DE102012210768A1 - Method for introducing through-holes with the aid of laser beams in a flat-shaped substrate, in particular a band-shaped film - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbringung von Durchgangsbohrungen (2,3) mit Hilfe von Laserstrahlen in ein flächig ausgebildetes Substrat, insbesondere in eine bandförmige Folie (1), die zur Verwendung als Bespannung in einer Papiermaschine bestimmt ist, wobei die Durchgangsbohrungen (2, 3) in Dickenrichtung (d) des Substrats bzw. der Folie (1) eingebracht werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine bestimmte Anzahl von Durchgangsbohrungen (2) mit Hilfe eines CO2-Lasers und eine bestimmte Anzahl von Durchgangsbohrungen (3) mit Hilfe eines UV-Lasers hergestellt werden, wobei beliebig definierte Formen und Größen von Durchgangsbohrungen (3.1, 3.2, 3.n) erzeugt und in Kombination miteinander in das Substrat bzw. die Folie (1) eingebracht werden. Die Erfindung betrifft auch eine Bespannung für Papiermaschinen.The invention relates to a method for making through bores (2, 3) with the aid of laser beams in a flat substrate, in particular in a strip-shaped film (1) which is intended for use as a covering in a paper machine, the through bores (2, 3) are introduced in the thickness direction (d) of the substrate or the film (1). According to the invention it is provided that a certain number of through bores (2) are produced with the aid of a CO2 laser and a certain number of through bores (3) with the aid of a UV laser, with any defined shapes and sizes of through bores (3.1, 3.2, 3.n) are generated and introduced into the substrate or the film (1) in combination with one another. The invention also relates to a clothing for paper machines.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbringung von Durchgangsbohrungen mit Hilfe von Laserstrahlen in ein flächig ausgebildetes Substrat, insbesondere in eine bandförmige Folie, die zur Verwendung als Bespannung in einer Papiermaschine bestimmt ist, wobei die Durchgangsbohrungen in Dickenrichtung des Substrats bzw. der Folie eingebracht werden.The invention relates to a method for the introduction of through holes by means of laser beams in a flat substrate, in particular in a band-shaped film, which is intended for use as a covering in a paper machine, wherein the through holes are introduced in the thickness direction of the substrate or the film.

Gegenwärtig werden in einer Papiermaschine, hauptsächlich im Former, flachgewebte Strukturen als blattbildendes Trennmedium verwendet.At present, in a paper machine, mainly in the former, flatwoven structures are used as the sheet forming release medium.

Es ist schon an Möglichkeiten gedacht worden, bei denen flächige Substrate, wie Folien aus Kunststoff eingesetzt werden. In diese bandförmigen Folien können Perforationen mittels Lasertechnik oder mechanisch arbeitenden Werkzeugen eingebracht werden. Damit lassen sich die Folien sehr gut als Bespannung in einer Papiermaschine, beispielsweise als Entwässerungsbändern nutzen.It has already been thought of ways in which sheet-like substrates, such as plastic films are used. In these band-shaped films perforations can be introduced by means of laser technology or mechanically working tools. Thus, the films can be very well used as a fabric in a paper machine, for example as dewatering belts.

In der DE A1 10 2010 040 089 ist beispielsweise offenbart, dass in ein polymeres Material bzw. Substrat Poren bzw. Durchgänge bevorzugt mit Hilfe eines Lasers eingebracht werden. Das polymere Material ist als Band ausgebildet und dient als Bespannung, insbesondere Formiersieb zur Auflage und Stützung eines Faserstoffgemischs, aus dem später die fertige Faserstoffbahn bzw. Papierbahn innerhalb einer Papiermaschine entsteht.In the DE A1 10 2010 040 089 For example, it is disclosed that pores or passages are preferably introduced into a polymeric material or substrate with the aid of a laser. The polymeric material is formed as a band and serves as a covering, in particular forming fabric for supporting and supporting a pulp mixture from which later the finished fibrous web or paper web is produced within a paper machine.

In der Praxis erfolgt derzeit das Laserbohren bevorzugt mit CO2-Lasern. Diese Laser sind relativ kostengünstig, arbeiten schnell und erbringen eine ausreichende Leistung. Die damit gebohrten zylindrischen Löcher haben jedoch eine schlechte Reproduzierbarkeit der Lochgröße und Lochform, insbesondere entlang der Achsrichtung der Löcher. Außerdem bilden sich kraterförmige Schmelzränder rings um die Bohrungen, die aufwändig entfernt werden müssen.In practice, laser drilling is currently preferred with CO2 lasers. These lasers are relatively inexpensive, work fast and provide sufficient power. However, the cylindrical holes drilled therewith have poor reproducibility of hole size and hole shape, particularly along the axial direction of the holes. In addition, crater-shaped melt edges form around the holes, which must be removed consuming.

