面搭扣件20的表觀密度設(shè)定為大于0.5g/cm3,表面搭扣件10、20的組合提供最低為86dB的聲級(jí)。相反,當(dāng)表觀密度都為0.5g/cm3或更低的表面搭扣件10、20相結(jié)合時(shí),撕扯時(shí)產(chǎn)生的聲級(jí)明顯地降低到74dB,這不會(huì)傷害耳朵的極低的聲音。
當(dāng)嚙合部分為根據(jù)本實(shí)施例的合成樹(shù)脂制成的產(chǎn)品時(shí),要考慮前述的聲音抑制條件(d)。這樣的產(chǎn)品具有十分小且特別的嚙合頭,單個(gè)嚙合部分無(wú)法確保達(dá)到足夠的嚙合強(qiáng)度。如果要確保完全達(dá)到足夠的嚙合強(qiáng)度,雖然可以將嚙合部分密度調(diào)整到250個(gè)/cm2以上,但嚙合部分密度較佳地為250個(gè)/cm2或更少,對(duì)于具有普通形狀和尺寸的嚙合部分,具體是在20到150個(gè)/cm2。如果要降低撕扯時(shí)所產(chǎn)生的音量,并確??沙惺軐?shí)際應(yīng)用的嚙合強(qiáng)度,那么嚙合部分的密度需要是20到100個(gè)/cm2。
對(duì)于這一嚙合部分密度,如圖1、2和4所示,無(wú)論是纖維制的還是合成樹(shù)脂制的,第一和第二表面搭扣件10、20任何一個(gè)的嚙合部分密度可在上述的范圍中,或者第一和第二表面搭扣件10、20中只有一個(gè)的嚙合部分密度可在哪個(gè)范圍中。
另一方面,作為上述聲音抑制條件(e)中的合成樹(shù)脂制成的嚙合部分的抗拉強(qiáng)度為聚丙烯為34到42MPa;尼龍基樹(shù)脂為50到84MPa;聚乙烯為7到38MPa。它們的彈性模數(shù)分別為1.1到1.4GPa、1.0到3.0GPa和0.4到1.0GPa。
根據(jù)本發(fā)明,將抗拉強(qiáng)度設(shè)為50MPa或更低,較佳地設(shè)為17到34MPa。同時(shí),將彈性模數(shù)設(shè)為1.1GPa或更低,較佳地設(shè)為0.2到1.1GPa。為了保持這一50MPa或更低的抗拉強(qiáng)度,較佳地采用聚乙烯,通過(guò)改變成分,聚丙烯基或尼龍基也可用來(lái)保證所需的強(qiáng)度。另外,在模制的時(shí)候,強(qiáng)度和彈性模數(shù)的增長(zhǎng)受到迅速冷卻的抑制。
如果抗拉強(qiáng)度超出50Mpa,雖然還與匹配的陰嚙合部分相關(guān),撕扯聲的聲級(jí)還是會(huì)超出80dB,而如果小于17MPa,嚙合強(qiáng)度大大降低,無(wú)法承受實(shí)際使用。如果彈性模數(shù)超出1.1GPa,嚙合部分變硬,其嚙合強(qiáng)度也增加,從而在撕扯表面搭扣時(shí)所產(chǎn)生的音量強(qiáng)度也增加。此外,如果彈性模數(shù)小于0.2GPa,嚙合部分太軟,無(wú)法得到所需的嚙合強(qiáng)度。在此情況下,即使設(shè)置了輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu),該嚙合部分也難以用于實(shí)際使用。
另外,作為無(wú)論是纖維制還是合成樹(shù)脂制的聲音抑制結(jié)構(gòu)之一,本發(fā)明可包括將在100Hz到15000Hz范圍內(nèi)進(jìn)行傅立葉變換的撕扯聲的聲譜為100Hz到3000Hz的區(qū)域的面積S1和在100Hz到15000Hz范圍內(nèi)進(jìn)行傅立葉變換的撕扯聲的聲譜為3000Hz到15000Hz的區(qū)域的面積S2的比率(S1/S2)設(shè)定為0.4或更大。雖然可以將這說(shuō)成減少不令人舒服的噪聲的方法而不是抑制聲音的方法,但本說(shuō)明書(shū)將調(diào)整所產(chǎn)生的聲音的頻率作為一種聲音抑制的方法。
當(dāng)表面搭扣被拉開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的聲音由圖10所示的波形組成。從圖中可以理解,此時(shí)所產(chǎn)生的聲音是不連續(xù)的、尖銳的而且很快衰減。圖11是一個(gè)放大的聲音波形。從該圖中可以理解,單個(gè)撕扯聲是具有高頻率且瞬間衰減、即在僅0.1秒內(nèi)衰減的聲音。典型地,這樣的聲音對(duì)于耳朵來(lái)說(shuō)是不愉快的。如果將高頻組分從這些聲音中去掉,聲波的質(zhì)量就會(huì)改變,變成柔和的聲音。
圖12示出了對(duì)表2所示的一樣品的撕扯聲的測(cè)量結(jié)果。為了此時(shí)進(jìn)行測(cè)量,將一個(gè)拾聲器安裝在離纖維制表面搭扣65mm的地方,從而在撕扯時(shí)測(cè)量所產(chǎn)生的聲音。對(duì)于表中所示的基部織物結(jié)構(gòu),普通的產(chǎn)品(織物)是與平紋織物類(lèi)似的織物。表中的普通產(chǎn)品(起絨織物)是起絨的織物。另一方面,針織物由經(jīng)編結(jié)構(gòu)組成,其表觀密度較低,從而由于針織結(jié)構(gòu)而使合成紗線大大彎曲。當(dāng)采用針織結(jié)構(gòu)的時(shí)候,表觀密度和紗線彎曲的效果協(xié)同顯現(xiàn),從而將所產(chǎn)生的聲音顯著地轉(zhuǎn)換到低音側(cè)。
當(dāng)對(duì)撕扯表面搭扣時(shí)所產(chǎn)生的聲音頻率為3000Hz或更低的組分積分所得到的面積為S1,設(shè)對(duì)頻率為3000Hz或更高的組分積分所得到的面積為S2時(shí),比率S1/S2的值被稱(chēng)為高頻組分率。如果這個(gè)高頻組分率為0.4或更高,就不會(huì)覺(jué)得該聲音是不令人舒服的聲音了。圖12所示的每一試樣的高頻組分率為普通織物為0.164,起絨織物為0.204,針織物為1.075。聲譜的最大組分是普通產(chǎn)品(織物)為5330Hz,普通產(chǎn)品(起絨織物)為3070Hz,針織物為420Hz。對(duì)于針織物,它的撕扯聲聽(tīng)起來(lái)是低音,而且比其它的樣品聽(tīng)起來(lái)要舒服。
表2
根據(jù)本發(fā)明,通過(guò)降低表面搭扣基部織物的密度以使基部織物變得柔軟、從而減少基部織物的彈性模數(shù)以降低高頻組分的振動(dòng)傳播,可將所產(chǎn)生的聲音可靠地轉(zhuǎn)化為低頻側(cè)。作為降低基部織物的高音的振動(dòng)傳播的方法,采用將組成基部織物的紗線盡可能大地彎曲而不直線放置的結(jié)構(gòu)是有效的。降低基部織物的密度,特別是將表觀密度設(shè)定到0.5g/cm3或更低會(huì)更有效。
振動(dòng)被分成橫波和縱波,而彎曲紗線的方法對(duì)于衰減縱波是有效的??v波的一部分能量通過(guò)彎曲而被轉(zhuǎn)化成橫波,從而每次將紗線彎曲時(shí)都能使縱波迅速衰減。為了提高這一衰減效果,希望彎曲角度為90°或更大。對(duì)于象平紋織物這樣紗線的彎曲較小的織造結(jié)構(gòu),振動(dòng)沒(méi)有衰減而是廣泛傳播。另一方面,象針織結(jié)構(gòu)這樣紗線大大彎曲的結(jié)構(gòu),通過(guò)紗線的彎曲使振動(dòng)衰減,從而使振動(dòng)停留在較小的范圍內(nèi)。
具體來(lái)說(shuō),當(dāng)紗線是膨松的時(shí)候效果較好。當(dāng)織造/針織結(jié)構(gòu)的表觀密度為0.5g/cm3或更小時(shí),衰減效果也很好。如果彈性模數(shù)較高,特征頻率位于高音側(cè),如果彈性模數(shù)較低,則特征頻率轉(zhuǎn)換到低音側(cè)。對(duì)于表面搭扣的基部織物,如果基部織物較硬,則產(chǎn)生高音,如果基部織物較軟,則產(chǎn)生低音。上述彎曲紗線或降低密度的方法對(duì)于使表面搭扣的基部織物變軟是有效的,由此可有效地將所產(chǎn)生的聲音轉(zhuǎn)換到低音側(cè)。
用KES Kato Tech Co.,Ltd制造的純彎曲試驗(yàn)機(jī)KES-F2可以得到形式為彎曲所需的力的表面搭扣件的基部織物的硬度。KES-F2機(jī)如圖13所示的那樣致動(dòng)。固定夾盤(pán)100和可運(yùn)動(dòng)夾盤(pán)200以預(yù)定的間隔放置,被固定夾盤(pán)100和可運(yùn)動(dòng)夾盤(pán)200夾在當(dāng)中的樣本隨著可運(yùn)動(dòng)夾盤(pán)200沿具有特定曲率的軌道運(yùn)動(dòng)使而被彎曲。也就是說(shuō),可運(yùn)動(dòng)夾盤(pán)200運(yùn)動(dòng),同時(shí)擺動(dòng)其柄部以保持預(yù)定的曲率。這時(shí)可以測(cè)得的樣本最小曲率是4mm。根據(jù)這樣的方法,通過(guò)獲取在曲率為4.0mm時(shí)施加在固定夾盤(pán)100上的轉(zhuǎn)矩可以估算基部織物的塑性。通過(guò)將樣本彎曲到180°來(lái)獲取樣本的彎曲強(qiáng)度。將數(shù)據(jù)寬度(data width)轉(zhuǎn)換25mm,對(duì)每25mm的彎曲強(qiáng)度進(jìn)行了比較。
對(duì)于陽(yáng)和陰表面搭扣件,它們的嚙合部分被削去,根據(jù)上述的方法來(lái)測(cè)量基部織物的彎曲強(qiáng)度。對(duì)于彎曲強(qiáng)度,得到了測(cè)得的陽(yáng)和陰表面搭扣件的基部織物的值的和。所產(chǎn)生的聲音由離樣本65mm放置的噪聲計(jì)來(lái)測(cè)量。如圖14所示,結(jié)果顯示,隨著彎曲強(qiáng)度的增加,所產(chǎn)生的噪聲也加強(qiáng)。普通表面搭扣的彎曲強(qiáng)度的和是46gf·cm/2.5cm,在撕扯時(shí)產(chǎn)生的噪聲是95dB。相反,如果將基部織物的彎曲強(qiáng)度的和設(shè)為19gf·cm/2.5cm,則所產(chǎn)生的噪聲降低到75dB。從這樣的關(guān)系中,顯然,如果它是可以取得10dB這一可清楚區(qū)分聲音類(lèi)型的下降點(diǎn)的36gf·cm/2.5cm,那么基部織物的彎曲的總和是足夠了。
雖然在彎曲強(qiáng)度為46gf·cm/2.5cm時(shí)、撕扯時(shí)所產(chǎn)生的聲音經(jīng)傅立葉變換后所得到的聲譜的主峰大約為3670Hz,但它被轉(zhuǎn)換到最高為775Hz的低溫側(cè),并且在彎曲強(qiáng)度為19gf·cm/2.5cm時(shí)下降。圖15顯示,雖然高頻組分率(A/B)在46gf·cm/2.5cm時(shí)為0.29,但在19gf·cm/2.5cm時(shí)為0.67。從圖中可以認(rèn)為,彎曲強(qiáng)度和高頻組分率之間的關(guān)系是線性的。
但這個(gè)高頻組分率為0.4時(shí),彎曲強(qiáng)度為36gf·cm/2.5cm。顯然,如果本發(fā)明的所說(shuō)的高頻組分率為0.4或更大、即彎曲強(qiáng)度為36gf·cm/2.5cm或更小時(shí),可以在撕扯表面搭扣時(shí)防止任何令人不舒服的聲音產(chǎn)生。另外,從圖13中可以理解,如果彎曲強(qiáng)度為36gf·cm/2.5cm或更小,撕扯聲的音量與普通產(chǎn)品的相比較下降了10dB或更多,從而可以感覺(jué)到所產(chǎn)生的聲音減小了。
通過(guò)彎曲紗線以在它們之間設(shè)置間隙,高頻組分迅速衰減,只剩下低頻組分。這樣,在中心的高頻被轉(zhuǎn)換到低頻側(cè)。另外,這樣的基部織物是完全柔軟的,因其彈性模數(shù)較低,其特征振動(dòng)基本上被轉(zhuǎn)換到低頻側(cè)。
通過(guò)單獨(dú)采用各個(gè)聲音抑制條件(a)到(e)以及上述關(guān)于頻率的要求或?qū)⑺鼈冞m當(dāng)結(jié)合,上述聲音抑制方法可將撕扯表面搭扣1時(shí)所產(chǎn)生的音量強(qiáng)度減低到80dB或更低。然而,如果要采用這樣的聲音抑制方法,表面搭扣1的連接強(qiáng)度、換句話說(shuō)即所需的撕扯強(qiáng)度下降得太多,如果不采取其它措施的話很難保證表面搭扣所要求的強(qiáng)度。
