DE102008053619A1 - Formkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung - Google Patents

Formkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung Download PDF

Info

Publication number
DE102008053619A1
DE102008053619A1 DE102008053619A DE102008053619A DE102008053619A1 DE 102008053619 A1 DE102008053619 A1 DE 102008053619A1 DE 102008053619 A DE102008053619 A DE 102008053619A DE 102008053619 A DE102008053619 A DE 102008053619A DE 102008053619 A1 DE102008053619 A1 DE 102008053619A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
threads
plates
plastic
substrate
shaped body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008053619A
Other languages
English (en)
Inventor
Hendrik Dr. Hölscher
Matthias Dr. Worgull
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Original Assignee
Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Karlsruher Institut fuer Technologie KIT filed Critical Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority to DE102008053619A priority Critical patent/DE102008053619A1/de
Priority to EP09748237.6A priority patent/EP2340287B1/de
Priority to PCT/EP2009/007528 priority patent/WO2010049081A2/de
Publication of DE102008053619A1 publication Critical patent/DE102008053619A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00023Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
    • B81C1/00111Tips, pillars, i.e. raised structures
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A44HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44BBUTTONS, PINS, BUCKLES, SLIDE FASTENERS, OR THE LIKE
    • A44B18/00Fasteners of the touch-and-close type; Making such fasteners
    • A44B18/0046Fasteners made integrally of plastics
    • A44B18/0053Fasteners made integrally of plastics in which each part has similar elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/03Static structures
    • B81B2203/0361Tips, pillars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0147Film patterning
    • B81C2201/015Imprinting
    • B81C2201/0153Imprinting techniques not provided for in B81C2201/0152
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/30Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier
    • C09J2301/31Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier the adhesive effect being based on a Gecko structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Formkörper, umfassend ein Substrat (1), auf das eine Vielzahl von ersten Fäden (10) aufgebracht ist, die jeweils mit ihrer Unterseite (11) fest mit der Oberfläche (2) des Substrats (1) verbunden sind, und eine Vielzahl von zweiten Fäden (20), deren Unterseiten (21) jeweils fest mit der Oberfläche (12) jedes ersten Fadens (10) verbunden sind, wobei die Flanken (15) der ersten Fäden (10) und die Flanken (25) der zweiten Fäden (20) konkav ausgestaltet sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines deratigen Formkörpers und dessen Verwendung als zu befestigende Oberfläche eines Gegenstands.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Formkörper, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung.
  • Die physikalische Ursache, wieso Geckos auf senkrechten Wänden und sogar an Decken laufen können, wurde in den letzten Jahren sehr intensiv untersucht, siehe K. Autumn, How Geckos Toes Stick, American Scientist 94, S. 124, 2006. Inzwischen ist bekannt, dass die Zehen von Geckos aus kleinen, sehr feinen Härchen, den sog. Setae, die aufgrund der van-der-Waals Kräfte auf jeder beliebigen Oberfläche haften, bestehen. Damit ein mehrere hundert Gramm schwerer Gecko an der Decke haften kann, sind die Setae weiterhin in eine Vielzahl von nanostrukturierten Härchen, die als Spatulae bezeichnet werden, aufgespalten, siehe E. Arzt, S. Gorb und R. Spolenak, From micro to nano contacts in biological attachement devices, PNAS 100, S. 10603, 2003.
