EP1333735A1 - Verfahren zur herstellung eines haftverschlussteils - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines haftverschlussteils

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Publication number
EP1333735A1
EP1333735A1 EP01983580A EP01983580A EP1333735A1 EP 1333735 A1 EP1333735 A1 EP 1333735A1 EP 01983580 A EP01983580 A EP 01983580A EP 01983580 A EP01983580 A EP 01983580A EP 1333735 A1 EP1333735 A1 EP 1333735A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
parts
shaping
head
sonotrode
stem
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01983580A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Schulte
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.)
Gottlieb Binder GmbH and Co KG
Original Assignee
Gottlieb Binder GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gottlieb Binder GmbH and Co KG filed Critical Gottlieb Binder GmbH and Co KG
Publication of EP1333735A1 publication Critical patent/EP1333735A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • B29C67/0044Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 for shaping edges or extremities
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A44HABERDASHERY; JEWELLERY
    • A44BBUTTONS, PINS, BUCKLES, SLIDE FASTENERS, OR THE LIKE
    • A44B18/00Fasteners of the touch-and-close type; Making such fasteners
    • A44B18/0046Fasteners made integrally of plastics
    • A44B18/0061Male or hook elements
    • A44B18/0065Male or hook elements of a mushroom type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/727Fastening elements
    • B29L2031/729Hook and loop-type fasteners

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an adhesive fastener part made of plastic materials with a band or film-like carrier part, which is provided on at least one of its two sides with a plurality of hooking parts, each having a head part which is connected to the carrier part via a stem part , wherein to obtain different geometries of the head parts, which are widened compared to the stem parts, a thermoplastic molding process is used, which acts on the free ends of the stem parts.
  • DE 198 28 856 C1 discloses a method for producing a hook-and-socket closure part with a large number of hooking parts which are formed in one piece with a carrier part, in which a thermoplastic part
  • Plastic is fed to the gap between a printing tool and a molding tool, in which a sieve having continuous cavities is used as the preform element on the molding tool and in which the interlocking parts are formed in that the thermoplastic material at least partially hardens in the cavities of the sieve.
  • the molding tool is modified in such a way that on the side of the screen facing away from the printing tool there is a second preform element which interacts with its cavities, by means of which the Plastic material is molded in the area of the outer ends of the stem parts.
  • the relevant outer ends of the stem parts then already form a type of head part, whereby the edges or the peripheral edge of the respective head parts can be raised, which results in particular during the demolding process in which the carrier part with the preformed stem parts is pulled out of the mold cavities of the mold , If there are such raised edges at the end of the stem parts, a so-called calender process can follow, in which a calender roller acts on the raised ends of the stem parts, pressing them down and thereby forming flat hooking heads, the edges of which protrude downwards.
  • the hooking parts produced in this way are then in the engaging state and can be releasably brought into engagement with one another with the hook or sight material of another corresponding closure part to form an adhesive closure.
  • interlocking head parts produced in this way using the calendering process can be produced in a large number of geometric dimensions and with a wide variety of external contours, such as round, oval, polygonal, hook-like and / or with the formation of a large number of interlocking elements on the outer circumference with incisions along their edge.
  • Micro velcro fasteners thus with velcro fasteners, in which the stem and head portions are geometrically dimensioned very small, DIE ses known method for increasing the peel strength is not very suitable since the calender roll with its roughened surface, the micro-fungi than ( ' damage Verhakungsmaschine and can be partly unusable. This is further facilitated by the fact that by maintaining the expanded, Chung temperature in the plastics material at the free ends of the respective gene stem parts, it is t be difficult to control Plastactusvorêtn, with the result that it is not possible to achieve the desired head shapes, but instead to take these undefined contours, especially along their edges.
  • a device for producing hooks on surface zippers with loops and hooks is known.
  • a loop band is used consisting of a base fabric and a plurality of protruding loops in the form of monofilaments made of thermoplastic synthetic resin, which are knitted or woven into the base fabric.
  • a cutting device By means of a cutting device, the loop produced in each case is cut on an ultrasound basis and a locking hook is thus produced, the hook path of which remains the same diameter.
  • the invention has the object 'to further improve the known methods to the extent that it is possible in a material-conserving manner to produce interlocking parts with changeable, precisely definable head shapes or head geometries while avoiding the otherwise usual calender rolling method and the contactless heat input method ,
  • a related problem is solved by a method with the features of claim 1 in its entirety. .
  • thermoplastic shaping process is carried out by means of ultrasound and that the shaping of the head parts under contact with the free ends of the stem parts (30) is carried out by means of a molding tool, can be done in a particularly material-friendly manner achieve a shaping process for the plastic material.
  • the treatment of the closure material by means of ultrasound waves also allows a precisely defined energy input into the closure material, avoiding harmful heat peaks.
  • shape ultrasound shaping process for the head parts in a very extensive design area and it is surprising what variety of different, precisely definable head shapes can be realized, which was previously not possible with the usual manufacturing methods.
  • the geometries of the head shapes can be specified precisely, since the shaping tool with which the ultrasound waves are introduced into the closure material to be molded can be manufactured with high precision, in contrast to those with a very large diameter
  • Calender rolls which, in particular when they are heated, have varying diameter ranges and show different synchronous behavior. If the known methods provide a heat input method by means of a heat input source, on the one hand there are
  • head shapes cannot be obtained exactly according to the specified dimensions, and furthermore it cannot be ruled out that the head shapes will be damaged or even melt due to a ⁇ damaging heat input.
  • the shaping process is carried out by means of ultrasound comparable to an ultrasonic welding process, the sonotrode and / or the counterpart to the sonotrode being provided with individual shaping elements with which the predefinable head shapes are produced.
  • the relevant molding tools in the form of the sonotrode and in the form of the counter-holding part (anvil) can be produced inexpensively and operate in contrast to the technically complex Kalajider shaping solution.
