BESCHREIBUNG
Trägerelement und Verwendung des Trägerelementes
Die Erfindung betrifft ein Trägerelement mit Hafteigenschaften und die Verwendung des Trägerelementes.
Anheftungs- und Verbindungsmechanismen, auch Heftpflaster, sind seit langem aus dem Stand der Technik bekannt.
Auf dem Markt gibt es eine Vielzahl von Haftsticks oder Haft-(„Heft"-)pflastern. Sie beruhen auf einer klebrigen Oberfläche, meist in Form von mikroskopisch kleinen, zusammenfließenden Klebetröpfchen, und damit auch einem einzigen Haftmechanismus. Zu den bekannten Vorteilen gesellen sich Nachteile: Ein derartiger Haftmechanismus kann leicht zu einem flächigen „Verkleben" des Haftsticks oder Heftpflasters führen und damit in zu fester Haftung resultieren. Aufgrund dieser Tatsache sind große Kräfte für das Wiederablösen nötig, welche die Oberfläche beschädigen können oder bei Heftpflastern zu Hautreizungen und damit Schmerzen führen können.
Aus der DE 197 51 607 Al ist eine Schutzfolie zum Schutz und zum Rahmen von graphischen Gebilden bekannt, bei der auf Schutzfolienanordnungen aus thermoplastischen Kunststoffolien eine Klebeschicht aufgebracht ist, die mit einer leicht ablösbaren Abdeckfolie abgedeckt ist. Die Klebebeschichtung ist hierbei eine rasterförmig aufgebrachte Adhäsivbeschichtung.
Die DE 80 29 732 Ul beschreibt eine Badewanneneinlage, welche auf der Unterseite Saugnäpfe aufweist.
Haftklebende Materialien mit dreidimensionaler Struktur werden in der EP 1 460 115 A2 und in der DE 197 51 873 Al beschrieben, wobei es sich jeweils um dreidimensionale Strukturen von Klebstoffen handelt.
Bekannt sind auch Heftpflaster, die durch geeignete Vorrichtungen das flächige „Verkleben" verhindern. In EP 0 080 008 Al wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Klebeflächen Durchbrechungen aufweisen oder diese Durchbrechungen ineinander übergehen. Dadurch ergibt sich beim Ablösen des Pflasters ein ständig verlagerter Kraftangriff auf der Oberfläche der Haut. Die Hautreizung wird vermindert und das Ablösen gestaltet sich als weniger schmerzhaft. In DE 198 15 704 Al und DE 38 09 539 Al wird das Ablösen dadurch erleichtert, daß der Klebebereich an den Rändern einen Bereich aufweist, der so gestaltet ist, daß die Klebekraft zwischen Heftpflaster und Haut vermindert wird. All diesen Erfindungen ist jedoch gemein, daß sie keine oder kaum Haftung an feuchten oder fettigen Oberflächen besitzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl auf feuchten oder fettigen als auch auf trockenen Flächen einen Klebeeffekt zu erzielen.
Diese Aufgabe wird erfϊndungemäß dadurch gelöst, daß das Trägerelement mit einer Vielzahl von durch Zwischenräume getrennten Haftelementen versehen ist, welche Mittel zum Herstellen einer Haftverbindung mittels Saug- und/oder Adhäsionseffekten aufweisen und daß in die Zwischenräume ein Haftfluid einbringbar ist.
Die Haftelemente bestehen somit nicht aus einem Klebstoff, sondern haften mechanisch aufgrund von Saug- und/oder Adhäsionseffekten, die durch das Einbringen eines Haftfluides noch verstärkt werden kann. Es liegt somit eine Kombination von Haftmechanismen vor. Das Haftfluid kann hierbei bereits vor dem Aufbringen des Trägerelementes in die Zwischenräume eingebracht werden oder aber sich auf der Oberfläche befinden, auf die das Trägerelement aufgebracht wird und von dort in die Zwischenräume eintreten. Das Haftfluid kann sich dann auf die Mittel zum Herstellen einer Haftverbindung verteilen.
Für die Erfindung gibt es Vorbilder in der Natur, die serielle (flächig-musterartige) Anordnungen von einzelnen Miniatur-Hafltelementen entwickelt hat, welche nach dem Prinzip eines Haupthaft- und mehrerer Nebenhaftmechanismen sowie nach dem Prinzip des stati¬ stischen Kontaktschlusses arbeiten.
