CN108472941B - 吸收红外线的粘合剂膜和相关方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了可用于激光切割由带粘合剂背衬的膜保护的衬底的带粘合剂背衬的膜和相关方法。该带粘合剂背衬的膜包括基层以及粘合剂层,该基层由聚合物构成并具有相反的第一主表面和第二主表面,该粘合剂层包含直接地或间接地联接到该第二主表面的压敏粘合剂。红外线吸收体存在于聚合物和压敏粘合剂中的一者或两者中,并且带粘合剂背衬的膜是充分透明的以能够目视检查具有设置在其上的带粘合剂背衬的膜的表面。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年12月30日提交的美国临时专利申请号62/273074的权益,该专利申请的公开内容以引用方式全文并入本文。
技术领域
本发明提供的是带粘合剂背衬的膜,并且具体地,用于激光切割操作的带粘合剂背衬的膜。
背景技术
激光切割是非接触过程,其中激光束用来切穿材料。激光切割在工业制造应用中是最常见的,并且可用来转化宽范围的材料,包括金属、塑料和陶瓷。这种技术常常用于例如医疗工业、汽车工业、电子工业、航空工业和太阳能工业中。
激光切割通常涉及将高功率激光器的输出穿过光学元件引导至待切割的衬底上。计算机可用于根据预先确定的切割图案来控制衬底和激光束的相对位置和取向。衬底的被激光束击中的区域熔化,燃烧,蒸发掉或被气体射流吹走,从而留下具有高质量表面光洁度的边缘。工业激光切割器用来切割平坦片材材料以及结构和管道材料。
有利地,聚焦的激光束可提供非常精确且尺寸准确的切口。在机械切割上进行激光切割的另一个优点是更容易的工作保持和工件的减少的污染,因为不存在可污染或被切割的材料污染的切割边缘。切口的精确性和准确性也可以非常一致,因为激光束在该过程中不会磨损。使用激光还减少了在材料被切割时翘曲该材料的可能性,因为激光系统具有小的热影响区。一些材料难以或不可能通过更多传统的手段来切割。
基于近红外线(“NIR”)辐射,基于CO2激光的金属处理的市场已经变得相当成熟,并且工业播放器正在快速地转变成纤维激光器系统。许多美国激光原始设备制造商(“OEM”)不再提供较旧的CO2激光技术。纤维激光器经常是优选的,因为它们以比基于CO2激光的系统更快的速度和使用更少的能量进行处理。
发明内容
制造商得益于在零件处置过程中只要有可能就避免表面损坏。然而,同时,任何表面缺陷在制造过程中都应该在早期就可见,从而允许有缺陷的零件在其与其他零件组装之前被修理或置换。理论上,可使用设置在衬底上的透明的保护性膜来实现这些目的中的两个,该透明的保护膜可利用用来切割衬底的相同激光整洁地切割。
这种解决方案目前不可用于纤维激光器。可与纤维激光器一起使用的当前保护性膜出售物在可见范围内是不透明的,从而使穿过膜进行目视检查不可能。这也可防止衬底上的表面标记在例如制造或转化过程中用于光学配准。用于CO2激光器的透明的保护性带粘合剂背衬的膜是可获得的,但是这些膜不能与1μm激光器(或纤维激光器)一起工作,因为它们不能充分地吸收超过NIR波长的光。
本文提供的是透明的带粘合剂背衬的保护性膜,该透明的带粘合剂背衬的保护性膜可使用纤维激光器进行有效地切割,保护衬底免受刮痕,并且还能够在不需要移除膜的情况下进行表面检查。这将在生产过程中节省时间并且通过在早期消除缺陷零件来提高生产量。这是优于不透明的保护性胶带的改进,该不透明的保护性胶带仅在完成全部生产步骤并且将胶带移除之后允许进行检查。
所提供的膜并入可用于制得用于纤维激光器处理的透明的保护性胶带的选择的吸收体和添加剂/增效剂。可用的NIR吸收体包括金属掺杂的和自掺杂的钨氧化物(例如,WO3-x、WO和Cs+离子掺杂的WO),该金属掺杂的和自掺杂的钨氧化物表现出高的可见的透明性,强烈的近红外线吸收和在挤出温度下的热稳定性。
在第一方面,提供带粘合剂背衬的膜。该带粘合剂背衬的膜包括:基层,该基层包含聚合物且具有相反的第一主表面和第二主表面;以及粘合剂层,该粘合剂层包含设置在基层的第二主表面上的压敏粘合剂;以及红外线吸收体,该红外线吸收体存在于聚合物和压敏粘合剂中的一者或两者中,该带粘合剂背衬的膜是足够透明的以相对于具有设置在其上的带粘合剂背衬的膜的表面提供接触清晰度。
在第二方面,提供层合衬底,该层合衬底包括衬底和至少部分附着到该衬底的前述带粘合剂背衬的膜。
在第三方面,提供激光切割衬底的方法,该方法包括:将前述带粘合剂背衬的膜附着到衬底的外表面,从而提供层合衬底;以及将红外线激光束引导至层合衬底上以切割外表面的至少一部分,由此红外线激光束致使在外表面上延伸的带粘合剂背衬的膜从切口的边缘收缩和/或移除一定边距。
在第四方面,提供激光切割衬底的方法,该方法包括:将带粘合剂背衬的膜附着到衬底的外表面以提供层合衬底,带粘合剂背衬的膜包括具有主表面的基层和设置在该主表面上的粘合剂层,其中基层或粘合剂层中的至少一个包含红外线吸收体,并且其中带粘合剂背衬的膜对于可见光是足够半透明的或透明的以相对于外表面提供接触清晰度;以及将红外线激光束引导至层合衬底上以沿外表面的至少一部分进行切割,由此激光束致使在外表面上延伸的带粘合剂背衬的膜的区域从切口的边缘收缩和/或变得移除一定边距。
附图说明
图1是根据一个示例性实施方案的带粘合剂背衬的膜的侧面横截面图;
图2是根据另一个示例性实施方案的带粘合剂背衬的膜的侧面横截面图;
图3是根据又一个示例性实施方案的带粘合剂背衬的膜的侧面横截面图;
图4是使用前述带粘合剂背衬的膜中的任一个的示例性激光切割过程的示意图;以及
图5和图6是光学显微图,其以顶视图的形式示出在被激光切割之后层合到两个不同的带粘合剂背衬的膜的金属片。
在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解,本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。
定义
如本文所用:
“红外线”是指从约780nm至约1mm(1,000,000nm)延伸的电磁波谱的一部分;
“近红外线”是指从约780nm至约2,500nm延伸的电磁波谱的一部分;以及
“粒度”是指颗粒的最长尺寸。
具体实施方式
根据第一实施方案的带粘合剂背衬的膜在图1中示出并且在下文用标号100表示。膜100是由基层102和粘合剂层108构成的双层,基层102具有第一主表面104和第二主表面106,粘合剂层108横跨基层102的第二主表面106延伸并接触第二主表面106。层102、108中的每一个将在下文依次进行进一步检验。
在示出的实施方案中,基层102是连续层。基层102包括由聚合物110和嵌入聚合物110中的红外线吸收体112的颗粒制成的基体。
聚合物110优选为透明的或半透明的柔性聚合物。聚合物110可例如是聚烯烃(例如聚乙烯)、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、或聚乙酸乙烯酯或它们的共混物或共聚物。
优选地,红外线吸收体112是近红外线吸收体。近红外线吸收体例如包括还原的钨氧化物或掺杂有一些其它金属的钨氧化物。可用的金属掺杂的钨氧化物包括但不限于氧化铯钨、氧化钠钨、氧化锑锡和氧化铟锡。
吸收体颗粒可以是微米或纳米级的。例如,它们的大小可以是5nm至10μm。例如,它们的大小可以是20nm至800nm,例如大小为约20nm至约300nm或约20nm至约200nm。在一些实施方案中,大于90%的颗粒(按数目)处于这些范围内。粒度通过扫描电子显微镜确定。当将颗粒并入合适的衬底中时,期望小于300nm的粒度在最小雾度下实现良好的透明性。
其它近红外线吸收体包括可溶于聚合物中的近红外线吸收的染料、和近红外线吸收的颜料。任选地,红外线吸收体112可以是上述吸收体中的两种或更多种的混合物。
红外线吸收体112通常在处于从约780nm至约2500nm延伸的电磁波谱的红外线范围内的波长下显示具有显著吸收的波谱吸收曲线。
在一些实施方案中,当沿带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸测量时,红外线吸收体112在780nm至2500nm范围内的波长下显示至少10%的吸收(即,90%的透射和散射)。更优选地,当沿带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸测量时,红外线吸收体112在780nm至1100nm范围内的波长下显示至少30%的吸收。最优选地,当沿带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸测量时,红外线吸收体112在1000nm至1100nm范围内的波长下显示至少40%的吸收。
红外线吸收体112以足以使聚合物基体能够相当大地局部熔化或降解的量存在于基层102中。在示例性激光切割过程中,这一熔化的聚合物然后借助于引导在切割区处的加压的气体立即被抽空。这种类型的激光切割有时被称为融合切割。然而,这种方法不旨在是限制性的,并且可另选地使用其它切割方法(例如,汽化切割,热应力断裂)。
在一些实施方案中,红外线吸收体112相对于基层102的总体积以至少0.1体积%、至少0.2体积%、至少0.3体积%、至少0.4体积%或至少0.5体积%的量存在。在一些实施方案中,红外线吸收体112相对于基层102的总体积以至多10体积%、至多8体积%、至多6体积%、至多4体积%或至多3体积%的量存在。
基层102可有利地包含不同于红外线吸收体112的一种或多种增效填料114。在激光切割过程中,将增效填料114混合到基层100中似乎致使带粘合剂背衬的膜100的区域在激光束切穿涂覆有带粘合剂背衬的膜100的衬底时从该激光束附近回缩和/或变得移除。这继而帮助防止熔化的或部分熔化的聚合物材料干扰下面衬底的切割(如果增效填料114不存在,否则将会发生)。
可用的增效填料114是异质的,并且还显示不会致使带粘合剂背衬的膜100整体上变得不透明或以其它方式防止接触清晰度—也就是说,穿过带粘合剂背衬的膜100清楚地目视观察底层衬底的折射性质。这种性质通常取决于基体(即,聚合物110)的折射率和增效填料114的折射率。
当透射光(诸如可见光)穿过异质分散体时,光散射的程度取决于分散相和分散介质的折射率之间的差值的大小。关于带粘合剂背衬的膜100,更小的折射率差值将产生改善的清晰度。在一些实施方案中,增效填料114的材料的折射率与聚合物的折射率相差(正地或负地)至多0.8、至多0.7、至多0.5、至多0.3、或至多0.1(在绝对意义上说)。在相同或替代性实施方案中,增效填料114的材料可具有至多2、至多1.8、至多1.7、至多1.6、或至多1.5(在绝对意1.6义上说)的绝对折射率。
示例性增效填料114包括滑石、硅藻土、霞石正长岩、碳酸钙、玻璃珠、合成陶瓷小珠、金属氧化物、金属氢氧化物和碳酸盐、天然和合成粘土以及它们的组合。
尽管不需要,但是增效填料114也可显示一定程度的红外线吸收。在一些实施方案中,当沿带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸测量时,增效填料114在780nm至2500nm范围内的波长下显示至少5%的吸收。更优选地,当沿带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸测量时,增效填料114在780nm至1100nm范围内的波长下显示至少10%的吸收。最优选地,当沿带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸测量时,增效填料114在780nm至1100nm范围内的波长下显示至少20%的吸收。
在一些实施方案中,增效填料114相对于基层102的总体积以至少0.5体积%、至少0.75体积%、至少1体积%、至少1.5体积%或至少2.5体积%的量存在。在一些实施方案中,增效填料114相对于基层102的总体积以至多30体积%、至多25体积%、至多20体积%、至多15体积%或至多10体积%的量存在。
基层102可具有任何合理的厚度,从而使带粘合剂背衬的膜100能够均匀地覆盖附近的特定衬底并且附着到该特定衬底。基层102可例如具有至少10微米、至少15微米、至少25微米、至少35微米或至少50微米的厚度。在上端上,基层102可具有至多200微米、至多150微米、至多125微米、至多115微米或至多100微米的厚度。
粘合剂层108包含压敏粘合剂120。压敏粘合剂是独特类别的粘合剂和独特类别的热塑性塑料,其在干燥(无溶剂)形式下是强劲的,并且在室温下是永久发粘的。它们仅仅通过接触而不需要比用手指或手大的压力便牢固地粘附于多种相异的表面。压敏粘合剂不需要通过水、溶剂或热活化以对诸如纸张、玻璃纸、玻璃、木材和金属之类的材料施加强粘合保持力。它们的性质是足够粘着和弹性的,使得尽管它们具有强劲的粘性,但也可以用手指对它们进行处理,并且可以将它们从平滑的表面上除去而不留下残留物。可使用“Dahlquist标准”定量地描述压敏粘合剂,该Dahlquist标准认为这些材料在室温下的弹性模量小于106达因/平方厘米(参见例如Pocius,A.V.的粘附&粘合:概论,汉瑟出版社,纽约,第一版,1997(Pocius,A.V.,Adhesion&Adhesives:An Introduction,Hanser Publishers,New York,N.Y.,First Edition,1997))。
用于压敏粘合剂120的示例性组合物包括但不限于丙烯酸类压敏粘合剂、橡胶压敏粘合剂、橡胶树脂压敏粘合剂、乙烯基烷基醚压敏粘合剂、有机硅压敏粘合剂、聚酯压敏粘合剂、聚酰胺压敏粘合剂、氨基甲酸酯压敏粘合剂、氟化压敏粘合剂、环氧压敏粘合剂、基于嵌段共聚物的压敏粘合剂以及其它已知的压敏粘合剂。在优选的实施方案中,使用丙烯酸类压敏粘合剂。不同压敏粘合剂中的每一者可单独使用或组合使用。所使用的具体压敏粘合剂并非关键,并且示例可包括乳液压敏粘合剂、溶剂型压敏粘合剂、可光聚合的压敏粘合剂以及热熔融压敏粘合剂(即,热熔融挤出的压敏粘合剂)。
丙烯酸类压敏粘合剂包括含丙烯酸类聚合物作为基体聚合物(或基体树脂)的压敏粘合剂。尽管并未如此限制,但丙烯酸类聚合物可通过聚合(或共聚)一种或多种作为基本单体组分(主单体组分)的(甲基)丙烯酸烷基酯和一种或多种可与(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的单体(在必要时)而制备。示例性可共聚单体包括含极性基团的单体和多官能单体。可根据本领域已知的任何技术(诸如紫外聚合、溶液聚合或乳液聚合)进行聚合,不受限制。
用作本文的丙烯酸类聚合物的主单体组分的(甲基)丙烯酸烷基酯为各自具有直链或支链烷基基团的(甲基)丙烯酸烷基酯,并且示例包括其烷基部分具有1至20个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯,诸如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸十三烷酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯、(甲基)丙烯酸十五烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十七烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸十九烷酯以及(甲基)丙烯酸二十烷酯。在这些当中,其烷基部分具有2至14个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯为优选的,并且其烷基部分具有2至10个碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯为更优选的。
作为丙烯酸类聚合物的主要单体组分,基于用于构成丙烯酸类聚合物的单体组分的总量计,(甲基)丙烯酸烷基酯的量在一些实施方案中为60重量%或更多,并且在其它实施方案中为80重量%或更多。丙烯酸类聚合物还可包含作为单体组分的一种或多种可共聚单体,诸如含极性基团的单体和多官能单体。在一些实施方案中,可共聚单体作为单体组分的存在可提供压敏粘合剂对粘附体的改善粘附强度和/或较高的内聚强度。不同可共聚单体中的每一者可单独使用或与其它单体组合使用。
示例性含极性基团的单体包括含羧基单体,诸如(甲基)丙烯酸、衣康酸、马来酸,富马酸、巴豆酸和异巴豆酸以及它们的酸酐(诸如马来酸酐);含羟基单体,包括(甲基)丙烯酸羟烷基酯,诸如(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯和(甲基)丙烯酸羟丁酯;含酰氨基单体,诸如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺和N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺;含氨基单体,诸如氨基乙基(甲基)丙烯酸酯,二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯和叔丁基氨基乙酯(甲基)丙烯酸酯;含缩水甘油单体,诸如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯;含氰基单体,诸如丙烯腈和甲基丙烯腈;含杂环的乙烯基单体,诸如N-乙烯基-2-吡咯烷酮,(甲基)丙烯酰吗啉,N-乙烯基吡啶,N-乙烯基哌啶酮,N-乙烯基嘧啶,N-乙烯基哌嗪,N-乙烯基吡咯,N-乙烯基咪唑,N-乙烯基噁唑和N-乙烯基己内酰胺;(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯单体,诸如(甲基)丙烯酸甲氧基乙基酯和(甲基)丙烯酸乙氧基乙基酯;含硫单体,诸如乙烯基磺酸钠;含磷酸盐单体,诸如2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯;含酰亚胺单体,诸如环己基马来酰亚胺和异丙基马来酰亚胺;以及含异氰酸酯单体,诸如2-甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯。在这些含极性基团的单体中,丙烯酸和其它含羧基的单体及其酸酐为优选的。基于丙烯酸类聚合物中单体组分的总量计,存在的含极性基团的单体的量通常为30重量%或更少(例如,0.1重量%至30重量%),并且优选地为0.1重量%至15重量%。如果含极性基团的单体的使用量大于30重量%,则可能导致丙烯酸类压敏粘合剂具有过高的内聚强度,并由此显示出不足的粘着性。相反地,如果含极性基团的单体的使用量过小(例如,基于丙烯酸类聚合物中单体组分的总量计,小于1重量%),则可能无法提供令人满意的具有足够的内聚强度和/或足够高的剪切力的丙烯酸类压敏粘合剂。
多官能单体的示例包括:己二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸乙烯酯、二乙烯基苯、环氧基丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯以及氨基甲酸酯丙烯酸酯。基于丙烯酸类聚合物中单体组分的总量计,存在的多官能单体的量通常为2重量%或更少(例如,0.01重量%至2重量%),并且优选地为0.02重量%至1重量%。如果多官能单体的使用量大于丙烯酸类聚合物中单体组分总量的2重量%,则可能导致丙烯酸类压敏粘合剂具有过高的内聚强度,从而导致不足的粘着性。如果多官能单体的使用量过小(例如,小于用于构成丙烯酸类聚合物的单体组分总量的0.01重量%),则可能无法提供具有足够内聚强度的丙烯酸类压敏粘合剂。
除了含极性基团的单体和多官能单体之外,本文中可用的示例性可共聚单体还包括乙烯基酯,诸如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯;芳族乙烯基化合物,诸如苯乙烯和乙烯基甲苯;烯烃或二烯,诸如乙烯,丁二烯,异戊二烯和异丁烯;乙烯基醚,诸如乙烯基烷基醚;以及氯乙烯。示例性可共聚单体还包括各自具有脂环族烃基团的(甲基)丙烯酸酯,诸如(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯以及(甲基)丙烯酸异冰片酯。
压敏粘合剂层120可包含一种或多种合适的添加剂。本文可用的示例性添加剂包括硅烷、增粘剂(例如,松香酯、萜烯、酚类化合物、以及脂族合成烃类树脂、芳族合成烃类树脂、或脂族合成烃类树脂和芳族合成烃类树脂的混合物)、交联剂(例如,聚异氰酸酯化合物、有机硅化合物、环氧化合物以及烷基醚化的三聚氰胺化合物)、表面活性剂、增塑剂(不同于物理发泡剂)、成核剂(例如滑石、二氧化硅或TiO2)、填料(例如,玻璃或聚合的低密度微球体)、纤维、老化抑制剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、润滑剂、颜料、染料、增强剂、疏水性或亲水性二氧化硅、碳酸钙、增韧剂、阻燃剂、细磨的聚合物颗粒(例如,聚酯、尼龙或聚丙烯)、稳定剂(例如,UV稳定剂)、着色剂(例如,染料或颜料,诸如炭黑)、以及它们的组合。
压敏粘合剂120优选地是可移除压敏粘合剂;也就是,能够被干净地从它所附着的衬底移除而不留下显著粘合剂残留物的那些。显示从不同衬底的可移除性的压敏粘合剂的亚类描述于例如美国专利号3,922,464(Silver等人)、4,645,711(Winslow等人)、5,116,676(Winslow等人)、5,663,241(Takamatsu等人)和5,648,425(Everaerts等人)中。
关于压敏粘合剂组合物的另外的细节描述于例如美国专利公布号2015/0030839(Satrijo等人)中。
粘合剂层108的尺寸应适于其功能,但另外不受特别限制。粘合剂层108可例如具有至少1微米、至少3微米、至少5微米、至少8微米或至少10微米的厚度。在上端上,粘合剂层108可具有至多100微米、至多75微米、至多50微米、至多35微米或至多25微米的厚度。
图2示出根据另一个示例性实施方案的与带粘合剂背衬的膜100具有许多相似之处的带粘合剂背衬的膜200,其包括包含红外线吸收体212和增效填料214的基层202和同延粘合剂层208。基层202的方面类似于已经关于基层102论述的那些并且将不做重复。
与前面的实施方案不同,粘合剂层208包含具有嵌入式红外线吸收体212’和增效填料214’的压敏粘合剂210。
红外线吸收体212’和增效填料214’令人期望地具有上文论述的物理和化学性质,应当记住一些是关于它们分散在其中的基体材料被定义。它们可分别由不同于红外线吸收体212和增效填料214的材料的材料制成。红外线吸收体212’和增效填料214’也可以与相应的红外线吸收体212和增效填料214的浓度相同或不同的浓度存在,和/或由相同或不同的特性粒度和尺寸分布来表征。
因为透射穿过带粘合剂背衬的膜200的激光束将穿过基层202和粘合剂层208两者,所以红外线吸收体212、212’和增效填料214、214’的载量应考虑到层的累积体积,并且特别当带粘合剂背衬的膜200相对薄时更是如此。
在一些实施方案中,红外线吸收体212、212’的总量相对于基层202和粘合剂层208的总(即组合的)体积以至少0.1体积%、至少0.2体积%、至少0.3体积%、至少0.4体积%或至少0.5体积%的量存在。在一些实施方案中,红外线吸收体212、212’的总量相对于基层202和粘合剂层208的总体积以至多10体积%、至多8体积%、至多6体积%、至多4体积%或至多3体积%的量存在。
在一些实施方案中,增效填料214、214’的总量相对于基层202和粘合剂层208的总体积以至少0.5体积%、至少0.75体积%、至少1体积%、至少1.5体积%或至少2.5体积%的量存在。在一些实施方案中,增效填料214、214’的总量相对于基层202和粘合剂层208的总体积以至多30体积%、至多25体积%、至多20体积%、至多15体积%或至多10体积%的量存在。
任选地,粘合剂层208可包含红外线吸收体212’和增效填料214’中的仅一者而不是两者。
图3示出类似于带粘合剂背衬的膜100的第三示例性带粘合剂背衬的膜300,在第三示例性带粘合剂背衬的膜300中基层302设置在粘合剂层308上。然而,在这种情况下,基层302本身具有多层结构。如图所示,基层302具有设置在一对分立的表层332之间的芯层330。如图所示,这些层中的每一个是实心的和连续的。
在这一实施方案中,芯层330包含红外线吸收体312和增效填料314,而每个表层332不含红外线吸收体或增效填料。表层332可用于许多可用目的中的任一个。例如,表层332可充当物理屏障起作用,该物理屏障更好地将填料固定在带粘合剂背衬的膜300内。由于表层332中的一个被暴露,因而表层332可有利地由具有增强的耐刮擦性的聚合物或聚合物复合材料制成。表层332还可被配制以有利于制造,幅材处置和/或储存带粘合剂背衬的膜300。
基层302还可包括图3中未明确示出的另外的层(例如接合层,底漆层,印刷标记或另外的表层)而不极大地损害带粘合剂背衬的膜300的功能。与带粘合剂背衬的膜300相关的另外的特征、选项和优点此前已经描述并且不应重复。
还应当理解,前述带粘合剂背衬的膜100、200、300中的任一个可包含一个或多个另外的层用于本领域已知的目的。为了有利于用户处置产品,例如,带粘合剂背衬的膜100、200、300中的任一个还可包括剥离衬件,该剥离衬件设置在其相应的粘合剂层108、208、308的暴露主表面上并且在使用前被剥除。
所提供的带粘合剂背衬的膜不限于在任何特定的衬底上使用。然而,最有利的是,将它们施加到在制造过程中使用激光待切割的金属片衬底。具体的应用包括不锈钢器具的制造,其中制造商期望在处置期间保护加工的金属片零件免受表面损坏。在某些应用中,还期望将保护性带粘合剂背衬的膜保留在衬底上,即使在将器具出售给消费者之后。膜然后可被消费者剥落并且丢弃。
切割激光器优选地是在NIR波谱范围中的波长下操作的纤维激光器。例如,NIR激光束可具有至少780nm、至少800nm、至少850nm、至少900nm或至少1000nm的波长。NIR激光束可具有至多2500nm、至多2250nm、至多2000nm、至多1500nm或至多1100nm的波长。
由所公开的带粘合剂背衬的膜提供的主要技术优点是当将其放置成与衬底接触时的光学清晰度或“接触清晰度”。这允许操作者在不需要移除膜的情况下目视检查下面衬底(例如,金属片)的表面。这允许在生产过程中在早期检测和校正金属零件中的缺陷。利用不透明的保护性膜,检查仅在执行全部生产步骤并且将膜移除之后是可能的。
图4示出激光切割衬底150的示例性方法。在这一图中,带粘合剂背衬的膜100被示出附着到衬底150的外表面148以提供层合的制品152。将红外线激光束156引导至层合的制品152上以切穿外表面148的至少一部分,同时将加压的气体154(诸如氮气)流引导在切割部位处以清除碎屑。通常,激光束156完全地切穿衬底150,但在一些情况下可能期望仅蚀刻衬底150。带粘合剂背衬的膜100中增效填料的存在致使激光束156使在外表面上延伸的带粘合剂背衬的膜100的区域在切口边缘的一定边距内收缩和/或移除,从而导致更整洁和更有效的切割操作。值得注意的是,收缩或移除的程度也是膜中吸收体浓度的函数。
这种现象由图5的显微图证实,该显微图示出在用NIR激光切割之后垂直于层合体平面的层合金属片原料452的图。所描绘的层合金属片原料452包括金属片450与在金属片450上部分地延伸的带粘合剂背衬的膜400。如图所示,层合衬底452显示膜边缘458和切口边缘460。切口边缘460由激光束的路径限定,显著地尖锐并且被明确限定。位于膜边缘458与切口边缘460之间的中间空间表示沿金属片450的外表面的边距,在该范围中,膜从切口边缘460收缩或变得移除。
膜从衬底的外表面收缩或以其它方式变得移除的边距可具有至少20微米、至少35微米、至少50微米、至少65微米或至少80微米的平均宽度“W”。宽度“W”可为至多1毫米、至多500毫米、至多300毫米、至多250毫米、至多200毫米、至多150毫米、至多100毫米或至多50毫米。
图5中所示的结果可与图6的结果对比,在图6中,带粘合剂背衬的膜500设置在金属片550上并且然后在用来产生图5的切口边缘460的相同条件下使用NIR mm激光切割。金属片550在切口边缘560附近显示显著的熔化和再凝固,使得激光仅部分地穿透金属片550而不会完全地切穿该金属片550。
虽然不旨在穷举,但是带粘合剂背衬的膜及相关方法的进一步实施方案列举如下:
实施方案1是一种带粘合剂背衬的膜,其包括:基层,该基层包含聚合物并且具有相反的第一主表面和第二主表面;以及粘合剂层,该粘合剂层包含设置在该基层的该第二主表面上的压敏粘合剂;以及红外线吸收体,该红外线吸收体存在于聚合物和压敏粘合剂中的一者或两者中,该带粘合剂背衬的膜是足够透明的以相对于具有设置在其上的带粘合剂背衬的膜的表面提供接触清晰度。
实施方案2是根据实施方案1所述的带粘合剂背衬的膜,其中该红外线吸收体是近红外线吸收体。
实施方案3是根据实施方案2所述的带粘合剂背衬的膜,其中该近红外线吸收体包括金属掺杂的钨氧化物或还原的钨氧化物。
实施方案4是根据实施方案3所述的带粘合剂背衬的膜,其中该金属掺杂的钨氧化物包括氧化铯钨、氧化钠钨、氧化锑锡和氧化铟锡中的一种或多种。
实施方案5是根据实施方案2-4中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该近红外线吸收体包括近红外线吸收的染料或近红外线吸收的颜料。
实施方案6是根据实施方案1-5中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该红外线吸收体在780nm至2500nm的波长下沿该带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸显示至少10%的吸收率。
实施方案7是根据实施方案6所述的带粘合剂背衬的膜,其中该红外线吸收体在780nm至1100nm的波长下沿该带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸显示至少30%的吸收率。
实施方案8是根据实施方案7所述的带粘合剂背衬的膜,其中该红外线吸收体在1000nm至1100nm的波长下沿该带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸显示至少40%的吸收率。
实施方案9是根据实施方案1-8中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该聚合物包括聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、乙酸乙烯酯以及它们的共混物和共聚物中的一种或多种。
实施方案10是根据实施方案9所述的带粘合剂背衬的膜,其中该聚合物包括聚乙烯。
实施方案11是根据实施方案1-9中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该红外线吸收体相对于该基层和该粘合剂层的总体积以0.1体积%至10体积%的量存在。
实施方案12是根据实施方案11所述的带粘合剂背衬的膜,其中该红外线吸收体相对于该基层和该粘合剂层的总体积以0.3体积%至6体积%的量存在。
实施方案13是根据实施方案12所述的带粘合剂背衬的膜,其中该红外线吸收体相对于该基层和该粘合剂层的总体积以0.5体积%至3体积%的量存在。
实施方案14是根据实施方案1-13中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该基层或该粘合剂层还包含具有至多2的折射率的增效填料。
实施方案15是根据实施方案14所述的带粘合剂背衬的膜,其中该增效填料具有至多1.7的折射率。
实施方案16是根据实施方案15所述的带粘合剂背衬的膜,其中该增效填料具有至多1.55的折射率。
实施方案17是根据实施方案14-16中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该增效填料包括滑石、硅藻土、霞石正长岩、碳酸钙、玻璃珠、合成陶瓷小珠、金属氧化物、金属氢氧化物和碳酸盐以及天然和合成粘土中的一种或多种。
实施方案18是根据实施方案14-17中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该增效填料在780nm至2500nm的波长下沿该带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸显示至少5%的吸收率。
实施方案19是根据实施方案18所述的带粘合剂背衬的膜,其中该增效填料在780nm至1100nm的波长下沿该带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸显示至少10%的吸收率。
实施方案20是根据实施方案19所述的带粘合剂背衬的膜,其中该增效填料在780nm至1100nm的波长下沿该带粘合剂背衬的膜的厚度尺寸显示至少20%的吸收率。
实施方案21是根据实施方案14-20中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该增效填料相对于该基层和该粘合剂层的总体积以0.5体积%至30体积%的量存在。
实施方案22是根据实施方案21所述的带粘合剂背衬的膜,其中该增效填料相对于该基层和该粘合剂层的总体积以1体积%至20体积%的量存在。
实施方案23是根据实施方案22所述的带粘合剂背衬的膜,其中该增效填料相对于该基层和该粘合剂层的总体积以2.5体积%至10体积%的量存在。
实施方案24是根据实施方案14-23中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该增效填料存在于该基层中,并且该折射率与聚合物的折射率相差至多0.8。
实施方案25是根据实施方案24所述的带粘合剂背衬的膜,其中该折射率与聚合物的折射率相差至多0.5。
实施方案26是根据实施方案25所述的带粘合剂背衬的膜,其中该折射率与聚合物的折射率相差至多0.1。
实施方案27是根据实施方案14-26中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该增效填料存在于该粘合剂层中,并且该折射率与压敏粘合剂的折射率相差至多0.8。
实施方案28是根据实施方案27所述的带粘合剂背衬的膜,其中该折射率与压敏粘合剂的折射率相差至多0.5。
实施方案29是根据实施方案28所述的带粘合剂背衬的膜,其中该折射率与压敏粘合剂的折射率相差至多0.1。
实施方案30是根据实施方案1-29中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该压敏粘合剂包括丙烯酸类压敏粘合剂。
实施方案31是根据实施方案1-29中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该压敏粘合剂包括基于橡胶的压敏粘合剂。
实施方案32是根据实施方案1-31中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该压敏粘合剂包括可移除的压敏粘合剂。
实施方案33是根据实施方案1-32中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该基层具有10微米至200微米的厚度。
实施方案34是根据实施方案33所述的带粘合剂背衬的膜,其中该基层具有25微米至125微米的厚度。
实施方案35是根据实施方案34所述的带粘合剂背衬的膜,其中该基层具有50微米至100微米的厚度。
实施方案36是根据实施方案1-35中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该粘合剂层具有1微米至100微米的厚度。
实施方案37是根据实施方案36所述的带粘合剂背衬的膜,其中该粘合剂层具有5微米至50微米的厚度。
实施方案38是根据实施方案37所述的带粘合剂背衬的膜,其中该粘合剂层具有10微米至30微米的厚度。
实施方案39是根据实施方案1-38中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该聚合物是第一聚合物,并且该基层包括芯层,该芯层包含设置在一对表层之间的该第一聚合物,每个表层包含第二聚合物。
实施方案40是根据实施方案39所述的带粘合剂背衬的膜,其中每个表层还包含存在于该第二聚合物中的红外线吸收体。
实施方案41是根据实施方案39所述的带粘合剂背衬的膜,其中该表层中的每一个基本上不含任何红外线吸收体。
实施方案42是根据实施方案39-41中任一项所述的带粘合剂背衬的膜,其中该表皮层中的每一个还包含增加该带粘合剂背衬的膜的耐刮擦性的矿物填料。
实施方案43是一种层合衬底,其包括衬底和至少部分地附着到该衬底的根据实施方案1-42中任一项所述的带粘合剂背衬的膜。
实施方案44是一种激光切割衬底的方法,该方法包括:将根据实施方案1-42中任一项所述的带粘合剂背衬的膜附着到该衬底的外表面,从而提供层合衬底;以及将红外线激光束引导至该层合衬底上以切割该外表面的至少一部分,由此该红外线激光束诱导在该外表面上延伸的带粘合剂背衬的膜的区域从切口的边缘收缩和/或变得移除一定边距。
实施方案45是实施方案44所述的方法,其中该红外线激光束是近红外线激光束。
实施方案46是根据实施方案45所述的方法,其中该近红外线激光束具有780nm至2500nm的波长。
实施方案47是根据实施方案46所述的方法,其中该近红外线激光束具有850nm至2000nm的波长。
实施方案48是根据实施方案47所述的方法,其中该近红外线激光束具有1000nm至1100nm的波长。
实施方案49是一种激光切割衬底的方法,该方法包括:将带粘合剂背衬的膜附着到该衬底的外表面以提供层合衬底,该带粘合剂背衬的膜包括具有主表面的基层和设置在该主表面上的粘合剂层,其中该基层或该粘合剂层中的至少一者包含红外线吸收体,并且其中该带粘合剂背衬的膜对于可见光是足够半透明的或透明的以相对于该外表面提供接触清晰度;以及将红外线激光束引导至该层合衬底上以沿外表面的至少一部分进行切割,由此该激光束致使在外表面上延伸的带粘合剂背衬的膜的区域从切口的边缘收缩和/或变得移除一定边距。
实施方案50是根据实施方案44-49中任一项所述的方法,其中将该红外线激光束引导至该层合衬底上致使带粘合剂背衬的膜沿外表面与切口间隔开至少20微米的边距宽度。
实施方案51是根据实施方案50所述的方法,其中将该红外线激光束引导至该层合衬底上致使带粘合剂背衬的膜沿外表面与切口间隔开至少50微米的边距宽度。
实施方案52是根据实施方案51所述的方法,其中将该红外线激光束引导至该层合衬底上致使带粘合剂背衬的膜沿外表面与切口间隔开至少80微米的边距宽度。
实施方案53是根据实施方案44-52中任一项所述的方法,其中引导在该层合衬底处的气体流有利于移除该带粘合剂背衬的膜。
实施方案54是根据实施方案44-53中任一项所述的方法,还包括在切割外表面之后将带粘合剂背衬的膜的其余部分从该衬底的该外表面剥落。
实施方案55是根据实施方案54所述的方法,其中该外表面的从其剥落带粘合剂背衬的膜的区域显示没有残余粘合剂。
实施例
通过以下非限制性实施例,进一步示出了本公开的目的和优点,但在这些实施例中引用的具体材料及其量以及其它条件和细节不应视为对本公开的不当限制。
除非另外指明,否则实施例以及说明书的余下部分中的所有份数、百分数、比率等均按重量计。使用的试剂从特定来源获得,并且除非另有注明,否则按原样使用而不需要进一步纯化。
材料
缩写表
IR吸收体/增效剂含量估算
IR吸收体/增效剂含量通过在700℃下在瓷坩埚中煅烧母料或挤出的膜样品2小时并称量残余材料来估算。
制备例1:蓝色氧化钨分散体
在DISPERMAT CN-10实验室高剪切分散器(美国马里兰州哥伦比亚的毕克加特纳(BYK-Gardner USA,Columbia,MD))中将360g蓝色氧化钨(“WO”)粉末与180g SOLPLUS D510和1440g MEK组合。将混合的分散体与0.2mm的Toraycerum氧化钇稳定的氧化锆研磨介质在LABSTAR实验室介质研磨机(宾夕法尼亚州埃克斯顿的耐驰(Netzsch,Exton,PA))中研磨。定期取出少量的样品以监测研磨进展。分散体样品进一步由MEK稀释并且粒度由ParticaLA-950激光衍射粒度分布分析仪(加利福尼亚州欧文的霍力巴(Horiba,Irvine,CA))测量。通过在65℃下在氮气吹扫的烘箱中干燥分散体测量的固体含量是分散体的32重量%。氧化物含量是分散体的21.2重量%。
制备例2:蓝色氧化钨分散体
将WO粉末与SOLSPERSE M389和MEK组合,然后以实施例1中所描述的方式处理和分析以产生分散体。
制备例3:涂覆球剂制备
将1500g LDPE-1(Equistar NA21700)球剂与74g浓缩的氧化铯钨纳米颗粒分散体(通过旋转蒸发150g氧化铯钨获得)在聚丙烯广口瓶中组合。将另外的22g氧化铯钨(以其初始浓度)进一步添加至广口瓶。将广口瓶密封并且放置在辊磨上30分钟,之后将它在65℃下留在氮气吹扫的烘箱中以移除溶剂。进一步获得并使用用CWO涂覆的聚乙烯球剂。
制备例4:涂覆球剂制备
将1925g LDPE-1(Equistar NA21700)球剂与在实施例1中获得的250g钨氧化物分散体在聚丙烯广口瓶中组合。将广口瓶密封并且放置在辊磨上30分钟,之后将它在65℃下留在氮气吹扫的烘箱中以移除溶剂。进一步获得并使用用WO涂覆的聚乙烯球剂。
制备例5:涂覆球剂制备
将1500g LDPE-1(Equistar NA21700)球剂与170g氧化铯钨在聚丙烯广口瓶中组合。所得的混合物按制备例3处理。
制备例6:涂覆球剂制备
将1000g LDPE-1(Equistar NA21700)球剂与在制备例2中获得的275gWO分散体在聚丙烯广口瓶中组合。将广口瓶密封并且放置在辊磨上30分钟,之后将它在65℃下留在氮气吹扫的烘箱中以移除溶剂。进一步获得并使用用WO涂覆的聚乙烯球剂。
膜挤出
背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过组合不同量的LDPE球剂、包含添加剂的LDPE球剂和涂覆的LDPE球剂(在如上文描述的制备例3-6中)来产生。每种共混物通过Baker-Perkins 50mm双螺杆挤出机以3.8cm/s在大约218℃(425℉)和300rpm的螺杆速度下挤出。组合物示于表1中。
可见光和IR透射率测量
透射率测量在Hunterlab UltraScan PRO分光光度计上进行,该分光光度计满足CIE、ASTM和USP指南以用于准确的颜色测量。UltraScan PRO使用安装在反射灯外壳中作为光源的三种氙气闪光灯。分光光度计装配有积分球附件。这种球的直径是152mm(6英寸),并且适合如在“ASTM Standards on Color and Appearance Measurement(关于颜色和外观测量的ASTM标准)”,第三版,ASTM,1991中所公布的ASTM E903、D1003、E308等。测量全部样品的透射百分比(具有1.8cm或0.7英寸的孔口)。利用5nm光学分辨率和报告间隔测得光谱在350-1050nm的范围内。HunterLab EasyMatch QC软件在处理显示、分析和报告光谱和颜色测量中使用。在1000nm下的IR透射率(用“T”上标表示)列于表1中。对于不透明的或大部分不透明的膜,反射率测量利用相同的分光计通过将膜样品放置在反射端口处来执行。在1000nm下的用于那些样品的IR反射率(用“R”上标表示)列于表1中。
可见光透射率、雾度和清晰度测量
可见光透射率、雾度和清晰度使用从美国马里兰州哥伦比亚的毕克-加特纳(BYK-Gardner USA,Columbia,MO)购得的BYK-Hazegard Plus器械测量。可见光透射率、雾度和清晰度作为(%T、%H和清晰度)列于表1中。
宽角度散射雾度
光在所有方向上漫射,从而导致对比度损失。ASTM D 1003-13将雾度定义为在经过过程中偏离平均而言大于2.5度的入射光束的光的百分比。
窄角度散射透视质量(清晰度)
光在具有高浓度的小角度范围内漫射。这种效果描述可通过标本看到非常精细的细节的程度。透视质量需要在小于2.5度的角度范围内确定。对雾度和透视质量的测量和分析保证均匀和一致的产品质量。
粘合剂涂层
背衬膜首先在氮气(1500标准状态毫升/分N2在12米/分线速度下、具有500W、0.75焦耳/平方厘米能量密度)进行电晕处理,之后施加水基丙烯酸类压敏粘合剂(PSA)涂层。在涂覆粘合剂之前,使用#8迈耶棒将底漆层施加到背衬膜的电晕处理侧上并且将其风干。之后用#24迈耶棒以大约25微米厚度施加水基丙烯酸类PSA的面涂层并且使其在空气中干燥2分钟。
用于激光切割实验的材料:
1.透明保护性胶带
2.具有381微米(0.015英寸)的厚度和5.1cm(2英寸)宽度的304不锈钢垫片从麦克马斯特卡尔(伊利诺伊州芝加哥)(MCMASTER-CARR(Chicago,IL))购得
纤维激光器切割
在1070nm的波长下操作的400W连续波纤维激光器(英国的SPI激光器公司(SPILasers,UK))用来测试不同胶带的性能。具有M2=1.05的高强度高质量的光束通过该激光器产生。利用安装在光束输送纤维的末端上的法拉第隔离器保护纤维激光器免于背反射。输出光束直径为大约6mm。将光束引导至可商购获得的焊头,其从镭射麦克激光公司(密歇根州诺维)(Laser Mechanisms Inc.(Novi,MI))购得。在由二向色镜反射之后,光束最终由具有100mm焦距的聚焦透镜聚焦。焦斑为大约40微米。另外,氮气用作切割辅助气体。
安装在二向色镜上方的CCD相机允许操作者以精确的方式围绕处理的样品的边缘进行导航。切割系统(即,切割头,相机和法拉第隔离器)安装在线性Z台架上,而不锈钢样品安装在精确X-Y台架的顶部上,这能够在切割过程中进行准确运动。
为了测试挤出膜的激光切割性能,首先将33M PHOTO MOUNT粘合剂喷涂在膜上。将膜风干几分钟,之后将其手动地施加到不锈钢(304不锈钢,380微米厚)试件。然后用纤维激光器在130W的功率和80mm/s的速度下切割不锈钢试件和胶带。
比较例A:可商购获得的产品
获得可商购获得的NOVACEL 4228REF纤维激光保护性胶带。胶带看起来是灰色和不透明的。没有可见光透射率可被测量。为了测试胶带的激光切割性能,将一片胶带用手施加到不锈钢(304不锈钢,380微米厚)试件。然后用纤维激光器在130W的功率和80mm/s的速度下切割不锈钢试件和胶带。
比较例B:炭黑和TiO2
灰色背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过混合182g LDPE-1、18g二氧化钛(Standridge#11937)和60g炭黑来产生。最终的膜构造包含按重量计大约0.5%的炭黑和5%的二氧化钛。
为了测试挤出膜的激光切割性能,首先将3M PHOTO MOUNT粘合剂喷涂在膜上。将膜风干几分钟,之后将其用手施加到不锈钢(304不锈钢,380微米厚)试件。然后用纤维激光器在130W的功率和80mm/s的速度下切割不锈钢试件和胶带。膜的光学性质还在粘合剂喷涂的膜上测量(类似于用于激光切割的那种)。VLT、可见光透射率(%T)、雾度(%H)、清晰度和Vis-IR透射率光谱在上文描述的方法之后测量,并且数据列于表1中。胶带被观察到在1μm处同时也在可见范围内强烈地吸收。
比较例C:CWO和TiO2
不透明的背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过混合132g LDPE-1、18g二氧化钛和100g氧化铯钨(制备例3)来产生。最终的膜构造包含按重量计大约1%的氧化铯钨和5%的二氧化钛。
膜的激光切割性能和光学性质如在比较例B中描述进行评估。CWO吸收体在近IR中(包括在1μm处)定期地吸收并且在可见光范围内具有高透射率,然而,包括具有高折射率并且强烈地散射可见光和IR光两者的二氧化钛给予胶带不透明的外形并且没有可测量的清晰度;因此,通过胶带检查经处理的金属表面是不可能的(表1)。
比较例D:滑石,无吸收体
透明的背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过混合200g LDPE-1和50克滑石(ABC-5000PB)来产生。最终的膜构造包含按重量计大约10%的滑石。
膜的激光切割性能和光学性质如在比较例B中描述进行评估(表1)。LDPE膜具有高的可见光和IR透射率(1μm)。滑石颗粒具有比二氧化钛显著更低的折射率,并且更接近于LDPE的折射率。装载有滑石的保护性胶带是透明的且具有足够的可见光透射率、雾度和清晰度,以能够通过胶带来检查经处理的金属表面。
比较例E:DTE,无吸收体
透明的背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过混合200g LDPE-1和50g硅藻土(DTE)(ABC-5000)来产生。最终的膜构造包含按重量计大约10%的DTE。
膜的激光切割性能和光学性质如在比较例B中描述进行评估(表1)。LDPE膜具有高的可见光和IR透射率(1μm)。DTE的折射率显著低于二氧化钛并且更接近于LDPE的折射率。装载有DTE的保护性胶带是透明的且具有足够的可见光透射率、雾度和清晰度,以能够通过胶带来检查经处理的金属表面。
实施例1:WO(低浓度)和滑石
透明的背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过混合150g LDPE-1球剂、75g钨氧化物球剂(制备例4)和25g滑石球剂(ABC-5000PB)来产生。最终的膜构造包含按重量计大约0.75%的钨氧化物和5%的滑石。
膜的激光切割性能和光学性质如在比较例B中描述进行评估(表1)。包含WO和滑石的LDPE膜具有高的可见光透射率但具有中等的IR透射率(中等的IR吸收)(1μm)。滑石颗粒具有比二氧化钛颗粒显著更低的折射率,并且更接近于LDPE的折射率。装载有钨氧化物和滑石的保护性胶带具有足够的可见光透射率、雾度和清晰度,以能够通过胶带来检查经处理的金属表面。
实施例2:WO(高浓度)和滑石
透明的背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过混合75g LDPE球剂(LDPE-1)、150g钨氧化物球剂(制备例4)和25g滑石球剂(ABC-5000PB)来产生。最终的膜构造包含按重量计大约1.5%的钨氧化物和5%的滑石。
膜的激光切割性能和光学性质如在比较例B中描述进行评估(表1)。包含WO和滑石的LDPE膜具有高的可见光透射率但具有低的IR透射率(强的IR吸收)(1微米)。滑石的折射率显著低于二氧化钛并且更接近于LDPE的折射率。装载有钨氧化物和滑石的保护性胶带具有足够的可见光透射率、雾度和清晰度,以能够通过胶带来检查经处理的金属表面。此外,胶带具有足够的IR吸收以实现良好的激光切割性能。
实施例3:WO和DTE(低浓度)
透明的背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过混合75g LDPE-1球剂、150g钨氧化物球剂(制备例4)和50g DTE球剂(ABC-5000)来产生。最终的膜构造包含按重量计大约1.5%的钨氧化物和5%的DTE。
激光切割性能如在比较例B中描述进行评估。膜的光学性质类似于比较例B中所描述的进行测量(表1)。包含WO和DTE的LDPE膜具有高的可见光透射率但具有低的IR透射率(强的IR吸收)(1μm)。DTE颗粒具有比二氧化钛颗粒显著更低的折射率,并且更接近于LDPE的折射率。装载有钨氧化物和DTE的保护性胶带具有足够的可见光透射率、雾度和清晰度,以能够通过胶带来检查经处理的金属表面。此外,胶带具有足够的IR吸收以实现良好的激光切割性能。
实施例4:WO和DTE(高浓度)
透明的背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过混合50g LDPE-1球剂、150g钨氧化物球剂(制备例4)和50克DTE(ABC-5000)球剂来产生。最终的膜构造包含按重量计大约1.5%WO和10%的DTE。
激光切割性能如在比较例B中描述进行评估。膜的光学性质类似于比较例B中所描述的进行测量(表1)。包含WO和DTE的LDPE膜具有高的可见光透射率但具有低的IR透射率(强的IR吸收)(1μm)。DTE颗粒具有比二氧化钛颗粒显著更低的折射率,并且更接近于LDPE的折射率。装载有钨氧化物和DTE的保护性胶带具有足够的可见光透射率、雾度和清晰度,以能够通过胶带来检查经处理的金属表面。此外,胶带具有足够的IR吸收以实现良好的激光切割性能。
比较例F:WO和DTE(高浓度)
不透明的背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过混合82g LDPE-1球剂、18g二氧化钛球剂(Standridge#11937)和150g WO球剂(制备例5)来产生。最终的膜构造包含按重量计大约1.5%的氧钨氧化物和5%的二氧化钛。
膜的激光切割性能和光学性质如在比较例B中描述进行评估。WO吸收体在近IR中(包括在1μm处)定期地吸收并且在可见光范围内具有高透射率,然而,包括具有高折射率并且强烈地散射可见光和IR光两者的二氧化钛(TiO2)颗粒给予胶带不透明的外形并且没有可测量的清晰度,因此,通过胶带检查经处理的金属表面是不可能的(表1),即使可获得良好的激光切割性能。
实施例5:WO和TiO2(低浓度)
透明的背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过混合146g LDPE-1球剂、100g钨氧化物球剂(制备例5)和4g二氧化钛(Standridge#11937)球剂来产生。最终的膜构造包含按重量计大约1.5%的钨氧化物和1%的TiO2。
膜的光学性质类似于比较例B中所描述的进行测量(表1)。包含WO和TiO2的LDPE膜具有低的可见光透射率和IR透射率(强的IR吸收)(1μm)。TiO2颗粒具有高折射率并且强烈地散射可见光和IR光两者,从而给予胶带白色的外观。然而,TiO2的载量小到足以实现足够的可见光透射率、雾度和清晰度,以能够通过胶带来检查经处理的金属表面。激光切割性能未进行评估。可能增加钨氧化物含量,同时仍保持高的可见光透射率和清晰度,并且只要TiO2含量可维持在低水平就可获得良好的激光切割性能。
实施例6:仅WO
透明的背衬材料通过借助于槽模挤出球剂的母料来产生以产生100微米厚和8.9cm宽的膜,其中母料通过混合100g LDPE-1球剂和150g钨氧化物球剂(制备例5)来产生。最终的膜构造包含按重量计大约1.5%的钨氧化物。
激光切割性能如在比较例B中描述进行评估。膜的光学性质类似于比较例B中所描述的进行测量(表1)。包含WO的LDPE膜具有高的可见光透射率但具有低的IR透射率(强的IR吸收)(1μm)。装载有WO的保护性胶带具有足够的可见光透射率、雾度和清晰度,以能够通过胶带来检查经处理的金属表面。
在表1中,用于切割性能的“良好”等级意思是激光系统能够以80mm/s切穿样品。“差”的等级意思是激光系统仅能够以80mm/s进行部分切割或根本不能切割。术语“不透明的”意思是由于高的雾度和/或低的透射率而不能测量清晰度。
以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下,应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制,本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。
Claims (11)
1.一种带粘合剂背衬的膜,包括:
基层,所述基层包含聚合物并具有相反的第一主表面和第二主表面;以及
粘合剂层,所述粘合剂层包含设置在所述基层的所述第二主表面上的压敏粘合剂;以及
红外线吸收体,所述红外线吸收体包括金属掺杂的钨氧化物或还原的钨氧化物,所述红外线吸收体存在于所述基层中;以及
具有至多2的折射率的增效填料,所述增效填料基于所述基层的总体积以范围为1-30体积%的量存在于所述基层中,所述增效填料包括滑石、硅藻土、金属碳酸盐、玻璃珠、合成陶瓷小珠、天然粘土和合成粘土中的一种或多种;
其中所述带粘合剂背衬的膜是足够透明的以相对于具有设置在其上的所述带粘合剂背衬的膜的表面提供接触清晰度。
2.根据权利要求1所述的带粘合剂背衬的膜,其中所述红外线吸收体是近红外线吸收体。
3.根据权利要求1所述的带粘合剂背衬的膜,其中所述金属掺杂的钨氧化物包括氧化铯钨或氧化钠钨中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的带粘合剂背衬的膜,其中所述近红外线吸收体还包括近红外线吸收的染料或近红外线吸收的颜料。
5.根据权利要求1所述的带粘合剂背衬的膜,其中所述红外线吸收体在780nm至1300nm的波长下沿所述带粘合剂背衬的膜的厚度方向显示至少20%的吸收率。
6.根据权利要求1所述的带粘合剂背衬的膜,其中所述红外线吸收体相对于所述基层和所述粘合剂层的总体积以0.1体积%至10体积%的量存在。
7.根据权利要求1所述的带粘合剂背衬的膜,其中所述增效填料相对于所述基层和所述粘合剂层的总体积以0.5体积%至30体积%的量存在。
8.根据权利要求7所述的带粘合剂背衬的膜,其中所述增效填料存在于所述基层中,并且所述折射率与所述聚合物的折射率相差至多0.8。
9.一种层合衬底,包括衬底和至少部分地附着到所述衬底的根据权利要求1至8中任一项所述的带粘合剂背衬的膜。
10.一种激光切割衬底的方法,包括:
将根据权利要求1至8中任一项所述的带粘合剂背衬的膜附着到所述衬底的外表面以提供层合衬底;以及
将红外线激光束引导至所述层合衬底上以沿所述外表面的至少一部分进行切割,由此所述红外线激光束致使在所述外表面上延伸的所述带粘合剂背衬的膜的区域从切口的边缘收缩和/或变得移除一定边距。
11.根据权利要求10所述的方法,其中将所述红外线激光束引导至所述层合衬底上致使所述带粘合剂背衬的膜的区域沿所述外表面与所述切口间隔开至少20微米的边距宽度。
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