  • Wie in S. Gorb et al., Insects did it first: A micropatterned adhesive tage for robotic applications, Bioinsp. Biomim. 2, S. 117–125, 2007 beschrieben, wird versucht, derartige Strukturen technisch zu imitieren, um nun auf diese Weise ein ideales Klebeband herzustellen, das nahezu ideale Klebeeigenschaften hätte:
    • – Es klebt auf (nahezu) jeder Oberfläche.
    • – Es lässt sich beliebig oft wieder verwenden.
    • – Die Klebewirkung wäre idealer Weise so groß, dass auch Menschen (oder zumindest Roboter) an Wänden und Decken laufen könnten.
  • Bisher wurden lithographische Techniken und Prägeverfahren eingesetzt, um derartige Strukturen herzustellen, siehe z. B. S. Reddy, E. Arzt und A. del Campo, Bioinspired Surfaces with Switchable Adhe sion, Adv. Mater. 19, S. 3833, 2007.
  • In A. del Campo et al., Patterned Surfaces with Pillars with Controlled 3D Tip Geometry Mimicking Bioattachment Devices, Adv. Mater. 19, S. 1973, 2007, wurden die Oberflächen von ca. 20 Mikrometer dicken Säulen entsprechend modifiziert.
  • L. Qu, L. Dai, M. Stone, Zh. Xia, Zh. Lin Wang, Carbon Nanotube Arrays with Strong Shear Binding-On and Easy Normal Lifting-Off, Science 322, S. 238, 2008, brachten eine Vielzahl von Kohlenstoff-Nanoröhren auf ein Substrat auf.
  • L. Ge, S. Sethi, L. Ci, P. M. Ajayan und A. Dhinojwala, Carbon nanotube-based synthetic gecko tapes, PNAS 104, S. 10792–95, 2007, setzen einzelne Nanoröhren als Spatulae auf synthetische Setae im Mikrometer-Maßstab aus Bündeln von Nanoröhren.
  • Die mit diesen Verfahren hergestellten Strukturen besitzen noch nicht auf Dauer die gewünschte Klebestärke, da die hierarchische Struktur der Setae und Spatulae bisher nicht ausreichend nachempfunden wurde.
  • Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Formkörper, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung vorzuschlagen, die die vorher genannten Nachteile und Einschränkungen nicht aufweisen.
  • Insbesondere soll ein Formkörper bereitgestellt werden, der die Struktur der Setae und Spatulae ausreichend nachempfindet, um auf Dauer eine möglichst hohe Klebestärke zu erzielen.
  • Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Formkörpers bereitgestellt werden, mit sich dem auf möglichst einfache Weise eine auf Dauer gut haftende Struktur herstellen lässt.
  • Diese Aufgabe wird in Bezug auf den Formkörper durch die Merkmale des Anspruchs 1, in Bezug auf das Verfahren durch die Schritte der Ansprüche 9 oder 10 und in Bezug auf die Verwendung durch den Anspruch 12 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben jeweils vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Ein erfindungsgemäßer Formkörper besteht aus einem Substrat, auf das eine Vielzahl von ersten Fäden aufgebracht ist, die jeweils mit ihrer Unterseite fest mit der Oberfläche des Substrats verbunden sind. Diese Vielzahl von ersten Fäden entspricht der ersten Hierarchieebene der Gecko-Zehe, den Setae.
  • Weiterhin besitzt ein erfindungsgemäßer Formkörper eine Vielzahl von zweiten Fäden, deren Unterseiten jeweils fest mit der Oberfläche jedes ersten Fadens verbunden sind. Diese Vielzahl von zweiten Fäden entspricht der zweiten Hierarchieebene der Gecko-Zehe, den Spatulae.
  • Erfindungsgemäß sind sowohl die seitlichen Flächen (Flanken) der ersten Fäden als auch die seitlichen Flächen (Flanken) der zweiten Fäden in Form einer konkaven Fläche ausgestaltet. Sie verjüngen sich daher jeweils von ihrer Unterseite aus in Richtung ihrer Oberflächen, bevor sie jeweils in einen besonders ausgebildeten Kopf, der vorzugsweise eine ebene Oberfläche aufweist, übergehen. Damit sind die Flanken sämtlicher Fäden des erfindungsgemäßen Formkörpers nach innen gewölbt. Diese besondere Gestaltung der beiden Arten von Fäden ermöglicht eine besonders gute Haftung des Formkörpers an einer Oberfläche.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzen die ersten Fäden eine Länge von 10 μm bis 1000 μm und eine Dicke von 1 μm bis 100 μm, wobei die Dicke der ersten Fäden stets geringer ist als ihre Länge.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzen die zweiten Fäden eine Länge von 10 μm bis 1000 μm und eine Dicke von 0,1 μm bis 10 μm, wobei die Dicke der zweiten Fäden stets geringer ist als die Dicke der ersten Fäden.
  • Ein erfindungsgemäßer Formkörper besteht vorzugsweise aus einem verfestigten oder ausgehärteten Kunststoff.
  • Ein erfindungsgemäßer Formkörper lässt sich mit dem folgenden Verfahren herstellen.
  • Gemäß Schritt a) wird eine Schicht eines verfestigbaren oder aushärtbaren Kunststoffs zwischen zwei parallele, wärmeleitfähige Platten (Werkzeuge) eingebracht und hieran ein Pressdruck zwischen die beiden Platten angelegt. Dann werden die beiden Platten derart aufgeheizt, dass sich die Schicht auf eine Temperatur oberhalb des Glaspunkts des eingesetzten Kunststoffs erwärmt. Wichtig ist, dass sich die beiden Platten dadurch unterscheiden, dass sie auf ihrer Oberfläche eine unterschiedliche Adhäsionskraft oder Rauhigkeit aufweisen oder sie auf zwei verschiedene Temperaturen erhitzt werden.
  • Dann werden gemäß Schritt b) die beiden Platten auseinander gezogen, während die Temperatur oberhalb des Glaspunkts des eingesetzten Kunststoffs gehalten wird. Dadurch bleibt die Schicht an einer der beiden Platten haften, während sich an der anderen der beiden Platten aus der Schicht eine Vielzahl von ersten Fäden ausbildet.
  • Anschließend wird gemäß Schritt c) der Kunststoff vorzugsweise mittels Abkühlen verfestigt oder mittels Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung ausgehärtet. Dadurch bildet sich ein Substrat, auf das eine Vielzahl von ersten Fäden aufgebracht ist, die jeweils mit ihrer Unterseite fest mit der Oberfläche des Substrats verbunden und deren Flanken eine konkave Fläche aufweisen, aus.
  • Im sich hierzu anschließenden Schritt d) wird das derart modifizierte Substrats, auf das eine Vielzahl von ersten Fäden aufgebracht ist, erneut zwischen zwei parallele, wärmeleitfähige Platten eingelegt und hieran eine Pressdruck angelegt. Dann werden die beiden Platten derart aufgeheizt, dass nun das modifizierte Substrat auf eine Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Kunststoffs erwärmt wird.
  • Danach werden gemäß Schritt e) die beiden Platten auseinander gezogen, während die Temperatur oberhalb des Glaspunkts des eingesetzten Kunststoffs beibehalten wird. Dadurch bleibt das Substrat erneut an einer der beiden Platten haften, während an der anderen der beiden Platten eine Vielzahl von zweiten Fäden, deren Unterseiten jeweils fest mit der Oberfläche jedes ersten Fadens verbunden und deren Flanken jeweils eine konkave Fläche ausweisen, entsteht.
  • Dann wird gemäß Schritt f) der Kunststoff vorzugsweise mittels Abkühlen verfestigt oder mittels Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung ausgehärtet, wodurch schließlich der erfindungsgemäße Formkörper erhalten wird.
  • Ein erfindungsgemäßer Formkörper lässt sich in einer alternativen Ausgestaltung mit dem folgenden Verfahren herstellen.
  • Gemäß Schritt a') wird eine Schicht eines verfestigbaren oder aushärtbaren Kunststoffs zwischen zwei parallele, wärmeleitfähige Platten (Werkzeuge) eingebracht und hieran ein Pressdruck zwischen die beiden Platten angelegt. Dann werden die beiden Platten derart aufgeheizt, dass sich die Schicht auf eine Temperatur oberhalb des Glaspunkts des eingesetzten Kunststoffs erwärmt. Der Unterschied zur obigen Verfahrens variante besteht darin, dass hier die erste Platte eine flache Oberfläche aufweist, während die zweite Platte mit einer Struktur, deren Abstände den Dicken und deren Höhen den Längen der zu bildenden ersten Fäden entsprechen, versehen ist. Dadurch wird die Struktur der zweiten Platte derart in die Schicht hinein abgeformt, dass hieraus ein Substrat, auf das eine Vielzahl von ersten Fäden aufgebracht ist, die jeweils mit ihrer Unterseite fest mit der Oberfläche des Substrats verbunden sind und deren Flanken konkave Flächen darstellen, entsteht.
  • Danach werden gemäß Schritt e') die beiden Platten auseinander gezogen, während die Temperatur oberhalb des Glaspunkts des eingesetzten Kunststoffs beibehalten wird. Dadurch bleibt das Substrat an der ersten der beiden Platten haften, während an der zweiten der beiden Platten eine Vielzahl von zweiten Fäden, deren Unterseiten jeweils fest mit der Oberfläche jedes ersten Fadens verbunden und deren Flanken jeweils eine konkave Fläche ausweisen, entsteht.
  • Dann wird auch hier gemäß Schritt f) der Kunststoff vorzugsweise mittels Abkühlen verfestigt oder mittels Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung ausgehärtet, wodurch endlich der erfindungsgemäße Formkörper erhalten wird.
  • Ein erfindungsgemäßer Formkörper lässt sich verwenden als Haftvorrichtung. Hierzu gehören insbesondere Klebebänder oder Pflaster, oder Oberfläche von Teilen eines Roboters.
  • Die Erfindung weist insbesondere die im Folgenden erwähnten Vorteile auf. Die erfindungsgemäßen Strukturen sind feiner als das Werkzeug (Stempel). Derart hergestellte Strukturen ähneln denen von Gecko-Zehen mehr als die üblichen Strukturen.
  • Durch die konkave Struktur der Fäden sind die Setae und die Spatulae wesentlich elastischer und weicher als die üblicherweise eingesetzten Zylinder, die gerade Flanken aufweisen. Bei den erfindungsgemäßen Strukturen lässt sich das Verhältnis von Oberfläche und Elastizität wesentlich besser an die Erfordernisse eines idealen Klebebands anpassen als mit den üblichen Strukturen.
  • Die hierarchische Struktur lässt die Setae wesentlich besser an die Oberfläche anpassen als die aus dem Stand der Technik bekannten einfach geformten Strukturen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 Schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Formkörpers
  • 2 Schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Formkörpers
  • 3 Schematische Darstellung eines alternativen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Formkörpers
  • In 1 ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen Formkörpers schematisch dargestellt. Ein derartiger Formkörper besteht aus einem Substrat 1, auf das eine Vielzahl von ersten Fäden 10 aufgebracht ist, die jeweils mit ihrer Unterseite 11 fest mit der Oberfläche 2 des Substrats 1 verbunden sind. Auf der der Oberfläche 12 eines jeden ersten Fadens 10 befinden sich eine Vielzahl von zweiten Fäden 20, deren Unterseiten 21 jeweils fest mit der Oberfläche 12 des betreffenden ersten Fadens 10 verbunden sind. Die Flanken 15 der ersten Fäden 10 und die Flanken 25 der zweiten Fäden 20 sind so ausgestaltet, dass sie sich jeweils von ihrer Unterseite 11 aus in Richtung ihrer Oberflächen 12 verjüngen, bevor sie jeweils in einen besonders ausgebildeten Kopf, der vorzugsweise eine ebene Oberfläche 12 besitzt, übergehen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Formkörpers. Hierzu wird zunächst gemäß 2a) eine Schicht 50 eines Thermoplasts zwischen zwei parallele, wärmeleitfähige Platten 60, 61 eingebracht und ein Pressdruck zwischen die beiden Platten 60, 61 angelegt. Dann werden die beiden Platten 60, 61 auf zwei unterschiedliche Temperaturen so aufgeheizt, dass sich die Schicht 50 auf eine Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Thermoplasts erwärmt.
