EP3732260A1 - Double-sided reversible adhesive structure - Google Patents

Double-sided reversible adhesive structure

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Publication number
EP3732260A1
EP3732260A1 EP18830192.3A EP18830192A EP3732260A1 EP 3732260 A1 EP3732260 A1 EP 3732260A1 EP 18830192 A EP18830192 A EP 18830192A EP 3732260 A1 EP3732260 A1 EP 3732260A1
Authority
EP
European Patent Office
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structures
adhesion
adhesive
projections
object according
Prior art date
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Pending
Application number
EP18830192.3A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Eduard Arzt
René HENSEL
Karsten Moh
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.)
Leibniz Institut fuer Neue Materialien Gemeinnuetzige GmbH
Original Assignee
Leibniz Institut fuer Neue Materialien Gemeinnuetzige GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Leibniz Institut fuer Neue Materialien Gemeinnuetzige GmbH filed Critical Leibniz Institut fuer Neue Materialien Gemeinnuetzige GmbH
Publication of EP3732260A1 publication Critical patent/EP3732260A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • C09J2301/312Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier parameters being the characterizing feature

Definitions

  • the invention relates to an object having at least two Oberflä surfaces, each having at least one surface capable of dry adhesion, and methods for switchable Adnosi on with such objects.
  • the molecular adhesion between two objects can be enhanced or controlled by fiber-like surface structures.
  • This principle is known as gecko effect. If a structured elastomer surface is pressed with a certain pressure force against a comparatively flat surface, van der Waals interactions can form.
  • the reverible liability ie the possibility of switching attachment and detachment, is also known from nature.
  • the gecko realizes the detachment by "peeling" its adhesive fibers, this is often not possible for technical structures and usually only makes sense if shear adhesion, ie adhesion, should be used in the direction of the substrate / Obj ektoberflache. In the case of so-called normal adhesion, ie an adhesion force perpendicular to the object surface, the detachment must be initiated differently.
  • the strength of the adhesion and also the type of detachment can be controlled by the structure of the dry-adhesive structure on the upper surface. This allows in contrast to normal adhesive joints targeted control of adhesion forces.
  • E is the modulus of elasticity
  • I is the area inertia model
  • L is the length (height) of the projection
  • n is a factor in front of the mechanical clamping of the Projection.
  • the object of the invention is to provide a structure which allows the selective handling of objects, in particular the targeted detachment.
  • the object is achieved by an object which, at least on two surfaces each one capable of dry adhesion Has surface, wherein the two surfaces differ in at least one adhesive parameter.
  • At least one of the surfaces has a structure encompassing vertical projections.
  • both surfaces have structures comprising vertical projections.
  • the dry adhesion surfaces are preferably arranged on different sides of the object.
  • Preferred is a Anord voltage, so that according to the use of each of the surfaces can be contacted individually.
  • at least two of the surfaces are arranged on different side surfaces of the object.
  • the two surfaces can be parallel ge opposite or have an angle. In the case of a win angle, it is preferably an acute angle of less than 60 °, in particular less than 30 °.
  • the surfaces may also be concave or convex ge arched. This can be varied according to the application who the.
  • Adhesion parameters are understood to mean not only the adhesion force brought about by the structure, but also the force required to detach the structure.
  • structures may be removable under different conditions, for example by Euler buckling. Due to the buckling of the structure at high contact pressure, the Euler buckling reduces the adhesion force and dissolves the structure with less tensile force from the surface. Such a structure has therefore depending on the contact pressure two different adhesive forces.
  • the adhesive force is usually high, i. the surface adheres firmly to the structure. If the contact pressure exceeds the value for the Euler buckling, the adhesion of the structure is reduced significantly and it can be replaced with much lower tensile force.
  • the adhesive force of the two surfaces is preferably controlled so that the adhesive force at normal adhesion of a surface is higher than that of the other surfaces. This will result in contacting the two surfaces of the object with two surfaces preferred the surface with the lower adhesion again peeled off.
  • the existing at replacement adhesive force can be reduced, for example, by triggering the Euler buckling or shear stress.
  • the structure of at least one surface is chosen so that it can be triggered by a higher contact pressure, by Euler buckling.
  • the remaining after the Euler buckling adhesive force is lower than the adhesive force of the other structure. This can be preferentially replaced by triggering the Euler buckling this surface.
  • the structure with the higher adhesive force the structure which has the lower contact pressure for triggering the Euler buckling.
  • the adhesive force of this surface is preferably lower than the other surface. As a result, this area is preferably replaced before.
  • the replacement via Euler buckling is preferred.
  • the adhesive force can also be influenced by the surface of the two surfaces available for adhesion, preferably by the projections present on the surface.
  • a structure according to the invention comprises at least 10 protrusions, particularly preferably at least 20, in particular at least 50 protrusions.
  • pillars projections
  • pillars projections
  • end face pointing away from the surface. With this face, the projections come into contact with the surface to which they are to adhere.
  • the projections of each structure of the invention are columnar removablebil det. This means that it is preferably formed perpendicular to the surface projections having a stem and an end face, wherein the stem and the end face may have any cross-section (for example, circular, oval, rectangular, square, rhombic, hexagonal , pentagonal, etc.).
  • the projections are formed so that the perpendicular right projection of the end face on the base of the jump ahead with the base surface forms an overlap surface, where at the overlap surface and the projection of the overlap surface on the end face a body span, which lies completely within the projection ,
  • the overlap area comprises at least 50% of the base area, preferably at least 70% of the base area, particularly preferably the overlapping area comprises the entire base area.
  • the projections are therefore preferably not inclined be.
  • the end face is paral lel aligned with the base surface and the surface. If the faces are not aligned parallel to the surface and therefore have different vertical heights, the vertical height of the face is considered to be the vertical height of the face.
  • the end face of the projections is larger than the base surface.
  • the stem of the projection has an aspect ratio of height to diameter of 0.2 to 100, preferably from 0.5 to 20, particularly preferably between 2 and 5, based on its mean diameter.
  • the aspect ratio for at least one of the structures is preferably selected as a function of the structure and of the material such that the detachment by the Euler buckling is possible for a specific contact pressure.
  • the average diameter is understood to be the diameter of the circle which has the same area as the corresponding cross section of the projection, averaged over the entire height of the projection.
  • the projections may have widened end faces, so-called “mushroom” structures.
  • the projections kei ne broadened faces.
  • the end faces of the projections may themselves be structured to increase their surface area.
  • the average vertical height of the end face is considered as the vertical height of the projections.
  • the vertical height of all projections in a range of 1 ym to 10 mm, preferably 1 ym to 5 mm, in particular 1 ym to 2 mm, preferably in a range of 10 ym to 2 mm.
  • the base area of the surface corresponds to a circle with a diameter between 0.1 ym to 5 mm, preferably 0.1 ym and 2 mm, in particular before given to 1 ym and 500 ym, more preferably between 1 ym and 100 ym.
  • the base is a circle having a diameter between 0.3 ym and 2 mm, preferably 1 ym and 100 ym.
  • the average diameter of the strains is preferably between 0.1 .mu.m to 5 mm, preferably 0.1 .mu.m and 2 mm, in particular preferably between 1 .mu.m and 100 .mu.m.
  • the height and the median diameter are adjusted according to the preferred aspect ratio.
  • the surface of the end face of a projection at least 1.01 times, preferably at least 1.5 times as large as the area of the base of a projection. It may be greater by a factor of 1.01 to 20 or, for example, be 1.05 to 2 times larger in example.
  • the end face is between 5% and 100% larger than the base area, particularly preferably between 10% and 50% of the base area.
  • the broadening of the end face of a projection means that such a projection is verbrei tert in the region of the end face.
  • This broadening which is also associated with a Verbreite tion of the diameter in the affected area, preferably affects only the portion immediately in front of the front surface and the face itself. It could be so ben ben, as if on a projection with a certain diam ser At the end a flat body with a small thickness WUR de laid, such as a disc on a cylinder.
  • the widening can also have a conical shell shape aufwei sen, so that the broadening increases towards the end face.
  • the broadening relates to a maximum of 20% of the vertical height, preferably a maximum of 10% of the vertical height, in particular a maximum of 2% of the vertical height, in relation to the total vertical height of a projection.
  • a maximum of 20% of the vertical height preferably a maximum of 10% of the vertical height, in particular a maximum of 2% of the vertical height, in relation to the total vertical height of a projection.
  • the distance between two projections is less than 2 mm, in particular less than 1 mm.
  • the projections are preferably arranged periodically periodically.
  • the elastic modulus of the protrusions is preferably 50 kPa to 3 GPa.
  • the modulus of elasticity is preferably 50 kPa to 5 GPa, in particular 100 kPa to 1 GPa, particularly preferably 500 kPa to 100 MPa. Whether a particularly high or low modulus of elasticity is advantageous may also depend on whether the corresponding structure is to be suitable for Euler buckling.
  • the structures preferably differ on the opposite surfaces at least in the contact pressure necessary to trigger the Euler buckling.
  • the structures on the opposing surfaces differ in at least one of the following properties selected from structure, in particular number of Vorsprün ge, diameter and / or height, and modulus of elasticity. This also leads to the change of the pressure required for Euler buckling pressure. The difference can be adjusted according to the application.
  • the ratio of the moduli of elasticity is greater than 2, preferably greater than 5, so that the forces necessary for buckling forces sufficiently differ.
  • the triggering of the Euler buckling required contact pressure differs by at least a factor of 2, before given by at least a factor of 5.
  • the materials of the projections can be chosen freely according to the requirements by the skilled person.
  • the protrusions may comprise, for example, the following materials: epoxy- and / or silicone-based elastomers, thermoplastic elastomers (TPE), polyurethanes, epoxy resins, acrylate systems, methacrylate systems, polyacrylates as homo- and copolymers, polymethacrylates as homo- and copolymers (PMMA, AMMA acrylic nitrile / methyl methacrylate), polyurethane (meth) acrylates, silicones, silicone resins, rubber such as R rubber (NR natural rubber, IR poly-isoprene rubber, BR butadiene rubber, SBR styrene-butadiene rubber, CR chloroprene rubber, NBR nitrile - Rubber) M rubber (EPM ethen
  • elastomers approved for use in the packaging, pharmaceutical and food industries by the EU in accordance with EU-VO No. 10/2011 of 14.01.2011, published on 15.01.2011
  • FDA or silicone-free UV-curable resins the PVD and CVD process engineering This is Po
  • polyurethane (meth) acrylates for polyurethane methacrylates, polyurethane acrylates, and mixtures and / or copolymers thereof.
  • thermoplastic elastomers which can be based on different polymers, for example thermoplastic copolyamides (TPA), thermoplastic polyesters terelastomers / thermoplastic copolyesters (TPEs), thermoplastic elastomers based on olefins (TPO), predominantly PP / EPDM (PP: polypropylene) , Styrene block copolymers (TPS) such as SBS, SEBS, SEPS, SEEPS and MBS) or thermoplastic elastomers Urethane base (TPU), z. Elastollan, Desmopan, Texin or Utechllan, and thermoplastic vulcanizates (TPV).
  • TPA thermoplastic copolyamides
  • TPEs thermoplastic polyesters terelastomers / thermoplastic copolyesters
  • TPO thermoplastic elastomers based on olefins
  • TPS Styrene block copolymers
  • SBS SBS
  • SEPS SEPS
  • epoxy- and / or silicone-based elastomers Preference is given to epoxy- and / or silicone-based elastomers, polyurethane (meth) acrylates, polyurethanes, silicones, silicone resins (such as UV-curable PDMS), thermoplastic urethanes (TPU), polyurethane (meth) acrylates or rubber (such as EPM, EPDM).
  • polyurethane (meth) acrylates such as UV-curable PDMS
  • silicone resins such as UV-curable PDMS
  • TPU thermoplastic urethanes
  • PMMA polyurethane (meth) acrylates or rubber (such as EPM, EPDM).
  • the structures also have a backing layer on which the projections are arranged. This is preferably made of the same material as the projections.
  • the object itself can be made of any materials. On its surface at least the two structures are arranged.
  • the two opposing structures are preferably net angeord on two mutually parallel side surfaces of the object.
  • the two structures each cover over 50%, preferably over 70% of the respective side surface of the object.
  • the distance of the two side surfaces is smaller than the smallest diameter of the two surfaces covered by the structures, in particular the ratio of smallest diameter and distance is at least
  • the object is an adhesive pad which has one of the aforementioned structures on both sides.
  • both structures are arranged in each case on the front and back of a flat body, preferably with egg ner thickness of at least 0.1 mm, preferably at least 0.2 mm, in particular at least 0.5 mm.
  • the maximum thickness may be up to 2 cm, preferably up to 1 cm, in particular up to 6 mm.
  • the body decouples the two structures arranged on it, so that an Euler buckling of one structure does not affect the other structure.
  • This can be achieved, for example, by the thickness of the body and / or by its modulus of elasticity.
  • both structures can be arranged on both sides of a plate made of a material having a modulus of elasticity higher by a factor> 100, for example a plate made of plastic or metal.
  • the invention also relates to a method for selective adhesion for an object according to the invention.
  • the first surface is contacted with a first surface and the second surface with a second surface. It does not have to contact the entire area who the. It is contacted as large an area as is needed for Adotrosi on. Therefore, only parts of the surfaces can be contacted.
  • the contacting may include pressing to improve adhesion. However, without triggering the Euler buckling.
  • the two contacted surfaces do not have to be the same size. It is also possible to contact several surfaces simultaneously on one surface, for example if several objects are to adhere to the surface simultaneously by adhesion.
  • the contacting takes place in a direction perpendicular to the surface and surface.
  • the main component of the adhesive force between a surface and surface is perpendicular to the surface and surface (Nor malhaftung).
  • At least one of the contacted surfaces is moved away from the object until one of the two surfaces is detached from the object.
  • the path is moved perpendicular to the contacted surfaces.
  • the movement can also be caused by the movement Be only one of the surfaces.
  • the Euler buckling is additionally brought about by a contact pressure for this structure which is sufficient for one of the structures.
  • the adhesive force of this fa ce is greatly reduced, which leads to the preferred detachment of contacted on this surface surface.
  • the inven tion proper object could be configured, for example, as a Haftpad.
  • a stamp or gripper contacts the first surface and the object according to the invention thus adheres to the stamp or gripper, which can now contact the other surface of the object objects. If the adhesive force to the article is greater than the adhesive force to the punch or gripper, objects can be easily picked up and stored. To detach the object according to the invention from the punch or gripper, a higher contact pressure can then be exerted, so that the Euler kinking occurs on the contact surface with the punch or gripper.
  • the Euler buckling can be used to hold objects.
  • the inven tion proper object could adhere to one or more objects, which are received by different punches or grippers.
  • the dry adhesive bond to the articles is then stronger than the bond to the stamp or gripper. Only with increased contact pressure and thus brought about Euler buckling the objects are detached from the object of the invention.
  • area information always includes all - not mentioned - intermediate values and all imaginable subintervals.
  • Fig. 1 Schematic representation of an object with opposing structures, which differ in the height (length) of the projections (Example 1), the diameter (Example 2) or the modulus of elasticity (Example 3) the.
  • FIG. 3 Schematic representation for the preparation of the double-sided reversible adhesive structures
  • Fig. 5 controlled detachment of the object according to the invention
  • Fig. 6 adhesive force as a function of a structure according to Example 1 of Figure 1;
  • FIG. 7 adhesive force as a function of a structure according to example 2 of FIG. 1.
  • Fig. 1 shows in the upper part of various examples of ob jects with two opposing structures, which have klalenar term projections, which in turn have slightly widened faces (mushrooms).
  • the structures differ in the height of their projections (Li other than L 2 ).
  • the diameter of the projections is different (Di is not D 2 ).
  • the modulus of elasticity of the structures is different (Ei not equal to E 2 ).
  • FIG. 2 shows the behavior of the object depicted in FIG. 1 (below) with different loads.
  • both structures of the object are contacted with a surface.
  • contact pressure an external pressure on the object perpendicular to the contact surfaces
  • both structures are pressed together (path is negative).
  • an adhesive force can be measured ("pull" in Figure 2) until the object comes off. This behavior is shown in Figure 2 by the solid line.
  • FIG. 3 shows a possibility for producing double-sided adhesive structures.
  • An uncrosslinked, liquid polymer pre-polymer
  • the casting mold contains inserts that serve as a template (negative mold) for the adhesive structures.
  • the double-sided adhesive structure is removed from the mold.
  • FIG. 4 shows the measuring arrangement for determining the adhesion forces as a function of the penetration depth.
  • the adhesion is measured on both sides against glass substrates.
  • a glass substrate (un ten) is mounted on a tilting table for aligning the adhesive to the substrate surfaces.
  • the upper substrate is brought into contact and pressed with a defined penetration depth.
  • the contact force (compressive force) is recorded.
  • the substrates are pulled apart and the adhesive force (tensile force) is determined.
  • FIG. 5 shows how this principle can be exploited with the object on FIG.
  • a structure according to Example 1 of Figure 1 is used, ie the projections on the two sides differ in their height.
  • the contact pressure also referred to as penetration depth
  • the detachment takes place (at the same contacted Oberflä surfaces).
  • the contact pressure which does not lead to an Euler buckling ( Figure 5 left column)
  • the structure is removed in the Auseinan, which has a lower adhesive force.
  • the lower figure shows that the upper structure of the object has dissolved. This is also the side having the shorter protrusions.
  • a contact pressure is selected which leads to Euler kinking in one of the structures, the adhesion to the structure is markedly reduced, which leads to the preferred detachment of this structure
  • FIG. 6 shows measured values obtained for an object according to example 1 of FIG.
  • the adhesive force was measured as a function of the penetration depth.
  • the double-sided structure is adhesive, with larger penetration depths low-adhesion.
  • the detachment from the substrate changes from page 1 (filled dots) to page 2 (unfilled dots) with increasing depth of penetration. Points correspond to experimental data.
  • the dashed line corresponds to the fitted sigmoid function for determining the asymptotic force values for the adhesive and low-adhesion area.
  • FIG. 7 shows measured values obtained for an object according to example 2 of FIG.
  • the adhesive force was measured as a function of the penetration depth.
  • the double-sided structure is adhesive, with larger penetration depths low-adhesion.
  • the detachment from the substrate changes from page 1 (filled dots) to page 2 (unfilled dots) with increasing depth of penetration. Points correspond to experimental data.
  • the dashed line corresponds to the fitted sigmoid function for determining the asymptotic force values for the adhesive and low-adhesion area.
  • S can vary between 0 and 1, where 0 means no switching behavior and 1 the maximum switching efficiency.
  • Table 1 show that all double-sided adhesion structures have an efficiency greater than 0.5, where in some embodiments with S ⁇ 0.8 a very high
  • Example 1 34.8 kPa 6, 0 kPa 0.83
  • Example 1 22.7 kPa 10.6 kPa 0.53
  • Example 1 28.1 kPa 13.6 kPa 0.52
  • Example 2 31.8 kPa 13.5 kPa 0.58

Landscapes

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Abstract

The invention relates to an article having at least two faces that are suitable for dry adhesion and have different adhesion parameters. By suitably structuring the article it is possible, optionally in combination with a suitable contact pressure, to selectively control the release of surfaces contacted on said faces.

Description

Doppelseitige reversible Haftstruktur  Double-sided reversible adhesive structure
Beschreibung description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Objekt mit mindestens zwei Oberflä chen, welche jeweils mindestens eine zur Trockenadhäsion befä higte Fläche aufweisen, sowie Verfahren zur schaltbaren Adhäsi on mit solchen Objekten. The invention relates to an object having at least two Oberflä surfaces, each having at least one surface capable of dry adhesion, and methods for switchable Adhäsi on with such objects.
Stand der Technik State of the art
Die molekulare Haftung zwischen zwei Objekten kann durch faser artige Oberflächenstrukturen verstärkt bzw. gesteuert werden. Dieses Prinzip ist als Gecko-Effekt bekannt. Wird eine struktu rierte Elastomer-Oberfläche mit einer bestimmten Andruckkraft gegen eine vergleichsweise flache Oberfläche gedrückt, können sich van der Waals Wechselwirkungen ausbilden. Auch die rever sible Haftung, d.h. die Möglichkeit, Anhaftung und Ablösung ge zielt zu schalten, ist aus der Natur bekannt. Während jedoch der Gecko die Ablösung durch ein „Peelen" seiner Haftfasern re alisiert, ist dies für technische Strukturen häufig nicht mög lich und meist nur dann sinnvoll, wenn Scherhaftung, d.h. Haf- tung in Richtung der Substrat-/Obj ektoberflache genutzt werden soll. Bei sogenannter Normalhaftung, also einer Haftkraft senk recht zur Objektoberfläche muss das Ablösen anders initiiert werden . The molecular adhesion between two objects can be enhanced or controlled by fiber-like surface structures. This principle is known as gecko effect. If a structured elastomer surface is pressed with a certain pressure force against a comparatively flat surface, van der Waals interactions can form. The reverible liability, ie the possibility of switching attachment and detachment, is also known from nature. However, while the gecko realizes the detachment by "peeling" its adhesive fibers, this is often not possible for technical structures and usually only makes sense if shear adhesion, ie adhesion, should be used in the direction of the substrate / Obj ektoberflache. In the case of so-called normal adhesion, ie an adhesion force perpendicular to the object surface, the detachment must be initiated differently.
Die Stärke der Haftung und auch die Art der Ablösung kann dabei durch die Struktur der trockenadhäsiven Struktur auf der Ober fläche gesteuert werden. Dies erlaubt im Gegensatz zu normalen Klebeverbindungen eine gezielte Steuerung der Adhäsionskräfte. The strength of the adhesion and also the type of detachment can be controlled by the structure of the dry-adhesive structure on the upper surface. This allows in contrast to normal adhesive joints targeted control of adhesion forces.
Gerade für Anwendungen, bei denen Objekte auf bestimmten Ober flächen reversibel befestigt werden müssen, können solche Especially for applications in which objects on certain surfaces must be reversibly fixed, such
Strukturen Vorteile bringen. Structures bring benefits.
Bei der Verwendung von säulenförmigen Haftstrukturen, d.h. When using columnar adhesive structures, i.
Strukturen, welche aus einer Vielzahl von säulenförmigen Vor sprüngen bestehen, deren Stirnflächen die Kontaktfläche zur An haftung an eine Oberfläche bilden, wird eine Ablösung in der Regel dadurch ausgelöst, dass durch äußere Einflüsse die Kon taktfläche zur Oberfläche verringert wird. Structures, which consist of a variety of columnar jumps before, whose faces form the contact surface for adhesion to a surface, a replacement is usually triggered by the con tact surface is reduced to the surface by external influences.
Es ist bekannt, dass die Verringerung der Kontaktfläche durch Knicken von Vorsprüngen unter Druckbelastung herbeigeführt wer den kann. Bei ausreichender Druckbelastung führt eine elasti sche Instabilität zum Abknicken der Vorsprünge. Dies wird auch als Euler-Knickung bezeichnet. Die kritische Kraft beträgt: It is known that the reduction of the contact surface caused by buckling of projections under pressure who can. With sufficient pressure load leads an elastic cal instability to kinking of the projections. This is also called Euler buckling. The critical force is:
F = C r /L)2El F = C r / L) 2 Eq
Dabei ist E der Elastizitätsmodul, I das Flächenträgheitsmo dell, L ist die Länge (Höhe) des Vorsprungs und n ist ein Vor faktor in Abhängigkeit von der mechanischen Einspannung des Vorsprungs. Das Flächenträgheitsmoment bei einer zylindrischen Struktur beträgt /= nd4/6 . Daraus ergibt sich folgender Zusam menhang: Vorsprünge mit großer Höhe, geringem Durchmesser oder geringem Elastizitätsmodul knicken bei geringeren Kräften als Vorsprünge mit kurzer Länge, großem Durchmesser oder hohem Elastizitätsmodul . Here, E is the modulus of elasticity, I is the area inertia model, L is the length (height) of the projection and n is a factor in front of the mechanical clamping of the Projection. The area moment of inertia for a cylindrical structure is / nd = 4/6. This results in the following cohesion: projections with high height, small diameter or low modulus bend at lower forces than projections with a short length, large diameter or high modulus of elasticity.
Gerade bei der Handhabung von kleinen Objekten, kommen herkömm liche Haltevorrichtungen an ihre Grenzen. Especially in the handling of small objects, conven Liche holding devices come to their limits.
Aufgabe task
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Struktur zur Verfügung zu stellen, welche die selektive Handhabung von Objekten erlaubt, insbesondere das gezielte Ablösen. The object of the invention is to provide a structure which allows the selective handling of objects, in particular the targeted detachment.
Lösung solution
Diese Aufgabe wird durch die Erfindungen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht. Die Erfindungen umfassen auch alle sinnvollen und insbesondere alle erwähnten Kombinati onen von unabhängigen und/oder abhängigen Ansprüchen. This object is achieved by the inventions having the features of the independent claims. Advantageous developments of the inventions are characterized in the subclaims. The wording of all claims is hereby incorporated by reference into the content of this specification. The inventions also include all reasonable and in particular all mentioned combinations of independent and / or dependent claims.
Die Aufgabe wird durch ein Objekt gelöst, welches mindestens auf zwei Oberflächen jeweils eine zur Trockenadhäsion befähigte Fläche aufweist, wobei sich die beiden Flächen in mindestens einem Haftparameter unterscheiden. The object is achieved by an object which, at least on two surfaces each one capable of dry adhesion Has surface, wherein the two surfaces differ in at least one adhesive parameter.
Bevorzugt sind Flächen, deren Haftung auf Normalhaftung ba siert. Dies sind insbesondere Flächen mit Strukturen, welche auf senkrechten Vorsprüngen basieren. Preference is given to surfaces whose adhesion to normal adhesion is based. These are in particular surfaces with structures which are based on vertical projections.
Bevorzugt weist mindestens eine der Flächen eine Struktur um fassend senkrechte Vorsprünge auf. Besonders bevorzugt weisen beide Flächen Strukturen umfassend senkrechte Vorsprünge auf. Preferably, at least one of the surfaces has a structure encompassing vertical projections. Particularly preferably, both surfaces have structures comprising vertical projections.
Die Flächen zur Trockenadhäsion sind bevorzugt auf verschiede nen Seiten des Objekts angeordnet. Bevorzugt ist eine Anord nung, so dass entsprechend der Verwendung jeder der Flächen einzeln kontaktiert werden kann. Insbesondere sind mindestens zwei der Flächen auf unterschiedlichen Seitenflächen des Ob jekts angeordnet. Die beiden Flächen können dabei parallel ge genüberliegen oder einen Winkel aufweisen. Im Falle eines Win kels handelt es sich bevorzugt um einen spitzen Winkel unter 60° insbesondere unter 30 °. Bevorzugt sind zueinander parallele Seitenflächen. Die Flächen können auch konkav oder konvex ge wölbt sein. Dies kann entsprechend der Anwendung variiert wer den . The dry adhesion surfaces are preferably arranged on different sides of the object. Preferred is a Anord voltage, so that according to the use of each of the surfaces can be contacted individually. In particular, at least two of the surfaces are arranged on different side surfaces of the object. The two surfaces can be parallel ge opposite or have an angle. In the case of a win angle, it is preferably an acute angle of less than 60 °, in particular less than 30 °. Preferably, mutually parallel side surfaces. The surfaces may also be concave or convex ge arched. This can be varied according to the application who the.
Unter Haftparameter wird nicht nur die von der Struktur hervor gerufenen Haftkraft verstanden, sondern auch die zur Ablösung der Struktur aufzuwendende Kraft. So können Strukturen zum Bei spiel durch Euler-Knickung unter unterschiedlichen Bedingungen ablösbar sein. Die Euler-Knickung führt dazu, dass sich durch die Stauchung der Struktur bei hohem Anpressdruck, die Adhäsi onskraft verringert und sich die Struktur bei geringerer Zug kraft von der Oberfläche löst. Eine solche Struktur hat daher abhängig vom Anpressdruck zwei unterschiedliche Haftkräfte.Adhesion parameters are understood to mean not only the adhesion force brought about by the structure, but also the force required to detach the structure. For example, structures may be removable under different conditions, for example by Euler buckling. Due to the buckling of the structure at high contact pressure, the Euler buckling reduces the adhesion force and dissolves the structure with less tensile force from the surface. Such a structure has therefore depending on the contact pressure two different adhesive forces.
Wird der Anpressdruck für die Euler-Knickung nicht überschrit ten, ist die Haftkraft in der Regel hoch, d.h. die Oberfläche haftet fest an der Struktur. Überschreitet der Anpressdruck den Wert für die Euler-Knickung, so verringert sich die Haftkraft der Struktur deutlich und sie kann bei viel geringerer Zugkraft abgelöst werden. If the contact pressure for the Euler kinking does not exceed ten, the adhesive force is usually high, i. the surface adheres firmly to the structure. If the contact pressure exceeds the value for the Euler buckling, the adhesion of the structure is reduced significantly and it can be replaced with much lower tensile force.
Ebenso ist es möglich, eine Struktur umfassend Vorsprünge durch andere Deformation der Strukturen abzulösen. Dies kann bei spielsweise durch eine Scherbelastung parallel zur Haftfläche erreicht werden. Die Vorsprünge werden abhängig von ihrer Bie gesteifigkeit (E*I) verformt. Dadurch wird ebenfalls die Adhä sionskraft verringert und die Struktur abgelöst. Dabei kommt es nicht auf die Scherfestigkeit der Haftverbindung an, sondern durch die Verformung der Strukturen führt zur Verringerung der Adhäsionskraft. Strukturen, welche sich leicht verbiegen las sen, sind durch diesen Mechanismus leicht ablösbar. Die Scher belastung kann durch eine beliebige Bewegung parallel zur Ober fläche hervorgerufen werden. Die kann eine lineare Bewegung o- der ein Drehen sein. Der Vorteil der Ablösung durch Scherbelas tung liegt darin, dass kein Druck senkrecht zur Haftfläche aus geübt werden muss, wie zum Auslösen der Euler-Knickung. Aller dings sind solche Adhäsionsverbindungen anfällig für Scherkräf te. Die beiden Flächen können sich daher auch in ihren zur Ab lösung benötigten Kräften, d.h. Anpressdruck zur Euler-Knickung oder Scherbelastung zur Ablösung, unterscheiden. It is also possible to detach a structure comprising projections by other deformation of the structures. This can be achieved for example by a shearing load parallel to the adhesive surface. The projections are deformed depending on their bending stiffness (E * I). This also reduces the adhesion force and removes the structure. It does not depend on the shear strength of the adhesive bond, but by the deformation of the structures leads to the reduction of the adhesive force. Structures which are easily bent can be easily removed by this mechanism. The shear stress can be caused by any movement parallel to the upper surface. This can be a linear movement or a turning. The advantage of the separation by shear stress is that no pressure perpendicular to the adhesive surface must be practiced, such as to trigger the Euler buckling. However, such adhesive compounds are susceptible to shear forces. The two surfaces can therefore also in their Ablösung required forces, i. Contact pressure for Euler buckling or shear load for detachment, different.
Bei dem erfindungsgemäßen Objekt ist die Haftkraft der beiden Flächen bevorzugt so gesteuert, dass die Haftkraft bei Normal haftung einer Fläche höher ist, als die der anderen Flächen. Dadurch wird bei Kontaktieren der beiden Flächen des Objekts mit zwei Oberflächen bevorzugt die Fläche mit der geringeren Haftung wieder abgelöst. Die bei Ablösung vorhandene Haftkraft kann beispielsweise durch Auslösung der Euler-Knickung oder Scherbelastung herabgesetzt sein. In the object according to the invention, the adhesive force of the two surfaces is preferably controlled so that the adhesive force at normal adhesion of a surface is higher than that of the other surfaces. This will result in contacting the two surfaces of the object with two surfaces preferred the surface with the lower adhesion again peeled off. The existing at replacement adhesive force can be reduced, for example, by triggering the Euler buckling or shear stress.
Bevorzugt wird die Struktur mindestens einer Fläche so gewählt, dass sie durch einen höheren Anpressdruck, durch Euler-Knickung ausgelöst werden kann. Bevorzugt ist die nach der Euler- Knickung noch vorhandene Haftkraft geringer, als die Haftkraft der anderen Struktur. Dadurch kann durch Auslösen der Euler- Knickung diese Fläche bevorzugt abgelöst werden. Preferably, the structure of at least one surface is chosen so that it can be triggered by a higher contact pressure, by Euler buckling. Preferably, the remaining after the Euler buckling adhesive force is lower than the adhesive force of the other structure. This can be preferentially replaced by triggering the Euler buckling this surface.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Struktur mit der höheren Haftkraft, die Struktur, welche den geringeren Anpress druck zur Auslösung der Euler-Knickung aufweist. In a preferred embodiment, the structure with the higher adhesive force, the structure which has the lower contact pressure for triggering the Euler buckling.
Gleiches gilt für die Ablösung über Scherbelastung. Nach der Scherbelastung ist die Haftkraft diese Fläche bevorzugt gerin ger, als der anderen Fläche. Dadurch wird diese Fläche bevor zugt abgelöst. Dabei ist die Ablösung über Euler-Knickung be vorzugt . The same applies to the separation via shear stress. After the shearing load, the adhesive force of this surface is preferably lower than the other surface. As a result, this area is preferably replaced before. The replacement via Euler buckling is preferred.
Die Haftkraft kann auch durch die zur Haftung zur Verfügung stehende Oberfläche der beiden Flächen beeinflusst werden, be vorzugt durch die auf der Fläche vorhandenen Vorsprünge. Dabei skaliert die Kraft für das kollektive Knicken (Euler-Knickung) bei gleicher Lastenverteilung linear mit der Anzahl der Vor sprünge gemäß der folgenden Formel: The adhesive force can also be influenced by the surface of the two surfaces available for adhesion, preferably by the projections present on the surface. The force for the collective buckling (Euler buckling) scaled with the same load distribution linearly with the number of jumps according to the following formula:
F = N(nn/L)2EI wobei N für die Anzahl an Vorsprüngen steht. Die Struktur kann nur einen Vorsprung umfassen. Bevorzugt umfasst eine erfin dungsgemäße Struktur mindestens 10 Vorsprünge, besonders bevor zugt mindestens 20, insbesondere mindestens 50 Vorsprünge. F = N (nn / L) 2 EI where N is the number of protrusions. The structure can only comprise one projection. Preferably, a structure according to the invention comprises at least 10 protrusions, particularly preferably at least 20, in particular at least 50 protrusions.
Bevorzugt handelt es sich um Strukturen, welche eine Vielzahl von Vorsprüngen (Pillars) umfassen, die mindestens jeweils ei nen Stamm aufweisen und eine von der Oberfläche wegweisende Stirnfläche umfassen. Mit dieser Stirnfläche treten die Vor sprünge in Kontakt mit der Oberfläche, an welche sie anhaften sollen . Preference is given to structures which comprise a large number of projections (pillars) which each have at least one respective stem and comprise an end face pointing away from the surface. With this face, the projections come into contact with the surface to which they are to adhere.
Unter der senkrechten Höhe der Stirnfläche wird der Abstand der Stirnfläche zu der Oberfläche verstanden, auf der die Vorsprün ge angeordnet sind. Under the vertical height of the end face of the distance of the end face is understood to the surface on which the Vorsprün ge are arranged.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Vorsprünge jeder Struktur der Erfindung säulenartig ausgebil det. Dies bedeutet, dass es sich um bevorzugt senkrecht zur Oberfläche ausgebildete Vorsprünge handelt, welche einen Stamm und eine Stirnfläche aufweisen, wobei der Stamm und die Stirn fläche einen beliebigen Querschnitt aufweisen können (bei spielsweise kreisförmig, oval, rechteckig, quadratisch, rauten förmig, sechseckig, fünfeckig, etc.). In a preferred embodiment of the invention, the projections of each structure of the invention are columnar ausgebil det. This means that it is preferably formed perpendicular to the surface projections having a stem and an end face, wherein the stem and the end face may have any cross-section (for example, circular, oval, rectangular, square, rhombic, hexagonal , pentagonal, etc.).
Bevorzugt sind die Vorsprünge so ausgebildet, dass die senk rechte Projektion der Stirnfläche auf die Grundfläche des Vor sprungs mit der Grundfläche eine Überlappungsfläche bildet, wo bei die Überlappungsfläche und die Projektion der Überlappungs fläche auf die Stirnfläche einen Körper aufspannen, welcher vollständig innerhalb des Vorsprungs liegt. In einer bevorzug ten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Überlappungsflä- che mindestens 50 % der Grundfläche, bevorzugt mindestens 70 % der Grundfläche, besonders bevorzugt umfasst die Überlappungs fläche die gesamte Grundfläche. Die Vorsprünge sind daher be vorzugt nicht geneigt. Preferably, the projections are formed so that the perpendicular right projection of the end face on the base of the jump ahead with the base surface forms an overlap surface, where at the overlap surface and the projection of the overlap surface on the end face a body span, which lies completely within the projection , In a preferred embodiment of the invention, the overlap area comprises at least 50% of the base area, preferably at least 70% of the base area, particularly preferably the overlapping area comprises the entire base area. The projections are therefore preferably not inclined be.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stirnfläche paral lel zur Grundfläche und zur Oberfläche ausgerichtet. Falls die Stirnflächen nicht parallel zur Oberfläche ausgerichtet sind und daher verschiedene senkrechte Höhen aufweisen, wird als senkrechte Höhe des Vorsprungs die mittlere senkrechte Höhe der Stirnfläche angesehen. In a preferred embodiment, the end face is paral lel aligned with the base surface and the surface. If the faces are not aligned parallel to the surface and therefore have different vertical heights, the vertical height of the face is considered to be the vertical height of the face.
In einer Ausführungsform ist die Stirnfläche der Vorsprünge größer als die Grundfläche. In one embodiment, the end face of the projections is larger than the base surface.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Stamm des Vorsprungs bezogen auf seinen mittleren Durchmesser ein Aspektverhältnis von Höhe zu Durchmesser von 0,2 bis 100, bevorzugt von 0,5 bis 20, besonders bevorzugt zwischen 2 und 5 auf. Bevorzugt ist das Aspektverhältnis für mindestens eine der Strukturen in Abhängigkeit der Struktur und des Materials so gewählt, dass die Ablösung durch die Euler-Knickung für einen bestimmten Anpressdruck möglich ist. Bevorzugt ist dabei auch ein Aspektverhältnis von 3 bis 20, insbesondere von 3 bis 10, ganz besonders von 5 bis 10. In a preferred embodiment of the invention, the stem of the projection has an aspect ratio of height to diameter of 0.2 to 100, preferably from 0.5 to 20, particularly preferably between 2 and 5, based on its mean diameter. The aspect ratio for at least one of the structures is preferably selected as a function of the structure and of the material such that the detachment by the Euler buckling is possible for a specific contact pressure. An aspect ratio of from 3 to 20, in particular from 3 to 10, very particularly preferably from 5 to 10, is also preferred.
Unter dem mittleren Durchmesser wird dabei der Durchmesser des Kreises verstanden, der die gleiche Fläche wie der entsprechen de Querschnitt des Vorsprungs aufweist, gemittelt über die ge samte Höhe des Vorsprungs. Die Vorsprünge können verbreiterte Stirnflächen aufweisen, so genannte „mushroom"-Strukturen . In this case, the average diameter is understood to be the diameter of the circle which has the same area as the corresponding cross section of the projection, averaged over the entire height of the projection. The projections may have widened end faces, so-called "mushroom" structures.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Vorsprünge kei ne verbreiterten Stirnflächen auf. In a preferred embodiment, the projections kei ne broadened faces.
Die Stirnflächen der Vorsprünge können selbst strukturiert sein, um ihre Oberfläche zu erhöhen. In diesem Fall wird als senkrechte Höhe der Vorsprünge die mittlere senkrechte Höhe der Stirnfläche angesehen. The end faces of the projections may themselves be structured to increase their surface area. In this case, the average vertical height of the end face is considered as the vertical height of the projections.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die senkrechte Höhe aller Vorsprünge in einem Bereich von 1 ym bis 10 mm, bevorzugt 1 ym bis 5 mm, insbesondere 1 ym bis 2 mm, bevorzugt in einem Bereich von 10 ym bis 2 mm. In a preferred embodiment, the vertical height of all projections in a range of 1 ym to 10 mm, preferably 1 ym to 5 mm, in particular 1 ym to 2 mm, preferably in a range of 10 ym to 2 mm.
In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die Grundfläche von der Fläche her einem Kreis mit einem Durchmesser zwischen 0,1 ym bis 5 mm, bevorzugt 0,1 ym und 2 mm, insbesondere bevor zugt zwischen 1 ym und 500 ym, besonders bevorzugt zwischen 1 ym und 100 ym. In einer Ausführungsform ist die Grundfläche ein Kreis mit einem Durchmesser zwischen 0,3 ym und 2 mm, bevorzugt 1 ym und 100 ym. In a preferred embodiment, the base area of the surface corresponds to a circle with a diameter between 0.1 ym to 5 mm, preferably 0.1 ym and 2 mm, in particular before given to 1 ym and 500 ym, more preferably between 1 ym and 100 ym. In one embodiment, the base is a circle having a diameter between 0.3 ym and 2 mm, preferably 1 ym and 100 ym.
Der mittlere Durchmesser der Stämme liegt bevorzugt zwischen 0,1 ym bis 5 mm, bevorzugt 0,1 ym und 2 mm, insbesondere bevor zugt zwischen 1 ym und 100 ym. Bevorzugt ist die Höhe und der mittlere Durchmesser entsprechend dem bevorzugten Aspektver hältnis angepasst. The average diameter of the strains is preferably between 0.1 .mu.m to 5 mm, preferably 0.1 .mu.m and 2 mm, in particular preferably between 1 .mu.m and 100 .mu.m. Preferably, the height and the median diameter are adjusted according to the preferred aspect ratio.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist bei verbreiterten Stirnflächen die Oberfläche der Stirnfläche eines Vorsprungs mindestens 1,01 mal, bevorzugt mindestens 1,5 mal so groß wie die Fläche der Grundfläche eines Vorsprungs. Sie kann bei spielsweise um den Faktor 1,01 bis 20 größer sein oder bei spielsweise 1,05 bis 2 mal größer sein. In a preferred embodiment, in widened end faces, the surface of the end face of a projection at least 1.01 times, preferably at least 1.5 times as large as the area of the base of a projection. It may be greater by a factor of 1.01 to 20 or, for example, be 1.05 to 2 times larger in example.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Stirnfläche zwischen 5% und 100% größer als die Grundfläche, besonders bevorzugt zwischen 10% und 50% der Grundfläche. In a further embodiment, the end face is between 5% and 100% larger than the base area, particularly preferably between 10% and 50% of the base area.
Die Verbreiterung der Stirnfläche eines Vorsprungs bedeutet, dass ein solcher Vorsprung im Bereich der Stirnfläche verbrei tert ist. Diese Verbreiterung, welche auch mit einer Verbreite rung des Durchmessers in dem betroffenen Bereich verbunden ist, betrifft bevorzugt nur den Abschnitt unmittelbar vor der Stirn fläche und der Stirnfläche selbst. Es ließe sich so beschrei ben, als ob auf einem Vorsprung mit einem bestimmten Durchmes ser am Ende ein flächiger Körper mit geringer Dicke gelegt wur de, wie beispielsweise eine Scheibe auf einen Zylinder. Die Verbreiterung kann dabei auch eine konische Mantelform aufwei sen, so dass die Verbreiterung zur Stirnfläche hin zunimmt. Die Verbreiterung betrifft dabei im Verhältnis zur gesamten senk rechten Höhe eines Vorsprungs maximal 20 % der senkrechten Hö he, bevorzugt maximal 10 % der senkrechten Höhe, insbesondere maximal 2 % der senkrechten Höhe. Als für die Euler-Knickung relevante Durchmesser wird dann der Durchmesser ohne die Ver breiterung verwendet. The broadening of the end face of a projection means that such a projection is verbrei tert in the region of the end face. This broadening, which is also associated with a Verbreite tion of the diameter in the affected area, preferably affects only the portion immediately in front of the front surface and the face itself. It could be so ben ben, as if on a projection with a certain diam ser At the end a flat body with a small thickness WUR de laid, such as a disc on a cylinder. The widening can also have a conical shell shape aufwei sen, so that the broadening increases towards the end face. The broadening relates to a maximum of 20% of the vertical height, preferably a maximum of 10% of the vertical height, in particular a maximum of 2% of the vertical height, in relation to the total vertical height of a projection. As diameter relevant for the Euler buckling, the diameter without the broadening is then used.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Abstand zwi schen zwei Vorsprüngen weniger als 2 mm, insbesondere weniger als 1 mm . In a preferred embodiment, the distance between two projections is less than 2 mm, in particular less than 1 mm.
Die Vorsprünge sind bevorzugt regelmäßig periodisch angeordnet. Der Elastizitätsmodul der Vorsprünge beträgt bevorzugt 50 kPa bis 3 GPa. Bevorzugt liegt der Elastizitätsmodul bei 50 kPa bis 5 GPa, insbesondere bei 100 kPa bis 1 GPa, besonders bevorzugt bei 500 kPa bis 100 MPa. Ob ein besonders hoher oder niedriger Elastizitätsmodul vorteilhaft ist, kann auch davon abhängen, ob die entsprechende Struktur zur Euler-Knickung geeignet sein soll . The projections are preferably arranged periodically periodically. The elastic modulus of the protrusions is preferably 50 kPa to 3 GPa. The modulus of elasticity is preferably 50 kPa to 5 GPa, in particular 100 kPa to 1 GPa, particularly preferably 500 kPa to 100 MPa. Whether a particularly high or low modulus of elasticity is advantageous may also depend on whether the corresponding structure is to be suitable for Euler buckling.
Bevorzugt unterscheiden sich die Strukturen auf den gegenüber liegenden Flächen mindestens in dem zum Auslösen der Euler- Knickung nötigen Anpressdruck. The structures preferably differ on the opposite surfaces at least in the contact pressure necessary to trigger the Euler buckling.
Bevorzugt unterscheiden sich die Strukturen auf den gegenüber liegenden Flächen in mindestens einer der folgenden Eigenschaf ten ausgewählt aus Struktur, insbesondere Anzahl der Vorsprün ge, Durchmesser und/oder Höhe, und Elastizitätsmodul. Dies führt auch zur Veränderung des zur Euler-Knickung nötigen An pressdrucks. Der Unterschied kann entsprechend der Anwendung angepasst werden. Preferably, the structures on the opposing surfaces differ in at least one of the following properties selected from structure, in particular number of Vorsprün ge, diameter and / or height, and modulus of elasticity. This also leads to the change of the pressure required for Euler buckling pressure. The difference can be adjusted according to the application.
Bei gleichem Durchmesser und Höhe ist es beispielsweise bevor zugt, wenn das Verhältnis der Elastizitätsmodule größer als 2 bevorzugt größer als 5 ist, damit sich die zur Knickung notwen digen Kräfte ausreichend unterscheiden. For the same diameter and height, for example, it is given to before if the ratio of the moduli of elasticity is greater than 2, preferably greater than 5, so that the forces necessary for buckling forces sufficiently differ.
Bevorzugt unterscheidet sich der Auslösung der Euler-Knickung erforderliche Anpressdruck um mindestens den Faktor 2, bevor zugt mindestens um den Faktor 5. Die Materialien der Vorsprünge können entsprechend den Anforde rungen vom Fachmann frei gewählt werden. Die Vorsprünge können beispielsweise folgende Materialien umfassen: epoxy- und/oder silikonbasierte Elastomere, thermoplastische Elastomere (TPE) , Polyurethane, Epoxidharze, Acrylatsysteme, Methacrylatsysteme, Polyacrylate als Homo- und Copolymere, Po- lymethacrylate als Homo- und Copolymere (PMMA, AMMA Acryl- nitril/Methylmethacrylat) , Polyurethan (meth) acrylate, Silikone, Silikonharze, Kautschuk, wie R-Kautschuk (NR Naturkautschuk, IR Poly-Isopren-Kautschuk, BR Butadienkautschuk, SBR Styrol- Butadien-Kautschuk, CR Chloropropen-Kautschuk, NBR Nitril- Kautschuk) M-Kautschuk (EPM Ethen-Propen-Kautschuk, EPDM Ethyl- en-Propylen-Kautschuk) , Ungesättigte Polyesterharze, Formalde hydharze, Vinylesterharze, Polyethylene als Homo- oder Copoly mere, sowie Mischung und Copolymere der vorgenannten Materia lien. Bevorzugt sind auch Elastomere, welche zur Verwendung im Bereich Verpackung, Pharma und Lebensmittel von der EU (gemäß EU-VO Nr. 10/2011 vom 14.01.2011, veröffentlicht am 15.01.2011) oder FDA zugelassen sind oder silikonfreie UV-härtbare Harze aus der PVD und CVD-Verfahrenstechnik . Dabei steht Po Preferably, the triggering of the Euler buckling required contact pressure differs by at least a factor of 2, before given by at least a factor of 5. The materials of the projections can be chosen freely according to the requirements by the skilled person. The protrusions may comprise, for example, the following materials: epoxy- and / or silicone-based elastomers, thermoplastic elastomers (TPE), polyurethanes, epoxy resins, acrylate systems, methacrylate systems, polyacrylates as homo- and copolymers, polymethacrylates as homo- and copolymers (PMMA, AMMA acrylic nitrile / methyl methacrylate), polyurethane (meth) acrylates, silicones, silicone resins, rubber such as R rubber (NR natural rubber, IR poly-isoprene rubber, BR butadiene rubber, SBR styrene-butadiene rubber, CR chloroprene rubber, NBR nitrile - Rubber) M rubber (EPM ethene-propene rubber, EPDM ethylene-propylene rubber), unsaturated polyester resins, Formalde hyd resins, vinyl ester resins, polyethylenes as homo- or Copoly mers, and mixtures and copolymers of the aforementioned Materia lien. Also preferred are elastomers approved for use in the packaging, pharmaceutical and food industries by the EU (in accordance with EU-VO No. 10/2011 of 14.01.2011, published on 15.01.2011) or FDA or silicone-free UV-curable resins the PVD and CVD process engineering. This is Po
lyurethan (meth) acrylate für Polyurethanmethacrylate, Po- lyurethanacrylate, sowie Mischungen und/oder Copolymere davon. polyurethane (meth) acrylates for polyurethane methacrylates, polyurethane acrylates, and mixtures and / or copolymers thereof.
Bevorzugt sind thermoplastische Elastomere (TPE) , welche auf unterschiedlichen Polymeren basieren können, beispielsweise thermoplastische Copolyamide (TPA) , thermoplastische Polyes terelastomere / Thermoplastische Copolyester (TPE) , thermoplas tische Elastomere auf Olefinbasis (TPO) , vorwiegend PP/EPDM (PP: Polypropylen), Styrol-Blockcopolymere (TPS) wie SBS, SEBS, SEPS, SEEPS und MBS) oder thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis (TPU) , z. B. Elastollan, Desmopan, Texin oder Utechllan, und thermoplastische Vulkanisate (TPV) . Preference is given to thermoplastic elastomers (TPEs) which can be based on different polymers, for example thermoplastic copolyamides (TPA), thermoplastic polyesters terelastomers / thermoplastic copolyesters (TPEs), thermoplastic elastomers based on olefins (TPO), predominantly PP / EPDM (PP: polypropylene) , Styrene block copolymers (TPS) such as SBS, SEBS, SEPS, SEEPS and MBS) or thermoplastic elastomers Urethane base (TPU), z. Elastollan, Desmopan, Texin or Utechllan, and thermoplastic vulcanizates (TPV).
Bevorzugt sind epoxy- und/oder silikonbasierte Elastomere, Po lyurethan (meth) acrylate, Polyurethane, Silikone, Silikonharze (wie UV-härtbares PDMS) , thermoplastische Urethane (TPU) , Po lyurethan (meth) acrylate oder Kautschuk (wie EPM, EPDM) . Preference is given to epoxy- and / or silicone-based elastomers, polyurethane (meth) acrylates, polyurethanes, silicones, silicone resins (such as UV-curable PDMS), thermoplastic urethanes (TPU), polyurethane (meth) acrylates or rubber (such as EPM, EPDM). ,
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Strukturen noch eine Rückschicht auf, auf welcher die Vorsprünge angeordnet sind. Diese ist bevorzugt aus dem gleichen Material, wie die Vorsprünge . In a preferred embodiment, the structures also have a backing layer on which the projections are arranged. This is preferably made of the same material as the projections.
Das Objekt selbst kann aus beliebigen Materialien gefertigt sein. Auf seiner Oberfläche sind mindestens die beiden Struktu ren angeordnet. The object itself can be made of any materials. On its surface at least the two structures are arranged.
Die beiden gegenüberliegenden Strukturen sind bevorzugt auf zwei zueinander parallelen Seitenflächen des Objekts angeord net. Bevorzugt bedecken die beiden Strukturen jeweils über 50 %, bevorzugt über 70 % der jeweiligen Seitenfläche des Objekts. The two opposing structures are preferably net angeord on two mutually parallel side surfaces of the object. Preferably, the two structures each cover over 50%, preferably over 70% of the respective side surface of the object.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstand der beiden Seitenflächen kleiner als der kleinste Durchmesser der beiden von den Strukturen bedeckten Oberflächen, besonders beträgt das Verhältnis von kleinstem Durchmesser und Abstand mindestensIn a preferred embodiment, the distance of the two side surfaces is smaller than the smallest diameter of the two surfaces covered by the structures, in particular the ratio of smallest diameter and distance is at least
2:1. 2: 1.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Objekt ein Haftpad, welches auf beiden Seiten jeweils eine der vorge nannten Strukturen aufweist. Bevorzugt sind beide Strukturen jeweils auf der Vorder- und Rückseite eines flächigen Körpers angeordnet, bevorzugt mit ei ner Dicke von mindestens 0,1 mm, bevorzugt mindestens 0,2 mm, insbesondere mindestens 0,5 mm. Abhängig von der gewünschten Anwendung kann die maximale Dicke bis zu 2 cm, bevorzugt bis zu 1 cm, insbesondere bis zu 6 mm betragen. In a further embodiment of the invention, the object is an adhesive pad which has one of the aforementioned structures on both sides. Preferably, both structures are arranged in each case on the front and back of a flat body, preferably with egg ner thickness of at least 0.1 mm, preferably at least 0.2 mm, in particular at least 0.5 mm. Depending on the desired application, the maximum thickness may be up to 2 cm, preferably up to 1 cm, in particular up to 6 mm.
Bevorzugt entkoppelt der Körper die beiden auf ihn angeordneten Strukturen, so dass sich eine Eulerknickung der einen Struktur nicht auf die andere Struktur auswirkt. Dies kann beispielswei se durch die Dicke des Körpers und/oder durch seinen Elastizi tätsmodul erreicht werden. Beispielsweise können beide Struktu ren auf beiden Seiten einer Platte aus einem Material mit einem um Faktor >100 höheren Elastizitätsmodul angeordnet sein, bei spielsweise eine Platte aus Kunststoff oder Metall. Preferably, the body decouples the two structures arranged on it, so that an Euler buckling of one structure does not affect the other structure. This can be achieved, for example, by the thickness of the body and / or by its modulus of elasticity. For example, both structures can be arranged on both sides of a plate made of a material having a modulus of elasticity higher by a factor> 100, for example a plate made of plastic or metal.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur selektiven Adhäsion für ein erfindungsgemäßes Objekt. The invention also relates to a method for selective adhesion for an object according to the invention.
Im Folgenden werden einzelne Verfahrensschritte näher beschrie ben. Die Schritte müssen nicht notwendigerweise in der angege benen Reihenfolge durchgeführt werden, und das zu schildernde Verfahren kann auch weitere, nicht genannte Schritte aufweisen. In the following, individual process steps are described in more detail. The steps do not necessarily have to be performed in the order given, and the method to be described may also have other steps not mentioned.
In einem ersten Schritt wird die erste Fläche mit einer ersten Oberfläche und die zweite Fläche mit einer zweiten Oberfläche kontaktiert. Es muss nicht die gesamte Fläche kontaktiert wer den. Es wird ein so großer Bereich kontaktiert, wie zur Adhäsi on benötigt wird. Es können daher auch nur Teile der Flächen kontaktiert werden. Gegebenenfalls kann das Kontaktieren ein Anpressen umfassen, um die Adhäsion zu verbessern. Allerdings ohne Auslösen der Euler- Knickung . In a first step, the first surface is contacted with a first surface and the second surface with a second surface. It does not have to contact the entire area who the. It is contacted as large an area as is needed for Adhäsi on. Therefore, only parts of the surfaces can be contacted. Optionally, the contacting may include pressing to improve adhesion. However, without triggering the Euler buckling.
Die beiden kontaktierten Oberflächen müssen nicht gleich groß sein. Es können auch mehrere Oberflächen gleichzeitigt an einer Fläche kontaktiert werden, wenn beispielsweise mehrere Objekte durch Adhäsion an der Fläche gleichzeitig anhaften sollen. The two contacted surfaces do not have to be the same size. It is also possible to contact several surfaces simultaneously on one surface, for example if several objects are to adhere to the surface simultaneously by adhesion.
Durch die Kontaktierung bildet sich eine Haftkraft zwischen den Flächen und den jeweils kontaktieren Oberflächen aus. As a result of the contacting, an adhesive force is formed between the surfaces and the respectively contacting surfaces.
Bevorzugt findet das Kontaktieren in senkrechter Richtung zur Fläche und Oberfläche statt. Preferably, the contacting takes place in a direction perpendicular to the surface and surface.
Bevorzugt ist die Hauptkomponente der Haftkraft zwischen einer Fläche und Oberfläche senkrecht zur Fläche und Oberfläche (Nor malhaftung) . Preferably, the main component of the adhesive force between a surface and surface is perpendicular to the surface and surface (Nor malhaftung).
Zum Ablösen wird mindestens eine der kontaktierten Oberflächen vom Objekt wegbewegt, bis eine der beiden Oberflächen sich vom Objekt ablöst. Bevorzugt geschieht das Wegbewegen senkrecht zu den kontaktierten Flächen. Die Bewegung kann auch durch die Be wegung nur einer der Oberflächen herbeigeführt werden. For detachment, at least one of the contacted surfaces is moved away from the object until one of the two surfaces is detached from the object. Preferably, the path is moved perpendicular to the contacted surfaces. The movement can also be caused by the movement Be only one of the surfaces.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird vor dem Wegbewegen der Oberflächen zusätzlich durch einen für eine der Strukturen ausreichenden Anpressdruck für diese Struktur die Euler- Knickung herbeigeführt. Dadurch wird die Haftkraft dieser Flä che stark reduziert, was zum bevorzugten Ablösen der an dieser Fläche kontaktierten Oberfläche führt. Durch geeignete Auswahl der beiden Flächen, bzw. ihrer Struktu ren, ist es daher möglich über den vor der Ablösung ausgeübten Anpressdruck zu steuern, welche der beiden Oberflächen abgelöst werden soll. In a preferred embodiment, before the moving away of the surfaces, the Euler buckling is additionally brought about by a contact pressure for this structure which is sufficient for one of the structures. As a result, the adhesive force of this fa ce is greatly reduced, which leads to the preferred detachment of contacted on this surface surface. By suitable selection of the two surfaces, or their structures, it is therefore possible to control, via the contact pressure exerted before the detachment, which of the two surfaces is to be removed.
Dadurch ist es beispielsweise möglich, die Handhabung von klei nen Gegenständen stark zu vereinfachen. So könnte das erfin dungsgemäße Objekt beispielsweise als Haftpad ausgestaltet sein. Ein Stempel oder Greifer kontaktiert die erste Oberfläche und das erfindungsgemäße Objekt haftet so an dem Stempel oder Greifer, welcher nun mit der anderen Fläche des Objekts Gegen stände kontaktieren kann. Wenn die Haftkraft zu den Gegenstän den größer ist, als die Haftkraft zum Stempel oder Greifer, können Gegenstände einfach aufgenommen und abgelegt werden. Zum Ablösen des erfindungsgemäßen Objekts vom Stempel oder Greifer kann dann ein höherer Anpressdruck ausgeübt werden, so dass es auf der Kontaktfläche zum Stempel oder Greifer zur Euler- Knickung kommt. This makes it possible, for example, to greatly simplify the handling of small objects. Thus, the inven tion proper object could be configured, for example, as a Haftpad. A stamp or gripper contacts the first surface and the object according to the invention thus adheres to the stamp or gripper, which can now contact the other surface of the object objects. If the adhesive force to the article is greater than the adhesive force to the punch or gripper, objects can be easily picked up and stored. To detach the object according to the invention from the punch or gripper, a higher contact pressure can then be exerted, so that the Euler kinking occurs on the contact surface with the punch or gripper.
In einer anderen Ausführungsform kann die Euler-Knickung zur Haltung von Gegenständen genutzt werden. So könnte das erfin dungsgemäße Objekt an einem oder mehreren Gegenständen haften, welche von unterschiedlichen Stempeln oder Greifern aufgenommen werden. Die trockenadhäsive Bindung zu den Gegenständen ist dann stärker als die Bindung zum Stempel oder Greifer. Erst mit erhöhten Anpressdruck und dadurch herbeigeführter Euler- Knickung werden die Gegenstände vom erfindungsgemäßen Objekt abgelöst . In another embodiment, the Euler buckling can be used to hold objects. Thus, the inven tion proper object could adhere to one or more objects, which are received by different punches or grippers. The dry adhesive bond to the articles is then stronger than the bond to the stamp or gripper. Only with increased contact pressure and thus brought about Euler buckling the objects are detached from the object of the invention.
Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweili- gen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.Further details and features will become apparent from the fol lowing description of preferred embodiments in conjunction with the subclaims. Here, the respective gen characteristics on their own or to several in combination with each other to be realized. The possibilities to solve the problem are not limited to the embodiments.
So umfassen beispielsweise Bereichsangaben stets alle - nicht genannten - Zwischenwerte und alle denkbaren Teilintervalle. For example, area information always includes all - not mentioned - intermediate values and all imaginable subintervals.
Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch darge stellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeich nen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigt: The embodiments are shown in the figures schematically Darge. The same reference numerals in the individual figures denote NEN same or functionally identical or with respect to their functions corresponding elements. In detail shows:
Fig. 1 Schematische Darstellung für ein Objekt mit gegenüber liegenden Strukturen, welche sich in der Höhe (Länge) der Vorsprünge (Beispiel 1), dem Durchmesser (Beispiel 2) oder dem Elastizitätsmodul (Beispiel 3) unterschei den. Unten ist die Seitenansicht eines Objekts mit zwei Strukturen gemäß Beispiel 2 mit Di=0,8 mm und Ü2=0,4 mm sowie LI=L2=1,6 mm und EI=E2=2 MPa darge stellt; Fig. 1 Schematic representation of an object with opposing structures, which differ in the height (length) of the projections (Example 1), the diameter (Example 2) or the modulus of elasticity (Example 3) the. Below is the side view of an object with two structures according to Example 2 with Di = 0.8 mm and Ü 2 = 0.4 mm and L I = L 2 = 1.6 mm and E I = E 2 = 2 MPa Darge presents;
Fig . 2 Darstellung der gemessenen Kraft bei Belastung und  Fig. 2 Representation of the measured force under load and
Entlastung (Weg) der in Figur 1 gezeigten Struktur; Relief (path) of the structure shown in Figure 1;
Fig . 3 Schematische Darstellung zur Herstellung der doppel seitigen reversiblen Haftstrukturen; Fig. 3 Schematic representation for the preparation of the double-sided reversible adhesive structures;
Fig. 4 Darstellung der Messanordnung zur Bestimmung der Adhä sionskraft als Funktion der Eindringtiefe;  4 shows the measuring arrangement for determining the adhesion force as a function of the penetration depth;
Fig . 5 Gesteuerte Ablösung des erfindungsgemäßen Objekts; Fig . 6 Haftkraft als Funktion einer Struktur gemäß Beispiel 1 von Figur 1; und  Fig. 5 controlled detachment of the object according to the invention; Fig. 6 adhesive force as a function of a structure according to Example 1 of Figure 1; and
Fig. 7 Haftkraft als Funktion einer Struktur gemäß Beispiel 2 von Figur 1. Fig. 1 zeigt im oberen Bereich verschiedene Beispiele von Ob jekten mit zwei gegenüberliegenden Strukturen, welche säulenar tige Vorsprünge aufweisen, die wiederum leicht verbreiterte Stirnflächen aufweisen (mushrooms) . In Beispiel 1 unterscheiden sich die Strukturen in der Höhe ihrer Vorsprünge (Li ungleich L2) · In Beispiel 2 ist der Durchmesser der Vorsprünge unter schiedlich (Di ungleich D2) . In Beispiel 3 ist der Elastizitäts modul der Strukturen unterschiedlich (Ei ungleich E2) . Diese Un terschiede führen dazu, dass neben unterschiedlicher Haftkraft, insbesondere die Euler-Knickung bei den Strukturen bei unter schiedlichen Kräften erfolgt. FIG. 7 adhesive force as a function of a structure according to example 2 of FIG. 1. Fig. 1 shows in the upper part of various examples of ob jects with two opposing structures, which have säulenar term projections, which in turn have slightly widened faces (mushrooms). In Example 1, the structures differ in the height of their projections (Li other than L 2 ). In Example 2, the diameter of the projections is different (Di is not D 2 ). In Example 3, the modulus of elasticity of the structures is different (Ei not equal to E 2 ). These differences mean that, in addition to different adhesive force, in particular the Euler buckling in the structures takes place under different forces.
Fig. 2 zeigt das Verhalten des in Figur 1 (unten) abgebildeten Objekts bei unterschiedlicher Belastung. Dazu werden beide Strukturen des Objekts mit einer Oberfläche kontaktiert. Wenn nun ein äußerer Druck auf das Objekt senkrecht zur den Kontakt flächen ausgeübt wird (Anpressdruck) , werden beide Strukturen zusammengepresst (Weg ist negativ) . Wird der Druck nun wieder reduziert, d.h. die kontaktierten Oberflächen oder eine der kontaktierten Oberflächen bewegen sich von dem Objekt weg, kann eine Adhäsionskraft gemessen werden („Zug" in der Figur 2), bis es zum Ablösen des Objekts kommt. Welche der Strukturen sich ablöst, hängt von ihrer Adhäsionskraft ab. Dieses Verhalten ist in Figur 2 durch die durchgezogene Linie dargestellt. FIG. 2 shows the behavior of the object depicted in FIG. 1 (below) with different loads. For this purpose, both structures of the object are contacted with a surface. Now, if an external pressure on the object perpendicular to the contact surfaces is exerted (contact pressure), both structures are pressed together (path is negative). If the pressure is now reduced again, i. the contacted surfaces or one of the contacted surfaces move away from the object, an adhesive force can be measured ("pull" in Figure 2) until the object comes off. This behavior is shown in Figure 2 by the solid line.
Überschreitet nun der Druck beim Anpressen die Grenze zur Eu ler-Knickung kommt es zu einem elastischen Knicken und damit zur Verringerung der Kontaktfläche der knickenden Struktur mit der an diese Struktur kontaktierte Oberfläche. Es kommt zu ei nem Abfall der gemessenen Kraft beim Ablösen der Oberflächen. Nun ist die aufzuwendende Kraft deutlich geringer und die Ober fläche kann mit deutlich geringerer Kraft abgelöst werden. Da- bei löst sich die Struktur, für welche die Euler-Knickung aus gelöst wurde. Now exceeds the pressure during pressing the limit to Eu ler buckling, there is an elastic buckling and thus to reduce the contact surface of the buckling structure with the surface contacted to this structure. It comes to a drop in the measured force when removing the surfaces. Now, the force to be applied is significantly lower and the upper surface can be replaced with much less force. There- at the dissolves the structure for which the Euler buckling was solved.
Figur 3 zeigt eine Möglichkeit zur Herstellung doppelseitiger Haftstrukturen . Es wird ein unvernetztes , flüssiges Polymer (Prä-polymer) in eine mehrteilige Gießform gegossen. Die Gieß form beinhaltet Einsätze, die als Templat (Negativform) für die Haftstrukturen dienen. Nach der Vernetzung wird die doppelsei tige Haftstruktur entformt. FIG. 3 shows a possibility for producing double-sided adhesive structures. An uncrosslinked, liquid polymer (pre-polymer) is poured into a multi-part casting mold. The casting mold contains inserts that serve as a template (negative mold) for the adhesive structures. After crosslinking, the double-sided adhesive structure is removed from the mold.
Figur 4 zeigt die Messanordnung zur Bestimmung der Adhäsions kräfte in Abhängigkeit der Eindringtiefe. Die Adhäsion wird beidseitig gegen Glassubstrate gemessen. Ein Glassubstrat (un ten) ist auf einem Kipptisch zum Ausrichten der Haft- zu den Substratoberflächen gelagert. Bei der Messung wird das obere Substrat in Kontakt gebracht und mit einer definierten Ein dringtiefe angepresst. Dabei wird die Anpresskraft (Druckkraft) aufgezeichnet . Nach dem Anpressen werden die Substrate ausei nandergezogen und die Haftkraft (Zugkraft) bestimmt. FIG. 4 shows the measuring arrangement for determining the adhesion forces as a function of the penetration depth. The adhesion is measured on both sides against glass substrates. A glass substrate (un ten) is mounted on a tilting table for aligning the adhesive to the substrate surfaces. During the measurement, the upper substrate is brought into contact and pressed with a defined penetration depth. The contact force (compressive force) is recorded. After pressing, the substrates are pulled apart and the adhesive force (tensile force) is determined.
Figur 5 zeigt, wie sich dieses Prinzip mit dem Objekt auf Figur 1 ausnutzen lässt. Es wird eine Struktur gemäß Beispiel 1 von Figur 1 verwendet, d.h. die Vorsprünge auf den beiden Seiten unterscheiden sich durch ihre Höhe. Bei Kontaktieren beider Strukturen kann durch den Anpressdruck (auch als Eindringtiefe bezeichnet) gesteuert werden, für welche der beiden Strukturen die Ablösung stattfindet (bei gleichen kontaktierten Oberflä chen) . Bei einem Anpressdruck, welcher nicht zu einer Euler- Knickung führt (Figur 5 linke Spalte) , wird bei dem Auseinan derbewegen die Struktur abgelöst, welche eine geringere Haft kraft aufweist. In der unteren Abbildung ist zu erkennen, dass sich die obere Struktur des Objekts gelöst hat. Dies ist auch die Seite, welche die kürzeren Vorsprünge aufweist. Wird dage gen ein Anpressdruck gewählt, welcher bei einer der Strukturen zur Euler-Knickung führt, verringert sich die Adhäsion für die se Struktur deutlich, was zur bevorzugten Ablösung dieser FIG. 5 shows how this principle can be exploited with the object on FIG. A structure according to Example 1 of Figure 1 is used, ie the projections on the two sides differ in their height. When contacting both structures can be controlled by the contact pressure (also referred to as penetration depth), for which of the two structures, the detachment takes place (at the same contacted Oberflä surfaces). At a contact pressure, which does not lead to an Euler buckling (Figure 5 left column), the structure is removed in the Auseinan, which has a lower adhesive force. The lower figure shows that the upper structure of the object has dissolved. This is also the side having the shorter protrusions. If, on the other hand, a contact pressure is selected which leads to Euler kinking in one of the structures, the adhesion to the structure is markedly reduced, which leads to the preferred detachment of this structure
Struktur führt (Figur 5 rechte Spalte) . Structure leads (Figure 5 right column).
Figur 6 zeigt Messwerte, welche für ein Objekt gemäß Beispiel 1 von Figur 1 erhalten wurden. Es wurde die Haftkraft in Abhän gigkeit zur Eindringtiefe gemessen. Bei geringen Eindringtiefen ist die doppelseitige Struktur adhäsiv, bei größeren Eindring tiefen gering-adhäsiv. Das Ablösen vom Substrat wechselt von Seite 1 (gefüllte Punkte) zu Seite 2 (nichtgefüllte Punkte) mit zunehmender Eindringtiefe. Punkte entsprechen experimentellen Daten. Die gestrichelte Linie entspricht der gefitteten Sig- moidfunktion zur Bestimmung der asymptotischen Kraftwerte für den adhäsiven und gering-adhäsiven Bereich. FIG. 6 shows measured values obtained for an object according to example 1 of FIG. The adhesive force was measured as a function of the penetration depth. At low penetration depths, the double-sided structure is adhesive, with larger penetration depths low-adhesion. The detachment from the substrate changes from page 1 (filled dots) to page 2 (unfilled dots) with increasing depth of penetration. Points correspond to experimental data. The dashed line corresponds to the fitted sigmoid function for determining the asymptotic force values for the adhesive and low-adhesion area.
Figur 7 zeigt Messwerte, welche für ein Objekt gemäß Beispiel 2 von Figur 1 erhalten wurden. Es wurde die Haftkraft in Abhän gigkeit zur Eindringtiefe gemessen. Bei geringen Eindringtiefen ist die doppelseitige Struktur adhäsiv, bei größeren Eindring tiefen gering-adhäsiv. Das Ablösen vom Substrat wechselt von Seite 1 (gefüllte Punkte) zu Seite 2 (nichtgefüllte Punkte) mit zunehmender Eindringtiefe. Punkte entsprechen experimentellen Daten. Die gestrichelte Linie entspricht der gefitteten Sig- moidfunktion zur Bestimmung der asymptotischen Kraftwerte für den adhäsiven und gering-adhäsiven Bereich. FIG. 7 shows measured values obtained for an object according to example 2 of FIG. The adhesive force was measured as a function of the penetration depth. At low penetration depths, the double-sided structure is adhesive, with larger penetration depths low-adhesion. The detachment from the substrate changes from page 1 (filled dots) to page 2 (unfilled dots) with increasing depth of penetration. Points correspond to experimental data. The dashed line corresponds to the fitted sigmoid function for determining the asymptotic force values for the adhesive and low-adhesion area.
Die Schalteffizienz aller untersuchten Strukturtypen ist in Ta belle 1 zusammengefasst. Die Haftspannungen, oPr±, beider Regime (adhäsiv und gering-adhäsiv) wurde aus den asymptotischen Haft- kräften, FPr±, (vgl. Fig. 6 und 7) und der Kontaktfläche, A, be rechnet: aPri=FPri/A. The switching efficiency of all examined structural types is summarized in Table 1. The adhesive tensions, o Pr ±, of both regimes (adhesive and low-adhesive) were derived from the asymptotic adhesive forces, F Pr ± (see Figures 6 and 7) and the contact area, A, calculates: a Pri = F Pri / A.
Die Effizienz, S, ergibt sich aus S=1-OP,K/OP, O, wobei op, o die Haftspannung ohne Knicken (bei geringen Eindringtiefen) und ap,K die Haftspannung nach dem Knicken der Strukturen (bei hohen Eindringtiefen) ist. S kann zwischen 0 und 1 variieren, wobei 0 kein Schaltverhalten und 1 die maximale Schalteffizienz be schreibt. Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen, dass alle doppel- seitigen Haftstrukturen eine Effizienz größer 0,5 besitzen, wo bei einige Ausführungsbeispiele mit S~0,8 eine sehr hohe The efficiency, S, results from S = 1-O P , K / O P , O , where o p, o is the adhesion stress without kinking (at low penetration depths) and a p, K is the adhesion stress after kinking of the structures (at high penetration depths). S can vary between 0 and 1, where 0 means no switching behavior and 1 the maximum switching efficiency. The results in Table 1 show that all double-sided adhesion structures have an efficiency greater than 0.5, where in some embodiments with S ~ 0.8 a very high
Schalteffizienz aufweisen. Die Dicke der Schicht zwischen den beiden Schaltstrukturen hat bei den Beispielen nur geringen Einfluss auf die Schalteffizienz. Have switching efficiency. The thickness of the layer between the two switching structures has only a small influence on the switching efficiency in the examples.
Bevorzugt sind Systeme mit einer Schalteffizienz von über 0,5, insbesondere über 0,7. Preference is given to systems having a switching efficiency of more than 0.5, in particular more than 0.7.
Tabelle 1 Table 1
Haftspannung Haftspannung Schalteffizienz , ohne nachAdhesion voltage Adhesive voltage Switching efficiency, without after
"Knicken", sr0 "Knicken", srK " Buckling ", s r0 "buckling", s rK
Beispiel 1 28,0 kPa 7,5 kPa 07 3  Example 1 28.0 kPa 7.5 kPa 07 3
(d=l mm) (d = 1 mm)
Beispiel 1 34,8 kPa 6 , 0 kPa 0,83  Example 1 34.8 kPa 6, 0 kPa 0.83
(d=2 mm) (d = 2 mm)
Beispiel 1 22,7 kPa 10,6 kPa 0,53  Example 1 22.7 kPa 10.6 kPa 0.53
(d=3 mm) (d = 3 mm)
Beispiel 1 28,1 kPa 13,6 kPa 0,52  Example 1 28.1 kPa 13.6 kPa 0.52
(d=5 mm) (d = 5 mm)
Beispiel 2 31,8 kPa 13,5 kPa 0,58  Example 2 31.8 kPa 13.5 kPa 0.58
(d=l mm) (d = 1 mm)
Beispiel 2 33,3 kPa 7 , 6 kPa 0,77  Example 2 33.3 kPa 7.6 kPa 0.77
(d=5 mm) (d = 5 mm)

Claims

Patentansprüche claims
1. Objekt, welches mindestens auf zwei Oberflächen jeweils eine zur Trockenadhäsion befähigte Fläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Flächen in mindestens einem Haftparameter unterscheiden. 1. object, which has at least on two surfaces each one capable of dry adhesion surface, characterized in that the two surfaces differ in at least one adhesive parameter.
2. Objekt nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Flächen eine Struktur umfas send senkrechte Vorsprünge aufweist. 2. Object according to the preceding claim, characterized in that at least one of the surfaces comprises a structure comprising send vertical projections.
3. Objekt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass bei de Flächen eine Struktur umfassend senkrechte Vorsprünge auf weisen . 3. Object according to one of the preceding claims, that at de surfaces have a structure comprising vertical projections.
4. Objekt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftkraft der beiden Flächen unter schiedlich ist. 4. Object according to one of the preceding claims, characterized in that the adhesive force of the two surfaces is under different.
5. Objekt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Flächen in Struktur und/oder Elastizitätsmodul unterscheiden. 5. Object according to one of the preceding claims, characterized in that the two surfaces differ in structure and / or modulus of elasticity.
6. Objekt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Fläche eine Struktur aufweist, deren Haftkraft durch Euler-Knickung oder Scherbelastung redu ziert werden kann. 6. Object according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one surface has a structure whose adhesive force can be reduced by Euler buckling or shear load redu.
7. Objekt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die nach der Euler-Knickung oder Scherbelastung resultierende Haft kraft geringer ist, als die Haftkraft der anderen Fläche. 7. Object according to claim 6, characterized in that after the Euler buckling or shear stress resulting adhesion is less than the adhesive force of the other surface.
8. Verfahren zur selektiven Adhäsion für ein Objekt nach ei nem der Ansprüche 1 bis 7 umfassend folgende Schritte: 8. A method for selective adhesion for an object according to one of claims 1 to 7, comprising the following steps:
(a) Kontaktieren der ersten Fläche mit einer ersten Oberflä che und Kontaktieren der zweiten Fläche mit einer zweiten Ober fläche ;  (a) contacting the first surface with a first surface and contacting the second surface with a second surface;
(b) Wegbewegen mindestens einer der Oberflächen vom Objekt bis zur Ablösung einer der beiden Oberflächen.  (B) moving away at least one of the surfaces from the object to the detachment of one of the two surfaces.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Flächen eine Struktur aufweist und vor dem Wegbewegen der Oberflächen durch einen ausreichenden Anpress druck bei einer der Strukturen die Euler-Knickung herbeigeführt wird . 9. The method according to claim 8, characterized in that at least one of the surfaces has a structure and before the moving away of the surfaces by a sufficient contact pressure in one of the structures, the Euler buckling is brought about.
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