  • the shaping elements are added in predeterminable rows. arranged one above the other, the stem parts being placed in rows of comparable arrangement in frontal contact or in head-side engagement with these shaping elements.
  • the sonotrode and / or the counter part preferably move up and down for the respective shaping process, with the carrier part being moved in a transverse direction between a shaping zone formed from the sonotrode and counter part as soon as the shaping elements are out of engagement with those to be shaped Headboards are brought.
  • the shaping process can therefore be carried out in rows and thus continuously, and undesired slippage between the carrier part and the shaping tool is avoided.
  • the shaping elements are provided with incisions and / or profile recesses and / or shapes.
  • the profile recesses in the shaping tool are very finely structured, a micro-structure with fine elevations can be formed on the top of the head part treated in this way, with the result that a self-cleaning surface is formed in such a way that dirt cannot adhere to it.
  • the head surface is partially incised and the respective edges of the head parts then extend deeper in the direction of the stem base than in the known solutions.
  • the latter ie lowering the edge, then has a particularly advantageous effect on increasing the peel strength values for the entire adhesive fastener.
  • FIG. 1 shows a greatly schematically simplified and partially cut side view of a device for carrying out a preforming process
  • FIG. 2 shows a side view of a shaping process following the process according to FIG.
  • FIG. 1 shows, in a schematic representation, parts of a device for carrying out a preforming step for the actual shaping process according to the invention that is to follow.
  • the device according to FIG. 1 has an extruder head 10 as a feed device for thermoplastic material which is in a pasty, plastic, pasty or liquid state and which, as a band or film, the width of which corresponds to that of the adhesive fastener part to be produced, the gap is fed between a printing tool and a mold.
  • a pressure roller 12 is provided as a printing tool.
  • the molding tool is a shaping roller designated as a whole by 14. Both rollers are driven in the directions of rotation indicated in FIG.
  • the shaping roller 14 has two preform elements on the circumference, namely in the form of an outer sieve 22 and in the form of a film 24 lying on the inside of the outer sieve 22 with outer elevations in the form of projections 26. These projections 26 are aligned with the cavities 28 of the outer screen 22.
  • the outer screen 22 is preferably made of a thicker material, for example of a thickness of several tenths of a millimeter, whereas the inner film 24 can be much thinner, for example 0.1 mm.
  • the projections 26 can be conical, pyramidal or star-shaped and can preferably be produced by etching or electroplating, as is also the case with cutting foils for rotary punching devices. Figures with flank angles of approximately 60 ° are formed.
  • Spiked rollers with a fabric-reinforced 3 to 8 mm thick rubber base can also be used.
  • the inner film 24 is preferably flexible so that it can be integrated into the shaping roller 14 from the inside. In this case, the film 24 can also apply to the shaping roller 14 under internal stress, and adhesive bonding or the like is not absolutely necessary. Due to the configuration mentioned, the plastic pressed in the gap between the pressure roller 12 and the shaping roller 14 into the cavities 28 closed by the projections 26 is shaped in such a way that projecting stem parts 30 are formed on the carrier part 20, at the free end of which a head part 32 is arranged, each one has small depression 34 'in the manner of a funnel. The corresponding recess 34 results from the enclosed air between the plastic material to be molded and the molding walls of the molding roller 14. After the plastic material has partially or completely hardened, the stem parts 30 are pulled out of the molding roller 14 via a pull-out roller 36.
  • the strip material obtained in this way is then subjected to a further shaping process according to the invention.
  • 1 shows a shaping process for the stem and head parts only as an example. Basically, however, after each adhesive closure material, it can be subjected to the further ultrasonic shaping process as shown in FIG.
  • the starting material for an adhesive fastener part obtained according to FIG. 1 is now subjected to the further shaping process according to FIG. 2.
  • the shaping method according to the invention works with ultrasound or with ultrasound waves to obtain different head geometries and / or different head shapes.
  • the shaping process by means of ultrasound is carried out in a manner comparable to an ultrasound welding process, and the actual shaping tool used is a sonotrode 38, which interacts with a counter-holding part 40 (anvil).
  • the counter-holding part 40 assumes a stationary position, via which the > band-like carrier part 20, viewed from the right as viewed in FIG is continuously moved to the left, whereas the sonotrode 38 is moved up and down in the double arrow direction 42 with a corresponding cycle.
  • the sonotrode 38 as viewed in the direction of FIG. 2, has individual shaping elements 44 on its underside, with which the predefinable head shapes can be produced.
  • the sonotrode 38 (not shown) as a molding strip formed ⁇ and in a plane perpendicular to the plane of the sheet of Figure 2 after a plurality of shaping elements are perpendicular in a row behind one another along the sonotrode 44 38 congruent. Likewise, the stem parts 30 are brought into contact with these shaping elements 44 in at least one row of a comparable arrangement as soon as they come to rest on the counter-holding part 40.
  • the counter-holding part can take the place of the sonotrode 38 and be provided with corresponding heatable shaping elements 44, whereas the sonotrode 38, as seen in the direction of FIG. 2, below the carrier part 20 attacks this in an up and down movement for a shaping process.
  • the tape material maintains its orientation according to Fig.2.
  • the counter-holding part 40 can be heated for both embodiments. In this way, it is possible to introduce energy into the adhesive material with the carrier part 20 at two opposite points. Due to the uniform energy and heat input, a particularly gentle shaping process is achieved and a homogeneous adhesive material is created.
  • each shaping element 44 can also be arranged in line, omitting the intermediate, form a straight shaping strip. In such a case, the distance between the stem parts 30 of a row can vary without having a detrimental effect on the manufacturing accuracy.
  • the respective shaping element 44 is essentially designed as a flat depression lying inside the sonotrode 38.
  • the respective shaping element 44 could also be provided in the form of a concave recess (not shown) at the lower free end of the sonotrode 38. In such a case, convex ⁇ head parts (not shown) would result.
  • the latter embodiment would have the advantage that an attached lint or loop material of a corresponding adhesive fastener part, not shown, would slide off the top of the head and forcibly get caught on the edge of the head, so that more loops would come into engagement with the hooking means and not above would stay on the free head ends.
  • the peel strength values for such closures in particular could be significantly increased.
  • the shaping element 44 engages over the upper region of the head part 32, a shaping zone 46 being formed between the latter and the counter-holding part 40 when the sonotrode 38 is lowered in this way.
  • the carrier part 20 can be moved along the arrow 48 continuously to the right by a series of hooking means and as seen in the direction of FIG then to see each finished head part 32.
  • the head part lips 50 which initially protrude steeply upward, form a widened flat edge, the The drawn edge in the direction of the stem foot significantly improves the possibility of hooking with a loop material or the like.
  • a concave recess 52 which can be filled, for example, with a dye, an adhesive, an anti-adhesive or the like (not shown).
  • the base of the respective shaping element 44 with a shape, for example in the form of intersecting individual cutting edges (not shown), which produce a cross knurled pattern or the like in the head part 32 which will be produced later.
  • the incisions at the free end of the head part 32 weaken the head part material and the shaping edge folds down further along the respective cutting line, so that the hooking edge of the respective head part 32 can also have a sharply jagged hooking pattern, which improves an improvement Arrest with the loop or loop material mentioned above results.
  • the peel strength values for known adhesive fastener parts can be significantly increased.
  • the underside of the sonotrode 38 and consequently also the shaping elements 44 themselves can be manufactured with high precision, so that the manufacturing tolerances for the head parts 32 are small compared to the previously usual calender rolls with their synchronism problems and with their material distortion, in particular in the event that the Calender roll is heated accordingly. It has proven to be particularly advantageous to operate the sonotrode 38 in a frequency range from 17 to 20 kHz with an amplitude range preferably between 1 ⁇ m and 100 ⁇ m. It is also preferably provided that the plastic material used is formed from a biodegradable thermoplastic or from another plastic material that is easy to process and easy to recycle. Furthermore, it is advantageous to use the to place scarf I-forming process initiated heating of the plastic material in the area of the assignable Vicatiere this plastic material, so that the heat resistance is ensured even under the influence of heat.
  • the band-like carrier part 20 can also be guided in a circular manner over the upper side of the counter-holding part 40 (anvil).
  • the upper guide surface of the counter-holding part 40 is preferably not designed as a flat plate, but rather is convex.
  • the respective shaping element 44 is then also formed uniformly concave in the form of a strip-shaped shaping zone.
  • a plurality of sonotrodes 38 alternately process the adhesive closure material or that a plurality of rows of shaping and shaping elements 44 lying side by side enable the simultaneous processing of several rows of stalk parts 30 lying side by side.
  • only a part of the shaping elements 44 can have profile elements, such as cutting knives or the like.
  • the ultrasonic shaping method according to the invention it is also possible to create so-called back-to-back adhesive fastener parts, that is to say those which carry fastener elements, in particular interlocking elements, both on the top and on the underside.
  • the sonotrode 38 has a corresponding shaping part, but also the counter-holding part 40 arranged opposite it.
  • the energy input with the sonotrode is to be selected such that the shaping can take place on both sides of the carrier part 20.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Slide Fasteners, Snap Fasteners, And Hook Fasteners (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eiens Haftverschlussteils aus Kunststoffmaterialien mit einem band- oder folienartigen Trägerteil (20), das auf mindestens einer seiner beiden Seiten mit einer Vielzahl von Verhakungsteilen versehen wird, die jeweils ein Kopfteil (32) aufweisen, das mit dem Trägerteil (20) über ein Stengelteil (30) verbunden ist, wobei für den Erhalt unterschiedlicher Geometrien der Kopfteile (32), die gegenüber den Stengelteilen (30) verbreiter sind, ein thermoplastisches Formgebungsverfahren angewandt wird, das auf die freien Enden der Stengelteile (30) einwirkt. Dadurch, dass das thermoplastische Formgebungsverfahren mittels Ultraschall durchgeführt wird und dass mittels eines Formwerkzeuges die Formgebung der Kopfteile unter Berührung mit den freien Enden der Stengelteile (30) vorgenommen wird, ist es in materialschonender Weise möglich, unter Vermeidung der sonst üblichen Kalanderwalzverfahren Verhakungsteile herzustellen mit veränderbaren Kopfformen oder Kopfgeometrien.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Haftverschlußteils
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Haftverschlußteils aus Kunststoffmaterialien mit einem band- oder folienartigen Trägerteil, das auf mindestens einer seiner beiden Seiten mit einer Vielzahl von Verhakungsteilen versehen wird, die jeweils ein Kopfteil aufweisen, das mit dem ι Trägerteil über ein Stengelteil verbunden ist, wobei für den Erhalt unterschiedlicher Geometrien der Kopfteile, die gegenüber den Stengelteilen verbreitert sind, ein thermoplastisches Formgebungsverfahren angewandt wird, das auf die freien Enden der Stengelteile einwirkt.
Durch die DE 198 28 856 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Hakenverschlußteils bekannt mit einer Vielzahl von einstückig mit einem Trä- t gerteil ausgebildeten Verhakungsteilen, bei dem ein thermoplastischer
Kunststoff dem Spalt zwischen einem Druckwerkzeug und einem Formwerkzeug zugeführt wird, bei dem als Vorformelement am Formwerkzeug ein durchgehende Hohlräume aufweisendes Sieb verwendet wird und bei dem die Verhakungsteile dadurch gebildet werden, daß der thermoplastische Kunststoff in den Hohlräumen des Siebes zumindest teilweise erhärtet. Das Formwerkzeug ist dabei derart modifiziert, daß an der vom Druckwerkzeug abgekehrten Seite des Siebes ein mit dessen Hohlräumen zu- sammenwirkendes zweites Vorformelement vorhanden ist, durch das das Kunststoffmaterial im Bereich der äußeren Enden der Stengelteile geformt wird.
Die dahingehenden äußeren Enden der Stengelteile bilden dann bereits eine Art Kopfteil aus, wobei die Ränder oder der umlaufende Rand der jeweiligen Kopfteile hochgestellt sein können, was sich insbesondere beim Entformungsvorgang ergibt, bei dem das Trägerteil mit den vorgeformten Stengelteilen aus den Formhohlräumen des Formwerkzeuges herausgezogen wird. Kommt es zu derart hochgestellten Rändern am Ende der Stengel- teile, kann sich ein sog. Kalandervorgang anschließen, bei dem eine Kalanderwalze auf die hochgestellten Enden der Stengelteile einwirkt, diese herunterdrückt und dabei flache Verhakungsköpfe bildet, deren Ränder nach unten hin vorstehen. Die derart hergestellten Verhakungsteile sind dann im eingriffsfähigen Zustand und können mit dem Haken- oder Seh laufen mate- rial eines anderen korrespondierenden Verschlußteils unter Bildung eines Haftverschlusses lösbar miteinander in Eingriff gebracht werden. Die derart über das Kalanderverfahren hergestellten Verhakungskopfteile können in einer Vielzahl von geometrischen Abmessungen und mit verschiedensten Außenkonturen hergestellt werden, wie rund, oval, vieleckig, hakenartig und/oder unter Bildung einer Vielzahl von Verhakungselementen außenum- fangsseitig mit Einschnitten entlang ihres Randes versehen sein.
Durch die PCT/WO 00/41479 ist des weiteren bekannt, die angesprochene Kalanderwalze auf ihrer Oberseite mit einer Art Sandpapierstruktur zu ver- sehen, um derart eine Aufrauhung des Kopfteil materials an seinem freien Ende zu erreichen. Hierdurch soll eine erhöhte Schälfestigkeit für den bekannten Verschluß erreicht werden, wobei vor dem eigentlichen Kalandervorgang die freien Enden der Stengelteile bis zu ihrer Erweichungstempera- 1 tur erhitzt werden, wohingegen das sonstige Verschlußmaterial einschließ- lieh dem Trägerteil durch eine Kühleinrichtung eine Temperatur erhält, die deutlich unter dieser Erweichungstemperatur liegt. Insbesondere bei sog. Mikro-Haftverschlüssen, also bei Haftverschlüssen, bei denen die Stengel- und Kopfteile geometrisch ausgesprochen klein dimensioniert sind, ist die- ses bekannte Verfahren zum Erhöhen der Schälfestigkeit wenig geeignet, da die Kalanderwalze mit ihrer aufgerauhten Oberfläche die Mikropilze als ( ' Verhakungsteile schädigt und teilweise unbrauchbar werden läßt. Dies wird noch weiter dadurch begünstigt, daß durch das Beibehalten der Erwei- , chungs-temperatur beim Kunststoffmaterial an den freien Enden der jeweili- gen Stengelteile es zu schwer beherrschbaren Plastifizierungsvorgängen t kommt, mit der Folge, daß sich nicht die gewünschten Kopfformen erreichen lassen, sondern diese unbestimmte Konturenverläufe, insbesondere entlang ihrer Ränder, einnehmen.
! Durch die DE-A-33 25 021 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von Haken an Flächenreißverschlüssen mit Schlaufen und Haken bekannt. Bei der bekannten Lösung wird ein Schlaufenband eingesetzt aus einem Grundgewebe und einer Vielzahl vorspringender Schlaufen in Form von Monofilamen- ten aus thermoplastischem Kunstharz, die in das Grundgewebe eingestrickt oder eingewebt sind. Mittels einer Schneideinrichtung wird auf Ultraschallbasis die jeweils hergestellte Schlaufe durchschnitten und dergestalt ein Verschlußhaken hergestellt, dessen Hakenbahn im Durchmesser gleich bleibt.
Durch die DE-A-42 20 908 ist ein gattungs gemäßes Verfahren zum Herstellen von Hakenteilen bekannt, wobei zum Herstellen von insbesondere ! großflächigen Hakenteilen für Flächenreißverschlüsse ein Polgewebe mit verhältnismäßig steifen Polfäden aus thermoplastischem Kunststoff erzeugt wird. Die hochstehenden Enden der Polfäden, die eine Art Stengelteil aus- bilden, werden durch Wärmeeinwirkung zur Bildung von pilzkopfartigen Haken angeschmolzen, wobei die derart hergestellten Pilzköpfe im Durch- messet gegenüber den Stengelteilen verbreitert sind. Die Polfäden bestehen aus einem Monofil aus Material, beispielsweise in Form von Polypropylen. Die hochstehenden Enden dieser Polfäden werden durch die Strahlungs- ι ι wärme des thermoplastischen Formgebungsverfahrens kontaktlos und schockartig zu den Pilzköpfen angeschmolzen. Ein differenziertes Kopfformgebungsverfahren ist mit der bekannten Lösung nicht möglich und in
I
Abhängigkeit des Wärmeeintrages ist nicht auszuschließen, daß die erhalte- nen Pilzköpfe beschädigt werden und für einen Verhakungsvorgang mit anderen Verschlußteilen nicht mehr zur Verfügung stehen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe ' zugrunde, die bekannten Verfahren dahingehend weiter zu verbessern, daß es in materialschonender Weise möglich ist, unter Vermeidung der sonst üblichen Kalanderwalzverfahren sowie der kontaktlosen Hitzeeintragverfahren Verhakungsteile herzustellen mit veränderbaren, genau definierbaren Kopfformen oder Kopfgeometrien. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit. ,
Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 das thermoplastische Formgebungsverfahren mittels Ultraschall durchgeführt wird und daß mittels eines Formwerkzeuges die Formgebung der Kopfteile unter Berührung mit den freien Enden der Stengelteile (30) vorge- nommen wird, läßt sich auf besonders materialschonende Art und Weise für das Kunststoffmaterial ein Formgebungsvorgang erreichen. Das Behandeln des Verschlußmaterials mittels Ultraschallwellen erlaubt darüber hin- aus einen genau definierten Energieeintrag in das Verschlußmaterial, wobei schädliche Wärmespitzen vermieden sind. Des weiteren erlaubt das Form- gebungsverfahren mittels Ultraschall eine Formgebung für die Kopfteile in einem sehr weit gezogenen Gestaltungsbereich und es ist überraschend, welche Vielzahl von verschiedensten genau definierbaren Kopfformen sich realisieren lassen, was mit den üblichen Herstell ver ahren bisher nicht mög- lieh war. Die Kopfformen lassen sich von ihren Geometrien her genau vorgeben, da sich das Formgebungswerkzeug, mit dem die Ultraschallwellen in das zu formende Verschlußmaterial eingebracht werden, hochgenau fertigen läßt im Gegensatz zu den im Durchmesser sehr groß dimensionierten
Kalanderwalzen, die insbesondere^ wenn sie beheizt sind, variierende Durchmesserbereiche aufweisen und ein unterschiedliches Gleichlaufverhalten an den Tag legen. Sofern die bekannten Verfahren ein Hitzeeintragverfahren mittels einer Wärmeeintragsquelle vorsehen, sind zum einen die
Kopfformen geometrisch nicht genau nach vorgegebenen Abmessungen erhaltbar und des weiteren ist nicht auszuschließen, daß aufgrund eines { schädigenden Wärmeeintrages die Kopfformen beschädigt werden oder gar abschmelzen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Formgebungsverfahren mittels Ultraschall vergleichbar einem Ul- traschall-Schweißverfahren durchgeführt, wobei die Sonotrode und/oder das Gegenhalteteil zur Sonotrode mit einzelnen Formgebungselementen versehen werden, mit denen die vorgebbaren Kopfformen erzeugt werden. Die dahingehenden Formwerkzeuge in Form der Sonotrode und in Form des Gegenhalteteils (Amboß), lassen sich kostengünstig herstellen und be- treiben im Gegensatz zu der technisch aufwendigen Kalajiderformgebungs- lösung.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Formgebungselemente in vorgebbaren Reihen zu- einander angeordnet, wobei die Stengelteile in Reihen vergleichbarer Anordnung in stirnseitige Anlage oder in kopfseitigen Eingriff mit diesen Formgebungselementen gebracht werden. Vorzugsweise bewegen sich dabei die Sonotrode und/oder das Gegen alteteil für den jeweiligen Formgebungs- Vorgang auf und ab, wobei in einer Querrichtung hierzu das Trägerteil zwischen einer aus Sonotrode und Gegenhalteteil gebildeten Formgebungszone hindurch bewegt wird, sobald die Formgebungselemente außer Eingriff mit den zu formenden Kopfteilen gebracht werden. Mithin läßt sich in Reihen und damit kontinuierlich der Formgebungsvorgang vornehmen und ein ungewollter Schlupf zwischen Trägerteil und Formgebungswerkzeug ist vermieden. '
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Formgebungselemente mit Einschnitten und/oder Profilausnehmungen und/oder Ausprägungen versehen. Damit ist es möglich, die Kopfoberseite mit einer Strukturierung zu versehen, beispielsweise mit einer sandpapierartigen Aufrauhung vergleichbar den Struktur- , Kalanderwalzen nach der PCT/WO 00/41479. Sofern die Profilausnehmungen im Formgebungswerkzeug sehr feinstrukturiert werden, läßt sich auf der Oberseite des derart behandelten Kopfteils eine Mikro-Struktur mit Feinsterhebungen ausbilden mit der Folge, daß derart eine selbstabreinigende ^ Oberfläche gebildet wird, an der Verschmutzungen nicht anhaften können. Ist das jeweilige Formgebungselement mit einer Ausprägung, beispielsweise in der Art von Schneidmessern, ausgebildet, wird die Kopfoberfläche parti- eil eingeschnitten und die jeweiligen Ränder der Kopfteile reichen dann in Richtung des Stengelfußes tiefer hinab als bei den bekannten Lösungen. Letzteres, also das Tieferlegen des Randes, wirkt sich dann aber wiederum besonders vorteilhaft auf eine Erhöhung der Schälfestigkeitswerte für den gesamten Haftverschluß aus. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der sonstigen Unteransprüche.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig.1 eine stark schematisch vereinfacht und teils geschnitten gezeichnete Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung ' eines Vorformgebungsverfahrens;
Fig.2 eine ebenso stark schematisch vereinfacht und teils geschnitten gezeichnete Seitenansicht eines dem Verfahren nach der Fig.1 nachgeschalteten Formgebungsverfahrens mittels Ultraschall.
Die Fig.1 zeigt in schematischer Darstellung Teile einer Vorrichtung zum Durchführen einer Vorformstufe für das spätere eigentliche erfindungsgemäße Formgebungsverfahren. Die Vorrichtung nach der Fig.1 weist einen Extruderkopf 10 als Zuführeinrichtung für in breiigem, plastischem, pastö- ' sem oder flüssigem Zustand befindliches thermoplastisches Kunststoffmate- rial auf, das als ein Band oder Folie, dessen Breite derjenigen des herzustellenden Haftverschlußteils entspricht, dem Spalt zwischen einem Druckwerkzeug und einem Formwerkzeug zugeführt wird. Als Druckwerkzeug ist eine Druckwalze 12 vorgesehen. Bei dem Formwerkzeug handelt es sich um eine als Ganzes mit 14 bezeichnete Formgebungswalze. Beide Walzen sind in den in Fig.1 mit Bogenpfeilen 16,18 angegebenen Drehrichtungen angetrieben, so daß zwischen ihnen ein Förderspalt gebildet wird, durch den das Kunststoffband in Transportrichtung gefördert wird, während gleichzeitig im Spalt das Kunststoffband zum Trägerteil 20 des Haftverschlußteils geformt wird und der Träger 20 an der an der Formgebungswalze 14 anliegenden Seite durch die Vorformelemente der Formgebungswalze 20 die zur Bildung von Verhakungsteilen erforderliche Formgebung er- hält.
Zu diesem Zweck weist die Formgebungswalze 14 am Umfang zwei Vorformelemente auf, nämlich in Form eines äußeren Siebes 22 und in Form einer am äußeren Sieb 22 an dessen Innenseite anliegende Folie 24 mit äu- ßeren Erhebungen in Form von Vorsprüngen 26. Diese Vorsprünge 26 , fluchten mit den Hohlräumen 28 des äußeren Siebes 22. Das äußere Sieb 22 besteht vorzugsweise aus einem dickeren Material, beispielsweise von einer Stärke von mehreren Zehntel Millimetern, wohingegen die innere Folie 24 wesentlich dünner, beispielsweise 0,1 mm, stark sein kann. Ferner können die Vorsprünge 26 kegel-, pyramiden- oder sternförmig ausgebildet sein und lassen sich vorzugsweise durch Ätzen oder Galvanisieren erzeugen, wie dies auch bei Schneidfolien für Rotations-Stanzvorrichtungen erfolgt. Dabei bilden sich Figuren mit Flankenwinkeln von ca. 60°. Auch Stachelwalzen mit einem gewebeverstärkten 3 bis 8 mm starken Gummigrund sind einsetzbar. Vorzugsweise ist die innere Folie 24 flexibel ausgebildet, um sich von innen her in die Formgebungswalze 14 integrieren zu lassen. Dabei kann sich die Folie 24 auch unter Eigenspannung an die Formgebungswalze 14 anlegen und ein Verkleben od. dgl. ist nicht zwingend not- ' wendig. Aufgrund der angesprochenen Konfiguration wird der im Spalt zwischen Druckwalze 12 und Formgebungswalze 14 in die über die Vorsprünge 26 verschlossenen Hohlräume 28 eingedrückte Kunststoff derart geformt, daß am Trägerteil 20 vorspringende Stengelteile 30 entstehen, an deren freiem Ende ein Kopfteil 32 angeordnet ist, das jeweils eine kleine Vertiefung 34 ' aufweist in der Art eines Trichters. Die dahingehende Vertiefung 34 ergibt sich aus der eingeschlossenen Luft zwischen dem zu formenden Kunststoffmaterial und den Formgebungswänden der Formgebungswalze 14. Nach teilweisem oder vollständigem Erhärten des Kunststoffmaterials erfolgt das Ausziehen der Stengelteile 30 über eine Ausziehwalze 36 von der Formgebungswalze 14.
Das derart erhaltene Bandmaterial wird dann einem weiteren Formge- bungsverfahren nach der Erfindung unterzogen. Die Fig.1 gibt dabei nur beispielhaft ein Formgebungsverfahren für die Stengel- und Kopfteile wieder. Es kann aber dem Grunde nach jedes Haftverschlußmaterial dem weiteren Ultraschall-Formgebungsverfahren gemäß der Darstellung nach der Fig.2 unterzogen werden. Das nach der Fig.1 erhaltene Ausgangsmaterial für ein Haftverschlußteil wird nunmehr dem weiteren Formgebungsverfahren nach der Fig.2 unterzogen. Das dahingehende erfindungsgemäße Formgebungsverfahren arbeitet mit Ultraschall bzw. mit Ultraschallwellen für den Erhalt unterschiedlicher Kopfgeometrien und/oder unterschiedlicher Kopfformen. Das Formgebungsverfahren mittels Ultraschall wird dabei ver- gleichbar einem Ultraschall-Schweißverfahren durchgeführt und als eigentliches Formgebungswerkzeug kommt eine Sonotrode 38 zum Einsatz, die mit einem Gegen halteteil 40 (Amboß) zusammenwirkt. Vorzugsweise nimmt dabei das Gegenhalteteil 40 eine stationäre Lage ein, über das das > bandartige Trägerteil 20 in Blickrichtung auf die Fig.2 gesehen von rechts nach links kontinuierlich hinwegbewegt wird, wohingegen mit einem entsprechenden Takt die Sonotrode 38 in Doppelpfeilrichtung 42 auf und ab bewegt wird. Des weiteren weist die Sonotrode 38 in Blickrichtung auf die Fig.2 gesehen auf ihrer Unterseite einzelne Formgebungselemente 44 auf, mit denen die vorgebbaren Kopfformen erzeugt werden können.
Die Sonotrode 38 ist als Formgebungsleiste (nicht dargestellt) ausgebildet ι und in einer Ebene senkrecht zu der Blattebene nach der Fig.2 sind in einer Reihe hintereinander deckungsgleich mehrere Formgebungselemente 44 entlang der Sonotrode 38 angeordnet. Ebenso werden die Stengelteile 30 in mindestens einer Reihe vergleichbarer Anordnung in stirnseitige Anlage oder in kopfseitigen Eingriff mit diesen Formgebungselementen 44 gebracht, sobald sie unterhalb derselben auf dem Gegenhalteteil 40 zu liegen kommen.
Entgegen der Anordnung nach der Fig.2 kann bei einer nicht näher darge- stellten Ausführungsform das Gegenhalteteil an die Stelle der Sonotrode 38 treten und mit entsprechenden beheizbaren Formgebungselementen 44 versehen sein, wohingegen die Sonotrode 38 in Blickrichtung auf die Fig.2 gesehen unterhalb des Trägerteils 20 an diesem in einer Auf- und Abwärtsbewegung für einen Formgebungsvorgang angreift. Das Bandmaterial hält dabei seine Ausrichtung nach der Fig.2 bei. Dabei kann das Gegenhalteteil 40 für beide Ausführungsformen beheizt werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, an zwei gegenüberliegenden Stellen einen Energieeintrag in das Haftverschlußmaterial mit dem Trägerteil 20 vorzunehmen. Aufgrund des gleichmäßigen Energie- und Wärmeeintrages ist dabei ein besonders schonendes Formgebungsverfahren erreicht und es kommt zu einem homogen aufgebauten Haftverschlußmaterial. Anstelle von einzelnen Formge- bungselementen 44 können diese auch in Linie unter Weglassen der Zwi- , schenwände eine geradlinig verlaufende Formgebungsleiste bilden. In einem dahingehenden Fall kann das Abstandsmaß zwischen den Stengelteilen 30 einer Reihe variieren, ohne daß dies einen schädlichen Einfluß auf die Fertigungsgenauigkeit hätte. Bei der Ausführungsform nach der Fig.2 ist das jeweilige Formgebungselement 44 im wesentlichen als ebene Vertiefung innerhalb der Sonotrode 38 liegend ausgebildet. Das jeweilige Formgebungselement 44 könnte aber auch in Form einer konkaven Ausnehmung (nicht dargestellt) am unteren freien Ende der Sonotrode 38 vorgesehen sein. In einem dahingehenden Fall würden sich dann konvex geformte ι Kopfteile (nicht dargestellt) ergeben. Letztere Ausgestaltung hätte den Vor- l teil, daß ein aufgesetztes Flauschen- oder Schlaufenmaterial eines korrespondierenden, nicht näher dargestellten Haftverschlußteils von der Oberseite des Kopfes abgleiten und sich zwangsweise am Kopfrand verhaken würde, so daß vermehrt Schlaufen in Eingriff mit dem Verhakungsmittel kämen und nicht oben auf den freien Kopfenden liegenbleiben würden. Mit der dahingehenden Maßnahme ließen sich insbesondere die Schälfestig- keitswerte für dahingehende Verschlüsse deutlich erhöhen.
Wird die Sonotrode 38 in Blickrichtung auf die Fig.2 gesehen nach unten in ihre Arbeitsposition bewegt, übergreift das Formgebungselement 44 den oberen Bereich des Kopfteils 32, wobei bei derart abgesenkter Sonotrode 38 zwischen dieser und dem Gegenhalteteil 40 eine Formgebungszone 46 gebildet ist. Schwingt die Sonotrode 38 mit 20 kHz und einem Amplitudenwert von vorzugsweise 30 μ , laßt sich das Trägerteil 20 längs des Pfei- les 48 fortlaufend um jeweils eine Reihe an Verhakungsmitteln weiter nach rechts bewegen und in Blickrichtung auf die Fig.2 gesehen ist ganz rechts der dann jeweils fertig hergestellte Kopfteil 32 zu sehen. Dieser kennzeichnet sich dadurch aus, daß die zunächst steil nach oben ragenden Kopfteillippen 50 einen verbreiterten flachen Rand ausbilden, wobei der nach un- ten gezogene Rand in Richtung des Stengelfußes die Verhakungsmöglich- keit mit einem Schlaufenmaterial od. dgl. deutlich verbessert. In der Mitte des Kopfteils 32 verbleibt eine konkave Ausnehmung 52, die beispielsweise mit einem Farbstoff, einem Klebstoff, einem Antihaftmittel od. dgl. (nicht dargestellt) befüllt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es, im Grund des jeweiligen Formgebungselementes 44 diese mit einer Ausprägung, beispielsweise in Form von sich kreuzenden Einzelschneiden (nicht dargestellt) zu versehen, die im später her- gestellten Kopfteil 32 ein Kreuzrändelmuster od. dgl. erzeugen. Durch die I dahingehenden Einschnitte am freien Ende des Kopfteils 32 wird das Kopfteilmaterial geschwächt und der Formgebungsrand klappt entlang der jeweiligen Schnittlinie noch weiter nach unten, so daß der Verhakungsrand des jeweiligen Kopfteils 32 auch ein scharf gezacktes Verhakungsmuster auf- i weisen kann, was eine verbesserte Verhaftung mit dem bereits angesprochenen Schlaufen- oder Schiingenmaterial ergibt. Mithin lassen sich derge-j stalt die Schälfestigkeitswerte für bekannte Haftverschlußteile deutlich erhöhen. Die Unterseite der Sonotrode 38 und mithin auch die Formgebungselemente 44 selbst lassen sich hochgenau fertigen, so daß die Ferti- gungstoleranzen für die Kopfteile 32 gering bemessen sind gegenüber den bisher üblichen Kalanderwalzen mit ihren Gleichlaufproblemen und mit ihrem Materialverzug, insbesondere für den Fall, daß die Kalanderwalze entsprechend beheizt wird. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, die Sonotrode 38 in einem Frequenzbereich von 17 bis 20 kHz zu betreiben bei einem Amplitudenbereich vorzugsweise zwischen 1 μm undl 00 μm. Vorzugsweise ist dabei des weiteren vorgesehen, daß das eingesetzte Kunststoffmaterial aus einem biologisch abbaubaren Thermoplast gebildet wird oder aus einem sonstigen Kunststoffmaterial, das sich gut verarbeiten und gut recyceln läßt. Des weiteren ist es vorteilhaft, die bei dem Ultra- schal I-Formgebungsverfahren eingeleitete Erwärmung des Kunststoffmaterials in den Bereich der zuordenbaren Vicatzahl dieses Kunststoffmaterials zu legen, so daß auch unter Wärmeeinfluß die Wärmebeständigkeit gesichert ist.
Bei einer nicht näher dargestellten Ausführungsform kann das bandartige Trägerteil 20 auch in einer Kreisführung über die Oberseite des Gegenhalte- teils 40 (Amboß) geführt werden. Vorzugsweise ist dabei die obere Führungsfläche des Gegenhalteteils 40 nicht als ebene Platte ausgebildet, son- dem vielmehr konvex verlaufend. In entsprechender Zuordnung ist dann das jeweilige Formgebungselement 44 auch in Form einer leistenförmigen Formgebungszone gleichförmig konkav ausgebildet. Des weiteren kann auch vorgesehen sein, daß mehrere Sonotroden 38 alternierend das Haftverschlußmaterial bearbeiten oder daß mehrere Formgebungsreihen und Formgebungselemente 44 nebeneinander liegend die gleichzeitige Bearbeitung von mehreren Reihen nebeneinanderliegender Stengelteile 30 ermöglichen. Ferner kann nur ein Teil der Formgebungselemente 44 Profilelemente, wie Schneidmesser od. dgl., aufweisen.
Mit dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Formgebungsverfahren ist es darüber hinaus möglich, sog. back-to-back-Haftverschlußteile zu schaffen, also solche, die sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite Verschluß-, insbesondere Verhakungselemente tragen. In einem dahingehenden Fall weist nicht nur die Sonotrode 38 ein entsprechendes Formgebungsteil auf, sondern auch das gegenüberliegend angeordnete Gegenhalteteil 40. Ferner ist der Energieeintrag mit der Sonotrode derart zu wählen, daß auf beiden Seiten des Trägerteils 20 die Formgebung erfolgen kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Verfahren zur Herstellung eines Haftverschlußteils aus Kunststoffmate- rialien mit einem band- oder folienartigen Trägerteil (20), das auf mindestens einer seiner beiden Seiten mit einer Vielzahl von Verhakungs- teilen versehen wird, die jeweils ein Kopfteil (32) aufweisen, das mit * dem Trägerteil (20) über ein Stengelteil (30) verbunden ist, wobei für den Erhalt unterschiedlicher Geometrien der Kopfteile (32), die gegenüber den Stengelteilen (30) verbreitert sind, ein thermoplastisches Formgebungsverfahren angewandt wird, das auf die freien Enden der Stengelteile (30) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das ther- moplastische Formgebungsverfahren mittels Ultraschall durchgeführt ι wird und daß mittels eines Formwerkzeuges die Formgebung der
Kopfteile unter Berührung mit den freien Enden der Stengelteile (30) vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Form-1 Werkzeug eine Sonotrode (38) und/oder ein Gegenhalteteil (40) zur Sonotrode (38) mit einzelnen Formgebungselementen (44) eingesetzt wird, mit denen die vorgebbaren Kopfformen für die Kopfteile (32) erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form- ι ι gebungselemente (44) in mindestens einer vorgebbaren Reihe zueinander längs der Sonotrode (38) angeordnet werden und daß die Stengelteile (30) in mindestens einer Reihe vergleichbarer Anordnung in stirnseitige Anlage oder in kopfseitigen Eingriff mit diesen Formgebungselementen (44) gebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonotrode (38) und/oder das Gegenhalteteil (40) sich für den jeweili- gen Formgebungsvorgang auf- und abbewegen und daß in einer Querrichtung hierzu das Trägerteil (20) zwischen einer aus Sonotrode
(38) und Gegenhalteteil (40) gebildeten Formgebungszone hindurchbewegt wird, sobald die Formgebungselemente (44) außer Eingriff mit den zu formenden Kopfteilen 32) gebracht werden. ,
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebungselemente (44) mit Einschnitten und/oder
I
Profilausnehmungen und/oder Ausprägungen versehen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeich- net, daß die Sonotrode (38) in einem Frequenzbereich von 1 kHz bis
1 MHz, vorzugsweise im Frequenzbereich von 1 7 bis 20 kHz, betrieben wird und daß der Amplitudenbereich vorzugsweise zwischen 1 μm und 100 ym ausgewählt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenhalteteil (40) mittels einer Heizeinrichtung beheizt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich- net, daß in einem dem Ul raschall-Formgebungsverfahren vorgeschalteten Verfahrensabschnitt ein thermoplastisches Kunststoffmaterial in breiigem, plastischem, pastösem oder flüssigem Zustand einem Spalt zwischen einem Druckwerkzeug (12) und einem Formwerkzeug (14) zugeführt wird und diese so angetrieben werden, daß das Trägerteil (20) im Spalt gebildet und in einer Transportrichtung geführt wird, bei dem als Vorformelement am Formwerkzeug (14) ein durchgehende Hohlräume (28) aufweisendes Sieb (22) verwendet wird und bei dem die Verhakungsteile zumindest teilweise dadurch gebildet werden, daß das Kunststoffmaterial in den Hohlräumen (28) des Siebes (22) zumindest teilweise erhärtet und daß ein solches Formwerkzeug (14) verwendet wird, das an der vom Druckwerkzeug (12) abgekehrten ,", Seite des Siebes (22) ein mit dessen Hohlräumen (28) zusammenwirkendes zweites Vorformelement (24,26) aufweist, durch das das Kunststoffmaterial im Bereich der äußeren Enden der Stengelteile (30) geformt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bei
1 ' ι I dem Ultraschall-Formgebungsverfahren eingeleitete Erwärmung des Kunststoffmaterials im Bereich der zuordenbaren Vicatzahl dieses
Kunststoffmaterials liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Kunststoffmaterial aus einem biologisch abbaubaren Thermoplast gebildet wird.
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