雷射材料加工用表面保護片的製作方法

2023-07-20 02:20:11 4

專利名稱：：雷射材料加工用表面保護片的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種雷射加工用表面保護片，其被應用於通過雷射束輻照進行切割加工的工件。
背景技術：
：在運輸、加工、包覆等過程中，應用樹脂材料片以保護如金屬板、塗層金屬板、鋁製窗扇、樹脂板、裝飾銅板、氯乙烯層壓鋼板、玻璃板等元件表面是慣常的操作。表面保護片所需要的性能包括應用到施用對象後保護層無脫離和層離，而剝離和去除後施用對象上無殘留粘合劑層。此外，它包括在對具有應用於其上的表面保護片的加工物體進行處理後，在施用對象上無表面保護片的脫離和層離、損傷、和粘合劑殘留等。例如，JP-A-2000-328022和JP-A-2002-302657公開了用於金屬板的表面保護片。在用於板元件等的加工方法中，雷射切割加工具有突出的優點。該優點是，與衝壓加工不同，不需要各種衝模而只需要輸入工作的設計數據，當加工對象(下文，也稱作工件)特別是金屬板時，比衝壓加工需要更短的時間，甚至適用於較厚的工件，並且不需要潤滑劑。因此，雷射切割加工市場逐漸擴大。然而，雷射切割工藝需要高壓(約0.5-1.5Mpa)輔助氣體供應。在某些情形中，出於外觀等原因，需要對具有應用到其上的表面保護片的工件進行雷射切割加工。在這種情況下，由於輔助氣體的影響，會產生不希望發生的表面保護片與工件脫離的問題。為了解決這禾中問題，JP-A-2-295688，JP-A-7-241688和JP-A-2001-212690提出了能夠抑制雷射切割加工期間發生分層的雷射切割加工方法。這些加工方法能夠抑制保護片的分層。
發明內容然而，上述現有技術文獻中公開的所有方法都具有在雷射束的照射下，工件表面的表面保護片的層離問題。其原因被認為是輔助氣體只對雷射束照射的表面產生影響。不過，仍沒有實施將表面保護片應用在對其進行雷射束照射的工件表面的相對側。本發明的發明人進行了如下的雷射切割加工，其中將上述現有技術文獻中的表面保護片應用在對其雷射束照射的工件表面的相對側，但發現產生了新問題，當沒有使用表面保護片進行雷射切割工藝時，根本沒有發現這些問題。即，切割部分周邊出現了毛刺(掛渣)。圖2是掛渣的說明圖。圖2(A)是平面視圖，其中柱狀通孔300是通過雷射切割加工形成的。本發明發明人實施的雷射切割加工中，雷射束照射在表面保護片100應用於其上的工件200表面的相對側表面200a上。圖2(B)為沿圖2(A)I-I的剖視圖，其中在雷射束照射表面200a的相對側表面上出現高度t的掛渣210。一旦出現這種掛渣210，非優選地，就需要除去該掛渣的另外的步驟。此外，由於在工件200的雷射切割加工中，與表面保護片IOO接觸的表面主要是一種有稜角的臺面，沒有表面保護片IOO，工件自身在安放於其上時可能受損害。本發明目的是提供雷射加工用表面保護片，其被應用在雷射束照射面的相對側表面，從而能夠保護加工物體的表面，這是保護片的最基本作用，並且在雷射切割加工過程中不容易產生掛渣。本發明的發明人已發現，應用於雷射束照射表面的相對側表面的表面保護片防止在雷射切割加工期間工件的熔融物被輔助氣體容易地吹落，而所述吹落促進掛渣的形成。基於此，他們已發現不容易產生這個問題的雷射加工用表面保護片，本發明特徵在於如下(1)一種雷射加工用表面保護片，其在通過雷射束照射在工件上的切割工藝中，被應用於工件的雷射束照射面的相對側的表面，其包括基底層和形成在該基底層一個表面上的粘合劑層，其中所述基底層由基於JISK7199(1999)於290。C測量的熔融粘度不大於200Pa.s的樹脂材料製成，且其厚度為0.01-0.12mm。(2)根據(1)所述的表面保護片，其中所述樹脂材料包括聚酯基樹脂。(3)根據(2)所述的表面保護片，其中所述聚酯基樹脂為聚(對苯二甲酸乙二醇酯)樹脂。(4)根據(1)所述的表面保護片，其中所述樹脂材料包括聚烯烴基樹脂。(5)根據(1)一(4)任一項所述的表面保護片，其中所述工件為金屬板。(6)根據(5)所述的表面保護片，其中所述金屬板為不鏽鋼板。(7)根據(5)所述的表面保護片，其中所述金屬板為鋁板。使用本發明中的雷射加工用表面保護片，在雷射切割加工期間不容易出現掛渣。因此，使得工件特別是金屬板等在雷射照射面的相對側表面帶有損傷保護的條件下進行雷射切割加工成為可能。在本發明的一個實施方式中，通過在雷射束照射的表面(圖2(B)中的200a側)上安裝表面保護片，該表面保護片與較少的因輔助氣體引起分層有關，使傳統上不能實現的對其兩個表面均帶有保護片的工件進行雷射切割加工成為可能。圖1簡要表明了本發明雷射加工用表面保護片的使用。圖2為雷射切割加工中出現的掛渣的說明圖。圖中的符號如下1雷射加工用表面保護片；2工件；3加工頭；31會聚透鏡；4割嘴；41氣體導入口；5氣體供應裝置；51導入管；6雷射束；7輔助氣體；100表面保護片；200工件；210掛渣；300通孔本發明的最佳實施方式本發明雷射加工用表面保護片包含基底層和粘合劑層。基底層是由具有特定熔融粘度的樹脂材料製成，並具有在特定範圍內的厚度。粘合劑層可形成於基底層的一個表面上。構成基底層的樹脂材料的熔融粘度是基於JISK7199(1999)測量的。更為具體的，按照下文說明的方法獲取測量樣品，通過測試壓力和體積流動速率的測量方法，在29(TC使用毛細管衝模獲取熔融粘度。獲得測試樣品的具體方法如下當構成基底層的樹脂材料透明時，對樹脂材料進行壓片(palletize)以得到測試樣品。當粘合劑層和基底層可以分離時，使用有機溶劑等去除粘合劑層，並只對基底層進行精切割得到測試樣品。當粘合劑層和基底層不易分離時，對整個表面保護片進行精切割得到測試樣品，通過測量測試樣品獲得的熔融粘度作為構成基底層的樹脂材料的熔融粘度。當基底層具有多層結構時，對整個基底層進行精切割得到測試樣品。本發明中，將具有經如上所述測試方法測量的熔融粘度不大於200Pa's，優選不超過150Pa's，更優選20至100Pa's的樹脂材料作為基底層材料。當熔融粘度超過200Pa，s時，雷射切割部分中的基底層不易被吹走，結果容易產生掛渣。當熔融粘度在上述優選範圍內時，掛渣更容易被輔助氣體吹走，從而膜的形成變得更容易。具有在290°C測得的不超過200Pa*s熔融粘度的樹脂材料典型地包括聚酯基樹脂。其中，可提及聚(對苯二甲酸乙二醇酯)、聚(對苯二甲酸丁二醇酯)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)、聚(對苯二甲酸丙二醇酯)、聚(乳酸)、聚碳酸酯等。此外，可提及醯胺基聚合物，例如尼龍-6、尼龍-66、尼龍-12等；苯乙烯基聚合物，例如HIPS，GPPS等；丙烯酸基聚合物，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)等；聚烯烴基樹脂，例如丙烯基聚合物，乙烯基聚合物，乙烯基共聚的聚合物等。作為丙烯基聚合物，可提及均聚物系列、嵌段聚合物系列、無規聚合物系列等。作為乙烯基聚合物，可提及低密度、高密度、線性低密度聚合物等。作為乙烯基共聚物，可提及乙烯和極性聚合物例如醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸等的共聚物，及類似物。可使用這些聚合物的單獨一種或兩種或其更多種的任意混合作為樹脂材料。上述的這些樹脂熔融粘度不必在前述的範圍內，並且本發明所使用的樹脂可從這些按JIS定義的方法測量的這些樹脂中容易地獲得。此外，基底層可被製成具有多層結構以及類似結構。在不會削弱本發明效果的範圍內，基底層可包含適當的添加劑，例如填料(如，碳酸鈣、滑石、氧化鈣等)、防結塊劑、潤滑劑、二氧化鈦、用於著色的有機和無機顏料、用於防降解的抗氧化劑等、UV吸收劑、光穩定劑、抗靜電劑等。此外，也可加入一種用於改善基底層彈性的增塑劑等。另外，對基底層表面可進行表面處理例如電暈處理等處理，目的是改善其與後處理劑、粘合劑和底塗層劑的粘附性。為了避免掛渣產生和確保作為保護片的作用，基底層的厚度下限是0.01mm，優選0.02mm。上限為0.12mm，優選O.lOmm，更優選0.05mm。下面對粘合劑層進行說明粘合劑層形成在基底層的一個表面上。粘合劑層僅需要對不鏽鋼板具有粘附性，該不鏽鋼板為典型工件。作為粘合劑層材料的粘合劑，可使用己知的橡膠基粘合劑、丙烯酸基粘合劑、聚酯基粘合劑和聚氨酯基粘合劑。在這些粘合劑中，從對金屬板的粘附性、脫模性和成本方面考慮，優選橡膠基粘合劑和丙烯酸基粘合劑。優選使用這些粘合劑的粘合劑層，因為除不鏽鋼板外，其對金屬板和玻璃板也具有粘附性。作為橡膠基粘合劑，例如，可提及天然橡膠基粘合劑、合成橡膠基粘合劑等。作為合成橡膠基粘合劑，用作主要成分的有苯乙烯基彈性體，例如聚丁二烯、聚異戊二烯、丁基橡膠、聚異丁烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等，苯乙烯基彈性體，例如苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯無規共聚物等，乙烯-丙烯橡膠，丙烯-丁烯橡膠，乙烯-丙烯-丁烯橡膠等。作為丙烯酸基粘合劑，使用例如，垸基(甲基)丙烯酸酯諸如(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等作為主要成分的單體混合物的共聚物，必要時，使用其它單體作為用於改性的可共聚單體，所述其它單體諸如含羥基的單體(例如，2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯等)、含羧基的單體(例如(甲基)丙烯酸等)、苯乙烯基單體(例如苯乙烯等)、乙烯酯(例如醋酸乙烯酯等)、及類似單體。丙烯酸基粘合劑可通過常規的聚合方法如溶液聚合方法、乳液聚合方法、uv聚合方法等獲得。必要時，為控制這些粘合劑等的粘附性，可以添加例如交聯劑、增粘劑、軟化劑、烯烴基樹脂、矽酮基聚合物、液態丙烯酸基共聚物、磷酸酯系列化合物、抗老化劑、光穩定劑如受阻胺系列光穩定劑等、UV吸收劑和其它例如適當的添加劑，例如填料、顏料等，如氧化鈣、氧化鎂、碳酸鈣、二氧化矽、氧化鋅和二氧化鈦。增粘劑的加入有效地改善了粘合性，相對每ioo重量份的上述粘合劑，增粘劑添加量優選0-50重量份，特別是0-30重量份，特別優選0-10重量份，以此來改善粘合性能從而避免由於內聚力減少等原因出現的粘合劑殘留問題。本文中，o重量份是指未添加增粘劑。作為增粘劑，可使用例如一種或多種已知的合適粘合劑，如石油基樹脂(例如脂肪族系列、芳香族系列、脂肪族-芳香族共聚物系列、脂環族系列等)、香豆酮-茚基樹脂、萜烯基樹脂、萜烯-苯酚基樹脂、聚合松香基樹脂、(垸基)苯酚基樹脂、二甲苯基樹脂及其氫化系列樹脂等。軟化劑的添加對改善粘合性能通常是有效的。作為軟化劑，可使用例如，一種或多種低分子量的二烯基聚合物、聚異丁烯、氫化聚異戊二烯、氫化聚丁二烯及其衍生物，其添加量可適當地確定。特別地，每100重量份的上述粘合劑，是0-40重量份，特別是0-20重量份，特別是0-10重量份。本文所用O重量份是指未添加軟化劑。當添加量不大於40重量份時，即使在高溫或暴露於室外等環境下，粘合劑殘留也很少。粘合劑層厚度可根據粘合性能等適當確定。通常，厚度設定為0.001-0.050mm，尤其是0.002-0.020mm，特別是0.003-O.O15mm。必要時，粘合劑層也通過臨時安裝隔板等進行保護直到實際應用。雷射加工用表面保護片可根據已知的粘合片形成方法製成，該已知方法例如包括將粘合劑組合物溶解在溶劑中得到的溶液或加熱所述組合物得到的液態熔融體施加到基底層的方法、包括在隔板上形成粘合劑層並將該粘合劑層轉移和粘附到基底層的方法、包括擠出並形成用於在基底層上形成粘合劑層的材料以塗布基底層的方法、包括以兩層或多層方式共擠出基底層和粘合劑層的方法、包括將粘合劑層單層層壓到基底層上的方法或將層壓層與粘合劑層的兩層層壓到基底層上的方法、包括層壓粘合劑層與基底層或層壓層等的兩層或多層等的方法，等等。本發明雷射加工用表面保護片可具有脫模層。作為用於形成脫模層的後處理劑，通常使用溶劑型或非溶劑型矽酮基聚合物或長鏈垸基聚合物製成的後處理劑。具體地，可使用Peeloil(IpposhaYushiKogyoCo.，Ltd.製造)、Shin-Etsu矽樹脂(Shin-EtsuChemicalCo.，Ltd.製造)等。作為形成脫模層的方法，可使用例如，已知的塗布方法如使用輥塗機(例如，凹輥法等)進行塗布的方法、通過噴霧等形式的霧化方法等。對本發明雷射加工用表面保護片應用說明見下文。圖1表示本發明雷射加工用表面保護片的應用。將本發明雷射加工用表面保護片1粘附在通過雷射束6照射進行切割處理的工件2上。本圖顯示的設備中，雷射束6通過加工頭3的會聚透鏡31聚焦，然後從割嘴4處照射工件2。但是，本發明雷射束髮生器不限於圖中顯示的一種。輔助氣體7從割嘴4與雷射束6—同在約0.5-1.5MPa的高壓下噴向工件2。輔助氣體7自氣體供應裝置5例如氣體柱等由導入管51和氣體導入口41供應。對於輔助氣體7，根據工件2的材料和所需要切斷表面的質量可適當使用不同的氣體。典型地，使用氮氣、空氣等。工件2為切割對象，其例如是金屬板、被塗布的金屬板、鋁窗扇、樹脂板、裝飾性銅板、氯乙烯層壓鋼板、玻璃板等。在易於產生掛渣且需要優良外觀的金屬板，尤其是不鏽鋼板和鋁製板情況下，本發明效果尤為突出。通過雷射束6照射進行的切割加工包括，雷射束6從工件2的一側照射以形成穿透到照射面的相對側的切割截面，從而使至少工件的一部分斷開。如圖2所示，它可以是去除柱狀部分的加工，或者將大工件分成多個小件的加工。在切割加工中，本發明用於雷射加工的表面保護片1將被粘附在工件2(加工對象)的雷射束照射面2a的相對側的表面上。換言之，通過向表面2a照射雷射束6進行切割加工，此表面2a為帶有本發明應用於工件2的雷射加工用表面保護片1的工件2應用表面的相對側的表面。將本發明用於雷射加工的表面保護片1應用到工件2的雷射束照射面2a的相對側的表面上，至少應用到通過切割加工切割下的那部分上。工件2中，將本發明的雷射加工表面保護片應用到其上的表面，可避免由於固定雷射加工設備等而引起的破壞，此外，不容易引發掛渣。實施例下文中通過參考實施例更詳細解釋本發明，不應解釋為對發明的限制。(實施例1)將異氰酸酯系列交聯劑(3重量份，CORONATEL，NIPPONPOLYURETHANEINDUSTRYCO.,LTD.生產)加入到包含丙烯酸基粘合劑(重量份100，基於聚苯乙烯的重均分子重量為600,000)的乙酸乙酯溶液中，得到丙烯酸基粘合劑溶液，該丙烯酸基粘合劑含有丙烯酸2-乙基己酯(2EHA，30wt%)、丙烯酸乙酯(EA，60%)，甲基丙烯酸甲酯(MMA，6wt%)和丙烯酸2-羥乙基酯(HEA，4wt%)。厚度為0.038mm的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)膜(TetoronFilmG2，TeijinDuPontFilmsJapanLimited製造)直接用作基底層。採樣於基底層的樹脂材料在29(TC的熔融粘度為74pa，s。丙烯酸基粘合劑溶液被應用到前述提及的基底層並且乾燥，形成0.010mm厚的粘合劑層，由此得到雷射加工用表面保護片。(實施例2)在衝模溫度為25(TC時，通過T型衝模方法將聚(對苯二甲酸丁二醇酯)(DURANEX200FP，WinTechPolymerLtd.製造)製成膜以得到0.04mm厚的基底層。取樣於基底層的樹脂材料在290°C的熔融粘度為26pa*s。將實施例1中釆用的丙烯酸基粘合劑溶液應用到該基底層，並且乾燥形成0.005mm厚的粘合劑層，由此，得到雷射加工用表面保護片。(實施例3)除了0.05mm厚的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)膜(TetoronFilmG2，TeijinDuPontFilmsJapanLimited製造)被用作基底層，以與實施例1相同方式，得到雷射加工用表面保護片。(實施例4)低密度聚乙烯(MIRASON68P，MitsuiChemicals,Inc.)被用作基底層材料，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(TuftecH1062，AsahiKaseiCorporation製造，重量份為100)和氫化石油樹脂(ARKONP-IOO，ArakawaChemicalIndustries,Ltd.製造，重量份為50)的混合物被用作粘合劑層材料。通過T型衝模方法在模溫度為17(TC共擠出這些材料以得到雷射加工用表面保護片，在厚度為0.05mm的基底層上形成厚度為0.01mm的粘合劑層。取樣於前述基底層的樹脂材料在29(TC的熔融粘度為47pa*s。(實施例5)除了粘合劑層厚度設定為5pm外，與實施例l相同方式，得到雷射加工用表面保護片。(對比例1)在模溫度為160°C通過吹膜方法，將低密度聚乙烯(SUMIKATHENEF208，MitsuiChemicals,Inc.製造)製成膜以得到0.11mm厚的基底層。取樣於前述基底層的樹脂材料在2卯'C的熔融粘度為285Pa's。對基底層的一個表面進行電暈放電處理，並將用於實施例1中的丙烯酸基粘合劑溶液應用到該處理後的表面，並乾燥以形成0.010mm厚的粘合劑層，由此，得到雷射加工用表面保護片。(對比例2)除基底層厚度設定為0.06mm之外，以與對比例1相同的方式得到雷射加工用表面保護片。(對比例3)除了0.125mm厚的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)膜(TetoronFilmG2，TeijinDuPontFilmsJapanLimited製造)被用作基底層之外，與實施例1相同方式得到雷射加工用表面保護片。如實施例1相同，取樣於基底層的樹脂材料在2卯。C的熔融粘度為74Pa's。(對比例4)在模溫度為230°C，通過T型衝模方法將聚丙烯(NovatechPPFL6H，JapanPolypropyleneCorporation製造)製成膜，以得到0.04mm厚的基底層。取樣於基底層的樹脂材料在290'C的熔融粘度為422PaSo對基底層的一個表面進行電暈放電處理，並將用於實施例1中的丙烯酸基粘合劑溶液應用到處理後的表面，並且乾燥形成0.010mm厚的粘合劑層，由此，得到雷射加工用表面保護片。(對比例5)在衝模溫度為27(TC，通過T型衝模將聚(對苯二甲酸丁二醇酯)(DURANEX800FP,WinTechPolymerLtd.製造)製成膜，以得到0.04mm厚的基底層。取樣於基底層的樹脂材料在2卯'C的熔融粘度為295Pa*s。實施例1中的丙烯酸基粘合劑溶液應用到基底層的一個表面，並且乾燥形成0.005mm厚的粘合劑層，由此，得到雷射加工用表面保護片。(熔融粘度測量)通過前述的方法測量熔融粘度。具體地，使用JISK7199中描述的毛細管流變儀(Capirograph1B，ToyoSeikiSeisaku-sho，Ltd.製造)，並在割嘴直徑D為l.Omm，成型段長度(landlength)L為30mm，剪切速率為10sec"1的情況下進行測量。(雷射切割加工條件)使用二氧化碳氣體雷射加工機(LC-3015WI，AMADACO.,LTD.製造)和振蕩器(OLC-420HII，AMADACO.,LTD.製造)，並在切割速率2200mm/min、輸出功率3000W、頻率0Hz、佔空係數(duty)100、氮氣壓力0.85MPa，割嘴直徑2.0mm、割嘴間隙0.3mm、雷射束聚焦在工件(金屬板)的上表面以下l.Omm處的情況下進行線切割加工。(雷射切割加工測試)使用2.0mm厚的SUS304(2B飾面)作為工件。每一實施例或對比例中得到的雷射加工用表面保護片被應用到其上的一個表面。在前述條件下，通過將雷射束照射在應用有前述片的表面的相對側表面而進行切割加工測試。測試後，測定應用有前述片的表面上出現的掛渣高度。從切割邊緣面的高度減去金屬板厚度(2.0mm)得到的差值作為掛渣的高度。作為測量儀器，使用JISB7503(1997)描述的、最小刻度為O.Olmm的指示表。按10mm的間距測量IO個點從而得到平均值。結果列於表l中。另外，實施例5得到的雷射加工用表面保護片被應用到工件的一個表面上，SPV-M-4002E(NITTODENKOCORPORATION製造)被應用到工件的另一表面，所得試樣作為實施例6。在實施例6中，在前述條件下，通過將雷射束照射到應用有M-4002E的表面進行切割加工測試。對未應用表面保護片的工件進行雷射切割加工作為對比例6。表1tableseeoriginaldocumentpage15如表1所示，其闡明了每個實施例的雷射加工用表面保護片都可降低掛渣的高度到與沒有應用表面保護片的實施例相同的水平。本申請基於在日本提交的專利申請號為NO.2005-187216的申請，在此引入其全文內容以供參考。權利要求1.一種用於雷射加工的表面保護片，其在通過雷射束照射在工件上的切割加工中，被應用於工件的雷射束照射面的相對側上的表面，其包括基底層和在該基底層的一個表面形成的粘合劑層，其中所述基底層由基於JISK7199(1999)在290℃測量的熔融粘度不大於200Pa·s的樹脂材料製成，且其具有0.01～0.12mm的厚度。2.根據權利要求l所述的表面保護片，其中所述樹脂材料包括聚酯基樹脂。3.根據權利要求2所述的表面保護片，其中所述聚酯基樹脂為聚(對苯二甲酸乙二醇酯)樹脂。4.根據權利要求l所述的表面保護片，其中所述樹脂材料包括聚烯烴基樹脂。5.根據權利要求14中任一項所述的表面保護片，其中所述工件為金屬板。6.根據權利要求5所述的表面保護片，其中所述金屬板為不鏽鋼板。7.根據權利要求5所述的表面保護片，其中所述金屬板為鋁板。全文摘要本發明的目的是提供一種雷射加工用表面保護片，其被應用於雷射束照射面的相對側表面，該保護片在雷射切割加工中可保護應用對象的表面，並使掛渣不易出現。根據本發明，提供一種雷射加工用表面保護片1，其在通過雷射束6照射在工件2上的切割工藝中，被應用於工件2的雷射束照射表面2a的相對側表面上，其包括基底層和形成在該基底層一個表面上的粘合劑層，其中所述基底層由基於JISK7199(1999)於290℃測量的熔融粘度不大於200Pa.s的樹脂材料製成，厚度為0.01-0.12mm。文檔編號B23K26/18GK101208172SQ20068002339公開日2008年6月25日申請日期2006年6月27日優先權日2005年6月27日發明者奧村和人,林圭治,花木一康申請人:日東電工株式會社