  • Dann werden gemäß 2b) die beiden Platten 60, 61 auseinander gezogen, während die Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Kunststoffs gehalten wird. Dadurch bleibt die Schicht 50 an einer Platte haften, während sich an der anderen Platte eine Vielzahl von ersten Fäden 10 ausbildet. Anschließend wird das Thermoplast abgekühlt und verfestigt. Dadurch entsteht ein Substrat 1 mit einer Vielzahl von ersten Fäden 10, die mit ihrer Unterseite fest 11 mit der Oberfläche des Substrats 2 verbunden sind und konkav geformte Flanken 15 aufweisen.
  • Dann wird gemäß 2c) wird die modifizierte Schicht erneut zwischen die zwei parallelen, wärmeleitfähigen Platten 60, 61 eingelegt, hieran ein Pressdruck angelegt und die beiden Platten 60, 61 so aufgeheizt, dass die modifizierte Schicht erneut auf eine Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Thermoplasts erwärmt wird.
  • Danach werden gemäß 2d) die beiden Platten auseinander gezogen, während die Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Kunststoffs beibehalten wird. Dadurch bleibt das Substrat 1 erneut an einer Platte haften, während sich an der anderen Platte eine Vielzahl von zweiten Fäden bildet. Schließlich wird das Thermoplast durch Abkühlen verfestigt und so der erfindungsgemäße Formkörper erhalten.
  • In 3 ist ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Formkörpers schematisch dargestellt. Hierzu wird gemäß 3a) eine Schicht 50 eines Thermoplasts zwischen zwei parallele, wärmeleitfähige Platten 70, 71 eingebracht und ein Pressdruck zwischen die beiden Platten 70, 71 angelegt. Dann werden die beiden Platten so aufgeheizt, dass sich die Schicht 50 auf eine Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Thermoplasts erwärmt. Im Unterschied zu 2 besitzt hier die erste Platte 70 eine flache Oberfläche, während die zweite Platte 71 eine Struktur, deren Abstände den Dicken und deren Höhen den Längen der zu bildenden ersten Fäden entsprechen, aufweist. Dadurch wird die Struktur der zweiten Platte 71 in die Schicht 50 so abgeformt, dass ein Substrat 1 mit einer Vielzahl von ersten Fäden 10, die mit ihrer Unterseite fest 11 mit der Oberfläche des Substrats 2 verbunden sind und konkav geformte Flanken 15 aufweisen, entsteht.
  • Danach werden gemäß 3b) die beiden Platten auseinander gezogen, während die Temperatur oberhalb des Glaspunkts des eingesetzten Thermoplasts beibehalten wird. Dadurch bleibt das Substrat 1 an der ersten Platte 70 haften, während sich an der zweiten Platte 71 eine Vielzahl von zweiten Fäden 20 bildet. Schließlich wird der Thermoplast durch Abkühlen verfestigt und so der erfindungsgemäße Formkörper erhalten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - K. Autumn, How Geckos Toes Stick, American Scientist 94, S. 124, 2006 [0002]
    • - E. Arzt, S. Gorb und R. Spolenak, From micro to nano contacts in biological attachement devices, PNAS 100, S. 10603, 2003 [0002]
    • - S. Gorb et al., Insects did it first: A micropatterned adhesive tage for robotic applications, Bioinsp. Biomim. 2, S. 117–125, 2007 [0003]
    • - S. Reddy, E. Arzt und A. del Campo, Bioinspired Surfaces with Switchable Adhe sion, Adv. Mater. 19, S. 3833, 2007 [0004]
    • - A. del Campo et al., Patterned Surfaces with Pillars with Controlled 3D Tip Geometry Mimicking Bioattachment Devices, Adv. Mater. 19, S. 1973, 2007 [0005]
    • - L. Qu, L. Dai, M. Stone, Zh. Xia, Zh. Lin Wang, Carbon Nanotube Arrays with Strong Shear Binding-On and Easy Normal Lifting-Off, Science 322, S. 238, 2008 [0006]
    • - L. Ge, S. Sethi, L. Ci, P. M. Ajayan und A. Dhinojwala, Carbon nanotube-based synthetic gecko tapes, PNAS 104, S. 10792–95, 2007 [0007]

Claims (12)

  1. Formkörper, umfassend ein Substrat (1), auf das eine Vielzahl von ersten Fäden (10) aufgebracht ist, die jeweils mit ihrer Unterseite (11) fest mit der Oberfläche (2) des Substrats (1) verbunden sind, und eine Vielzahl von zweiten Fäden (20), deren Unterseiten (21) jeweils fest mit der Oberfläche (12) jedes ersten Fadens (10) verbunden sind, wobei die Flanken (15) der ersten Fäden (10) und die Flanken (25) der zweiten Fäden (20) konkav ausgestaltet sind.
  2. Formkörper nach Anspruch 1, wobei die Oberflächen (12) der ersten Fäden (10) als ebene Flächen ausgestaltet sind.
  3. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberflächen (22) der zweiten Fäden (20) als ebene Flächen ausgestaltet sind.
  4. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Länge der ersten Fäden (10) von 5 μm bis 500 μm beträgt.
  5. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Länge der zweiten Fäden (20) von 5 μm bis 500 μm beträgt.
  6. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Dicke der ersten Fäden (10) von 1 μm bis 100 μm beträgt.
  7. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Dicke der zweiten Fäden (20) von 0,1 μm bis 10 μm beträgt, jedoch stets geringer ist als die Dicke der ersten Fäden (10).
  8. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bestehend aus einem verfestigten oder ausgehärteten Kunststoff.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit den Verfahrensschritten a) Einbringen einer Schicht (50) eines verfestigbaren oder aushärtbaren Kunststoffs zwischen zwei parallele, wärmeleitfähige Platten (60, 61), Anlegen eines Pressdrucks zwischen die beiden Platten (60, 61) und Aufheizen der beiden Platten (60, 61), so dass die Schicht (50) auf eine Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Kunststoffs erwärmt wird, wobei sich die beiden Platten (60, 61) dadurch unterscheiden, dass sie auf ihrer Oberfläche eine unterschiedliche Adhäsionskraft oder Rauhigkeit aufweisen oder sie auf zwei verschiedene Temperaturen erhitzt werden, b) Auseinanderziehen der beiden Platten (60, 61) unter Beibehaltung der Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Kunststoffs, wodurch die Schicht (50) an einer der beiden Platten haften bleibt, während sich an der anderen der beiden Platten aus der Schicht (50) eine Vielzahl von ersten Fäden (10) ausbildet, c) Verfestigen oder Aushärten des Kunststoffs, wodurch ein Substrat (1), auf das eine Vielzahl von ersten Fäden (10) aufgebracht ist, die jeweils mit ihrer Unterseite (11) fest mit der Oberfläche (2) des Substrats (1) verbunden und deren Flanken (15) konkav ausgestaltet sind, erhalten wird, d) Einbringen des Substrats (1), auf das eine Vielzahl von ersten Fäden (10) aufgebracht ist, zwischen zwei parallele, wärmeleitfähige Platten (60, 61), Anlegen eines Pressdrucks zwischen die beiden Platten (60, 61) und Aufheizen der beiden Platten (60, 61), so dass das Substrat (1), auf das eine Vielzahl von ersten Fäden (10) aufgebracht ist, auf eine Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Kunststoffs erwärmt wird, e) Auseinanderziehen der beiden Platten (60, 61) unter Beibehaltung der Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Kunststoffs, wodurch das Substrat (1) an einer der beiden Platten haften bleibt, während sich an der anderen der beiden Platten eine Vielzahl von zweiten Fäden (20), deren Unterseiten (21) jeweils fest mit der Oberfläche (12) jedes ersten Fadens (10) verbunden und deren Flanken (25) konkav ausgestaltet sind, ausbildet, f) Verfestigen oder Aushärten des Kunststoffs, wodurch der Formkörper erhalten wird.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit den Verfahrensschritten a') Einbringen einer Schicht (50) eines verfestigbaren oder aushärtbaren Kunststoffs zwischen zwei parallele, wärmeleitfähige Platten (70, 71), wobei die erste Platte (70) eine flache Oberfläche aufweist, während die zweite Platte (71) mit einer Struktur (72), deren Abstände den Dicken und deren Höhen den Längen der zu bildenden ersten Fäden (10) entsprechen, versehen ist, Anlegen eines Pressdrucks zwischen die beiden Platten (70, 71) und Aufheizen der beiden Platten (70, 71), so dass die Schicht (50) auf eine Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Kunststoffs erwärmt und in die Schicht (50) hinein die Struktur (72) derart abgeformt wird, dass sich hieraus ein Substrat (1), auf das eine Vielzahl von ersten Fäden (10) aufgebracht ist, die jeweils mit ihrer Unterseite (11) fest mit der Oberfläche (2) des Substrats (1) verbunden und deren Flanken (15) konkav ausgestaltet sind, ausbildet, e') Auseinanderziehen der beiden Platten (70, 71) unter Beibehaltung der Temperatur oberhalb des Glaspunkts des Kunststoffs, wodurch das Substrat (1) an der ersten Platte (70) haften bleibt, während sich an der zweiten Platte (71) eine Vielzahl von zweiten Fäden (20), deren Unterseiten (21) jeweils fest mit der Oberfläche (12) jedes ersten Fadens (10) verbunden und deren Flanken (25) konkav ausgestaltet sind, ausbilden, f) Verfestigen oder Aushärten des Kunststoffs, wodurch der Formkörper erhalten wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Kunststoff mittels Abkühlen verfestigt oder mittels Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung ausgehärtet wird.
  12. Verwendung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Haftvorrichtung.
DE102008053619A 2008-10-29 2008-10-29 Formkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung Withdrawn DE102008053619A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008053619A DE102008053619A1 (de) 2008-10-29 2008-10-29 Formkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
EP09748237.6A EP2340287B1 (de) 2008-10-29 2009-10-21 Verfahren zur herstellung eines formkörpers mit hierarchischer struktur
PCT/EP2009/007528 WO2010049081A2 (de) 2008-10-29 2009-10-21 Formkörper, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008053619A DE102008053619A1 (de) 2008-10-29 2008-10-29 Formkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008053619A1 true DE102008053619A1 (de) 2010-05-20

Family

ID=42104875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008053619A Withdrawn DE102008053619A1 (de) 2008-10-29 2008-10-29 Formkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2340287B1 (de)
DE (1) DE102008053619A1 (de)
WO (1) WO2010049081A2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013164391A1 (de) 2012-05-03 2013-11-07 Robert Bosch Gmbh Transportvorrichtung mit verbesserten hafteigenschaften
DE102012110048B3 (de) * 2012-10-22 2014-05-15 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers mit mindestens zwei hierarchisch zueinander angeordneten Strukturebenen
WO2014075761A1 (de) * 2012-11-19 2014-05-22 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren zur herstellung eines formkörpers mit superhydrophober oberfläche und formkörper erhältlich mit diesem verfahren und dessen verwendung
DE102014119233A1 (de) * 2014-12-19 2016-06-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Funktionale Beschichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102381679A (zh) * 2011-10-28 2012-03-21 华中科技大学 一种仿壁虎毛的干性粘合剂制作方法
CN113873915B (zh) * 2019-05-21 2024-07-16 可乐丽粘贴扣带株式会社 激光熔接性面固定件

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919378A (en) * 1971-12-29 1975-11-11 Union Carbide Corp Bristled article and process
WO2008076391A2 (en) * 2006-12-14 2008-06-26 Carnegie Mellon University Dry adhesives and methods for making dry adhesives

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10325372B3 (de) * 2003-05-27 2004-10-21 Gottlieb Binder Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Herstellen eines Haftverschlußteiles
US7811272B2 (en) * 2003-12-29 2010-10-12 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Nanofabricated gecko-like fasteners with adhesive hairs for disposable absorbent articles
DE102004012067A1 (de) * 2004-03-12 2005-10-06 Gottlieb Binder Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Herstellen von Haftelementen auf einem Trägermaterial

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3919378A (en) * 1971-12-29 1975-11-11 Union Carbide Corp Bristled article and process
WO2008076391A2 (en) * 2006-12-14 2008-06-26 Carnegie Mellon University Dry adhesives and methods for making dry adhesives

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. del Campo et al., Patterned Surfaces with Pillars with Controlled 3D Tip Geometry Mimicking Bioattachment Devices, Adv. Mater. 19, S. 1973, 2007
E. Arzt, S. Gorb und R. Spolenak, From micro to nano contacts in biological attachement devices, PNAS 100, S. 10603, 2003
K. Autumn, How Geckos Toes Stick, American Scientist 94, S. 124, 2006
L. Ge, S. Sethi, L. Ci, P. M. Ajayan und A. Dhinojwala, Carbon nanotube-based synthetic gecko tapes, PNAS 104, S. 10792-95, 2007
L. Qu, L. Dai, M. Stone, Zh. Xia, Zh. Lin Wang, Carbon Nanotube Arrays with Strong Shear Binding-On and Easy Normal Lifting-Off, Science 322, S. 238, 2008
S. Gorb et al., Insects did it first: A micropatterned adhesive tage for robotic applications, Bioinsp. Biomim. 2, S. 117-125, 2007
S. Reddy, E. Arzt und A. del Campo, Bioinspired Surfaces with Switchable Adhe sion, Adv. Mater. 19, S. 3833, 2007

