[发明专利]带有用于可逆粘着的结构化表面的成型体

说明书

本发明涉及一种带有用于可逆地粘着在表面上的结构化表面的成型体，所述结构化表面包括纵横比不高于10的凸起。所述结构能够通过横向运动简单地从表面分离。

技术领域

本发明涉及一种成型体，其带有用于可逆地粘着(粘附，)物体或在表面上可逆地粘着的结构化表面，并且涉及一种用于使这种结构体分离(剥离)的方法。所述成型体可以通过简单的方式再次从物体或表面分离。

背景技术

两个物体之间的分子附着力可以通过纤维状的表面结构来增强或控制。该原则也被称为壁虎效应。如果用特定的按压力将结构化的弹性体表面压向相对平坦的表面，则能够形成范德华相互作用。而且从自然中也已知可逆的粘附(Haftung)，即，有目的地切换附着(Anhaftung)和分离的可能性。然而，尽管壁虎通过剥离其粘附纤维来实现分离，但这对于工业结构通常是不可行的，并且通常仅在使用剪切粘附力，即在基材/物体表面方向上的粘附力时才有意义。对于所谓的法向粘附力，即垂直于物体表面的粘附力来说，必须以不同方式引发分离。

目标在于，有目的地改变粘附结构体与物体表面之间的有效接触面(面积)，以便在粘附(大接触面)与分离(小接触面)之间切换并且由此实现选择性的分离。

已知的是，在使用具有例如大于3的较高的纵横比(宽高比)的结构体时，为了实现从基材分离可以利用所谓的欧拉屈曲。已知的是，接触面的减少可以通过凸起在压力载荷下的弯曲实现。在足够大的压力载荷下，弹性不稳定性导致凸起的折弯。这也被称为欧拉屈曲。临界力为：

F＝(nπ/L)²EI

在此，E是弹性模量，I是面积惯性矩L是凸起的长度(高度)以及n是与凸起的机械夹紧相关的前置因数。面积惯性矩在圆柱形结构体中为＝πd⁴/64。由此得出以下关系：与具有较小长度、较大直径或较高弹性模量的凸起相比，具有较大高度、较小直径或较低弹性模量的凸起在较小的力下发生弯曲。在此，通过朝物体方向的额外压力导致结构体的屈曲并且进而导致与表面的接触面减小。在此不利的是，所述结构体必须具有高纵横比。因此其难以制造而且容易不稳定。此外，取决于物体，用于分离的朝物体方向的压力对于敏感的物体是不利的。

技术问题

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构体，所述结构体尤其是在法向粘附情况下能够实现简单的选择性分离；以及提供一种用于分离这种结构体的方法。

技术方案

所述技术问题通过具有独立权利要求的技术特征的本发明来解决。本发明的有利的改进方式在从属权利要求中给出。所有权利要求的表述在此被引用至本说明书的内容之中。本发明包括独立权利要求和/或从属权利要求的全部合理的且尤其是全部所提到的组合。

所述技术问题通过一种带有结构化表面的成型体来解决，其中所述表面具有结构化纹路(Strukturierung)，所述结构化纹路包括多个凸起(支柱)，所述凸起至少分别具有主干并且包括背离表面的端面。凸起利用所述端面与被粘附物体的表面形成接触。

优选地，凸起的弹性模量是恒定的，然而也可以具有轴向或横向的梯度。

令人惊喜地发现，具有低于10的纵横比的凸起能够被特别容易地分离。如此，所述凸起能够通过平行于粘附面的剪切负载而变形。凸起根据其弯曲刚度(E*I)发生变形。由此，同样降低粘着力并且分离结构体。在此，关键并不在于粘附连接的剪切强度，而是结构的变形导致粘着力的下降。易于弯曲的结构体由于该机制而能够容易地分离。剪切负载可以通过与表面平行的任意运动实现。该运动可以是线性运动或转动。通过剪切负载分离的优点在于，不必像借助欧拉屈曲实现触发那样垂直于粘附面施加压力。

那么在所述结构体中可能的是，所述结构体通过结构化表面平行于物体表面的移动而发生弯曲，使得端面从表面分离并且粘附性降低。

端面的垂直高度应理解为端面与凸起布置于其上的表面的间距。