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WO2006122597A1 - Process and apparatus for permanently deforming a sheet-like medium - Google Patents

Process and apparatus for permanently deforming a sheet-like medium Download PDF

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WO2006122597A1
WO2006122597A1 PCT/EP2006/002242 EP2006002242W WO2006122597A1 WO 2006122597 A1 WO2006122597 A1 WO 2006122597A1 EP 2006002242 W EP2006002242 W EP 2006002242W WO 2006122597 A1 WO2006122597 A1 WO 2006122597A1
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Heinz Busskamp
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Global Safety Textiles GmbH
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Global Safety Textiles GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C19/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by mechanical means

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for permanent deformation of a sheet-like medium on its surface.
  • the present invention has for its object to provide a method and an apparatus for permanent deformation of a sheet-like medium on its surface, in which the disadvantages known from the prior art are avoided or at least greatly reduced.
  • the object is first achieved by a method according to claim 1.
  • a deformed sheet-like medium is achieved, the surface friction is greatly reduced, so that the disadvantages known from the prior art are no longer present.
  • Due to the wave-shaped surface deformation achieved by the method according to the invention there is a greatly reduced friction and sticking tendency.
  • the medium can be acted upon by sound waves, light, X-ray radar or microwaves, so that wave-like deformations result on the surface of the medium.
  • the invention produces very different patterns on the surface of the medium, which represent circles, lines, hills or other combinations thereof.
  • the product obtained by the process of the invention has a surface with properties similar to a lotus effect, i. H. there is almost no tendency to get stuck.
  • the core of the invention is to deform the surface of a material in a deformable stage by applying frequency - in particular non-contact - so as to form an uneven surface, this being retained until and after the solidification of the uneven surface.
  • the use of products with surfaces produced in this way is provided.
  • This device for the permanent deformation of a sheet-like medium on its surface is characterized by a) a device for heating the medium, b) a device for vibrating the medium in such a way that wave-shaped deformations form on the surfaces of the medium and c) means for cooling the medium while step b) is in progress.
  • the object is also achieved with a device according to claim 7.
  • This device for permanent deformation of a sheet-like medium on its surface is characterized by a) a device for vaporizing the medium with solvent, b) a device for vibrating the medium in such a way that form undulating deformations on the surfaces of the medium , and c) means for vaporizing the solvent fluid in the medium while step b) proceeds.
  • the drawing shows an example of an arrangement according to the invention for permanent deformation of a sheet-like medium.
  • a plate 2 On bearings 1 and Ia, a plate 2 is placed, which has surface areas 6 and 6a.
  • a frequency generator 4 is movable (in the drawing) from left to right, while it radiates frequency waves 3 to the material to be processed via a sound control system 5 connected thereto.
  • the portion of the material 6a to the left of the frequency generator has already been subjected to waves after being heated by means of a device (not shown) or placed in a solvent environment, whereby the surface deformability by loosening and / or loosening of the mold the surface fixing structures was made possible.
  • the method presented here shortly can be carried out on a stand-alone unit, on which the material 2, 6, 6a is presented, with the unit moving or in kinematic reversal with the unit stationary, the material to be treated can be passed , This would then be a continuous supply of the material to the frequency wave emitting aggregate.
  • the advantages for the inventive method are that it can be integrated into a continuous production process, universally applicable and not material-dependent. It can be set by means of different frequency or frequency source constellations and variants, making it extremely flexible.
  • the inventive method can be carried out inexpensively. In a clever arrangement of different frequency sources low-friction surfaces z. B. be made much easier with lotus effect.

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Abstract

Process and apparatus for permanently deforming a sheet-like medium, in particular a surface of the sheet-like medium (2), the process being characterized by the following steps: releasing and/or loosening the structures which fix the shape of the surface (6), causing the medium (2) to vibrate such that wave-like deformations form on the surfaces (6) of the medium (2), and fixing the wave-like deformations, and apparatus for this purpose.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum dauerhaften Verformen eines flächenartigen Mediums Method and device for permanent deformation of a sheet-like medium

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dauerhaften Verformen eines flächenartigen Mediums an seiner Oberfläche.The present invention relates to a method and an apparatus for permanent deformation of a sheet-like medium on its surface.

