Laserschutzvorrichtung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Laserschutzvorrichtung in Form einer versteiften Platte gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Eine Laserschutzvorrichtung ist beispielsweise aus EP-O 247 797-A1 bekannt. Diese Laserschutzvorrichtung wird als Abdeckung für Patienten bei der Durchführung von Laseroperationen eingesetzt, um den Patienten vor Laserstrahlen zu schützen. Die Schutzwirkung und Festigkeit der vorgenannten Anordnung ist allerdings für diverse Anwendungsfälle nicht ausreichend.

Aus DE-41 13 668-A1 ist eine Laserschutzvorrichtung in Form eines flexiblen Flächengebildes, bestehend aus mindestens einer Vlies- oder Gewebelage und einer Lage aus Aluminiumfolie, die längs in ihren Außenrändern miteinander verbunden ist, offenbart. Nachteilig bei dieser Laserschutzvorrichtung ist jedoch, dass diese flexibel ausgestaltet ist. Es handelt sich um einen flexiblen Materialverbund, welcher keine eigene Steifigkeit und Festigkeit aufweist.

Aus US-A-2004/0022296 ist eine Laserschutzvorrichtung bekannt. Bei dieser Laserschutzvorrichtung sind zwei Lagen vorgesehen, wobei die zweite Lage auf der ersten Lage aufgebracht ist und zur Absorption des Laserstrahls dient. Die zweite Lage besteht aus Metall, vorzugsweise Aluminium.

In DE-C1 -196 29 037 wird ein Wandelement einer Schutzvorrichtung vor Laserstrahlen, mit wenigstens einer Innenwand und einer im Wesentlichen parallelen Außenwand, beschrieben. Die Innenwand und die Außenwand bestehen aus Metall, wobei die Innenwand mit einer Beschichtung mit hohem Absorptionsvermögen versehen ist. Die der Innenwand zugewandte Seiteninnenfläche der Außenwand besitzt hingegen nur ein geringes Absorptionsvermögen.

Aus DE-U1 -202 02 061 ist ein Abschirmbauteil für Laserstrahlen bekannt. Es wird ein lichtstreuendes Material, insbesondere Quarzsand, verwendet. Der Laserstrahl wird von dem Quarzsand aufgeweitet und dadurch seiner gebündelten Energie beraubt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung aufzuzeigen, welche als Stellwand oder nicht flexible Platte einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand der abhängigen Ansprüche und der weiteren Beschreibung sowie der beigefügten Figur.

Die Vorrichtung zum Schutz von Laserstrahlen besteht aus einem Kern, auf dessen Oberfläche jeweils beidseitig eine erste Schicht angeordnet ist. über dieser ersten Schicht ist jeweils eine zweite Schicht angeordnet, wobei die erste Schicht zur Formunterstützung des Kerns und zur Absorption eines Laserstrahls dient.

Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Anspruch 2 ist, dass die erste Schicht neben der Formunterstützung des Kerns bereits eine laserabsorbierende Funktion wahrnimmt. Hierdurch wird der Aufbau der Vorrichtung vereinfacht.

Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Anspruch 3 ist, dass die erste Schicht zur Formunterstützung durch eine Papierschicht, Kartonschicht, Schicht aus Kunststofffolie, Metallfolie oder aus einer Kombination von Papier, Aluminium, Kunststoff ausgestaltet ist. Es werden leicht zu beschaffende Materialien verwendet, was zu einer kostengünstigen Herstellung der Vorrichtung beiträgt.

Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Anspruch 4 ist, dass die laserabsorbierende Funktion der ersten Schicht durch eine Metallfolie oder Aluminiumfolie realisiert ist. Eine Metall- oder Aluminiumfolie dient sowohl als Schutzschicht vor dem Laserstrahl, wie auch zur Stabilisierung des Kerns.

Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Anspruch 5 ist, dass die zweite Schicht vorzugsweise zur Abführung der in der ersten Schicht bei der Absorption eines

Laserstahls entstehenden Wärme/Energie vorgesehen ist und außerdem zum Flammschutz dient. Hierdurch wird neben der Laserabsorption zugleich die Eindämmung einer möglichen Ausbreitung eines Flammenherdes, hervorgerufen durch den Laserstrahl, vorgenommen.

Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Anspruch 6 ist, dass in die zweite Schicht zum Flammschutz Carbonfasern und/oder Fasern aus oxidiertem und thermisch stabilisiertem Polyacrylnitril und/oder Fasern aus Meta-Aramid eingefügt sind. Dies macht die Vorrichtung flammhemmend.

Gemäß der Ausführung nach Anspruch 7 ist bevorzugt, dass die zweite Schicht eine vliesartige oder textilartige Schicht ist. Dies gewährt eine höhere Biegesteifigkeit, einen besseren Laserschutz und verstärkt die Durchstoßfestigkeit bei mechanischen Verletzungen/Krafteinwirkungen. Außerdem wird eine ansehnliche/ansprechende Optik ermöglicht.

Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Anspruch 8 ist, dass der Kern der Vorrichtung aus Schaumstoff besteht. Dies macht die Vorrichtung leicht und einfach handhabbar und transportabel.

Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Anspruch 9 ist, dass der Schaumstoff in Form eines Hartschaums ausgeführt ist. Dies erhöht die Festigkeit des Kerns.

Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Anspruch 10 ist, dass der Kern aus einer Faserplatte besteht, wodurch die Dauerelastizität weiter erhöht werden kann, sowie die Alterungsbeständigkeit verbessert wird.

Gemäß der Ausführung nach Anspruch 1 1 ist bevorzugt, dass die Faserplatte aus Naturfasern, insbesondere Baumwolle, Flachs, Kenaf oder tierischen Fasern, insbesondere Schafwolle, Yakwolle, oder Textilfasem, insbesondere PET, PP, PA, und/oder Mischungen aus Baumwolle und/oder Flachs und/oder Kenaf und/oder Schafwolle und/oder Yakwolle und/oder PET und/oder PP und/oder PA besteht. Durch die Auswahl dieser Materialien wird erreicht, dass die Vorrichtung in Festigkeit, Biegesteifigkeit, Durchstoßfestigkeit modifiziert und angepasst werden

kann.

Gemäß der Ausführung nach Anspruch 12 ist bevorzugt, dass die Fasern in der Stärke von 0,7 dtex bis 200 dtex und die Faserlängen in Bereichen von 3 mm bis 150 mm liegen. Dies ermöglicht eine Anpassung an vorgegebene mechanische und akustische Eigenschaften.

Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Anspruch 13 ist, dass der Kern aus einem Füllmaterial besteht, welches eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. Somit wird eine thermische Einwirkung auf eine Stelle des Kerns schnell über den gesamten Kern verteilt. Dies erhöht die Effizienz des wirksamen Laserschutzes.

Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Anspruch 14 ist, dass chemische oder thermische Bindemittel den Kern verfestigen und eine eigensteife Struktur geben, wobei das Bindemittel selbst ein Füllstoff sein kann. Hierdurch wird eine Verfestigung des Kerns in sich selbst erreicht und die weiteren Schichten müssen den Kern nicht stabilisieren.

Vorteilhaft gemäß der Ausführung nach Anspruch 16 ist, dass durch die Verwendung einer Dekorschicht die Vorrichtung im Erscheinungsbild an die Farbgebung des Raumes, in welchem die Vorrichtung eingebracht wird, anpassbar ist. Bei Textilien und insbesondere Folien als Dekorschicht wird die Reinigungsfähigkeit optimiert und ein zusätzlicher Schutz vor mechanischen Beschädigungen erreicht.

Gemäß der Ausführung nach Anspruch 17 ist bevorzugt, dass der Vliesstoffverbund der zweiten Schicht vorzugsweise mit Glas und/oder mit Carbon und/oder mit Fasern aus oxidiertem und thermisch stabilisiertem Polyacrylnitril versetzt ist.

Gemäß der Ausführung nach Anspruch 18 ist bevorzugt, dass aus der Vorrichtung Lamellen oder Platten herstellbar sind. Hierdurch werden Formteile und/oder Planteile geschaffen, welche einfach zu großflächigen Schutzvorrichtungen zusammensetzbar und gut und einfach zu transportieren und montieren sind.

Gemäß der Ausführung nach Anspruch 19 ist bevorzugt, dass die Platten oder Lamellen über eine Nut- und Feder-Konstruktion untereinander verbindbar sind. Dies vereinfacht die Erstellung von großflächigen Schutzvorrichtungen.

Gemäß der Ausführung nach Anspruch 21 ist bevorzugt, dass aus den Lamellen Lamellenvorhänge oder Rollos herstellbar sind. Dadurch ist eine platzsparende Verwahrung bei Nichtgebrauch als auch ein automatisiertes öffnen/Schließen der Schutzvorrichtung möglich.

Die Vorrichtung besteht aus einem Kern, welcher vorzugsweise aus Hartschaum besteht. Der Hartschaum ist in seiner Ausführung aus Polyurethan bestehend und kann in seiner Konsistenz als hart oder halbhart ausgeführt sein. Der Kern, der vorzugsweise aus Hartschaum besteht, ist vorzugsweise als Platte ausgeführt. Der Kern ist zumindest an einer bzw. an beiden seiner größeren oberflächigen Seiten mit Papier, einer Kunststofffolie, einer Aluminiumfolien- Beschichtung oder einem Vliesstoff beschichtet. Der Vliesstoff enthält vorzugsweise Glas- oder Carbonanteile.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Kern aus einer Faserplatte. Diese Faserplatte besteht beispielsweise aus Naturfasern wie Baumwolle, Flachs, Kenaf oder tierischen Fasern wie Schafwolle, Yakwolle etc. oder Textilfasern wie z. B. PET, PP, PA, etc. und/oder Mischungen aus diesen Stoffen. Als besonders geeignet haben sich Fasern in der Stärke von 0,7 dtex bis 200 dtex und Faserlängen von 3 mm bis 150 mm ergeben.

Darüber hinaus kann der Kern als Faserplatte, als homogene Mischung aller vorgenannten Komponenten oder als Schichtenaufbau ausgelegt sein. Der Schichtenaufbau erlaubt ebenso die Verwendung von vorgefertigten und im Bedarfsfalle vorverfestigten Fasermatten, auch bekannt als Vliesstoff. Außerdem können textilartige oder textile Stoffe zum Einsatz kommen. Diese vorverfestigten Vliesstoffe oder textilen Stoffe bestehen vorzugsweise aus den gleichen Fasern, aus denen der Kern, der als Faserplatte ausgeführt ist, besteht. Die

Verfestigung dieser Vliesstoffe kann mechanisch, thermisch, chemisch oder durch eine Kombination aus zwei oder mehreren Verfahren erfolgen.

Zur besseren Wärmeableitung und zur weiteren Erhöhung der Schutzwirkung kann der Kern mit Füllstoffen gefüllt sein.

In vorteilhafter Weise hat sich erwiesen, ein Kalzium-Carbonat als Füllstoff zu verwenden.

Der Kern aus Hartschaum wird vorzugsweise dadurch hergestellt, dass der Schaum, der als Hartschaum aushärtet, auf eine ebene Fläche aufgebracht wird, vorzugsweise in einer Form, wodurch eine plattenartige Formgebung des Kerns entsteht. Nach dem Aushärten wird der Hartschaum in Form von Platten geschnitten.

Bei Verwendung einer Faserplatte als Kern können zusätzlich zu den Fasern weitere Füll- und Funktionsstoffe in die Faserplatte eingebracht und dort eingebunden werden. Grundsätzlich sind alle Stoffe hierfür geeignet, die sich in eine riesel- und schüttfähige Form bringen lassen. Derartige Füll- und Funktionsstoffe können benutzt werden, um die Beständigkeit im Gebrauch zu verändern bzw. um zusätzliche Eigenschaften in die Faserplatte einzubringen.

Vorzugsweise wird die Faserplatte mittels chemischer oder thermischer Bindemittel verfestigt und erhält so eine eigensteife Struktur. Das Bindemittel selbst kann ebenso ein Füllstoff sein.

Vorzugsweise kann vor dem Zuschnitt bereits auf mindestens eine der Oberflächen der Platte eine Schicht zur Stabilisierung und Verfestigung aufgebracht sein bzw. werden.

Auf den Kern wird zur Erhöhung der Biegefestigkeit, wie auch der Verwindungssteifigkeit und Torsionsspannung, eine erste Schicht, vorzugsweise aus einer Papierlage, einer Kunststofffolie, einer Alufolie oder einer Formkomponente, aufgebracht. Diese erste Schicht trägt vorrangig dazu bei, dem Kern eine höhere Biegesteifigkeit und/oder Verwindungssteifigkeit und/oder Torsionsspannung zu geben.

Hierbei ist insbesondere darauf zu achten, dass diese erste Schicht, welche vorzugsweise auf beide der Großoberflächen des Kerns aufgebracht wird, die Biegesteifigkeit des Kerns und/oder Verwindungssteifigkeit und/oder Torsionsspannung erhöht.

Auf diese erste Schicht wird eine zweite Schicht, vorzugsweise aus laserabsorbierendem Material, aufgebracht, soweit nicht bereits die erste Schicht laserabsorbierend ist. Als vorteilhaft hat sich hierbei die Verwendung einer Metallfolie oder Aluminiumfolie als zweite Schicht ergeben. Diese Folie wird durch thermoplastischen oder duroplastischen Kleber aufgebracht. Es kann aber auch als zweite Schicht ein anderes laserabsorbierendes Material verwendet werden. über diese zweite Schicht kann eine flammfeste und/oder wärmeabführende dritte Schicht angeordnet werden. Diese optionale dritte Schicht ist insbesondere ein Vlies, vorzugsweise ein Vlies bestehend aus Carbonfasern und/oder Panoxfasern, bzw. ein Vlies, welches mit Carbonfasern und/oder Panoxfasern versetzt ist oder ein textiler Stoff, welcher mit Carbonfasern und/oder Panoxfasern versetzt ist, oder ein textiles Gewebe, welches ebenfalls mit Carbonfasern und/oder Panoxfasern versetzt ist. Unter Panoxfasern werden Fasern aus oxidiertem und thermisch stabilisiertem Polyacrylnitril verstanden. Das Vlies, sprich die dritte Schicht, ist insbesondere in Form eines Vliesverbundstoffes ausgeführt.

Diese dritte Schicht dient zur zusätzlichen Wärmeabführung eines auf die anderen Schichten auftreffenden Laserstahls, welcher vorzugsweise durch die zweite Schicht, der laserabsorbierenden Schicht, in Wärme/Energie umgesetzt wird.

über der dritten Schicht kann eine Dekorschicht angeordnet werden. Diese Dekorschicht kann aus diversen Materialien bestehen.

In vorteilhafter Weise sind beide großen Oberflächen des Kerns von den genannten Schichten umgeben.

Der Kern in Form einer Schaumstoff platte kann auch direkt bei der Herstellung auf die erste Schicht aufgeschäumt oder aufgebracht werden. Im Weiteren kann bereits die erste Schicht die Funktion der Laserabsorption und/oder Biegesteifigkeit und/oder

Verwindungssteifigkeit und/oder Torsionsspannung übernehmen. Durch diese besondere Ausführungsform wird ein Arbeitsgang bei der Herstellung der Vorrichtung erspart.

Im Weiteren wird die konkrete Ausführung der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und anhand einer Figur näher beschrieben.

Die Figur zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Vorrichtung in Form einer Platte im Querschnitt.

Die Figur zeigt einen Kern 1 , auf dessen mindestens einer Seite bzw. Oberfläche mindestens eine Schicht angeordnet ist.

In vorteilhafter Weise sind alle großflächigen Oberflächen des Kerns 1 von diesen

Schichten umgeben.

Beim Kern 1 handelt es sich um einen Hartschaum, vorzugsweise bestehend aus

Polyurethan. Dieser Hartschaum kann in einer harten Ausführung bzw. in einer halbharten Ausführung ausgeführt sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Kern 1 aus einer Faserplatte. Diese Faserplatte besteht beispielsweise aus Naturfasern wie Baumwolle, Flachs, Kenaf oder tierischen Fasern wie Schafwolle, Yakwolle etc. oder Textilfasern wie z. B. PET, PP, PA, etc. und/oder Mischungen aus diesen Stoffen. Als besonders geeignet haben sich Fasern in der Stärke von 0,7 dtex bis 200 dtex und Faserlängen von 3 mm bis 150 mm ergeben.

Auf dem Kern 1 ist ein- bzw. beidseitig des Kerns 1 eine Schicht 2 zur Stabilisierung angeordnet. Diese Schicht 2 zur Stabilisierung besteht vorzugsweise aus Papier, Karton, aus einem textilen Stoff oder einem textilen Gewebe oder Gewirke oder aus Vliesstoff. Diese Stoffe können zusätzlich vorzugsweise mit Glas- und/oder Carbon- und/oder Panox-Anteilen verstärkt sein. Diese Schicht kann aber auch aus einer metallischen Folie bestehen oder ein Verbundstoff mit metallischem Anteil und/oder ein Vliesstoff oder textiler Stoff oder Gewebe, vorzugsweise mit Glas- oder Carbon- und/oder Panox-Anteil, sein.

Diese Schicht 2 dient vorzugsweise dazu, den Kern 1 in seiner Biegefestigkeit und/oder Verwindungssteifigkeit und/oder Torsionsspannung zu unterstützen. Durch diese Schicht 2 wird vermieden, dass der Kern 1 auf einfache Weise verbogen werden kann.

über die Schicht 2 ist in vorzugsweiser Ausführung eine weitere Schicht 3 angeordnet. Bei dieser weiteren Schicht 3 handelt es sich um eine laserabsorbierende Schicht. Vorzugsweise kommt hier Aluminiumfolie oder eine andere Metallfolie zum Einsatz.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Schicht 2 und die weitere Schicht 3 durch eine einzige Schicht, bestehend aus einem laserabsorbierenden Material, welches zugleich den Kern 1 in seiner Biegefestigkeit und/oder Verwindungssteifigkeit und/oder Torsionsspannung unterstützt, ersetzt. Dieses laserabsorbierende Material ist vorzugsweise in Form einer Metallfolie oder Aluminiumfolie realisiert. Dies hat den Vorteil, dass ein kostengünstiger Aufbau durch Materialersparnis ermöglicht wird, hat jedoch unter Umständen Einfluss auf die Biegefestigkeit der Vorrichtung. Die weitere Schicht 3 dient insbesondere zur Laserabsorption. Wie beschrieben, können aber die Schicht 2 und die weitere Schicht 3 in eine einzige Schicht zusammengefasst werden.

über der laserabsorbierenden weiteren optionalen Schicht 3 ist eine Schicht 4 angeordnet, welche in vorzugsweiser Ausgestaltung als textiler Stoff oder textiles Gewebe oder Vliesstoff ausgestaltet ist. Diese Schicht 4 dient vorzugsweise zur Abführung der Wärme/Energie, welche durch den auf der weiteren Schicht 3 auftreffenden und dort absorbierten Laserstrahl erzeugt wird.

In vorzugsweiser Ausführung handelt es sich bei Verwendung eines Vliesstoffes um ein Vlies mit Carbon- und/oder Panox-Anteil.

Die Verfestigung des Vliesstoffes erfolgt durch Nadeltechnik, Wasserstrahltechnik, thermische Verfahren oder durch Bindemittel bzw. durch eine Kombination dieser Techniken.

Die Schicht 2, die weitere Schicht 3 und die Vliesstoff-Schicht 4 sind vorzugsweise mit thermo- und duroplastischen Klebersystemen verbunden.

über dieser Schicht 4 ist eine Dekorschicht 5 angeordnet. Diese Dekorschicht 5 dient dazu, um der Vorrichtung diverse optische Ausgestaltungen zu ermöglichen. Zugleich wird eine verbesserte Reinigungsmöglichkeit erreicht und ein Schutz vor mechanischen Beschädigungen ermöglicht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in den Kern 1 Füllmaterial eingebracht. Bei diesem Füllmaterial handelt es sich in vorzugsweiser Ausführung um Kalzium-Carbonat. Dieses dient zur Abführung gegebenenfalls entstehender Wärme/Energie.

Bei Verwendung einer Faserplatte als Kern 1 werden zusätzlich zu den Fasern weitere Füll- und Funktionsstoffe in die Faserplatte eingebracht und dort eingebunden. Grundsätzlich sind alle Stoffe geeignet, die sich in eine riesel- und schüttfähige Form bringen lassen. Derartige Füll- und Funktionsstoffe werden benutzt, um die Beständigkeit im Gebrauch zu verändern bzw. um zusätzliche Eigenschaften in die Faserplatte einzubringen.

Vorzugsweise wird die Faserplatte mittels chemischer oder thermischer Bindemittel verfestigt und erhält so eine eigensteife Struktur. Das Bindemittel selbst kann ebenso ein Füllstoff sein.

Durch die Vorrichtung wird ein flächiges Element geschaffen, welches eine eigene Stabilität aufweist.

Die Vorrichtung lässt sich in Form von Platten oder Lamellen oder anderen Ausformungen ausgestalten und kann durch eine Nut- und Feder-Kombination untereinander verbunden werden, wodurch sich die einzelnen Platten oder Lamellen zusammenfügen lassen. Durch die Ausgestaltung als Lamellen kann eine Art von Rollo hergestellt werden.

Besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass beim Einsatz in Reinräumen keinerlei Verschmutzungen durch die Vorrichtung entstehen und somit die Vorrichtung auch in Reinräumen zum Einsatz kommen kann.

Der Vorteil der Ausgestaltung des Kerns 1 als Faserplatte liegt in der höheren Eigensteifigkeit und der höheren Druckbeständigkeit begründet. Darüber hinaus unterliegt ein Kern 1 als Faserplatte einer deutlich geringeren Alterung und gewährleistet somit einen dauerhafteren Schutz.

Faserplatten als Kern 1 sind vorzugsweise einzusetzen, wenn es um hoch belastende Anwendungen geht, wie z. B. im Maschinenbau.