[发明专利]向包含硅凝胶的层压材料中引入穿孔的方法

说明书

本发明涉及在包含硅凝胶的层压材料中引入穿孔的方法。具体地，根据本发明的方法包括以下步骤：(iii)使穿孔元件阵列与层压材料的可变形层接触，所述层压材料至少包括基底层、包含硅凝胶的层和可变形层，其中所述可变形层覆盖所述包含硅凝胶的层；(iv)向所述层压材料施加超声波能量以向所述层压材料中同时引入多个穿孔，同时在所述可变形层中提供变形部分，其中所述变形部分穿入所述层压材料中的多个穿孔；(v)在向所述层压材料中引入所述多个穿孔之后，即在步骤(iv)之后，保持所述可变形层与所述包含硅凝胶的层接触，使得所述变形部分保持穿入所述多个穿孔至少12小时，优选至少24小时，进一步优选至少36小时，进一步优选至少48小时。

技术领域

本发明涉及向包含硅凝胶的层压材料中引入穿孔的方法，更具体地，涉及使用超声波能量在包含硅凝胶的层压材料中产生稳定的穿孔。

具体地，根据本发明的方法包括以下步骤：(iii)使穿孔元件阵列与层压材料的可变形层接触，所述层压材料至少包括基底层、包含硅凝胶的层和可变形层，其中所述可变形层覆盖硅凝胶；(iv)向所述层压材料施加超声波能量以向所述层压材料中同时引入多个穿孔，同时在所述可变形层中引入变形部分，其中所述变形部分基本上对应于穿孔元件的形状，进一步地，其中所述变形部分至少部分地穿入如此产生的穿孔；(v)在向所述层压材料中引入所述多个穿孔之后，即在步骤(iv)之后，保持所述可变形层与所述包含硅凝胶的层接触，使得所述变形部分保持穿入所述多个穿孔中至少12小时，优选至少24小时，进一步优选至少36小时，进一步优选至少48小时。

保持所述可变形层与所述包含硅凝胶的层接触的主要目的是避免或至少最小化至少部分硅凝胶堵塞所产生的穿孔的不利影响。不希望受理论的束缚，发明人相信，由于在固化过程中形成的交联化学键，至少部分固化的硅凝胶极力“移回”至其“原始”物理形状，即其在穿孔步骤之前的位置。

背景技术

已知超声波焊接是一种用于连接或改变复杂零件或结构的合适技术，其包括包含至少一个热塑性层的材料的层压材料。可以在一个步骤中进行多个工艺步骤，包括焊接、切割和穿孔。待连接或改变的零件或层[例如层压材料(1)]，特别是待穿孔的零件或层，通常夹在穿孔元件(13)和连接至换能器的超声波焊极(焊头)(10)之间(这种超声波焊接装置的示意图见图1)。通常发出～20kHz的低振幅声振动(热塑性塑料超声波焊接中使用的其他常见频率为15kHz、20kHz、30kHz、35kHz、40kHz和70kHz)。超声波能量(局部)熔化零件之间的点接触，产生接头(或者根据能量输入和接触时间，产生孔)。

原则上，专门用于在层压材料中产生穿孔的超声波焊接是已知的，例如从US 4747 895中已知，其公开了连续移动的材料带(例如背胶塑料带)的超声波穿孔。根据US 4747 895，连续移动的带通过由超声波焊头限定的间隙，并与具有用作砧阵列的尖锐穿孔突起的旋转鼓接触。

该基本原理在EP 2 382 069中更具体地应用于包含硅凝胶的层压材料。根据EP 2382 069的穿孔元件被实现为布置在旋转鼓(12)上的具有平坦顶部的销状突起(13)。层压材料(1)通过超声焊极(14)和穿孔元件(13)之间形成的间隙连续进料(见图2)。

类似地，EP 1 112 823公开了一种在超声波装置中使用具有针状穿孔元件的旋转鼓(“针辊”)的幅材穿孔方法。

超声波穿孔工艺的一个潜在缺点是，层压材料中存在的非热塑性(即在熔化并冷却后不一定保持其形状)材料，例如EP 2 382 069中所述的硅凝胶，可能被挤压到孔的边缘，并且可能(部分)堵塞穿孔，即可能随着时间(即数小时)至少部分地移回其至“原始”位置(穿孔前的位置)。这个问题可以在图6a中得到最好的说明，图6a示出了根据本领域已知的方法穿孔的包含硅凝胶的穿孔层压材料。从图6a中可以明显看出，由外穿孔的基底层限定的原始穿孔被极力采用其“原始”位置(即穿孔前的位置)的硅凝胶部分地堵塞。

发明内容