ingeniería tecnología del laser cluster, electrostatica, especializados material
bernado
Lochgrößen bewegen sich dabei im Durchmesserbereich von 50 nm - 80 µm
bei Lochsequenzen von 1.5 – 16 Million Poren pro Sekunde.
Zonenanordnungen sind in Breiten von 2 bis 6 mm bei Porendichten von
120 - 250 Poren/cm2 erreichbar, wobei Flächenperforationen oder so
genannte Nano- oder Mikrocluster Lochdichten bis zu 3 Million Poren/m2
oder 300 Poren/cm2 generieren. Die so erzeugten elektrostatischen
Mikroperforationen ermöglichen Porositätsbereiche von 80 bis 2500 C.U.
( Coresta Unit ml/2cm2/min ) oder respektive 30 – 6 Gurley bei
Materialbreiten von 100 bis 2000 mm und Bewegungen bis zu 500 m/min,
abhängig vom Luft- oder Gasdurchsatz und Materialkonsistenz, welche
die Perforierbarkeit bestimmt. Mit zwei oder drei Multisektionen von
elektrostatischen Mikroperforationseinheiten und simultanen
Doppelmaterialbahndurchlauf innerhalb jeder Sektion lassen sich
Produktionsausbringungen je nach Materialart, Flächengewichten und
Perforierfreudigkeit von 1000 bis 4000 Tonnen pro Jahr erreichen.
Nano Mikro Cluster Technologien
Zur Atmungsaktivierung, Wasserdampfdurchlässigkeit, Gasaustausch oder
Ventilation und unter anderem zur Beibehaltung der Wasserdichtigkeit
werden Produkte wie Verbundstoffe, Zigaretten-, Filter-, beschichtete
Spezial-, Kraft-, Sack- oder Verpackungspapierbahnen, Vliesstoffe oder
technische Textilien mit Flächengewichten von 20 g/m2 bis zu 140 g/m2
elektrostatisch Nano oder Mikro sowie mit feinen Laserstrahlen Mikro
oder Makro perforiert. Unter elektrostatischer Nano oder
Mikroperforation sind statistisch unregelmäßig verteilte, in der
Größe, wenn gewünscht, mit bis zu 40 % variierende und analog hierzu
unter Laser Mikro oder Makro Perforation, gleichmäßig angeordnete und
im Durchmesser etwa gleichgroße, nach Möglichkeit runde, gradfreie
Löcher und Lochreihen verschiedenster Anordnung zu verstehen.
Bei der elektrostatischen Perforation finden im bis 1.5 mm weiten
atmosphärischen Elektrodenspalt der meist dünnen oder spitzen,
gegenständigen Elektrodenstifte Blümlein- und dielektrisch geförderte
Mikroendladungen mit Filamentierung zur Erzeugung eines Plasmentunnels
und sich damit aufbauenden, ionisierten Funkenstreckenkanal im
Nanosekundenzeitfenster statt. Mit jeder hochspannungstechnischer
Entladung und Deionisation im Spannungsbereich bis zu 50.000 Vss,
deren Leistungselektronik patentiert ist, entsteht für die im
Elektrodenspalt relativ schnell durch bewegte Materialbahn eine
elektrostatische Nano oder Mikroperforation mit präzise gesteuerten
Energieanteilen von 0.1 bis 3 mJ pro erzeugter Pore, die mit bloßen
menschlichen Auge unsichtbar sind und vollflächig wie auch zonenförmig
in bestimmten Abständen über die Bahnbreite verteilt sein kann.
Produktanforderungen
Grundsatzforderungen für Produktapplikationen mit Verbundstoffen,
Vliesstoffen oder Verpackungsbahnen welche Notwendigkeiten von Gas-
oder Wasserdampfdurch- aber Wasserundurchlässigkeiten verbunden sind,
fordern den Einsatz der elektrostatischen Nano Mikroperforation
regelrecht heraus, da Wasser oder andere Flüssigkeiten die relativ
kleinen Nano- oder Mikroporen von z.B. kleiner als 0.5 - 5 µm
Durchmesser aufgrund der hydrophoben Oberfläche das Produktmaterial
nicht penetrieren kann.
Diese und weitere physikalische Vorteile der kleinen Poren und hoher
Dichte lassen ermöglichen einen vorteilhaften Industrieeinsatz, da
Erfüllungen zur Atmungsforderung und Wasserdampfdurchlässigkeit z.B.
nach den ASTM E96-80 oder E96-84 Messmethoden mit 100 – 800 g/m2/Tag
mit Laserperforations- oder anderen Prozessverfahren nur äußert
schwierig und technologisch aufwendig machbar, zu teuer, zu
unwirtschaftlich oder bei derart hohen Lochdichten technologisch
keinesfalls erreichbar sind.
Anwendungen
Elektrostatisch Nano oder Mikro perforierte Verbundstoffe, Packmittel
oder Folienverbunde verschiedenster Art lassen sich beispielhaft für
folgende Produkte und Applikationen verwenden.
• atmungsaktive Wanddekorationen mit Beschichtungen oder PVC
Verbunden
• Wandtapeten, Vinyl, Dekore oder andere PE beschichtete Auflagen
• Fugen- oder Kantenbänder zum Verkleben von Gipsplatten für den
Innenausbau
• Kanten- oder Eckenschutzkraftpapiere mit Luftblasendiffusion des
aufgetragenen Klebers
• Vliesverbunde mit dünnen PE Schichten zum Außengebäudeschutz und
Gasaustausch von Holzhäusern
• Unterdachspannbahnen aus Verbundmaterialien mit Gewebeeinlagen zum
Gasaustausch zur Vermeidung von Kondenswasserbildung
• atmungsaktive Overalls oder Einmalberufskleidung aus dünnen PE
Vliesen
• PE beschichtete Papiere für Füllgutsäcke, Granulate, Gipstüten,
Zementsäcke, Tierfutter oder andere Verpackungseinheiten, die einen
Luft Auslass zur vorteilhaften Befüllung oder Warengutbelüftung zur
Lagerung benötigen
• Biotope, Gewässer mit Sauerstoffanreicherung
• Bekleidungseinlagen oder inlets mit atmungsaktiven, komfortablen
Trageeigenschaften
• Seifen, Deo, Hygiene, Hautpflegemittel, Babypflege oder body care
Produkte oder Verpackungsstoffe mit Duftstoffsuggerierung und
Indikatoren als Marketinginstrumente
• Trage-, Gemüse- oder Blumenverpackungen aus Papier oder
Papierersatzverbundstoffen mit Gasaustausch
• Brot-, Brötchen-, Früchte-, Lebensmittel oder Nahrungsmittel aus
Papierverbundstoffen zur Erhaltung der Frische und Aromas
• technische Industrieverbundfolien oder Papierersatzmaterialien für
industrielle, medizinische, biologische Filtrationszwecke
• Nanofiltration, Mikrofiltration, Nanomembrane, Mikromembrane,
Batterieseparatoren
• Bioanalyse, Alkoholfiltration, Flüssigkeitsfiltration,
Medizintechnik, Analysetechnik, Labortechnik, Agrarwirtschaft
Produktvorteile
• signifikante Reduktion von Sack- oder Beutelbefüllungszeiten um bis
um 100 %
• attraktive Luftdurchsatzbereiche bei 200 - 500 C.U. oder 14 bis 3.5
Gurley
• unveränderter Außenschutz des Verpackungsproduktes
• Luft Auslass ohne Beeinträchtigung verpackter Produkte und deren
Eigenschaften
• uneingeschränkte Erhaltung der Barriereeigenschaften
• Duftindikation und Suggestion für den Käufer ohne die Packung zuvor
zu öffnen
• Atmungsaktivität von Wandtapeten oder Wandverkleidungen zur
Vermeidung von Schimmelbildung und Fäulnis
• Brotpapierverpackungen zur längeren Haltbarkeit
• Aroma- und Frischeerhaltung, Haltbarkeitsverlängerung,
Pflanzenabdeckungen
• Förderung und Verlangsamung von Wachstumsprozessen
• Gemüse, Früchte und andere Produktgeschmacksentwicklungen innerhalb
der atmungsaktiven Außenhülle
• Atmungsaktivität und Tragkomfort von Bekleidungseinlagen oder inlets
• keine innere Schweißbildung bei Einwegbekleidung, Lackier- oder
Kesselanzügen
• Unterdachspannbahnen zum Luftaustausch von Innen nach Außen zur
Verhinderung von Tropfsteinhöhleneffekten
• Reinigungs- und Abscheidungsprozesse mit Membrantechniken
• Blutkörper, Partikel- und organische Filtration für medizinische,
biotechnische und industrielle Analysen
Laserperforationstechnik
Durch Polygon um gelenkte oder gepulste, fokussierte Laserstrahlen bei
vorzugsweise 10.6 µm Wellenlänge sind mit im internationalen Markt
angebotenen Anlagen Lochgrößen von 60 µm - 200 μm bei Lochdichten von
typischer Weise 10 – 30 Löcher/cm, Lochsequenzen von 100.000 bis
300.000 Löcher pro Sekunde, bei maximal 16 oder 32 Laserlochreihen
über die Materialbreite verteilt, realisierbar.
Damit genierte Luftdurchlässigkeitsbereiche betragen 100 – 3000 C.U.
bei Materialbreiten in der Regel von 100 – 500 mm bei relativ hohen
Bewegungen bis 10 m/Sekunde, abhängig von verschiedenen Parametern.
Neue Laserperforationsentwicklungen
Mit Entwicklung des patentierten IPM Dual Hochleistung
Lasermultiplexers und optischen Eingangsleistungen bis zu 8 KW, bei
fast oder slow flow sowie SLAB Laserquellen mit 10.6 μm oder auch
anderen Wellenlängen, ist es erstmalig möglich, bis zu 200 separierte
optische Laserstrahlausgänge zu realisieren, mit denen unter anderem
auch Mikroperforationen und anderen Bearbeitungen wie Schneiden,
Schweißen, Bohren, Abtragen, Trennen, Fügen, Vergüten, Polieren usw.
in Breitformaten und Substraten bis zu 5000 mm machbar sind.
Dies sowohl in Kunststoffmaterialien, Folien, Papier wie auch in
Stahl, Edelstahl, Aluminium, Keramik, Solarzellen, Glas, Kupfer,
Messing, Gold, Silber, Silizium, Blei, Bronze, Druckguss,
Werkzeugstählen, Holz usw.
Hierbei werden im auf zwei Ebenen aufgebauten optischen
Dualmultiplexer mit hoch rotierenden Doppelstrahlteilern bis zu 200
Lasereinzelstrahlen erzeugt und über flexible Hohlfasern dem
Bearbeitungsort zugeführt, deren exakte Positionierung ein
automatisiertes Robotersystem und motorgesteuerte Mikro Fokussierung
beinhaltet.
Bei diesem Lasermikroperforationssystem sind jetzt Lochsequenzen bis
zu 2 Millionen pro Sekunde, Lochgrößen von 60 µm - 100 µm, Lochdichten
von typisch 10 – 30 Löcher/cm, Porositäten von 100 - 1000 C.U.,
Geschwindigkeiten bis zu 400 m/min bei Materialbreiten bis 2000 mm
machbar. Damit ist eine vorteilhafte Basis geschafft, um 25.000 Meter
Jumbo Rollen an der Ab- und Aufwicklung non stopp zu veredeln, was
2000 – 3000 Tonnen/Jahr von Lasermikroperforierten Feinpapieren oder
anderen Verpackungsverbundstoffen an der high-tech Automation
geführten Produktionsmaschine LPM-1 bei geringen Papierausschuss von
kleiner 1% mit Qualitätszertifizierung einer jeder Produktionsrolle
ermöglicht.
Hierbei ist das patent angemeldete, optische online Permeabilität
Prozessmesssystem OPSS-1 in traversierender Ausführung zur präzisen
Positionskontrolle aller Laserperforationslinien sowie der moderaten
Erfassung aller Porositätsprofile ein integraler Bestandteil der ISO
Qualitätskontrolle und Datenauswertung zum Ende einer jeden
Produktionsrolle.
Eine weitere, zum patentangemeldete Entwicklung stellt die Mikro-Laser-
Line Perforations- und Strahlauslenkungstechnologie MLL-1 dar, welche
einen nicht geradlinigen Laserstrahlverlauf und damit verbundene
Lochreihenanordnung auf Materialien ohne Galvanometer oder Piezo
Aktuatoren bis zu 2000 Hz ausführt. Breite Anwendungen finden sich
z.B. für Mundstückbelagpapierblättchen der Zigarettenfilter, RYO, MYO,
usw. gegenüber den von seit mehr als zwei Jahrzehnten traditionell
stets koaxial verlaufenden Laserperforationen.
In Sicherheitspapieren, Banknoten, Reisepässen, hochwertigen
Geschäftsbriefbögen, graphische Papiere, Hologramme, Broschüren,
Buchdeckeln, Geschenkkarten, Geschenkartikeln, Kundenkarten, ATM
Kreditkarten, Zugangscodes, Kontrollkarten, Herstelleridentifikation,
Produktverfolgung, OEM Garantie, Typenschilder, Deklarationen,
Firmenpräsentationen und hundert anderen Plastikfolien, Kunststoffe
oder metallischen Materialien lassen sich wellenförmige, Zickzack,
Rechteck, Dreieck, gewundene Lochreihenlinien, Firmenlogos,
Kryptogramme, Scripts, anti counterfeiting Indikatoren, Merkmale,
Identifikationen oder andere beliebige Ausführungsformen als
Oberflächengravuren, Materialritzungen, Materialabtragungen, Imbedding
oder Mikroperforationen dauerhaft mit zeitlich sehr schnell, präzise
aus gelenkten Laserstrahlen einbringen.
Für Lasermikroperforationen mit Co2 Laserquellen ist dies bei
Lochgrößen von 60 µm - 120 µm, Lochdichten von typisch 10 – 30
Mikrolöchern/cm bei Lochsequenzen von 100.000 - 300.000 Löcher/Sek.
und Permeabilitätsbereichen von 100 – 800 C.U. realisiert.
Zusammenfassung
Nur die elektrostatische Mikroperforation ermöglicht durch fein
dosierte Energieeinkopplung und Funkenkanalerzeugung eine nano oder
mikrofeine Ventilation für Packmittel mit erhaltenen
Barriereeigenschaften, Schaffung von Atmungseigenschaften für
Domestik- und Massenprodukte, industrielle oder medizinische Nano oder
Mikromembranen mit Mikrocluster, Vliesstoffe und insbesondere
Papierbahnen verschiedenster Art bei relativ großen Bahnbreiten und
Transportgeschwindigkeiten, welche aus physikalischen oder
prozesstechnischen Gründen nicht mit anderen Verfahrenstechniken
erreichbar sind.
Dieser Trend wird sich für spezielle Produkteigenschaften und
Anwendungen fortsetzen. Die state-of-the-art, industrietaugliche und
im Dreischichtbetrieb zuverlässig arbeitende Nano Mikrocluster
Perforationstechnik, deren Integrationsmöglichkeit in vorhandene
Umroller- oder sonstige Bahnlauf- und Materialbewegungsanlagen sowie
auch als völlig eigenständig arbeitende Produktionsmaschinen möglich
sind, wird zukünftig neue Anwendungsbereiche erschließen und Produkte
mit besonderen Eigenschaften entstehen lassen.
Durch Weiterentwicklungen von hybriden, modularen Schaltungstopologien
mit IGBT, MOSFET, FRETFET oder HVFET zur Erzeugung stromgesteuerter
Hochspannungsentladungsimpulse im Zeitfenster von 10 ns bis 15 µs und
Pulsendladungen von 0.1 bis 3 mJ hat die Nanotechnologie und
Submikroperforation auch im Bereich der Feinpapierveredelung und
Verpackungsstoffverarbeitung Einzug gehalten. Auf die anderen zuvor
genannte Applikationsbereiche ist dies für die beschriebene
Mikroclustertechnologie übertragbar.
Traditionelle Kunststofffolien wie BOPP, LDPE, LLDPE, HDPE, MDPE, MAS,
MEV, PET, FEP, PP, PE, PS, PO, EVA, PTFE, PVC, PTFE, DPC, BOPS, co-
extrusions Folien, Vinyl, Polyester, Olefin, self-adhesive tape,
adhesive coated Filme usw. lassen sich auch zukünftig weitere mit hot,
cold oder Mikro needle oder anderen mechanisch kombinierten Verfahren
perforieren.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Patent Referenzen
http://www.wikipatents.com/gb/2149092.html
http://www.wikipatents.com/de/3332886.html
http://www.wikipatents.com/de/2918283.html
http://www.freepatentsonline.com/EP0460369.html
http://www.freepatentsonline.com/7224447.html
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
EU Technologie Links
http://irc.cordis.lu/showroom/bbssearch_do.cfm?org=1809&MaxRows=100§ors=005006003
http://www.innovationrelay.net/showroom/search.cfm
http://www.ircnet.lu/matching/completerec.cfm?BBS_ID=20036&org=391
http://www.tekes.fi/partner/swe/search/nayta_haku.asp?hakuid=28743
http://www.tekes.fi/partner/fin/search/nayta_haku.asp?hakuid=28635
http://www.tekes.fi/partner/fin/search/nayta_haku.asp?hakuid=28657
http://irc.cordis.lu/showroom/bbssearch_do.cfm?org=1809&MaxRows=100§ors=001001015
http://www.bit.or.at/irca/bbsshow8.php?ref1=06%20DE%20NRXE%200FGK&vQuelle=inna.at
http://www.bit.or.at/irc/bbs-show.php?ref1=06%20DE%20NRXE%200FIX&vQuelle=&cc=&eoi=NO
http://www.bit.or.at/irca/iabfrage.htm
------------------------------------------------------------------------------------------
更多信息，请联系
IPM- International Perforation Management 国际工程管理公司
high-tech engineering - China – Germany - Thailand
Mr. Werner Grosse 威尔那.克罗瑟先生
传真：0049-1212-5-375-17-531
网址：http://www.microperforation.com
网站 : http://www.microperforation.com.cn
网站 : http://www.deguodaguan.com/ipm/
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------