CZ450799A3 - Laserem značkovatelné plasty a jejich použití - Google Patents
Laserem značkovatelné plasty a jejich použití Download PDFInfo
- Publication number
- CZ450799A3 CZ450799A3 CZ19994507A CZ450799A CZ450799A3 CZ 450799 A3 CZ450799 A3 CZ 450799A3 CZ 19994507 A CZ19994507 A CZ 19994507A CZ 450799 A CZ450799 A CZ 450799A CZ 450799 A3 CZ450799 A3 CZ 450799A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- laser
- plastics
- plastic
- plastics according
- light
- Prior art date
Links
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 title claims abstract description 71
- 239000004033 plastic Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 32
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 27
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 21
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 14
- 238000010330 laser marking Methods 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 9
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 9
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 8
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 8
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 8
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 8
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 8
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 7
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 claims description 6
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- RAOSIAYCXKBGFE-UHFFFAOYSA-K [Cu+3].[O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [Cu+3].[O-]P([O-])([O-])=O RAOSIAYCXKBGFE-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 claims description 2
- RJDOZRNNYVAULJ-UHFFFAOYSA-L [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[F-].[F-].[Mg++].[Mg++].[Mg++].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[K+] Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[F-].[F-].[Mg++].[Mg++].[Mg++].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[K+] RJDOZRNNYVAULJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 5
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 4
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 229920002877 acrylic styrene acrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229920012287 polyphenylene sulfone Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- UICXTANXZJJIBC-UHFFFAOYSA-N 1-(1-hydroperoxycyclohexyl)peroxycyclohexan-1-ol Chemical compound C1CCCCC1(O)OOC1(OO)CCCCC1 UICXTANXZJJIBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920004943 Delrin® Polymers 0.000 description 1
- 241000530268 Lycaena heteronea Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 229920001283 Polyalkylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006097 Ultramide® Polymers 0.000 description 1
- 229920003825 Ultramid® B3K Polymers 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002777 acetyl group Chemical class [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940073609 bismuth oxychloride Drugs 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- GQDHEYWVLBJKBA-UHFFFAOYSA-H copper(ii) phosphate Chemical compound [Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GQDHEYWVLBJKBA-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- VNZQQAVATKSIBR-UHFFFAOYSA-L copper;octanoate Chemical compound [Cu+2].CCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCC([O-])=O VNZQQAVATKSIBR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 238000010137 moulding (plastic) Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- BWOROQSFKKODDR-UHFFFAOYSA-N oxobismuth;hydrochloride Chemical compound Cl.[Bi]=O BWOROQSFKKODDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229910052628 phlogopite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052615 phyllosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006260 polyaryletherketone Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920013636 polyphenyl ether polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- QMRNDFMLWNAFQR-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;prop-2-enoic acid;styrene Chemical compound C=CC#N.OC(=O)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 QMRNDFMLWNAFQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940054376 ultra mide Drugs 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
Abstract
Protože plastyjsou obtížně značkovatelné laserempřidává se
jako absorbující materiál polymer, sámo sobě značkovatelný
laserem, ve formě mikromletých částic o velikosti 0,1 až 100
pm.Laserem značkovatelné plasty lze použít k výrobě výlisků.
Description
Laserem značkovatelné plasty éncíi
Oblast techniky
Vynález se týká plastů značkovatelných laserem, přičemž plasty, jejichž charakteristikou je obtížná úprava laserem, obsahují absorpční materiál nebo přesněji laserem značkovatelné polymery ve formě jemně mletých částic o velikosti 0,1 až 100 ym.
Dosavadní stav techniky
Značení vyráběného zboží nabývá v rostoucí míře na významu v téměř všech průmyslových odvětvích. Je například často nutné vyznačit výrobní data, data projití Ihůtv, připojovací kódy, obchodní, loga a sériová čísla. V současné době se tyto značky nanášejí konvenčními technikami, jako je potiskování, vlisování, vyrážení a opatřování vinětami. Vzrůstá však význam nekontaktního rychlého a pružného značení pomocí laserů, zejména u plastů. Tato technika umožňuje nanášet grafické popisy, například připojovací kódy, vysokou rychlostí i na nerovinné povrchy. Jelikož zápis je uvnitř plastového předmětu samotného, je trvalý a odolný otěru.
