DE102018106647A1

DE102018106647A1 - Siliziumhaltige verbundstruktur und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE102018106647A1
Application number: DE102018106647.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-03-21
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2019-09-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine siliziumhaltige Verbundstruktur (1) und ein Verfahren zur Herstellung derselben, wobei durch Beschichten eine Schmelzklebstoffschicht (20) unter einer Siliziumschicht (10) angebracht wird. Die Schmelzklebstoffschicht (20) umfasst eine erste Schicht (21) und eine zweite Schicht (22). Mit der ersten Schicht (21) wird die Schmelzklebstoffschicht (20) mit der Siliziumschicht (10) verbunden, während mit der zweiten Schicht (22) die Verbundstruktur (1) mit einem Gegenstand, wie z.B. einem Stoff, verbunden werden kann. Weiter wird bei der vorliegenden Erfindung Silizium als Material verwendet. Es kann durch Schmelzen in verschiedene spezifische Formen (300) gebracht werden. Danach kann die siliziumhaltige Schicht mittels der erfindungsgemäßen Verbundstruktur (1) beispielsweise an einem Stoff angebracht werden. Der Vorgang ist insgesamt schnell durchführbar und der Kostenaufwand ist niedrig. Außerdem verformt sich das Silizium bei einer Wärmeeinwirkung nicht, sodass es die Umwelt im Vergleich mit anderen herkömmlicherweise verwendeten Materialien weniger belastet wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anwendung von Silizium, insbesondere eine siliziumhaltige Verbundstruktur und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist nachteilig, dass bei Kleidungsstücken nach dem Stand der Technik Kunststoffmaterialien für das Anbringen von Warenzeichen und von anderen Dekorationen verwendet werden. Deshalb haben die Europäische Union und auch wirtschaftlich aufsteigende Länder geplant, Kunststoffmaterialien zur Anbringung von Warenzeichen und anderen Dekorationen an Kleidungsstücken zu verbieten. Silizium ist sehr stabil und verbiegt sich auch bei höheren Umgebungstemperaturen unterhalb von 150 ºC nicht. Daher erweist sich Silizium als ein geeignetes Material als Ersatz für Kunststoffe zum Anhaften an Kleidungsstücken.
Nach dem Stand der Technik wird flüssiges Silizium auf einen Stoff gespritzt. Dabei wird jedes Mal nur eine geringe Menge Silizium aufgespritzt, sodass der Vorgang zum Bilden einer vollständigen Dekoration auf einem Kleidungsstück insgesamt zeitaufwendig ist. Nach dem Aufspritzen des Siliziums auf den Stoff wird dieser gebacken, wobei der Stoff danach durch Nähen oder Anhaften (Ankleben) auf einem Kleidungsstück befestigt wird. Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass dies nicht mit einem Gussverfahren möglich ist, sodass dieser Vorgang schrittweise ausgeführt werden muss. Beim Befestigen (Anbringen) des Siliziums an Kleidungsstücken besteht ferner das Problem, dass Silizium bei einer sehr hohen Temperatur schmilzt, wobei das Material, aus dem die Kleidungsstücke gefertigt sind, bei einer solchen hohen Temperatur ebenfalls schmilzt oder zerstört wird. Daher kann Silizium nicht direkt auf ein Kleidungsstück aufgetragen werden.
Beim Anbringen von Silizium an Kleidungsstücken besteht somit das Problem, dass Silizium bei einer sehr hohen Temperatur schmilzt, wobei das Material, aus dem die Kleidungsstücke gefertigt sind, bei dieser sehr hohen Temperatur ebenfalls schmilzt oder zerstört wird. Silizium kann daher nicht direkt an einem Kleidungsstück angehaftet werden.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Um die obengenannten Probleme zu lösen, soll mit der vorliegenden Erfindung eine siliziumhaltige Verbundstruktur sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben bereitgestellt werden.