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013164391A1 (de) 2012-05-03 2013-11-07 Robert Bosch Gmbh Transportvorrichtung mit verbesserten hafteigenschaften
DE102012207321A1 (de) 2012-05-03 2013-11-07 Robert Bosch Gmbh Transportvorrichtung mit verbesserten Hafteigenschaften
US9162820B2 (en) 2012-05-03 2015-10-20 Robert Bosch Gmbh Conveyor device with improved adhesive properties
DE102012110048B3 (de) * 2012-10-22 2014-05-15 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers mit mindestens zwei hierarchisch zueinander angeordneten Strukturebenen
WO2014075761A1 (de) * 2012-11-19 2014-05-22 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren zur herstellung eines formkörpers mit superhydrophober oberfläche und formkörper erhältlich mit diesem verfahren und dessen verwendung
DE102013109621A1 (de) 2012-11-19 2014-06-05 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers mit superhydrophober Oberfläche und Formkörper erhältlich mit diesem Verfahren und dessen Verwendung
US9738029B2 (en) 2012-11-19 2017-08-22 Karlsruher Institut Fuer Technologie Process for manufacturing and using a molded body with a superhydrophobic surface
DE102013109621B4 (de) * 2012-11-19 2021-02-11 Karlsruher Institut für Technologie Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers mit superhydrophober Oberfläche und Formkörper erhältlich mit diesem Verfahren und dessen Verwendung
DE102014119233A1 (de) * 2014-12-19 2016-06-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Funktionale Beschichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102014119233B4 (de) * 2014-12-19 2018-01-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung einer funktionalen Beschichtung

Also Published As

Publication number Publication date
EP2340287A2 (de) 2011-07-06
WO2010049081A2 (de) 2010-05-06
WO2010049081A3 (de) 2010-07-22
EP2340287B1 (de) 2014-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009035621B4 (de) Mischung aus Formgedächtnispolymer und Klebstoff sowie Verfahren zum Herstellen und Verwenden derselben
DE102008024492B4 (de) Haftfuß mit thermoreversiblem Kleber und Verfahren zum Verwenden desselben
EP2340287B1 (de) Verfahren zur herstellung eines formkörpers mit hierarchischer struktur
EP2776229B1 (de) Verfahren zur in-situ-herstellung eines befestigungselements, verwendung eines klebstoffs zur in-situ-herstellung eines befestigungselements, und substrat mit einem befestigungselement erhältlich durch das verfahren
EP3409472A1 (de) Verfahren und werkzeug zum herstellen eines fahrzeuginnenverkleidungsteils sowie fahrzeuginnenverkleidungsteil
DE102016226214A1 (de) Formwerkzeug und Verfahren zum Verformen und Hinterspritzen einer biegbaren Platte
WO2016146792A1 (de) Komposit-pillarstrukturen
EP2803475A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Faservorformlings für ein Faserverbundbauteil
DE3739753C2 (de)
DE102017131347A1 (de) Struktur mit verbesserter Haftung
EP1839843A3 (de) Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Kunststoffbauteils
DE19851105A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Coextrudates und danach hergestelltes Coextrudat
DE102007046910A1 (de) Deformierbares Substrat mit mikrostruktuierter Oberfläche aus aufgebrachtem Material sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Substrates
DE102010025137A1 (de) Verfahren zum Herstellen von PU-Formteilen sowie danach hergestelltes PU-Formteil
DE102009054896B4 (de) Spritzgießwerkzeug, Spritzgießverfahren zum Herstellen eines Kletttellers, Klettteller, Klettsystem und Kraftfahrzeug-Fußbodenmatte
DE102017104923A1 (de) Verbindung für einen Halbleiterchip
EP3404070B1 (de) Verbundgebilde mit selektiver beschichtung und herstellungsverfahren
EP3728501A1 (de) Verfahren zur herstellung von klebflächen mittels einer 3d-druckvorrichtung
DE102014005146A1 (de) Verfahren zum Bereitstellen von Abstandshaltern
EP0376880A2 (de) Schichtkörperanordnung, Verfahren zur Versteifung von flächigen Körpern und versteifter, flächiger Körper
DE102017214334A1 (de) Multi-Material-Verbund und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102012110048B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers mit mindestens zwei hierarchisch zueinander angeordneten Strukturebenen
DE102015201308B4 (de) Bauteilauflageelement zum Fixieren eines Bauteils, Montagefixiervorrichtung mit Bauteilauflageelement sowie Verfahren zur Ausbildung eines Bauteilauflageelements
DE3511126A1 (de) Verbundfreundliche kunststoffoberflaeche und verfahren zu deren herstellung
DE102008006461A1 (de) Verfahren zur Verbindung wenigstens eines ersten Kunststoff-Elements mit wenigstens einem zweiten Kunststoff-Element

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee