JPH10244745A - レーザー印字用粉体塗料 - Google Patents
レーザー印字用粉体塗料Info
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- JPH10244745A JPH10244745A JP9051407A JP5140797A JPH10244745A JP H10244745 A JPH10244745 A JP H10244745A JP 9051407 A JP9051407 A JP 9051407A JP 5140797 A JP5140797 A JP 5140797A JP H10244745 A JPH10244745 A JP H10244745A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザー印字法において金属材に塗布され、
印字を施した部分の鮮明度の向上および印字速度の高速
化を図ることのできる粉体塗料を提供する。 【解決手段】 金属材の表面に塗布し、レーザーを熱源
とした加熱により塗布膜の印字する部分を溶融付着さ
せ、印字された部分以外を金属材の表面から除去して回
収するレーザー印字法に用いられる粉体塗料であって、
この粉体塗料の主成分が、レーザー光を吸収する特性を
有する金属材料または無機材料の粉末と、熱可塑性また
は熱硬化性を有する樹脂材料のうち少なくとも1種類の
樹脂材料、または、硬化剤成分を配合したもので、レー
ザー光により軟化、溶融する特性を有し、また軟化点温
度が70℃〜200℃の範囲内にあり、軟化または溶融
時の粘性が低く金属材の表面を濡らし、この金属材表面
に付着する特性を有する樹脂材料からなるバインダー
と、塗布膜の印字された部分を彩色する有機顔料または
無機顔料のうち少なくとも1種類の着色顔料とである。
印字を施した部分の鮮明度の向上および印字速度の高速
化を図ることのできる粉体塗料を提供する。 【解決手段】 金属材の表面に塗布し、レーザーを熱源
とした加熱により塗布膜の印字する部分を溶融付着さ
せ、印字された部分以外を金属材の表面から除去して回
収するレーザー印字法に用いられる粉体塗料であって、
この粉体塗料の主成分が、レーザー光を吸収する特性を
有する金属材料または無機材料の粉末と、熱可塑性また
は熱硬化性を有する樹脂材料のうち少なくとも1種類の
樹脂材料、または、硬化剤成分を配合したもので、レー
ザー光により軟化、溶融する特性を有し、また軟化点温
度が70℃〜200℃の範囲内にあり、軟化または溶融
時の粘性が低く金属材の表面を濡らし、この金属材表面
に付着する特性を有する樹脂材料からなるバインダー
と、塗布膜の印字された部分を彩色する有機顔料または
無機顔料のうち少なくとも1種類の着色顔料とである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属材、例えば鋼
鈑や鋼管などの鋼材に切断、孔あけ、溶接、組立、物流
のための罫書き、記号、番号などの印字を行うレーザー
印字方法(以下、レーザー印字法と記す)に使用される
粉体塗料に関するものである。
鈑や鋼管などの鋼材に切断、孔あけ、溶接、組立、物流
のための罫書き、記号、番号などの印字を行うレーザー
印字方法(以下、レーザー印字法と記す)に使用される
粉体塗料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、金属材、例えば鋼鈑や鋼管などの
鋼材に切断、孔あけ、溶接、組立、物流のための罫書
き、記号または番号などの印字を行う方法の一例として
レーザー印字法がある。
鋼材に切断、孔あけ、溶接、組立、物流のための罫書
き、記号または番号などの印字を行う方法の一例として
レーザー印字法がある。
【0003】レーザー印字法においては、対象物表面に
レーザー光を直接照射して加熱、熱変色、溶融または蒸
発という熱的加工による変色を利用して印字を行う方法
であり、レーザー光源として、炭酸ガスレーザー、YA
Gレーザーまたはエキシマレーザーを用いるものがあ
る。
レーザー光を直接照射して加熱、熱変色、溶融または蒸
発という熱的加工による変色を利用して印字を行う方法
であり、レーザー光源として、炭酸ガスレーザー、YA
Gレーザーまたはエキシマレーザーを用いるものがあ
る。
【0004】例えばYAGレーザーを用いたレーザー印
字法によって鋼材にレーザー印字を行う場合は、無塗
装、またはショッププライマーとして用いられているウ
ォシュプライマー若しくは無機ジンクリッチプライマー
を塗装した鋼材の表面に、例えば出力120W、印字速
度100mm/secの印字条件下でレーザー(YAG
レーザー)を直接照射して線状または文字状加熱を行
い、鋼材の表面に熱変色を生じさせた罫書きまたは番号
などの印字部を得る。この時、印字部の熱変色は黒灰色
である。
字法によって鋼材にレーザー印字を行う場合は、無塗
装、またはショッププライマーとして用いられているウ
ォシュプライマー若しくは無機ジンクリッチプライマー
を塗装した鋼材の表面に、例えば出力120W、印字速
度100mm/secの印字条件下でレーザー(YAG
レーザー)を直接照射して線状または文字状加熱を行
い、鋼材の表面に熱変色を生じさせた罫書きまたは番号
などの印字部を得る。この時、印字部の熱変色は黒灰色
である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような金属材の
印字を行う従来のレーザー印字法は、通常、半導体製
品、電子部品またはプラスチック部品などへの印字に用
いられており、鋼材などの金属材への印字にはあまり使
用されていない。例えば鋼材にレーザー加熱により印字
を行うと、無塗装の鋼材や灰色の塗装が施されている鋼
材の場合には、印字部の熱変色が僅かで色が黒灰色であ
るため、鋼材の表面の色と印字部の色との色差が小さ
く、印字がほとんど判読できないなど、印字の鮮明度に
問題があった。また、印字を鮮明にするためには、鋼材
表面の印字部の熱変色を多く生じさせることが必要であ
る。このため、加熱量が多くなって加熱時間が長くな