Mnohé plasty, například polyethylen (PE), polypropylen (PP), polyamid (PA), polymethylmethakrylát (PMMA), polyoxymethylen (POM), polyuretan (PUR) a polyestery byly dosud charakteristické tím, že je velmi obtížné nebo dokonce nemožné značit je laserem. Laser CO2, který vyzařuje světlo v infračervené oblasti spektra při 10,6 ym produkuje pouze vybledlé, obtížně čitelné značky na polyolefinech, i při velmi vysokých výkonech, jelikož absorpční součinitel zpracovávaných plastů není dostatečně vysoký, aby při těchto vlnových délkách vyvolal barevné změny v polymerním materiálu. Plast nemusí úplně odrážet nebo vysílat laserové světlo, nebot v takovém případě • ·
by nedošlo k žádné interakci. Nemusí být také silná absorpce, neboř v takovém případě se plast vypaří a zůstane pouze gravura. Absorpce laserových paprsků a tudíž interakce s materiálem závisí na chemickém složení plastu a na vlnové délce použitého laseru. V mnoha případech je nutno přidat vhodné aditivy, například absorbery, aby se plasty staly laserem popisovatelnými článek s názvem Pearl Lustre Pigments - Characteristics and Functional Effects (Perleřově lesklé pigmenty, vlastnosti a funkční účinky) v časopise Speciality Chemicals sv. 2, č. 2, květen 1982 uvádí perleřově lesklé pigmenty pro značení laserem. Perleřově lesklé pigmenty mají však ten nedostatek, že závažně mění barevné vlastnosti plastu, což je často nežádoucím jevem.
Německý patentový spis číslo DE-A 29 36 926 uvádí, že popisovatelnost polymerního materiálu laserovým světlem lze dosáhnout přidáním plnidla do plastu, jako jsou saze nebo grafit, které se odbarví při vystaveni záření s vysokou energií.
Podle evropského patentového spisu číslo EP 0 190 997 A se připravují laserem popisovatelné lisovací materiály, včetně PE, nebo PS přidáním jednoho nebo několika anorganických pigmentů do organického materiálu s vysokou molekulovou hmotnosti.
Podle EP 0 330 869, se přidává oxid titaničitý a saze do PBT a PET. Nápis je tmavý na světlém podkladě. Použití sazí a/nebo grafitu jako absorpčních činidel v souvislosti se značením polyesterů laserem je známo z patentového spisu číslo EP 0 485 181.
Známá plnidla pro značení laserem mají však tu nevýhodu, že permanentně zbarvují popisovanou plastovou hmotu, a tudíž nápis laserem, který je obvykle tmavý na světlejším podkladě, • · · • · · ·· · ·· · jako v příává se vidipostrádá potřebný kontrast, tedy Čitelnost, nebo pádě například kaolinu je značení velmi mdlé a st telným pouze za použití velkého množství aditivu.
Německý patentový spis číslo DE 1.95 36 047 popisuje použití polykarbonátu, který sám o sobě lze obtížně značit laserem, vzhledem ke své amorfní struktuře, v polymerní základní hmotě polyalkylentereftalátu, Vlivem absorpce laserové energie je možno získat tmavé nápisy na světlém podkladě v polmerní základní hmotě polyalkylentereftalátu.
Vedle uvedených plastů jsou však také polymery, které mohou být značeny pomocí laseru s tmavým a vysokým kontrastem bez přidávání aditivů. Mezi takové polymery patří například PET, butadienstyren (ABS), polystyren, polyfenylether (PPO) polymerní tekuté krystaly (LPC), polyfenvlensulfid, polyakrylátv, polyarylsulfidy, polyarylsulfony, polyaryletherketony a jejich směsi.
