Verfahren zum Herstellen eines Haftverschlussteils
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Haftverschlußteiles mit einer Vielzahl von einstückig mit einem Träger ausgebildeten Verhakungsmitteln, bei dem ein Kunststoffmaterial in fließfähigem Zustand zur Bildung der Trägers einem Spalt zwischen einer Druckeinrichtung und einer Formeinrichtung zugeführt wird, die mit Hohlräumen zur Formgebung des jeweiligen Verhakungsmittels versehen ist.
Bei einem gattungsgemäßen Verfahren nach der DE 196 46 318 A1 wird zur Herstellung eines Haftverschlußteiles mit einer Vielzahl von einstückig mit einem Träger ausgebildeten Verhakungsmitteln in Form von Verdickungen (Verhakungsköpfe) aufweisenden Stengeln ein thermoplastischer Kunststoff in plastischem oder flüssigem Zustand einem Spalt zwischen einer Druckwalze und einer Formwalze zugeführt, wobei die Formwalze mit nach außen und innen offenen Hohlräumen versehen ist, und beide Walzen werden in entgegensetztem Drehsinn angetrieben, um den Träger im Spalt zwischen den Walzen zu bilden. Die bekannte Formwalze weist des weiteren ein Sieb auf, dessen Hohlräume vorzugsweise durch Ätzen oder
mittels eines Lasers hergestellt worden sind, wobei die fertigen Verha- kungsmittel allein dadurch entstehen, dass der thermoplastische Kunststoff in den offenen Hohlräumen des Siebes der Formwalze zumindest teilweise erhärtet. Als thermoplastischer Kunststoff wird dabei vorzugsweise Polypro- pylen, Polyamid, Polyethylen, sowie einen oder mehrere dieser Kunststoffe enthaltende Co- oder Terpolymere verwendet. Die Verdickungen der Stengel werden in Form von abgeflachten oder konkaven Vertiefungen aufweisenden Pilzköpfen ausgebildet.
Mit diesem bekannten Verfahren lassen sich sehr kostengünstig bei hoher Qualität Haftverschlußteile herstellen, die unter Bildung üblicher Haftverschlüsse mit korrespondierenden Haftverschlußteilen zusammenwirken, die vergleichbar ausgebildete Verhakungsmittel aufweisen können oder aber diese sind aus einem Flausch, Schlingen oder Schlaufenmaterial gebildet. Das derart hergestellte Haftverschlußteil ist zwar flexibel und kann sich an verschiedene Geometrien anpassen; allein ein Eigenelestatizitätsverhalten des Verschlusses ist in nennenswertem Umfang nicht vorhanden. Das heißt, das derart gegossen oder extrudiert hergestellte Haftverschlußteil behält im wesentlichen seine vorgegebene Außenform bei und kann nicht elastisch in nennenswertem Umfang gedehnt werden. Dahingehend elastische Eigenschaften sind jedoch auch bei Haftverschlußsystemen wünschenswert, beispielsweise, wenn man im orthopädischen oder sport-medizϊnischen Bereich Bandagen elastisch an Körperteilen fixieren möchte, die dann neben einer Stützfunktion aber doch derart elastisch sein sollen, daß sie den Trä- ger solcher Bandagen und Stützteile nicht beeinträchtigen. Ferner sind elastische Haftverschlußsysteme besonders gut geeignet, Kabel von Kabelbäumen aneinander zu halten und diese dergestalt im Automobil- sowie Flug- " zeugbereich und Schiffsbau einsetzen zu können. Die zur Zeit noch überwiegend eingesetzten üblichen schellenartigen Kabelverbinder sind zum
einen schwierig anzubringen und können zerstörungsfrei nicht gelöst werden, im Gegensatz zu den beschriebenen Haftverschlußsystemen.
In der WO 95/10202 ist zwar ein elastisches Haftverschlußsystem bereits beschrieben worden, bei dem auf einem dünnen elastisch ausgebildeten Kunststoffträger einzelne Verhakungsmittel in Form von Eingriffshaken aufgesetzt werden; allein das damit einhergehende Herstell verfahren ist aufwendig und mithin kostenintensiv. Auch lassen sich mit dem bekannten Verfahren nicht beliebig ausgestaltete Verhakungsmittel mit dem elastischen Trägerteil verbinden. Da die Verhakungsmittel des weiteren auf die elastisch dehnbare Folie nur aufgesetzt sind, sind die Verhakungsmittel mit dem Träger nicht einstückig verbunden, was insbesondere bei hoher Krafteinleitung in das Verschlußsystem dazu führen kann, daß die Verhakungsmittel vom Träger abreißen können.
In den PCT-Veröffentlichungen W099/1 7630 und W099/1 7631 ist ebenfalls ein elastisches Haftverschlußteil beschrieben, bei dem ein relativ starres und steifes Kunststoffmaterial für die Verhakungsmittel in der Art eines Layers auf eine elastische Kunststoffolie als weiteren Layer aufgebracht wird, wobei die Layermaterialien selbst eine feste Verbindung miteinander eingehen. Damit sich die Verhakungsmittel dann elastisch mit der elastischen Layerfolie bewegen können, wird das starre Layermaterial mit den Verhakungsmitteln vorzugsweise durch Schneiden durchtrennt, so daß die Verhakungsmittel dann mit der Dehnung der elastischen Folie voneinander wegbewegt und wieder rückgestellt werden können, bis diese an den durchschnittenen angrenzenden Bereichen des starren Layermateriales wieder aneinander stoßen. Auch die dahingehenden Herstellverfahren sind aufwendig und kosten intensiv und aufgrund der Verwendung von mehreren- Layermaterialien ist die Dicke des elastischen Haftverschlußteiles entspre-
chend groß bemessen, was den Einsatz dieses bekannten Systemes bei sogenannten Mikrohaftverschlüssen, die geometrisch ausgesprochen klein aufbauend sind, als nicht geeignet erscheinen läßt. Auch kann nicht ausgeschlossen werden, daß insbesondere bei längerer Einsatzdauer und größe- ren eingeleiteten Kräften es zu einer Trennung der Layerschichten kommt, was zu einem Unbrauchbarwerden dieses bekannten Haftverschlußsyste- mes führt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren zur Herstellung eines elastischen Haft- verschlußteiles weiter zu verbessern, insbesondere ein kostengünstiges und sicheres Verfahren zur Herstellung dahingehender Verschlüsse zur Verfügung zu stellen, die auch noch nach langer Einsatzdauer und bei hohen Einleitungskräften sicher funktionieren. Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dahingehende Haftverschlußteile als Mikrohaftver- schlußteile mit elastischem Aufbau zur Verfügung zu stellen. Eine dahingehende Aufgabe löst der Patentanspruch 1 und/oder der Patentanspruch 2 mit der Gesamtheit seiner Merkmale.
Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 neben der Zuführung des Kunststoffmaterials in den Spalt diesem ein Stützteil zugeführt wird, das zwischen Druckeinrichtung und dem Kunststoffmaterial die Abstützung des Trägers derart vornimmt, daß dieser bei der Formgebung der Verhakungsmittel so dünn ausgebildet wird, daß der Träger mit einer vorgebbaren Dehnbarkeit oder Elastizität bei entsprechend geeignetem Kunststoffmaterial versehen wird, ist sichergestellt, daß mit dem Formgebungsvorgang die Verhakungsmittel einstückig mit dem Träger verbunden werden. Demgemäß ist gewährleistet, daß auch bei längerer Einsatzdauer und hohen Einsatzkräften die Verhakungsmittel sich nicht ungewollt
von dem band- oder folienartigen Träger abreißen lassen, was ansonsten zum Unbrauchbarwerden des Haftverschi ußsystemes führen kann.
Da das Stützteil während der Formgebung einen hohen Teil der über die Druckeinrichtung zugeführten Druckkräfte aufnimmt, kann der als dehnbares oder elastisches Teil ausgebildete Träger ausgesprochen dünn ausgestaltet werden, so daß sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren elastische Mikrohaftverschlüsse oder solche mit hoher Dehnbarkeit realisieren lassen. Auch kommt die ausgesprochen dünne Ausgestaltung des Trägers seinen Elastizitätswerten an sich zugute, so daß sich dergestalt sehr gute Elastizitätseigenschaften realisieren lassen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich sehr hohe Herstellgeschwindigkeiten fahren> so daß insoweit das hergestellte elastische Haftverschlußteil sehr kostengünstig zu erhalten ist.
Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 2 neben der Zuführung des Kunststoffmaterial in den Spalt diesem ein Stützteil zugeführt wird, das zwischen Druckeinrichtung und dem Kunststoffmaterial die Abstützung des Trägers derart vornimmt, daß das Kunststoffmaterial zumindest bei der Formgebung der Verhakungsmittel zeitweise eine wieder trennbare Verbindung mit dem Stützteil eingeht, lassen sich zum einen durch die haftende Verbindung sehr hohe Stützkräfte bei der Formgebung realisieren und zum anderen kann die Haftkraft benutzt werden, um die Verhakungsmittel mit ihren Hinterschnitten sicher und zielgerichtet aus den Formhohlräumen der Formeinrichtung ausformen zu können. Durch die dahingehende Zwangsablösung von der Formeinrichtung ist sichergestellt, daß die Verhakungsmittel nicht in den Formhohlräumen bleiben, wobei letzteres den Produktionsprozeß empfindlich stören könnte. Auch ist derart sichergestellt, daß durch die über das Stützteil eingeleiteten' Gegenkräfte es nicht ungewollt zu einem Abreißen der Verhakungsmittel kommt,
da diese mit schonenden Kräften aus den Hohlräumen ausgeformt werden können. Mithin ist der Einsatz des Stützteils auch bei allen denjenigen Anwendungen sinnvoll, wo im Formwerkzeug bei der Formung der Verhakungsmittel Hinterschnitte gegeben sind, um beispielsweise eine übliche Hakenform od. dgl. ausformen zu können. In dahingehenden Fällen ist es auch möglich, das Trägermaterial ausgesprochen dick auszugestalten, so daß dann sehr klein aufbauende Verhakungsmittel auf einem dicken Trägerteil einstückig aufgesetzt sind, was für bestimmte Anwendungsmodalitäten sinnvoll sein kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Stützteil eine Kunststoffolie, vorzugsweise eine Polyesterfolie, Polypropylenfolie oder Polyamidfolie eingesetzt. Es kann aber als Stützteil auch eine dünne Metallfolie, beispielsweise eine Aluminiumfolie verwen- det werden. Insbesondere bei Einsatz von Metallfolien läßt sich das Stützteil in einem geschlossenen Kreislauf immer wieder verwenden, so daß kein Abfall entsteht, was zum einen der Umwelt zugute kommt und zum anderen zur Erniedrigung der Herstellkosten für die Anlage mit beiträgt.
Als Verhakungsmittel lassen sich beliebige Formen herstellen, wie beispielsweise Verhakungsköpfe, Eingriffshaken, Pilzen oder Vorformen an Verhakungsmitteln wie beispielsweise Stengel material, dessen freie Kopfenden in einem nachfolgenden Formgebungsverfahren, beispielsweise einem Kalanderverfahren, zu Verhakungsköpfen umgeformt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich des weiteren erwiesen als Druck- und Formeinrichtung eine Druck- bzw. eine Formwalze einzusetzen mit entgegengesetztem Drehsinn, wobei die dahingehenden Walzen für den Forrh- gebungsvorgang beheizt werden. Sofern das eingebrachte Kunststoffmaterial
für die Formgebung ein thermoplastischer Polyurethanwerkstoff ist, ist zum einen eine günstige Verbindung mit dem Stützteil für den Formgebungsvorgang erreicht, die sich nach der Formgebung aber auch wieder ohne weiteres für den Erhalt des elastischen Haftverschlußteiles trennen läßt.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur, in prinzipieller und nicht maßstäblicher Weise, die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Die Figur zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete Formeinrichtung in Form einer Formwalze, auf die. ein Sieb 12 aufgezogen ist, das beispielsweise aus Nickel bestehen kann. Das Sieb 12 der Formwalze 10 weist auf seinem gesamten Außenumfang Hohlräume 14 auf, die mittels eines galvanischen Verfahrens in an sich bekannter Weise eingeätzt worden sind. Diese Hohlräume 14 können eine im wesentlichen zylindrische Grundform aufweisen; es können aber auch beliebige andere Formen eingeätzt werden. Durch die galvanische Behandlung der Hohlräume 14 erhalten diese eine charakteristische Form. Die dahingehenden Erhebungen können dazu ausgenutzt werden, um die als Ganzes mit 16 bezeichneten Verhakungsmittel eines Haftverschlußteils 18 in nur einem Arbeitsgang herzustellen. Hierfür wird ein fließfähiges- Kunststoffmaterial in an sich bekannter Weise in plastischem oder flüssigem Zustand mittels einer Zuführeinrichtung 20 in Form eines Extruders einem Spalt 22 zwischen der Formwalze 10 und einer Druckeinrichtung in Form einer Druckwalze 24 zugeführt.
Die Formwalze 10 sowie die Druckwalze 24 werden mit entgegengesetz- tem Drehsinn angetrieben, so daß der aus dem Extruder 20 freigesetzte Kunststoff in den Spalt 22 zwischen den Walzen 10 und 24 und mithin in
die zuordenbaren Hohlräume 14 fließen kann. Dabei bildet der im Spalt 22 befindliche Kunststoff einen Träger 26 aus, mit dem die Verhakungsmittel 16 einstückig verbunden sind. Gleichzeitig bestimmt der Abstand zwischen den beiden Walzen 10 und 24 die Breite des Spaltes 22 und mithin die Dicke des Trägers 26. Die Verhakungsmittel 16 selbst werden dadurch gebildet, daß der Kunststoff in die offenen Hohlräume 14 des Siebes 12 der Formwalze 10 fließt, wobei in Zusammenwirkung mit den durch das galvanische Ätzen wie oben beschrieben bedingten Erhebungen in den Hohlräumen 14 Verhakungsmittel 16 entstehen, die einen durch den Hohlraum 14 gebildeten Stengel 28 aufweisen, an dessen vom Träger 26 abweisenden Ende ein allseitig verbreiteter Rand in Form einer Verdickung bzw. eines Verhakungskopfes 30 ausgebildet wird. Der jeweilige Verhakungskopf ,30 ist zur Verhakung mit Verhakungsmitteln eines weiteren nicht näher dargestellten Haftverschlußteiles, beispielsweise in Form eines Flausches, geeig- net. Das dahingehende Herstellverfahren von Haftverschlußteilen ist bekannt und beispielsweise in der DE 196 46 318 A1 eingehend beschrieben.
Das vorstehend beschriebene Herstell verfahren ist auch besonders geeignet zur Erzeugung von sogenanntem Mikrohaftverschlußmaterial,. bei dem die Verhakungsmittel 16 eine ausgesprochen kleine geometrische Größe einnehmen. Als Kunststoffmaterial zum Herstellen der Verhakungsmittel 16 einschließlich des Trägers 26 dient in der vorliegenden Ausführungsform ein thermoplastisches Polyurethanmaterial. Um nun die Dicke des Trägers 26 beim Herstellen der Verhakungsmittel 16 eingehend reduzieren zu kön- nen, ist neben der Zuführung des Kunststoffmaterials in den Spalt 22 die Zuführung eines Stützteiles 32 vorgesehen, das zwischen der Druckwalze 24 und dem Kunststoffmaterial des Trägers 26 zugeführt, dessen Abstützung mit- vornimmt. Ohne das dahingehende Stützteil 32 würde bei hinreichend dünner Ausbildung des Trägers 26 der Anpressdruck der Drückwälze 24
genügen, der bei einem Liniendruck von mehr als 1 t liegen kann, um den Träger 26 zu beschädigen. Durch das angesprochene Stützteil 32 hingegen werden die dahingehenden Anpressdruckkräfte gleichförmig aufgenommen und es ist überraschend, daß sich dergestalt der Träger 26 von schädlichen Kräften ausnehmen und ausgesprochen dünn ausgestalten läßt.
Ais Stützteii 32 kann eine Kunststoffolie, vorzugsweise eine Polyesterfolie, Polypropylenfolie oder Polyamidfolie eingesetzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel soll eine Polyesterfolie eingesetzt sein. Das Stützteil 32 kann auch aus einer dünnen Metallfolie, beispielsweise aus einer Aluminiumfolie oder dergleichen, bestehen. Bei der gezeigten Ausführungsform wird das Stützteil 32 über Umlenkrollen 34 in einer geschlossenen Kreislaufführung fortlaufend bewegt, wobei die Drehrichtung der Umlenkrollen 34 mit Pfeilen wiedergegeben ist. Sofern das Stützteil 32 als Polyesterfolie ausgebildet ist, bietet es sich gemäß praktischen Versuchen eher an, die Polyesterfolie nach ihrem Gebrauch zu entsorgen und jeweils an der Stelle der oberen Zuführung des Kunststoffmaterials neues Folienmaterial einzusetzen.
Neben den genannten Umlenkrollen 34 ist des weiteren eine Abzugswalze 36 vorgesehen, mit derselben Drehrichtung wie die Druckwalze 24, wobei die Abzugswalze 36 dem Entfόrmungsvorgang der Verhakungsmittel 1 6 aus den Hohlräumen 14 der Formwalze 10 dient. Um die Kopfformen der Ver- hakungsköpfe 30 flacher zu gestalten, insbesondere um eine Verbreiterung ihres Randes zu erreichen, kann es vorgesehen sein, daß dem eigentlichen Formgebungsverfahren nachfolgend ein Kalanderverfahren eingesetzt wird, bei dem zwei Kalanderwalzen 38 unter Druck bei abgezogenem Stützteil 32 auf die Rückseite des Trägers 26 sowie auf die Oberseite der Verha- kungsköpfe 30 einwirken. Nach dem dahingehenden Kalanderverfahren
kann das Haftverschlußteil 18 dann in üblicher und nicht näher dargestellter Weise auf Versandrollen für den weiteren Transport aufgewickelt werden. Nach dem Entfernen des Stützteils 32 in Form der Polyesterfolie kann es aber auch vorgesehen sein, daß man gleich das Haftverschlußteil 18 ent- nimmt und in einer anderen Arbeitsstation (nicht dargestellt) dem genannten Kalanderverfahren unterzieht. Kommen anstelle der einfachen Struktur eines Siebes 12 moderne Kegelsiebstrukturen zum Einsatz, kann auf das Kalandern gegebenenfalls auch vollständig verzichtet werden.
Um einen reibungslosen Ablauf der Verbindung von Stützteil 32 mit Träger 26 im Formgebungsspalt 22 sicherzustellen sowie die spätere Entformung des Stützteiles 32 vom Träger 26 im Bereich der unteren Umlenkrolle 34 nach der Darstellung, ist sowohl die Formwalze 10 als auch die Druckwälze 24 beheizt. Als günstig hat es sich erwiesen, die Druckwalze 24 in ei- nem Temperaturbereich bis 130°C zu fahren, vorzugsweise im Bereich um die 100°C, wohingegen die Formwalze 10 in einem Temperaturbereich zwischen 20°C und 150°C betrieben wird, vorzugsweise in einem Temperaturbereich um 40 °C. Des weiteren hat es sich als günstig erwiesen, Folienmaterial für das Stützteil 32 auszuwählen, beispielsweise in Form einer Polyesterfolie, deren Shore A-Härte nach DIN 53.504 in einem Bereich von 80 bis 89, vorzugsweise bei 85 liegt. Die Dehnelastizität der Trägerfolie als Stützteil 32 kann bei einer Polyesterfolie im Bereich von 0 bis 5 % liegen, wohingegen das eingesetzte thermoplastische Polyurethanmaterial für das Haftverschlußteil 18 eine Dehnelastizität zwischen 15 bis 89 % aufweist; beide Werte gemessen nach Vickers bei 1 mm dickem Prüfkörper und Raumtemperatur.
: Der angesprochene Träger 26 sowie das Stützteil 32 können eine Bandstruktur aufweisen, aber auch als flächenförmiger Folienkörper ausgebildet
sein. Der dahingehend dehnbare oder elastische Träger 26 läßt sich sehr dünn ausbilden. Bei elastischer Eigenschaft lassen sich die Verhakungsmittel 16 unter Kraftwirkung voneinander wegbewegen, wobei sich der Träger 26 weiter dehnt und wobei bei Entfall der dahingehenden Krafteinwirkung der Träger 26 aufgrund seiner Eigenelastizität die Verhakungsmittel 16 wieder in ihre ursprüngliche Position selbständig rückstellt. Insoweit ist ein vollelastisches Haftverschlußteil 18 realisiert mit dem sich eine Vielzahl von praktischen Anwendungsfällen realisieren läßt.
Sofern eine Polyesterfolie als Stützteil 32 zum Einsatz kommt, ist es darüber hinaus möglich, bei der Formgebung eine wieder trennbare Verbindung von Stützteil 32 mit Träger 26 herzustellen. Die dahingehende haftende oder klebende Verbindung stellt dann sicher, daß der spätere Entfernungsvorgang, bei dem die Verhakungsmittel 16 aus den Hohlräumen 14 der Formeinrichtung 10 ausgeformt werden, behinderungsfrei von statten gehen kann, selbst wenn Hinterschnitte des Kopfmaterials der Verhakungsmittel 16 von Teilen der Formeinπchtung 10 untergriffen sind. Letzteres erlaubt auch eine höhere Geschwindigkeit des Produktionsverfahrens. Ferner ist es dergestalt möglich, klein aufbauende Kopfteile bzw. Verhakungsmittel 16 mit sehr dick ausgestalteten Trägern 26 (nicht dargestellt) zu realisieren.
Vorzugsweise verbleibt die Polyesterfolie als Stützteil 32 beim anschließenden Kalanderverfahren 38 am Träger 26, um dergestalt die Kopfgestaltung der Verhakungsmittel 16 günstig mit zu beeinflussen. Anschließend kann dann das Stützteil 32 vom Träger 26 getrennt und entsorgt oder für einen neuen Bearbeitungsschritt zur Formeinrichtung rückgeführt werden.