Die Mittel zur Lösung der technischen Probleme sind bionische Abstraktionen und technische Weiterentwicklungen der natürlichen Mechanismen; sie sind Gegenstand der Erfindung.
In der Familie der Echten Wasserkäfer (Dytiscidae) besitzen die Männchen in Mustern angeordnete Miniatur-Haftelemente an den Vorder- und Mittelbeinen. Diese werden zur Verankerung an glatten Steinen benutzt, zum Festheften am stark gewölbten, glatten Halsschild des Weibchens bei der Kopula und zum Fang schlüpfriger Fischchen. Demonstrieren kann man dies durch Andrücken an eine Glasplatte. Da die Haftelemente nach ihrem Aufbau nur aus „totem Chitin" bestehen, funktioniert dies auch mit Sammlungsexemplaren.
Besonders ausgeprägt sind die Haftelemente bei den größten Vertretern, dem Gelbrand Dytiscus marginalis (3,5 cm) und dem Gaukler Cybisterlateralimargina-lis/roeselii (3,0 cm). Beim ersteren finden sich an den Vorderbeinen (neben wenigen größeren) Reihen von mehr als hundert gestielten Miniatursaugnäpfchen, von den Mittelbeinen mehrere hundert, die im wesentlichen durch Ansaugen, etwas auch durch feuchte Adhäsion und Webung haften. Beim letzteren finden sich ebenso ausgeprägte Reihen-Anordnungen gestielter Haftblättchen, die im wesentlichen durch feuchte Adhäsion, etwas auch durch Klebung haften, wobei gewisse, geringfügige Saugeffekte nicht auszuschließen sind.
Es ist bemerkenswert, dass nahe verwandte Gattungen der selben Familie unterschiedliche Haupt-Haftungsmechanismen entwickelt haben, aber stets auch andersartige Neben- Haftmechanismen mitbenutzen.
Die Ablösung erfolgt durch schrägen, einseitigen Zug problemlos, weil sich ohne großen Krafteinsatz ein Miniaturelement nach dem anderen löst, nicht die Gesamtflä-che synchron abgerissen werden muss.
Bei diesen flächig-seriell angeordneten Miniatur-Haftelementen muss - ebenso wie beim Gegenstand der Erfindung -nicht jedes einzelne Element haften. Es reicht, wenn eine genügende Anzahl haftet, wobei nicht vorherzusagen ist, welches Element beim flächigen Andrücken haften wird. Man spricht von „statistischer Haftung". Auf diese Weise funktionieren auch die Widerhaken der Klettfrüchte, zum Beispiel von Arctium lappa, bei denen es ausreicht, wenn eine gewisse Zahl der Widerhaken-Fortsätze Kontakt schließt.
Bei der vorgeschlagenen technischen Lösung des zuvor beschriebenen Problems handelt es sich um die bionische Umsetzung und technisch-adäquate Weiterentwicklung insbesondere des „Dytiscus-Prinzips" der geschilderten Naturvorbilder. Demnach handelt es sich um Trägerelemente, beispielsweise in Form technischer Haftbänder oder -pads, deren Hafteigenschaften auf einer Vielzahl flächig-seriell angeordneter Miniatur-Haftelemente beruhen, welche vorzugsweise über die gesamte Oberfläche, zumindest den gesamten Bereich der Oberfläche, der haften soll, verteilt sind. Die Hafteigenschaften beruhen insbesondere auf der Ansaugung mit feuchter Adhäsion und einer gewissen Klebrigkeit, die sich aus dem Haftfluid ergibt, wobei nach dem Prinzip des statistischen Kontaktschlusses nicht jedes der Einzelelemente zur Entwicklung der Haftfähigkeit des gesamten Bands oder Pads einen sicheren Kontakt schließen muss.
Die Erfindung ist gleichermaßen geeignet für eine sichere Haftung an ebenen Flächen, wegen der Fein-Einstellbarkeit der gestielten Haftelemente besonders aber auch für Haftung an un¬ terschiedlich gewölbten, trockenen, feuchten, öligen, fettigen oder nassen Flächen.
Eine Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Mittel zum Herstellen einer Haftverbindung napfartige Eindellungen im Bereich des freien Endes der Haftelemente sind.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Querschnitt der Haftelemente vorzugsweise quadratisch, in oder quer zur Laufrichtung rechteckig, rautenförmig, kreisförmig oder oval ausgebildet ist.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Zwischenräume zwischen den Haftelementen von konstanter Breite (parallelwandig), von unterschiedlicher Breite (schrägwandig) oder von nichtlinear variierender Breite (irregulärwandig) sind.
Es ist in diesem Zusammenhang zweckmäßig, daß bei schrägwandigen oder irregulärwandigen Zwischenräumen die größte Breite der Zwischenräume im Bereich des freien Endes oder im Bereich der Basis der Haftelemente angeordnet ist.
Zur Erfindung gehörig ist auch, daß das Haftfluid cremeartig ist oder klebende Eigenschaften aufweist.
Vorteilhaft ist es, daß das Haftfluid wasserlöslich ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Haftluid bakterizide oder pharmakologische, insbesondere wundheilende oder wachstumsbeeinflussende Beischläge enthält.
Es ist zweckmäßig, daß die Haftelemente eine Querschnittsfläche von 0,1 bis 2, vorzugsweise von 0,2 bis 1,5 mm aufweisen.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Höhe des Trägerelementes und der Haftelemente insgesamt 0,1 bis 4, vorzugsweise 0,5 bis 2 mm beträgt.
Es hat sich als sinnvoll erwiesen, daß der Zwischenraum zwischen zwei Haftelementen 0,05 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm beträgt.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Verwendung von erfindungsgemäßen Trägerelementen als Memo-Sticks, zur Waren-kennzeichnung, zum Verschließen und Verbinden, insbesondere mit Fluidfüllung aber auch in der Wundbehandlung und Medizintechnik.
Die Erfindung kann gewerbliche Anwendung finden für Memo-Sticks, zur Waren¬ kennzeichnung, zum Verschließen und Verbinden, insbesondere mit Fluidfullung aber auch in der Wundbehandlung und Medizintechnik. Einzusetzen wären derartige Trägerelemente, beispielsweise in Form von Bändern oder Pads insbesondere für kurz- und mittelfristige Haftung, auch an geometrisch schwierigen Oberflächen. Nach Anheben eines Ecks und „Abrollen"
lassen sie sich auch leicht und gegebenenfalls rückstandsfrei wieder ablösen. Sie können auch Anwendung finden als Heftpflaster zur Wundbedeckung, wobei die Zwischenräume mit bakteriziden oder anderswirkenden, Pharmaka enthaltenden, eventuell leicht klebrigen cremeartigen Fluids gefüllt sein könnten.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 , A-K schematische Darstellungen der Ausbildung der Haftelemente auf einem erfindungsgemäßen Trägerei ement.
Das erfindungsgemäße Trägerelement, welches aus beliebigem Material bestehen kann, 1 kann beispielsweise als Haftband oder -päd zur Anheftung an unterschiedlichen Untergründen ausgebildet sein. Es ist mit einer Vielzahl von durch Zwischenräume 4 getrennten Haftelementen 2 versehen, welche Mittel 3 zum Herstellen einer Haftverbindung mittels Saug- und/oder Adhäsionseffekten aufweisen und daß in die Zwischenräume 4 ein Haftfluid einbringbar ist. Die Haftelemente 2 weisen eine Querschnittsfläche von ca. 0,1 bis 2, vorzugsweise von 0,2 bis 1,5 mm2 auf, die Höhe des Trägerelementes und der Haftelemente insgesamt beträgt ca. 0,1 bis 4, vorzugsweise ca. 0,5 bis 2 mm und der Zwischenraum zwischen zwei Haftelementen beträgt ca. 0,05 bis 5, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 mm.
Die Mittel 3 zum Herstellen einer Haftverbindung sind als napfartige Ausbildungen im Bereich des freien Endes der Haftelemente 2 ausgestaltet, welche sowohl Eindellungen (z.B. A bis F) oder schalenförmige Endbereiche (H, K) sein können. Der Querschnitt der Haftelemente 2 ist vorzugsweise quadratisch, in oder quer zur Laufrichtung rechteckig, rautenförmig, kreisförmig oder oval ausgebildet. Die Haftflächen im Bereich der freien Enden der Haftelemente 2 können wie in Fig. 1 dargestellt quadratisch (A), längsgerichtet-rechteckig (B), quergerichtet- rechteckig (C), rautenförmig (D), rundlich (E), oval (F) sein. Sie können von konstanter Dicke über die gesamte Länge, von basal geringerer Dicke oder geringerer Dicke der freien Enden sein. Die Heißformierung von der Haftelemente mittels einer Rolle ist schematisch in
(G5 H) dargestellt. . K zeigt die Heißformierung ebensolcher Haftelemente mit größerem Saugvolumen.
Die technologische Fertigung solcher Haftbänder bzw. -pads kann beispielsweise dadurch geschehen, daß ein durch Einprägung von saugwirksamen Eindellungen vorbehandeltes Kunststoffband geeigneter Dicke und Steifigkeit durch Schneidhobel konstanter oder basal größerer Dicke in quadratische (A), längsgerichtet-rechteckige (B), quergerichtet-rechteckige (C) oder rautenförmige (D) Feinelemente (2) konstanter (G) oder basal geringerer (H) Dicke zerlegt wird, die somit leicht ver-biegbar (anschmiegbar) sind und oberseitig einen Saugnapf und eine Kontaktfläche für feuchte Adhäsion tragen. Durch Stanzung könnten auch runde oder ovale Kontaktflächen gefertigt werden (E, F). Die Zwischenräume (3) könnten bereits bei der Herstellung mit Haftfluid ausgefüllt werden.
Haftelemente könnten auch durch Überziehen spitzgenoppter (geprägter oder aus-gezogener) Bänder erzeugt werden, die die Noppenspitzen flächig aufschmelzen lassen, Saugnäpfe durch aufgeprägte Röhrchenstrukturen, die in entsprechender Weise aufgeschmolzen werden. Auch hier könnten die Zwischenräume mit einem Haftfluid ohne oder mit Beischlagsstoffen ausgefüllt werden.
Die Zwischenräume 4 zwischen den Haftelementen 2 können von konstanter Breite (parallelwandig), von unterschiedlicher Breite (schrägwandig) oder von nichtlinear variierender Breite (irregulärwandig) sein. Bei schrägwandigen oder irregulärwandigen Zwischenräumen 4 ist die größte Breite der Zwischenräume 4 im Bereich des freien Endes oder im Bereich der Basis der Haftelemente 2 angeordnet. In diese Zwischenräume 4 kann ein Haftfluid eingebracht werden und zwar sowohl vor dem Aufbringen des Trägerelementes 1 bzw. bereits bei dessen Herstellung oder aber durch das Aufbringen des Trägerelementes 1 auf einer Oberfläche, auf der bereits ein Haftfluid vorliegt. Das Haftfluid 5 sollte vorzugsweise die Zwischenräume 4 größtenteils ausfüllen und sich bis auf die Mittel 3 zum Herstellen einer Haftverbindung verteilen können.
Das Haftfluid 5 kann in Form einer Creme vorliegen oder klebende Eigenschaften aufweisen und ist vorzugsweise wasserlöslich. Bei der Anwendung in der Medizin oder Veterinärmedizin
ist es vorteilhaft, daß das Haftluid 5 bakterizide oder andersartige, insbesondere wundheilende oder wachstumsbeeinflussende pharmakologische Beischläge enthält. Da das erfmdungsgemäße Trägerelement 1 auch auf fettigen, öligen oder wässrigen Oberflächen gut haftet, kann es im Bereich der Medizin auch dort eingesetzt werden, wo herkömmliche Verbandsmittel versagen. Hierbei ist es möglich, beispielsweise eine Wunde mit einer fettigen Creme zu behandeln und dann ein als Verbandsmittel ausgebildetes Trägerelement gemäß der Erfindung aufzubringen, wobei die Creme dann als Haftfluid 5 wirkt und die Haftwirkung noch verstärkt. Da das Trägerelement 1 gut wieder ablösbar ist, wird ein Aufreißen der Wunde bei dem Ablösevorgang vermieden.