Andere Lasertypen, wie UV-Laser, Kurzpulslaser oder Laser mit grünem Licht sind prinzipiell denkbar, aber derzeit nicht oder nur eingeschränkt in der Lage, die erforderlichen Geschwindigkeiten beim Bohren zu leisten. Deren Anwendung würde zu extrem langen Bohrzeiten führen.Other laser types, such as UV lasers, short pulse lasers or lasers with green light are conceivable in principle, but currently not or only partially able to provide the required drilling speeds. Their application would lead to extremely long drilling times.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahrung zum Laserbohren anzugeben, mit dem sich die Bohrzeiten für eine bandförmige Folie, die zur Verwendung als Bespannung in einer Papiermaschine bestimmt ist, verkürzen lassen. Außerdem sollen diverse Lochgeometrien herstellbar sein. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung eine Papiermaschinenbespannung in Form eines flächigen Substrats, insbesondere einer lasergebohrten Folie mit diversen Lochgeometrien anzugeben.The object of the invention is to specify a method for laser drilling, with which the drilling times for a band-shaped film intended for use as a covering in a paper machine can be shortened. In addition, various hole geometries should be produced. It is a further object of the invention to provide a papermachine fabric in the form of a sheet-like substrate, in particular a laser-drilled film with various hole geometries.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 13. The object of the invention is achieved with the features of claims 1 and 13.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the method emerge from the subclaims.

Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass eine bestimmte Anzahl von Durchgangsbohrungen mit Hilfe eines UV-Lasers und eine bestimmte Anzahl von Durchgangsbohrungen mit Hilfe eines CO2-Lasers hergestellt werden, wobei beliebig definierte Geometrien, also Formen und Größen von Durchgangsbohrungen erzeugt und in Kombination miteinander in das Substrat bzw. die Folie eingebracht werden.According to claim 1 it is provided that a certain number of through holes are made using a UV laser and a certain number of through holes with the aid of a CO 2 laser, with any defined geometries, ie shapes and sizes of through holes produced and in combination with each other be introduced into the substrate or the film.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren schlägt man zugleich "zwei Fliegen mit einer Klappe". Zum einen verkürzen sich die Bohrzeiten erheblich, weil durch die Anwendung des CO2-Lasers für einen bestimmten Anteil der Löcher bzw. Durchgangsbohrungen in sehr kurzer Zeit eine Vielzahl an großen Löchern quasi "eingeschossen“ werden. Zum anderen kann man mit der Kombination von verschiedenen Lochgeometrien und der zusätzlichen Anwendung von UV-Lasern ganz gezielt die Permeabilität des herzustellenden Substrats steuern, was sich positiv auf die später mit dem Substrat zu leistende Entwässerungsarbeit auswirkt.With the method according to the invention one proposes at the same time "two birds with one stone". On the one hand, the drilling times are shortened considerably, because the application of the CO 2 laser for a certain proportion of the holes or through-holes in a very short time a large number of large holes are virtually "injected." On the other hand, one can with the combination of different Hole geometries and the additional application of UV lasers specifically control the permeability of the substrate to be produced, which has a positive effect on the later to be done with the substrate drainage work.

Überdies sind UV-Lasergeräte sehr flexibel einsetzbar und können beliebige Lochgrößen und Lochformen, insbesondere entlang der Achsrichtung, gut reproduzieren. Moreover, UV laser devices are very flexible and can easily reproduce any hole sizes and hole shapes, especially along the axial direction.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verhältnis der Anzahl an Bohrungen wie folgt hergestellt wird:
Die Anzahl an Durchgangsbohrungen, die mit UV-Lasern gebohrt werden stehen zur Anzahl an Durchgangsbohrungen, die mit CO2-Lasern gebohrt werden im Verhältnis 1:1 bis 1:10, vorzugsweise 1:4.It has proved to be advantageous if the ratio of the number of bores is produced as follows:
The number of through holes drilled with UV lasers is the number of through holes drilled with CO2 lasers in the ratio 1: 1 to 1:10, preferably 1: 4.

Sehr zweckmäßig ist es, wenn zylindrische Durchgangsbohrungen mit Durchmessern zwischen 80 und 100 µm mit Hilfe des CO2-Lasers und die übrigen Durchgangbohrungen mit Hilfe des UV-Lasers in das Substrat bzw. die Folie eingebracht werden. Dabei ist es möglich, die mit dem UV-Laser einzubringenden Durchgangsbohrungen in beliebigen Geometrien, beispielsweise in Form von Langlöchern, sternförmigen, kreuzförmigen, rechteckförmigen und anderen denkbaren Ausbildungen, sowie auch in kleineren Querschnittsflächen als die zylindrischen, mit CO2-Laser gebohrten Bohrungen, herzustellen.Very expedient when cylindrical through-holes with diameters between 80 and 100 microns 2 laser and the remaining through holes with the aid of the UV laser are introduced into the substrate or the film by means of the CO is. It is possible, with the UV laser introduced through holes in any geometry, for example in the form of oblong holes, star-shaped, cross-shaped, rectangular and other conceivable embodiments, as well as in smaller cross-sectional areas than the cylindrical, drilled with CO 2 laser holes, manufacture.

Das Verhältnis zwischen UV- und CO2-gebohrten Löchern ist steuerbar und ist abhängig vom zu entwässernden Produkt. The ratio between UV- and CO 2 -bored holes is controllable and depends on the product to be dehydrated.

Durch die Kombination der genannten Laserarten und die damit verbundenen Gestaltungsmöglichkeiten der Bohrlöcher bzw. der Durchgangsbohrungen können extrem viele Löcher pro m² in die flächig ausgebildete Folie eingearbeitet werden. Dies ist bei relativ kurzen Bohrzeiten realisierbar. Die besagte Vielzahl an Löchern führt später zu entwässerungstechnischen Vorteilen in der Papiermaschine.By combining the mentioned types of laser and the associated design options of the holes or the through holes extremely many holes per m² can be incorporated into the sheet-like film. This can be achieved with relatively short drilling times. The said plurality of holes later leads to drainage technical advantages in the paper machine.

Vorteilhaft hinsichtlich einer Verkürzung der Bohrzeiten und damit der Produktionszeiten ist es, wenn die Durchgangsbohrungen für die CO2-Bohrungen vorperforiert werden.Advantageous in terms of shortening the drilling times and thus the production times, it is when the through holes for the CO 2 holes are pre-perforated.

Das Verfahren lässt sich darüber hinaus zweckmäßig ausgestalten, wenn mit dem UV-Laser eine Feinabstimmung durch ergänzende Perforationen der vorperforierten Durchgangsbohrungen vorgenommen wird. Damit erreicht man insgesamt eine hohe Qualität des hergestellten Substrates bzw. der Entwässerungsfolie. Eine erhöhte Qualität der Folie wirkt sich auch darauf aus, dass beim Papierherstellungsprozess Fasern der zu stützenden, zu transportierenden und zu entwässernden Bahn nicht an der Folie anhaften.In addition, the method can be suitably configured when the UV laser is used for fine tuning through supplementary perforations of the pre-perforated through-holes. Overall, this results in a high quality of the produced substrate or the drainage film. An increased quality of the film also has the effect that, in the papermaking process, fibers of the web to be supported, transported and dewatered do not adhere to the film.

Eine weitere zweckmäßige Lösung besteht darin, dass die mit dem UV-Laser eingebrachten Durchgangsbohrungen nicht zylinderförmig gebohrt werden, wie die mit CO2-Lasern hergestellten Löcher, sondern derart eingebracht werden, dass in Dicken- bzw. Tiefenrichtung des Substrats bzw. der Folie gesehen, also im Inneren des Substrats bzw. der Folie, sich eine Engstelle der Durchgangsbohrung befindet.Another expedient solution is that the through holes introduced with the UV laser are not drilled in a cylindrically shaped manner, like the holes made with CO 2 lasers, but are inserted in such a way that seen in the thickness or depth direction of the substrate or the film , So inside the substrate or the film, there is a bottleneck of the through hole.

Zur Bildung der Engstelle werden trichterförmige Bohrungen in das Substrat bzw. die Folie eingebracht. Jede Durchgangsbohrung besteht aus zwei koaxialen trichterförmigen Bohrungen, wobei die erste sich mit ihrer Eintrittsöffnung an einer Seite des Substrats bzw. der Folie befindet und eine zweite Bohrung sich mit ihrer Austrittsöffnung an der gegenüberliegenden Seite des Substrats befindet. Beide trichterförmigen Bohrungen treffen an ihrem Ende aneinander und bilden damit die besagte Engstelle im Inneren des Substrats. Das bedeutet, dass sich von der Eintrittsöffnung aus die Bohrung bis zur besagten Engstelle verjüngt und von der Engstelle aus sich die Bohrung wieder erweitert, was mit dem oben genannten Begriff „trichterförmig“ gemeint ist.To form the constriction funnel-shaped holes are introduced into the substrate or the film. Each through-bore consists of two coaxial funnel-shaped bores, the first with its inlet opening on one side of the substrate or the film and a second bore with its outlet opening on the opposite side of the substrate. Both funnel-shaped holes meet at their end to each other and thus form the said bottleneck in the interior of the substrate. This means that from the inlet opening, the bore tapers to said constriction and from the constriction of the bore widens again, which is meant by the above term "funnel-shaped".

Außerdem weisen die Eintritts- und die Austrittsöffnung jeweils eine größere Querschnittsfläche auf als die Engstelle, wie der Name "Engstelle" schon sagt.In addition, the inlet and the outlet opening each have a larger cross-sectional area than the bottleneck, as the name "bottleneck" already says.

Bis zu Engstelle findet zunächst eine gewisse Entschleunigung und ab der Engstelle aus findet in Durchströmrichtung eine Beschleunigung des das Substrat bzw. die Folie durchströmenden Mediums statt. Damit wird wie schon ausgeführt, die Wirkung bei der Entwässerung der Faserstoffbahn bei ihrer Herstellung in der Papiermaschine weiter verbessert. Up to bottleneck first finds a certain deceleration and from the bottleneck takes place in the flow direction an acceleration of the substrate or the film flowing through medium instead. Thus, as already stated, the effect of dewatering the fibrous web during its production in the paper machine is further improved.

Als sehr vorteilhaft wird erachtet, dass jede Engstelle zur einen Bahnseite des Substrats bzw. der Folie in einem Abstand eingearbeitet wird und dieser Abstand ca. 1/3 der Dicke des Substrats bzw. der Folie entspricht. Der sich anschließend wieder erweiternde Abschnitt beträgt dann folgerichtig 2/3 der Dicke des Substrats bzw. der Folie. It is considered to be very advantageous that each constriction is incorporated at a distance to one side of the substrate or the film at a distance and this distance corresponds to approximately 1/3 of the thickness of the substrate or the film. The subsequently widening section is then logically 2/3 of the thickness of the substrate or the film.

Vorteil davon ist, dass der Beschleunigungsweg damit länger ist als der eingangs vorhandene Entschleunigungsweg. Die Erweiterung der Durchgangsbohrung zur Maschinenseite hin erhöht, die Entwässerungsleistung. Die Erweiterung zur Faserstoffbahn- bzw. Papierseite hin erlaubt, dass von einer größeren Oberfläche abgesaugt werden kann. Dadurch treten weniger Verstopfungen der Poren auf.The advantage of this is that the acceleration path is thus longer than the existing deceleration path. The extension of the through-hole to the machine side increases, the drainage performance. The extension to the fibrous web or paper side allows that can be sucked from a larger surface. As a result, fewer blockages of the pores occur.

Die spätere Entwässerungsleistung kann außerdem noch gesteigert werden, wenn die Durchgangsbohrung so hergestellt wird, dass die Austrittsöffnung eine größere Querschnittsfläche als die der Eintrittsöffnung hat.The subsequent dewatering performance can also be further increased if the through-hole is made so that the outlet opening has a larger cross-sectional area than that of the inlet opening.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das UV-Lasergerät mit Spiegel-Scannern ausgestattet ist. Damit lassen sich vor allem die vorstehend beschriebenen vielfältigen Bohrungsgeometrien herstellen. In the context of the method according to the invention, it is provided that the UV laser device is equipped with mirror scanners. This makes it possible to produce above all the manifold bore geometries described above.

Da der zum Bohren verwendete UV-Laserstrahl einen Durchmesser von nur ca. 25 µm aufweist, wird der UV-Laser nachgeführt, so dass die angesprochenen diversen Bohrungsgeometrien herstellbar sind. Gegebenenfalls sind auch mehrere Bohrvorgänge dafür notwendig. Since the UV laser beam used for drilling has a diameter of only about 25 .mu.m, the UV laser is tracked so that the mentioned various bore geometries can be produced. Optionally, several drilling operations are necessary for this.

Mit den erfindungsgemäß herstellten Bohrungen lässt sich neben der Durchlässigkeit auch die Dehnungseigenschaft des Substrates bzw. der Folie steuern.In addition to the permeability, the elongation property of the substrate or of the film can also be controlled with the bores produced according to the invention.

Werden die Langlöchern in Längsrichtung eingebracht, erhöht sich die Zugfestigkeit gegenüber solchen Substraten mit nur großen runden Löchern. Werden die Langlöcher in Querrichtung eingearbeitet, so erhöht sich die Faser-Unterstützungs-Eigenschaft. If the slots are introduced in the longitudinal direction, the tensile strength increases compared to such substrates with only large round holes. If the oblong holes are incorporated in the transverse direction, the fiber-supporting property increases.

Es wurde gefunden, dass je größer insgesamt die Querschnittsfläche der Durchgangsbohrungen bzw. Durchtrittsöffnungen oder auch Bohrlöcher ist, desto geringer ist die zusammenhängende glatte Oberfläche des Substrates bzw. der Folie in ihrer Eigenschaft als Bespannung auf der die Faserstoffbahn innerhalb der Papiermaschine aufliegt.It has been found that the larger overall the cross-sectional area of the through holes or through openings or boreholes is, the lower is the contiguous smooth surface of the substrate or the film in their capacity as a covering on which rests the fibrous web within the paper machine.

Infolge der insgesamt geringeren zusammenhängenden glatten Oberfläche, treten verringerte Adhäsionskräfte auf, wodurch das Anhaften der Faserstoffbahn, also des herzustellenden Papiers verringert wird. Die Runability (Laufeigenschaften) der hergestellten Faserstoff- bzw. Papierbahn innerhalb der Papiermaschine wird dadurch verbessert.Due to the overall lower coherent smooth surface, reduced adhesion forces occur, whereby the adhesion of the fibrous web, so the produced paper is reduced. The runability of the produced pulp or paper web within the paper machine is thereby improved.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch gemäß Anspruch 13 mit einer Bespannung für eine Papiermaschine gelöst. Bei der Bespannung handelt es sich um eine Folie, die in Form eines Endlosbandes ausgebildet ist und die in Längs-, d.h. in Maschinenrichtung und in Querrichtung eine Vielzahl an Durchgangsbohrungen zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, wie Papier-, Karton- oder Tissuebahn aufweist. The object of the invention is also achieved according to claim 13 with a covering for a paper machine. The fabric is a film which is in the form of an endless belt and which is in longitudinal, i. in the machine direction and in the transverse direction has a plurality of through holes for dewatering a fibrous web, such as paper, cardboard or tissue web.

Erfindungsgemäß werden die Durchgangsbohrungen mit einem Verfahren hergestellt, welches zuvor beschrieben wurde. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird im Einzelnen hier nicht mehr darauf eingegangen.According to the invention, the through holes are produced by a method which has been described above. To avoid repetition, it will not be discussed in detail here.

Diese erfindungsgemäße Bespannung zeichnet sich durch einen optimalen Durchfluss der Bohrlöcher auf, wodurch eine hohe Entwässerungsleistung erreicht wird. Außerdem ist bei der so hergestellten Bespannung ein Anhaften von Papierfasern bei ihrem Einsatz in der Papierherstellungsmaschine auf ein Minimum reduziert und die Ablösung der gebildeten Bahn wird erleichtert.This covering according to the invention is characterized by an optimal flow of the boreholes, whereby a high dewatering performance is achieved. In addition, in the fabric thus produced, adhesion of paper fibers in their use in the papermaking machine is minimized and the release of the formed web is facilitated.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments.

In schematischer stark vergrößerter Darstellung zeigen:In a schematic greatly enlarged representation show:

1: eine Draufsicht auf einen Teil des erfindungsgemäß gebohrten Substrats bzw. der Folie mit einer ersten Variante des Bohrmusters, 1 FIG. 2: a plan view of a part of the substrate or foil drilled according to the invention with a first variant of the drill pattern, FIG.

2: eine Draufsicht auf einen Teil des erfindungsgemäß gebohrten Substrats bzw. der Folie mit einer zweiten Variante des Bohrmusters, 2 FIG. 2: a plan view of a part of the substrate or film drilled according to the invention with a second variant of the drill pattern, FIG.

3: einen Querschnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäß wie bei 1 gebohrten Substrats, 3 FIG. 2: a cross-section through part of an invention as in FIG 1 drilled substrate,

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichem Bezugszeichen versehen.In the figures, like parts are provided with the same reference numerals.

Gezeigt ist in 1 ein flächiges Substrat 1, in Form einer bandartigen Folie bestehend aus einem polymeren Material in Form von Kunststoff. Das Substrat bzw. die Folie 1 (im Weiteren wird nur noch von Folie gesprochen) erstreckt sich in Maschinenrichtung MD und in Querrichtung QD. Shown is in 1 a flat substrate 1 , in the form of a band-like film consisting of a polymeric material in the form of plastic. The substrate or the film 1 (hereinafter only referred to as foil) extends in the machine direction MD and in the transverse direction QD.

Die Folie soll im Beispiel als Formiersieb zur Entwässerung einer Faserstoffbahn in einer Papierherstellungsmaschine dienen. Deshalb werden in die Folie eine bestimmte Anzahl von Durchgangsbohrungen mit Hilfe eines CO2-Lasers, die mit 2 bezeichnet werden und eine bestimmte Anzahl von Durchgangsbohrungen, die mit Hilfe eines UV-Lasers hergestellt werden und mit 3 bezeichnet werden, eingebracht.The film is to serve in the example as a forming fabric for dewatering a fibrous web in a papermaking machine. Therefore, in the film a certain number of through holes with the help of a CO 2 laser, with 2 be designated and a certain number of through holes, which are produced by means of a UV laser and with 3 be introduced introduced.

In der 1 ist beispielhaft ein Lochmuster dargestellt, welches aus großen und kleinen Löchern besteht. Die großen Löcher bzw. Durchgangsbohrungen 2 sind mit Hilfe eines CO2-Lasers und die kleinen Durchgangsbohrungen 3 mit Hilfe eines UV-Lasers hergestellt.In the 1 an example of a hole pattern is shown, which consists of large and small holes. The large holes or through holes 2 are using a CO 2 laser and the small through holes 3 made with the help of a UV laser.

Mit dem UV-Laser ist man in der Lage, beliebig definierte Formen und Größen von Durchgangsbohrungen zu erzeugen. In 1 sind kreisrunde Bohrungen 3.1 zu sehen, wohingegen in 2 in Querrichtung ausgerichtete rechteckige Bohrungen 3.2 gezeigt sind. Der Formenvielfalt sind hier keine Grenzen gesetzt. Es können auch andere geometrische Formen 3.n, beispielsweise sternförmige, kreuzförmige, ovale Formen usw. gewählt werden. Die einzelnen geometrischen Formen können alle miteinander oder in einer bestimmten Auswahl miteinander kombiniert ein Bohrmuster ergeben.With the UV laser one is able to create arbitrarily defined shapes and sizes of through holes. In 1 are circular holes 3.1 to see, whereas in 2 transversely aligned rectangular holes 3.2 are shown. There are no limits to the variety of forms. It can also be other geometric shapes 3.n , For example, star-shaped, cross-shaped, oval shapes, etc. are selected. The individual geometric shapes can all combine with each other or in a specific selection combined to form a drill pattern.

Auch deren Ausrichtung innerhalb einer Lochreihe oder in Bezug auf eine benachbarte Reihe können beliebig gewählt werden. Im gewählten Beispiel der 1 und 2 sind die Reihenabstände zwischen zwei benachbarten Lochreihen in Querrichtung QR und in Maschinenrichtung MD gesehen jeweils gleich. Gewünschtenfalls sind hier auch Variationen denkbar.Also their orientation within a row of holes or with respect to an adjacent row can be chosen arbitrarily. In the example of the 1 and 2 are the row spacing between two adjacent rows of holes in the transverse direction QR and seen in the machine direction MD are the same. If desired, variations are also conceivable here.

In 3 ist ein Abschnitt einer wie bei 1 gebohrten Folie im Querschnitt gezeigt. In 1 ist die Schnittlinie mit A-A angedeutet. Die Folie 1 weist eine Dicke d auf.In 3 is a section of a like 1 Drilled foil shown in cross-section. In 1 the cutting line is indicated by AA. The foil 1 has a thickness d.

In Dickenrichtung ist die Folie 1 mit einer Vielzahl an verschiedenen Durchgangsbohrungen versehen. In 3 sind zur Verdeutlichung nur zwei benachbarte Bohrungen (siehe Schnittlinie A-A aus 1) eingezeichnet. In the thickness direction is the film 1 provided with a variety of different through holes. In 3 are for clarification only two adjacent holes (see section line AA off 1 ).

Diese Durchgangsbohrungen sind sowohl mit Hilfe eines CO2-Lasers als auch mit Hilfe eines UV-Lasers eingebracht. Links ist die UV-Bohrung 3 und rechts davon die CO2-Bohrung 2 zu sehen. Beides sind kreisrunde Durchgangsbohrungen. Die CO2-Bohrung 2 weist einen Durchmesser von maximal 100 µm auf, wohingegen die UV-Bohrung 3 einen bedeutend geringeren Durchmesser aufweist.These through holes are introduced both with the aid of a CO 2 laser and with the aid of a UV laser. On the left is the UV hole 3 and to the right of it the CO 2 bore 2 to see. Both are circular through holes. The CO 2 bore 2 has a diameter of maximum 100 microns, whereas the UV bore 3 has a significantly smaller diameter.

Man erkennt in der 3, dass so eine mit dem UV-Laser hergestellte Durchgangsbohrung 3 aus übereinander angeordneten trichterförmigen bzw. kegelstumpfförmigen Bohrungen 3a und 3b besteht.One recognizes in the 3 in that such a through hole made with the UV laser 3 from superimposed funnel-shaped or frustoconical bores 3a and 3b consists.

Die Durchgangsbohrung 3 ist damit nicht durchgehend zylindrisch gebohrt.The through hole 3 is therefore not bored cylindrical.

Jede Durchgangsbohrung 3 besteht also aus der ersten Bohrung 3a mit einer an der Folienseite 1a befindlichen Eintrittsöffnung 3c und aus einer zweiten Bohrung 3b mit einer an der gegenüberliegenden Folienseite 1b befindlichen Austrittsöffnung 3d. Beide Öffnungen 3c und 3d weisen jeweils eine größere Querschnittsfläche A3c (Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung 3c) und A3d (Querschnittsfläche der Austrittsöffnung 3d) auf, als eine vorhandene Engstelle 3f der Durchgangsbohrung 3, an der die beiden trichterförmigen Bohrungen 3a und 3b aneinander angrenzen.Every through hole 3 thus consists of the first hole 3a with one on the side of the film 1a located inlet opening 3c and from a second hole 3b with one on the opposite side of the film 1b located outlet opening 3d , Both openings 3c and 3d each have a larger cross-sectional area A3c (cross-sectional area of the inlet opening 3c ) and A3d (cross-sectional area of the outlet opening 3d ), as an existing bottleneck 3f the through hole 3 at the two funnel-shaped holes 3a and 3b adjoin one another.

Auf der Folienseite 1a liegt, wie gesagt, die zu entwässernde Faserstoffbahn F auf, die nur gestrichelt angedeutet ist, wohingegen die gegenüberliegende andere Folienseite 1b zur Maschinenseite weist. Die besagte Engstelle 3f hat einen Nenndurchmesser von 25 µm und weist überdies zur Folienseite 1a einen Abstand a auf. Der Abstand a, in dem sich die obere, d.h. erste Bohrung 3a befindet und sich bis zur Engstelle 3f hin verjüngt, entspricht ca. 1/3 der Dicke d der Folie 1, so dass sich die nach unten hin erweiternde Bohrung 3b über ca. 2/3 der Dicke d der Folie 1 erstreckt und mit b bezeichnet ist.On the slide side 1a is, as I said, the dewatered fibrous web F, which is indicated only by dashed lines, whereas the opposite other side of the film 1b facing the machine side. The said bottleneck 3f has a nominal diameter of 25 μm and also has the foil side 1a a distance a. The distance a, in which the upper, ie first bore 3a is located and up to the bottleneck 3f Tapered down, corresponds to about 1/3 of the thickness d of the film 1 so that the down-widening hole 3b over about 2/3 of the thickness d of the film 1 extends and is denoted by b.

Aus der Figur wir auch deutlich, dass die Fläche A3d größer ist als die obere Fläche A3c. Damit erzeugt man einen besseren Durchströmungseffekt von der Eintrittsöffnung 3c zur Austrittsöffnung 3d.It is also clear from the figure that the area A3d is larger than the upper area A3c. This creates a better flow effect of the inlet opening 3c to the outlet 3d ,

Nachzutragen ist, dass die Anzahl an Durchgangsbohrungen 3, die mit UV-Lasern gebohrt werden gegenüber der Anzahl an Durchgangsbohrungen 2, die mit CO2-Lasern gebohrt werden, im Verhältnis 1:1 bis 1:10, vorzugsweise 1:4 stehen.It should be noted that the number of through holes 3 which are drilled with UV lasers versus the number of through holes 2 , which are drilled with CO2 lasers, in the ratio 1: 1 to 1:10, preferably 1: 4 stand.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Substrat bzw. Folie Substrate or foil
1a1a
eine Folienseite a slide page
1b1b
andere Folienseite other side of the film
22
CO2-Laser-BohrungCO 2 laser drilling
33
UV-Laser-Bohrung UV laser bore
3a3a
trichterförmige Bohrung funnel-shaped bore
3b3b
trichterförmige Bohrung funnel-shaped bore
3c3c
Eintrittsöffnung inlet opening
3d3d
Austrittsöffnung outlet opening
3f3f
Engstelle bottleneck
3.13.1
kreisrunde Bohrung circular hole
3.23.2
rechteckige Bohrung rectangular hole
A3cA3c
Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung Cross-sectional area of the inlet opening
A3dA3d
Querschnittsfläche der Austrittsöffnung Cross-sectional area of the outlet opening
aa
Abstand distance
bb
Abstand distance
dd
Dicke thickness
FF
Faserstoffbahn Fibrous web
MDMD
Maschinenrichtung machine direction
QDQD
Querrichtung transversely

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (13)

Verfahren zur Einbringung von Durchgangsbohrungen (2, 3) mit Hilfe von Laserstrahlen in ein flächig ausgebildetes Substrat, insbesondere in eine bandförmige Folie (1), die zur Verwendung als Bespannung in einer Papiermaschine bestimmt ist, wobei die Durchgangsbohrungen (2, 3) in Dickenrichtung (d) des Substrats bzw. der Folie (1) eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte Anzahl von Durchgangsbohrungen (2) mit Hilfe eines CO2-Lasers und eine bestimmte Anzahl von Durchgangsbohrungen (3) mit Hilfe eines UV-Lasers hergestellt werden, wobei beliebig definierte Formen und Größen von Durchgangsbohrungen (3.1, 3.2, 3.n) erzeugt und in Kombination miteinander in das Substrat bzw. die Folie (1) eingebracht werden.Method for introducing through-holes ( 2 . 3 ) by means of laser beams in a flat-shaped substrate, in particular in a band-shaped film ( 1 ) intended for use as a covering in a paper machine, the through-holes ( 2 . 3 ) in the thickness direction (d) of the substrate or the film ( 1 ), characterized in that a certain number of through holes ( 2 ) using a CO2 laser and a certain number of through holes ( 3 ) are produced with the aid of a UV laser, wherein arbitrarily defined shapes and sizes of through holes ( 3.1 . 3.2 . 3.n ) and in combination with each other in the substrate or the film ( 1 ) are introduced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zylindrische Durchgangsbohrungen (2) mit Durchmessern zwischen 80 und 100 µm mit Hilfe des CO2-Lasers hergestellt werden und die übrigen Durchgangbohrungen (3, 3.1, 3.2, 3.n) mit Hilfe des UV-Lasers in das Substrat bzw. die Folie (1) eingebracht werden, wobei die mit dem UV-Laser eingebrachten Durchgangsbohrungen (3, 3.1, 3.2, 3.n) diverse geometrische Formen und geringere Querschnittsflächen als die zylindrischen, mit CO2-Laser gebohrten Bohrungen (2) aufweisen.A method according to claim 1, characterized in that cylindrical through-holes ( 2 ) are produced with diameters between 80 and 100 microns with the help of the CO2 laser and the remaining through holes ( 3 . 3.1 . 3.2 . 3.n ) with the aid of the UV laser in the substrate or the film ( 1 ), wherein the through holes introduced with the UV laser ( 3 . 3.1 . 3.2 . 3.n ) various geometric shapes and smaller cross-sectional areas than the cylindrical holes drilled with CO2 laser ( 2 ) exhibit. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrungen (2) vorperforiert werden. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the through bores ( 2 ) are perforated. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem UV-Laser eine Feinabstimmung durch ergänzende Perforationen der vorperforierten Durchgangsbohrungen (2) vorgenommen wird.A method according to claim 3, characterized in that with the UV laser, a fine tuning by supplemental perforations of the pre-perforated through-holes ( 2 ) is made. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem UV-Laser eingebrachten Durchgangsbohrungen (3, 3.1, 3.2, 3.n) nicht zylinderförmig, sondern derart eingebracht werden, dass in Dickenrichtung (d) des Substrats bzw. der Folie (1) gesehen, d.h. im Inneren des Substrats bzw. der Folie (1) sich eine Engstelle (3f) der Durchgangsbohrung (3, 3.1, 3.2, 3.n) befindet.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the introduced with the UV laser through holes ( 3 . 3.1 . 3.2 . 3.n ) are not cylindrical, but are introduced such that in the thickness direction (d) of the substrate or the film ( 1 ), ie inside the substrate or the film ( 1 ) a bottleneck ( 3f ) of the through hole ( 3 . 3.1 . 3.2 . 3.n ) is located. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Engstelle (3f) koaxial gegenüberliegende trichterförmige Bohrungen (3a, 3b) in das Substrat bzw. die Folie (1) eingebracht werden, wobei die eine Bohrung (3a) eine an der einen Seite (1a) des Substrats bzw. der Folie (1) befindliche Eintrittsöffnung (3c) und die andere Bohrung (3b) eine an der gegenüberliegenden Seite (1b) des Substrats bzw. der Folie (1) befindliche Austrittsöffnung (3d) aufweist und wobei die Eintrittsöffnung (3c) und die Austrittsöffnung (3d) jeweils eine größere Querschnittsfläche (A3c, A3d) aufweisen als die Engstelle (3f) der Durchgangsbohrung (3, 3.1, 3.2, 3.n).A method according to claim 5, characterized in that for the formation of the bottleneck ( 3f ) coaxial opposite funnel-shaped holes ( 3a . 3b ) in the substrate or the film ( 1 ), wherein the one bore ( 3a ) one on one side ( 1a ) of the substrate or the film ( 1 ) located inlet opening ( 3c ) and the other hole ( 3b ) one on the opposite side ( 1b ) of the substrate or the film ( 1 ) located outlet opening ( 3d ) and wherein the inlet opening ( 3c ) and the exit opening ( 3d ) each have a larger cross-sectional area (A3c, A3d) than the bottleneck ( 3f ) of the through hole ( 3 . 3.1 . 3.2 . 3.n ). Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Engstelle (3f) zur einen Bahnseite (1a) des Substrats bzw. der Folie (1) in einem Abstand (a) eingearbeitet wird, wobei dieser Abstand (a) ca. 1/3 der Dicke (d) des Substrats bzw. der Folie (1) entspricht. Method according to claim 5 or 6, characterized in that each bottleneck ( 3f ) to a web page ( 1a ) of the substrate or the film ( 1 ) is incorporated at a distance (a), wherein this distance (a) about 1/3 of the thickness (d) of the substrate or the film ( 1 ) corresponds. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrung (3, 3.1, 3.2, 3.n) so hergestellt wird, dass die Austrittsöffnung (3d) eine größere Querschnittsfläche (A3d) als die der Eintrittsöffnung (A3c) hat.A method according to claim 5 to 7, characterized in that the through-bore ( 3 . 3.1 . 3.2 . 3.n ) is manufactured so that the outlet opening ( 3d ) has a larger cross-sectional area (A3d) than that of the entrance opening (A3c). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das UV-Lasergerät mit Spiegel-Scannern ausgestattet ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the UV laser device is equipped with mirror scanners. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Bohren verwendete UV-Laserstrahl einen Durchmesser von ca. 25 µm aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the UV laser beam used for drilling has a diameter of about 25 microns. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Nachführen des UV-Laserstrahls und/oder durch mehrere Bohrvorgänge beliebige geometrische Formen und Größen von Durchgangsbohrungen (3, 3.1, 3.2, 3.n) hergestellt werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that by tracking the UV laser beam and / or by a plurality of drilling operations any geometric shapes and sizes of through holes ( 3 . 3.1 . 3.2 . 3.n ) getting produced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl an Durchgangsbohrungen, die mit UV-Lasern gebohrt werden gegenüber der Anzahl an Durchgangsbohrungen, die mit CO2-Lasern gebohrt werden, im Verhältnis 1:1 bis 1:10, vorzugsweise 1:4 stehen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the number of through holes drilled with UV lasers in relation to the number of through holes drilled with CO 2 lasers in the ratio 1: 1 to 1:10, preferably 1 : 4 stand. Bespannung für eine Papiermaschine, wobei die Bespannung eine Folie (1) ist, die in Form einer Endlosbandes ausgebildet ist und in Maschinenrichtung (MD) und in Querrichtung (CD) der Maschine eine Vielzahl an Durchgangsbohrungen (2, 3) zur Entwässerung einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bespannung bzw. die Folie (1) eine Kombination von Durchgangsbohrungen (2, 3, 3.1, 3.2, 3.n) aufweist, die mit einem Verfahren gemäß der Ansprüche 1 bis 12 hergestellt sind.Covering for a paper machine, the covering comprising a film ( 1 ), which is formed in the form of an endless belt and in the machine direction (MD) and in the transverse direction (CD) of the machine a plurality of through holes ( 2 . 3 ) for dewatering a paper, cardboard or tissue web, characterized in that the covering or the film ( 1 ) a combination of through holes ( 2 . 3 . 3.1 . 3.2 . 3.n ), which are produced by a method according to claims 1 to 12.
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