通過(guò)單獨(dú)采用各個(gè)聲音抑制條件(a)到(e)以及上述關(guān)于頻率的要求或?qū)⑺鼈冞m當(dāng)結(jié)合,上述聲音抑制方法可將撕扯表面搭扣1時(shí)所產(chǎn)生的音量強(qiáng)度減低到80dB或更低。然而,如果要采用這樣的聲音抑制方法,表面搭扣1的連接強(qiáng)度、換句話說(shuō)即所需的撕扯強(qiáng)度下降得太多,如果不采取其它措施的話很難保證表面搭扣所要求的強(qiáng)度。
這樣,本發(fā)明包括一種輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)以補(bǔ)償表面搭扣1以及聲音抑制結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度。當(dāng)連接狀態(tài)下使用輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)時(shí),該輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)具有足夠補(bǔ)償與采用聲音抑制手段的表面搭扣1的連接強(qiáng)度下降相對(duì)應(yīng)的量的嚙合強(qiáng)度。此外,當(dāng)表面搭扣1被拉開(kāi)時(shí),輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)不會(huì)因被分離而產(chǎn)生聲音。
將嚙合附圖具體描述采用輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的靜音表面搭扣的一個(gè)典型實(shí)施例。圖16到35示出了使用電磁力作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)30的一些實(shí)施例。
圖16示出了一個(gè)第一和第二表面搭扣件10、20完全由纖維組成的表面搭扣1。在圖中,表面搭扣1被繪制成磁性線材31較粗且暴露在形成有由織造或針織物組成的扁平基部材料11(21)的嚙合部分12(22)的表面上。然而,事實(shí)上,如圖17到22、24和25所示,磁性線材31是細(xì)得足夠可以作為緯紗的一部分同其它緯紗一起被織造或針織進(jìn)扁平基部材料11(21)、或者可以被埋入合成樹(shù)脂扁平基部材料11(21)中的線性材料。
根據(jù)圖16到18所示的第一個(gè)實(shí)施例,磁性線材31被織造進(jìn)不形成嚙合部分12a、22a的非形成區(qū)B,區(qū)域B存在于第一和第二表面搭扣件10、20的各個(gè)扁平基部材料11、21中。在此情況下,沒(méi)有對(duì)由單絲組成的鉤形雄嚙合部分和由復(fù)絲組成的圈形雌嚙合部分采用具體的聲音抑制嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)。磁性線材31的例子包括由一種通過(guò)將磁性金屬直接制成線材并經(jīng)磁性處理而制成的永磁體組成的金屬線材,以及通過(guò)將合成樹(shù)脂材料的單絲與具有磁性的粉末混合而成的樹(shù)脂線材?;ハ啻判晕母鱾€(gè)磁性線材31可以有磁性或沒(méi)有磁性。如果兩者都有磁性,需要向它們提供磁極相反的磁性。對(duì)于以下所述的實(shí)施例是一樣的。同時(shí),對(duì)于金屬線材,從強(qiáng)度和外表來(lái)看,其周邊表面較佳地涂有樹(shù)脂。
圖19和20顯示出具有上述磁性線材31的纖維制表面搭扣件10、20的典型結(jié)構(gòu)的例子。本發(fā)明并不限于這些附圖中所示的結(jié)構(gòu)。在圖19和20中,為了便于理解,將各個(gè)絲線之間的間隔放大顯示。然而,事實(shí)上,這些絲線互相間更加靠近,且并不具有圖中所示的相對(duì)尺寸。
圖19示出了第一表面搭扣件10具有織造結(jié)構(gòu)的情況。從該圖中可以理解,第一表面搭扣件10的基本結(jié)構(gòu)是平紋織造結(jié)構(gòu)。在此情況下,兩根紗線作為一根緯紗2,對(duì)于經(jīng)紗,每五根普通經(jīng)紗3同四根磁性線材31互相交替地布置。在普通的三根經(jīng)紗3中,一根經(jīng)紗3a由用來(lái)形成嚙合部分12a的單絲組成。當(dāng)經(jīng)紗3a跨過(guò)緯紗2時(shí),它同時(shí)斜向跨過(guò)兩根經(jīng)紗3,潛入下一根緯紗2的下方,然后斜向跨回下一根緯紗2的上方、跨過(guò)兩根經(jīng)紗3,然后重復(fù)這一操作。經(jīng)紗3a在斜向跨過(guò)緯紗2和經(jīng)紗3時(shí)形成圈。在接下來(lái)的切割步驟中將該圈部分割開(kāi),從而形成鉤形雄嚙合部分12a。
另一方面,圖20所示的第二表面搭扣件20具有經(jīng)編結(jié)構(gòu)。其針織結(jié)構(gòu)是三種結(jié)構(gòu)的結(jié)合0-0/1-1的鏈?zhǔn)结樋?chain knitting)結(jié)構(gòu)、0-0/2-2的經(jīng)平組織針織結(jié)構(gòu)以及0-1/1-0的經(jīng)編嵌花針織(warp in-laid knitting)結(jié)構(gòu)。在此情況下,鏈?zhǔn)结樋椉?以及經(jīng)平組織針織紗5一般為復(fù)絲紗,而經(jīng)編嵌花針織線是磁性線材31。此處,將一針圈針織進(jìn)毗鄰的諸縱行之間,從而以曲折形纏繞。連接諸毗鄰縱行的針圖形成為以圈的形式暴露在表面上。在以下的步驟中,通過(guò)摩擦等將這一圈形部分與諸單根纖維分開(kāi),然后轉(zhuǎn)向到雌嚙合部分22a。在這一所示出的例子中,磁性線材31沿所有的縱行存在。
如圖18所示,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)實(shí)施例中的表面搭扣1連接時(shí),第一表面搭扣件10的雄嚙合部分12a和第二表面搭扣件20的雌嚙合部分22a互相嚙合,被織造入進(jìn)扁平基部材料11、21的相應(yīng)部分中的磁性線材31互相磁性吸引,從而它們的基部材料互相連接。當(dāng)這一表面搭扣1從其連接狀態(tài)分開(kāi)時(shí),互相嚙合的嚙合部分12a、22a互相脫離嚙合,產(chǎn)生輕微的聲音,而作為另一個(gè)嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的磁性線材31互相脫離嚙合而不產(chǎn)生聲音因此,當(dāng)將表面搭扣拉開(kāi)時(shí),只產(chǎn)生伴隨著采用聲音抑制結(jié)構(gòu)的嚙合部分12a和22a之間的脫離嚙合的聲音。