り、印字速度の向上に限界が生じるとともに、作業効率
を低下させる問題があった。
印字を行う従来のレーザー印字法は、通常、半導体製
品、電子部品またはプラスチック部品などへの印字に用
いられており、鋼材などの金属材への印字にはあまり使
用されていない。例えば鋼材にレーザー加熱により印字
を行うと、無塗装の鋼材や灰色の塗装が施されている鋼
材の場合には、印字部の熱変色が僅かで色が黒灰色であ
るため、鋼材の表面の色と印字部の色との色差が小さ
く、印字がほとんど判読できないなど、印字の鮮明度に
問題があった。また、印字を鮮明にするためには、鋼材
表面の印字部の熱変色を多く生じさせることが必要であ
る。このため、加熱量が多くなって加熱時間が長くな
り、印字速度の向上に限界が生じるとともに、作業効率
を低下させる問題があった。
【0006】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、レーザー加熱により金属材への印
字が行われるレーザー印字法において金属材に塗布さ
れ、印字を施した部分の鮮明度の向上および印字速度の
高速化を図ることのできる粉体塗料を提供することを目
的としたものである。
めになされたもので、レーザー加熱により金属材への印
字が行われるレーザー印字法において金属材に塗布さ
れ、印字を施した部分の鮮明度の向上および印字速度の
高速化を図ることのできる粉体塗料を提供することを目
的としたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザー印
字用粉体塗料は、金属材の表面に塗布し、レーザーを熱
源とした加熱により塗布膜の印字する部分を溶融付着さ
せ、印字された部分以外を金属材の表面から除去して回
収するレーザー印字法に用いられる粉体塗料であって、
この粉体塗料の主成分が、(a)レーザー光を吸収する
特性を有する金属材料または無機材料の粉末と、(b)
熱可塑性または熱硬化性を有する樹脂材料のうち少なく
とも1種類の樹脂材料、または、硬化剤成分を配合した
ものがレーザー光により軟化、溶融する特性を有し、ま
た軟化点温度が70℃〜200℃の範囲内にあり、軟化
または溶融時の粘性が低く金属材の表面を濡らし、この
金属材表面に付着する特性を有する樹脂材料からなるバ
インダーと、(c)塗布膜の印字された部分を彩色する
有機顔料または無機顔料のうち少なくとも1種類の着色
顔料とであるものである。
字用粉体塗料は、金属材の表面に塗布し、レーザーを熱
源とした加熱により塗布膜の印字する部分を溶融付着さ
せ、印字された部分以外を金属材の表面から除去して回
収するレーザー印字法に用いられる粉体塗料であって、
この粉体塗料の主成分が、(a)レーザー光を吸収する
特性を有する金属材料または無機材料の粉末と、(b)
熱可塑性または熱硬化性を有する樹脂材料のうち少なく
とも1種類の樹脂材料、または、硬化剤成分を配合した
ものがレーザー光により軟化、溶融する特性を有し、ま
た軟化点温度が70℃〜200℃の範囲内にあり、軟化
または溶融時の粘性が低く金属材の表面を濡らし、この
金属材表面に付着する特性を有する樹脂材料からなるバ
インダーと、(c)塗布膜の印字された部分を彩色する
有機顔料または無機顔料のうち少なくとも1種類の着色
顔料とであるものである。
【0008】また、本発明に係るレーザー印字用粉体塗
料は、主成分である前記(a)の粉末、(b)のバイン
ダーおよび(c)の着色顔料を含めて配合し加熱溶融混
練した混合物を、粗粉砕し、さらに微粉砕および分級し
て調整された粉体塗料であって、その粒径分布が2μm
〜150μmの範囲内にあり、好ましくは5μm〜10
0μmの範囲内にあるものである。
料は、主成分である前記(a)の粉末、(b)のバイン
ダーおよび(c)の着色顔料を含めて配合し加熱溶融混
練した混合物を、粗粉砕し、さらに微粉砕および分級し
て調整された粉体塗料であって、その粒径分布が2μm
〜150μmの範囲内にあり、好ましくは5μm〜10
0μmの範囲内にあるものである。
【0009】さらに、本発明に係るレーザー印字用粉体
塗料は、調整された粉体塗料であって、その体積固有抵
抗率が1010Ωcm〜1016Ωcmの範囲内にあり、静
電粉体塗装に適した帯電特性を有するものである。
塗料は、調整された粉体塗料であって、その体積固有抵
抗率が1010Ωcm〜1016Ωcmの範囲内にあり、静
電粉体塗装に適した帯電特性を有するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明するが、はじめに金属材に罫書き、記号または番号
などの印字を行うレーザー印字法について述べる。
説明するが、はじめに金属材に罫書き、記号または番号
などの印字を行うレーザー印字法について述べる。
【0011】[第1の工程:粉体塗料塗布工程]第1の
工程は、レーザー印字を行う前に、金属材である例えば
鋼材の表面に粉体塗料を均一にかつ薄膜に塗布し、容易
に飛散しない程度に粉体塗料を静電気帯電させて付着さ
せる工程である。 [第2の工程:印字焼付け工程]第2の工程は、第1の
工程で塗料塗布処理された鋼材において、レーザーによ
り印字する部分の粉体塗料を加熱し、印字部の粉体塗料
のみを溶融して鋼材に付着させる工程である。 [第3の工程:塗料回収工程]第3の工程は、第2の工
程において溶融付着していない印字部以外の鋼材表面上
の粉体塗料を、例えば吸引、空気の吹き出し、またはブ
ラシやゴム板などによる掃き寄せ等の適正な方法により
除去して回収する工程である。 このように第1〜第3の工程を経ることにより、鋼材に
罫書き、記号または番号などが印字される。
工程は、レーザー印字を行う前に、金属材である例えば
鋼材の表面に粉体塗料を均一にかつ薄膜に塗布し、容易
に飛散しない程度に粉体塗料を静電気帯電させて付着さ
せる工程である。 [第2の工程:印字焼付け工程]第2の工程は、第1の
工程で塗料塗布処理された鋼材において、レーザーによ
り印字する部分の粉体塗料を加熱し、印字部の粉体塗料
のみを溶融して鋼材に付着させる工程である。 [第3の工程:塗料回収工程]第3の工程は、第2の工
程において溶融付着していない印字部以外の鋼材表面上
の粉体塗料を、例えば吸引、空気の吹き出し、またはブ
ラシやゴム板などによる掃き寄せ等の適正な方法により
除去して回収する工程である。 このように第1〜第3の工程を経ることにより、鋼材に
罫書き、記号または番号などが印字される。
【0012】次に、上述したレーザー印字法に使用され
る粉体塗料について説明する。第1の工程において、レ
ーザー印字を行う前の鋼材に塗布される粉体塗料Aは、
その主成分が、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、
亜鉛、ニッケル、酸化鉄、酸化亜鉛、カーボン、炭酸バ
リウム、炭化珪素、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、ガラ
スなどの金属材料または無機材料のうちのいずれか1種
類の粉末(a)と、例えばポリエステル樹脂、ポリオレ
フィン樹脂、ポリアミド樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレ
ン酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリ
イソシアネート樹脂などの樹脂材料のうちのいずれか、
または、これらの樹脂材料うちの複数種からなる配合
物、若しくは、硬化剤成分を配合したもので、環球法に
よる軟化点温度が70℃〜200℃の範囲内にあり、軟
化または溶融時の粘性が低く鋼材の表面を濡らし、鋼材
表面に付着する特性を有する樹脂材料からなるバインダ
ー(b)と、鋼材表面の色とコントラストのある色の有
機顔料または無機顔料のうちの少なくとも1種類以上の
着色顔料(c)とである。
る粉体塗料について説明する。第1の工程において、レ
ーザー印字を行う前の鋼材に塗布される粉体塗料Aは、
その主成分が、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、
亜鉛、ニッケル、酸化鉄、酸化亜鉛、カーボン、炭酸バ
リウム、炭化珪素、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、ガラ
スなどの金属材料または無機材料のうちのいずれか1種
類の粉末(a)と、例えばポリエステル樹脂、ポリオレ
フィン樹脂、ポリアミド樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレ
ン酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリ
イソシアネート樹脂などの樹脂材料のうちのいずれか、
または、これらの樹脂材料うちの複数種からなる配合
物、若しくは、硬化剤成分を配合したもので、環球法に
よる軟化点温度が70℃〜200℃の範囲内にあり、軟
化または溶融時の粘性が低く鋼材の表面を濡らし、鋼材
表面に付着する特性を有する樹脂材料からなるバインダ
ー(b)と、鋼材表面の色とコントラストのある色の有
機顔料または無機顔料のうちの少なくとも1種類以上の
着色顔料(c)とである。
【0013】上記粉末(a)の金属材料または無機材料
としては、レーザー光を吸収する特性を有するものが適
している。これはレーザー印字法に用いられるレーザー
光源が炭酸ガスレーザー、YAGレーザー、エキシマレ
ーザーであり、それぞれの波長は10.6μm、1.0
6μm、0.19μm〜0.31μmと異なるが、レー
ザー光を照射する対象の組成によってはレーザー光が反
射あるいは透過してレーザーエネルギーを吸収できず、
加熱できないものもあるからである。よって、レーザー
光源に適応した吸収する材料を選定して粉体塗料Aに配
合することにより、粉体塗料Aを加熱して軟化、溶融さ
せ、鋼材に付着させることができる。
としては、レーザー光を吸収する特性を有するものが適
している。これはレーザー印字法に用いられるレーザー
光源が炭酸ガスレーザー、YAGレーザー、エキシマレ
ーザーであり、それぞれの波長は10.6μm、1.0
6μm、0.19μm〜0.31μmと異なるが、レー
ザー光を照射する対象の組成によってはレーザー光が反
射あるいは透過してレーザーエネルギーを吸収できず、
加熱できないものもあるからである。よって、レーザー
光源に適応した吸収する材料を選定して粉体塗料Aに配
合することにより、粉体塗料Aを加熱して軟化、溶融さ
せ、鋼材に付着させることができる。
【0014】上記バインダー(b)としては、熱可塑性
または熱硬化性を有する樹脂材料、あるいは硬化剤成分
を配合したもので、レーザー光により軟化、溶融する特
性を有し、また軟化点温度が70℃〜200℃の範囲内
にあり、軟化または溶融時の粘性が低く鋼材の表面を濡
らし、鋼材表面に付着する特性を有する樹脂材料が適し
ている。つまり、このような樹脂材料を選定することに
より、レーザー光によって加熱された鋼材表面の粉体塗
料Aは軟化、溶融し、液状あるいは粘液状になり、鋼材
表面を濡らして粉体塗料Aの付着を容易にすることがで
きる。また、印字された部分の粉体塗料Aの塗布膜は、
擦ったり屋外に暴露され雨水にさらされても、摩耗や剥
離せずに長期間付着し、印字の耐久性を保持することが
できる。
または熱硬化性を有する樹脂材料、あるいは硬化剤成分
を配合したもので、レーザー光により軟化、溶融する特
性を有し、また軟化点温度が70℃〜200℃の範囲内
にあり、軟化または溶融時の粘性が低く鋼材の表面を濡
らし、鋼材表面に付着する特性を有する樹脂材料が適し
ている。つまり、このような樹脂材料を選定することに
より、レーザー光によって加熱された鋼材表面の粉体塗
料Aは軟化、溶融し、液状あるいは粘液状になり、鋼材
表面を濡らして粉体塗料Aの付着を容易にすることがで
きる。また、印字された部分の粉体塗料Aの塗布膜は、
擦ったり屋外に暴露され雨水にさらされても、摩耗や剥
離せずに長期間付着し、印字の耐久性を保持することが
できる。
【0015】上記着色顔料(c)としては、鋼材表面の
色とコントラストのある色であることが望ましく、市販
されている有機顔料または無機顔料、例えばBASF社
製の有機黄色顔料(パリオトールL−2140HD(商
品名))、ヘキスト社製の有機橙黄色顔料(パーマネン
トオレンジRL−70(商品名))またはSCM社製の
酸化チタン(チオナRCL−575(商品名))などが
用いられる。
色とコントラストのある色であることが望ましく、市販
されている有機顔料または無機顔料、例えばBASF社
製の有機黄色顔料(パリオトールL−2140HD(商
品名))、ヘキスト社製の有機橙黄色顔料(パーマネン
トオレンジRL−70(商品名))またはSCM社製の
酸化チタン(チオナRCL−575(商品名))などが
用いられる。
【0016】本発明の実施形態に係る粉体塗料Aは、上
述したレーザー光を吸収する特性を有する金属材料また
は無機材料の粉末(a)、熱可塑性または熱硬化性を有
する樹脂材料、あるいは硬化剤成分を配合したもので、
レーザー光により軟化、溶融する特性を有し、また軟化
点温度が70℃〜200℃の範囲内にあり、軟化または
溶融時の粘性が低く鋼材の表面を濡らし、鋼材表面に付
着する特性を有する樹脂材料からなるバインダー(b)
および鋼材表面の色とコントラストのある色の有機顔料
または無機顔料である着色顔料(c)を主成分として混
合されるが、この混合物は粗粉砕され、さらに微粉砕お
よび分級されて調整され、その粒径分布が2μm〜15
0μmの範囲内にあるように調整される。これは、粒径
分布が2μm〜150μmの範囲以外、つまり、粒径が
2μmに満たない粉体塗料は、レーザー光による加熱に
よって過剰に昇温され熱劣化あるいは熱分解することが
あり、また、粒径が150μmを越える粉体塗料は、レ
ーザー光による軟化、溶融が不十分で、鋼材表面に十分
に付着しないことがあるからである。よって、粉体塗料
Aの粒径分布を2μm〜150μmの範囲内、好ましく
は5μm〜100μmの範囲内にすることにより、レー
ザー光により容易に軟化、溶融し、鋼材表面によく付着
させることができる。
述したレーザー光を吸収する特性を有する金属材料また
は無機材料の粉末(a)、熱可塑性または熱硬化性を有
する樹脂材料、あるいは硬化剤成分を配合したもので、
レーザー光により軟化、溶融する特性を有し、また軟化
点温度が70℃〜200℃の範囲内にあり、軟化または
溶融時の粘性が低く鋼材の表面を濡らし、鋼材表面に付
着する特性を有する樹脂材料からなるバインダー(b)
および鋼材表面の色とコントラストのある色の有機顔料
または無機顔料である着色顔料(c)を主成分として混
合されるが、この混合物は粗粉砕され、さらに微粉砕お
よび分級されて調整され、その粒径分布が2μm〜15
0μmの範囲内にあるように調整される。これは、粒径
分布が2μm〜150μmの範囲以外、つまり、粒径が
2μmに満たない粉体塗料は、レーザー光による加熱に
よって過剰に昇温され熱劣化あるいは熱分解することが
あり、また、粒径が150μmを越える粉体塗料は、レ
ーザー光による軟化、溶融が不十分で、鋼材表面に十分
に付着しないことがあるからである。よって、粉体塗料
Aの粒径分布を2μm〜150μmの範囲内、好ましく
は5μm〜100μmの範囲内にすることにより、レー
ザー光により容易に軟化、溶融し、鋼材表面によく付着
させることができる。
【0017】また、調整された粉体塗料Aは、コロナ放
電型静電粉体塗装装置または摩擦帯電型粉体塗装装置に
より静電気帯電できる電気的特性を有するものが適して
いる。これは、粉体塗装後、粉体塗料Aが鋼材表面に静
電付着し、レーザー光の照射により加熱された際に粉体
塗料Aが瞬時に高温になるが、その際に生じる上昇気流
や周囲からの風あるいは周囲の振動により飛散されず、
粉体塗料Aを鋼材表面にしっかりと残すことができて、
粉体塗料Aを軟化、溶融することができるからである。
なお、帯電特性としては、例えば粉体塗料Aの体積固有
抵抗率が1010〜1016Ωcmの範囲内にあるものが望
ましい。
電型静電粉体塗装装置または摩擦帯電型粉体塗装装置に
より静電気帯電できる電気的特性を有するものが適して
いる。これは、粉体塗装後、粉体塗料Aが鋼材表面に静
電付着し、レーザー光の照射により加熱された際に粉体
塗料Aが瞬時に高温になるが、その際に生じる上昇気流
や周囲からの風あるいは周囲の振動により飛散されず、
粉体塗料Aを鋼材表面にしっかりと残すことができて、
粉体塗料Aを軟化、溶融することができるからである。
なお、帯電特性としては、例えば粉体塗料Aの体積固有
抵抗率が1010〜1016Ωcmの範囲内にあるものが望
ましい。
【0018】ここで、粉体塗料Aに要求される特性とし
て、以下のものもあげられる。 ・粒径が静電粉体塗装に適した範囲であること。(粒径
は2μm〜150μmの範囲内) ・粒径が回収した後に再使用することに適した範囲であ
ること。(粒径は2μm〜200μmの範囲内) ・鋼材、あるいは、ウォシュプライマー(ポリビニルブ
チラール樹脂を主成分とする)または無機ジンクリッチ
プライマー(エチルシリケート樹脂を主成分とし、亜鉛
末顔料を含む)塗布膜によく付着すること。 ・上記の対象物表面の色とコントラストの高い色である
こと。 ・融着した塗布膜表面を擦っても摩滅あるいは剥離しな
いこと。 ・印字面に各種塗料を上塗りした場合、文字の浮き出し
や付着不良が生じないこと。 ・吸引や空気吹き出しなどによる回収が容易であるこ
と。 ・塗装、回収を行う際の流動性、分散性が優れているこ
と。 ・回収後の粉体特性が劣化しないこと。 ・塗装と回収を繰り返し行っても粉体特性が劣化しない
こと。 ・貯蔵中に凝集しないなど貯蔵安定性が優れているこ
と。
て、以下のものもあげられる。 ・粒径が静電粉体塗装に適した範囲であること。(粒径
は2μm〜150μmの範囲内) ・粒径が回収した後に再使用することに適した範囲であ
ること。(粒径は2μm〜200μmの範囲内) ・鋼材、あるいは、ウォシュプライマー(ポリビニルブ
チラール樹脂を主成分とする)または無機ジンクリッチ
プライマー(エチルシリケート樹脂を主成分とし、亜鉛
末顔料を含む)塗布膜によく付着すること。 ・上記の対象物表面の色とコントラストの高い色である
こと。 ・融着した塗布膜表面を擦っても摩滅あるいは剥離しな
いこと。 ・印字面に各種塗料を上塗りした場合、文字の浮き出し
や付着不良が生じないこと。 ・吸引や空気吹き出しなどによる回収が容易であるこ
と。 ・塗装、回収を行う際の流動性、分散性が優れているこ
と。 ・回収後の粉体特性が劣化しないこと。 ・塗装と回収を繰り返し行っても粉体特性が劣化しない
こと。 ・貯蔵中に凝集しないなど貯蔵安定性が優れているこ
と。
【0019】したがって、上述したようにレーザー光を
吸収する特性を有する金属材料または無機材料の粉末
(a)、熱可塑性または熱硬化性を有する樹脂材料、あ
るいは硬化剤成分を配合したもので、レーザー光により
軟化、溶融する特性を有し、また軟化点温度が70℃〜
200℃の範囲内にあり、軟化または溶融時の粘性が低
く鋼材の表面を濡らし、鋼材表面に付着する特性を有す
る樹脂材料からなるバインダー(b)および鋼材表面の
色とコントラストのある色の有機顔料または無機顔料で
ある着色顔料(c)が主成分であって、この主成分を含
んで調整したものの粒径分布が2μm〜150μmの範
囲内、好ましくは5μm〜100μmの範囲内で、かつ
静電粉体塗装に適した帯電特性を有する粉体塗料Aは、
印字を施した部分の鮮明度の向上および印字速度の高速
化を図れるものであるので、レーザー印字法に用いるの
に適したものであることがわかる。この粉体塗料Aの効
果について以下に実施例を用いて具体的に説明する。
吸収する特性を有する金属材料または無機材料の粉末
(a)、熱可塑性または熱硬化性を有する樹脂材料、あ
るいは硬化剤成分を配合したもので、レーザー光により
軟化、溶融する特性を有し、また軟化点温度が70℃〜
200℃の範囲内にあり、軟化または溶融時の粘性が低
く鋼材の表面を濡らし、鋼材表面に付着する特性を有す
る樹脂材料からなるバインダー(b)および鋼材表面の
色とコントラストのある色の有機顔料または無機顔料で
ある着色顔料(c)が主成分であって、この主成分を含
んで調整したものの粒径分布が2μm〜150μmの範
囲内、好ましくは5μm〜100μmの範囲内で、かつ
静電粉体塗装に適した帯電特性を有する粉体塗料Aは、
印字を施した部分の鮮明度の向上および印字速度の高速
化を図れるものであるので、レーザー印字法に用いるの
に適したものであることがわかる。この粉体塗料Aの効
果について以下に実施例を用いて具体的に説明する。
【0020】
【実施例】まず、表1に実施例1,2および比較例1,
2の各粉体塗料(試料)の成分配合表を示す。なお、本
発明は、その要旨を越えない限り、以下に説明する実施
例の構成に限定されないものである。
2の各粉体塗料(試料)の成分配合表を示す。なお、本
発明は、その要旨を越えない限り、以下に説明する実施
例の構成に限定されないものである。
【0021】
【表1】
【0022】実施例1および実施例2においては、レー
ザー光を吸収する特性を有する金属材料または無機材料
の粉末(a)として、アルミニウム粉末を使用し、熱可
塑性または熱硬化性を有する樹脂材料、あるいは硬化剤
成分を配合したもので、レーザー光により容易に軟化、
溶融する特性を有し、また軟化点温度が70℃〜200
℃の範囲内にあり、軟化または溶融時の粘性が低く鋼材
の表面を濡らし、鋼材表面に付着する特性を有する樹脂
材料からなるバインダー(b)として、エポキシ樹脂お
よびポリエステル樹脂を使用し、また、鋼材表面の色と
コントラストのある色の有機顔料または無機顔料である
着色顔料(c)として、実施例1では有機黄色顔料およ
び酸化チタンを、実施例2では有機橙黄色顔料および酸
化チタンを使用している。また、比較例1および比較例
2においては、上記粉末(a)として、比較例2のみに
アルミニウム粉末を使用し、上記バインダー(b)とし
て、エポキシ樹脂およびポリエステル樹脂を使用し、ま
た、上記着色顔料(c)として、比較例1のみに有機橙
黄色顔料および酸化チタンを使用している。つまり、比
較例1は上記粉末(a)が配合されておらず、比較例2
は上記着色顔料(c)が配合されていない。
ザー光を吸収する特性を有する金属材料または無機材料
の粉末(a)として、アルミニウム粉末を使用し、熱可
塑性または熱硬化性を有する樹脂材料、あるいは硬化剤
成分を配合したもので、レーザー光により容易に軟化、
溶融する特性を有し、また軟化点温度が70℃〜200
℃の範囲内にあり、軟化または溶融時の粘性が低く鋼材
の表面を濡らし、鋼材表面に付着する特性を有する樹脂
材料からなるバインダー(b)として、エポキシ樹脂お
よびポリエステル樹脂を使用し、また、鋼材表面の色と
コントラストのある色の有機顔料または無機顔料である
着色顔料(c)として、実施例1では有機黄色顔料およ
び酸化チタンを、実施例2では有機橙黄色顔料および酸
化チタンを使用している。また、比較例1および比較例
2においては、上記粉末(a)として、比較例2のみに
アルミニウム粉末を使用し、上記バインダー(b)とし
て、エポキシ樹脂およびポリエステル樹脂を使用し、ま
た、上記着色顔料(c)として、比較例1のみに有機橙
黄色顔料および酸化チタンを使用している。つまり、比
較例1は上記粉末(a)が配合されておらず、比較例2
は上記着色顔料(c)が配合されていない。
【0023】そして、表1に示す配合比率で各原料を、
三井鉱山社製ヘンシェルミキサーFM−10B/1(商
品名)にて回転数2000rpmで3分間乾式混合し、
その混合物を池貝鉄工社製二軸押出機PCM−30(商
品名)により加熱溶融混練した。ついで、混合物を粗粉
砕した後、日本ニューマチック工業社製ラボジェット粉
砕分級機LJ−K1(商品名)によりさらに微粉砕およ
び分級し、実施例1,2および比較例1,2の試料(粉
体塗料)を調整した。なお、各試料の平均粒径は25μ
m〜30μmの範囲内にある。
三井鉱山社製ヘンシェルミキサーFM−10B/1(商
品名)にて回転数2000rpmで3分間乾式混合し、
その混合物を池貝鉄工社製二軸押出機PCM−30(商
品名)により加熱溶融混練した。ついで、混合物を粗粉
砕した後、日本ニューマチック工業社製ラボジェット粉
砕分級機LJ−K1(商品名)によりさらに微粉砕およ
び分級し、実施例1,2および比較例1,2の試料(粉
体塗料)を調整した。なお、各試料の平均粒径は25μ
m〜30μmの範囲内にある。
【0024】次に、調整した実施例1,2および比較例
1,2の試料を用いて実施の形態において上述したレー
ザー印字法に基づいて同じ条件下でレーザー印字を行
い、その印字結果から印字適性の評価を行った。各試料
をそれぞれ9mm厚のショットブラストを行った鋼板に
静電塗装し、その塗布膜面に、YAGレーザー印字装置
により出力120W、印字速度500mm/secで印
字を行い、その後、鋼板表面に静電付着している試料を
吸引除去し、鋼板表面に溶融付着している印字の状態を
観察して印字適性を判定した。印字適性の判定は、溶融
付着性および判読鮮明性について行い、溶融付着性にお
いては、鋼製ブラシで印字部を数回擦って付着状態を目
視し、剥離せずよく付着しているものを合格とした。ま
た、判読鮮明性については、照度50ルクスの照明の下
で1.5mの距離から鋼板面に対して角度90°と45
°の方向から目視し、容易に判読できるものを合格とし
た。この判定結果を表2に示す。
1,2の試料を用いて実施の形態において上述したレー
ザー印字法に基づいて同じ条件下でレーザー印字を行
い、その印字結果から印字適性の評価を行った。各試料
をそれぞれ9mm厚のショットブラストを行った鋼板に
静電塗装し、その塗布膜面に、YAGレーザー印字装置
により出力120W、印字速度500mm/secで印
字を行い、その後、鋼板表面に静電付着している試料を
吸引除去し、鋼板表面に溶融付着している印字の状態を
観察して印字適性を判定した。印字適性の判定は、溶融
付着性および判読鮮明性について行い、溶融付着性にお
いては、鋼製ブラシで印字部を数回擦って付着状態を目
視し、剥離せずよく付着しているものを合格とした。ま
た、判読鮮明性については、照度50ルクスの照明の下
で1.5mの距離から鋼板面に対して角度90°と45
°の方向から目視し、容易に判読できるものを合格とし
た。この判定結果を表2に示す。
【0025】
【表2】
【0026】表2の結果から、溶融付着性において、ア
ルミニウム粉末が配合されている実施例1,2および比
較例2は合格し、アルミニウム粉末が配合されていない
比較例1は不合格であった。これは、レーザー印字法に
用いる粉体塗料にはアルミニウム粉末、つまりレーザー
光を吸収する特性を有する金属材料または無機材料の粉
末(a)が不可欠であることがわかる。
ルミニウム粉末が配合されている実施例1,2および比
較例2は合格し、アルミニウム粉末が配合されていない
比較例1は不合格であった。これは、レーザー印字法に
用いる粉体塗料にはアルミニウム粉末、つまりレーザー
光を吸収する特性を有する金属材料または無機材料の粉
末(a)が不可欠であることがわかる。
【0027】また、判読鮮明性において、有機黄色顔料
または有機橙黄色顔料、および酸化チタンが配合されて
いる実施例1,2は合格し、有機橙黄色顔料および酸化
チタンが配合されているがアルミニウム粉末が配合され
ていない比較例1と、アルミニウム粉末は配合されてい
るが有機黄色顔料または有機橙黄色顔料、および酸化チ
タンが配合されていない比較例2は不合格であった。こ
れは、レーザー印字法に用いる粉体塗料には、レーザー
光を吸収する特性を有する金属材料または無機材料の粉
末(a)、または、鋼材表面の色とコントラストのある
色の有機顔料または無機顔料である着色顔料(c)のい
ずれかが不可欠であるのではなく、両者(a),(c)
が不可欠であることがわかる。
または有機橙黄色顔料、および酸化チタンが配合されて
いる実施例1,2は合格し、有機橙黄色顔料および酸化
チタンが配合されているがアルミニウム粉末が配合され
ていない比較例1と、アルミニウム粉末は配合されてい
るが有機黄色顔料または有機橙黄色顔料、および酸化チ
タンが配合されていない比較例2は不合格であった。こ
れは、レーザー印字法に用いる粉体塗料には、レーザー
光を吸収する特性を有する金属材料または無機材料の粉
末(a)、または、鋼材表面の色とコントラストのある
色の有機顔料または無機顔料である着色顔料(c)のい
ずれかが不可欠であるのではなく、両者(a),(c)
が不可欠であることがわかる。
【0028】次に、バインダー(b)のエポキシ樹脂お
よびポリエステル樹脂であるが、比較例にそれらが配合
されていないものをあげてはいない。しかしながら、エ
ポキシ樹脂およびポリエステル樹脂を配合させることに
より、レーザー光による加熱時において、粉体塗料が軟
化、溶融し、液状あるいは粘液状になり、鋼材表面を濡
らして付着を容易にさせることができる。これにより、
レーザー印字法に用いる粉体塗料にはエポキシ樹脂およ
びポリエステル樹脂、つまり熱可塑性または熱硬化性を
有する樹脂材料、あるいは硬化剤成分を配合したもの
で、レーザー光により容易に軟化、溶融する特性を有
し、また軟化点温度が70℃〜200℃の範囲内にあ
り、軟化または溶融時の粘性が低く鋼材の表面を濡ら
し、鋼材表面に付着する特性を有する樹脂材料からなる
バインダー(b)が不可欠であることがわかる。
よびポリエステル樹脂であるが、比較例にそれらが配合
されていないものをあげてはいない。しかしながら、エ
ポキシ樹脂およびポリエステル樹脂を配合させることに
より、レーザー光による加熱時において、粉体塗料が軟
化、溶融し、液状あるいは粘液状になり、鋼材表面を濡
らして付着を容易にさせることができる。これにより、
レーザー印字法に用いる粉体塗料にはエポキシ樹脂およ
びポリエステル樹脂、つまり熱可塑性または熱硬化性を
有する樹脂材料、あるいは硬化剤成分を配合したもの
で、レーザー光により容易に軟化、溶融する特性を有
し、また軟化点温度が70℃〜200℃の範囲内にあ
り、軟化または溶融時の粘性が低く鋼材の表面を濡ら
し、鋼材表面に付着する特性を有する樹脂材料からなる
バインダー(b)が不可欠であることがわかる。
【0029】よって、実施例1,2の試料を用いてレー
ザー印字を行うと、実施例1,2の試料は鋼板表面によ
く付着し、容易に判読できる鮮明な印字を得ることがで
きる。また、表などにおいて掲載しなかったが、溶融付
着に必要な加熱量は、従来の場合の鋼板に熱変色を生じ
させる加熱量よりもかなり少ない加熱量で十分であるの
で、加熱時間を短縮させることができ、印字速度を10
00mm/sec程度にまで大幅に高めることができ
て、印字作業効率の向上を図ることができる。さらに、
溶融付着において有機溶剤を用いたりしないため、作業
環境や大気環境への対策の必要がなくなるとともに、作
業効率を高めることができる。
ザー印字を行うと、実施例1,2の試料は鋼板表面によ
く付着し、容易に判読できる鮮明な印字を得ることがで
きる。また、表などにおいて掲載しなかったが、溶融付
着に必要な加熱量は、従来の場合の鋼板に熱変色を生じ
させる加熱量よりもかなり少ない加熱量で十分であるの
で、加熱時間を短縮させることができ、印字速度を10
00mm/sec程度にまで大幅に高めることができ
て、印字作業効率の向上を図ることができる。さらに、
溶融付着において有機溶剤を用いたりしないため、作業
環境や大気環境への対策の必要がなくなるとともに、作
業効率を高めることができる。
【0030】したがって、実施例1,2の試料がレーザ
ー印字法に用いるのに適したものであることがわかる。
ー印字法に用いるのに適したものであることがわかる。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明に係るレーザー印字
用粉体塗料は、金属材の表面に塗布し、レーザーを熱源
とした加熱により塗布膜の印字する部分を溶融付着さ
せ、印字された部分以外を金属材の表面から除去して回
収するレーザー印字法に用いられる粉体塗料であって、
この粉体塗料の主成分が、(a)レーザー光を吸収する
特性を有する金属材料または無機材料の粉末と、(b)
熱可塑性または熱硬化性を有する樹脂材料のうち少なく
とも1種類の樹脂材料、または、硬化剤成分を配合した
ものが、レーザー光により軟化、溶融する特性を有し、
また軟化点温度が70℃〜200℃の範囲内にあり、軟
化または溶融時の粘性が低く金属材の表面を濡らし、こ
の金属材表面に付着する特性を有する樹脂材料からなる
バインダーと、(c)塗布膜の印字された部分を彩色す
る有機顔料または無機顔料のうち少なくとも1種類の着
色顔料とであるので、金属材に容易に溶融して摩耗や剥
離せずに長期間付着させることができ、鮮明な印字を得
ることができる。
用粉体塗料は、金属材の表面に塗布し、レーザーを熱源
とした加熱により塗布膜の印字する部分を溶融付着さ
せ、印字された部分以外を金属材の表面から除去して回
収するレーザー印字法に用いられる粉体塗料であって、
この粉体塗料の主成分が、(a)レーザー光を吸収する
特性を有する金属材料または無機材料の粉末と、(b)
熱可塑性または熱硬化性を有する樹脂材料のうち少なく
とも1種類の樹脂材料、または、硬化剤成分を配合した
ものが、レーザー光により軟化、溶融する特性を有し、
また軟化点温度が70℃〜200℃の範囲内にあり、軟
化または溶融時の粘性が低く金属材の表面を濡らし、こ
の金属材表面に付着する特性を有する樹脂材料からなる
バインダーと、(c)塗布膜の印字された部分を彩色す
る有機顔料または無機顔料のうち少なくとも1種類の着
色顔料とであるので、金属材に容易に溶融して摩耗や剥
離せずに長期間付着させることができ、鮮明な印字を得
ることができる。
【0032】また、本発明に係るレーザー印字用粉体塗
料は、主成分である前記(a)の粉末、(b)のバイン
ダーおよび(c)の着色顔料を含めて配合し加熱溶融混
練した混合物を、粗粉砕し、さらに微粉砕および分級し
て調整された粉体塗料であって、その粒径分布が2μm
〜150μmの範囲内にあり、好ましくは5μm〜10
0μmの範囲内にあるので、レーザー光により容易に軟
化、溶融し金属材表面によく付着させることができる。
料は、主成分である前記(a)の粉末、(b)のバイン
ダーおよび(c)の着色顔料を含めて配合し加熱溶融混
練した混合物を、粗粉砕し、さらに微粉砕および分級し
て調整された粉体塗料であって、その粒径分布が2μm
〜150μmの範囲内にあり、好ましくは5μm〜10
0μmの範囲内にあるので、レーザー光により容易に軟
化、溶融し金属材表面によく付着させることができる。
【0033】さらに、本発明に係るレーザー印字用粉体
塗料は、調整された粉体塗料であって、その体積固有抵
抗率が1010Ωcm〜1016Ωcmの範囲内にあり、帯
電特性を有するものであるので、静電塗装に適してお
り、風や周囲の振動により飛散されず、金属材表面にし
っかりと残すことができる。
塗料は、調整された粉体塗料であって、その体積固有抵
抗率が1010Ωcm〜1016Ωcmの範囲内にあり、帯
電特性を有するものであるので、静電塗装に適してお
り、風や周囲の振動により飛散されず、金属材表面にし
っかりと残すことができる。
【0034】これにより、印字精度が高いことに加え
て、鮮明な印字を得ることができ、印字の鮮明度および
判読のしやすさを向上することができる粉体塗料を得る
ことができる。また、粉体塗料の溶融付着に必要な加熱
量は少ない熱量で十分であり、加熱時間が短縮し、印字
速度を格段に高めることができて、作業効率の向上を図
ることができるレーザー印字法に適した粉体塗料を得る
ことができる。
て、鮮明な印字を得ることができ、印字の鮮明度および
判読のしやすさを向上することができる粉体塗料を得る
ことができる。また、粉体塗料の溶融付着に必要な加熱
量は少ない熱量で十分であり、加熱時間が短縮し、印字
速度を格段に高めることができて、作業効率の向上を図
ることができるレーザー印字法に適した粉体塗料を得る
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾栢 茂 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 玉置 尚弘 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高畑 清治 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 本間 修司 大阪府大阪市東淀川区西淡路三丁目15番27 号 久保孝ペイント株式会社内 (72)発明者 山岡 顕自 大阪府大阪市東淀川区西淡路三丁目15番27 号 久保孝ペイント株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 金属材の表面に塗布し、レーザーを熱源
とした加熱により塗布膜の印字する部分を溶融付着さ
せ、前記印字された部分以外を前記金属材の表面から除
去して回収するレーザー印字方法に用いられる粉体塗料
であって、 該粉体塗料の主成分が、 (a)レーザー光を吸収する特性を有する金属材料また
は無機材料の粉末と、 (b)熱可塑性または熱硬化性を有する樹脂材料のうち
少なくとも1種類の樹脂材料、または、硬化剤成分を配
合したものがレーザー光により軟化、溶融する特性を有
し、また軟化点温度が70℃〜200℃の範囲内にあ
り、軟化または溶融時の粘性が低く前記金属材の表面を
濡らし、該金属材表面に付着する特性を有する樹脂材料
からなるバインダーと、 (c)前記塗布膜の印字された部分を彩色する有機顔料
または無機顔料のうち少なくとも1種類の着色顔料とで
あることを特徴とするレーザー印字用粉体塗料。 - 【請求項2】 主成分である前記(a)の粉末、(b)
のバインダーおよび(c)の着色顔料を含めて配合し加
熱溶融混練した混合物を、粗粉砕し、さらに微粉砕およ
び分級して調整された粉体塗料であって、その粒径分布
が2μm〜150μmの範囲内にあり、好ましくは5μ
m〜100μmの範囲内にあることを特徴とする請求項
1記載のレーザー印字用粉体塗料。 - 【請求項3】 調整された粉体塗料であって、その体積
固有抵抗率が1010Ωcm〜1016Ωcmの範囲内にあ
り、静電粉体塗装に適した帯電特性を有することを特徴
とする請求項2記載のレーザー印字用粉体塗料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9051407A JPH10244745A (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | レーザー印字用粉体塗料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9051407A JPH10244745A (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | レーザー印字用粉体塗料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10244745A true JPH10244745A (ja) | 1998-09-14 |
Family
ID=12886093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9051407A Pending JPH10244745A (ja) | 1997-03-06 | 1997-03-06 | レーザー印字用粉体塗料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10244745A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10035905A1 (de) * | 2000-07-21 | 2002-02-07 | Michael Zimmer | Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen und Farbpulver |
| JP2010126536A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 粉体塗料組成物、それを用いた塗膜および該塗膜の製造方法 |
| KR20180035847A (ko) * | 2015-07-28 | 2018-04-06 | 메르크 파텐트 게엠베하 | 레이저-마킹가능한 중합체 및 코팅 |
-
1997
- 1997-03-06 JP JP9051407A patent/JPH10244745A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10035905A1 (de) * | 2000-07-21 | 2002-02-07 | Michael Zimmer | Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen und Farbpulver |
| JP2010126536A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 粉体塗料組成物、それを用いた塗膜および該塗膜の製造方法 |
| KR20180035847A (ko) * | 2015-07-28 | 2018-04-06 | 메르크 파텐트 게엠베하 | 레이저-마킹가능한 중합체 및 코팅 |
| JP2018530632A (ja) * | 2015-07-28 | 2018-10-18 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung | レーザーマーキング可能なポリマー及びコーティング |
| US10822505B2 (en) | 2015-07-28 | 2020-11-03 | Merck Patent Gmbh | Laser-markable polymers and coatings |
| JP2022008659A (ja) * | 2015-07-28 | 2022-01-13 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | レーザーマーキング可能なポリマー及びコーティング |
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