DE10065819C1 - Verfahren zum Herstellen von Haftverschlussteilen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von HaftverschlussteilenInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Herstellen von Haftverschlußteilen, bei dem ein Trägerelement (1) in zumindest einem Teilbereich seiner Oberfläche mit aus deren Ebene hervorstehenden Haftverschlußelementen (3) versehen wird, indem ein die Haftverschlußelemente bildendes Kunststoffmaterial auf das Trägerelement (1) aufgebracht wird, werden die Haftverschlußelemente (3) zumindest in einem Teilbereich formwerkzeugfrei ausgebildet, indem das Kunststoffmaterial mittels mindestens einer Auftragevorrichtung (9) in aufeinanderfolgend abgegebenen Tröpfchen abgelagert wird.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Haftver
schlußteilen, bei dem ein Trägerelement in zumindest einem Teilbereich
seiner Oberfläche mit aus deren Ebene hervorstehenden Haftverschlußele
menten versehen wird, indem ein die Haftverschlußelemente bildendes
Kunststoffmaterial auf das Trägerelement aufgebracht wird.
Ein Verfahren dieser Art ist bereits aus der DE 198 28 856 C1 bekannt. Die
Durchführung des bekannten Verfahrens gestaltet sich insbesondere dann
verhältnismäßig aufwendig, wenn Haftverschlußteile hergestellt werden
sollen, bei denen die Haftverschlußelemente in sehr hoher Packungsdichte
angeordnet und kleinformatig ausgebildet sind. Dies ist beispielsweise bei
der Herstellung sogenannter Mikro-Haftverschlüsse der Fall, bei denen die
Haftverschlußelemente in Form von Stengeln mit endseitigen Verdickungen
oder seitlichen Vorsprüngen in sehr hohen Packungsdichten von beispiels
weise 200 oder mehr Haftverschlußelementen pro cm2 vorgesehen sind.
Um die endseitige Gestaltung der Stengel in gewünschter Weise auszubil
den, sind Formwerkzeuge in der Art von Siebwalzen erforderlich. Wegen
der sehr großen Anzahl der Öffnungen des Siebes, die durch Ätzen, Galva
nisieren oder mittels Laserbearbeitung hergestellt werden können, ergeben
sich hohe Herstellungskosten.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Auf
gabe, ein Verfahren aufzuzeigen, das eine besonders wirtschaftliche Her
stellung von Haftverschlußteilen mit in hoher Packungsdichte angeordneten
Haftverschlußelementen mit verschiedenartigster, jeweils gewünschter
Formgebung ermöglicht.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfin
dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Haftverschlußelemente zumindest in
einem Teilbereich formwerkzeugfrei ausgebildet werden, indem das Kunst
stoffmaterial mittels mindestens einer Auftragevorrichtung in auf
einanderfolgend abgegebenen Tröpfchen abgelagert wird. Vorzugsweise können die Orte der
Ablagerung der Tröpfchen im Hinblick auf die Form der jeweils auszubil
denden Haftverschlußelemente dreidimensional gewählt werden.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Aufbau der Haftverschlußelemente aus
einzelnen, feinsten Tröpfchen, die an ausgewählten Orten nacheinander
abgelagert werden, ermöglicht die Ausbildung der Haftverschlußelemente
in beliebiger Gestaltung, in praktisch beliebig kleinen Formatgrößen und in
den gewünscht hohen Packungsdichten, ohne daß eine entsprechend auf
wendige Ausbildung von Formwerkzeugen erforderlich wäre. So lassen sich
durch Steuerung der Orte der Ablagerung der Tröpfchen, was durch ent
sprechende Relativbewegungen zwischen Ablagevorrichtung und Träger
element, vorzugsweise rechnergesteuert, erfolgt, ohne Schwierigkeiten
nicht nur die in der oben erwähnten DE 198 28 856 C1 gezeigten Formen
von Haftverschlußelementen ausbilden, wie Stengel mit Pilzköpfen, mit
sternförmigen Köpfen und dergleichen, sondern auch Formen, die mit übli
chen Formwerkzeugen kaum oder gar nicht realisierbar wären, etwa
Schlaufen, Haken oder Anker, also Formen, die wegen vorhandener Hinterschneidungen
aus einem Formwerkzeug schlecht oder überhaupt nicht aus
formbar wären.