根據(jù)圖21和22所示的第二個(gè)實(shí)施例,第一表面搭扣件10具有同第一個(gè)實(shí)施例一樣的結(jié)構(gòu),而第二表面搭扣件20具有由其扁平基部材料21的整個(gè)單側(cè)上的復(fù)絲組成的圈形雌嚙合部分22a。諸如金屬的磁性粉末混合在這一雌嚙合部分22a中??紤]到磁性和纖維紡紗性能,將所混合的粉末數(shù)量適當(dāng)?shù)卮_定為5到90重量百分比。
現(xiàn)在,如果第一表面搭扣件10和第二表面搭扣件20通過(guò)一平面連接,雄嚙合部分12a和雌嚙合部分22a以與普通的嚙合部分相同的方式互相嚙合。同時(shí),織造進(jìn)入第一表面搭扣件10的基部材料11的磁性線材31吸引相應(yīng)的帶有磁性的圈形雌嚙合部分22a并與之連接。當(dāng)拉開(kāi)嚙合著的表面搭扣1時(shí),雖然在諸普通嚙合部分之間的嚙合松開(kāi)時(shí)有輕微的聲音,但磁性線材31與圈形雌嚙合部分之間的磁性嚙合被松開(kāi)而沒(méi)有產(chǎn)生任何聲音。這樣,在撕扯時(shí)只產(chǎn)生與普通表面搭扣相比非常低的80dB或更低的聲音。
圖23到25示出了本發(fā)明的表面搭扣1的第三個(gè)實(shí)施例。第一表面搭扣件10被構(gòu)造成鉤形嚙合部分12b與扁平基部材料11一起由一種合成樹(shù)脂一體形成,而第二表面搭扣件20具有與第一個(gè)實(shí)施例一樣的結(jié)構(gòu)。這里,使用一種普通的樹(shù)脂材料作為第一表面搭扣件10的基部材料11,在其嚙合部分12b中混合有磁性粉末。此時(shí),嚙合部分12b的尺寸與普通的模制表面搭扣的嚙合部分一樣,其嚙合部分密度也被設(shè)成非常小的值,即80個(gè)/cm2。
根據(jù)該實(shí)施例,第一表面搭扣件10的扁平基部材料11和嚙合部分12有不同的樹(shù)脂材料制成。因此,如果在制造時(shí)采用注模的方法,雖然沒(méi)有示出,但要準(zhǔn)備一基部材料注模機(jī)和一嚙合部分注模機(jī),向基部材料注模機(jī)供應(yīng)一種普通樹(shù)脂材料,并將該材料揉和并熔化。向嚙合部分注模機(jī)供應(yīng)一種普通樹(shù)脂材料和磁性粉末,并將它們捏制并熔化。個(gè)熔化樹(shù)脂通過(guò)流道被注射到各個(gè)澆口,從而模制基部材料和嚙合部分,而且同時(shí)可以形成兩種顏色的部分。當(dāng)然,也可以通過(guò)擠壓來(lái)進(jìn)行連續(xù)成形。在這一情況下,在將一種基部材料模制樹(shù)脂擠到一旋轉(zhuǎn)筒的周邊表面上之前,通過(guò)向形成在旋轉(zhuǎn)筒的周邊表面上的多個(gè)嚙合部分模制腔擠壓材料而形成混合有磁性粉末的嚙合部分。此后,扁平基部材料可以由擠到旋轉(zhuǎn)筒的周邊表面上的普通熔融樹(shù)脂材料連續(xù)形成,從而它可與嚙合部分的末梢部分熔合。
在以這種方法由合成樹(shù)脂一體模制的第一表面搭扣件10以及完全由纖維組成的第二表面搭扣件20所組成的本實(shí)施例的靜音表面搭扣1中,第一表面搭扣件10的混合有磁性粉末的雄嚙合部分12b與第二表面搭扣件20的由復(fù)絲組成的圈狀雌嚙合部分22a嚙合,同時(shí),嚙合部分12b和被織造進(jìn)入第二表面搭扣件20的扁平基部材料21中的磁性線材31互相吸引并互相連接。在此情況下,雖然磁性粉末和磁性線材31可具有不同磁極的磁性,但僅對(duì)它們中的一個(gè)提供磁性。
當(dāng)處于連接狀態(tài)的表面搭扣1的第一和第二表面搭扣件10、20被拉開(kāi)時(shí),通過(guò)降低嚙合部分的密度作為聲音抑制手段,將嚙合部分12b、22a被分開(kāi)時(shí)所產(chǎn)生的聲音降低到與普通狀況相比要小得多的值上,同時(shí),連接強(qiáng)度有磁性連接所補(bǔ)償,從而第一和第二表面搭扣件10、20的撕扯聲被抑制到80dB或更低,所需的撕扯強(qiáng)度也得到保證。
雖然圖23中所示的雄嚙合部分12b設(shè)有簡(jiǎn)單的鉤形并整個(gè)都混合有磁性粉末,但例如圖26中所示的具有復(fù)雜形狀的鉤形嚙合部分12b可通過(guò)在其一部分上混合磁性粉末而形成。該附圖中所示的雄嚙合部分12b包括鉤形嚙合部分主體12b-1,在垂直于鉤形頭部分的延伸方向的右側(cè)或左側(cè)上形成為山形、具有同嚙合部分主體12b-1的高度相同的高度的第一加強(qiáng)肋12b-2,形成為山形、具有第一加強(qiáng)肋12b-2的1/3高度的第二加強(qiáng)肋12b-3,以及具有同第二加強(qiáng)肋12b-3相同的形狀并置于第一加強(qiáng)肋12b-2的外側(cè)面上的第三加強(qiáng)肋12b-4。這樣,具有同嚙合部分主體12b-1相同的高度的第一加強(qiáng)肋含有磁性粉末。
當(dāng)在扁平基部材料11上一體形成有具有這樣的形狀的鉤形嚙合部分12b的第一表面搭扣件10以及圖24所示的第二表面搭扣件20互相嚙合時(shí),第一表面搭扣件10的雄嚙合部分12b的較高的第一加強(qiáng)肋12b-2與第二表面搭扣件20的磁性線材31通過(guò)磁性吸引連接,同時(shí),將第一表面搭扣件10的嚙合部分主體12b-1的鉤形部分嚙合在形成第二表面搭扣件20的雌嚙合部分22a的區(qū)域中。在這個(gè)例子中,第一和第二表面搭扣的連接力主要取決于如圖27所示的磁力。然而,通過(guò)改變雌嚙合部分22a的高度,其部分由第一表面搭扣件10的嚙合部分主體12b-1的鉤子鉤住,從而可在鉤子和圈之間提供連接力,由此加強(qiáng)第一和第二表面搭扣件10、20之間的連接力。
圖28到31示出了本發(fā)明的靜音表面搭扣1的第四個(gè)實(shí)施例。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例,塊體33和突起34設(shè)置在形成在第一和第二表面搭扣件10、20的基部材料11、21上的嚙合部分12、22的形成區(qū)A和/或非形成區(qū)B中。這些塊體和突起由合成樹(shù)脂形成。較佳地,它們由諸如聚乙烯之類(lèi)的軟合成樹(shù)脂制成。通過(guò)將磁性材料直接混合進(jìn)塊體33和突起34中為第一和第二表面搭扣件10、20提供磁性,或者如圖32和33所示,通過(guò)用粘結(jié)、熔融或涂層的方式將磁片35結(jié)合在塊體33或突起34的表面上。同時(shí),將塊體33或突起34從扁平基部材料升起的高度設(shè)置為等于或低于周邊的嚙合部分12、22的高度。
如圖28和29所示,多個(gè)突起34形成為互相交叉或在具有格子狀嚙合部分形成區(qū)A的第一和第二表面搭扣件10、20的嚙合部分12、22所形成的表面上平行布置。在圖30和31所示的例子中,在扁平基部材料11、21的相同表面上以預(yù)定的間隔分散設(shè)置有多個(gè)塊體33。多個(gè)塊體33和突起34的布置間隔取決于同聲音抑制結(jié)構(gòu)的關(guān)系。塊體33的形狀可任意確定,圖30和31中所示的例子采用矩形板塊體33a以及圓形塊體33b。
當(dāng)在纖維制扁平基部材料11、21上設(shè)置塊體33和突起34時(shí),它們可以通過(guò)直接模制在各個(gè)表面搭扣件10、20的表面上而一體形成,不論該區(qū)域是嚙合部分12和/或嚙合部分22的形成區(qū)或非形成區(qū),嚙合部分12、22形成在這兩個(gè)表面搭扣件上。雖然沒(méi)有示出,但根據(jù)其制造方法,將各個(gè)沒(méi)有塊體33或突起34的表面搭扣件10、20放置在具有可容納第一和第二表面搭扣件10、20的下模的底面上。此后,下模與具有多個(gè)腔的上模合攏,這些空腔用于在表面搭扣件10、20的一部分表面上模制塊體33和突起34。
此時(shí),需要留出圍繞在上模和下模中形成于各個(gè)表面搭扣件10、20的表面上的多個(gè)嚙合部分12、22的一部分的空間。當(dāng)不必?fù)?dān)心嚙合部分12、22會(huì)由于模制時(shí)的模具溫度而變形時(shí),留出的某些嚙合部分12、22會(huì)被上模的腔的周?chē)糠謮嚎坑谙履5牡酌鏀D壓。
另一方面,當(dāng)嚙合部分12b、22b在合成樹(shù)脂制成的基部材料11、21的表面上一體形成時(shí),即使在模制時(shí)是用注?;驍D壓模制,塊體33或突起34也可同時(shí)一體模制而成。
圖34示出了本發(fā)明的靜音表面搭扣1的第五個(gè)實(shí)施例。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例,如圖32所示,由合成樹(shù)脂制成的第一突起34突出地設(shè)置在第一表面搭扣件10的纖維制基部材料11的區(qū)域中,在該區(qū)域中沒(méi)有由單絲組成的鉤狀嚙合部分形成。將金屬磁性線材制成的線圈36埋在突起34中。線圈36的兩端與諸如電池之類(lèi)的動(dòng)力源37通過(guò)開(kāi)關(guān)(未示出)連接。
另一方面,由合成樹(shù)脂制成的第二突起38突出地設(shè)置在第二表面搭扣件20的纖維制基部材料21的區(qū)域中,該區(qū)域同第一表面搭扣件10的突起34相應(yīng)。在這些突起38之間形成多個(gè)圈形嚙合部分22a,從而形成嚙合部分形成區(qū)A。在突起38中混合有磁性粉末。
當(dāng)?shù)谝缓偷诙砻娲羁奂?0、20的嚙合部分12、22互相壓靠時(shí),嚙合部分12、22互相嚙合,從而零件10、20互相連接。將第一和第二表面搭扣件10、20的嚙合部分密度設(shè)定得小于普通的部分,基部材料11、21的表觀密度設(shè)定為0.5g/cm3或更低。因此,兩零件10、20的連接力小于普通的表面搭扣。如果將上述的開(kāi)關(guān)合上,單向直流電流過(guò)線圈,從而產(chǎn)生磁力線,因此第一突起34吸引混合有磁性材料的第二突起38,兩者都互相緊緊連接。
當(dāng)打開(kāi)該開(kāi)關(guān)以松開(kāi)第一和第二表面搭扣件10、20之間的連接時(shí),由于沒(méi)有電流流向線圈,磁力線消失,第一和第二突起34、38之間通過(guò)磁性吸引的連接松開(kāi)。結(jié)果,第一和第二表面搭扣件10、20的連接可以安靜地松開(kāi),由該聲音抑制結(jié)構(gòu)所抑制的撕扯聲級(jí)為80dB。
雖然根據(jù)這個(gè)實(shí)施例,當(dāng)?shù)谝缓偷诙砻娲羁奂?0、20連接或松開(kāi)時(shí),電源37合上/斷開(kāi),但電源37可保持合上。在此情況下,第一和第二表面搭扣件10、20的連接力在它們連接的同時(shí)變?yōu)槠胀ǖ倪B接力,撕扯的阻力在分離時(shí)增加。然而,類(lèi)似地,在撕扯時(shí)產(chǎn)生的撕扯聲級(jí)保持在80dB或更小。
圖35示出了對(duì)第五個(gè)實(shí)施例的修改。根據(jù)這一修改,第二表面搭扣件20的基部材料由一種纖維材料構(gòu)成。在織造或針織扁平基部材料21從而形成圈形嚙合部分22的同時(shí)將其中包括磁性線材或混合有磁性粉末的第一線性材料39織造或針織進(jìn)入扁平基部材料21中,且線性材料38的兩端與電源37連接。另一方面,在第一表面搭扣件10中,扁平基部材料11由纖維織物或針織物組成。當(dāng)織造或針織它時(shí),混合有磁性線材或磁性粉末的第二線性材料40被織造或針織成圈形。在織造或針織第二線性材料40之后,圈的一部分被切割,從而形成鉤形嚙合部分12a。還是根據(jù)這一修改,當(dāng)電源合上時(shí),磁力線產(chǎn)生,從而第一和第二表面搭扣件10、20之間的連接力得到加強(qiáng),從而將撕扯時(shí)的撕扯聲級(jí)抑制在80dB或更低的聲級(jí)。
