JPS5982185A - レ−ザ光による孔あけ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、レーザ光の照射によりポリマーシートに５
０μｍ以下の無数の徹Ｘ・田な孔を形成させる方法に関
するものである。 従来ポリマーシー１−に微細な孔を形成させる方法とし
ては、フェルｌ−剣のような針を突き刺すか。 又は昇華性或は親水性化合物を混合しておいて、これら
の化合物を昇華又は溶出させることにより孔を形成させ
るか、践は又発泡剤を混合しておいて発泡剤を揮散さｔ
＋−て・泡を形成させる等の方法が一般に行われている
。 しかしながら、これらの方法は孔径が大きいとか、孔径
にバラツキや独立気泡が多くなり易いとか、或は又ポリ
マーシー１へ中に残存するＰ１華（’Ｉ：　’ｂしくは
親水性化合物が表面に移行してくる笠の欠点があって、
透湿性と防水性とい−］だ４７１反する両特性を兼ｆｌ
ｔｔさぜるには充分とは云い得ない難点があった。 一方、レーザビームを用いてゴム、プラスチック類に孔
をあける技術も公知である。しかしながら、従来は一般
に赤外波長領域の炭酸ガス（ノーリ゛（波長１０．６μ
ｍ）が用いられており、パルス加工によって得られる孔
の径は数百μ川と大きくそのために孔密度も６００個／
　ｃｎｌ以下が限度で、これ以−１−はポリマーシート
自体を切断してしまうだ（づで孔ν）・）度を高めるこ
とは不可能であった。又、ポリマー自体の急熱分解ガス
化による花衣、　ＬＪ加−１，では、ポリマー自体の物
性低下も避けられ１′、ナイＬＩ：ノ布地を貼り合仕た
ゴ１５引布のような複合体の場、′７１１はナイロン布
地さえも孔をあけて１７すうので、二１ム引布どしての
性能をも低下さＬでじま一゛ノどい一゛）欠点もあった
。加えて、炭酸カスレーザによる孔あけ加工法では、発
振方法がパルス方式となるため１パルスで１つの孔をあ
ける方法となり、広い面積のシー１へに無数の孔あけ加
゛Ｅを管うような場合、著しく加工速度と加−■−精度
に劣るという欠点もあり、限られた部分に極く少数の孔
をあける加工に適用されてきているのが現状である。 この他、炭酸ガスレーザの１７１０の波長をもつＹＡＧ
１ノーザ（イン１〜リウ１ ネッＩ〜系レーザ、波長１．０６μｍ）により理論的に
は炭酸ガスレーザ加工孔の１７１０の微細孔を形成する
ことができると考えられるが，一般にゴｌ＼、プラスチ
ックのようなポリマーは熱不良導体でＩろるので、加］
二孔径の拡大は避けられず、炭酸ガスレーザよりも孔径
は小さくできるどしてもせいぜい１、／　２　Ｉｓ！度
で、従って１００　７ｚ　ｍ径以上の孔しか得られない
ことを本願発明者等は確認している。 本願発明者等は、これらの欠点を解消し、微細な孔を効
率的に形成させることを１」的に鋭意研究を重ねた結果
、非赤外部領域の光の吸収率が５０％以上の顔料を配合
した樹脂の微粉末を，ゴ１１又はプラスチックシー１−
中に分散させて，１−９いて，該ポリマーシー１へにＹ
ＡＧＩノーザを照ル１することによって本願目的を達成
し得ることをす、出すに至ったものである。即ち、非赤
外領域の光に対して吸収性をもつ顔料ｉ！；ｌ子を比較
的低い温度で熱分解する合成樹脂と混合粉砕

【７た微粒
子をポリマー中に分散させておいてＹΔＧレーザを照射
することによって顔料第５’ｌ　７−が急熱さ扛、合成
樹脂をはしめ熱分解可能物質のみが分解ガス化して空洞
をポリマーシート中に形成し、且つそれ以外のポリマー
シー１−自体は何ら損傷を受けないという極めて望ｌニ
ジい状態を現出するのである。 本願で用いることができる非赤外部の光の吸収率が５０
％以」−の着色粉末状合成樹脂用顔イ′；１としでは、
カーボンブラック、黒鉛、チタン白、用ｉ　（ｉ’？！
華、硫化亜鉛、鉛白、す１〜ボン、酸化アンチモン、フ
タロシアニンブルー、アニリンブラック、ア１２チレン
ブラック等があり、これらは単独又は所望により併用す
ることができる。 これらの顔料はそのまま単にゴム又はプラスチック中に
分散させたのでは期待される効果は得られない。少くど
もこれらの顔料に一般に体質顔料と呼ばれている化合物
を少くとも１種併用することが必要である。体質顔料は
公知のものはすべて使用できるが、特に炭酸力ルシウ１
１、硫酸バリウム、アルミナ、無水珪酸、タルク、炭酸
マグネシウム、石膏のような無機塩又は無機酸化物が好
適である。 これらの顔料及び体質顔料は熱分解により分解ガスを発
生する合成樹脂と公知の方法で混合した後、粉砕して］
００７ｚｎ１以下の粒子径としてもよく。 予め顔料、体質顔料及び合成樹脂粉末を１００μＩ１１
以下の粒子径においてよく混合して用いてもよい。 又ポリマーと混線する前の粒子径が１．００７ｚｍ以上
であっても、ポリマーと混線加工中に故されて１００μ
ｍ以下となるようにしてもよい。勿論ポリマーシー１へ
の）５みが１　＋）０　７ｚ　ｍ以」二のもので，−・
部孔径が１００μｍ以」二の孔が存在しても差し支えな
い用途の場合は、少くともポリマーシー１−の厚み以下
の粒子径にさえ着色粉末状合成樹脂をしておけはｆＪｉ
　ＩＴＩできる。 熱分Ｍ．を起し分解ガスを発生ずる合成樹脂どしては、
ポリエステル樹脂、ポリアクリロニ１ヘリル樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリウレタン樹脂等が好適であるが、熱分解
ガスを発生するものであれば１，テに限定はされない。 尚、ポリエステル樹脂、ポリアクリロニ１ーリル、エポ
キシ樹脂の場合には硬化剤を添加しないものであっても
よい。 ポリマーシー１へとしては、ゴム又はプラスチックの単
体又は混合物をシー１〜状にしたものを用いてもよく、
これらのシート状物を布地ど貼合Ｉｋた複合シー１へと
して用いてもよい。要するに、着色粉末状合成樹脂とし
ては非赤外波長１ノーザの吸収率を５０％以−に有する
ようにすること，及び熱分解ガスを発生する合成樹脂等
の成分を少くと１）一種含むこと、及び体質顔料を少く
と１．ノ一種含む微粒子状であることが必要である。 本願で用いられるレーザ種は，非赤外部の波長領域を有
するもの、例えばＹＡＧ、ルビー、ガラス等であり、加
」二条性、即ち発振方法、出力、集光Ｉノンスは′［、
νに限定されないが、加工性の点からポリマーシー１−
表面に焦点を合わぜたビームを掃引する方法が現行設備
では最良と考えられる。又発振方法としては、連続発振
法でのスイッチを併用する方法がよいが、その他の方法
であってもよい。 本願ていうポリマーシートとは、ゴム又はプラスチック
の１ｍｍ以下の）１さに、カレンダー加工又はインフレ
ヘション加上等の公知の方法でシー１−状としたものを
云い、好ましいシー１−の厚みは一般にはフィルムと称
せられる範囲のｌ　００　Ｉｔ　ｍ前後のものである。 本願ではポリマーシー１−はそのままで加工に供しても
よいが、ナイロン布やその他の布帛類と貼合仕て用いて
もよい。又、ポリマーシー１〜白休は着色しないものを
用いることが望ましいが、着色している場合はその着色
による非赤外波長部の光の吸収率が５０％以下でなけれ
ばならない。 本願の方法によって得られるポリマーシー１〜の孔径は
、分散させた着色粉末状合成（ｉ’７Ｊ脂の粒子径の１
７２以下でネ（）られ、その微細孔の数は分１１シされ
た着色粉末状合成樹脂の粒子の数、即ちその配合量によ
って決まってくる。従って高度の透湿性を得るためには
、当然着色粉末状合成樹脂のポリマーシー１−への配合
量を多くずればよく、通気性と透湿性を向−１ニさせた
い時は、できるだけ十記着色粉末状合成樹脂の粒子径を
大きめに設定ずれはよい。逆に、耐水圧を高めたい場合
はその粒子−径をできるだけ小さく設定ずれはよいので
極めて広範囲な透湿性と耐水圧性の範囲のものが本願の
方法によって得られるのである。 尚、このようにして得られる焦数の微細孔を１）つポリ
マーシー１〜は、むれが少なく且つ防水性に優れるので
、雨衣やスポーツ用ウィン１〜ブレーカ−等の着衣どし
て好適な材料である。 実施例】 スチレンブタジェン系合成ゴｌ、　Ｉｔ、　１．５０２
１００．’、１口１】。 部（以下部と省略して示す）に亜鉛華５部、ステアリン
酸１部、炭酸カルシウｌ＼１２０部、−１シ防Ｍ１３（
川口化学製）１部、プロセス油Ｐ−３００（日本鉱業製
）１４部、加硫促進剤Ｍ（人内新興化学製）１．８部、
加硫促進剤１−）（用Ｌ１化学製）０．６部、硫黄２部
及びポーセラックΔ（川」−塗料製粉体系オ′１、カー
ボンブラック１０％、チタン白９０％の混合物１００部
と、がＪ酸カルシウＡ、１００部をポリエステル樹脂１
００部に混合し、：）２５メツシユのフルイ通過物が６
０％となるよう粉砕したもの）２４部をロール混合した
後、カレンダーにて４０７ｚ＋ｎの厚みに圧延しながら
、ナイロンタフタ布（東し製７０デニールナイロン系使
用）と貼り合せ、１６０″Ｃで１０分間加硫してゴ１１
引布を得た。本実施例で使用した粉体塗オ（１ボーセラ
ツクΔば１，０６μｒｎの波長における光の吸収率は６
０％であった。 上記ゴム引布を金属顕微鏡により　１００倍の倍率でＮ
ｕ察した所、粉体塗料は５〜４０７ｚｍの範囲の粒子径
でゴ１１引布巾に分散していることが認められた。 このゴム引布にネオジウムガラスレーザ（東芝ｕＱ　Ｌ
　Ａ　Ｙ−２０１、パルス発振、波長］、ＯＧμ＋７１
、ビーム径１０ｍｍ）を用い、１０倍の対物レンズ（ｆ
＝５ｍｍ＞。 １パルス／ｓｅｃ＋６ｆ）　Ｉｔ　Ｓｅｃて１パルスエ
ネルギー１４ミリジユール（１、０ＯＯＶ、　Ａ（二、
）の１ノーザビームを１１（（現した所、ビーフ１焦点
を中心に半径０．］−０，２１１＋ｍニわたって粉体塗
料が急激な体積膨張を起して気１１りし、平均孔径２０
〜３０μＩ１１の多数の孔がゴト引布に形成された。尚
、粉末塗料が気１校した後のゴムク１布に何回レーザ照
射を繰返しても何ら変化は生Ｌｄ１ごかった・ 実施例２ 実施例ｊのゴ１１配合において粉体Ｊ＜　１：’ｌを７
ＪＣ−ヒラツクΔの代りにポーセラック１３（用１−塗
石Ｕ・２、弯１料カーボンブランク、体質ｌＡ１料、炭
酸カルシウム、含有ポリアクリル樹脂系黒色’Ｂｊ体塗
イ゛［，１０６μｍにおける光の吸収率９８％）を用い
た以外１′：〈同様にしてゴ１１引布を得た。このゴ１
１引布を金属顕微鏡でｉ奈した所、粉体塗料は５へ−４
０１，ｔ　ｉｎの範囲の粒子径でゴｌ＼シー１−中に分
散していることが認められた。このゴｌ＼引布に実施（
９ＩＩＩど１．’７１−条１′１てネオジウムガラスレ
ーザをＪｌ（（射した。ｊ、ｆｉ　Ｎ！、焦、・５′、
・、を中心に半径０．１．−０．２ｍｍにわた−２て、
孔径２０〜３０μｎ１の多数の孔が形成されていること
が認められた。尚、（ノーザ出力は１０ミリジユール／
パルスを用いた。 実施例３ 実施例１のゴム引布製造においてゴノ、配合物中にフタ
ロシアニンブルーを０．０５部添加し、且つ波長１．０
６μ汀１における光の吸収率が７０％で、粒度分布とし
て３２５メツシュ通過物を４３％含む粉体塗料（アクリ
ル樹脂系、Ｋ１料はカーボンブラックとチタン白、体質
顔ａ”ｔは硫酸バリウム）をボーセラックＡの代りに用
いた以外は実施例】と全く同様にしてネオジウムガラス
レーザを照射して得られたゴｌ＼引布の通気度を、ＩＪ
Ｓ　Ｉ、暑０９６　（’　７９）のＥｉ、２７．２Ｂ法
に準じてｄ（り定した結果はガーレ数３０秒７１００ｃ
ｃであった。又、透湿度を、ＪＴＳ　Ｚ−０２０８（’
７９）規定の方法で、耐水圧をＪＩＳ　Ｔ、−１０９２
（’　７９）の５．１．１　Δ法でＨＩＩＪ定した結果
はそれぞれ、４．００旺／＋Ｋ・回、　１，５００ｍ／
ｍＨ２Ｏであり、透湿性雨衣トＬ”ｌｉ！ｉれだ性質を
有することが認められた。尚、本実施長における光の吸
収率は４０％てあ−〕だ。 実施例４ 波長１．．０６７１ｍでの光の吸収率が４０％の粉体塗
ｆ’）（チタン自９８部、フタロシアニンブルー２部、
炭酸・カルシラ／５１００部、ポリエステル樹脂１００
部を混合粉砕、３２５メツシュ通過物４０％）を用いた
以外は全〈実施例１と同様にしてゴ１１引布を得、ネオ
ジウムガラスレーザを実施例Ｉと同一条件で照射した。 得られたゴ１１引布には貫通孔が認めｌ））わ５ず、通
気度はガーレ数１　、０００秒以上／　ｌ　ＯＯｃ、（
：で殆ど通気性のないものであった。 実施例５ 実施例４で得られたゴ１１引布に波長１．．０６４μＩ
ｌｌのＹ　Ａ　Ｇレーザ（東芝製■、ΔＹ　６２１　）
にてパルス加工を行った所、！メーザ出力５５０ミリジ
ユール／パルス（１，０ＯＯＶ、モードセＬ／　’）　
ター３ｎｕｎ、コンテンサーレンジ０．２）の条件では
：３〜５回の照！ｌｊてじｊ１η孔が得られたが、実施
例１のレーザ出力１４ミリジユール／パルスに比し３０
倍以」−のエネルギーを必要とし、著しく生産性に劣る
ものであった。 実施例６ 粉体塗料どして、ボーセラックＡ中の体質顔料の炭酸カ
ルシラ１１の、７７を含有しない粉体塗料を使用した以
外全〈実施例１と同様１；シてネオジウムガラスレーザ
を照ル１した所、得られたゴム引布の孔径は５００μｎ
＋前後の大きい孔のものであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリマーシー１〜中に、非赤外波長部の光に対する吸収
   率が５０％以」二の顔料及び体Ｉ６顔料含有合成樹脂粉
   末を配合し、該ポリマーシー１へに非赤外領域の波長を
   有するレーザビームを照射することを特徴とするポリマ
   ーシー１−の孔あけ加工方法