Vorzugsweise wird eine Auftragevorrichtung mit mindestens einer Düse
verwendet, aus der das Kunststoffmaterial mit einer Tröpfchengröße von
wenigen Pikolitern versprüht wird. Derartige Düseneinrichtungen können
für das Ausschleudern des flüssigen Kunststoffmaterials piezoelektrisch oder
elektrothermisch betätigbar sein. Vorzugsweise besteht das Kunststoffmate
rial aus Acrylat, das nach Ablagern jedes Tröpfchens oder einer Gruppe von
Tröpfchen ausgehärtet wird, beispielsweise durch elektromagnetische Strah
lung indem man den Ablagerungsort einer UV-Strahlung aussetzt, oder
durch eine chemische Reaktion. Das Kunststoffmaterial kann jedoch auch
ein Thermoplast sein, der durch Abkühlen erstarrt.
Der Aufbau der Haftverschlußelemente läßt sich mit hoher Arbeitsge
schwindigkeit durchführen, weil das Aufsprühen aufeinanderfolgender
Tröpfchen mit hoher Taktgeschwindigkeit erfolgen kann. Bei rechnerge
steuertem Betrieb lassen sich ohne weiteres Taktfrequenzen von mehreren
Kilohertz erreichen. Auch kann eine Auftragevorrichtung mit mehreren,
gleichzeitig betätigten Düsen vorgesehen werden, um mehrere Reihen von
Haftverschlußelementen gleichzeitig aufzubauen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine stark schematisch vereinfachte, perspektivische Ansicht
eines Ausführungsbeispieles einer Einrichtung zum Durchfüh
ren des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine schematisierte Seitenansicht der Einrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 2 mit A bezeichneten
Bereiches;
Fig. 4 eine der Fig. 2 ähnliche Seitenansicht der Einrichtung, wobei
die Herstellung schlaufenartiger Haftverschlußelemente ge
zeigt ist;
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 4 mit A bezeichneten
Bereiches;
Fig. 6 eine stark schematisch vereinfacht gezeichnete Seitenansicht
einer Einrichtung zur Herstellung von Haftverschlußelemen
ten mit trogförmigen Köpfen durch Kalandern und
Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 6 mit A bezeichneten
Bereiches.
Fig. 1 bis 3 dienen zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens
anhand eines Beispiels, bei dem Haftverschlußteile mit einem Trägerele
ment 1 in Form einer PET-Folie hergestellt werden, an deren einer Oberflä
che Haftverschlußelemente 3 ausgebildet werden, die die Form von Sten
geln mit endseitigen Verdickungen besitzen. Bei dem Beispiel von Fig. 1 bis
3 sind die endseitigen Verdickungen pilzkopfartig, wie insbesondere aus
Fig. 3 zu ersehen ist. Im Interesse der Übersichtlichkeit sind die Haftver
schlußelemente in sämtlichen Figuren in weit übertriebener Größe und weit
übertriebenen gegenseitigen Abständen dargestellt.
Das Trägerelement 1 ist auf einer Führungswalze 5 gelagert, die für gesteu
erte Drehschritte in beiden Drehrichtungen antreibbar ist, so daß das Trä
gerelement 1 relativ zu dem innerhalb eines Auftragebereiches A gelegenen
Ablagerungsort von Tröpfchen in einer Y-Achsrichtung hin und her beweg
lich ist, siehe Bogenpfeil 7 von Fig. 2. Die Ablagerung der Tröpfchen aus
verflüssigtem Kunststoffmaterial erfolgt mittels einer Auftragevorrichtung 9,
die ihrerseits in der Z-Achsrichtung, siehe Doppelpfeil 11 von Fig. 2, und in
der hierzu senkrechten X-Achsrichtung, siehe Doppelpfeil 13 von Fig. 1,
beweglich ist. Somit kann der Ort der Tröpfchenablagerung relativ zum
Trägerelement 1 dreidimensional gewählt werden, indem die Führungswal
ze 5, und damit das Trägerelement 1, sowie die Auftragevorrichtung 9 ent
sprechend bewegt werden. Alternativ könnte auch die Auftragevorrichtung
9 in allen drei Achsen (X, Y und Z) relativ zum Trägerelement 1 beweglich
sein.
Die Auftragevorrichtung 9 weist beim Beispiel von Fig. 1 bis 3 eine das ver
flüssigte Kunststoffmaterial versprühende Düse 15 auf. In dem in Fig. 3 ge
zeigten Betriebszustand nimmt die Düse 15 relativ zum Trägerelement 1
eine solche Position ein, daß der Stengel eines Haftverschlußelementes 3
durch nacheinanderfolgendes Aufsprühen von Tröpfchen mit einem Volu
men von jeweils wenigen Pikolitern aufgebaut wird. Bei dem in Fig. 3 ge
zeigten Zustand ist der durch die Düse 15 besprühte Stengel bis etwa zu
einem Drittel seiner Höhe aufgebaut. Das Sprühen der Tröpfchen erfolgt,
vorzugsweise rechnergesteuert, mit einer hohen Taktfrequenz von bei
spielsweise 2 kHz. Zwischen den Sprühvorgängen werden die jeweils abge
lagerten Tröpfchen ausgehärtet, was auf unterschiedliche Weise bewerkstel
ligt werden kann, beispielsweise durch Aufsprühen eines Härtemittels oder
durch Energiezufuhr, insbesondere durch UV-Strahlung. Beim vorliegenden
Beispiel sind neben der Auftragevorrichtung 9 UV-Lampen 17 für die Beaufschlagung
des Auftragebereiches A mit UV-Strahlung angeordnet. Für die
Härtevorgänge wird die Auftragevorrichtung 9 vorzugsweise in Z-Achsrich
tung zurückgefahren und/oder das Trägerelement 1 durch Bewegen der
Führungswalze 5 in Y-Achsrichtung verschoben, bevor für den nachfolgen
den Sprühvorgang die entsprechenden Teile wieder in die dem gewählten
Ort der Tröpfchenablagerung entsprechende Position zurückgebracht wer
den.
Fig. 4 und 5 dienen der Verdeutlichung der Durchführung des Verfahrens
zur Herstellung von Haftverschlußteilen, bei denen am Trägerelement 1
Haftverschlußelemente 19 in Schlaufenform ausgebildet werden. Hierbei
wird so vorgegangen, daß zunächst für jede Schlaufe zwei Stengel 23 auf
gebaut werden und diese dann jeweils bogenförmig überbrückt werden,
siehe Fig. 5.
Fig. 6 und 7 verdeutlichen die Herstellung von Haftverschlußteilen mit
Haftverschlußelementen 21, die ausgebildet werden, indem ebenfalls zuerst
Stengel 23 ohne endseitige Verdickungen aufgebaut werden. Mittels einer
Kalanderwalze 25, die in Zusammenwirkung mit einer Gegenwalze 27 ei
nen Druckspalt bildet, werden sodann an den Enden der Stengel 23 durch
Kalandern die endseitigen Verdickungen der Haftverschlußelemente 21
gebildet, die, siehe Fig. 7, eine trogförmige Gestalt besitzen.
Als in Tröpfchenform aufzutragendes Kunststoffmaterial eignen sich bei
spielsweise verflüssigte Acrylate, deren Viskosität durch Zusatz eines Reak
tiv-Verdünners in gewünschter Weise eingestellt werden kann. Vorzugswei
se wird durch Zugabe eines Photoinitiators die Härtbarkeit mittels UV-
Strahlung begünstigt.
