BE1008341A3

BE1008341A3 - Vormdeel met een markering op een ondergrond van een thermoplastische kunststof en een werkwijze voor de bereiding van het vormdeel.

Info

Publication number: BE1008341A3
Application number: BE9400464A
Authority: BE
Inventors: Den Elshout Wilhelmus Henr Van
Original assignee: Dsm Nv
Priority date: 1994-05-04
Filing date: 1994-05-04
Publication date: 1996-04-02
Also published as: DE69503309D1; ATE168074T1; DE69503309T2; EP0680831B1; EP0680831A1

Abstract

Vormdeel met een markering op een ondergrond van een termoplastische kunststof, welke markering is ontstaan door het opschuimen van de thermoplastische kunststof onder invloed van energierijke straling, waarbij de thermoplastische kunststof een middel bevat dat vernetting heeft bewerkstelligd op de plaats waar het opschuimen van de thermoplastische kunststof heeft plaatsgevonden. De markering bezit een goede slijtbestendigheid.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   VORMDEEL MET EEN MARKERING OP EEN ONDERGROND VAN EEN
THERMOPLASTISCHE KUNSTSTOF EN EEN WERKWIJZE VOOR DE
BEREIDING VAN HET VORMDEEL 
De uitvinding heeft betrekking op een vormdeel met een markering op een ondergrond van een thermoplastische kunststof, welke markering is ontstaan door het opschuimen van de thermoplastische kunststof onder invloed van energierijke straling. 



   De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het verkrijgen van het vormdeel met een markering op een ondergrond van een thermoplastische kunststof. 



   Dergelijke vormdelen zijn bekend uit EP-A- 469982. Uit dit octrooischrift is het bekend om een markering te verkrijgen door het bestralen van een thermoplastische kunststof met energierijke straling, waardoor aanwezig vocht of aanwezige lucht expandeert en bellen vormt die het materiaal ter plaatse doen schuimen. 



   Onder markering wordt in deze aanvrage verstaan een patroon dat informatie bevat, zoals een afbeelding, een vignet, een logo, een tekst van letters en/of cijfers, een code zoals een barcode enzovoort, of een patroon met een esthetische of versierende functie. 



   Voorbeelden van vormdelen die een markering bevatten, zijn behuizingen van electronische en electromechanische apparatuur, toetsen, knoppen, reclameborden, naamplaten, firmaschilden   enz.,   Verdere voorbeelden zijn voorraadvaten met een maataanduiding, zoals maatbekers, injectiespuiten en het reservoir van een koffiezetapparaat. 



   In toenemende mate worden dergelijke markeringen aangebracht door het vormdeel te bestralen in de vorm van de markering met een energierijke straling, bijvoorbeeld met behulp van een laserbundel, waarbij de kunststof 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 opschuimt. 



   Een voordeel van een dergelijke markering is dat zeer nauwkeurig op een vooraf bepaalde plaats de markering kan worden aangebracht. Een verder voordeel is dat de vormdelen op de bekende manier in serie kunnen worden vervaardigd, zonder dat daarop nog een markering is aangebracht, terwijl daarna elke willekeurige, per individueel voorwerp verschillende markering kan worden aangebracht. Nog een voordeel van een dergelijke markering is dat deze eenvoudig aan te brengen is op vormdelen met gekromde oppervlakken. 



   Een nadeel van het bekende vormdeel met de markering is dat de markering niet slijtbestendig is. 



  Snelle slijtage van de markering op bijvoorbeeld toetsen of knoppen kan leiden tot onleesbaarheid, waardoor apparatuur op onjuiste wijze kan worden ingesteld, met daaruit voortvloeiend onveilige situaties. 



   De uitvinding stelt zich tot doel in een vormdeel te voorzien dat dit nadeel niet bezit. 



   Dit doel wordt bereikt doordat de thermoplastische kunststof een middel bevat dat onder invloed van de energierijke straling, vernetting heeft bewerkstelligd op de plaats waar het opschuimen van de thermoplastische kunststof heeft plaatsgevonden. 



   Een verder voordeel van het vormdeel volgens de uitvinding is dat de markering goed bestendig is tegen oplosmiddelen. 



   Het vormdeel kan in principe elke thermoplastische kunststof bevatten die door middel van bestralen met energierijke straling opgeschuimd kan worden om als de ondergrond voor de markering te dienen. Bij voorkeur wordt ABS (acrylonitril-butadieen-styreencopolymeer) toegepast. Acrylonitril-butadieen-styreencopolymeer is bijvoorbeeld vermeld in EP-A-104695, en is daarin beschreven als een polymeercompositie bestaande uit :

   

 <Desc/Clms Page number 3> 

 A. 5-100   gew. %   van een of meer entcopolymeren verkregen door 10-90 gew. delen van een monomeermengsel bestaande uit
20-40   gew. %   acrylverbinding, 
 EMI3.1 
 60-80 gew. vinylaromatische verbinding, en 0-20 gew. van een of meer andere onverzadigde verbindingen, te polymeriseren in aanwezigheid van 10-90 gew. delen rubber, 
 EMI3.2 
 B. 0-95 gew. van een of meer copolymeren verkregen door 60-80 gew. vinylaromatische verbindingen, 
20-40   gew. %   acrylverbindingen,
0-20   gew. %   van een of meer andere onverzadigde verbindingen te polymeriseren. 



   Geschikte acrylverbindingen zijn acrylonitril, methacrylonitril alkylacrylaat, alkylacrylaat of mengsels daarvan. 



   Geschikte vinylaromatische verbindingen zijn styreen en gesubstitueerde styreen-verbindingen zoals alfa-methylstyreen, p-vinyltolueen of mengsels daarvan. 



   Het rubber-gehalte van het entcopolymeer ligt bij voorkeur tussen 15 en 50   gew. %   betrokken op het entcopolymeer. 



   Geschikte rubbers zijn butadieen-rubbers zoals polybutadieen, butadieen-styreen, butadieen-acrylonitrilof butadieen-acrylaat-rubber. 



   Verdere voorbeelden van kunststoffen die opschuimen onder invloed van energierijke straling zijn polypropeen, polyetheen, polyamide, polyesters, polycarbonaat, thermoplastische elastomeren, of mengsels van bovengenoemde polymeren zoals acrylonitril-butadieenstyreen-copolymeer met bijvoorbeeld polyamide, polycarbonaat of copolymeren van styreen en maleinezuuranhydride. 



   Onder het bestralen van een oppervlak met energierijke straling, wordt bijvoorbeeld verstaan het bestralen van een oppervlak met een laserbundel. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



   Het middel dat de vernetting bewerkstelligt doet dit niet of nauwelijks bij de verwerkingstemperatuur van de thermoplastische kunststof, maar doet dit hoofdzakelijk onder omstandigheden waarbij het vormdeel volgens de uitvinding wordt bestraald met de energierijke straling, waarbij tevens opschuimen van de thermoplastische kunststof plaatsvindt. Zo kan de vernetting door het middel worden bewerkstelligd onder invloed van de zeer hoge temperatuur die optreedt tijdens het bestralen, of onder invloed van UV-licht dat in de energierijke straling aanwezig kan zijn. 



   Een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding betreft het vormdeel met de markering op een ondergrond van een thermoplastische kunststof die een middel bevat dat, onder invloed van energierijke straling, de vernetting van de thermoplastische kunststof bewerkstelligt. Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat er een geringe hoeveelheid van het middel in de thermoplastische kunststof aanwezig behoeft te zijn, waardoor de mechanische eigenschappen van de thermoplastische kunststof beter behouden blijven. Het middel is bij voorkeur in een hoeveelheid van 0, 01 tot 10 gewichtsdelen per 100 gewichtsdelen van de thermoplastische kunststof in de thermoplastische kunststof aanwezig. Bij voorkeur is het middel een radicaalvormer. Geschikte radicaalvormers zijn bijvoorbeeld verbindingen die koolstof-radicalen vormen, zoals   2, 3-dimethyl-2, 3-difenylbutaan.   



   Nog een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding betreft het vormdeel met de markering op een ondergrond van een thermoplastische kunststof die een middel bevat dat, onder invloed van energierijke straling, in zichzelf een netwerk vormt. Bij voorkeur strekt een dergelijk netwerk zich uit in de vorm van een co-continue fase in de   geschuimd   thermoplastische kunststof. Het middel is bij voorkeur in een hoeveelheid van 0, 1 tot 20 gewichtsdelen per 100 gewichtsdelen van de 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 thermoplastische kunststof in de thermoplastische kunststof aanwezig.

   Bij voorkeur is het middel samengesteld uit tussen 1 en 19 gewichtsdelen polypropyleenglycol per 100 gewichtsdelen van de thermoplastische kunststof en tussen 1 en 19 gewichtsdelen caprolacton polymeer per 100 gewichtsdelen van de thermoplastische kunststof, waarbij de som van de gewichtsdelen polypropyleenglycol en caprolacton polymeer 2-20 gewichtsdelen bedraagt. Hierdoor wordt bereikt dat de lasermarkering volgens de uitvinding een goede slijtbestendigheid bezit, met behoud van mechanische eigenschappen van de thermoplastische kunststof. Indien het middel melamine is, hebben de deeltjes bij voorkeur een doorsnede van <   10.   



   Het vormdeel volgens de uitvinding, zonder dat daarop de markering is aangebracht, kan volgens de bekende werkwijzen worden vervaardigd en met energierijke straling worden bestraald met een stralingspatroon dat de vorm van de markering heeft. 



   Zo is het bijvoorbeeld mogelijk een granulaat of poeder van een thermoplastisch polymeer te mengen met het middel dat vernetting bewerkstelligt in een tuimelton of een batchmenger voorzien van een   roerwerk,   en vervolgens het mengsel op te swelten in een kneder, zoals een dubbelschroefsextruder, een enkelschroefsextruder of een batchkneder. Nadat het middel door de smelt is verdeeld kan het zo verkregen mengsel worden gegranuleerd en afgekoeld. Het granulaat kan volgens een van de bekende werkwijzen opnieuw worden opgesmolten en gebruikt voor de vormgeving van de vormdelen volgens de uitvinding. 



  Zo is het mogelijk het granulaat met behulp van een extruder of een spuitgietmachine te bewerken tot een vormdeel dat geheel uit thermoplastische kunststof bestaat. 



  Vervolgens is het mogelijk om volgens een van de bekende werkwijzen met behulp van een laserlichtbundel een markering op het oppervlak van het vormdeel aan te 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 brengen. 



   Het vormdeel volgens de uitvinding kent vele uitvoeringsvormen. Zo kan het vormdeel geheel uit de thermoplastische kunststof bestaan. Ook kan een coating van de thermoplastische kunststof op een vormdeel van metaal of keramiek aangebracht worden. 



   De uitvinding wordt verder toegelicht aan de hand van de voorbeelden, zonder zich daartoe te beperken. 



  VOORBEELDEN Veraeliikend experiment A
Een mengsel van 99, 3 gewichtsdelen acrylonitrilbutadieen-styreencopolymeer (Ronfalin (TM) SFA-34, geleverd door DSM uit Nederland),   0, 6   gewichtsdelen carbon black (Black Pearls (TM) 880, geleverd door CABOT uit Nederland) en 0, 1 gewichtsdelen titaandioxide (Tiofine (TM) R41, geleverd door TIOFINE uit Nederland) werden bij een temperatuur van 2600C geextrudeerd. Het zo verkregen granulaat werd vervolgens met een ARBURG Allrounder (TM) (320-90-750) spuitgietmachine bij een temperatuur van 2400C tot zwarte platen gespuitgiet. 



   De platen werden vervolgens over een gedeelte van hun oppervlak bestraald met een laserstraal van een SHG Nd : YAG Q-switch Laser van het type Haas Laser (TM) 6411 Engravity System (geleverd door Haas Laser uit Duitsland). De pulsduur was 110 nano-seconden, de golflengte was 532 nano-meter, bij een hoge 
 EMI6.1 
 /CM2) bestralingsenergiedichtheid (circa 20 Joule/cm2). De zo verkregen markering was wit/grijs van kleur. 



   De slijtbestendigheid van deze markering werd getest met behulp van het apparaat uit de Taber abraser test (ASTM D4060 "Standard Test Method for Abrasion Resistance of Organic Coatings by the Taber Abraser"). De slijtbestendigheid werd visueel beoordeeld   als "goed",     "redelijk" of "slecht".    



  De slagvastheid van het gemarkeerde materiaal werd getest 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 volgens DIN 51230 (Izod impact test notched) in kJ/m2. 



   In   tabel l   staan de resultaten van de slijtbestendigheid en de waarden van de slagvastheid. 



  Voorbeeld I
Vergelijkend experiment A werd herhaald met als verschil dat 94, 3 gewichtsdelen acrylonitril-butadieenstyreencopolymeer (Ronfalin (TM) SFA-34, geleverd door DSM 
 EMI7.1 
 uit Nederland), 0, gewichtsdelen carbon black (Black Pearls (TM) 880, geleverd door CABOT uit Nederland), 0, gewichtsdelen titaandioxide (Tiofine (TM) R41, geleverd door TIOFINE uit Nederland),   2, 5   gewichtsdelen PPG 2000 (polypropyleenglycol 2000, geleverd door Hodag Chemical Corporation uit Amerika) en 2, 5 gewichtsdelen CAPA (TM) 656 (geleverd door Interox Chemicals Ltd. uit Engeland) werden gebruikt. 



  De resultaten van de slijtbestendigheidsmetingen en de slagvastheid staan in tabel 1. 



  Voorbeeld   II  
Voorbeeld I werd herhaald met als verschil dat PPG 2000 en CAPA (TM) 656 werd vervangen door 5 gewichtsdelen Perkadox (TM) 30 (geleverd door AKZO Chemicals Division uit Nederland). 



  De resultaten staan in tabel 1. 



  Voorbeeld III
Voorbeeld II werd herhaald met als verschil dat Perkadox (TM) 30 werd vervangen door 5 gewichtsdelen CPFLAM (TM) (geleverd door Nordmann Rassmann GmbH & Co. uit Duitsland). 



  De resultaten staan in tabel l. 



  Voorbeeld IV
Voorbeeld II werd herhaald met als verschil dat Perkadox (TM) 30 werd vervangen door 5 gewichtsdelen Spinflam (TM) MF83 (geleverd door Himont uit Italic). 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 



  De resultaten staan in tabel l. 



  Voorbeeld V
Voorbeeld II werd herhaald met als verschil dat Perkadox (TM) 30 werd vervangen door 5 gewichtsdelen Ceepree (TM) C-200 (geleverd door ICI Chemicals & Polymers Ltd. uit Engeland). 



  De resultaten staan in tabel 1. 



  Voorbeeld VI
Voorbeeld II werd herhaald met als verschil dat Perkadox (TM) 30 werd vervangen door 5 gewichtsdelen Ceepree (TM) Microfine (geleverd door ICI Chemicals & Polymers Ltd. uit Engeland). 



  De resultaten staan in tabel   l.   



  Voorbeeld VII
Voorbeeld II werd herhaald met als verschil dat Perkadox (TM) 30 werd vervangen door 2 gewichtsdelen pentaerythritol (Qual. R, feinstgemahlen, geleverd door Degussa uit Duitsland) en 3 gewichtsdelen Exolyt (TM) 422 (ammoniumpolyfosfaat, geleverd door Hoechst Holland   n. v.   uit Nederland). 



  De resultaten staan in   tabel l.   



  Voorbeeld VIII
Voorbeeld II werd herhaald met als verschil dat Perkadox (TM) 30 werd vervangen door 2 gewichtsdelen Dures 22091 (novolac, geleverd door Occidental Chemical uit Belgie) en 3 gewichtsdelen Exolyt (TM) 422 (ammoniumpolyfosfaat, geleverd door Hoechst Holland   n. v.   uit Nederland). 



  De resultaten staan in tabel l. 



  Voorbeeld IX
Voorbeeld II werd herhaald met als verschil dat Perkadox (TM) 30 werd vervangen door 1 gewichtsdeel 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 Madurit (TM) MW909   (uitgeharde   melamine-formaldehyde-hars, geleverd door Hoechst Holland   n. v.   uit Nederland), en dat 94, 3 gewichtsdelen ABS vervangen werden door 98, 3 gewichtsdelen ABS. 



  De resultaten staan in tabel   l.   



  Voorbeeld X
Voorbeeld II werd herhaald met als verschil dat Perkadox (TM) 30 werd vervangen door 3 gewichtsdelen Melamine Superfine (TM), D90 < 5 mu (geleverd door DSM uit Nederland), en dat 94, 3 gewichtsdelen ABS vervangen werden door 96, 3 gewichtsdelen ABS. 



  De resultaten staan in tabel   l.   



  Voorbeeld XI
Voorbeeld II werd herhaald met als verschil dat Perkadox (TM) 30 werd vervangen door 2 gewichtsdelen trishydroxyethyl-isocyanuraat (geleverd door BASF AG uit Duitsland) en 3 gewichtsdelen Exolyt (TM) 422 (ammoniumpolyfosfaat, geleverd door Hoechst Holland   n. v.   uit Nederland). 



  De resultaten staan in   tabel l.   



  Voorbeeld XII
Voorbeeld X werd herhaald met als verschil dat Perkadox (TM) 30 werd vervangen door 3 gewichtsdelen Melamine Superfine (TM), D90 < 100 mu (geleverd door DSM uit Nederland), en dat 94, 3 gewichtsdelen ABS vervangen werden door 96, 3 gewichtsdelen ABS. 



  De resultaten staan in tabel l. 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 



  TABEL 1 : Resultaten van de slijtbestendigheid en de slagvastheid van vergelijkend experiment A en de voorbeelden I-XII 
 EMI10.1 
 
<tb> 
<tb> Sliitbestendiaheid <SEP> Slacrvastheid <SEP> Izod <SEP> (kJ/m2)
<tb> Vergelijkend
<tb> experiment <SEP> A <SEP> slecht <SEP> 21
<tb> Voorbeeld <SEP> I <SEP> goed <SEP> 21
<tb> II <SEP> goed <SEP> 20
<tb> III <SEP> goed <SEP> 10
<tb> IV <SEP> goed <SEP> 2
<tb> V <SEP> goed <SEP> 8
<tb> VI. <SEP> goed <SEP> 10
<tb> VII <SEP> goed <SEP> 10
<tb> VIII <SEP> goed <SEP> 8
<tb> IX <SEP> redelijk <SEP> 10
<tb> X <SEP> goed <SEP> 15
<tb> XI <SEP> goed <SEP> 9
<tb> XII <SEP> goed <SEP> 5
<tb>

Claims

CONCLUSIES 1. Vormdeel met een markering op een ondergrond van een thermoplastische kunststof, welke markering is ontstaan door het opschuimen van de thermoplastische kunststof onder invloed van energierijke straling, met het kenmerk, dat de thermoplastische kunststof een middel bevat dat onder invloed van de energierijke straling, vernetting heeft bewerkstelligd op de plaats waar het opschuimen van de thermoplastische kunststof heeft plaatsgevonden.
2. Vormdeel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als thermoplastische kunststof ABS (acrylonitril- butadieen-styreen-copolymeer) wordt gebruikt.
3. Vormdeel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het middel de vernetting heeft bewerkstelligd door vernetting van de thermoplastische kunststof.
4. Vormdeel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het middel in een hoeveelheid van 0, 01 tot 10 gewichtsdelen per 100 gewichtsdelen van de thermoplastische kunststof, in de thermoplastische kunststof aanwezig is.
5. Vormdeel volgens conclusies 3 en 4, met het kenmerk, dat het middel een radicaalvormer is.
6. Vormdeel volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het middel 2, 3-dimethyl-2, 3-difenylbutaan is.
7. Vormdeel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het middel de vernetting heeft bewerkstelligd, doordat het middel in zichzelf een netwerk heeft gevormd.
8. Vormdeel volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het middel in een hoeveelheid van 0, 1 tot 20 gewichtsdelen per 100 gewichtsdelen van de thermoplastische kunststof, in de thermoplastische kunststof aanwezig is. <Desc/Clms Page number 12>
9. Vormdeel volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat tussen 1 en 19 gewichtsdelen polypropyleenglycol per 100 gewichtsdelen van de thermoplastische kunststof, en tussen 1 en 19 gewichtsdelen caprolacton polymeer per 100 gewichtsdelen van de thermoplastische kunststof, in de thermoplastische kunststof aanwezig is, waarbij de som van de gewichtsdelen polypropyleenglycol en caprolacton polymeer 2-20 gewichtsdelen bedraagt.
10. Vormdeel volgens conclusie 7 en 8, met het kenmerk, dat het middel melamine is en de deeltjes melamine een doorsnede hebben van < 10 .
11. Werkwijze voor het verkrijgen van een vormdeel met een markering op een ondergrond van een thermoplastische kunststof, door toevoegen van een middel dat vernetting bewerkstelligt op de plaats waar, onder invloed van energierijke straling, opschuiming van de thermoplastische kunststof plaatsvindt.