[发明专利]共挤出的可激光焊接聚合物膜或由其制成的长丝及织物

说明书

发明领域

本发明涉及多层聚合物膜和长丝，并且具体涉及经取向的共挤出膜和长丝，其中存在至少一个层，其包含在后续的透射激光焊接工艺(through-transmission laser welding process)期间足以使膜或长丝可焊接的量的辐射吸收材料。这类膜和长丝可用于多种工业用途，尤其用作或并入工业纺织品或并入这类纺织品的接缝元件中。

发明背景

在工业过程中，聚合物片材或膜材料常常通过包括透射激光焊接(TTLW)在内的各种手段来接合。在已知的TTLW工艺中，激光能吸收“搭配”材料用于与对激光能透明的至少一种其它材料一起产生焊接。所述搭配材料：(a)位于待接合的两个表面之间，所述表面中的至少一个是对激光能透明的；(b)作为大体均匀和分散的染料或相似材料或作为涂层涂覆到待接合的表面中的至少一个上的合适的辐射能吸收材料，并且两个表面中的至少一个是对辐射能透明的；或(c)是待接合的两个表面中的一个，而另一个是透明的。所述焊接通过传递激光能(通常来自红外激光器)穿过透明材料以使得所述激光能的能量入射到吸收材料上并由所述吸收材料吸收来产生。激光能对所述吸收材料加热，尤其是在所述吸收材料的外表面处或其附近，以加热至材料的熔点，从而形成并固定焊接。

各种热塑性组合物的激光焊接是熟知的。参见，例如，US8,038,838(Terada等)；US7,268,175(Koshida等)；US2011/0256406(Farrell等)；US2007/0161730(Koshida等)；US2006/0108064(Mori)；US2005/0137325(Koshida等)；US2004/0112519(Mori)；US2003/0132554(Grosser等)；US2003/0130381(Joachimi等)；以及EP1542855(Kobayashi)。

US7,922,859(Rosenberger)公开了由可焊接在一起的激光透明部分和激光吸收部分组成的可激光焊接聚合物；所述激光吸收部分包含作为吸收体的碱式磷酸铜和/或磷酸铜。

US2009/0130451(Farrell)公开了一种可激光焊接组合物，所述可激光焊接组合物含有热塑性聚合物、近红外吸收体、炭黑以及白色颜料。

EP1864784(Shimasaki)公开了一种粘合用于产生生物测定芯片的基底的方法：通过从光学透明材料形成第一基底和第二基底；粘合面的一部分由光学吸收物质形成。所述部分通过传递入射辐射穿过第一透明材料到它们界面处的吸收物质上来粘合。其进一步公开了两个基底的熔点应相同(这样使得在暴露于辐射下时两者均熔化)并且应存在的炭黑的量至少为0.01体积％。压力通过玻璃片材和任选地具有一个不规则表面的透明板来施加至焊接区域以防止粘附。含有炭黑的层通过注塑模制来形成。

EP1920686(Fischer)公开了一种流体导管连接组件，其中连接套筒由共挤出热塑性材料形成，其中共挤出的一部分任选地是透明的而另一部分是激光能吸收性的。这种双组分结构使得连接套筒能够焊接成第一直线并且确保无缝装配。共挤出的激光能吸收部分含有1％重量份至5％重量份的炭黑。

US2011/0200791(Kugelmann等)描述了一种通过透射激光焊接产生复合部分的方法，所述方法包括以下步骤：(a)将平坦布置的包括接合层的多层膜(2)提供在硬塑部分(1)上以使得所述接合层邻接硬塑部分(1)，其中所述接合层包含用于激光的吸收体，(b)在激光之前使用挤压工具(4)将多层膜(2)挤压在硬塑部分(1)上，以及(c)用来自多层膜(2)侧的激光辐照步骤(b)中获得的布置。

对于多层聚合物片材材料或长丝而言，已知方法存在各种缺点，包括与确保吸收材料如条带和聚合物片材材料的准确放置和对准相关的难题。这些已知方法的主要问题在于焊接的功效，并且因此所得接合对接合搭配件与待接合的材料之间的表面中可能显示出来的任何间隙和其它不规则十分敏感。为了确保焊接质量，通常需要将足够的压力施加至待焊接的部分以确保部件之间的紧密接触和适当装配，并且这种压力可能具有不利影响，如焊接区域附近的区域的损坏或变形。