Bei einem Beispiel enthält das Kunststoffmaterial als Acrylatwerkstoff 90%
Ebecryl 4835, ein von der Firma UCB hergestelltes Prepolymer, 8% HDDA
(Firma UCB) als Reaktiv-Verdünner zur Viskositätseinstellung und 2% Da
rocur 1173, hergestellt von der Firma Ciba-Geigy, als Photoinitiator.
Bei einem anderen Beispiel sind als Acrylatwerkstoffe 90% Ebecryl 4835
sowie 4% Ebecryl 230 der Firma UCB vorgesehen. Als Reaktiv-Verfünner
sind 4% HDDA der Firma UCB und als Photoinitiator 2% Darocur 1173
der Firma Ciba-Geigy enthalten.
Es versteht sich, daß Kunststoffmaterialien anderer Zusammensetzung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anwendbar sind. Anstelle
einer PET-Folie können auch andersartige Trägerelemente verwendet wer
den, beispielsweise textile Materialien, oder auch für spezielle Anwendun
gen vorgesehene Formkörper.
Vorstehend ist die Erfindung anhand von Beispielen beschrieben, bei denen
die Haftverschlußelemente zur Gänze aus aufeinanderfolgend aufgesprüh
ten Tröpfchen ausgebildet sind. Es versteht sich, daß das Verfahren mit Vor
teil auch so angewendet werden kann, daß einfach geformte Stengel der
Haftverschlußelemente, die, wenn es sich beispielsweise um gerade Stengel
handelt, ohne besonderen Aufwand auf übliche Weise durch Formwerk
zeuge hergestellt werden können, als Ausgangsmaterial verwendet werden,
von dem ausgehend sodann durch Aufsprühen der Tröpfchen die ge
wünschten Geometrien der fertigen Haftverschlußelemente ausgebildet
werden.
Claims (11)
1. Verfahren zum Herstellen von Haftverschlußteilen, bei dem ein Träger
element (1) in zumindest einem Teilbereich seiner Oberfläche mit aus
deren Ebene hervorstehenden Haftverschlußelementen (3; 19; 21) verse
hen wird, indem ein die Haftverschlußelemente bildendes Kunststoffma
terial auf das Trägerelement (1) aufgebracht wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Haftverschlußelemente (3; 19; 21) zumindest in einem
Teilbereich formwerkzeugfrei ausgebildet werden, indem das Kunst
stoffmaterial mittels mindestens einer Auftragevorrichtung (9) in aufein
anderfolgend abgegebenen Tröpfchen abgelagert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Orte der
Ablagerung der Tröpfchen im Hinblick auf die Form der jeweils auszu
bildenden Haftverschlußelemente (3; 19; 21) dreidimensional gewählt
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auftragevorrichtung (9) mindestens eine Düse (15) aufweist und daß das
Kunststoffmaterial aus der Düse (15) der Auftragevorrichtung (9) mit ei
ner Tröpfchenvolumen von wenigen Pikolitern versprüht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunst
stoffmaterial ein flüssiger Kunststoff aus der Düse (15) versprüht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu
einer dreidimensionalen Steuerung der Orte der Ablagerung der Tröpf
chen sowohl das Trägerelement (1) als auch die zumindest eine Düse
(15) bewegt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kunststoffmaterial nach Ablagern jedes Tröpfchens oder einer
Gruppe von Tröpfchen erstarrt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Erstarren
aufgrund von Energiezufuhr erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie
zufuhr durch elektromagnetische Strahlung, insbesondere Ultraviolett
strahlung (UV) oder Infrarotstrahlung (IR), oder durch chemische Reakti
on erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägerelement (1) und/oder die Auftragevorrichtung (9) für das
Erstarren in eine Lage bewegt wird bzw. werden, die zu der beim vor
ausgehenden Ablagern des Tröpfchens eingenommenen Lage unter
schiedlich ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kunststoffmaterial nach dem Erstarren eine für das Verhaken
und/oder Lösen der Haftverschlußelemente (3; 19; 21) geeignete vorgeb
bare Flexibilität aufweist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Tröpfchen mit einer Taktfrequenz von mehr als 50 Hertz,
vorzugsweise im Kilohertz-Bereich, abgelagert werden.
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