激光切割纤网结构的方法与流程

文档序号:14954429发布日期:2018-07-17 23:16阅读:266来源:国知局

个人护理吸收制品使用不同部件(包括纤网结构)制造,这些部件可以为吸收制品穿戴者提供各种益处。纤网结构的实例可以是吸收制品的液体可渗透的非织造纤网或膜,其可用作身体接触层,诸如顶片层。纤网结构的另一个实例可以是吸收制品的液体不可渗透的非织造纤网或膜,其可用作衣物接触层,诸如底片层。

个人护理吸收制品可以多种形状例如像矩形或沙漏形以及多种尺寸来制造,这些尺寸可以被设定以符合从婴儿到成人的一系列穿戴者。形成吸收制品的一些部件的纤网结构从较大纤网结构片材切割成较小的适当尺寸的纤网结构,以并入到所得吸收制品中。

将较大纤网结构片材切割成较小的适当尺寸的纤网结构可以采用激光器,该激光器可以在纤网结构处发射辐射束。从辐射束输出的能量可以由在辐射束聚焦区域中的纤网结构吸收。从辐射束吸收能量可以导致在聚焦区域中的纤网结构气化。纤网结构气化可以由于邻接发生气化的区域的纤网结构材料熔融而导致剩余纤网结构的粗边缘。

因为这些纤网结构将用于个人护理吸收制品中并且可以潜在地与穿戴者的皮肤接触,所以需要一种使得切割的纤网结构的边缘更软的切割纤网结构的方法。



技术实现要素:

在各种实施方案中,一种切割纤网结构的方法可以具有以下步骤:提供能够发射辐射束的激光器;提供纤网结构,其中纤网结构包含第一材料部分和第二材料部分;使用每个束直径的第一脉冲分布(profile)将辐射束从激光器引导至纤网结构的第一部分;使用每个束直径的第二脉冲分布将辐射束从激光器引导至纤网结构的第二部分;其中纤网结构的第一部分不同于纤网结构的第二部分并且其中每个束直径的第一脉冲分布不同于每个束直径的第二脉冲分布。在各种实施方案中,纤网结构的第一部分包含含有聚乙烯、聚丙烯或聚酯中的至少一种的材料并且纤网结构的第二部分包含含有聚乙烯、聚丙烯或聚酯中的至少一种的材料。

在各种实施方案中,纤网结构的第一部分是单一材料层并且纤网结构的第二部分是彼此叠置的至少两种材料的层合结构。在各种实施方案中,层合结构的至少两种材料至少部分地彼此结合。

在各种实施方案中,纤网结构的第一部分是彼此叠置的至少两个材料层的层合结构并且纤网结构的第二部分是彼此叠置的至少三个材料层的层合结构。在各种实施方案中,纤网的第一部分的层合结构的至少两个层至少部分地彼此结合并且其中纤网结构的第二部分的层合结构的至少三个材料层至少部分地彼此结合。

在各种实施方案中,每个束直径的第一脉冲分布是从0.25至32个并且每个束直径的第二脉冲分布是从0.25至32个。在各种实施方案中,每个束直径的第一脉冲分布是从0.25至8个并且每个束直径的第二脉冲分布是从0.25至8个。

在各种实施方案中,激光器具有脉冲操作模式。在各种实施方案中,激光辐射束是单模结构。在各种实施方案中,激光辐射束的光斑直径范围是从150μm至350μm。

在各种实施方案中,一种切割纤网结构的方法具有以下步骤:提供激光器;提供纤网结构;以第一速度移动纤网结构;以第一频率将辐射束从激光器引导至纤网结构,从而产生每个束直径的第一脉冲分布;将纤网结构的移动速度改变至第二速度;以及以第二频率将辐射束从激光器引导至纤网结构,从而产生每个束直径的第二脉冲分布;其中该第一频率和该第二频率是不同的。

在各种实施方案中,每个束直径的第一脉冲分布与每个束直径的第二脉冲分布相同。在各种实施方案中,每个束直径的第一脉冲分布不同于每个束直径的第二脉冲分布。

在各种实施方案中,每个束直径的第一脉冲分布是从0.25至32个并且每个束直径的第二脉冲分布是从0.25至32个。在各种实施方案中,每个束直径的第一脉冲分布是从0.25至8个并且每个束直径的第二脉冲分布是从0.25至8个。

在各种实施方案中,激光器具有脉冲操作模式。在各种实施方案中,激光辐射束是单模结构。在各种实施方案中,激光辐射束的光斑直径范围是从150μm至350μm。

在各种实施方案中,纤网结构包含含有聚酯、聚丙烯或聚乙烯中的至少一种的材料。

具体实施方式

本公开涉及一种切割用于制造吸收制品的纤网结构的方法。该切割纤网结构的方法可以采用具有脉冲操作模式的激光器。在各种实施方案中,从该激光器脉冲的辐射束的频率可以被图案化以对应于该纤网结构的材料。在各种实施方案中,从该激光器脉冲的辐射束的频率可以被图案化以对应于该纤网结构移动的速度并且可以随着该纤网结构移动速度的任何改变而改变。

定义:

术语“吸收制品”在本文中是指这样的制品:其可以紧贴或靠近穿戴者的身体(即,与身体邻接)放置,以吸收和包含从身体排放的各种液态、固态和半固态流出物。这样的吸收制品打算在有限的使用期后丢弃,而不是被洗涤或以其他方式恢复以重复使用。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,本公开适用于各种一次性吸收制品,包括但不限于尿布、训练裤、运动裤(youthpants)、游泳裤、妇女卫生产品,所述妇女卫生产品包括但不限于月经垫、失禁产品、医疗服装、外科垫和绷带、其他个人护理或保健服装等。

术语“结合的”在本文中是指两个元件的接合、粘附、连接、附接等。当它们彼此直接地或彼此间接地接合、粘附、连接、附接等时,例如当每个元件直接地结合到中间元件时,两个元件将被认为结合在一起。一个元件到另一个元件的结合可通过连续或间歇的结合进行。一个元件与另一个元件的结合可以通过任何适合的手段进行,该手段诸如但不限于粘合剂、超声结合、热结合、压力结合或其他常规技术。粘合剂可作为珠、喷雾、平行漩涡等以连续方式或间歇方式施加。适合的粘合剂可以从美国wiwauwatosa的bostikfindlayadhesives有限公司获得。

术语“梳理纤网”在本文中是指包含通常纤维长度小于约100mm的天然或合成毛丛长度(staplelength)纤维的纤网。短纤维捆可经过开放过程以将随后运送到梳理过程的纤维分离,该梳理过程分离并梳理纤维以将它们在机器方向上对准,之后,纤维被沉积在移动的丝上以进一步加工。这样的纤网通常经历一些类型的结合过程,例如,使用热和/或压力的热结合。除此之外或作为其替代,纤维可以经历粘合过程以将该纤维例如通过使用粉末粘合剂结合在一起。梳理纤网可以经历诸如水刺的流体缠结,以进一步缠绕该纤维,从而提高梳理纤网的完整性。由于纤维在机器方向上对准,梳理纤网一旦结合通常就会具有比机器横向强度更大的机器方向强度。

术语“膜”在本文中是指使用诸如流延膜或吹塑膜挤出过程的挤出和/或成形过程制备的热塑性膜。该术语包括开孔膜、狭缝膜和构成液体转移膜的其他多孔膜,以及不转移流体的膜,例如但不限于屏障膜、填充膜、透气性膜和定向膜。

术语“流体缠结”和“流体缠结的”在本文中是指一种用于进一步增加给定纤维非织造纤网内或纤维非织造纤网与其他材料之间的纤维缠结程度以便使得个别纤维和/或这些层由于缠结而更难分离的形成方法。通常,这通过在一些类型的形成或载体表面上支撑纤维非织造纤网来实现,该表面对于撞击的加压流体具有一些渗透度。然后可以将加压流体流(通常多个流)引导至非织造纤网的与纤网支撑表面相反的表面。加压流体接触纤维并在流体流动方向上压迫纤维部分,从而使多根纤维的全部或一部分朝向纤网支撑表面移位。结果是纤维进一步缠结,缠结所在方向可以被称为纤网的相对于其更平坦维度即其x-y平面的z方向(其厚度)。当将两个或更多个单独的纤网或其他层彼此相邻地置于形成/载体表面上并经历加压流体时,通常希望的结果是至少一个纤网的一些纤维被压迫到相邻纤网或层中,从而引起两个表面界面之间的纤维缠结,以便由于纤维缠结增加而导致将纤网/层结合或接合在一起。结合或缠结程度将取决于多种因素,包括但不限于所使用的纤维的类型、纤维长度、在经历流体缠结过程之前一个或多个纤网的预结合或缠结程度、所使用的流体类型(液体,诸如水、流或气体,诸如空气)、流体压力、流体流数目、过程速度、流体停留时间以及一个或多个纤网/其他层和形成/载体表面的孔隙率。最常见流体缠结过程之一被称为水力缠结,其为非织造纤网领域中普通技术人员已熟知的过程。流体缠结过程的实例可见于授予radwanski等人的美国专利第4,939,016号、授予evans的美国专利第3,485,706号、以及授予radwanski的美国专利第4,970,104和4,959,531号,这些专利各自出于所有目的以引用方式整体并入本文中。

