DE10106705C1 - Verfahren zum Herstellen von Haftverschlußteilen - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen von Haftverschlußteilen, bei dem Haftverschlußelemente aus einem Kunststoffmaterial geformt werden, wird zumindest ein Haftverschlußelement (3) in zumindest einem Teilbereich formwerkzeugfrei dadurch ausgebildet, daß das Kunststoffmaterial mittels mindestens einer Auftragevorrichtung (9) in aufeinanderfolgend abgegebenen Tröpfchen abgelagert wird und die Orte der Ablagerung der Tröpfchen im Hinblick auf die Form des jeweils auszubildenden Haftverschlußelementes (3) dreidimensional gewählt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Haftver­ schlußteilen, bei dem einzelne Haftverschlußelemente aus einem Kunst­ stoffmaterial gebildet werden.

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 Herstellung 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 zumindest ein Haftverschlußelement in zumindest einem Teilbereich formwerkzeugfrei dadurch ausgebildet wird, daß das Kunststoffmaterial mittels mindestens einer Auftragevorrichtung in aufeinanderfolgend abgegebenen Tröpfchen abgelagert wird und die Orte der Ablagerung der Tröpfchen im Hinblick auf die Form des jeweils auszu­ bildenden Haftverschlußelementes 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 Auftragevorrichtung und ein die Ablagerung tragendes Substrat, vorzugsweise rechnergesteuert, erfolgt, oh­ ne 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 For­ men, die mit üblichen Formwerkzeugen kaum oder gar nicht realisierbar wären, etwa Schlaufen, Haken oder Anker, also Formen, die wegen vor­ handener Hinterschneidungen aus einem Formwerkzeug schlecht oder überhaupt nicht ausformbar wären.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Haftverschlußteile her­ stellen, bei denen verschiedenartige Materialien als Trägerelement vorgese­ hen sein können, an dessen Oberfläche die Haftverschlußelemente hervor­ stehen. Mit anderen Worten gesagt, können als Substrat, auf dem die die Haftverschlußelemente bildenden Tröpfchen abgelagert werden, die für die jeweiligen, vorgesehenen Anwendungszwecke der Haftverschlußteile ge­ eigneten Werkstoffe verwendet werden, beispielsweise Kunststoffmaterial, insbesondere in Folienform.

Bei Verwendung von Kunststoffmaterial als Trägerelement kann so vorge­ gangen werden, daß die Ablagerung der die Haftverschlußelemente bilden­ den Tröpfchen auf dem fertigen Trägerelement erfolgt. Es ist jedoch auch möglich, nicht nur die Haftverschlußelemente aus abgelagerten Tröpfchen aufzubauen, sondern auch das Trägermaterial. So kann beispielsweise in einem einzigen Fertigungszug eine das Trägerelement bildende Kunststoffo­ lie und die daran befindlichen Haftverschlußelemente aus mittels Auftrage­ vorrichtungen versprühten Tröpfchen aufgebaut werden.

Anstelle der Verwendung von Kunststoff als Werkstoff des Trägerelementes können textile Materialien, beispielsweise in gestrickter oder gewirkter Form, verwendet werden. Das Trägerelement braucht kein flächiger Körper zu sein. Für besondere Anwendungen können Formkörper, beispielsweise Profilkörper, als Trägerelement vorgesehen sein, an dessen Oberfläche die hervorstehenden Haftverschlußelemente mittels der betreffenden Auftrage­ vorrichtungen ausgebildet werden.

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 indem man den Ablagerungsort einer UV-Strahlung aussetzt. Das Kunststoffmaterial kann jedoch auch ein Thermoplast sein, der chemisch oder in anderer Weise ausgehärtet wird.

Der Aufbau der Haftverschlußelemente läßt sich mit hoher Arbeitsge­ schwindigkeit durchführen, weil das Sprühen aufeinanderfolgender Tröpf­ chen mit hoher Taktgeschwindigkeit erfolgen kann. Bei rechnergesteuertem 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 Haftver­ schlußelementen 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 Be­ aufschlagung 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-Verdünner 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 (16)

1. Verfahren zum Herstellen von Haftverschlußteilen, bei dem einzelne Haftverschlußelemente (3; 19; 21) aus einem Kunststoffmaterial gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Haftverschluß­ element (3; 19; 21) in zumindest einem Teilbereich formwerkzeugfrei dadurch ausgebildet wird, daß das Kunststoffmaterial mittels mindestens einer Auftragevorrichtung (9) in aufeinanderfolgend abgegebenen Tröpf­ chen abgelagert wird und die Orte der Ablagerung der Tröpfchen im Hinblick auf die Form des jeweils auszubildenden Haftverschlußele­ mentes (3; 19; 21) dreidimensional gewählt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Haft­ verschlußelemente (3; 19; 21) bildenden Tröpfchen auf einem Träger­ element (1) abgelagert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger­ element (1) ein Kunststoffmaterial verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Trägerelement (1), wie die Haftverschlußelemente (3; 19; 21), durch Ab­ lagerung von durch die zumindest eine Auftragevorrichtung (9) abgege­ benen Tröpfchen aufgebaut werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger­ element (1) in Form einer Folie verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger­ element (1) ein textiles Material, insbesondere in gestrickter oder ge­ wirkter Form, verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger­ element ein Formkörper, insbesondere Profilkörper, verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragevorrichtung (9) mindestens eine Düse (15) aufweist und daß das Kunststoffmaterial aus der Düse (15) der Auftragevorrichtung (9) mit einem Tröpfchenvolumen von wenigen Pikolitern versprüht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunst­ stoffmaterial ein flüssiger Kunststoff aus der Düse (15) versprüht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur dreidimensionalen Steuerung der Orte der Ablagerung der Tröpfchen sowohl das Trägerelement (1) als auch die zumindest eine Düse (15) bewegt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kunststoffmaterial nach Ablagern jedes Tröpfchens oder ei­ ner Gruppe von Tröpfchen erstarrt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Erstar­ ren aufgrund von Energiezufuhr erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ener­ giezufuhr durch elektromagnetische Strahlung, insbesondere Ultraviolettstrahlung (UV) oder Infrarotstrahlung (IR), oder durch chemische Re­ aktion erfolgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das Trägerelement (1) und/oder die Auftragevorrichtung (9) für das Erstarren in eine Lage bewegt wird bzw. werden, die zu der beim vorausgehenden Ablagern des Tröpfchens eingenommenen Lage unter­ schiedlich ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kunststoffmaterial nach dem Erstarren eine für das Verha­ ken und/oder Lösen der Haftverschlußelemente (3; 19; 21) geeignete vorgebbare Flexibilität aufweist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Tröpfchen mit einer Taktfrequenz von mehr als 50 Hertz, vorzugsweise im Kilohertz-Bereich, abgelagert werden.