圖36到39示出了使用粘合劑作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的靜音表面搭扣1的第六個(gè)實(shí)施例及其修改。根據(jù)附圖36和37中所示的第六個(gè)實(shí)施例,多個(gè)突起34突出地平行設(shè)置于如圖32所示的第一和第二表面搭扣件10、20的由纖維材料組成的基部材料11、21上不形成嚙合部分的區(qū)域B中。根據(jù)這一實(shí)施例,粘結(jié)劑層41通過(guò)覆蓋在突起34的頂面上而形成。突起34的頂面形成為不均勻的面,從而增加粘結(jié)劑層41和突起34之間的粘結(jié)面積。
另一方面,根據(jù)圖38和39所示的對(duì)第六個(gè)實(shí)施例的修改,厚織物部分42沿非形成區(qū)B形成,非形成區(qū)B在其毗鄰的形成嚙合部分12、22的格子狀形成區(qū)A之間,嚙合部分12、22以例如山脊形形成在第一和第二表面搭扣件10、20的由織造或針織物組成的基部材料11、21中。例如,這一厚織物部分42可通過(guò)使用比其它紗線粗的紗線作為經(jīng)紗(經(jīng)編紗)置于厚織物部分42中而形成。根據(jù)這一修改,通過(guò)模制等的方法在厚織物部分42的頂面上形成合成樹(shù)脂層43,厚織物部分42的厚度得到增加。然后,粘結(jié)劑層41以與第六個(gè)實(shí)施例相同的方式形成在合成樹(shù)脂層43的表面上。
即使當(dāng)使用粘結(jié)劑作為本發(fā)明的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)時(shí),可以用與第一到第五個(gè)實(shí)施例中相同的方法來(lái)補(bǔ)償因本發(fā)明的聲音抑制結(jié)構(gòu)而降低的第一和第二表面搭扣件10、20的連接力。同時(shí),當(dāng)?shù)谝缓偷诙砻娲羁奂?0、20被互相拉開(kāi)時(shí),它們拉開(kāi)時(shí)的撕扯聲可以很小,而輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生任何分離聲。
圖40到42示出了本發(fā)明的采用所謂的機(jī)械嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的靜音表面搭扣1的第七個(gè)實(shí)施例。雄/雌嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)44形成在第一和第二表面搭扣件10、20的基部材料的相對(duì)表面上的嚙合部分非形成區(qū)B中。嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)44由合成樹(shù)脂材料形成,并通過(guò)粘結(jié)劑連接或熔接(包括模制)突出地設(shè)置在基部材料11、21的表面上。將嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)44從基部材料處升起的高度設(shè)置成在連接時(shí)足夠保持嚙合部分12a、22a之間的嚙合狀態(tài)的高度。如圖40和42所示,雄/雌嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)44包括為具有頭部的角錐形的多個(gè)雄嚙合和脫離嚙合部分44a,以及各自具有可將相應(yīng)的雄嚙合和脫離嚙合部分44a緊密配合進(jìn)的凹陷形的雌嚙合和脫離嚙合部分44b。如圖42所示,將各個(gè)連接的雌嚙合和脫離嚙合部分44b置于一基質(zhì)上,從而使它們一體地連接。
當(dāng)具有這樣的結(jié)構(gòu)的第一和第二表面搭扣件10、20連接時(shí),第一和第二表面搭扣件10、20的嚙合部分12a、22a互相嚙合,同時(shí)各個(gè)雄嚙合和脫離嚙合部分44a與相應(yīng)的雌嚙合和脫離嚙合部分44b相配合,如圖41所示。由于它們之間的摩擦力,雄嚙合和脫離嚙合部分44a和雌嚙合和脫離嚙合部分44b不會(huì)輕易地松開(kāi)。因此,雄嚙合和脫離嚙合部分44a和雌嚙合和脫離嚙合部分44b由一種作為合成材料的硬的或軟的合成樹(shù)脂泡沫體形成。如果將一種磁化粉末材料混合進(jìn)雄嚙合和脫離嚙合部分44a和雌嚙合和脫離嚙合部分44b中的一方,同時(shí)在其它一些中混入磁性材料,以便使用磁力,那么可以使用一種具有平滑表面的普通合成樹(shù)脂模制體來(lái)替代泡沫體。
第七個(gè)實(shí)施例的第一和第二表面搭扣件10、20具有可以承受同第一到第六個(gè)實(shí)施例相同的實(shí)際使用的連接力,在撕扯時(shí)只產(chǎn)生由聲音抑制結(jié)構(gòu)所抑制的較低聲級(jí)的撕扯聲。
圖43和44示出了本發(fā)明使用一種真空吸力的靜音表面搭扣的第八個(gè)實(shí)施例,它是機(jī)械輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例,多個(gè)吸盤(pán)45形成在第一表面搭扣件10的嚙合部分非形成區(qū)B中,具有光滑表面的吸附板46突出地設(shè)置在第二表面搭扣件20上相應(yīng)的嚙合部分非形成區(qū)B中,吸盤(pán)45吸附在該吸附板46上。將吸盤(pán)45和吸附板46從扁平基部材料11、21伸出的高度設(shè)置為可使第一嚙合部分12a和第二嚙合部分22a在互相吸附時(shí)嚙合。
對(duì)于這樣的結(jié)構(gòu),當(dāng)?shù)谝缓偷诙砻娲羁奂?0、20通過(guò)一平面互相連接時(shí),第一嚙合部分12a和第二嚙合部分22a互相嚙合,同時(shí)相對(duì)應(yīng)的吸盤(pán)45和吸附板46通過(guò)真空互相吸附,從而獲得所需的連接力。當(dāng)?shù)谝槐砻娲羁奂?0和第二表面搭扣件20從連接狀態(tài)分開(kāi)時(shí),吸盤(pán)45和吸附板46互相分離而不產(chǎn)生聲音,只有采用了聲音抑制結(jié)構(gòu)的第一和第二嚙合部分12a、22a的分離所產(chǎn)生的聲音,從而聲級(jí)不會(huì)達(dá)到耳朵無(wú)法忍受的水平。
圖45到47示出了采用了形狀記憶功能作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)及其修改的本發(fā)明的表面搭扣1的第九個(gè)實(shí)施例。根據(jù)圖45和46所示的第九個(gè)實(shí)施例,具有普通鉤形的雄嚙合部分12a通過(guò)將普通的單絲織造或針織進(jìn)纖維制第一表面搭扣件10的基部材料表面中而以35個(gè)/cm2的嚙合部分密度形成。同時(shí),第三嚙合部分47通過(guò)織造或針織形狀記憶線材而形成。
形狀記憶線材可以使用的例子包括例如Ti-Ni基合金、Cu-Zn-Al基合金或Cu-Al-Ni基合金的形狀記憶線材,以及諸如聚氨酯基、苯乙烯-丁二烯基、反式聚甲基丁二烯基和聚降冰片烯基的合成樹(shù)脂線材。當(dāng)使用金屬線材時(shí),較佳地,表面上涂覆有合成樹(shù)脂,從而保證耐用性和安全性。
由形狀記憶線材組成的第三嚙合部分47包括一對(duì)線性突起47a,它們的末端向著如圖46所示的它們互相接觸的方向彎曲成L形,該末端用熱方法設(shè)定為接觸狀態(tài)。當(dāng)它在使用時(shí)被放置在一個(gè)圈境溫度中(不低于變化溫度)時(shí),它保持形狀。也就是說(shuō),將變化溫度設(shè)在使用時(shí)的圈境溫度范圍內(nèi)。另一方面,當(dāng)將它放置在圈境溫度低于變化溫度的圈境中時(shí),線性突起47a變得更有塑性,從而容易變形,由此如圖45所示,末端很容易地分開(kāi)。
另一方面,除了采用上述聲音抑制結(jié)構(gòu)以外,不對(duì)第二表面搭扣件20施加特定的工藝,在其扁平基部材料21的表面上只形成普通的圈形第二嚙合部分22a。當(dāng)要將第一表面搭扣件10與第二表面搭扣件20連接時(shí),圈境溫度跌到變化溫度或更低。結(jié)果,第三嚙合部分47的塑性得到加強(qiáng),從而該對(duì)圈形線性突起47a在連接時(shí)通過(guò)壓力而分開(kāi),而圈形嚙合部分22a通過(guò)間隙進(jìn)入該對(duì)線性突起47a之間。此時(shí),普通的鉤形嚙合部分12a和圈形嚙合部分22a互相嚙合。
將圈境溫度調(diào)整到靜音表面搭扣1的使用溫度。該溫度是連接時(shí)的變化溫度或更高,該對(duì)線性突起47a的末端回復(fù)到其原始形狀,即使末端可互相接觸的形狀,且硬度也得到加強(qiáng),從而形成完整的圈形。這樣,阻止進(jìn)入該對(duì)線性突起47a之間的第二表面搭扣件20的嚙合部分22a輕易地松開(kāi),從而確??赡苡捎诼曇粢种平Y(jié)構(gòu)而下降的連接強(qiáng)度。
為了將第一和第二表面搭扣件10、20互相松開(kāi),將表面搭扣件10、20的溫度通過(guò)冷卻而降低到變化溫度或更低。第三嚙合部分47的塑性通過(guò)這一冷卻而得到加強(qiáng),從而使第三嚙合部分47易于變形。因此,當(dāng)進(jìn)行分離表面搭扣1的操作時(shí),與第三嚙合部分47連接的圈形嚙合部分22a可以輕易地松開(kāi)而不會(huì)產(chǎn)生分離聲音。這樣,當(dāng)進(jìn)行靜音表面搭扣1的分離操作時(shí),可以將它安靜地分開(kāi)而不會(huì)產(chǎn)生超過(guò)聲音抑制結(jié)構(gòu)所達(dá)到的80dB的撕扯聲。
圖47示出了對(duì)第九個(gè)實(shí)施例的修改。在該修改中,一種形狀記憶材料49被用作鉤形嚙合部分12a。對(duì)于這一形狀記憶材料49,以上述實(shí)施例相同的方法采用一種形狀記憶金屬或合成樹(shù)脂。在以與上述實(shí)施例相同的方法使用表面搭扣時(shí),將變化溫度設(shè)為圈境溫度。如果該溫度低于變化溫度,則塑性得到加強(qiáng),從而表面搭扣變得容易變形,如圖47A所示。如果溫度高于變化溫度,則表面搭扣回復(fù)到如圖47B所示的原來(lái)的鉤形,同時(shí),其硬度得到加強(qiáng)。因此,與鉤形嚙合部分22a的嚙合力增加。
圖48到51示出了對(duì)本發(fā)明的表面搭扣1進(jìn)行的多種修改,它們將第一個(gè)到第九個(gè)實(shí)施例的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)中的一些結(jié)合使用。在這些修改中,同樣的標(biāo)號(hào)還是用于基本相同的部分。如果簡(jiǎn)單地解釋每幅附圖的話,圖48的修改同時(shí)使用磁力和粘結(jié)力作為輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖49所示的修改,將磁力和配合力結(jié)合用作輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)。圖50所示的修改結(jié)合使用磁力和形狀記憶材料的變形力。圖51所示的修改將磁力、粘結(jié)力和配合力三部分結(jié)合使用。
權(quán)利要求
1.一種表面搭扣(1)包括一第一表面搭扣件(10),該第一表面搭扣件具有在一第一扁平基部材料(11)的一表面上的多個(gè)嚙合部分(12);以及一第二表面搭扣件(20),該第二表面搭扣件具有在一第二扁平基部材料(21)的一表面上的多個(gè)嚙合部分(22);第二表面搭扣件(20)與第一表面搭扣件(10)通過(guò)一平面連接;其特征在于,第一和第二表面搭扣件(10、20)中的至少一個(gè)具有聲音抑制結(jié)構(gòu)以及與一匹配的部分嚙合和脫離嚙合而不會(huì)在嚙合和脫離嚙合的時(shí)候產(chǎn)生噪音的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu);以及撕扯噪聲的聲級(jí)為80dB或更低。
2.如權(quán)利要求1所述的靜音表面搭扣,其特征在于,第一和第二表面搭扣件(10、20)都是纖維制品。
3.如權(quán)利要求1所述的靜音表面搭扣,其特征在于,第一和第二表面搭扣件(10、20)都包括一合成樹(shù)脂模制品。
4.如權(quán)利要求1所述的靜音表面搭扣,其特征在于,第一表面搭扣件(10)包括一合成樹(shù)脂模制品,第二表面搭扣件(20)是一纖維制品。
5.如權(quán)利要求2或4所述的靜音表面搭扣,其特征在于,諸嚙合部分(12、22)為一體形成在由一纖維材料制成的扁平基部材料(11、21)的諸表面上的嚙合部分(12a、22a);以及聲音抑制結(jié)構(gòu)滿足以下諸要求(a)到(c)的至少任意一個(gè)(a)諸嚙合部分(12a、22a)的嚙合部分密度為35(個(gè)/cm2)或更低;(b)諸嚙合部分(12a、22a)的抗拉強(qiáng)度是2.5到5.0(cN/T),諸嚙合部分(12a、22a)的彈性模數(shù)是19.0到38.0(cN/T);以及(c)第一和第二扁平基部材料(11、21)的表觀密度為0.5(g/cm3)。
6.如權(quán)利要求3或4所述的靜音表面搭扣,其特征在于,諸嚙合部分(12、22)為一體形成在由合成樹(shù)脂材料模制而成的諸扁平基部材料(11)的諸表面上的諸嚙合部分(12b、22b);以及聲音抑制結(jié)構(gòu)至少滿足以下任意一要求(d)和(e)(d)諸嚙合部分(12b、22b)的嚙合部分密度為250(個(gè)/cm2)或更??;以及(e)諸嚙合部分(12b、22b)的抗拉強(qiáng)度是50(MPa)或更小,諸嚙合部分(12b、22b)彈性模數(shù)是1.1(GPa)或更小。
7.如權(quán)利要求5或6所述的靜音表面搭扣,其特征在于,聲音抑制結(jié)構(gòu)包括一因素,這一因素是在100Hz到15000Hz范圍內(nèi)進(jìn)行傅立葉變換的撕扯噪聲的聲譜為100Hz到3000Hz的區(qū)域的面積A和在100Hz到15000Hz范圍內(nèi)進(jìn)行傅立葉變換的撕扯噪聲的聲譜為3000Hz到15000Hz的區(qū)域的面積B之間的比值(A/B)為0.4或更大。
8.如權(quán)利要求1到7中的任意一項(xiàng)所述的靜音表面搭扣,其特征在于,輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)是采用機(jī)械、粘結(jié)、吸附、配合和溫度變化、或者它們的結(jié)合中的任意一種的嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求2、4或5所述的靜音表面搭扣,其特征在于,由纖維制成的各個(gè)扁平基部材料(11、21)為一纖維織物、一纖維針織物或一非織造布。
10.如權(quán)利要求1所述的靜音表面搭扣,其特征在于,第一和第二表面搭扣件(10、20)的各個(gè)嚙合部分(12、22)具有一鉤形、一蘑菇形或它們的修改形狀。
11.一種表面搭扣(1)包括一第一表面搭扣件(10),該第一表面搭扣件具有一體形成在一纖維材料制的一第一扁平基部材料(11)的一表面上的多個(gè)嚙合部分(12);以及一第二表面搭扣件(20),該第二表面搭扣件具有一體形成在一纖維材料制的一第二扁平基部材料(21)的一表面上的多個(gè)嚙合部分(22);第二表面搭扣件(20)與第一表面搭扣件(10)通過(guò)一平面連接;其特征在于,第一和第二表面搭扣件(10、20)中的至少一個(gè)具有聲音抑制結(jié)構(gòu),該聲音抑制結(jié)構(gòu)中的諸嚙合部分密度較低;以及具有磁性的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu),該輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)將其自身與一匹配的部分連接,而在嚙合或脫離嚙合時(shí)不產(chǎn)生噪音;以及撕扯噪聲的聲級(jí)為80dB或更低。
12.如權(quán)利要求11所述的靜音表面搭扣,其特征在于,諸嚙合部分的密度是35(個(gè)/cm2)或更低。
13.如權(quán)利要求11或12所述的靜音表面搭扣,其特征在于,采用磁性的輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)為具有磁性的一磁性線材。
14.如權(quán)利要求13所述的靜音表面搭扣,其特征在于,各個(gè)扁平基部材料(11、21)為由包括經(jīng)紗和緯紗的一織造結(jié)構(gòu)或針織結(jié)構(gòu)組成的一基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),且經(jīng)紗和/或緯紗包括具有磁性的磁性線材。
15.如權(quán)利要求14所述的靜音表面搭扣,其特征在于,各個(gè)扁平基部材料(11、21)通過(guò)磁性吸引包括具有磁性的磁性線材的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)而互相連接。
16.如權(quán)利要求11或12所述的靜音表面搭扣,其特征在于,各個(gè)嚙合部分(12、22)包括具有磁性的諸嚙合部分(12、22)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種靜音表面搭扣,其中該表面搭扣設(shè)置有聲音抑制結(jié)構(gòu)和輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu),從而即使由于采用聲音抑制結(jié)構(gòu)而無(wú)法達(dá)到表面搭扣(1)所需的連接強(qiáng)度,不僅表面搭扣(1)所需的連接強(qiáng)度由輔助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)所補(bǔ)償,而且在撕扯表面搭扣時(shí)只產(chǎn)生由聲音抑制結(jié)構(gòu)所抑制的撕扯聲,這是因?yàn)檩o助嚙合和脫離嚙合結(jié)構(gòu)在表面搭扣的嚙合被松開(kāi)時(shí)不產(chǎn)生噪音,因此只產(chǎn)生最大為80dB的安靜的聲音。
文檔編號(hào)A44B18/00GK1838897SQ0382709
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2003年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月18日
發(fā)明者水原久佳, 姿知成 申請(qǐng)人:Ykk株式會(huì)社