术语“gsm”在本文中是指克/平方米。

术语“亲水的”在本文中是指通过与纤维接触的含水液体润湿的纤维或纤维的表面。材料润湿的程度又可以所涉及的液体和材料的接触角和表面张力来描述。适于测量特定纤维材料或纤维材料共混物的可润湿性的设备和技术可由cahnsfa-222表面力分析系统(cahnsfa-222surfaceforceanalyzersystem)或基本上等同的系统提供。当使用该系统测量时,将接触角小于90的纤维认定为“可润湿的”或亲水的,并将接触角大于90的纤维认定为“不可润湿的”或疏水的。

术语“液体不可透过的”在本文中是指一层或多层层合物,其中在液体接触时,在大体上垂直于该层或层合物的平面的方向上,在一般的使用条件下,诸如尿液的液态身体流出物不会通过该层或层合物。

术语“液体可透过的”在本文中是指不是液体不可透过的任何材料。

术语“熔喷”在本文中是指通过以下方式形成的纤维:将熔融的热塑性材料经过多个细的、通常为圆形的模具毛细管作为熔融的线或纤丝挤入到汇聚的高速加热的气体(例如空气)流中,该高速加热的气体流使熔融的热塑性材料的纤丝变细以减小其直径,该直径可以是微纤维直径。之后,熔融的纤维由高速气体流携带并沉积在收集表面上以形成随机分散的熔融纤维的纤网。这样的过程在例如授予butin等人的美国专利第3,849,241号中公开,该专利以引用方式并入本文中。熔喷纤维是微纤维,该微纤维可以是连续的或不连续的,通常小于约0.6旦尼尔,并且当沉积在收集表面上时可以是发粘的和自结合的。

术语“非织造物”在本文中是指在不借助于织物机织或针织过程的情况下形成的材料。材料可具有单独的纤维、纤丝或线(统称为“纤维”)的结构,其可以是相互插入的(interlaid),但不以与针织织物相同的可辨认方式相互插入。非织造材料可以由许多过程形成,例如但不限于熔喷过程、纺粘过程、梳理纤网过程等。

术语“纺粘”在本文中是指通过以下方式形成的小直径纤维:将熔融的热塑性材料作为纤丝从具有圆形或其他构型的喷丝头的多个细毛细管中挤出,然后通过常规过程例如引出拉拔和描述于以下专利中的过程将挤出的纤丝的直径迅速变细,所述专利为授予appel等人的美围专利第4,340,563号、授予dorschner等人的美国专利第3,692,618号、授予matsuki等人的美国专利第3,802,817号、授予kinney的美国专利第3,338,992号和第3,341,394号、授予hartmann的美国专利第3,502,763号、授予peterson的美国专利第3,502,538号、以及授予dobo等人的美国专利第3,542,615号,这些专利中的每一篇均以引用方式全文并入本文中。纺粘纤维为大体上连续的,并且通常平均旦尼尔大于约0.3,并且在一个实施方案中在约0.6、5和10与约15、20和40之间。当沉积在收集表面上时,纺粘纤维通常为不发粘的。

术语“热塑性塑料”在本文中是指当暴露于热时可以软化和成型和当冷却时基本上恢复到非软化状态的材料。

术语“穿戴者”在本文中是指使用吸收制品的人,该吸收制品诸如但不限于尿布、训练裤、运动裤、失禁产品、女性卫生巾或其他吸收制品,并且吸收制品靠近身体放置,以捕获身体流出物。

纤网结构:

虽然本文所述实施方案可能通常应用于在纤网结构纵向方向(也称为机器方向)上加工的吸收制品,但应当指出,在不脱离本公开的精神和范围的情况下,普通技术人员可将本文的信息应用于在纤网结构的横向方向(也称为横向方向)上加工的吸收制品。

在各种实施方案中,纤网结构可以是单一材料层。在各种实施方案中,纤网结构可以具有层合结构,其中至少两个材料层彼此叠置。在各种实施方案中,纤网结构可以具有层合结构,其中至少三个材料层彼此叠置。在各种实施方案中,纤网结构可以具有层合结构,其中至少四个材料层彼此叠置。在各种实施方案中,纤网结构的一部分可以是单一材料层并且相同纤网结构的另一部分可以是其中至少两个材料层彼此叠置的层合结构。在各种实施方案中,纤网结构的一部分可以是其中至少两个材料层彼此叠置的层合结构,并且相同纤网结构的另一部分可以是其中至少三个材料层彼此叠置的层合结构。在各种实施方案中,层合结构的层可以至少部分地彼此结合。在各种实施方案中,层合结构的层可以完全彼此结合。在各种实施方案中,层合结构的层可以不彼此结合。

纤网结构的层可由种类繁多的材料制成,诸如合成纤维(例如聚酯纤维或聚丙烯纤维)、天然纤维(例如木纤维或棉纤维)、天然纤维与合成纤维的组合、多孔泡沫、纤网状泡沫、膜、有孔塑料膜等。合适的材料的实例包括但不限于人造丝、木材、棉花、聚酯、聚丙烯、聚乙烯、尼龙或其他可热结合的纤维、双组分短纤维、聚烯烃,例如但不限于聚丙烯和聚乙烯的共聚物、线性低密度聚乙烯、以及诸如聚乳酸的脂族酯、带细孔的膜纤网、网材料等、以及它们的组合。双组分短纤维的实例包括聚乙烯/聚丙烯双组分纤维。在该特定的双组分纤维中,聚丙烯形成芯,并且聚乙烯形成纤网的外皮。在不脱离本公开的范围的前提下,可以使用具有其他取向的双组分纤维(例如,多瓣、并列型、或端对端)。

形成层的材料可以被加工成非织造纤网或膜。因此,非织造纤网或膜形成纤网结构的层。非织造纤网的实例可包括纺粘纤网、熔喷纤网、共成形纤网、梳理纤网、结合梳理纤网、双组分纺粘纤网、水刺布等,以及它们的组合。

纤网结构的层可由基本上疏水的材料构成,并且疏水材料可任选地用表面活性剂处理或以其他方式加工以赋予期望水平的润湿性和亲水性。表面活性剂可通过任何常规的方式诸如喷雾、印刷、刷涂等施加。表面活性剂可以被施加到纤网结构的整个层,或者可以选择性地施加到纤网结构的层的特定部段。

纤网结构可以是弹性的或非弹性的、可拉伸的或不可拉伸的。在各种实施方案中,纤网结构可以是至少在横向方向上适当地可拉伸的,并且更适当地是弹性的。在各种实施方案中,纤网结构可以是在横向和纵向方向上可拉伸的,并且更适当地是弹性的。

纤网结构可以是可透气的、液体可渗透的和/或液体不可渗透的。在各种实施方案中,纤网结构可以是单一液体可渗透的层。在各种实施方案中,纤网结构可以是单一液体不可渗透的层。在各种实施方案中,纤网结构可以具有层合结构,其中至少两个材料层彼此叠置并且至少一个层是液体不可渗透的。在各种实施方案中,纤网结构可以具有层合结构,其中至少两个材料层彼此叠置并且纤网结构是可透气的和液体不可渗透的。

在各种实施方案中,纤网结构的层可具有从约10、12或15gsm至约20、22、25或30gsm的基重。在各种实施方案中,纤网结构的层可以是聚烯烃纤维的熔喷纤网。在各种实施方案中,纤网结构的层可以是聚烯烃纤维的纺粘纤网。纤网结构的此层的实例可以是20gsm纺粘聚丙烯非织造纤网。在各种实施方案中,纤网结构的层可以是天然和/或合成纤维的结合梳理纤网。纤网结构的此层的实例可以是可得自德国sandlera.g.的具有菱形结合图案的100%聚丙烯结合梳理纤网,诸如30gsmsawabond或等同物。在各种实施方案中,纤网结构的层可以是非织造双组分纤网。非织造双组分纤网可以是纺粘双组分纤网或结合梳理的双组分纤网。在各种实施方案中,纤网结构的层可以是膜。在各种实施方案中,纤网结构可以是微孔聚合物膜,诸如聚乙烯或聚丙烯。膜层的实例可以是可从美国inevansville的berryplastics公司商购获得的19gsmberryplasticsxp-8695h膜或等同物。纤网结构的此层的另一个实例可以是22gsm聚乙烯膜。在各种实施方案中,纤网结构可以具有层合结构,其中三个材料层彼此叠置。此实施方案的实例可以是层合结构,其中层合结构的三个材料层可以是具有施加于两个纺粘层之间的10%熔喷内容物的纺粘-熔喷-纺粘层合结构。在各种实施方案中,纤网结构可以具有层合结构,其中四个材料层彼此叠置。此实施方案的实例可以是层合结构,其中层合结构的四个材料层可以是纺粘-纺粘-膜-纺粘的。

用作吸收制品的部件的纤网结构是从较大纤网结构切割并分离出。制造方法中的切割步骤可以采用诸如本文所述的激光器。纤网结构具有两个主表面,即面向激光器一个表面和背离激光器的相反表面。为了实现其中吸收制品部件纤网结构可以与初始纤网结构干净地分离的适当切割线,激光束从纤网结构的面向主表面到纤网结构的相反主表面切穿纤网结构。切割线是形成激光聚焦区域中的纤网结构的分子破坏的结果。为了接收从激光器发射的能量,纤网结构将具有吸收光谱。在各种实施方案中,具有单一材料层的纤网结构的吸收光谱与该单一材料层的吸收光谱相同。在各种实施方案中,具有层合结构(其中至少两个材料层彼此叠置)的纤网结构的吸收光谱将是纤网结构的层合结构的每个单独层的吸收光谱的编译。在各种实施方案中,具有了为单一材料层的一个部分和具有层合结构的另一个部分的纤网结构(或具有了具有不同层合结构的两个单独部分的纤网结构)将使相同纤网结构的各部分具有不同吸收光谱。纤网结构的每个层对激光能量的吸收遵循比尔定律(beerslaw)。在各种实施方案中,当激光穿透纤网结构的层时,纤网结构的每个层吸收至少60%的激光能量。

激光切割:

激光器是发射强的、集中的光束的装置。光束是激励的、放大的电磁辐射并且由连贯的(即在相中)和单色(即具有相同波长)的光波构成。每种激光器通常根据其所采用的具体激光介质命名,并且根据该介质的具体原子结构,每种激光器发射其自身的特异性和特征波长,即明确限定频率的波长。激光波长范围可以是从约0.2至约40微米并且其频率范围可以是从约1.5x1015至约0.75x1013个周期/秒。可使用的若干种类型的激光的实例是:气体激光,诸如二氧化碳或氦-氖;固态光泵激光诸如纤宝石型钕钇铝石榴石(nd-yag)或玻璃;半导体激光诸如砷化镓,以及塑料激光,以及使用缀合有机分子诸如苯、甲苯或萘的激光。

激光束运输极大能量。可从这种能量获得的功率范围可以是从零点几瓦至数千瓦。通常,所使用的束功率可以根据纤网结构的厚度而改变。在各种实施方案中,束功率可以是从约2至50或100瓦。能量强度,即每秒的流穿过垂直于束的材料单位面积的量,可以通过例如根据各种已知的方法改变束聚焦来改变和控制。

激光束的能量根据束输出图案或模式结构传送。束可以具有单模或多模结构。单模输出束在具有强度分布的单一热光斑中具有其全部能量,其中当强度光斑沿着垂直于束轴的线获取时,该强度分布遵循高斯曲线。多模束包括围绕束轴对称的一系列环和/或光斑。单模束可以聚焦于比多模束更小的光斑直径并且此光斑具有非常高的强度。在各种实施方案中,具有单模结构并且其束可聚焦于小的光斑尺寸或直径的激光器最适用于本文所公开的方法中。用于激光束的小光斑尺寸可能是希望的,因为其中含有的能量如此集中以致使得纤网结构的小而精确体积可以下述方式快速加热、气化或以其他方式降解,该方式实现干净的切割而未影响纤网结构的相邻区域。在各种实施方案中,激光光斑直径范围可以是从约150或200μm至约250、300或350μm。在各种实施方案中,激光光斑直径是约250μm。

激光束可以通过适合的聚焦光学器件来聚焦并且被控制至适合的功率水平以实现沿着窄切割线的气化。激光束聚焦以实现根据本公开的满意切割线的光斑直径可以具有任何适合的直径,这尤其取决于纤网结构的厚度。能够聚焦激光辐射来的任何适合的透镜可以与激光器一起使用。在各种实施方案中,具有短焦距的透镜可以用于提供所需的小光斑尺寸。本领域已知的许多材料可用作此类透镜,这取决于待穿过其传输的波长。例如,锗、砷化镓或氯化钠透镜可以与二氧化碳激光器一起使用。

激光束可以具有两种类型:脉冲的和连续的。前者涉及短的相对高功率的脉冲或发射,其对于峰值脉冲可以从约15纳秒跨越至约1微秒,并且对于标准对照脉冲可以从约1微秒跨越至大于1秒。在各种实施方案中,发射脉冲能量束的激光器适用于本文所述的方法。从激光器脉冲的辐射束的频率根据纤网结构层中的材料类型来选择。从激光器脉冲的辐射束的频率也根据切割速度来选择。在各种实施方案中,频率可以是从约2、5、7、10、15、20、22、25、30、35、40、45、47、或50至约55、60、63、65、0、75、80、85、90、95、或100khz。在各种实施方案中,切割速度可以是从100、150、200、或250英寸/秒至约300、350、400、450、500、550、600或650英寸/秒。在各种实施方案中,切割速度可以是从约400、450、500或750英尺/分至约1000、1250、1350、1500、1600、1700、1800或1900英尺/分。从激光器脉冲的辐射束的频率可以产生每个激光束直径的脉冲数分布。在各种实施方案中,每个激光束直径的脉冲数分布范围可以是从0.25、1、1.5、2、或4至6、8、或32个。在此类实施方案中,连续脉冲可以与纤网结构中至少紧接的前一个脉冲重叠。脉冲的重叠可以产生为激光束焦点的纤网结构区域中的温度增加。此温度增加可以导致纤网结构的区域被气化或消融掉,之后潜在地损坏传播到剩余纤网结构的剩余边缘部分中的热量。如本文将描述的,频率可随着切割速度而改变,以每单位切割长度提供一致的脉冲数。

激光束的波长可以这样的波长,该波长与纤网结构层的吸收光谱的关系使得它将以在纤网结构中实现适合切割线的方式被吸收在纤网结构的层中。激光辐射可以被选择以具有纤网结构层具有大量吸收以使得吸收的电磁辐射可以沿着切割线有效地气化或消融纤网结构的波长。在其他方面,激光辐射将仅作为其他入射光由纤网结构层传输或反射,其波长处于纤网结构的预期操作范围内。在各种实施方案中,激光具有固定波长并且可以是9.3、10.1、10.2、10.3、或10.6μm之一。在各种实施方案中,激光具有固定波长10.2μm。

当在特定波长的激光束与对该波长部分透明的纤网结构之间存在沿着预定路径相对移动时,在束直径的宽度内并在其中心处更集中的能量被吸收到纤网结构中。在能量被吸收时,该能量转换成热量,从而沿着束路径软化并熔融纤网结构。对于强度更大的束路径中心,一些纤网结构分子被气化并且所得膨胀气体在纤网结构中形成切割线。如果被气化的分子处于纤网结构的表面处,则在这些分子直接上升至大气中时它们的气体留下腔体。如果气化分子不处于表面上,则其气体形成气泡,这些气泡上升穿过、爆裂或甚至在能量密度足够大时爆破周围和/或重叠的熔融纤网结构。随着膨胀气泡形成并上升,它们将熔融材料机械地移动出来。在适当条件下,例如当将足够强度的束置于纤网结构足够时间时,沿着线气化足够的分子,使得所得气泡合并、聚结或以其他方式协同作用以形成切割线。由气泡移动的纤网结构沿着切割线的上纵向边缘中的每一个的表面形成稍微突出的珠粒。尽管形成切割线的大部分气泡由纤网结构的气化引起,但是一些气泡位点明显由以高度吸收性杂质诸如污物或金属造成的热光斑引起并且由通常例如存在于纤网结构的分子晶格结构和晶界中的捕获水分或气体产生。出现在纤网结构中的气泡的尺寸和分布取决于若干种因素,包括束的强度、其撞击纤网结构区域的时间以及纤网结构本身的特征。

在纤网结构中,即在其表面处或其厚度内发生分子气化时,取决于应用于指数吸收定律的吸收系数和纤网结构的热扩散率和导电率。气化首先几乎发生在其入射表面处或附近并且将渐进式地向下进行到具有高吸收系数的纤网结构材料中,而气化将相当均匀地通过具有低吸收系数的那些纤网结构的厚度发生。

在各种实施方案中,可能希望维持每个束直径常数的脉冲数分布。维持每个束直径常数的脉冲数分布可以在由激光束切割之后为剩余纤网结构提供较不粗糙边缘。在各种实施方案中,当纤网结构以恒定速度移动时,通过不改变从激光器脉冲的辐射束的频率(即“稳定状态”),每个束直径的脉冲数分布可以作为常数维持。在各种实施方案中,可能希望改变纤网结构的移动速度。此类时间段的实例包括制造设备的启动和关闭。在当前商业方法中,在启动和关闭的此类时间框期间,激光通常被成型为每个束直径的脉冲数“稳定状态”并且在启动和关闭期间切割的纤网结构可被认为不适用于吸收制品,从而产生废品。为了使由于激光切割而可能具有粗糙边缘的纤网结构废品最小化,希望具有也可经历从激光器脉冲的辐射束的频率的变化的激光,以便维持每个束直径的恒定脉冲数。在此类实施方案中,维持每个束直径的恒定脉冲数可以涉及增加或减小从激光器脉冲的束的脉冲频率。例如,在各种实施方案中,可能希望增加纤网结构的移动速度并且维持束直径中的脉冲数分布,将需要使从激光器脉冲的辐射束的频率随着纤网结构移动速度增加而相应增加。在各种实施方案中,可能希望减小纤网结构的移动速度并且维持束直径中的脉冲数分布,从激光器脉冲的辐射束的频率将需要随着纤网结构移动速度减小而相应减小。在各种实施方案中,可能希望利用激光切割这样的纤网结构,该纤网结构具有的一个部分的层结构可以不同于相同纤网结构的另一个部分的层结构。在此类实施方案中,在两个部分中每个束直径的脉冲数分布可以是不相同的,以使得剩余纤网结构的边缘更软。例如,纤网结构可具有为单材料层的一个部分并且相同纤网结构可以具有含有至少两个结合在一起的材料层的另一个部分。在此类实施方案中,激光可以被编程为相对于其吸收光谱切割每个部分,这可导致在两个部分之间改变的每个束直径的脉冲数分布。例如,激光可以用于切割纤网结构的由具有吸收光谱的单一材料层形成的第一部分和纤网结构的具有至少两个结合在一起的材料层的层合结构和其自身的吸收光谱的第二部分。当切割此纤网结构时,第一部分中每个束直径的脉冲数分布可以不同于第二部分中每个束直径的脉冲数分布。

在各种实施方案中,可能希望改变纤网结构的移动速度,其中纤网结构的第一部分不同于相同纤网结构的第二部分。在此类实施方案中,从激光器脉冲的辐射束的频率可以随着纤网结构的移动速度改变而改变。在此类实施方案中,由于纤网结构从一部分到另一部分也可以不同,所以束直径中的脉冲数分布在纤网结构的部分之间也可以不同。

当介绍本公开或其优选实施方案的元件时,冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在表示存在该元件中的一个或多个。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在包括端值并且意味着可能有除了所列元素之外的另外的元素。在不脱离本公开的精神和范围的情况下,可做出本公开的许多修改和变化。因此,上述示例性实施方案不应用来限制本发明的范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1