!HU000005953T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 005 953
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA B23K 26/18
(21) Magyar ügyszám: E 05 715168 (22) A bejelentés napja: 2005. 04. 13. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20050715168 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1737606 A2 2005. 10. 27. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1737606 B1 2009. 02. 25.
(51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: 200400585 2004. 04. 13. 822861 2004. 04. 13.
(73) Jogosult: COLOPLAST A/S, 3050 Humlebaek (DK)
DK US
(72) Feltalálók: RASMUSSEN, Frank, Berg, DK-2765 Smörum (DK); FINK, Ingrid, Läsöe, DK-3540 Lynge (DK); BAGER, Kim, DK-2800 Lyngby (DK); THIRSTRUP, Carsten, DK-2920 Charlottenlund (DK) (54)
(2006.01) A61F 5/445 (2006.01) B29C 65/16 (2006.01) A61F 13/15 (2006.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 05099960 PCT/DK 05/000251
(74) Képviselõ: Erdély Péter, DANUBIA Szabadalmi Iroda Kft., Budapest
Eljárás polietilénelemek sugárhegesztésére, és az eljárással elõállított termék
HU 005 953 T2
(57) Kivonat A találmány szerinti eljárással csökkenthetõ a sugárzás behatolási mélysége egy polietilénelem (30, 40) egy felületén vagy választófelületén (10, 50) vagy meghatározott térfogatában, ahol termék elõállítása során olyan PE¹elemet (30, 40) készítenek, amely tartalmaz egy meghatározott hullámhosszon ma abszorpciós koefficiensû felsõ réteget (30) és egy ms szórási koefficiensû alsó réteget (30), ahol ms>(1/10)×ma, olyan második elemet (20) készítenek, amely a PE¹elem (30, 40) egy felületén vagy választófelületén (10, 50) felütközik vagy azzal szomszédos, és amelynek abszorpciós koefficiense ma2<ma, szórási koefficiense pedig ms2 az adott hullámhosszon, olyan sugárzást hoznak létre, amely tartalmazza az adott hullámhosszú sugárzást, és átvezetik a második elem (20) meghatározott
térfogatán (11, 12), a felületnél vagy a választófelületnél (10, 50), vagy annak közelében, ahol a sugárzási lépés során a PE¹elemet (30, 40) a meghatározott térfogatban (11, 12) megolvasztva a PE¹elemet (30, 40) és a második elemet (30, 40) összehegesztik.
1. ábra
A leírás terjedelme 12 oldal (ezen belül 2 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 005 953 T2
A jelen találmány tárgya eljárás polietilénelemek sugárhegesztésére és az eljárással elõállított termék. Általában ha valamilyen anyagban vagy elemben abszorpciót kívánunk létrehozni hõ generálására vagy egyéb változások elõidézésére, valamilyen abszorbert kell adagolni az abszorpció létrehozására. Mindazonáltal az abszorberek – azonkívül, hogy fõ feladatuk az abszorpció – hajlamosak az adott anyag bizonyos fizikai vagy kémiai paramétereit nem kívánt módon megváltoztatni. Ilyen paraméter lehet például az elem vagy anyag színe, vagy mechanikai szilárdsága, amelyek megváltozása kedvezõtlen hatással járhat az abszorber alkalmazása következtében. Emellett az általánosan használt abszorberek viszonylag drágák is. Annak érdekében, hogy ezek a mellékhatások csökkenjenek, kevesebb abszorbenst lehet használni. Ezzel azonban csökken az abszorpció szintje is, esetleg olyan mértékben, hogy a kívánt hatás nem jelentkezik. Sugárzást gyakran alkalmaznak különbözõ eljárások beindítására. Ilyen megoldásokat ismertetnek többek között a WO 04/052626, GB 1528452, US 5 702 771, US 6 326 450, US 6 492 019, US 6 248 974, US 6 229 114, WO 02/23962, EP 1331635, EP 0476865, EP 0126787, WO 00/20157, WO 03/007080 és DE 101 58 016 sz. dokumentumok. Ezzel foglalkozik továbbá több cikk is: Russek U A és társai: „Laser beam welding of thermoplastics, Proc. SPIE – the International society for optical engineering: photon processing in microelectronics and photonics II: San Jose, CA, USA, Jan 27–30 2003, vol. 4977, 2003, pages 458–472, Bachmann F G: „laser welding of polymers using high-power diode lasers”, Proc of SPIE, vol. 4637, 2002, p: 505–518, és „Laserstrahlschweissen von Thermoplasten in Durchstrahlverfahren” 1 February 2000, BASF AG, AWETA THERMOPLASTE, Ludwigshafen, DE. A lézerhegesztés során besugároznak egy választófelületet két szomszédos anyag között, ahol az anyagok a sugárzást különbözõ módon abszorbeálják. A sugárzás áthalad a sugárzást kevésbé abszorbeáló anyagon, és a másik, a sugárzást jobban elnyelõ anyag a választófelületen úgy felmelegszik, hogy megolvad, és hegesztett kötés alakul ki. Ilyen eljárást és termékeket mutat be a WO 04/052626 számú dokumentum, amely a jelen bejelentéshez tartozó technika állását képviseli. Azt találtuk azonban, hogy a lézeres hegesztés során problémák léphetnek fel a felhevítéshez szükséges abszorpció mértékének és a választófelülettõl távolabb esõ régiókra kifejtett hatás viszonyának következtében. A gyakorlatban az anyag gyengülése vagy elszíntelenedése jelentkezhet a hegesztés következtében, mert a választófelülethez közeli részen nem abszorbeált sugárzás felmelegítheti a nagymértékben abszorbeáló anyag további részeit is. Ezért számos olyan helyzet állhat elõ, amikor a szükséges/elérhetõ abszorpció nem elegendõ ahhoz, hogy a kívánt hatást (például a hevítést, a sugárzáscsillapítást vagy hasonló effektusokat) elérjük az adott térfogatban vagy választófelületnél, különösen lágy ter-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 2
2
moplasztikus anyagoknál, mint amilyen a polietilén (PE), kis sûrûségû polietilén (LDPE), nagy sûrûségû polietilén (HDPE) vagy hasonló anyagok. Számos egyéb alkalmazási területen, ahol fénnyel vagy hõvel indukált folyamatok kívánatosak, hasonló problémák jelentkezhetnek. A kívánt helyen esetleg nem megfelelõen abszorbeált sugárzás károsíthatja az anyagot egyéb helyeken. A jelen találmánnyal ennek a problémának a megoldása volt a célunk. Azt találtuk, hogy olyan anyagok vagy eszközök esetében, amelyek az adott hullámhosszon történõ abszorpció mellett nem jelentéktelen szórást is létrehoznak, az a sugárzás, amely az adott választófelületen, területen vagy felületen, ahol a sugárzás kívánatos, kívülre kerül, nem csupán elnyelõdik az anyag egyéb részein, hanem az idejutott sugárzás visszaszóródik a kívánt területre/felületre/választófelületre. Következésképpen azon a területen, felületen vagy választófelületen, ahol a hatást létre kívánjuk hozni, a vártnál nagyobb sugárzáselnyelés történik. A szórás általános hatásaként a sugárzásnak az adott elembe történõ behatolási mélysége, illetve távolsága csökken. A sugárzás emellett visszaszóródik arra a területre, illetve térfogatba, ahová a sugárzást irányítani kívánjuk. Természetesen, amint az a késõbbiekben látható, a szórás mértékét megfelelõen kell (az adott elem belsejében is) megválasztani annak érdekében, hogy a megfelelõ helyekre történjék a reflektálás, a kívánt hatás kialakítására. A találmány elsõ vonatkozásában tehát egy eljárás az 1. igényponti jellemzõk szerint. Ebben a vonatkozásban a sugárzás lehet monokromatikus, például lézersugárzás, amelynek meghatározott hullámhossza van, vagy valamilyen polikromatikus sugárzás. A sugárforrás tekintetében sincs különösebb megkötés. A hullámhossz gyakorlatilag bármilyen hullámhossz lehet. A gyakorlatban jól használható az olyan sugárzás, amely több hullámhosszon hat, tehát a legtöbb anyag különbözõ hullámhosszokon elnyelheti, és így a megfelelõ hõ¹ vagy egyéb hatás különbözõ hullámhosszok egyidejû alkalmazásával is elérhetõ. Az adott felület lehet a PE¹elem külsõ felülete, vagy egy olyan belsõ választófelület, amely a PE¹elem két része között van. A meghatározott, a sugárzást fogadó térfogat választófelületen van, ahová a sugárzás irányítása kívánatos. A kiválasztott terület, illetve térfogat, amely lehet a választófelületen, ugyanúgy lehet egy, a PE¹elem egy külsõ felületén, mint belül. A térfogatot általában a sugárzás és a sugárzási intenzitás függvényében határozzuk meg úgy, hogy a térfogat, ahol a kívánt hatás létrejön, az a terület legyen, ahol a sugárzási intenzitás elegendõen nagy. Mindazonáltal az adott terület kiválasztása számos egyéb módon is történhet. A kívánt hatás ekkor is az adott térfogatban, illetve felületen jön létre. Az adott (és alább ismertetendõ) szituációktól függõen lehet tehát felületi hatás vagy térfogati hatás. Természetesen a ma abszorpciós koefficiens és a ms szórási koefficiens bármely közegben a sugárzás továbbítására nézve alapvetõ fontosságú optikai tulaj-
1
HU 005 953 T2
donságok. Ezek definíciója a standard szakkönyvekben megtalálható. Ilyenek például: C. F. Bohren és D. R. Huffman, „Absorption and Scattering of Light by Small Particle”, John Wiley & Sons, Inc. 1983, ISBN 0–471–05772¹X. Az abszorpciós koefficiens és a szórási koefficiens mérhetõ kísérleti úton, például az úgynevezett „integrating sphere” eljárással, amelyet B. C. Wilson ír le az „Optical-Thermal Response of Laser-Irradiated Tissue” címû kiadványban (A. J. Welch and M. J. C. van Gemert, Plenum Press NY 1995 chapter 8). Egy optikailag vékony, d vastagságú homogén anyag abszorpciós koefficiensét úgy határozzuk meg, hogy megmérjük az anyag által átengedett vagy szórt fény teljes mennyiségét, amibõl következik az abszorpcióból adódó veszteség. Az abszorpciós tényezõ kiszámítható az alábbi képletbõl: ma = -
10
15
1 æ Iö lnç ÷, d çè I0 ÷ø
ahol Io a beesõ fény intenzitása és I a mért fényintenzitás. A szórási koefficiens hasonló módon számítható a ms = -
5
1 æ Is ö lnç1- ÷, d çè I0 ÷ø
képletbõl, ahol ls a szórt fény intenzitása. A PE¹elemben létrejövõ szórás általános hatásaként a sugárzás legalább egy része az elõre meghatározott térfogatban nyelõdik el, míg egy másik része átadódik a PE¹elem egyéb (a meghatározott térfogattól eltérõ) részeire. Ennek az átadódó sugárzásnak egy része a kiválasztott térfogat felé verõdik vissza. Ez természetesen növeli az intenzitást a kijelölt térfogatban és a választófelületen. Ez egyben azt is jelenti, hogy ez az intenzitásnövekedés jól kihasználható, úgyszólván minden olyan, nem a találmánnyal érintett eljárásnál is, ahol például lézersugárzást alkalmaznak. Ilyenek lehetnek: 1. A lézeres hegesztés. 2. Kis elnyelõképességû fóliák lézeres hegesztése, ahol egy visszaverõ lapként egy harmadik közeget alkalmaznak a hegesztendõ fólia alatt. 3. Valamely felületi tulajdonság, például: adhézió (tapadóképesség), folyadékok (víz) abszorpciós kapacitása, gázok vagy folyadékok áteresztõképessége (porozitás), kohézió, szín, megjelenés, illat, hidrofóbia, felületi energia (érintkezési szög), felületi durvaság, mechanikai tulajdonságok (rugalmasság, keménység, nyírási szilárdság, szakítószilárdság), súrlódási tényezõ, hõállóság, villamos vezetõképesség, hangterjedés (csillapítás), optikai tulajdonságok, kristályos tulajdonságok, molekuláris orientáció, molekuláris szerkezet (térhálósítás, kikeményítés) stb. megváltoztatása. 4. Hagyományos lézeres jelölés. 5. Lézeres vágás és fúrás, lásd például az US 6 248 974 számú dokumentumot, amely olyan eljárást ismertet, ahol golflabda aerodinamikus tu-
20
25
30
35
40
45
50
55
60 3
2
lajdonságait változtatják meg lézeres megmunkálással, vagy az US 6 229 114 számú dokumentumot, ahol ragasztóanyag precíziós felhordását és szabályozott mélységre történõ vágását ismertetik. 6. Endotermikus kémiai reakciók indítása (a felületen vagy az anyag belsejében). 7. Eredetileg megkötött aktív közegek szabályozott kibocsátása egy szállítóközegbe (például ragasztóanyagba). Ekkor az adagnagyság a lézeres sugárzás segítségével állítható be. 8. Biológiai komponensek fotoaktiválása. 9. Ragasztott, hegesztett vagy egyéb módon összekötött alkatrészek lézeres szétválasztása (például autóalkatrészek újrahasznosítása). 10. Lézeres átolvasztás mechanikai tulajdonságok vagy kristályszerkezet módosítására, valamely felületrészen vagy az anyag belsejében. 11. Polimerek lézeres elrendezése. Ilyen eljárás leírása található a WO 02/23962 számú dokumentumban, ahol a bemutatott eljárás mintázat kialakítására vonatkozik valamilyen szerves polimerbõl készült szigetelõanyagon. Az eljárás során lézert alkalmaznak a polimer kiválasztott részeinek besugárzására és módosítására. A bejelentés konkrétan leírja a polimer karbonizációját és/vagy grafitizációját, amellyel a polimert vezetõképessé lehet tenni, és így az eljárás alkalmas nyomtatott lemezek (PCBs) elõállítására. 12. Optikai adathordozók, például CD¹R vagy DVD¹R lemezek írása. Ezek az adathordozók többrétegû struktúrák, amelyek egy lézer által átjárható hordozót, egy írható réteget, egy közbülsõ fémes réteget, egy nyomásérzékeny tapadóréteget és egy fedõfilmet tartalmaznak. Az írható réteg általában organikus festéket tartalmaz, amely alkalmas fény elnyelésére a lézersugárzás hullámhosszán. Az információt úgy rögzítik az adathordozón, hogy a lézerrel lokálisan felhevítik az írható réteget, és ezzel fizikai vagy kémiai változást idéznek elõ, amely megváltoztatva az adott réteg optikai tulajdonságait, egy mintázatot alakít ki. Az adathordozót azonos hullámhosszú lézerrel besugározva információt lehet rögzíteni, és ezt az információt a reflektivitás mérésével lehet reprodukálni. Az eljárást számos szabadalom, például az EP1331635 számú dokumentum ismerteti. 13. UV sugárzással indukált eljárások, például térhálósítás vagy fotokémia. 14. Polimerek lézeres felületkezelése a felület módosítására, például kémiai módosításra, szerkezeti módosításra, felületi érdesítésre és/vagy hidrofób tulajdonságok csökkentésére. Valamely hordozóanyag felületének érdesítése döntõen arra szolgál, hogy javítani lehessen a tapadási, illetve adhéziós tulajdonságokat az ilyen lézeresen kezelt polimer felületeken. Ezen túlmenõen jelentõs irodalma van a polimer munkadarabok elektromágneses sugárzásos kezelésének, amit általában ragasztóanyaggal való összekapcsolás elõtt végeznek. Ezt a technológiát általában felületi kezelési technikának nevezik, és
1
HU 005 953 T2
lehetõvé teszi a különbözõ kapcsolódások kötési szilárdságának növelését. 15. Ragasztóanyagok hõvel vagy elektromágneses sugárzással történõ aktiválása. Példa erre akrilragasztók UV¹keményítése, amikor a polimerizálást UV fénnyel iniciálják. Másik példa az olvasztásos kötés, amikor hõhatást alkalmaznak valamely ragasztóanyag (például hõre lágyuló anyag) megolvasztására, és ezzel egy kis viszkozitású folyadék elõállítására, amely nedvesíti az összekapcsolandó darabokat. 16. Hagyományos optikai litográfia, ahogy azt a félvezetõiparban alkalmazzák, amikor is egy UV fényforrással megvilágítanak egy fotorezisztens anyaggal borított hordozót, egy adott mintázatot formázó maszkon keresztül. Az UV sugárzásnak kitett anyag megváltoztatja a védõréteg oldhatóságát az elõhívóban, és így létrehozza a mintázatot. Egy ilyen jellegzetes fotovédõréteg egy fotoszenzitív anyagot tartalmaz, kombinálva egy polimer anyaggal, és célszerûen szerves oldószerekkel. Újabban alkalmaznak nagy energiájú sugárzást (röntgensugárzás) a nagyobb felbontású vagy UV/gerjesztett lézereknél. A jelenség tehát használható valamely terület, egy maximális mélység, valamilyen intenzitás vagy hasonló paraméter meghatározására, ahol az adott hatás jelentkezik. A szórás tehát egy tükrözõ/reflektáló hatást biztosít, amely a sugárzást az adott területre, illetve felületre korlátozza. Ezzel nagyszámú hatás, illetve terméktípus produkálható. Természetesen használni lehet egy adott termék különbözõ változatainak kialakítására, attól függõen, hogy a sugárzást nagyobb vagy kisebb területre/térfogatra irányítjuk, több különbözõ területre és térfogatra célozzuk, alkalmazzuk, vagy nem alkalmazzuk, és ennek megfelelõen a hatásokat, vágásokat, szétválasztásokat, hegesztéseket, leoldásokat és hasonló lépéseket lehet elvégezni bizonyos esetekben, más esetekben pedig nem. Ez ismert a szokásos eljárások során. Egy célszerû kiviteli alaknál a PE¹elem készítése során a PE¹elemet a választófelületnél és/vagy a meghatározott térfogatban ellátjuk egy meghatározott közeggel, ahol a sugárzás létrehozása során a közeg abszorbeálja és hõvé alakítja az adott hullámhosszú sugárzást a PE¹elemben. Nyilvánvaló, hogy a külsõ vagy a határoló felület a PE¹elemen és a második elemen bármilyen alakú lehet. Adott esetben a két elem közötti választófelület bármilyen háromdimenziós alakot vehet fel, és a hegesztés bárhol elvégezhetõ ebben vagy ennél a háromdimenziós alakzatnál. Egy másik kiviteli alaknál a PE¹elem készítése során a PE¹elemet meghatározott tartományban és/vagy a választófelületnél ellátjuk egy meghatározott közeggel, és a sugárzás létrehozása során a közeg elnyeli az adott hullámhosszon végzett sugárzást, és megváltoztatja a színét (az abszorpció/reflexió értékét a látható hullámhossztartományokban).
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 4
2
Az alkalmazott közeg vagy közegek lehetnek a PE¹elemhez kifejezetten erre a célra hozzáadott közegek, vagy lehetnek olyan közegek is, amelyek egyébként részét képezik a PE¹elemnek egyéb okokból (színezés, mechanikai tulajdonságok stb.) Egy másik megoldásnál, amely nem tartozik a jelen találmányhoz, a besugárzás során a PE¹elem elnyeli a sugárzást, és megváltoztatja a felületi jellemzõit az elválasztófelületen. Amint azt már korábban (a 3. és 14. pontban) említettük, ezeket a felületi jellemzõket fel lehet használni, például a tapadási tulajdonságok és számos egyéb paraméter szabályozására. A besugárzás felhasználása ezen tulajdonságok alakítására lehetõvé teszi, hogy gyakorlatilag ilyen tulajdonságokat biztosítsunk a PE¹elem meghatározott területein, meghatározott minta alakjában, véletlenszerûen vagy bármilyen egyéb módon. Érdekes alkalmazása ennek a megoldásnak, bár nem tartozik a jelen találmányhoz, amikor a besugárzás során a PE¹elem egy polimere nyeli el a sugárzást egy meghatározott hullámhosszon, és változtatja meg a tulajdonságait. A 11. és 13. pontban ismertettünk számos polimerjellemzõt, amelyek szabályozhatók a besugárzással. A találmány szerinti PE¹elem felhasználásával lehetõség van valamely polimernek besugárzás segítségével ismert módon történõ módosítására. A PE¹elem besugárzása során olyan elemet használunk, amely tartalmaz egy ma abszorpciós koefficiensû felsõ réteget és egy alsó réteget, amelynek szórási koefficiense ms. Az alsó réteg abszorpciós koefficiense kisebb, mint a felsõ rétegé, és a felsõ réteg szórási koefficiense vagy kisebb, vagy nagyobb ms-nál. Ilyen módon a két rétegben a különbözõ jellemzõk szétválaszthatók. Fontos, hogy ezek a rétegek bármilyen vastagságúak és bármilyen alakúak lehetnek. A rétegeket egymáshoz szétválaszthatóan vagy egymáshoz képest tetszõlegesen elmozdíthatóan lehet összekapcsolni. A fölsõ réteg tartalmaz bármilyen elemet vagy anyagot, amelyet sugárzással meg lehet változtatni. A fölsõ réteg akár teljes egészében is ilyen anyagból lehet kialakítva. Ez a réteg lehet egy vékony lap, amely megváltoztatja a színét, egy ragasztóréteg, egy olyan réteg, amely besugárzás hatására aktiválódik, egy vastagabb réteg olyan anyagból, amelynek belseje sugárzással aktiválható, vagy egyéb hasonló anyagokból. A gyakorlatban valamennyi vagy csaknem valamennyi fent ismertetett eljárást lehet használni ezzel a megoldással. Egy olyan kiviteli alaknál, ahol egymáshoz nem kapcsolt részekrõl van szó, egy olyan megoldás, ahol az alsó rész ismételten felhasználható, több alkalommal, különbözõ felsõ részekhez. Ennél a változatnál egy felsõ részt az alsó részre kell helyezni, és besugárzást végezni a kívánt hatás elérésére. Az alsó rész arra szolgál, hogy visszaverje a felsõ részen áthatoló sugárzást. Miután a besugárzás megtörtént, a felsõ rész eltávolítható, és egy újabb felsõ rész kezelése történhet meg.
1
HU 005 953 T2
Az eljárás egyik változata során a PE¹elem elõállítása olyan felsõ réteggel történik, amely tartalmaz olyan közeget, amely sugárzás hatására az elnyelt energiát hõvé alakítja. Ez igen jól használható a fent említett hegesztésekhez, újraolvasztáshoz, ablációhoz, endoterm reakciókhoz, színváltoztatásokhoz, polimerek megváltoztatásához és egyéb hasonló eljárásokhoz. Egy másik változatnál a besugárzás lehet egy felsõ rétegben lévõ közeg fotoaktiválása. Ez alkalmas lehet biológiai komponensek aktiválására és a felület egy részének a fent leírt módon történõ megváltoztatására. A PE¹elem reflektáló tulajdonságainak biztosítására alkalmazhatunk olyan PE¹elemet, amely tartalmaz szemcsés anyagot tetszõleges koncentrációban vagy százalékos eloszlásban, ahol a szemcsenagyság kisebb, mint az adott hullámhossz tízszerese, elõnyösen kisebb, mint az adott hullámhossz, még elõnyösebben kisebb, mint annak a fele. Ilyen szemcsék jelenléte biztosítja a szóródást. A szemcse nagyságának megválasztásával egyszerûen szabályozhatók a szórási jellemzõk. A sugárzás kívánatos behatolási mélységét mindig a PE¹elem felhasználásától függõen kell megállapítani. Általában ha a sugárzás behatol a PE¹elembe, majd azt elhagyja, az energiapazarlással jár. Emellett az ilyen besugárzást fokozottabban kell ellenõrizni, mivel veszélyes lehet például a felhasználóra. Ha a PE¹elem homogén, kívánatos, hogy a behatolási mélység ne legyen több, mint például a PE¹elem vastagságának 80%¹a, vagy még inkább 50%¹a, a besugárzás irányában. Ha a PE¹elemet felsõ elnyelõrészre és alsó szórórészre osztjuk, kívánatos, hogy a besugárzás a felsõ részen hatoljon be, annak érdekében, hogy megfelelõ hatás legyen elérhetõ a szórórészben. Ekkor azonban kívánatos, hogy a szórórészben olyan behatolási mélységet biztosítsunk, amely nem több, mint a vastagság például 80%¹a a besugárzás irányában, azért, hogy biztosítsuk, hogy (legalábbis lényegesen) ne menjen veszendõbe sugárzás az áthaladással vagy az ellenkezõ irányú szóródással. A találmány egy másik vonatkozása sugárhegesztésre vonatkozik a 9. igénypont szerint. A fentiek szerint a találmány szerinti kombináció a behatolás és a szóródás között sok elõnnyel jár a hegesztésnél. Jelenleg a nagyfokú áteresztõképesség egy viszonylagos mérõszám, amely több paramétertõl, például az elsõ rész vastagságától függ. Általában kívánatos olyan mértékû áteresztés, amilyen csak lehetséges, annak érdekében, hogy megelõzhetõ legyen a felmelegedés és az ezzel járó hatások (például a deformáció, színváltozás stb.) az elsõ részben. Mindazonáltal, bizonyos mértékû elnyelés megengedhetõ és elfogadható is a lézeres hegesztésnél. A találmány egy harmadik vonatkozása az így hegesztett termékre vonatkozik a 10. igénypont szerint. Természetesen minél nagyobb a szóródás a második részben, annál jobb az energiakoncentráció az elsõ és második rész határán. Ebben a helyzetben a második rész abszorpciós koefficiense alacsonyabb lehet,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 5
2
és még így is elérhetõ a kívánatos energiaelnyelés, a visszaverõdési tulajdonságok eredményeképpen. A gyakorlatban ms>1 mm–1 és ma<1 mm–1 értékek a legtöbb esetben megfelelõek. A kétrészes PE¹elemek elkészítésére számos megoldás létezik. Ilyen lehet például a kétkomponenses öntés, fröccsöntés, a felsõ réteg vagy az elsõ réteg egy részének színezése, a felsõ rétegnek fólia vagy lemezként az alsó rétegen történõ alkalmazása és a két réteg egymáshoz történõ rögzítése (például lézeres hegesztéssel, oly módon, hogy a fölsõ réteg megolvadjon, és az alsó réteg a fenti módon reflektáljon). A fölsõ réteg a már ismertetett módon lehet olyan réteg, amely biztosítja a kívánt elnyelést, vagy tartalmazhat egy olyan hozzáadott közeget, amely ezt elvégzi. Célszerûen: – ms3 legalább 1,5-szerese, elõnyösen 2¹szerese, még elõnyösebben 4 vagy akár 5¹szöröse ms1nek, – ma legalább 1,5-szerese, elõnyösen legalább 2¹szerese, még elõnyösebben legalább 4, célszerûen legalább 5¹szöröse ma1-nek, és/vagy – ma legalább 1,5-szerese, elõnyösen legalább 2¹szerese, még elõnyösebben legalább 4, célszerûen legalább 5¹szöröse ma3-nak. Akár a második, akár a harmadik vonatkozást nézzük, a fölsõ rész vastagsága kisebb kell legyen, mint ma–1, elõnyösen kisebb, mint 0,8×ma–1 és célszerûen kisebb, mint 0,5×ma–1. Ilyen módon biztosítható, hogy a besugárzás gyakorlatilag keresztülhalad a felsõ részen, és az alsó részben kifejtheti hatását. Egy célszerû kiviteli alaknál a második rész meghatározott koncentrációban tartalmazhat szemcsés anyagot, ahol az átlagos szemcsenagyság legfeljebb az adott hullámhosszúsággal azonos. Ezek az anyagok szétszórják a sugárzást a bennük lévõ szennyezõk, illetve tökéletlenségek eredményeképpen. Mindazonáltal annak érdekében, hogy megfelelõ nagyságú és megfelelõen szabályozható reflexió legyen elérhetõ, további adalékot, például valamilyen poranyagot is célszerû használni. A találmány negyedik vonatkozása egy olyan osztómiás termékre vonatkozik, amely tartalmazza valamelyik fenti terméket. Az osztómiás termékek különbözõ színekben, nagyságokban, tartóssággal, tapadási tulajdonságokkal és számos egyéb jellemzõvel állíthatók elõ. A találmány szerinti termékek és eljárások ezért igen alkalmasak ilyen termékek elõállítására. A találmány további részleteit kiviteli példán rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra két rész lézeres hegesztését mutatja, a 2. ábra két rész és egy közéjük helyezett elnyelõréteg lézeres hegesztését mutatja, a 3. ábrán egy célszerû kialakításnál a lézeres hegesztéssel elérhetõ tépési szilárdság látható, és a 4. ábrán olyan megoldást mutatunk be, ahol például két nagy szórási koefficiensû anyag hegesztése történik.
1
HU 005 953 T2
Az 1. ábrán egy 20 áteresztõrésznek egy 30 elnyelõrészhez történõ lézeres hegesztése látható. A lézersugár áthalad a felsõ 20 áteresztõrészen, és abszorbeálódik az alsó 30 elnyelõrészben a 20 és 30 részek közötti 10 elválasztófelületnél. A 20 rész abszorpciós koefficiense célszerûen nem túl nagy, azért, hogy ne nyelõdjék el a sugár, mielõtt eléri az elválasztófelületet, ahol a besugárzás kívánatos. Mindazonáltal azzal együtt, hogy az abszorpció a 20 részt nem károsítja, megtörténhet, hogy mind abszorpció, mind szórás fellép ebben a részben. Az ábrán 11 és 12 vonalak láthatók. Ezek a vonalak mutatják a behatolási mélységet, vagy másképpen kifejezve a megolvasztott térfogat nagyságát a besugárzás két lépésében. Ha a 30 elnyelõrész nem szórja a lézersugarat lényegesen, a lézersugár a 11 vonallal jelölt mélységig hatol be. Ha a 30 elnyelõrész a lézersugárzást szórja is, a lézersugár behatolása kisebb mértékû, ahogy azt a 12 vonal mutatja. Ez azt jelenti természetesen, hogy a sugárzás behatolási mélysége olyan mértékben csökken, ahogy a 30 anyagban a szórás mértéke növekszik. Mindkét esetben az elnyelt teljes energiamennyiség értéke azonos, de ha a 30 anyagban a lézersugár szétszóródik, több energia abszorbeálódik a 10 választófelület közelében. Ez a jelenség használható fel arra, hogy csökkentsük az abszorber anyag jelenlétét a 30 rész anyagában. Ez kívánatos lehet számos esetben, amikor a 20 és 30 anyagok színének jelentõsége van. Nehéz dolog megtalálni és beültetni a megfelelõ mennyiségû abszorber anyagot, például polimereket ahhoz, hogy elegendõ abszorpció jöjjön létre, például az infravörös tartományban, de ugyanakkor csak kismértékben befolyásoljuk az abszorpciót vagy reflexiót a látható tartományban. Az 1. ábrán bemutatott esetben az elnyelés és a szórás is a 30 anyagban megy végbe, amely homogén lehet. A két hatás azonban szét is választható. Ez jól látható a 2. ábrán, ahol egy 20, 30 és 40 rész lézeres hegesztése látható. Ebben az esetben a 20 anyag szerepe ugyanaz, mint a korábbiakban, de a fõ elnyelés a 30 anyagban történik, és a két 11 és 12 vonal azokat a behatolási mélységeket (olvadási térfogatot) mutatja, ahol a 40 anyag elegendõen nagy mértékû szórási koefficienssel rendelkezik az adott hullámhosszon – vagy nem. A 40 rész anyaga nem feltétlenül kell rendelkezzen bármilyen abszorpciós koefficienssel az adott hullámhosszon. A 30 és 40 részek kombinálhatók, illetve összekapcsolhatók egyetlen résszé, mielõtt a hegesztést elvégezzük, vagy külön kiindulódarabokként is használhatók. A lézersugár behatol az átjárható 20 részbe, és a sugárzás egy része elnyelõdik a 30 abszorbeálórészben. Amennyiben a 40 rész nem szórja szét a lézersugarat, az a 11 vonallal jelölt mélységig hatol be. Ha a
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
2
40 alsó rész is szórja a lézersugárzást, a behatolás a 40 részbe a 12 vonalig történhet. Mindkét esetben azonos a teljes elnyelt energiamennyiség, csak több energia abszorbeálódik a 30 részben, és ezért magasabb átmeneti hõmérsékletet lehet elérni a 10 és 50 választófelületeken, ha a 40 részben a lézersugárzás szóródik. A 2. ábrán látható, hogy a 30 anyag alkalmas arra, hogy összekapcsolja a 20 és 40 részeket, minthogy az intenzitási eloszlás egyenletes, és ennek megfelelõen a hõmérséklet-elosztás is egyenletes, és jó hegesztett kötés alakulhat ki a 30 anyag és mind a 20, mind a 40 anyag között. Az 1. ábrán bemutatott elrendezéssel kísérleteket végeztünk, aminek során vizsgáltuk a hegesztett kötés szakítószilárdságát. Kétféle anyagot vizsgáltunk, ahol az elsõ sorozatot a 20 anyagból készítettük, amely a sugárzás számára átjárható volt, és a 30 anyagot használtuk abszorbeálóanyagnak. A vizsgálatok eredményét a 3. ábrán a vékonyabb vonal mutatja. Az anyagok egy második csoportjánál ismét a 20 anyag volt a transzparens anyag, és a 30 anyag volt az abszorbeáló- és szóróanyag. Itt ez az anyag egy TiO2 adalékot tartalmazott 2 súly%-nyi mennyiségben. A 3. ábrán a vastag vonal mutatja az ezekkel a próbadarabokkal végzett vizsgálatok eredményét. Összehasonlítva a két csoportot látható, hogy a 30 anyagban lévõ 300 nm nagyságú titán-oxid-szemcsék szétszórják a sugárzást. A vonalenergia (a sugárzási intenzitás és a távolság hányadosa – J/mm) mennyiségét változtattuk a mérések során azért, hogy kiderüljön az intenzitásra és a szórásra vonatkozó hatások különbsége. A 3. ábrán bemutatott eredmények világosan mutatják, hogy erõs hegesztési varratok érhetõk el kis vonalenergiával, ha a 30 anyag szórási koefficiense nagyobb. Ez azt is jelzi, hogy a szórás fokozza a sugárzási intenzitást az elválasztófelületen, azaz javítja a hegesztési varrat minõségét alacsony energiaszinteken. Magasabb energiák esetében a szabad szemmel történt vizsgálatok is megmutatták, hogy az elsõ csoportnál az anyagok szétszakadtak, míg a második csoport esetében leváltak, ami azt jelentette, hogy a hegesztés a gyenge pont, és a hegesztés túl magas hõmérsékleten történt. Nagy vonalenergiák esetében is a 30 anyag az elsõ csoportban normálesetben elszínezõdött, vagy károsodott az anyagban abszorbeált nagy intenzitás következtében.
Példa Három fröccsöntött munkadarabot készítettünk (méretük 49×49×1 mm3 volt). A transzparens munkadarab kis sûrûségû polieti55 lénbõl (LDPE, Engage 8401 a DuPont-Dow cégtõl) vagy más polietiléntípusból vagy polietilén/etilén-vinilacetát kopolimerekbõl készült. Az elnyelõ munkadarab infravörös abszorbert 60 (PRO-JET 830 NP az Avecia cégtõl) tartalmazott 6
1
HU 005 953 T2
0,02 súly% végsõ koncentrációban oly módon, hogy fel volt oldva kis mennyiségû ásványi olaj és Engage 8401 keverékében. A PRO-JET 830 NP maximális abszorbciója 800 nm hullámhosszon van, ahol a spektrális félértékszélesség körülbelül 110 nm, és minden további nélkül keverhetõ polietilénnel. Polietilénben 0,02 súly%¹os koncentrációban az abszorpciós koefficiens (ma) és a szórási koefficiens (ms) 800 nm¹en 0,9 mm –1 és 0,3 mm–1. Polimerek lézeres hegesztéséhez használt infravörös abszorberek keverhetõk kell legyenek a polimerekkel, és olyan koncentrációban kell alkalmazni õket, amely elegendõ abszorpciót és szórást eredményez a lézeres hegesztés hullámhosszán. A kereskedelmi forgalomban kapható, lézeres hegesztéshez alkalmazott lézerdiódák tipikus emissziós hullámhossza 800 nm és 980 nm között van. Az ebben a hullámhossztartományban az elegendõ abszorpciót biztosító infravörös abszorberek általában a nitrozo, cianin, nigrozin, trifenilmetán, imminium és diimminium, squaurilium és krokonium, nikkel ditiolének és vonatkozó vegyületeik, valamint quinon, ftalocianin, azo, indoanilin és egyebek által alkotott csoportból választhatók. Ezeknek a vegyületeknek a szerkezeti képletei megtalálhatók például az „Infrared Absorbing Dyes” (Topics in applied chemistry) címû kiadványban (ed. M. Matsuoka, Plenum Press, New York, 1990). Az ilyen színezõanyagokat módosítani lehet azért, hogy keverhetõk legyenek a polimerekkel, amelyeket hegeszteni kívánunk, vagy elõállíthatók legyenek pigmentált formában, amely ezt követõleg keverhetõ a polimerekkel. A színezõanyagoknak polimerekkel történõ keverése végezhetõ a színezõanyagoknak a polimerekkel történõ koprecipitációjával valamilyen oldószerben vagy nagyvákuumban [lásd például T. Hiraga et al. „Properties and application of organic dye associates in polymer matrices”, Thin Solid Films 273 (1996) 190–1947]. Alternatívaképpen a színezõanyag-molekulák kovalens kötéssel kapcsolhatók a polimer láncokhoz [lásd A. Costela et al. „Efficient and highly photostable solid-state dye lasers based on modified dipyrromethene. BF2 complexes incorporated Into solid matrices of poly(methyl methacrylate), Appl. Phys. B 76 (2003) 365–369]. Az abszorbeáló és szóró munkadarabot úgy állítottuk elõ, hogy 10 súly% Pigment White 6 (kezeletlen rutil TiO2, 300 nm átlagos krisztallitmérettel, például PRETIOX R¹200 M a PRECOLOR a.s. cégtõl) Engage 8401-gyel lett összevegyítve. Különbözõ mennyiségû alapkeverékeket készítettünk Engage 8401-bõl és adott mennyiségû PROJET 830 NP¹bõl ásványi olajban feloldva, 0,02 súly%-nyi teljes koncentrációban. A lézeres hegesztési kísérleteket egy diódalézerrel végeztük 8,08 nm hullámhosszon, 2 mm átmérõjû lézersugárral, különbözõ teljesítményekkel és sebességekkel. A szakítószilárdsági vizsgálatokat a hegesztett munkadarabokon végeztük. A 3. ábra mutatja a szakítóterhelés értékét a vonalenergia (teljesítmény/sebesség) függvényében.
2
A diffúz visszaverõ képességet és a teljes áteresztõképességet egy integrált eszközzel mértük, amelynek ismertetése megtalálható például B. C. Wilson „Optical-Thermal Respons of Laser-Irradiated Tissue” 5 címû munkájában (A. J. Welch and M. J. C. van Gemert, Plenum Press NY 1995 chapter 8). A kapott értéket konvertáltuk abszorpciós és szórási koefficiensekké egy olyan addíciós-duplikációs algoritmus segítségével, amely izotópszórást és 1,5 értékû 10 refrakciós indexet feltételez (S. A. Prahl: „Optical property measurements using the inverse adding-doubling algorithm”, Oregon Medical Laser Center, Portland OR, Jan 1999, http://omlc.ogi.edu/software/iad/index.html). 15 LDPE
20
25
ma (mm–1)
ms (mm–1)
~0,1
~0,1
LDPE+abszorber
0,9
0,3
LDPE+abszorber+0,25% TiO2
0,9
2,2
LDPE+abszorber+0,5% TiO2
0,9
2,8
LDPE+abszorber+1% TiO2
0,9
4,8
LDPE+abszorber+2% TiO2
0,9
11,0
A táblázat különbözõ mintákon mért abszorpciós és szórási koefficienseket mutat, ahol a minták abszorbert tartalmaznak, vagy nem tartalmaznak (PRO-JET 830 NP), és tartalmaznak különbözõ mennyiségû TiO2 adalékot.
30 A találmány szerinti technológia alkalmazása nem a találmány körébe esõ területeken A szórás hatásának kihasználásával, ahogy az az 1. és 2. ábrán bemutatott 30 és 40 anyagokon történik, 35 egyéb feladatok is megoldhatók nagyszámú egyéb cél eléréséhez, ahol hevítés vagy jelentõs sugárintenzitás kívánatos. Lézeres hegesztés Részlegesen abszorbeáló fóliák hegesztéséhez, ahol a sugár áthatol minden fólián, szórótámasztékot lehet alkalmazni (például kerámiából) az áthaladó sugár reflektálására, illetve visszaverésére. Ilyen módon a sugár optikai útja az anyagban jelentõsen meg45 növelhetõ, és megfelelõ elnyelés, illetve hevítés érhetõ el. 40
Lézeres felületmódosítás Egy nem régi PCT bejelentésben 50 (PCT/EP2005/050328) nagyszámú alkalmazást ismertetnek tapadó felületek hõkezelésére. Ezek az eljárások az ismertetett abszorbereket használják fel, és szórórészecskéket is lehet alkalmazni az eljárás optimalizálására. A lézeres hõkezelés felhasználható töb55 bek között – a tapadási tulajdonságok (lefejtési adhézió, víz és testfolyadékok abszorpciója) megváltoztatására; – a tapadóanyagok jelölésére (színváltozás és megjelenésváltozás); 60 7
1
HU 005 953 T2
– a felületi tulajdonságok [felületi energia, hidrofóbia, felületi érdesség, optikai tulajdonságok (reflexiós koefficiens)] megváltoztatására, ahol gyakran a felületet lézerrel hõkezelik, mielõtt ragasztóanyagot alkalmaznak. Lézerrel indukált kémiai változások Az ilyen alkalmazások egyik típusa a fotokémia, a fény által indukált térhálósítás és kikeményítés. Ezt általában UV (Excimer) lézerekkel végzik, de bizonyos esetekben alkalmazható IR/NIR lézerekkel keltett hõ is. Amennyiben kismértékû behatolást akarunk elérni, azzal jelentõsen növelni lehet a hatékonyságot egy adott fénnyel indukált eljárás során. A kikeményítést (ragasztóanyagok forró olvadékánál) munkadarabok összekapcsolására alkalmazzák, és ugyancsak alkalmazzák a gyógyszeriparban hegesztés céljára. Az alkalmazás egy másik típusa a kötésfelbontás vagy a molekuláris orientáció és konformáció megváltoztatása. Villamosan vezetõ polimereknél ismeretes, hogy a molekuláris orientáció és oldalcsoportok jelenléte határozza meg a vezetõképességet. Nyilvánvaló, hogy lehetséges vezetõ polimerek lézeres írásával történõ nyomtatás. Másfelõl egy nem vezetõ polimer felületét vezetõvé lehet tenni grafitizálással (hevítéssel), lézersugár alkalmazása során. Ez ugyancsak lehetõséget ad nyomtatás létrehozására. Elektronikus áramkörök alkalmazhatók például orvosi eszközökben szenzorokként. A kötések felbontásánál alapvetõ jelentõségû a lézeres felbontás, ahol például két összeragasztott komponenst kell szétválasztani (újrafelhasználás) a ragasztóanyagnak lézersugárral történõ lebontásával. Ha a ragasztóanyag nem rendelkezik elegendõ abszorpciós tulajdonsággal önmagában, szóróanyagokat lehet hozzáadni. Lézerrel indukált fizikai jelenségek Lézeres újraolvasztással vagy átolvasztással lehetséges fóliák és polimer felületek mechanikai tulajdonságainak megváltoztatása. Ez alkalmazható például perforálás helyett (flexibilitás létrehozása, például tapadókonstrukcióknál, ahol a szilárdságot egy fólia adja). Egy másik alkalmazás lehet valamilyen fólia vagy felületi réteg krisztallinjainak megváltoztatása hevítéssel, illetve olvasztással. Ez befolyásolhatja a vizuális megjelenést, vagy javíthatja a megmunkálhatóságot egy következõ eljárási lépés, például hegesztés során (hõvel, lézerrel vagy egyéb úton végzett hegesztés esetében).
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50 Aktív közegek aktiválása lézer segítségével Aktív közegek különbözõ kémiai komplexekben vagy fizikailag a felületrõl leválasztott részeken lehetnek rögzítve. Hõ használatával lehetséges a közeget mobilizálni, vagy a felület felé irányuló diffúziót létrehozni. Ennek a megoldásnak két jellemzõje van. Elõször, ha lézert alkalmazunk, akkor a dózist a hevítendõ terület nagysága alapján kell meghatározni. Ilyen módon könnyen elõállíthatók termékek különbözõ dózisszinteken. Másodszor, kórházi vagy egyéb alkalmazá-
2
soknál az aktív közeget közvetlenül, például egy tapaszra helyezés elõtt lehet aktiválni. Egy aktív komponens fotoaktiválása (fotokémia, a közeg nem rögzítõdik, hanem egyszerûen inaktív lesz a sugárzás elõtt) hasonló módon történhet. Visszaszórás A fény visszaszórását el lehet érni egy erõsen szóró anyag segítségével, amelyet a felülettõl meghatározott mélységben helyezünk el. Tulajdonképpen azt lehet mondani, hogy a beépített válaszfelület tükörként mûködik. Ez az elrendezés igen hasznos a fent leírt hegesztések során. Használható azonban például fúrásra, vágásra, ablációs eljárásokhoz (IR/NIR/VIS és UV lézerek esetén), amikor a tükrözõ felület hatékonyan határozza meg a furat vagy a vágás mélységét. A szúrási és abszorpciós koefficienseket úgy lehet kiválasztani, hogy a legmagasabb hõmérsékletet gyakorlatilag nem a felületen, hanem a beültetett tükrözõ felületnél érjük el. Ez hasznos lehet aktív közegek aktiválására és lézeres lebontásra is (lásd fönt). A CD¹ vagy DVD-technológia során ugyancsak tükrözõ fémes réteget használnak a gyakorlatban. A jelen találmány szerint a fémréteg helyettesíthetõ egy szóróréteggel (amely olcsóbb, és alkalmazása is egyszerûbb). Oldalsó megvilágítás Egy speciális alkalmazásnál a sugárzást vékony rétegben vagy egy elválasztórétegben kell alkalmazni. Ekkor két tükrözõ elemet lehet elhelyezni a választófelület mellett, ahogyan az a 4. ábrán látható. A két 40 szóróelem a 30 abszorbeálóelem két oldalán van elhelyezve. A 40 elemek szórási koefficiense olyan magas, hogy nem érdemes a szükséges besugárzási mennyiséget keresztülvezetni a megkívánt intenzitás elérésére a 30 elemben. Ezért a sugárzást a 30 elem irányában végezzük, ahogy azt az ábrán a nyíl mutatja. A két 40 szóróelem ilyenkor fenntartja a nagymértékû sugárzási intenzitást a 30 elemben a választófelülettõl egy adott távolságban is, ahol a sugárzás belép a rendszerbe, és a sugárzás szóródása egy viszonylag magas sugárzási intenzitást biztosít a 30 anyagban. A leírt rendszer jól használható a legtöbb bemutatott vonatkozásban, például hegesztésre, roncsolásra, a 30 anyag tulajdonságainak megváltoztatására az anyag belsejében vagy a felületen, adalék anyagok felszabadítására vagy a 30 anyagban lévõ polimer, illetve hasonló anyagok megváltoztatására.
SZABADALMI IGÉNYPONTOK 55
60 8
1. Eljárás termék elõállítására, amelynek során – olyan PE¹elemet (30, 40) készítünk, amely tartalmaz egy meghatározott hullámhosszon ma abszorpciós koefficiensû felsõ réteget (30) és egy ms szórási koefficiensû alsó réteget (30), ahol ms>(1/10)×ma,
1
HU 005 953 T2
– olyan második elemet (20) készítünk, amely a PE¹elem (30, 40) egy felületén vagy választófelületén (10, 50) felütközik vagy azzal szomszédos, és amelynek abszorpciós koefficiense ma2<ma, szórási koefficiense pedig ms2 az adott hullámhosszon, – olyan sugárzást hozunk létre, amely tartalmazza az adott hullámhosszú sugárzást, és átvezetjük a második elem (20) meghatározott térfogatán (11, 12), a felületnél vagy a választófelületnél (10, 50), vagy annak közelében, ahol – a sugárzási lépés során a PE¹elemet (30, 40) a meghatározott térfogatban (11, 12) megolvasztva a PE¹elemet (30, 40) és a második elemet (30, 40) összehegesztjük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ahol a PE¹elem készítése során a PE¹elemet a választófelületnél és/vagy a meghatározott térfogatban ellátjuk egy meghatározott közeggel, és ahol a sugárzás létrehozása során a közeg abszorbeálja és hõvé alakítja az adott hullámhosszon végzett sugárzást a PE¹elemben. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ahol a második elem készítése során ms2>(1/10)×ma koefficiensû elemet állítunk elõ, és ahol a sugárzás létrehozása során a sugárzást a választófelület mentén egy meghatározott térfogatban végezzük. 4. Az 1–3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a PE¹elem készítése során a PE¹elemet a meghatározott tartományban és/vagy a választófelületnél ellátjuk egy meghatározott közeggel, és ahol a sugárzás létrehozása során a közeg abszorbeálja az adott hullámhosszon végzett sugárzást, és megváltoztatja a közeg vagy a PE¹elem színét. 5. Az 1–4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a sugárzás létrehozása során a PE¹elem abszorbeálja a sugárzást, és megváltoztatja a felületi jellemzõit a választófelületnél. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ahol a PE¹elem készítése során a PE¹elemet egy olyan felsõ réteggel látjuk el, amely tartalmaz egy, az abszorbeált sugárzást hõvé alakító közeget. 7. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ahol a sugárzás létrehozása során egy, a felsõ rétegben lévõ közeg fotoaktiválása történik. 8. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ahol a PE¹elem készítése során a PE¹elemet meghatározott koncent-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
9
2
rációban vagy százalékos arányban olyan szemcsés anyaggal látjuk el, amelynek átlagos szemcsenagysága kisebb, mint az adott hullámhossz tízszerese. 9. Sugárhegesztett termék, amely egy elsõ részbõl (20) és egy második részbõl (30, 40) van összehegesztve, ahol – az elsõ rész (20) egy adott hullámhosszon nagy áteresztõképességû, valamint abszorpciós koefficienssel (ma3) és egy elsõ szórási tényezõvel (ms1) rendelkezik, – a második rész (30, 40) egy PE¹elem, amelynek egy, az elsõ résszel (20) és egy alsó résszel (40) szomszédos felsõ része (30) van, ahol: – az adott hullámhosszon a felsõ rész abszorpciós koefficiense: ma, az alsó rész abszorpciós koefficiense: ma3, és ma nagyobb, mint az elsõ ma1 és a harmadik abszorpciós koefficiens (ma3), és – az alsó rész (40) szórási koefficiense (ms) az adott hullámhosszon nagyobb, mint ms1 és nagyobb, mint (1/10)×ma. 10. Sugárhegesztett termék, amely egy elsõ részbõl (20) és egy második részbõl (30, 40) van összehegesztve, ahol – az elsõ rész (20) egy adott hullámhosszon nagy áteresztõképességû, valamint abszorpciós koefficienssel (ma3) és egy elsõ szórási tényezõvel (ms1) rendelkezik, – a második rész (30, 40) egy PE¹elem, amelynek egy, az elsõ résszel (20) és egy alsó résszel (40) szomszédos felsõ része (30) van, ahol: – az adott hullámhosszon a felsõ rész abszorpciós koefficiense: ma, az alsó rész abszorpciós koefficiense: ma3, és ma nagyobb, mint az elsõ ma1 és a harmadik abszorpciós koefficiens (ma3), és ma kisebb, mint 4 mm–1, és – az alsó rész (40) szórási koefficiense (ms) az adott hullámhosszon nagyobb, mint ms1 és nagyobb, mint 0,4 mm–1. 11. A 9. vagy 10. igénypont szerinti termék, azzal jellemezve, hogy meghatározott koncentrációban vagy százalékos arányban tartalmaz olyan szemcsés anyagot, amelynek átlagos szemcsenagysága legfeljebb az adott hullámhossz tízszerese. 12. Osztómiás termék, amely tartalmaz a 9–11. igénypontok bármelyike szerinti terméket.
HU 005 953 T2 Int. Cl.: B23K 26/18
10
HU 005 953 T2 Int. Cl.: B23K 26/18
11
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest
