JPH10237319A

JPH10237319A - レーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物、樹脂成型物及びレーザーマーキング方法

Info

Publication number: JPH10237319A
Application number: JP9055462A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyo Saito; 光代西頭; Shoichi Hayashibara; 昌一林原; Haruki Niimoto; 昭樹新本
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1997-02-25
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】有効成分自体が白色で、レーザー光線により鮮
明な黒褐色から黒色に発色し、かつ機械による読みとり
精度の高いマーキング用樹脂組成物の開発【解決手段】二酸化チタンを有効成分として含有するレ
ーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザーマーキング
用熱可塑性樹脂組成物、樹脂成型物及びレーザー光線を
使用したバーコードの記録方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、光学装置を用いて各種の情報を自
動認識する技術として、バーコードシステムがもっとも
広く普及している。バーコードは製造業に於ける在庫管
理や工程管理、組立、出荷などに適用されるだけでな
く、スーパーマーケットやデパート等の大型量販売店を
はじめ、チェーン展開を行っている専門店、レストラン
等におけるＰＯＳシステムにも広く適用されている。こ
のバーコードは表示されたバー幅の正確さが要求され、
表示加工上、多くの技術的制約がある。

【０００３】ところで、レーザーマーキングは、高分子
有機材料、金属等からなる部品等の表面に直接レーザー
光を照射して、表面の状態変化あるいは照射部分の着色
剤の変色や脱色による変化を利用してマーキングを行う
ものである。しかし、このマーキング方法に於て、マー
キングする基材にポリオレフィン樹脂を用いた場合、場
合に依っては該樹脂がレーザー光を透過してマーキング
出来なかったり、レーザー光を吸収して蝕刻が生じた場
合でも樹脂が溶融するだけで鮮明なマーキングが出来な
かったり、又、着色剤を用いた場合でも鮮明に発色しに
くいと言った問題点を有している。

【０００４】このような問題点を解決するために、ポリ
オレフィン樹脂成形物にレーザーマーキング法を適用す
るにあたっては、鮮明に発色する発色剤の検討が種々な
されている。例えば、特開昭６０−１５５４９３では黄
色酸化鉄が、特開昭６１−６９４８８、特開平１−３０
６２８５では無機鉛化合物が、特開平２−２０４８８８
ではマンガンバイオレット、コバルトバイオレットが、
特開昭６３−２３９０５９では水銀、コバルト、銅、ビ
スマス、ニッケル等の金属化合物がそれぞれ記載されて
いる。しかし、これらの化合物を添加した樹脂組成物
は、重金属を含む為、安全性、環境への影響等の問題点
を、又、黄色酸化鉄を添加した樹脂組成物の場合は、化
合物自体が着色しているため、組成物の色調が制限され
るという問題点を有している。化合物が着色していない
ものとして特開昭６０−１１０７３７では真珠光沢顔料
を添加した樹脂組成物が記載されているが、この場合は
着色はしていないものの真珠光沢がある為、真珠光沢を
必要としない製品には使用できないという問題点があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、有効成分自体
が白色で、レーザー光線により鮮明な黒褐色から黒色に
発色し、かつ機械による読みとり精度の高いマーキング
用樹脂組成物が求められている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記した様
な課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に到
ったものである。即ち、本発明は、（１）二酸化チタン
を有効成分として含有するレーザーマーキング用熱可塑
性樹脂組成物、（２）二酸化チタンの含有量が０．０５
〜７０重量％である（１）のレーザーマーキング用熱可
塑性樹脂組成物、（３）熱可塑性樹脂がポリオレフィン
樹脂である（１）又は（２）のレーザーマーキング用熱
可塑性樹脂組成物、（４）ポリオレフィン樹脂がポリエ
チレン又はポリプロピレンである（３）のレーザーマー
キング用熱可塑性樹脂組成物、（５）（１）ないし
（４）の何れか１項のレーザーマーキング用熱可塑性樹
脂組成物を成形した樹脂成型物、（６）樹脂成型物が容
器、プレート又はフィルムである（５）の樹脂成型物、
（７）（５）又は（６）の樹脂成型物の表面にレーザー
光を照射してマークを付与することを特徴とするレーザ
ーマーキング方法、（８）レーザー光の種類がＹＡＧレ
ーザーである（７）のレーザーマーキング方法、（９）
マークが機械読み取り用マークである（７）または
（８）のレーザーマーキング方法、（１０）機械読み取
り用マークがバーコードである（９）のレーザーマーキ
ング方法、に関する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のレーザーマーキング用熱
可塑性樹脂組成物は二酸化チタンを有効成分として含有
する。二酸化チタンは、特に制限はなく、顔料用として
市販されているものや微粒子状二酸化チタンを使用する
ことができる。顔料用の二酸化チタンはルチル型、又は
アナターゼ型の何れでも使用可能である。その粒径は特
に制限はなく、例えば数μｍから数十μｍ（重量平均粒
径）程度が実用的である。微粒二酸化チタンは０．１μ
以下の粒径を持つものであり、例えばテイカ（社）製の
ＭＴ−５００Ｂが挙げられる。二酸化チタンの使用量は
特に制限はないが、通常レーザーマーキング用樹脂組成
物全量中に０．０５〜７０重量％、好ましくは０．１〜
５０重量％、より好ましく０．１〜２０重量％程度であ
る。

【０００８】本発明で用いられる熱可塑性樹脂として
は、例えばポリオレフィン樹脂があげられる。ポリオレ
フィン樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピ
レン等が挙げられ、メルティングインデックス（Ｍ
Ｉ）で０．０１〜６０、好ましくは０．０２〜５５程度
のものが良い。

【０００９】本発明のレーザーマーキング用熱可塑性樹
脂組成物には必要に応じて添加剤等を加えることが出来
る。添加剤としては、例えば着色剤、充填剤（フィラー
類）、滑剤、可塑剤等が挙げられる。使用し得る着色剤
としては特に制限ないが、黒色系以外の着色剤が好まし
く、例えばフタロシアニン、アゾ、ジスアゾ、キナクリ
ドン、アントラキノン、フラバントロン、ペリノン、ペ
リレン、ジオキサジン、縮合アゾ、アゾメチン又はメチ
ン系の各種有機系色素、硫酸鉛、酸化亜鉛、クロムエロ
ー、ジンクエロー、クロムバーミリオン、ベンガラ、コ
バルト紫、紺青、クロムグリーン、酸化クロム、コバル
トグリーン等の無機顔料が挙げられる。これらの有機、
無機顔料は発色したマークの鮮明性に影響を与えない範
囲、例えばポリオレフィン樹脂に対して０．００１〜３
重量％の範囲で添加される。尚、黒色系の着色剤であっ
ても発色したマークの機械による読みとり精度に影響を
与えない範囲で使用することは可能である。又充填剤と
しては、例えば二酸化珪素、雲母類、カオリン類、高炉
スラグ、珪砂、珪藻土、タルク等の珪素化合物、炭酸カ
ルシウム、アルミナ、硝子繊維等、通常ポリオレフィン
樹脂に用いられる充填剤が挙げられる。これらは発色し
たマークの機械による読みとり精度に影響を与えない範
囲、例えばポリオレフィン樹脂に対して０．００１〜７
０重量％の範囲で添加される。

【００１０】又、使用し得る滑剤としては、例えばステ
アリン酸、ベヘン酸及びそのエステル、又は塩、カルナ
ウバワックス、ポリエチレンワックス等のワックス類及
び各種界面活性剤が用いられる。これらはポリオレフィ
ン樹脂に対して通常０．１〜５．０重量％の割合で必要
により添加される。又、可塑剤としてはフタル酸、リン
酸、セバシン酸等のエステルが挙げられる。そのほか、
酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤等通常プラス
チックの加工の際に常用されている添加剤を添加しても
よい。これらの添加剤は、本発明のマーキング用ポリオ
レフィン樹脂組成物を作製する際に、粉末のまま用いて
も良く、又マスターバッチの形態で用いても良い。

【００１１】本発明のレーザーマーキング用熱可塑性樹
脂組成物は二酸化チタン粉末、更に必要に応じて着色
剤、充填剤、滑剤、可塑剤、熱安定剤等の添加剤を樹
脂、好ましくはポリオレフィン樹脂に加えて、エクスト
ルーダー、２軸ニーダー、ロールミル等の混練機を用い
て均一に配合することにより得られる。このようにして
得られた本発明のレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組
成物はそのまま、又必要があれば、更にポリオレフィン
樹脂等の熱可塑性樹脂やフィラー等の添加剤を加え、そ
れ自体公知の方法で、本発明の樹脂成形物が製造され
る。尚、二酸化チタン含量の少ない本発明のレーザーマ
ーキング用樹脂組成物を製造する場合は、二酸化チタン
粉末等の濃度の高いマスターバッチを使用して上記と同
様の方法により製造してもよい。二酸化チタン粉末等の
濃度の高いマスターバッチは、二酸化チタン、更に必要
に応じて着色剤、充填剤、滑剤、可塑剤、熱安定剤等の
添加剤をポリオレフィン樹脂等の熱可塑性樹脂に加えて
エクストルーダー、２軸ニーダー、ロールミル等の混練
機を用いて均一に配合し、例えばペレット状又はマーブ
ル状等の所望の形状に成形することにより得られる。

【００１２】樹脂成形物としては、例えばフィルム、テ
ープ等の２次元成形物、プレート、容器、キャップ、部
品等の３次元成形物が挙げられる。これらの樹脂成型物
は、多層構成を持つものでも良い。

【００１３】フィルム等の２次元成形物は、熱可塑性樹
脂のフィルム化に用いられるインフレーション加工、多
層インフレーション加工、Ｔダイフィルム加工、フラッ
トフィルム法による縦横同時二軸遠心法、又は縦横逐次
二軸遠心法、チューブラフィルム法等それ自体公知の方
法により作製される。この様にして作製されたフィルム
は食品包装、繊維包装、雑貨包装、薬品類の包装、テー
プ、絶縁材料、農業用フィルム、各種シート、各種シー
ル、ラベル等通常の熱可塑性樹脂フィルムが用いられる
分野と同様の分野で用いられる。又、本発明のフィルム
は、各種基材即ちクラフト紙や上質紙などの紙類、プラ
スティックフィルム類、アルミニウム等の金属箔などと
密着させてラミネートとすることが出来、その様にして
得られたラミネート品の用途としては牛乳、酒類などの
食品容器、医薬品の包装材料、食品の包装材料、各種シ
ート、各種シール、ラベル等の用途が挙げられる。

【００１４】本発明で使用する三次元成形物は、その成
形物に応じて射出成形、押し出し成形、中空成形、回転
成形、発泡成形、粉末成形、真空成形等それ自体公知の
方法で成形される。その具体例としては食品、洗剤、医
薬品、化粧品、飲料製品等の容器及びそのキャップ類、
食品トレー、チューブ、医療容器、衣料器具、家電製品
のハウジング類、電気用品、家庭用品、バンパー等の自
動車用部品、自動車内装品、テープカセット等のオーデ
ィオ用品、フロッピーディスク等の情報機器用用品、パ
イプ、建築資材、工業部品、各種コンテナ、衣料容器、
多層容器、日用雑貨、各種事務機、事務用品、識別用プ
レート等、通常一般に市販されている熱可塑性樹脂を主
成分とする各種成形物が挙げられる。識別用プレート
は、例えば家畜やコンテナ等の識別に使用される。

【００１５】本発明のレーザーマーキング方法は二酸化
チタンを含有する樹脂成型物の表面にレーザー光を照射
することにより行われる。レーザー光としては、例えば
炭酸ガスレーザー（波長約１０６００ｎｍ）などの遠赤
外線レーザー、ＹＡＧ（イツトリウム・アルミニウム・
ガーネット）レーザー（波長約１０６０ｎｍ）などの近
赤外線レーザー、エキシマレーザー等があげられ、好ま
しくはＹＡＧレーザ、エキシマレーザーである。その発
振形態は連続発振でもパルス発振でもよいが、連続発振
であるスキャン式のものが好ましい。レーザー光の照射
エネルギーとしては例えばＹＡＧレーザーの場合、電流
値としては９〜２２、好ましくは１０〜２０Ａ、周波数
としては、１．４〜５．５ｋＨｚ、好ましくは、１．８
〜５ｋＨｚである。

【００１６】本発明の二酸化チタンを含有する樹脂成型
物の表面にレーザー光を照射することにより、照射部分
に鮮明なコントラストの黒褐色から黒色のマークが得ら
れる。マークとしては、例えばバーコード、カルラコー
ド、ロゴマーク、文字記号等の各種マークがあげられる
が、バーコード、カルラコード等の機械読み取り用マー
クが好ましい。

【００１７】

【実施例】次に実施例に依って、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明がこれらの実施例のみに限定される
ものではない。尚、以下の実施例において、部は重量部
を意味する。又、実施例中「○」は黒褐色又は黒色のマ
ークが得られ、マークの機械読み取り性が良いことを、
「×」はマークの機械読み取り性が悪いこと、もしくは
白色のマークしか得られないことを示している。＜マーキング条件＞装置：ミヤチテクノス社製ＹＡＧレーザ
ーＭＬ−４１４０Ｃマーキング方法：一筆書き方式レーザ出力（Ｗ）：５０周波数（ｋＨｚ）：１．８速度（ｍｍ／ｓ）：８０焦点距離（mm）：１４０バーコード種類：ＣＯＤＥ３９電流値（Ａ）：１１〜１５＜読み取り機械＞Ｗｅｌｃａｔ社製バーコードリーダ
ーＴｏｕｃｈ７Σ

【００１８】実施例１ポリエチレン（三井石油化学製ハイゼックス１３００
ＪＭＩ：３０）１００部、、顔料用の二酸化チタン
（日本ピグメント製、ＰＳ−２９０２）５．０部を２軸
ニーダーを用いて１８０℃で混練し、ロートプレックス
ミルで粉砕後、長径１ｍｍ以下のものを除去して本発明
のマーキング用組成物とした。このものを射出成形機
（山城精機製ＳＡＶ−４０、以下に於て射出成形機と
はこのものを指す）を用いて２００℃で板状に成形し、
その表面にＹＡＧレーザー（ミヤチテクノス社製、ＭＬ
−４１４０Ｃ）を用いてマーキングを施したところ鮮明
な黒色マークを得、そのマークの機械読み取り性は良好
（○）であった。

【００１９】実施例２ポリエチレン（三井石油化学製ハイゼックス１３００
ＪＭＩ：３０）１００部、雲母（クラレ製、クラライ
トマイカ６００Ｗ平均粒径８μｍ）０．５部、二酸化
チタン（石原産業製、タイペークＣＲ−６０）１．０部
を２軸ニーダーを用いて２００℃で混練し、ロートプレ
ックスミルで粉砕後、長径１ｍｍ以下のものを除去して
本発明のマーキング用組成物とした。このものを５０ト
ンプレスを用いて１８０℃で厚さ０．１ｍｍのフィルム
とし、その表面にＹＡＧレーザー（ミヤチテクノス社
製、ＭＬ−４１４０Ｃ）を用いてマーキングを施したと
ころ鮮明な黒色マークを得、そのマークの機械読み取り
性は良好（○）であった。

【００２０】実施例３ポリエチレン（三井石油化学製ハイゼックス１３００
ＪＭＩ：３０）１００部、雲母（クラレ製、クラライ
トマイカ６００Ｗ平均粒径８μｍ）０．１部、二酸化
チタン（石原産業製、タイペークＣＲ−６０）０．３部
を混合し、このものを射出成形機を用いて２００℃で板
状に成形し、その表面にＹＡＧレーザー（ミヤチテクノ
ス社製、ＭＬ−４１４０Ｃ）を用いてマーキングを施し
たところ鮮明な黒色マークを得、そのマークの機械読み
取り性は良好（○）であった。

【００２１】実施例４ポリエチレン（三井石油化学製ハイゼックス１３００
ＪＭＩ：３０）１００部、雲母（クラレ製、クラライ
トマイカ６００Ｗ平均粒径８μｍ）０．１部、二酸化
チタン（石原産業製、タイペークＣＲ−６０）３．０部
を２軸ニーダーを用いて１８０℃で混練し、ロートプレ
ックスミルで粉砕後、長径１ｍｍ以下のものを除去して
本発明のマーキング用組成物とした。このものを射出成
形機を用いて２００℃で板状に成形し、その表面にＹＡ
Ｇレーザー（ミヤチテクノス社製、ＭＬ−４１４０Ｃ）
を用いてマーキングを施したところ鮮明な黒色マークを
得、そのマークの機械読み取り性は良好（○）であっ
た。

【００２２】比較例１ポリエチレン（昭和電工製ショーレックスＳ５００
３ＢＨＭＩ：０．３）を５０トンプレスを用いて１８
０℃で厚さ０．５ｍｍのフィルムとし、その表面にＹＡ
Ｇガスレーザー（ミヤチテクノス社製、ＭＬ−４１４０
Ｃ）を用いてマーキングを施したところ機械読み取りの
出来るマークは全く得られなかった（×）。

【００２３】

【発明の効果】本発明によると、有効成分として白色の
二酸化チタンを使用するので、樹脂の色調に影響を与え
ないレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物が得られ
る。また、このレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成
物の成型物の表面にレーザー光線を照射することにより
鮮明な黒褐色から黒色のマークが得られる。このマーク
は、機械による読みとり精度が高いので、特にバーコー
ド、カルラコード等の機械読み取り用マークとして有用
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０６Ｋ 1/12 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｑ 19/02 Ｂ４１Ｍ 5/26 Ｓ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二酸化チタンを有効成分として含有するレ
ーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物。
【請求項２】二酸化チタンの含有量が０．０５〜７０重
量％である請求項１のレーザーマーキング用樹脂組成
物。
【請求項３】熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂である
請求項１又は２のレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組
成物。
【請求項４】ポリオレフィン樹脂がポリエチレン又はポ
リプロピレンである請求項３のレーザーマーキング用熱
可塑性樹脂組成物。
【請求項５】請求項１ないし４の何れか１項のレーザー
マーキング用熱可塑性樹脂組成物を成形した樹脂成型
物。
【請求項６】樹脂成型物が容器、プレート又はフィルム
である請求項５の樹脂成型物。
【請求項７】請求項５又は６の樹脂成型物の表面にレー
ザー光を照射してマークを付与することを特徴とするレ
ーザーマーキング方法。
【請求項８】レーザー光の種類がＹＡＧレーザーである
請求項７のレーザーマーキング方法。
【請求項９】マークが機械読み取り用マークである請求
項７または８のレーザーマーキング方法。
【請求項１０】機械読み取り用マークがバーコードであ
る請求項９のレーザーマーキング方法。