Flächenartige Medien, haben z. B. als dünne glatte Folien und Planen aufgrund ihrer glatten Oberfläche einen sehr hohen Reibwert, der beispielsweise bei Fahrzeuginsassenschutzein- richtungen (z. B. Luftsäcken) von großem Nachteil sein kann, wenn z. B. menschliche Haut mit einem derartigen Medium in Berührung kommt und daran entlangreibt. Es können hierbei ernsthafte Brandverletzungen entstehen. Die glatte Oberfläche solcher Medien hat noch den weiteren Nachteil, dass sie, wenn sie aufeinander liegen, aufgrund des "Glasplatteneffekts" regelrecht aneinander "kleben" und sich damit schlecht voneinander trennen lassen. Auch ist das Einbringen derartiger Materialien in Behältnisse wie z. B. Tüten erschwert ist, das sie u.a. aufgrund ihrer "Klebrigkeit" Widerstand bieten und schwierig einzufädeln sind. Von Nachteil ist unter Umständen auch, dass glatte Oberflächen von flächenartigen Medien Licht reflektieren können.Area-like media, z. B. as thin smooth films and tarpaulins due to their smooth surface a very high coefficient of friction, which can be for example in Fahrzeuginsassenschutzein- devices (eg., Air bags) of great disadvantage if z. For example, human skin comes in contact with and rubs against such a medium. This can cause serious burn injuries. The smooth surface of such media still has the further disadvantage that they, when they lie on top of each other, "stick" to each other due to the "glass plate effect" and thus can be badly separated from each other. Also, the introduction of such materials in containers such. B. bags is difficult, they u.a. because of their "stickiness" they offer resistance and are difficult to thread. It may also be disadvantageous that smooth surfaces of sheet-like media can reflect light.

Um nun die geschilderten Nachteile abzumildern wurden verschiedene Maßnahmen ergriffen. So wurde durch Aufbringen einer zusätzlichen Materialschicht auf die Oberfläche, welche das Kleben reduziert oder die Oberfläche aufrauht, der Reibwert und die Klebeneigung verringert. Eine Mehrschichtoberfläche, deren oberste Schicht nur zur Reduzierung der Reibung dient, ist jedoch nur sehr arbeits- und kostenaufwendig herzustellen. Aufbringen eines Antihaftmittels wie z.B. Talkum bedeutet zusätzliche Kosten und einen eigenen Arbeitsgang. Darüberhinaus wurde durch mechanisches oder chemisches Aufrauhen der Oberfläche zur Erzeugung eines Lotuseffekts die Reibung verringert. Dies jedoch unter In-Kauf-Nehmen von sehr aufwendigen Prozessen. Aus der US 3,811,814 ist ein Verfahren zum Verformen von flächenartigen Medien bekannt, gemäß dem die Medien in Schwingungen gebracht werden. Die Schwingungen dienen bei diesem Verfahren dazu, die Medien gegen eine Form zu drücken.In order to mitigate the described disadvantages, various measures have been taken. Thus, by applying an additional layer of material to the surface, which reduces sticking or roughening the surface, the coefficient of friction and the tendency to stick were reduced. However, a multi-layer surface whose top layer serves only to reduce friction, but is very laborious and costly to produce. Applying an anti-sticking agent, such as talc, means additional costs and a separate operation. In addition, mechanical or chemical roughening of the surface to create a lotus effect reduced friction. This, however, taking into account the acquisition of very complex processes. From US 3,811,814 a method for deforming sheet-like media is known, according to which the media are brought into vibration. The vibrations are used in this process to press the media against a mold.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dauerhaften Verformen eines flächenartigen Mediums an seiner Oberfläche vorzuschlagen, bei dem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden oder zumindest stark verringert werden.The present invention has for its object to provide a method and an apparatus for permanent deformation of a sheet-like medium on its surface, in which the disadvantages known from the prior art are avoided or at least greatly reduced.

Die Aufgabe wird zunächst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein verformtes flächenartiges Medium erreicht, dessen Oberflächenreibung sehr stark herabgesetzt ist, so dass die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nicht mehr vorliegen. Es herrscht aufgrund der durch das erfindungsgemäße Verfahren erreichten wellenförmigen Oberflächenverformung eine stark herabgesetzte Reibung und Klebeneigung. Das Medium kann erfindungsgemäß mit Schallwellen, Licht-, Röntgenradar- oder Mikrowellen beaufschlagt werden, so dass sich an der Oberfläche des Mediums wellenartige Verformungen ergeben. Je nach gewählter Frequenz, Frequenzquelle und Anzahl der Frequenzquellen sowie daraus resultierenden Interferenzen entstehen erfindungsgemäß unterschiedlichste Muster auf der Oberfläche des Mediums, die Kreise, Linien, Hügel oder sonstige Kombinationen daraus darstellen. Im Ergebnis hat das aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichte Produkt eine Oberfläche mit Eigenschaften, die einem Lotus-Effekt ähnlich sind, d. h. es liegt nahezu keine Haftneigung vor. Kern der Erfindung ist es, die Oberfläche eines Materials in einem verformbarem Stadium durch Frequenzbeaufschlagung - insbesondere berührungslos - so zu verformen, dass sich eine unebene Oberfläche bildet, wobei diese bis zum und nach dem Erstarren der unebenen Oberfläche erhalten bleibt. Daneben ist erfindungsgemäß der Einsatz von Produkten mit derart hergestellten Oberflächen vorgesehen.The object is first achieved by a method according to claim 1. By using the method according to the invention a deformed sheet-like medium is achieved, the surface friction is greatly reduced, so that the disadvantages known from the prior art are no longer present. Due to the wave-shaped surface deformation achieved by the method according to the invention, there is a greatly reduced friction and sticking tendency. According to the invention, the medium can be acted upon by sound waves, light, X-ray radar or microwaves, so that wave-like deformations result on the surface of the medium. Depending on the chosen frequency, frequency source and number of frequency sources as well as the resulting interference, the invention produces very different patterns on the surface of the medium, which represent circles, lines, hills or other combinations thereof. As a result, the product obtained by the process of the invention has a surface with properties similar to a lotus effect, i. H. there is almost no tendency to get stuck. The core of the invention is to deform the surface of a material in a deformable stage by applying frequency - in particular non-contact - so as to form an uneven surface, this being retained until and after the solidification of the uneven surface. In addition, according to the invention, the use of products with surfaces produced in this way is provided.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 6 gelöst. Diese Vorrichtung zum dauerhaften Verformen eines flächenartigen Mediums an seiner Oberfläche, ist gekennzeichnet durch a) eine Einrichtung zum Erwärmen des Mediums, b) eine Einrichtung zum In-Schwin- gung- Versetzen des Mediums derart, daß sich an den Oberflächen des Mediums wellenförmige Verformungen bilden und c) eine Einrichtung zum Abkühlen des Mediums, während Schritt b) abläuft. Die Aufgabe wird auch mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst. Diese Vorrichtung zum dauerhaften Verformen eines flächenartigen Mediums an seiner Oberfläche, ist gekennzeichnet durch a) eine Einrichtung zum Bedampfen des Mediums mit Lösungsmittel, b) eine Einrichtung zum In-Schwingung- Versetzen des Mediums derart, daß sich an den Oberflächen des Mediums wellenförmige Verformungen bilden, und c) eine Einrichtung zum Verdampfen des im Medium befindlichen Lösungsfluids, während Schritt b) abläuft.The object is achieved with a device according to claim 6. This device for the permanent deformation of a sheet-like medium on its surface is characterized by a) a device for heating the medium, b) a device for vibrating the medium in such a way that wave-shaped deformations form on the surfaces of the medium and c) means for cooling the medium while step b) is in progress. The object is also achieved with a device according to claim 7. This device for permanent deformation of a sheet-like medium on its surface is characterized by a) a device for vaporizing the medium with solvent, b) a device for vibrating the medium in such a way that form undulating deformations on the surfaces of the medium , and c) means for vaporizing the solvent fluid in the medium while step b) proceeds.