激光可标记的塑料制造技术

本发明专利技术涉及激光可标记的塑料，其特征在于一种难以用激光加工的塑料包含作为吸收剂材料的固有激光可标记的聚合物，该聚合物呈粒度为０．１－１００微米的微粉碎颗粒形式。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光可标记的塑料，其特征在于一种难以用激光加工的塑料包含一种或多种作为吸收剂材料的固有激光可标记的聚合物，该聚合物呈粒度为0.1-100微米的微粉碎颗粒形式。在几乎所有的工业部门中，在生产物品上贴标签变得越来越重要。例如，经常需要注明生产日期、有效日期、条形码、公司的商标、系列号等。目前，主要采用例如印刷、凹凸印、冲压和贴标签的常规方法来制作这些标记。然而，特别是在塑料的情况下，采用激光的无接触式、高速和灵活标记的重要性日益增长。甚至在非平面的表面上这种技术也会使高速刻印图形符号例如条形码成为可能。由于这种符号是在塑料物品里面，因而它是持久的和耐磨损的。迄今已证明，许多塑料，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚氨酯(PUR)、聚酯是很难或甚至不可能采用激光作标记的。发射波长为10.6微米的红外区光线的CO2激光器，甚至在很高的输出水平下仅在聚烯烃上产生微弱的、几乎不易识别的标记，这是由于在上述波长下待加工塑料的吸收系数未高到足以引起聚合材料的颜色改变所致。该塑料必须不完全地反射或透射激光，因为，如果这样就不会发生相互作用。然而，还必须不是强吸收性的，因为在这种情况下该塑料会蒸发而仅留下镂蚀(engraving)。吸收激光束，从而引起与材料的相互作用取决于该塑料的化学结构以及所用激光的波长。在许多情况下，需要添加适宜的添加剂，例如吸收剂，以便使塑料变成激光可刻的。在“专用化学制品(Speciality chemicals)”1982年5月第2卷第2期的文章“珠光光泽颜料-特性和功能作用(Pearl LustrePigments-Characteristics and Functional Effects)”中公开了供激光作标记使用的珠光光泽颜料。然而，珠光光泽颜料有严重地使塑料颜色特性改变的缺点，这通常是一种不希望有的影响。DE-A 29 36 926公开了通过在塑料中添加一种暴露在高能辐射下会褪色的填料例如碳黑或石墨可以实现用激光刻印聚合材料。EP 0 190 997 A通过在高分子量的有机材料中添加至少一种无机颜料制备了包括PE或PS的激光可刻印的模塑化合物。在EP 0 330 869中，在PBT和PET中添加TiO2和碳黑。在浅色背景下，刻印文字是暗色的。从EP 0 485 181得知，关于聚酯的激光标记，使用了碳黑和/或石墨作为吸收剂。然而，已知用于激光作标记的填料有缺点，它们或是永久地使待刻印的塑料着色，从而使通常在较浅色的背景下是暗色字迹的激光刻印缺乏足够的对比度，即清晰度，或是在例如高岭土的情况下，标记非常模糊，且只有在使用大量的添加剂时才变得容易看清。DE 195 36 047叙述了使用聚碳酸酯，该聚碳酸酯本身是难以用激光标记的，这是由于在聚对苯二甲酸亚烷基酯的聚合物基体中它的无定形结构所致。通过吸收激光的能量，在聚对苯二甲酸亚烷基酯的聚合物基体中的浅色背景下可以获得暗色字符。然而，除上述塑料以外，还有一些没有添加添加剂就可以通过激光标记具有暗度和大对比度的聚合物。这类聚合物的实例包括PET、丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚苯乙烯、聚苯醚(PPO)、液晶聚合物(LCP)、聚亚苯基硫醚、多芳基化合物、聚芳基硫醚、聚芳基砜、聚芳基醚酮、及其混合物。因此，本专利技术的目的是找出一些激光可标记的塑料，该塑料在受到激光照射时可以获得高对比度的激光标记。在这种情况下，填料或有成效的吸收剂必须具有非常浅的、中性的固有颜色且必须具有待标记的预着色塑料的特性或必须对这些特性极少影响或没有影响。已意外地发现，如果例如将上述固有激光可标记的聚合物之一以精细分布的形式添加到难以用激光加工的塑料中，就可以很有效地标记这种塑料。这样，就可将这种聚合物的固有可标记性传递给几乎没有这种特性的塑料。在激光照射以后，这样掺杂了的塑料甚至在低的激光强度下也会显示出高对比度和轮廓分明的标记。因此，本专利技术提供了一些激光可标记的塑料，其特征在于一些难以用激光加工的塑料包含一种或多种粒度为0.1-100微米的固有可标记的聚合物。通过添加含量为该塑料体系的0.1-10％(重量)、优选0.1-5％(重量)、特别是0.1-2％(重量)的微粉碎、固有可标记的聚合物作为吸收剂可以获得高对比度的激光标记。然而，该塑料中固有可标记的聚合物的含量取决于所用的塑料体系和所使用的激光。适宜的聚合物或聚合物的混合物都是熟知的易于激光加工的塑料，例如PET、ABS、聚苯乙烯、PPO、聚亚苯基硫醚、聚亚苯基砜、聚亚氨基砜以及LCP。具有＞300℃的高熔点微粉碎热塑性塑料是特别适宜的。该标记轮廓的明快性特别取决于微粉碎聚合物的粒度。优选聚合物的粒度为0.1-50微米、特别是1-20微米。如果固有可标记的聚合物包括光敏颜料例如填料，例如导电颜料和/或特效颜料作为另外的吸收剂，那么所得到的标记肯定会受到影响。添加另一种吸收剂会增强作为所用塑料体系函数的对比度。添加的光敏颜料量必须在0.1-90％之间。特别适宜的光敏颜料是填料，例如TiO2和SiO2和层状硅酸盐。适宜的硅酸盐片晶特别是浅色的云母或白云母。当然，也可以使用其他天然的云母，例如金云母和黑云母、合成云母、滑石薄片和玻璃薄片。特效颜料指的是众所周知的光泽的、金属的和珠光光泽颜料，例如Mearl，Eckart-Werken和Merck KGaA公司销售的颜料。适宜的导电颜料的实例是Merck KGaA以商品名Minatec销售的颜料。这些颜料是包括氧化锡/氧化锑外层作为导电涂层的片状TiO2/云母颜料。其他适宜的光敏颜料是一些金属例如铜、铋、锡、锌、银、锑、锰、铁、镍和铬的氧化物、氢氧化物、硫化物、硫酸盐和磷酸盐。特别应该提及的是采用氯氧化锑、氯氧化铋和碱式磷酸羟二铜(II)的情况。在这种情况下，特别优选的是通过将蓝色磷酸铜(II)(Cu3(PO4)2·3H2O)加热到100-200℃形成的产物，该产物具有实验化学式4CuO·P2O5·H2O或Cu3(PO4)2·Cu(OH)2。其他适宜的铜的磷酸盐是6CuO·P2O5·3H2O、Cu3(PO4)2·3Cu(OH)2、5CuO·P2O5·3H2O、Cu3(PO4)2·2Cu(OH)2·H2O、4CuO·P2O5、4CuO·P2O5·3H2O、4CuO·P2O5·1.5H2O、4CuO·P2O5·1.2H2O。如果除了固有可标记的聚合物以外将一种或多种上述光敏颜料作为另一种组分添加到该塑料中，还可以使激光可标记性获得改善。在这种情况下，该塑料中的所有吸收剂以及微粉碎聚合物的重量比，总量不应超过该塑料体系的10％(重量)。该塑料优选含0-5％(重量)、特别是0-1％(重量)的光敏颜料。在这种情况下，光敏颜料与微粉碎聚合物混合的比例没有限制。也可以在难以用激光加工的塑料中添加彩色颜料，该颜料可以使颜色作任一种变化，同时能确实地保持激光标记。优选将光敏颜料和/或彩色颜料与聚合物一起添加，虽然分别添加原则上也是可以的。也可以将不同的光敏颜料混合物添加到该塑料中。优选采用波长一般为150nm-10,600nm，特别是150nm-1100nm的高能辐射进行标记。这里可以提及的是，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
激光可标记的塑料，其特征在于一种难以用激光标记的塑料包含作为吸收剂材料的固有激光可标记的聚合物，该聚合物呈粒度为０．１－１００微米的微粉碎颗粒形式。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R德尔普，J索尔姆斯，G艾德勒，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]