TECHNISCHE LÖSUNG
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß eine Schmelzklebstoffschicht durch Anhaften unter einer Siliziumschicht angebracht. Die Schmelzklebstoffschicht besteht aus einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht. Mit der ersten Schicht kann die Schmelzklebstoffschicht mit der Siliziumschicht verbunden werden, wobei die so erhaltene Verbundstruktur dann mittels der zweiten Schicht mit einem Gegenstand, wie z.B. einem Stoff, verbunden werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung wird zudem Silizium als Material verwendet. Dieses kann zur weiteren Verwendung im Herstellungsverfahren durch Gießen in verschiedene spezifische Formen gebracht werden, wonach die so gebildete siliziumhaltige Schicht durch Anhaften auf einem Stoff angebracht werden kann. Der Vorgang ist insgesamt schneller durchführbar, wobei auch der Kostenaufwand niedriger ist. Außerdem wird Silizium durch eine Wärmeeinwirkung nicht verformt, sodass es daher weniger umweltbelastend ist als andere herkömmlicherweise zu diesem Zweck verwendete Materialien.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Ansicht der Verbundstruktur der vorliegenden Erfindung,
2 zeigt eine schematische Ansicht der ersten Schicht und der zweiten Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, in welcher die Schmelzklebstoffschicht der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, die durch die Kombination der ersten Schicht mit der zweiten Schicht ausgebildet ist,
4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, in welcher das Haftmittel dargestellt ist, das als Beschichtung auf der ersten Schicht aufgebracht ist, wobei das Siliziummaterial erfindungsgemäß als Beschichtung auf dem Haftmittel aufgebracht ist,
5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, in welcher der Heizvorgang an der oberen Seite der Schmelzklebstoffschicht gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist,
6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, in welcher die Verbundstruktur aus der Siliziumschicht, der Haftfläche, der ersten Schicht und der zweiten Schicht dargestellt ist,
7 zeigt ein Flussdiagramm, in welchem ein Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist,
8 zeigt eine schematische Querschnittsansicht, in welcher die erfindungsgemäße Verbundstruktur aus der Siliziumschicht, der Schmelzklebstoffschicht und einem Gegenstand dargestellt ist,
9 zeigt eine schematische Ansicht eines Anwendungsbeispiels, bei dem die Siliziumschicht und die Schmelzklebstoffschicht der Verbundstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Gegenstand verbunden sind,
10 zeigt eine schematische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels, bei dem die Siliziumschicht und die Schmelzklebstoffschicht der Verbundstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Gegenstand verbunden sind,
11 zeigt eine schematische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und
12 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf 1 und 7 wird das Verfahren zur Bildung einer siliziumhaltigen Verbundstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung nachfolgend beschrieben.
Durch Schmelzen einer ersten Menge Schmelzklebstoff bei einer ersten Temperatur wird zunächst eine dünne Schicht in Form der ersten Schicht 21 gebildet, wobei danach eine zweite Menge Schmelzklebstoff bei einer zweiten Temperatur geschmolzen wird, um eine dünne Schicht in Form der zweiten Schicht 22 (siehe 2) zu bilden, wobei die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur ist. Die erste Schicht 21 wird danach mit der zweiten Schicht 22 verbunden, um eine Schmelzklebstoffschicht 20 zu bilden (siehe 3), in die die beiden genannten Schichten 21, 22 integriert sind. Die erste Schicht 21 ist auf einer oberen Seite und die zweite Schicht 22 wird auf einer unteren Seite der Schmelzklebstoffschicht 20 ausgebildet (Schritt 900), wobei die erste Temperatur zwischen 120 ºC und 200 ºC und die zweite Temperatur zwischen 60 ºC und 150 ºC beträgt. Die erste Temperatur ist dabei zwischen 10 ºC bis 60 ºC höher als die zweite Temperatur.
In dem oben beschriebenen Vorgang werden die erste Schicht 21 und die zweite Schicht 22 einzeln gebildet, wobei die beiden Schichten danach verbunden werden. Alternativ wird die erste Schicht 21 zuerst gebildet, wobei danach eine zweite Menge Schmelzklebstoff auf eine Oberfläche der ersten Schicht 21 gegeben wird und diese danach auf eine zweite Temperatur erhitzt wird, um die zweite Schicht 22 zu bilden. Auf diese Weise kann die Schmelzklebstoffschicht 20 ebenfalls gebildet werden.
Da die erste Schicht 21 und die zweite Schicht 22 unterschiedliche Schmelztemperaturen und daher verschiedene physikalische Eigenschaften aufweisen, bilden sie den Schmelzklebstoff bei unterschiedlichen Temperaturen, wobei die obere erste Schicht 21 bei einer ersten Temperatur gebildet wird, wohingegen die zweite Schicht 22 bei einer zweiten Temperatur durch Schmelzen gebildet wird.
4 zeigt, dass durch Beschichten eine Schicht aus einem Haftmittel 30 auf die obere Seite der ersten Schicht 21 aufgebracht wird und danach eine Schicht aus einem Siliziummaterial 200 durch Beschichten auf das Haftmittel aufgebracht wird (Schritt 902).
Vorzugsweise wird als Material für das Haftmittel Polysiloxan verwendet. Vorzugsweise wird als Material für die Schmelzklebstoffschicht 20 ein thermoplastisches Polyurethan verwendet.
Danach wird eine obere Seite der Schmelzklebstoffschicht 20 auf eine erste Temperatur erhitzt (siehe 5), um einen oberen Flächenbereich der ersten Schicht 21 zu schmelzen, wobei ferner das Haftmittel 30 geschmolzen wird. Durch das Haftmittel 30 wird die Schmelzklebstoffschicht 20 von der oberen Fläche der ersten Schicht 21 her geschmolzen und dringt danach in das Siliziummaterial 200 ein. Schließlich wird dadurch die erste Schicht 21 mit dem Siliziummaterial 200 verbunden (Schritt 903).
Wenn die Temperatur wieder allmählich auf Raumtemperatur gesenkt wird, bildet das Siliziummaterial 100 eine Siliziumschicht 10 (siehe 6). Eine Haftfläche 40 wird zwischen der ersten Schicht 21 und der Siliziumschicht 10 ausgebildet. Die Haftfläche 40 wird in erster Linie aus dem Ursprungsmaterial der ersten Schicht 21, dem Siliziummaterial 200 der Siliziumschicht 10 und dem Haftmittel 30 gebildet. Die Siliziumschicht 10 wird daher eng mit der Schmelzklebstoffschicht 20 verbunden, um eine siliziumhaltige Verbundstruktur 1 mit der Fähigkeit zur Verbindung mit einem Gegenstand durch Schmelzen einer der Schichten auszubilden (Schritt 904).
Die hauptsächliche Anwendung der vorliegenden Erfindung besteht in erster Linie darin, dass eine Schicht der siliziumhaltigen Verbundstruktur 1 durch Erhitzen geschmolzen und an einem gewünschten Gegenstand angebracht wird, wobei das Material dieses Gegenstands bei der zweiten Temperatur (siehe oben) nicht schmilzt und sich nicht verformt.
Das Verfahren zur Anbringung der siliziumhaltigen Verbundstruktur 1 beinhaltet das Erhitzen derselben auf die zweite Temperatur, sodass die zweite Schicht 22, die sich an der unteren Seite der siliziumhaltigen Verbundstruktur 1 befindet, schmilzt und daher bei der zweiten Temperatur mit einer Oberfläche des Gegenstands verbunden werden kann, wobei die anderen Materialien in der siliziumhaltigen Verbundstruktur 1 nicht schmelzen und sich auch auf keine unannehmbare Weise verformen. Daher wird das Material in der siliziumhaltigen Verbundstruktur 1 nicht zerstört.
In vielen Anwendungsbereichen wird die siliziumhaltige Verbundstruktur 1 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Kleidungsstück verbunden.
In einem Ausführungsbeispiel wird die siliziumhaltige Verbundstruktur 1 in eine spezifische Form 300 zugeschnitten (siehe 11), wobei die Form eine Textur, ein Warenzeichen, eine Werbung, einen Warnhinweis oder dergleichen beinhalten oder darstellen kann. Bei einer zweiten Temperatur wird die zweite Schicht 22 der siliziumhaltigen Verbundstruktur 1 geschmolzen und kann danach mit einer Oberfläche eines Gegenstands 2 verbunden werden, wobei die siliziumhaltige Verbundstruktur 1 mit der spezifischen Form 300 demzufolge mit dem Gegenstand 2 verbunden wird. Vorzugsweise ist das Material des verwendeten Gegenstands 2 ein Stoff, Gummi, Metall, Kunststoff oder dergleichen. Vorzugsweise ist das Material des verwendeten Gegenstands 2 ein Stoff, der ein Teil eines Kleidungsstücks ist.
Diese Anwendungsweise eignet sich zum Anbringen eines Warenzeichens oder eines Hinweises oder Bildes an einem Kleidungsstück. Dies stellt einen wichtigen Herstellungsvorgang für Kleidungsstücke unter Anwendung der vorliegenden Erfindung dar.
Der Vorgang zum Verbinden der erfindungsgemäßen siliziumhaltigen Verbundstruktur 1 mit einem Gegenstand 2 kann für weitere Herstellungsverfahren verwendet werden.
Die 12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die siliziumhaltige Verbundstruktur 1 in eine spezielle Form zugeschnitten wurde und durch den in Zusammenhang mit 11 beschriebenen Vorgang mit einem Gegenstand 2 verbunden wurde. Das Material des Gegenstands 2 ist vorzugsweise ein Stoff, Gummi, Metall, Kunststoff oder dergleichen. Vorzugsweise ist das Material des verwendeten Gegenstands 2 ein Stoff, der ein Teil eines Kleidungsstücks ist. Die Hauptfunktion der in der 12 gezeigten Struktur besteht darin, eine Wasserfestigkeit und Rutschfestigkeit bereitzustellen. Dies wird dadurch ermöglicht, dass Silizium sowohl wasserfest als auch rutschfest ist, sodass gemäß der Darstellung in 12 die siliziumhaltige Verbundstruktur 1 als funktionelle Struktur an einem geeigneten Teil, das über Wasserfestigkeit oder Rutschfestigkeit verfügen soll, angebracht werden kann.
Obwohl in der vorstehenden Beschreibung spezielle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt wurden, kann diese auf zahlreiche unterschiedliche Weisen verwirklicht werden. Diese verschiedenen Ausführungsarten sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung, wobei solche Modifikationen, die für einen Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sind, in den Schutzbereich der angehängten Ansprüche fallen sollen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer siliziumhaltigen Verbundstruktur (1) zum Anbringen an einen Gegenstand, welches die folgenden Schritte umfasst: Schmelzen einer ersten Menge eines Schmelzklebstoff bei einer ersten Temperatur, um eine dünne Schicht in Form einer ersten Schicht (21) zu bilden, Schmelzen einer zweiten Menge eines Schmelzklebstoffs bei einer zweiten Temperatur, um eine dünne Schicht in Form einer zweiten Schicht (22) zu bilden, wobei die zweite Temperatur niedriger als die erste Temperatur ist, Verbinden der ersten Schicht (21) mit der zweiten Schicht (22), um aus diesen eine Schmelzklebstoffschicht (20) auszubilden, wobei die erste Schicht (21) an einer oberen Seite der Schmelzklebstoffschicht (20) und die zweite Schicht (22) an einer unteren Seite der Schmelzklebstoffschicht (20) ausgebildet ist, wobei die erste Schicht (21) und die zweite Schicht (22) verschiedene Schmelztemperaturen aufweisen und demzufolge auch verschiedene physikalische Eigenschaften haben, wobei die obere erste Schicht (21) bei einer ersten Temperatur und die zweite Schicht (22) bei einer zweiten Temperatur schmilzt, Beschichtung einer oberen Seite der ersten Schicht (21) zur Ausbildung einer Schicht aus einem Haftmittel (30), wobei danach eine Schicht aus einem Siliziummaterial (200) durch Beschichten auf das Haftmittel (30) aufgebracht wird, und Erhitzen zumindest der oberen Seite der Schmelzklebstoffschicht (20) auf eine erste Temperatur, um eine obere Fläche der ersten Schicht (21) zu schmelzen, wobei das Haftmittel (30) geschmolzen wird, wobei mit dem Haftmittel (30) der Schmelzklebstoff an der oberen Fläche der ersten Schicht (21) geschmolzen wird und danach in das Siliziummaterial (200) eindringt, wobei die erste Schicht (21) schließlich mit dem Siliziummaterial (200) verbunden wird, wobei beim allmählichen Senken der Temperatur eine Siliziumschicht (10) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem eine Haftfläche (40) zwischen der ersten Schicht (21) und der Siliziumschicht (10) gebildet wird, wobei die Haftfläche (40) im Wesentlichen aus den Materialien der ersten Schicht (21), dem Siliziummaterial (200) und dem Haftmittel (40) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die erste Schicht (21) und die zweite Schicht (22) einzeln gebildet werden, wobei danach die beiden Schichten miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die erste Schicht (21) zuerst ausgebildet und danach ein Schmelzklebstoff auf eine Fläche der ersten Schicht (21) aufgebracht wird und dieser dann auf eine zweite Temperatur erhitzt wird, um die zweite Schicht (22) zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem als Material für das Haftmittel (40) Polysiloxan verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem als Material für die Schmelzklebstoffschicht (20) thermoplastisches Polyurethan verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die erste Temperatur zwischen 120 ºC und 200 ºC und die zweite Temperatur zwischen 60 ºC und 150 ºC beträgt, wobei die erste Temperatur um 10 ºC bis 60 ºC höher als die zweite Temperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner einen Schritt zum Anbringen eines Gegenstands (2) unterhalb der zweiten Schicht (22) umfasst, wobei das Material des Gegenstands (2) bei der zweiten Temperatur nicht schmilzt und nicht in unannehmbarer Weise verformt wird, und wobei durch eine Kombination der in der Schmelzklebstoffschicht (20) enthaltenen und bei hoher Temperatur schmelzenden Schicht (21) und der in der Schmelzklebstoffschicht (20) ferner enthaltenen und bei niedriger Temperatur schmelzenden Schicht (22) ermöglicht wird, dass die Verbundstruktur mit der Siliziumschicht (10) und der Schmelzklebstoffschicht (20) bei Hitze zumindest teilweise verschmolzen und danach an einem Gegenstand (2) angebracht werden kann, wobei die mit der Schmelzklebstoffschicht (20) verbundene Siliziumschicht (10) auf eine zweite Temperatur erhitzt wird, um die zweite Schicht (22) zu schmelzen und diese danach mit dem Gegenstand (2) zu verbinden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Verbundstruktur (1) mit der Siliziumschicht (10) und der Schmelzklebstoffschicht (20) in eine spezifische Form (300) zugeschnitten wird, wobei die so erhaltene in eine spezifische Form (300) zugeschnittene Verbundstruktur an einem Gegenstand (2) angebracht wird, um mit dem Gegenstand eine integrale Verbindung zu bilden.
Siliziumhaltige Verbundstruktur (1) nach Anspruch 9, bei welcher die spezifische Form (300) eine Textur, ein Warenzeichen, eine Werbung oder einen Warnhinweis umfasst oder darstellt.
Siliziumhaltige Verbundstruktur (1) nach Anspruch 9, wobei ein damit verbundener Gegenstand (2) im Bereich der Verbundstruktur (1) sowohl wasserfest als auch rutschfest ist.
Siliziumhaltige Verbundstruktur (1) nach Anspruch 9, bei welcher das Material des Gegenstands (2) ein Stoff, Gummi, Metall oder Kunststoff ist.