使用具有金面层的支撑构件进行激光切割的设备和方法技术

本发明专利技术申请涉及一种用于在激光辐射切割过程中支撑片状材料的设备（52），其包括具有金面层的支撑构件（42）。还限定了使用此类设备切割片状材料的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用具有金面层的支撑构件进行激光切割的设备和方法
本专利技术涉及用于激光切割(即，使用激光辐射转换加工诸如光学薄膜的片材)的设备以及使用此类设备的方法。
技术介绍
已通过共挤出交替的聚合物层展示了多层光学薄膜。例如，美国专利No.3,610,724(Rogers)、No.4,446,305(Rogers等人)、No.4,540,623(Im等人)、No.5,448,404(Schrenk等人)和No.5,882,774(Jonza等人)各自公开了多层光学薄膜。在这些聚合物多层光学薄膜中，聚合物材料主要用于或完全用于构成各个层。此类膜可以采用大量生产的方法进行制造，并且可制成大型薄板和卷状物形式。在图1中示出了示例性实施例。在典型的结构中，薄膜主体包括此类多层光学薄膜的一个或多个层(有时被称为“光学层叠件”)，并在其一侧或两侧还具有保护层。示例性的保护层包括如位于一侧或两侧上的所谓的“表皮层”，所述“表皮层”包含更稳固的材料，如聚碳酸酯或聚碳酸酯共混物，这些材料赋予结构所需的额外的机械、光学或化学性质。美国专利No.6,368,699(Gilbert等人)和No.6,737,154(Jonza等人)公开了其示例性实例。薄膜主体通常还包括额外的外部保护层，如，可移除的过渡层(有时被称为“前掩蔽层”)，它们在早期处理和加工过程中保护着薄膜主体，然后在后来的制造步骤中被移除。示例性例子包括聚乙烯基膜和聚氨酯基膜。在图2中示出了示例性实施例。然而，很多产品应用需要相对较小且片数众多的薄膜。对于这些应用，小片的多层光学薄膜能够通过用机械装置分割此类薄膜的较大片材来获得，所述片材的分割例如通过用剪切装置(如，剪刀)切割片材、或用刀片裁切片材，或用其他机械设备(如，印模冲压机和裁切机)进行切割。然而，切割机构施加到膜上的力可能导致沿着切割线或膜边缘的区域中发生分层。对于多种聚合物多层光学薄膜尤其如此。所得的分层区域通常由于相对于膜的完整区域发生了变色而可被分辨出来。因为多层光学薄膜依赖各个层的紧密接触而产生所需的反射/透射特性，所以由于分层区域中存在降解，故其未能提供那些所需的特性。在某些产品应用中，分层可能不会带来问题，或甚至是值得注意的。在其他应用中，特别是在几乎整片薄膜从边缘到边缘显示具有所需的反射或透射特性是十分重要的应用中、或薄膜能够经受住可能引起分层随时间推移在薄膜中蔓延的机械应力和/或宽范围温度变化的应用中，分层可能是非常有害的。美国专利No.6,991,695(Tait等人)公开了使用激光辐射来切割或细分光学薄膜的方法，尤其是使用可移除衬垫来支撑薄膜并将薄膜切成小片的方法。虽然人们知道可用激光来转换加工聚合物材料已有一段时间了，参见如美国专利No.5,010,231(Huizinga)和No.6,833,528(DeSteur等人)，但是仍需要对针对光学薄膜主体的激光转换加工进行改进。典型的设备包括激光辐射源和支撑构件，激光辐射源发射出合适的激光辐射对材料进行切割，而支撑构件将材料以相对于激光辐射源所需的取向(如，有效聚焦区域内的平坦取向)支撑着。由于光学薄膜相对较薄的实质以及所用激光辐射的聚焦范围狭窄，所以在很多情况下，在激光照射过程中将材料保持为平坦取向是很重要的。不锈钢支撑构件具有此类用途是人们熟知的，部分原因是它可以实现一致平坦的构型。另外，使用带构型的支撑构件能够实现较高的运作效率和实用性是熟知的。然而，不锈钢可能很难保持清洁，并且其吸光度特性受到热点形成的影响，形成热点可能导致不锈钢支撑构件或受切割材料受到损坏。因此，激光转换加工操作(如，用于对光学薄膜进行激光转换的过程中的激光转换加工操作)需要改善的支撑构件。
技术实现思路
本专利技术提供用于进行激光转换加工(即，切割)片状材料的设备，以及使用此类设备转换加工薄板片材的方法。该方法具有许多优点，包括提高了激光转换加工片状材料(例如，光学薄膜)的效果和效率。在
技术实现思路
中，本专利技术的设备为尤其包括支撑构件的激光照射台，所述支撑构件包括在其主表面上具有金面层的背衬。已发现此类支撑构件在用于支撑工件(例如正在进行激光转换的光学薄膜)时具有很多优点。支撑构件包括不锈钢背衬元件。支撑构件在不锈钢背衬元件的第一面上依次包括粘结层、过渡层、金面层以及透射性低表面能涂层。在粘结层和过渡层之间包括可选的硬度增强层。另外，提供了在激光转换加工片状材料时使用此类支撑构件的方法，如下所述。已发现在对片状材料(特别是光学薄膜)的激光转换加工过程中使用如本文所述的支撑构件具有令人惊讶的优势。在精确的制备工艺例如对光学薄膜进行转换的过程中，薄膜必须以规格和构型稳定的方式位于平坦表面上。为了获得所需的精细切割，使激光辐射以有限的焦深精密聚焦。附图简述结合附图对本专利技术进行进一步说明，其中：图1是示例性多层光学薄膜的放大了很多倍的透视图；图2是示例性多层光学薄膜主体的一部分的剖视图；图3是本专利技术的示例性支撑构件的横截面示意图；并且图4是本专利技术的示例性激光转换加工过程和设备的示意图。这些图未按比例绘制，它们仅是用于展示，并不限制本专利技术。具体实施方式由端点表述的数值范围包括该范围内包含的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。如本说明书以及附加的权利要求书中所使用，除非内容有另外清楚的表述，否则单数形式的词语“一个”和“所述”包含复数语词所指的对象。因此，例如，包含“一种化合物”的组合物这一表达方式包括包含两种或更多种化合物的混合物。如本说明书以及附加的权利要求书中所使用，术语“或”一般以包含“和/或”的意思使用，除非内容有另外清楚的表述。支撑构件本专利技术的示例性支撑构件42的横截面在图3中示出。在该实施例中，支撑构件42包括具有第一和第二主表面的背衬44。在其第一主表面上依次是可选的粘结层46、金面层48和可选的低表面能涂层50。支撑构件可以采用任何所需的构型，如，简单的台板、托盘等，然而要改善运作效率通常优选采用连续带构型。背衬44通常为支撑构件42提供大部分结构完整性，由此赋予足够的强度和规格稳定性等，以使得支撑构件42能够将待转换加工的片状材料支撑在其上，从而在整个转换加工过程中进行操纵。在一个优选的实施例中，支撑构件采用连续带的形式，该形式具有足够的柔韧度以弯曲通过设备，同时对施加到其上的张力(如，张力辊上的张力)展现出足够的拉伸强度和规格稳定性，从而得到平坦的转换加工区域。虽然本领域的技术人员可以选择其他合适的背衬44材料，但通常优选不锈钢(如，316不锈钢)。在优选的实施例中，一个或多个粘结层46设置在金面层48和背衬44之间。此类粘结层可用于提高背衬44和金面层48之间的粘附力，并赋予金层增强的硬度和耐刮擦性。合适的粘结层材料的示例性例子包括氮化钛、氮化锆、氮化钛铝，以及它们的组合。在一些实施例中，可在金面层中掺入硬化添加剂(例如钴)，以增强其硬度和耐刮擦性而不会不可取地削弱其反射特性。金层被称为面层的原因在于，在其使用中，在将激光辐射施加到正进行转换加工的片状材料期间，穿透片状材料(因为片状材料被切穿)的激光辐射、或从片状材料的连续部分之间穿过(如果光束未发生脉冲断路)的激光辐射入射到金层而不是下面的背衬或粘结层(如果有的话)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.30 US 61/428,3911.一种用于激光转换加工片状材料的设备，所述设备包括：具有金面层的支撑构件；以及激光辐射台，其中，所述支撑构件为连续带并且被构造为将片状材料以目标位置暂时支撑到所述激光辐射台，在利用激光切割所述片状材料时，激光辐射会入射到所述金面层上。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述支撑构件包括背衬元件。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述支撑构件包括不锈钢背衬元件。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述支撑构件在所述不锈钢背衬元件的第一面上依次包括粘结层、过渡层、所述金面层以及透射性低表面能涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴平凡，摩西·M·戴维，布鲁斯·E·泰特，舍恩·A·舒克内希特，史蒂文·D·泰斯，查尔斯·J·斯图丁纳四世，多诺万·C·C·小卡格，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
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