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments and features of the invention can be found in the dependent claims.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese kurz anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme einer Zeichnung im Folgenden beschrieben.For a better understanding of the invention, this will be described briefly with reference to an embodiment with the aid of a drawing below.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zur dauerhaften Verformung eines flächenartigen Mediums. Auf Lagern 1 und Ia ist eine Platte 2 aufgelegt, welche Oberflächenbereiche 6 und 6a aufweist. Ein Frequenzerzeuger 4 ist (in der Zeichnung) von links nach rechts bewegbar, während er über ein damit verbundenes Schallleitsystem 5 Frequenzwellen 3 auf das zu bearbeitende Material abstrahlt. Im Zustand nach der vorgelegten Zeichnung wurde der links vom Frequenzerzeuger befindliche Abschnitt des Materials 6a bereits mit Wellen beaufschlagt, nachdem er mittels einer (nicht gezeigten) Vorrichtung erwärmt oder in eine Lösungsmittelumgebung gebracht wurde, wodurch die Oberflächenverformbarkeit durch Lösen und/oder Lockern der die Form der Oberfläche fixierenden Strukturen ermöglicht wurde. Danach wurde durch (nicht gezeigte) Einrichtungen per Abkühlen oder Verdampfen des im Medium befindlichen Lösungsfluids ein Fixieren der wellenförmigen Verformungen durchgeführt. In der Figur rechter Hand des dargestellten Frequenzerzeugers 4 ist der Bereich 6 des Materials dargestellt, der noch nicht in Schwingungen versetzt wurde. Der in der Zeichnung dargestellte Pfeil zeigt die Wanderrichtung des Frequenzerzeugers beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens an. Beim erfmdungs- gemäßen Verfahren werden als erster Schritt Oberflächenbereiche 6a plastisch verformbar (z. B. erwärmt oder gelöst) gemacht, bevor durch den Frequenzerzeuger 4 Wellen 3 erzeugt und über eine optionale Führung gegen die Platte 2 gerichtet werden. Die Oberfläche 6 wird dadurch zu einer unebenen bzw. rauhen Oberfläche 6a. Nach anschließendem Erstarren durch Erkalten, Verdampfen des Lösungsmittels und Ähnliches bleibt die verformte Oberfläche 6a erhalten. Das hier in Kürze vorgestellte Verfahren kann auf einer stand-alone- Anlage, auf welcher das Material 2, 6, 6a vorgelegt wird, durchgeführt werden, wobei sich das Aggregat bewegt oder in kinematischer Umkehr bei stehendem Aggregat das zu behandelnde Material daran vorbeigeführt werden kann. Dies wäre dann eine kontinuierliche Zuführung des Materials zum Frequenzwellen abgebenden Aggregat.The drawing shows an example of an arrangement according to the invention for permanent deformation of a sheet-like medium. On bearings 1 and Ia, a plate 2 is placed, which has surface areas 6 and 6a. A frequency generator 4 is movable (in the drawing) from left to right, while it radiates frequency waves 3 to the material to be processed via a sound control system 5 connected thereto. In the state shown in the drawing, the portion of the material 6a to the left of the frequency generator has already been subjected to waves after being heated by means of a device (not shown) or placed in a solvent environment, whereby the surface deformability by loosening and / or loosening of the mold the surface fixing structures was made possible. Thereafter, fixation of the undulating deformations was carried out by means (not shown) by cooling or evaporating the solution fluid in the medium. In the figure right hand of the illustrated frequency generator 4, the area 6 of the material is shown, which has not yet been set in vibration. The arrow shown in the drawing indicates the direction of travel of the frequency generator in carrying out the method according to the invention. In the method according to the invention, surface regions 6a are plastically deformable (for example, heated or dissolved) as a first step, before waves 4 are generated by the frequency generator 4 and directed against the plate 2 via an optional guide. The surface 6 thereby becomes an uneven or rough surface 6a. After subsequent solidification by cooling, evaporation of the solvent and the like, the deformed surface 6a is maintained. The method presented here shortly can be carried out on a stand-alone unit, on which the material 2, 6, 6a is presented, with the unit moving or in kinematic reversal with the unit stationary, the material to be treated can be passed , This would then be a continuous supply of the material to the frequency wave emitting aggregate.

Die Vorteile für das erfϊndungsgemäße Verfahren bestehen darin, dass es in einen kontinuierlichen Herstellungsprozess integrierbar, universell einsetzbar und nicht materialabhängig durchgeführt werden kann. Es ist durch unterschiedliche Frequenz bzw. Frequenzquellenkonstellationen und -Varianten einstellbar und dadurch äußerst flexibel. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich kostengünstig durchführen. In geschickter Anordnung unterschiedlicher Frequenzquellen können reibungsarme Oberflächen z. B. mit Lotus-Effekt wesentlich einfacher hergestellt werden.The advantages for the inventive method are that it can be integrated into a continuous production process, universally applicable and not material-dependent. It can be set by means of different frequency or frequency source constellations and variants, making it extremely flexible. The inventive method can be carried out inexpensively. In a clever arrangement of different frequency sources low-friction surfaces z. B. be made much easier with lotus effect.

Daneben ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, reflexionsfreie Glasoberflächen herzustellen. In addition, it is possible with the method according to the invention to produce reflection-free glass surfaces.

Claims

Patentansprüche claims 1. Verfahren zum dauerhaften Verformen eines flächenartigen Mediums an seiner Oberfläche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Lösen und/oder Lockern die Form der Oberfläche fixierender Strukturen, b) In-Schwingung- Versetzen des Mediums derart, daß sich an den Oberflächen des Mediums wellenförmige Verformungen bilden, c) Fixieren der wellenförmigen Verformungen.A method for permanently deforming a sheet-like medium on its surface, characterized by the following steps: a) Loosening and / or loosening the shape of the surface of fixing structures, b) In-vibration displacement of the medium such that on the surfaces of the medium forming undulating deformations, c) fixing the undulating deformations. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Erwärmen des Mediums, b) In-Schwingung- Versetzen des Mediums derart, daß sich an den Oberflächen des Mediums wellenförmige Verformungen bilden, c) Abkühlen des Mediums, während Schritt b) abläuft.2. The method according to claim 1, characterized by the following steps: a) heating of the medium, b) in-vibration displacement of the medium such that form on the surfaces of the medium wavy deformations, c) cooling of the medium, during step b) expires. 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Bedampfen des Mediums mit Lösungsmittel, b) In-Schwingung- Versetzen des Mediums derart, daß sich an den Oberflächen des Mediums wellenförmige Verformungen bilden, c) Verdampfen des im Medium befindlichen Lösungsfluids, während Schritt b) abläuft.3. The method according to claim 1, characterized by the following steps: a) evaporation of the medium with solvent, b) in-vibration displacement of the medium such that form on the surfaces of the medium wave-shaped deformations, c) evaporation of the solution fluid in the medium while step b) expires. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium mit Sinusschwingungen beschallt wird.4. The method according to claim 2, characterized in that the medium is sonicated with sinusoids. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium mit Sinusschwingungen zwischen 10 und 150 Hz beschallt wird. 5. The method according to claim 4, characterized in that the medium is sonicated with sinusoidal vibrations between 10 and 150 Hz. 6. Vorrichtung zum dauerhaften Verformen eines flächenartigen Mediums an seiner Oberfläche, gekennzeichnet durch a) eine Einrichtung zum Erwärmen des Mediums, b) eine Einrichtung zum In-Schwingung- Versetzen des Mediums derart, daß sich an den Oberflächen des Mediums wellenförmige Verformungen bilden, c) eine Einrichtung zum Abkühlen des Mediums, während Schritt b) abläuft.6. A device for permanent deformation of a sheet-like medium on its surface, characterized by a) means for heating the medium, b) means for vibrating the medium in such a way that form undulating deformations on the surfaces of the medium, c ) means for cooling the medium while step b) expires. 7. Vorrichtung zum dauerhaften Verformen eines flächenartigen Mediums an seiner Oberfläche, gekennzeichnet durch a) eine Einrichtung zum Bedampfen des Mediums mit Lösungsmittel, b) eine Einrichtung zum In-Schwingung- Versetzen des Mediums derart, daß sich an den Oberflächen des Mediums wellenförmige Verformungen bilden, c) eine Einrichtung zum Verdampfen des im Medium befindlichen Lösungsfluids, während Schritt b) abläuft. 7. A device for permanent deformation of a sheet-like medium on its surface, characterized by a) means for vaporizing the medium with solvent, b) means for vibrating the medium in such a way that form undulating deformations on the surfaces of the medium , c) means for vaporizing the solvent fluid in the medium while step b) proceeds.
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