úkolem vynálezu tedy je vyvinout laserem značitelné plasty, které umožní vysoce kontrastní značení po vystavení účinku laserového světla. V této souvislosti má mít plnidlo nebo úspěšný absorber velmi bledou, neutrální inherentní barvu a má mít vlastnosti předběžně zbarveného plastu určeného ke značení nebo má mít rnalý nebo žádný vliv na tyto vlastnosti.
S překvapením se zjistilo, že plast, který lze obtížně laserem značit, může být značen velmi účinně, jestliže je do něj přidán například jeden ze shora uvedených o sobě značitelných polymerů v podobě jemné disperze v plastu. Vlastní schopnost značení polymeru je tedy přenesena do plastu, který vykazuje chabé, pokud vůbec nějaké, takové chování. Po bombardování laserem vykazuje takto dopovaný plast vysoký kontrast a ostře řezané kontury značení i při nízkých intenzitách laseru.
Podstata vynálezu
Laserem značkovatelné plasty spočívají podle vynálezu v tom, že plast, který je obtížně značkovatelný laserem, obsahuje jako absorberový materiál polymer sám o sobě značkovatelný laserem ve formě mikromletých částic o velikosti 0,1 až 100 pm.
Vlivem přísady mikromletých částic polymerů značkovatelných laserem jako absorberů v koncentracích hmotnostně 0,1 až 10 %, s výhodou hmotnostně 0,1 až 5 % a obzvláště hmotnostně 0,1 až 2 % vztaženo k plastovému systému, se získá při značení laserem vysoký kontrast. Koncentrace vlastních značkovatelných polymerů v plastu závisí však na použitém plastovém systému a na použitém laseru.
Vhodné polymery nebo směsi polymerů jsou všechny známy jako laserem značkovatelné plasty, jako je například PET, ABS, polystyren, PPO, polyfenylensulfid, polyfenylensulfon, polyimidosulfon a LCP.
Obzvlášf výhodnými jsou jemně mleté termoplasty s velmi vysokou teplotou tání >300 °C. Výraznost kontur značek je určena zejména velikostí čistič jemně mletých polymerů. Polymery mají obvykle částice o velikosti 0,1 až 50 pm, zejména 1 až 20 pm.
Výsledný znak je kladně oblivfíován, obsahuje-li sám o sobě značkovatelný polymer jako další absorber pigment citlivý na světlo jako plnidlo, například vodivý pigment a/nebo pigment se speciálními efekty. Přísada dalšího absorberů zintensivní kontrast jako funkci použitého plastového systému. Hmotnostní množství přidaného na světlo citlivého pigmentu má být 0,1 až 90 %.
• ·
Obzvlášť vhodnými na světlo citlivými pigtmenty jsou plnidla, jako například oxid titaničitý, oxid křemičitý a fyllosilikáty. Vhodnými silikátovými destičkami jsou zejména světle zbarvené nebo bílé slídy. Je ovšem možno použít i jiných přírodních slíd, jako je flogopit a biot.it, syntetických slíd, mašíkových vloček a skleněných vloček. Pigmenty s e zvláštními efekty se míní všechny známé lesklé kovové a perleřově lesklé pigmenty, například obchodní produkty například společnosti Mearl, Eckart-Werken a Merck KGaA. Příklady vhodných vodivých pigmentů jsou pigmenty známé pod obchodním názvem MinatecR společnosti Merck KGaA. Jsou to destičkovité pigmenty na. bázi systému oxid titaničitý/slída obsahující vnější vrstvu oxidu cín/antimon jako vodivý povlak. Dalšími vhodnými pigmenty, citlivými na světlo, jsou oxidy, hydroxidy, sulfidy, sulfáty a fosfáty kovů, jako je například měď, bizmut, cín, zinek, stříbro, antimon, mangan, železo, nikl a chrom. Zvláštní pozornost je při tom třeba věnovat použití antimonu, oxychloridu bizmutu a bazickému hydroxyfosfátu mšcfnatému. Zvláštní přednost se v této sovislosti dává produktu vytvořeného ohřevem modrého ortofosfátu mměňatého (CU3(PO4)2.3 H2O) ohřevem od 100 do 200 °C a který má empirický chemický vzorec
CuO.P2O5.H2O nebo Cus(PO4)2.Cu(0H)2 . Dalšími vhodnými fosfáty mědi jsou 6 CUO.P2O5. 3 H2O, Cu3(PO4)2.3 Cu(0H)2,
CUO.P2O5.3 H2O, Cu3(PO4)2.2 Cu(OH)2.H2O, 4 CuO . P2 Os ,
CuO. P2 Os.3 H2O, 4 Cu0.P20s.l,5 H2O, 4 CuO.P2O5.l,2 H20.
Zlepšení značkovatelnosti laserem se také dosáhne, jestliže se přidá přídavně s o sobě značitelným polymerem do plastu jeden nebo několik shora uvedených, na světlo citlivých pigmentů jako další složky. V tomto případě nemá hmotnostní podíl všech absorberů v plastu, v kombinaci s mikromletými polymery přesáhnout hmotnostně celkem 10 %, vztaženo k plastovému systému. Plast s výhodou obsahuje hmotnostně 0 až 5 % pigmentů citlivých na světlo, obzvláště 0 až 1 %. V této souvislosti se neomezuje podíl, ve kterém jsou na světlo citlivé ····
pigmenty směšovány s jemně mletými polymery.
Je také mošno přidat do plastu, který se obtížně značí laserem, barevné pigmenty, které umožňují barevné varianty jakéhokoli typu a současně zajistí že značení laserem je zachováno .
Pigmenty citlivé na světlo a/nebo barevné pigmenty se přidávají s výhodou společně s polymery, ačkoli oddělené přidávání je v zásadě také možné. Do plastu může být přidána také směs pigmentů citlivých na světlo.
Značení se s výhodou provádí pomocí záření o vysoké energii, obecně v rozsahu vlnových délek 150 nm až 10600 nm, zejména 150 až 1100 nm. V úvahu zde přicházejí lasery CO2 (10600 nm), lasery Nd:YAG (1064 až 532 nm) nebo pulzační UV-lasery (excimer laser). Přednost se dává laserům Nd:YAG (1064 až 532 nm) a CO2 (10600 nm). Hustoty energie použitých laserů jsou od 0,3 mJ/crn2 do 50 J/cm2, s výhodou od 0,3 mJ/cm2 do 10 J/cm2,
Všechny známé plasty, které lze jen s velkými obtížemi laserem značit, popsané například v publikaci Ullmann, sv. 15, í od str. 457, -, , nakladatelství VCH nebo Saechtling
Kunststoff Taschenbuch, se mohou použít pro značeni laserem přidáním polymerů podle vynálezu. Jako příklady takových plastů se uvádějí thermosety, polyethylen, (PE-HD, PE-LD, PE-LLD), polypropylen (PP), polyestery, polyacetal, polyamidy (PA), polyuretany (PUR), polybutylentereftalát, polymethylmethakrylát (PMMA), polyvinylacetal, polystyren, butadienstyren (ABS), akrylonitril-styren-akrylát (ASA) a jejich kopolymery a/nebo jejich směsi. Zejména jsou k dopování s polymery podle vynálezu vhodné polyolefiny, polyuretany, polyoxymethyleny a polyamidy pro své mechanické vlastnosti, cenově výhodné zpracovací způsoby a svou vlastní slabou značkovatelnost laserem.
····
Začleňování mikrmletých polymerů do plastů se provádí způsoby známými pro pigmenty a plnidla. Pigmentovaný plast se pak deformuje působením tepla. Při volbě o sobě značkovatelného polymeru, který se má mlít, je třeba vzít v úvahu, že částicová struktura zůstane zachována po začlenění; jinak řečeno, částice n.amaií být rozpustné v tavenině ani se nemají tavit. Toho se dosahuje vhodnou volbou tavících rozsahů plastového systému vůči mikromletému polymeru.
Při začleňování mikromletého polymeru do granují plastu, je možno přidat případně pojivo, organická, s polymerem kompatibilní rozpouštědla, stabilizátory, optické zjasňovače, barevné pigmenty, barviva, plnidla, vyztužovací činidla, žáruvzdorné přísady, antistaticky a/nebo povrchově aktivní činidla, která jsou tepelně stálá za provozních podmínek. Vedle obvykle používaných pomocných přísad je možno dále přidávat do plastu zde neuváděné aditivy. Obsah dalších aditivů ve stávajících plastových systémech může však působit na výsledek značení ,
Směs plastové granule/polymer se obvykle připravuje naplněním vhodného mixeru granulemi plastu, jejich navlhčením jakýmkoli aditivem a pak přidáním mikromletých polymerů, a jejich smísením. Takto vzniklá směs může být zpracována přímo v protlačovacim nebo v lisostřikovém stroji. Vyrobené výlisky vykazují obvykle velmi rovnoměrné rozdělení polymerů nebo směsi polymerů. Nakonec se provede značení laserem, s výhodou laserem Nd:YAG.
Popisování laserem se provádí zavedením vzorku do stopy paprsku pulzačního laseru, s výhodou laseru Nd:YAG. Popisování laserem CO2 nebo prozařovacíém laserem je také možné. Žádaných výsledků lze však také dosáhnout i jinými typy laserů s vlnovou délkou v rozsahu vysoké absorpce o sobě značitelného polymeru. Výsledný odstín a tmavost barvy jsou určovány parametry • ·«* ··♦· ► · · · ··· ·*· laseru, jako je doba ozáření a výkon. Výkon použitých laserů závisí na příslušném použití a může být stanoven zpravidla v každém jednotlivém případě odborným pracovníkem.
Dopovaný plast podle vynálezu může být použit v každém.
odvětví, kde se dosud používalo obvyklých potiskovacích způsobů k popisování plastů. Například plastové výlisky podle vynálezu mohou být použity v elektrotechnickém a elektronickém průmyslu a v průmyslu motorových například skříní, linek, klíčových vozidel. Značení a popisy čapek, nápisů na funkčních dílech v oboru vytápění, větrání a chlazení, nebo vypínačů uzávěrů, páček a rukojetí z plastu podle vynálezu mohou být značeny ; pomocí laserového světla i v místech těžko dostupných. Vzhledem k nízkému obsahu těžkých kovů může být plastový systém podle vynálezu použit v obalové technice v potravinářství nebo v hračkářství. Značeni je kromě toho odolné proti oděru a poškrabání vzhledem ke stabilitě během následných sterilizačních procesů a vzhledem ke skutečnosti, že může být naneseno hygienicky čistým způsobem, úplné vinětové motivy mohou být naneseny trvale na obaly pro opětné použití. Jinou velkou oblastí použití laserových popisů jsou .identifikační karty a plastové přívěsky pro individuální identifikaci zvířat; tak zvané telecí přívěsky nebo ušní známky. Je tedy možné značit laserem výrobky nebo výlisky, které sestávají z plastů podle vynálezu.
Vynález objasňují, nijak však neomezují následující příklady praktického provedení.
Příklady provedeni vynálezu
Příklad 1 dílů polypropylenu (Stamylan PPH 10 od DSM) díl polyfenylensulfidu mletého na částice <25 pm.
···· ·# · • ·
Složky se fysicky smísí a v lisostřikovém lise se homogenizují á vytvarují na destičky. Popis laserem ND:YAG při vlnové délce 532 a 1064 vykazuje velmi kontrastní černé znaky s hladkým povrchem ve velkém rozsahu výlisků.
Příklad 2
99.5 dílů polypropylenu (Stamylan PPH 1.0)
0,5 dílu polyfenylensulfonu mletého na částice <10 pm.
SlO/čky se fyzicky smísí a v lisostřikovém lise se homogenizují a vytvarují na tvar destiček . Popis laserem ND:YAG vykazuje velmi kontrastní černé znaky hladkým povrchem ve velkém rozsahu výlisků.
Příklad 3 dílů polyamidu 6 (Ultramid B3K od BASF) díl polyimidosulfonu mletého na částice <15 pm.
Složky se fyzicky smísí a v lisostřikovém lise se homogenizují a vytvarují na destičky. Popis laserem KD:YAG při vlnové délce 532 a 1064 vykazuje velmi kontrastní černé znaky s hladkým povrchem ve velkém rozsahu výlisků.
Přiklad 4
99.6 dílů polyamidu 6 (Ultramid B3K)
0,4 dílu polyfenylensulfidu mletého na částice <10 pm.
Složky se fyzicky smísí a v lisostřikovém lise se homogsnizujl.a vytvaruji na destičky. Popis laserem ND:YAG vykazuje velmi kontrastní černé znaky s hladkým povrchem ve velkém rozsahu výlisků.
····
Příklad 5 dílů polyoxymethylenu (Delrin od Du Pont) díl polyfenylensulfidu mletého na. částice <5 prn.
Složky se fyzicky smísí a v lisostřikovém lise se homogenizují a vytvaruji na. tvar destiček · Popis laserem ND:YAG vykazuje velmi kontrastní černé znaky s hladkým povrchem ve velkém rozsahu výlisků.
Příklad 6 dílů nenasycené polyesterové pryskyřice (Palatel od BASF) díl polyfenylensulfidu mletého na částice <10 pm.
Polyfenylensulfid se začlení mícháním homogenně do tekuté polyethylenové licí pryskyřice. Po přidání urychlovače (oktoátu mědi) a vytvrsovače 'cyklohexanonperoxidu) se směs vlije do formy. Po vytvrzení se získá výlisek, který lze vysoce kontrastně černě značit laserem ND:YAG.
Příklad 7 dílů polysulfonu (Ultrason od BASF) se v extruderu promísí s 1 dílem slídy. Směs se mikromele na. velikost částic menší než 10 pm. Přidá se 0,5 % takto vzniklého prášku do PMMA Směs se zpracuje v extruderu na desky, které mohou být popisovány černým vysoce kontrastním značením laserem ND:YAG s vlnovou délkou 532 a 1064 nm.
Příklad 8
Způsobem podle příkladu 7 se smísí 96 dílů polyfenylensulfidu se 4 díly bazického fosforečnanu mědi. Přísada přesně 0,4 % mikromletého prášku této směsi do plastů laserem nezač- 11 • ·· · • ···· • 9 ·* • · · * • · * 1 • · ·· 9· kovatelných, jako jsou:
(a) polyethylen (PE) (b) polypropylen (PP) (c) polyamid (PA) (d) polymethylmethakrylát : (PMMA) (e) polyuretan (PU) (f) polyoxymethylen (POM) poskytuje hluboce černé, vysoce kontrastní značení s ostrými konturani při použití laseru Nd:YAG.
Průmyslové využitelnost.
Laserem značkovatelné plasty, které jako o sobě obtížné značkovatelný laserem, obsahují jako absorbererový materiál polymer sám o sobě značkovatelný laserem ve formě mikromletých částic o velikosti 0,1 až 100 um a jsou vhodné k nejrůznějšímu popisování a značení například výrobků elektrotechnického a elektronického průmyslu
Claims (11)
- NÁROKY vznačuiící sePATENTOVÉ1. Laserem značkovatelné plasty, v t í m, Se plast, který je obtížně značkovatelný laserem, obsahuje jako absorbererový materiál polymer sám o sobě značkovatelný laserem ve formě mikromletých částic o velikosti 0,. 1 aS 100 pm.
- 2. Laserem značkovatelné plasty, podle nároku 1, vyznačující se t. í m, Se absorberovým materiálem je plast odolávající vysokým teplotám.
- 3. Laserem značkovatelné plasty, podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m, Se absorberovým materiálem jsou polyfenylensulfid, polysulfon, polyakrylát., polyimid, tekuté krystalické polymery, nebo jejích směs.
- 4. Laserem značkovatelné plasty, podle nároku 1 aS 3, vyznačující se t í m, Se hmotnostní podíl absorberového materiálu uloženého v plastovém systému je 0,1 aS 10 % .
- 5. Laserem značkovatelné plasty, podle nároku 1 aS 4-, vyznačující se t í m, Se struktura částic o sobě značkovatelného polymeru je v plastu zachována,
- 6. Laserem značkovatelné plasty, podle nároku 1 aS 5, vyznačující se t i m, Se absorberový materiál obsahuje přídavně jako další absorber jeden nebo několik na světlo citlivých pigmentů.
- 7. Laserem značkovatelné plasty, podle nároku 6, v yznačující se tím, Se na světlo citlivým pig13 ·· • · ·· ·· • · · • · ·4·· ·*· • * ♦ · ·· mentem je přírodní nebo syntetická slída, fosforečnan mědi, pigment se speciálním efektem, vodivý pigment, nitrát kovu, sulfát kovu, sulfid kovu nebo oxid kovu.3. Laserem značkovatelné plasty, podle nároku 1 až 7, vyznačující se t í m , že podíl pigmentů citlivých na světlo v plastu je hmotnostně 0 až 5 % vztaženo kplastovárnu systému.
- 9. Laserem značkovatelné plasty, podle nároku 1 až 8, vyznačující se t í m , že plastem obtížně značkovatelným. laserem je polyethylen, polypropylen, polyamid, polyoxymethylen, polyester, polymethylmethakryl át polyuretan nebo jejich kopolymer.
- 10, Laserem značkovatelné plasty, podle nároku 1 až 9, vyznačující se tím, že přídavně obsahují barevné pigmenty.
- 11, Použití, laserem značkovatelných materiálů podle nároku 1. k výrobě výlisků, které se značí lasery.
- 12. Výlisky sestávající z laserem značkovatelných. plastů podle nároku 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19994507A CZ450799A3 (cs) | 1998-05-30 | 1998-05-30 | Laserem značkovatelné plasty a jejich použití |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19994507A CZ450799A3 (cs) | 1998-05-30 | 1998-05-30 | Laserem značkovatelné plasty a jejich použití |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ450799A3 true CZ450799A3 (cs) | 2000-06-14 |
Family
ID=5468148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19994507A CZ450799A3 (cs) | 1998-05-30 | 1998-05-30 | Laserem značkovatelné plasty a jejich použití |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ450799A3 (cs) |
-
1998
- 1998-05-30 CZ CZ19994507A patent/CZ450799A3/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0991523B1 (de) | Lasermarkierbare kunststoffe | |
| KR100347466B1 (ko) | 레이저로마킹가능한플라스틱 | |
| US6727308B2 (en) | Laser-markable plastics | |
| US6545065B2 (en) | Laser-markable plastics | |
| US5928780A (en) | Laser-markable plastics comprising non-platelet phyllosilicate | |
| US6291551B1 (en) | Laser-markable plastics | |
| US6924077B2 (en) | Colored inscription and marking of plastics and surface coatings | |
| US6521688B1 (en) | Laser-markable plastics | |
| US6376577B2 (en) | Laser-markable plastics | |
| PT1664172E (pt) | Composições poliméricas que podem ser marcadas a laser | |
| DE102004045305A1 (de) | Lasermarkierbare und laserschweißbare polymere Materialien | |
| CZ450799A3 (cs) | Laserem značkovatelné plasty a jejich použití | |
| JP2001089632A (ja) | レーザーマーキング用ポリアセタール樹脂組成物およびレーザーマーキングされた成形品 | |
| MXPA99011666A (en) | Plastics which can be laser-marked |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |