JPH1120316A

JPH1120316A - ゴム製品のマーキング方法

Info

Publication number: JPH1120316A
Application number: JP9187863A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Ono; 茂之小野; Masaya Nakaoka; 真哉中岡
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ゴム製品の表面にレーザーを照射し、そこに
鮮明な黒色のマーキングを与え得る方法を提供する。【解決手段】酸化チタンを充填したゴム製品の表面に
紫外線レーザーを照射し、ゴム製品をマーキングする。【効果】酸化チタンを充填したゴム製品、好ましくは
白色ゴム製品に紫外線レーザーを照射することにより、
酸化チタンが還元されて生成したチタンと考えられる黒
色のマーキングがゴム製品表面に鮮明に形成されてお
り、マーキング部分はサンドペーパーで擦っても消失せ
ず、内部に迄達している。また、ゴム製品表面に黒色の
マーキングを与えるので、ゴム製品の色も白色が好まし
いものの、黒色マーキングが識別される限り、他の色に
着色されていてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム製品のマーキ
ング方法に関する。更に詳しくは、紫外線レーザー照射
によるゴム製品のマーキング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂成形品表面に紫外線レーザーを照射
することにより、マーキングを施す方法が知られてい
る。例えば、特開平3-10884号公報には、非白色のチタ
ン酸金属塩K₂O・TiOx(1≦×<1.9)を充填した樹脂成形品
表面にレーザー光を照射して白色のマーキングをするこ
とが記載されており、一方特開平5-42760号公報には、K
₂O・nTiO₂(n:1,2,4,6または8)を充填した樹脂成形品表面
にレーザー光を照射すると、白色系の樹脂成形品表面に
黒色系のマーキングが形成されることが記載されてい
る。そして、これらの方法では、レーザーとして炭酸ガ
スレーザー、一酸化炭素レーザー、アルゴンレーザー、
半導体レーザー、イットリウム・ネオジウム・ガラスレー
ザー、ルビーレーザー、エキシマーレーザー等が用いら
れている。

【０００３】また、特開平8-120133号公報には、ゴム強
化ビニル系樹脂成形品にチタンブラック、黒色酸化鉄ま
たは黄色酸化鉄を充填し、それをレーザーマーキングす
ることが記載されているが、ゴム強化ビニル系樹脂はグ
ラフト共重合体の形で用いられており、二酸化チタンを
還元処理した低次酸化チタンであるチタンブラックを用
いた場合には、白色のマーキングが行われるとされてい
る。この場合に用いられるレーザーも、上記と同様のも
のである。

【０００４】一方、ゴム製品のレーザーマーキングにつ
いては特開平5-42765号公報に記載がみられ、出力が30W
以下のレーザ、より具体的には炭酸ガスレーザーの如き
前記列挙されたようなレーザーを用い、レーザー光で照
射した部分が焦げて凹み、他の部分との段差を生ずるこ
とでマーキングすることができるとされており、厳密な
意味でのマーキング方法とはいい難い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ゴム
製品の表面にレーザーを照射し、そこに鮮明な黒色のマ
ーキングを与え得る方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
酸化チタンを充填したゴム製品の表面に紫外線レーザー
を照射し、ゴム製品をマーキングする方法によって達成
される。

【０００７】

【発明の実施の形態】酸化チタンTiO₂を充填し、一般に
白色を示すゴム製品としては、酸化チタンをゴム100重
量部に対して約5〜150重量部（約5〜60体積%)、好まし
くは約15〜50重量部(約11〜30体積%)の割合で添加した
アクリルゴム、フッ素ゴム、NBR、SBR、シリコーンゴ
ム、EPDM、ブタジエンゴム、イソプレンゴム等の合成ゴ
ムまたは天然ゴムの加硫成形品が用いられる。酸化チタ
ンの充填割合は、発色の鮮明度とも関連するため、ベー
スとなるゴム材料の色調により適宜変更することが望ま
しい。また、ゴムとしては、前記各種のものばかりでは
なく、熱可塑性エラストマーといわれる範畴のもの、更
にはこれらのブレンドゴムなども用いられる。

【０００８】これらの各種ゴムに配合される酸化チタン
以外の配合剤としては、本発明がレーザー照射によって
黒色を呈する特性を持っているため黒色配合となる配合
剤は除き、その他の配合剤はゴム材質によって適宜採用
される。ただし、製品の色が黒であっても淡く、マーキ
ングされた黒と区別できるときはこの限りではない。

【０００９】照射に使用される紫外線レーザーの光源と
しては、ArF(波長193nm)、KrCl(波長222nm)、KrF(波長2
48nm)、XeCl(波長308nm)、XeF(波長350nm)等の近紫外域
から真空紫外域、一般には近紫外域から遠紫外域の光子
エネルギーを有するエキシマレーザーが一般に使用され
るが、これ以外にも銅蒸気レーザー、YAGレーザー等の
高調波のものも使用される。

【００１０】レーザー光のゴム製品表面への照射は、直
接照射する方法、レーザー光を透過するガラス板を介し
て照射する方法、レンズを用いて集光した光を照射する
方法あるいは拡大して照射する方法、レーザー光とゴム
製品との間にマスク(遮光板を四角くくり抜き、ゴム製
品の一部にレーザーを照射するための治具)を介してレ
ーザーを照射する方法などがあるが、一般にはゴム製品
に必要なマスキングを施した後レーザーを照射する方法
あるいはビーム径を絞り、レーザー走査により必要なマ
ーキング個所にレーザーを照射する方法によって行われ
る。

【００１１】照射するレーザー光強度(フルエンス)は、
用いられるレーザー光の波長やパルス周波数、更にはゴ
ムの組成によっても異なるが、一般には約50〜800mJ/cm
²、好ましくは約100〜500mJ/cm²程度であって、そのく
り返し周波数は約1〜50Hz、好ましくは約１〜10Hzであ
る。レーザーのくり返し周波数はkHオーダー迄可能であ
り、それによって迅速なマーキングを行うことができる
が、被照射体への熱的なダメージを避ける意味からも、
周波数は低い方が望ましい。なお、照射は、室温乃至加
熱条件下に、大気中、窒素ガス気流中あるいは真空中の
いずれの雰囲気中でも行うことができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明方法では、酸化チタンを充填した
ゴム製品、好ましくは白色ゴム製品に紫外線レーザーを
照射することにより、酸化チタンが還元されて生成した
チタンと考えられる黒色のマーキングがゴム製品表面に
鮮明に形成されており、マーキング部分は凹凸を形成し
ていないので、サンドペーパーで擦っても消失せず、マ
ーキングは内部に迄達している。また、ゴム製品表面に
黒色のマーキングを与えるので、ゴム製品の色も白色が
好ましいものの、黒色マーキングが識別される限り、他
の色に着色されていてもよい。

【００１３】また、前記特開平５−４２７６０号公報に
は、種々のレーザーが列挙されており、中でも好ましい
ものはＮｄ：ＹＡＧレーザー（波長1.06μm）であると
され、マーキング時のレーザー出力は３Wであるのに対
し、本発明方法では波長0.4μm以下の紫外線レーザが用
いられており、その出力も100mJ=0.1Wという比較的低出
力で十分であり、このため低エネルギー（低コスト）の
マーキングを可能としている。

【００１４】更に、TiO₂が安全性およびコストの面です
ぐれているのに対して、この公開公報で用いられている
チタン酸カリウムK₂O・nTiO₂は、ｎの値によってはカリ
ウム溶出性の点で問題があり、またコストも一桁分高
く、その上ゴム製品に対しては球形に近い不定形を有す
るTiO₂の方が分散性の良く、それがマーキングの鮮明度
および解像度に良好に作用している。

【００１５】

【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。

【００１６】実施例１〜３アクリルゴム(日本メクトロン製品PA404K) 100 重量部酸化チタン(石原産業製品TIPAQUEA-100) 5 〃 (実施例1) 15 〃 (実施例2) 30 〃 (実施例3) ステアリン酸 1 〃ステアリン酸ナトリウム 3.5 〃ステアリン酸カリウム 1.2 〃イオウ 0.3 〃

【００１７】以上の各配合成分(ただしイオウを除く)で
ニーダで10分間混練した後、10インチの2本ロールで練
り増しし、一度ロールから外して冷却した後、再度ロー
ルで熱入れを行ない、そこに加硫剤(イオウ)を投入して
組成物を調製した。

【００１８】この組成物を110トンプレスで195℃、3分
間のプレス加硫した後、165℃、6時間のオーブン加硫
(二次加硫)を行ない、厚さ2mmの加硫シートを得た。こ
の加硫シートについて、室温条件下、大気中でエキシマ
レーザーの照射を行った。エキシマレーザーとしては、
KrF(波長248nm)を用い、90〜500mJ/cm²の照射強度で照
射が行われた。

【００１９】実施例４〜５アクリルゴム(日本メクトロン製品ノックスタイトA1095) 100重量部酸化チタン(TIPAQUEA-100) 5 〃 (実施例4) 30 〃 (実施例5) ステアリン酸 1.5 〃ワックス(大内新興化学製品サンノック) 1 〃イオウ 0.8 〃 Ca-Zn系安定剤(CZ) 2 〃テトラメチルチウラムジスルフィド 2 〃

【００２０】以上の各配合成分を用い、実施例1〜3と同
様に、組成物の調製および加硫、加硫シートについての
照射が行われた。

【００２１】実施例６〜７アクリルゴム(日本メクトロン製品PA312) 100重量部酸化チタン(TIPAQUEA-100) 5 〃 (実施例6) 30 〃 (実施例7) ステアリン酸 1 〃ワックス(サンノック) 0.5 〃ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛 3 〃

【００２２】以上の各配合成分を用い、実施例1〜3と同
様に、組成物の調製および加硫、加硫シートについての
照射が行われた。

【００２３】上記各実施例において、フルエンス500mJ/
cm²で20回照射(5Hz)したときのマーキング状態は、下記
表に示される如くであった。視認性：◎ 視認性(文字または記号の読み易さの程度を示す;JIS Z-8113 用語2034)が極めて良好 ○ 視認性が良好 △ 文字に欠けがみられる × 発色せず、マーキング効果が認められないマーク鮮明度：◎ 鮮明度(レーザーを照射した際に発色する色の濃淡と照射部の輪郭の明瞭さを示す)が極めて良好 ○ 鮮明度が良好 △ 文字にぼやけがみられる × 発色せず、マーキング効果が認められない剥離性：サンドペーパー#400で10回擦ったときの文字の剥離状態の有無表マーキング実施例状態の判断１２３４５６７視認性 △ ○ ○ △ ◎ ○ ◎ マーク鮮明度 ○ ○ ◎ ○ ○ △ ○ 文字の色淡黒色黒色黒色淡黒色濃黒色淡黒色濃黒色生地の色淡白色淡白色乳白色白色白色淡白色乳白色剥離の有無なしなしなしなしなしなしなし

【００２４】なお、フルエンスが50mJ/cm²以下では、視
認性の評価が×であった。

【００２５】更に、マーキングされた文字について、SE
M観察およびEDX(エネルギー分散型X線分光法)分析を行
った結果、文字上の表面にはTiが数多く分布しているこ
とが分り、このことは酸化チタンが還元されて黒色のチ
タンによるマーキングを形成させていることを推測させ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化チタンを充填したゴム製品の表面に
紫外線レーザーを照射することを特徴とするゴム製品の
マーキング方法。