DE19731315A1 - Controlled surface texturing of thermoplastics resulting in area increase - Google Patents

Controlled surface texturing of thermoplastics resulting in area increase

Info

Publication number
DE19731315A1
DE19731315A1 DE19731315A DE19731315A DE19731315A1 DE 19731315 A1 DE19731315 A1 DE 19731315A1 DE 19731315 A DE19731315 A DE 19731315A DE 19731315 A DE19731315 A DE 19731315A DE 19731315 A1 DE19731315 A1 DE 19731315A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
structured
thermoplastic
thermoelastic
molded body
tool
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Withdrawn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
DE19731315A
Other languages
German (de)
Inventor
Helmut Prof Dr Kaeufer
Alexander Dipl Ing Bongers
Michael Baruschke
Martin Wegmeyer
Reinhard Gericke
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.)
Ransmayer A & Rodrian A
Original Assignee
Ransmayer A & Rodrian A
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 Ransmayer A & Rodrian A filed Critical Ransmayer A & Rodrian A
Priority to DE19731315A priority Critical patent/DE19731315A1/en
Publication of DE19731315A1 publication Critical patent/DE19731315A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0012—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0053—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor combined with a final operation, e.g. shaping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/37—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings
    • B29C45/372—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings provided with means for marking or patterning, e.g. numbering articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • B29C59/025—Fibrous surfaces with piles or similar fibres substantially perpendicular to the surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S70/00—Details of absorbing elements
    • F24S70/10—Details of absorbing elements characterised by the absorbing material
    • F24S70/14—Details of absorbing elements characterised by the absorbing material made of plastics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0018—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the shape
    • A61C8/0037—Details of the shape
    • A61C2008/0046—Textured surface, e.g. roughness, microstructure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0012—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy
    • A61C8/0016—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy polymeric material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/022—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing characterised by the disposition or the configuration, e.g. dimensions, of the embossments or the shaping tools therefor
    • B29C2059/023—Microembossing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12—Thermoplastic materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

Surface structuring is performed on thermoplastic products during various forming processes (e.g. pressure injection moulding). Temperature gradients are adjusted depending on particular thermoplastic characteristics. The temperature gradient between the surface to be structured and the opposite lower- or inner surface is adjusted during forming. Surfaces which are not to be structured are cooled below the setting point of the plastics. Those surfaces to be structured remain in the plasticised state. As the pretreated forming tool is removed, the surface of the product becomes fibrillated. Also claimed is the thermoplastic product made as described. It may be formed and textured for use e.g. in filtration.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung speziell strukturierter Oberflächen, insbesondere die Fibrillierung beim Spritzgießen thermoplastischer Kunst­ stoff-Formkörper sowie verschiedene Anwendungsvarianten.The invention relates to a method for manufacturing specially structured surfaces, especially the Fibrillation during injection molding of thermoplastic art molded articles and various application variants.

Die Größe und Beschaffenheit der Oberflächen physikalisch und chemisch wirksamer Körper sind in der Technik häufig von besonderer Bedeutung. Dabei kommt es in der Regel darauf an, bei vorgegebener minimaler Baugröße maximale Oberflächen mit optimaler Beschaffenheit zu erreichen. Diese Bestrebungen kommen beispielsweise etwa in der Fil­ ter- sowie in der Katalysatortechnik zur Anwendung.The size and nature of the surfaces physically and chemically active bodies are common in technology really important. It usually happens depending on the given minimum size maximum To achieve surfaces with optimal quality. These efforts come, for example, in the Fil ter- and in catalyst technology for use.

Die Vergrößerung der Oberfläche beschränkte sich bisher, insbesondere bei thermoplastischen Kunststoffen, auf die nachträgliche Bearbeitung wie etwa Aufrauhen, Prägen, Beschichten, Kaschieren des Formkörpers. Strukturierte Oberflächen lassen sich auch durch entsprechende Bear­ beitung der Formwerkzeuginnenflächen erreichen, wodurch der fertige Formkörper die gewünschte Oberflächenstruktur erhält. Die erreichbare Oberflächenvergrößerung ist bei Anwendung dieser Methoden vergleichsweise bescheiden. Sie liegt etwa im Bereich von 250%.The enlargement of the surface has so far been limited especially in the case of thermoplastics, to which subsequent processing such as roughening, embossing, Coating, laminating the molded body. Structured Surfaces can also be created using the appropriate Bear reach processing of the mold inner surfaces, whereby the finished molded body has the desired surface structure receives. The achievable surface enlargement is at Use of these methods is comparatively modest. she is around 250%.

Ein anderes Verfahren beschreibt die Oberflächenvergrößerung bei thermoplastischen Kunststoffen durch Eindrücken einer Matrize (z. B. Gitter oder Gewebe) in die warme, plastifi­ zierte Oberflächenschicht des Thermoplasten und anschließen­ des Abziehen der Matrize im abgekühlten Zustand.Another method describes the surface enlargement in the case of thermoplastics by pressing in Matrix (e.g. grid or tissue) in the warm, plastifi decorated surface layer of the thermoplastic and connect removing the die when it is cool.

Hierbei entstehen aus der Masse gezogene, vielfältig ge­ formte und an ihren Enden aufgefaserte Fäden (Fibrillen) und Membranen, die je nach Wahl der Matrizenart gewisse regelmäßige Strukturen aufweisen. This creates drawn from the crowd, diverse ge shaped threads (fibrils) and membranes, which certain depending on the choice of the matrix type have regular structures.  

Die erzielbare Oberflächenvergrößerung durch Fibril­ lierung ist bei diesem Verfahren beeindruckend und beträgt bis zu 2000%.The achievable surface enlargement with Fibril This method is impressive and is up to 2000%.

Das Verfahren hat allerdings den Nachteil, daß es empfindlich gegenüber Parameteränderungen reagiert. Insbesondere sind sowohl Druck wie Temperaturgradient zwischen Oberfläche und Unterseite des Formkörpers von Bedeutung. Ebenso geht die Abziehgeschwindigkeit der Ma­ trize von der Kunststoff-Oberfläche in die Ausformung der Oberflächenstruktur ein, so daß eine einigermaßen exakte Reproduzierbarkeit der Oberflächengeometrie und damit konstante Eigenschaften nur in einem sehr aufwendigen und damit kostenintensiven kontinuierlichen Prozeß zu erwarten sind.However, the method has the disadvantage that it sensitive to parameter changes. In particular, both pressure and temperature gradient between the surface and the underside of the molded body Meaning. The removal speed of the Ma also goes trize from the plastic surface into the shape of the Surface structure, so that a reasonably exact Reproducibility of the surface geometry and thus constant properties only in a very complex and thus costly continuous process are expected.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein praktikables Ver­ fahren zur Oberflächenvergrößerung thermoplastischer Formkörper in vergleichbarer Größenordnung zu entwickeln, das homogene und zuverlässig reproduzierbare Strukturen erwarten läßt.The object of the invention is therefore a practical Ver drive to increase the surface of thermoplastic To develop molded articles of comparable size, the homogeneous and reliably reproducible structures can be expected.

Die Lösung der Aufgabe wird dadurch erreicht, daß die erwünschte Oberflächenstruktur des fertigen Formkörpers bereits durch die formenden Flächen des verwendeten Werk­ zeuges vorgegeben wird, so daß die Herstellung des Form­ körpers und seine Oberflächenstrukturierung in der Regel in einem Arbeitsgang erfolgen.The solution to the problem is achieved in that the Desired surface structure of the finished molded article already through the shaping surfaces of the work used Stuff is specified so that the manufacture of the form body and its surface structure as a rule done in one operation.

Dazu wird die Innenfläche beispielsweise einer Spritzguß­ form durch Hochenergie-Mikrobearbeitung mit sehr feinen Sacklöchern in der Verteilung der gewünschten Fibrillierung versehen und die Temperatur beim Spritzgießen je nach Wahl des Thermoplasten so eingestellt, daß die zu strukturieren­ de Oberfläche des Formkörpers im Bereich der Plastifizie­ rungstemperatur verbleibt, während seine Unterseite und/oder weitere, nicht zu strukturierende Flächen mindestens auf die Erstarrungstemperatur gekühlt werden.For this purpose, the inner surface is, for example, an injection molding shape by high-energy micromachining with very fine Blind holes in the distribution of the desired fibrillation and the temperature during injection molding depending on your choice of the thermoplastic so that the structure de Surface of the molded body in the plastic area  tion temperature remains while its bottom and / or other areas not to be structured at least the solidification temperature can be cooled.

Beim anschließenden Entformen werden die durch den in die Sacklöcher eingespritzten Kunststoff entstandenen Fibrillen infolge ihrer Haftung im Sackloch gereckt und bilden die erwartete Oberflächenstruktur auf der bereits weitgehend ausgehärteten Gegenseite des Formkörpers. Die Entformung wird dadurch begünstigt, daß die Haftung des in die Sack­ löcher eingeflossenen Kunststoffes infolge des darüber gebildeten komprimierten Gaspolsters nur relativ schwach ausgebildet ist, jedoch für die Reckung der Fibrillen aus­ reicht.During the subsequent demoulding, they are removed by the Blind holes injected plastic fibrils stretched due to their liability in the blind hole and form the expected surface structure on the already largely hardened opposite side of the molded body. The demolding is favored in that the liability of the in the sack holes in plastic as a result of the above formed compressed gas cushion only relatively weak is designed, however, for the stretching of the fibrils enough.

Bei entsprechender Temperaturführung kann eine gute Sta­ bilisierung der Fibrillen erreicht werden. Mit dem Verfahren der Fibrillenreckung kommt es zu einem hohen Orientierungsgrad der Molekülketten im oberen Bereich der Fibrillen und damit zu einer Verbesserung der Zug­ festigkeit gegenüber nicht orientiertem Kunststoff gleichen Querschnitts. Die Fibrillenspitzen sind integral mit den darunter liegenden, weniger stark gereckten und damit weniger stark orientierten Fibrillensockeln verbunden und bilden eine stabile Einheit.With appropriate temperature control, a good sta bilization of the fibrils can be achieved. With the Fibril stretching procedure results in a high Degree of orientation of the molecular chains in the upper area of the fibrils and thus improve the train same strength compared to non-oriented plastic Cross-section. The fibril tips are integral with the underlying, less stretched and therefore less strongly oriented fibril bases and form a stable unit.

Mit dem beschriebenen Verfahren läßt sich praktisch jeder gewünschte thermoplastische Formkörper mit strukturierter Oberfläche herstellen.With the described method, practically everyone can Desired thermoplastic molded body with structured Create surface.

Eine Variante des Verfahrens bezieht sich auf die Her­ stellung von Hohlkörpern (z. B. Rohren) mit innenliegender Strukturierung. Hierbei ist lediglich ein umgekehrter Temperaturgradient einzustellen, wobei die Außenseite des herzustellenden Formkörpers zu kühlen und seine Innen­ seite zu beheizen ist. Beim Ausformen "schrumpft" z. B. die auf ihrer Außenseite mit Sacklöchern versehene flexible Innenform unter Recken der entstandenen Fibrillen. A variant of the method relates to the Her position of hollow bodies (e.g. pipes) with internal Structuring. Here is just a reverse Set temperature gradient, the outside of the to cool the molded body and its interior side to be heated. When molding "shrinks" z. B. the flexible on the outside with blind holes Inner shape stretching the fibrils.  

Es ist offensichtlich, daß die Oberflächenstruktur wie etwa die Form der Fibrillen problemorientiert ausgebildet werden können. So muß der Fibrillenquerschnitt nicht notwendig rund sein, sondern er kann in Abhängigkeit von den Bearbeitungsmöglichkeiten der Strukturierungsfläche des Formwerkzeuges auch andere, z. B. vieleckige Formen annehmen. Dabei ist die konische Fibrillenform zwar durch das Reckverfahren vorgegeben, dient aber auch ihrer Stabilität.It is obvious that the surface structure like for example, the shape of the fibrils is problem-oriented can be. So the cross section of the fibrils does not have to necessarily be round, but it can depend on the processing options of the structuring surface the mold also others, e.g. B. polygonal shapes accept. The conical shape of the fibrils is complete the stretching process is predetermined, but also serves their purpose Stability.

Erfolgt die Mikrobearbeitung der Strukturierungsfläche des Formwerkzeuges nicht punkt- sondern linienförmig, z. B. CNC-gesteuert, so sind beliebig strukturierte Muster her­ stellbar, die beim Entformen lamellenartig dreidimensional gereckt werden. Mischformen sind ebenfalls möglich.The micromachining of the structuring surface takes place of the mold not point-like but linear, z. B. CNC-controlled, there are any structured patterns adjustable, the lamellar three-dimensional when demolding be stretched. Mixed forms are also possible.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand einer Abbildung dargestellt.An embodiment is described below using a Figure shown.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Die elektronenmikroskopische Aufnahme der Oberfläche eines fibrillierten POM-Formkörpers. Fig. 1 The electron micrograph of the surface of a fibrillated POM molded body.

Fig. 2 Die zeichnerische Darstellung der Molekülketten­ orientierung nach dem Recken einer Fibrille. Fig. 2 The graphic representation of the molecular chain orientation after stretching a fibril.

Die in Fig. 1 gezeigte Oberfläche bezieht sich auf ein aus POM im Spritzgußverfahren hergestelltes Zahnwurzel- Implantat. Das Formwerkzeug war mit 500 Bohrungen im Durchmesser von 0,1 mm und einer Tiefe von 0,5 mm versehen. Die erzeugten Fibrillen wurden auf eine Länge von 1 mm gereckt. Die Temperatur lag bei -50 Grad C für den Kern und 150-180 Grad C für die Oberfläche. The surface shown in FIG. 1 relates to a tooth root implant made from POM by injection molding. The mold was provided with 500 holes with a diameter of 0.1 mm and a depth of 0.5 mm. The fibrils produced were stretched to a length of 1 mm. The temperature was -50 degrees C for the core and 150-180 degrees C for the surface.

Abstände, Durchmesser und Länge der Fibrillen können im Rahmen der Eigenschaften des verwendeten Thermoplasten sowie der Bearbeitungsmöglichkeiten der Strukturierungs­ fläche des Formwerkzeuges beliebig variiert werden.Spacing, diameter and length of the fibrils can be in the Framework of the properties of the thermoplastic used and the processing options for structuring area of the mold can be varied as desired.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist der Orientierungsgrad der Moleküle in der Fibrillenspitze sehr viel größer als in ihrem Sockel, in den sie jedoch fest integriert ist.As can be seen from FIG. 2, the degree of orientation of the molecules in the tip of the fibril is much larger than in its base, in which, however, it is firmly integrated.

Es ist offensichtlich, daß sich dieses Verfahren zur Herstellung fibrillierter Oberflächen nicht allein auf die Spritzgußtechnik beschränkt, sondern auch mittels anderer bekannter Kunststoff-Verarbeitungsmethoden wie z. B. Preßformen, Blasformen, Walzen oder Extrudieren, je nach Wahl des Thermoplasten, der Einstellung von Druck und Temperaturgradienten verwirklichen läßt.It is obvious that this process is Manufacture of fibrillated surfaces not alone the injection molding technology limited, but also by means of other known plastic processing methods such as e.g. B. press molding, blow molding, rolling or extruding, each according to the choice of thermoplastic, the setting of pressure and temperature gradients can be realized.

Ebenso ist die nachträgliche Erzeugung einer strukturier­ ten Oberfläche auf einem vorgefertigten Thermoplast- Formkörper durch Erwärmen seiner Oberfläche auf die Plastifizierungstemperatur und Recken der entstehenden Struktur mittels eines entsprechend bearbeiteten Werk­ zeuges möglich.The subsequent creation of a structured surface on a prefabricated thermoplastic Shaped body by heating its surface on the Plasticization temperature and stretching of the resulting Structure by means of a correspondingly processed work stuff possible.

Hinsichtlich der Anwendung der beschriebenen Oberflächen existieren verschiedene Möglichkeiten, auf die nachfolgend eingegangen wird.With regard to the use of the surfaces described There are various options on the following is received.

Das wohl zunächst interessanteste Gebiet einer Anwendung speziell strukturierter Thermoplast-Oberflächen stellt die Filtertechnik dar.Probably the most interesting area of an application specially structured thermoplastic surfaces the filter technology.

Filterkörper werden in den vielfältigsten Formen und Größen in der Industrie benötigt.Filter bodies come in a wide variety of shapes and Sizes needed in the industry.

Die bisher in der Filtertechnik verwendbaren maximalen Oberflächen liegen bei 800 m2/m3 Filtermaterial. Wird jedoch fibrilliertes Material verwendet, so läßt sich dieser Wert leicht auf 6000 m2/m3 steigern. The maximum that could previously be used in filter technology Surfaces are around 800 m2 / m3 filter material. Becomes however, fibrillated material is used, so increase this value slightly to 6000 m2 / m3.  

Thermoplastische Filterkörper mit speziell strukturierten Oberflächen können einsatzfertig hergestellt werden, wobei zusätzliche Modifikationen wie etwa die Perforie­ rung der Filterbasis oder Formvarianten problemlos zu verwirklichen sind. Ihre Vorteile liegen u. a. auch in der Korrosionsbeständigkeit, dem relativ geringen Gewicht sowie der leichten Reinigungsmöglichkeit.Thermoplastic filter body with specially structured Surfaces can be made ready for use, with additional modifications such as the perforation filter base or shape variants are realized. Your advantages are a. also in the Corrosion resistance, the relatively low weight as well easy cleaning.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit liegt auf dem Gebiet der Medizin. Die Forschung ist hier bereits weit gediehen. Orientierte Kunststoffoberflächen weisen eine erhöhte Benetzbarkeit auf. Im Zusammenhang mit anderen Faktoren begünstigen fibrillierte Oberflächen eine Bioadhäsion. Sie sind deshalb für die Ausrüstung von Implantaten ge­ eignet, da das Zellwachstum durch die Fibrillen angeregt werden kann und eine innige Verbindung zwischen Implantat und Umgebungsgewebe entsteht.Another application is in the field of medicine. Research is already well advanced here. Oriented plastic surfaces have an increased Wettability. Associated with other factors fibrillated surfaces promote bioadhesion. They are therefore suitable for equipping implants suitable because cell growth is stimulated by the fibrils can be and an intimate connection between implant and surrounding tissue is created.

Ein zusätzlicher Vorteil liegt in der Anpassungsmöglich­ keit an die Elastizität der benachbarten bzw. zu ersetzen­ den Körpergewebe (z. B. Knochen, Weichteilgewebe) durch die Wahl von Thermoplasten vergleichbarer Elastizität.An additional advantage is the possibility of adaptation speed to the elasticity of the neighboring or to replace the body tissue (e.g. bone, soft tissue) through the Choice of thermoplastics of comparable elasticity.

Die natürliche Zahnwurzel beispielsweise ist innerhalb der Alveolen faserartig aufgehängt (Sharpey'sche Fasern) und kann bei Einwirkung des in der Regel sehr hohen Kaudruckes unter optimaler Kraftverteilung auf das umgebende Knochen­ gewebe elastisch reagieren. Ein relativ elastisches Kunst­ stoffimplantat mit fibrillierter Oberfläche imitiert die natürlichen Verhältnisse der schonenden Kraftübertragung auf das umgebende Knochengewebe durch Fasern wesentlich günstiger, als die bisher üblichen Metall- und Keramik­ werkstoffe.The natural tooth root, for example, is within the Alveoli suspended like fibers (Sharpey fibers) and can be affected by the generally very high chewing pressure with optimal distribution of force to the surrounding bone tissue react elastically. A relatively elastic art fabric implant with fibrillated surface imitates the natural conditions of gentle power transmission on the surrounding bone tissue through fibers cheaper than the usual metal and ceramics materials.

Zum Schutz der Fibrillen vor Schädigung oder Verformung bei der Implantation oder durch das umgebende Gewebe können an der Oberfläche des Implantates zusätzlich feste Strukturen wie Noppen oder Stufen vorgesehen sein, die unerwünschte mechanische Einwirkungen auf die Fibrillen verhindern.To protect the fibrils from damage or deformation the implantation or through the surrounding tissue  solid structures on the surface of the implant such as knobs or steps may be provided that are undesirable Prevent mechanical effects on the fibrils.

Ein weiteres Anwendungsgebiet liegt in der Solartechnik, die sowohl die thermische wie auch die photovoltaische Nutzung der Solarenergie betreibt.Another area of application is in solar technology, which is both thermal and photovoltaic Operates use of solar energy.

Hinsichtlich der thermischen Nutzung liegen große Chancen eines kostengünstigen Einsatzes strukturierter Oberflächen von Thermoplasten als Strahlungsabsorber z. B. in Sonnen­ kollektoren - allerdings bezogen auf die durch den Kunststoff vorgegebenen Temperaturbereiche.There are great opportunities with regard to thermal use cost-effective use of structured surfaces of thermoplastics as radiation absorbers z. B. in suns collectors - but based on the Plastic predetermined temperature ranges.

Für die photovoltaische Nutzung ist eine Vorbehandlung der strukturierten Oberfläche erforderlich. Die Photovol­ taik benutzt sowohl den direkten wie auch den diffusen Anteil der Sonnenstrahlung zur direkten Umwandlung in elektrische Energie durch hochreine, dotierte Halbleiter in Solarzellen. Es kommt bei der Solarzelle darauf an, die Reflexionsverluste an der Oberfläche zu minimieren. Hierzu sind strukturierte, mit entsprechendem Halbleiter- Material beschichtete Oberflächen, insbesondere mit kantigen Fibrillen ausgerüstet, geeignet. Die zwischen den Längskanten der Fibrillen entstehenden Flächen können beim Recken eine konkave Form erhalten und begünstigen die Reflexion des Sonnenlichtes innerhalb der strukturierten Oberfläche, woraus sich eine relative Unempfindlichkeit gegenüber Abweichungen aus der Einstrahlungsrichtung sowie ein verbesserter Wirkungsgrad ergeben. A pretreatment is necessary for photovoltaic use structured surface required. The Photovol taik uses both direct and diffuse Proportion of solar radiation for direct conversion into electrical energy through high-purity, doped semiconductors in solar cells. With the solar cell, it depends to minimize reflection losses on the surface. For this, structured, with appropriate semiconductor Material coated surfaces, especially with edged fibrils, suitable. The between the Longitudinal edges of the fibrils surfaces can be Stretchers get a concave shape and favor the Reflection of sunlight within the textured Surface, resulting in a relative insensitivity against deviations from the direction of irradiation as well result in improved efficiency.  

Die Katalysatortechnik verlangt ebenfalls eine Vorbehand­ lung der strukturierten Oberflächen. Der Thermoplast-Form­ körper dient hierbei als Träger, während die mit dem Kata­ lysator beschichtete, sehr große Oberfläche in idealer Weise die Vorbedingungen für die angestrebte katalytische Reaktion erfüllt. Der Formkörper kann bereits bei der Her­ stellung an die gewünschte Form des Reaktionsraumes ange­ paßt werden und ist in den meisten Fällen und im Rahmen der durch den Kunststoff festgelegten thermischen Grenzen korrosionsbeständig.The catalyst technology also requires pretreatment the structured surfaces. The thermoplastic form body serves as a carrier, while the one with the Kata lysator coated, very large surface in an ideal Way the preconditions for the desired catalytic Reaction fulfilled. The molded body can already be manufactured position to the desired shape of the reaction chamber fit and is in most cases and in the frame the thermal limits set by the plastic corrosion-resistant.

Für höhere Reaktionstemperaturen, wie etwa beim Abgaskataly­ sator, kann bei Bedarf ein zusätzlicher Träger als Grund­ beschichtung Verwendung finden, wonach das Thermoplast­ material als "verlorene Schalung" auszuschmelzen ist.For higher reaction temperatures, such as for exhaust gas catalysis sator, if necessary, an additional carrier as a reason Coating are used, after which the thermoplastic material must be melted as "lost formwork".

Schließlich bieten sich speziell strukturierte Oberflächen auch zur Verwendung in der Elektrolyse an. Hierbei ist die Beschichtung mit Elektrodenmaterial ebenfalls Voraussetzung für einen infolge der großen Oberfläche effektiven Einsatz.Finally, there are specially structured surfaces also for use in electrolysis. Here is the Coating with electrode material is also a requirement for effective use due to the large surface area.

Zur Beschichtung stehen die bekannten, dem jeweiligen Kata­ lysatormaterial gerecht werdenden Verfahren wie Sputtern, Galvanisieren, Aufdampfen, PECVD und die Ionenimplantation zur Verfügung.The known, the respective Kata are available for coating processes suitable for the analyzer material, such as sputtering, Electroplating, evaporation, PECVD and ion implantation to disposal.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung speziell strukturierter Ober­ flächen thermoplastischer Kunststoff-Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß unter Berücksichtigung der Eigenschaf­ ten des gewählten Thermoplasten ein hoher Temperaturgradient zwischen der zu strukturierenden Oberfläche und insbeson­ dere der gegenüberliegenden Unter- oder Innenfläche des Formkörpers während seiner Formgebung so eingestellt wird, daß die nicht zu strukturierenden Flächen mindestens auf den Erstarrungspunkt des Thermoplasten abgekühlt werden, während die zu strukturierende Oberfläche im plastifizierten Bereich verbleibt, so daß bei der Entfernung des vorbehan­ delten, formenden Werkzeuges eine Fibrillierung der Ober­ fläche des Thermoplast-Formkörpers erfolgt.1. A process for the production of specially structured surfaces of thermoplastic molded articles, characterized in that, taking into account the properties of the selected thermoplastic, a high temperature gradient between the surface to be structured and in particular the opposite lower or inner surface of the molded article is set during its shaping is that the surfaces not to be structured are cooled to at least the solidification point of the thermoplastic, while the surface to be structured remains in the plasticized area, so that when the preformed molding tool is removed, fibrillation of the upper surface of the thermoplastic molding takes place. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbehandlung des formenden Werkzeuges durch Hoch­ energie-Mikrobearbeitung seiner die Strukturierung erzeu­ genden Fläche, z. B. mittels Laser, erfolgt und die da­ durch erzeugten feinsten Sacklöcher und/oder linienförmige Nuten beim Entfernen des formenden Werkzeuges ein Recken der entstehenden Oberflächen-Fibrillen bewirken.2. The method according to claim 1, characterized in that the pretreatment of the molding tool by high energy micro-machining of its structuring area, z. B. by laser, and there through the finest blind holes and / or line-shaped Grooves a stretch when removing the forming tool of the resulting surface fibrils. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenfibrillen spitze, zylindrische, runde, aufgerauhte, gekrümmte oder membranartige Formen aufweisen.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that that the surface fibrils are pointed, cylindrical, round, have roughened, curved or membrane-like shapes. 4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines Hohlkörpers mit innen liegender Fibrillierung eine umgekehrte Einstellung des Temperatur­ gradienten erfolgt, so daß bei Kühlung der Oberfläche und Heizung eines flexiblen, die Strukturierung erzeugenden Innenwerkzeuges die Fibrillierung durch Entspannen bzw. Schrumpfen des flexiblen Innenwerkzeuges entsteht. 4. The method according to claim 1-3, characterized in that to produce a hollow body with an inside Fibrillation reversed the temperature setting Gradient takes place so that when cooling the surface and Heating a flexible, structuring The internal tool, the fibrillation by relaxing or The flexible inner tool shrinks.   5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Formkörpers und seiner speziell strukturierten Oberfläche gleichzeitig und in einem Arbeitsgang erfolgt.5. The method according to claim 1-4, characterized in that the manufacture of the shaped body and its specifically structured surface simultaneously and in one Operation is carried out. 6. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Formkörpers und seiner speziell strukturierten Oberfläche in getrennten Arbeitsgängen so erfolgt, daß die zu strukturierende Oberfläche des bereits hergestellten Formkörpers nachträglich auf die Plastifi­ zierungstemperatur erwärmt und mittels eines formgebenden Werkzeuges strukturiert wird.6. The method according to claim 1-4, characterized in that the manufacture of the shaped body and its specifically structured surface in separate work steps takes place that the surface to be structured already produced molded body subsequently on the plastifi adornment temperature warmed and by means of a shaping Tool is structured. 7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß es durch die bekannten Techniken der Kunststoff-Form­ gebung wie Spritzgießen, Pressformen, Blasformen, Walzen, und Extrudieren eingesetzt wird.7. The method according to claim 1-6, characterized in that it is through the well-known techniques of plastic mold such as injection molding, press molding, blow molding, rolling, and extrusion is used. 8. Thermoelastischer Formkörper hergestellt nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß er in Form und Ober­ fläche, dem Filterproblem angepaßt, als Filter eingesetzt wird.8. Thermoelastic molded body produced according to claim 1-7, characterized in that it is in shape and upper surface, adapted to the filter problem, used as a filter becomes. 9. Thermoelastischer Formkörper hergestellt nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß er, dem Substitutions­ problem angepaßt, durch die Wahl des Kunststoffes, die Form, die Elastizität und die Strukturierung der Oberfläche oder Teilen davon als medizinisches Implantat eingesetzt wird.9. Thermoelastic molded body produced according to claim 1-7, characterized in that he, the substitution problem adapted, through the choice of plastic, the shape, the elasticity and structuring of the surface or Parts of it is used as a medical implant. 10. Thermoelastischer Formkörper, hergestellt nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß auf wärme- oder kälte­ technischen Gebieten, insbesondere in der Solartechnik als Strahlungsabsorber eingesetzt wird. 10. Thermoelastic molded body, produced according to claim 1-7, characterized in that on warm or cold technical fields, especially in solar technology as Radiation absorber is used.   11. Thermoplastischer Formkörper, hergestellt nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche mittels bekannter Verfahren halbleiterbeschichtet ist und er photo­ voltaisch zur direkten Umwandlung von Sonnenstrahlung in elektrische Energie eingesetzt wird.11. Thermoplastic molded body, produced according to claim 1-7, characterized in that its surface by means of known method is semiconductor coated and he photo voltaic for the direct conversion of solar radiation into electrical energy is used. 12. Thermoelastischer Formkörper hergestellt nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß er mittels bekannter Verfahren mit Katalysator-Material beschichtet ist und als Katalysator-Träger genutzt wird.12. Thermoelastic molded article produced according to claim 1-7, characterized in that it by means of known Process is coated with catalyst material and as Catalyst carrier is used. 13. Katalysatorträger nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß seine Oberfläche für höhere Betriebstempe­ raturen mittels bekannter Verfahren zunächst mit einem zusätzlichen Träger sowie mit Katalysatormaterial be­ schichtet ist und daß der Kunststoff anschließend durch Ausschmelzen entfernt wird.13. A catalyst carrier according to claim 12, characterized records that its surface for higher operating temp ratures using known methods first with a additional carrier and be with catalyst material is layered and that the plastic is then through Melting is removed. 14. Thermoelastischer Formkörper hergestellt nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche mittels bekannter Verfahren zusätzlich mit Elektrodenmaterial beschichtet ist und er als Elektrode in der Elektrolyse verwendet wird.14. Thermoelastic molded article produced according to claim 1-7, characterized in that its surface by means of known method additionally with electrode material is coated and as an electrode in the electrolysis is used.
DE19731315A 1997-07-16 1997-07-16 Controlled surface texturing of thermoplastics resulting in area increase Withdrawn DE19731315A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19731315A DE19731315A1 (en) 1997-07-16 1997-07-16 Controlled surface texturing of thermoplastics resulting in area increase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19731315A DE19731315A1 (en) 1997-07-16 1997-07-16 Controlled surface texturing of thermoplastics resulting in area increase

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19731315A1 true DE19731315A1 (en) 1999-01-21

Family

ID=7836431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19731315A Withdrawn DE19731315A1 (en) 1997-07-16 1997-07-16 Controlled surface texturing of thermoplastics resulting in area increase

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19731315A1 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001005572A1 (en) * 1999-07-16 2001-01-25 Advanced Design Concept Gmbh Profile or molding having a fringed surface structure
DE10133811A1 (en) * 2001-05-23 2002-11-28 Francesco Pedrazzini Implant is provided with a scaly surface on which the position of individual scale formations in adjacent rows is staggered, while their orientation direction alternates
US6863952B1 (en) 1999-11-03 2005-03-08 Werner Wagner Multilayered, surface-structured semi-finished product consisting of thermoplastics and film-structuring method
US6872438B1 (en) 2000-07-17 2005-03-29 Advanced Design Concept Gmbh Profile or molding having a fringed surface structure
US6946182B1 (en) 1999-07-16 2005-09-20 Allgeuer Thomas T Fringed surface structures obtainable in a compression molding process
WO2008127807A1 (en) * 2007-03-09 2008-10-23 University Of Virginia Patent Foundation Systems and methods of laser texturing of material surfaces and their applications
US8009359B2 (en) 2005-04-20 2011-08-30 Travel Tags, Inc. Lenticular container and method of making
US8846551B2 (en) 2005-12-21 2014-09-30 University Of Virginia Patent Foundation Systems and methods of laser texturing of material surfaces and their applications
CN104799980A (en) * 2015-05-11 2015-07-29 北京爱康宜诚医疗器材股份有限公司 Tibial plateau assembly
EP3014064B1 (en) 2013-06-28 2018-03-21 Johnson Matthey Public Limited Company Well liner
WO2018055359A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-29 Imperial Innovations Limited Surgical implant
US10131086B2 (en) 2011-06-30 2018-11-20 University Of Virginia Patent Foundation Micro-structure and nano-structure replication methods and article of manufacture

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001005572A1 (en) * 1999-07-16 2001-01-25 Advanced Design Concept Gmbh Profile or molding having a fringed surface structure
US6946182B1 (en) 1999-07-16 2005-09-20 Allgeuer Thomas T Fringed surface structures obtainable in a compression molding process
US6863952B1 (en) 1999-11-03 2005-03-08 Werner Wagner Multilayered, surface-structured semi-finished product consisting of thermoplastics and film-structuring method
US6872438B1 (en) 2000-07-17 2005-03-29 Advanced Design Concept Gmbh Profile or molding having a fringed surface structure
DE10133811A1 (en) * 2001-05-23 2002-11-28 Francesco Pedrazzini Implant is provided with a scaly surface on which the position of individual scale formations in adjacent rows is staggered, while their orientation direction alternates
US8009359B2 (en) 2005-04-20 2011-08-30 Travel Tags, Inc. Lenticular container and method of making
US8846551B2 (en) 2005-12-21 2014-09-30 University Of Virginia Patent Foundation Systems and methods of laser texturing of material surfaces and their applications
WO2008127807A1 (en) * 2007-03-09 2008-10-23 University Of Virginia Patent Foundation Systems and methods of laser texturing of material surfaces and their applications
US10131086B2 (en) 2011-06-30 2018-11-20 University Of Virginia Patent Foundation Micro-structure and nano-structure replication methods and article of manufacture
EP3014064B1 (en) 2013-06-28 2018-03-21 Johnson Matthey Public Limited Company Well liner
CN104799980A (en) * 2015-05-11 2015-07-29 北京爱康宜诚医疗器材股份有限公司 Tibial plateau assembly
WO2018055359A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-29 Imperial Innovations Limited Surgical implant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT403901B (en) CONTAINER MADE OF THERMOPLASTIC MATERIAL
EP1484997B1 (en) Bristle
DE3024373C2 (en) Method of manufacturing an implant
EP3152025B1 (en) Method for the production of a mold
DE19731315A1 (en) Controlled surface texturing of thermoplastics resulting in area increase
DE102011055393B4 (en) Blank for artificial teeth with several different layers of paint and method for its production
DE3832942A1 (en) CERAMIC COMPOSITE BODY AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
WO1993025732A1 (en) Process and tool for producing a microstructured plastic layer
DE2705237C2 (en) Packaging container
EP1465759A1 (en) Method and device of the production of brushes
DE102012103028A1 (en) Workpiece suction holder and method for its production
DE3215990A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A PROSTHESIS
EP2403630B1 (en) Microstructured molded body comprising perforated portions and method for producing the same
EP1655122B1 (en) Process for injection , compression or embossing and corresponding mold.
EP2480386A1 (en) Partially perforated microstructured molded body and method for producing the same
WO1989010253A1 (en) Process and installation for industrial-scale processing of high-strength fibre composites
DE102016226048A1 (en) Structured light metal component
WO2022078993A1 (en) Additive manufacturing device, method, and medical product relating thereto
EP1147875A2 (en) Method for partial surface shaping of a with decorative material coated support part
DE3545162A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING HOLLOW BODIES FROM THERMOPLASTIC PLASTICS
DE19518994C1 (en) Body of composite material, esp. implant
EP1087725A1 (en) Plastic part with shape memory (also partially) used in implant applications with minimal invasiveness
DE102015201497B4 (en) Preform system for an injection molded part and method for arranging at least one preform on an injection molded part
DE10149934A1 (en) Making three-dimensional skin moldings from plastic or metal powder, employs transparent mold and applies heat using laser beam
DE1163002B (en) Method and device for producing hollow bodies from a film made of thermoplastic material

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee