具有激光标记性能的树脂组合物、其模塑制品及标记方法技术

一种具有激光标记性能的树脂组合物，其包括聚碳酸酯树脂，有效量的具有尖晶石结构的亚铬酸铜和至多为总组合物０．０５ｗｔ％的炭黑，其中该聚碳酸酯树脂在激光照射区域发泡，以在暗背景上形成激光照射区域的光亮着色标记。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适于采用激光进行标记的树脂组合物和用于激光标记的方法。有几种激光器类型可用于标记塑料表面。CO2激光器允许至多10,000mm/sec的速度。在10,600nm下，CO2激光器通过热化学反应、熔融、蒸发和雕刻进行激光标记。NdYAG激光器允许至多2000mm/sec的速度。在1064nm下，NdYAG激光器通过碳化、升华、变色、发泡和雕刻进行激光标记。在532nm的低能量水平下，NdYAG激光器通过染料和颜料的过滤或选择漂白标记。基于一些现象，如熔融、发泡、蒸发和雕刻，这些激光器在文本和图象中具有良好的适应性和在标记中具有较宽的适应性。在激光标记的一种类型中，需要在暗背景上获得亮的和/或着色对比。通过相对于暗背景制备白标记，或通过使用染料或颜料以产生着色标记，如相对于暗背景的红、蓝或黄色，可以达到这种类型的激光标记。对比激光标记经常发生的问题是，如通过留下浅灰色或淡黄色色彩，暗背景颜料会干扰和钝化浅色颜料或白色激光标记的亮度。然而，如果不使用足够量的暗颜料，暗背景颜色的强度降低和不能达到在光亮激光标记和暗背景之间的所需对比。经常情况下，亮颜料颜色使暗背景颜色失真，这样可以在暗背景颜色中识别亮颜料的颜色。经常使用炭黑以产生黑背景颜色。激光束的照射将炭黑分解成挥发性组分。这些挥发性组分以及从激光束吸收热使表面发泡，它散射光并留下浅着色的印象。为保持亮颜色和暗背景颜色之间的所需对比，炭黑填充量不应当超过组合物的约0.05％。然而，在此水平下，为得到着色标记，染料或颜料使暗背景颜色失真。Gugger等的U.S.专利No.4,769,310描述了使用无机颜料的激光标记陶瓷材料的方法。一些现有技术激光标记专利使用兽炭或元素碳以产生暗背景颜色，如Hess等的U.S.专利No.5,350,792(描述了基于有机热塑性聚合物的激光标记用塑料模塑组合物，其包含黑色矿物质颜料，如兽炭)和Kurz的U.S.专利No.5,599,869(描述了基于有机热塑性聚合物的激光标记用塑料模塑组合物，其包含黑色矿物质颜料与元素碳和另一种着色剂)。Sakai等的U.S.专利No.5,373,039描述了激光标记组合物，其包括热塑性树脂，四唑、偶氮、磺酰肼或亚硝基的化合物，和炭黑。Mercx等的U.S.专利No.5,866,644公开了在暗背景上含有光亮着色标记的聚酯激光标记组合物，其包括水合金属磷酸盐和云母。本专利技术提供一种具有激光标记性能的树脂组合物，其包括聚碳酸酯树脂，有效量的具有尖晶石结构的亚铬酸铜和至多约为总组合物0.05wt％的炭黑，其中该聚碳酸酯树脂在激光照射区域发泡，以在暗背景上形成激光照射区域的光亮着色标记。优选实施方案的详细描述本专利技术基于这样的发现，在激光标记中，通过在聚碳酸酯组合物的背景颜料中使用有效量的具有尖晶石结构的亚铬酸铜，可以增强暗背景上亮颜色的对比。还没有确定亚铬酸铜尖晶石在聚碳酸酯组合物中起作用机理的真实本质。认为是由于亚铬酸铜尖晶石在聚碳酸酯基质中的可分散性。本专利技术提供一种具有激光标记性能的树脂组合物，其包括聚碳酸酯树脂，有效量的具有尖晶石结构的亚铬酸铜和基于总组合物重量至多约为0.05wt％的炭黑，其中该聚碳酸酯树脂在激光照射区域发泡，以在暗背景上形成光亮着色标记。本专利技术的另一个实施方案是一种具有激光标记性能的树脂组合物，其包括聚碳酸酯树脂，标记剂，有效量的具有尖晶石结构的亚铬酸铜和基于总组合物至多约为0.05wt％的炭黑，其中该聚碳酸酯树脂在激光照射区域发泡，以在暗背景上形成激光照射区域的光亮着色标记。亚铬酸铜尖晶石的平均粒度分布为约0.35-约5.5μm。具有尖晶石结构亚铬酸铜的例子是由FERRO提供的颜料黑CDT1145和由Shepherd Color Company提供的黑#1。亚铬酸铜尖晶石可以单独使用或与炭黑结合使用，以得到所需的背景颜色和以有效量存在于组合物中。当在组合物中包括炭黑时，亚铬酸铜尖晶石优选为总组合物的约0.05wt％-约5wt％。更优选的范围是总组合物的约0.1wt％-约1wt％和最优选为总组合物的约0.2wt％-约1wt％。作为在暗背景上白色激光标记的优选实施方案，是仅将亚铬酸铜尖晶石用于背景着色。当在组合物中不包括炭黑时，亚铬酸铜尖晶石在组合物中的最小水平应当为总组合物的约0.5wt％。优选，该量为总组合物的约0.5wt％-约5wt％。更优选的范围为总组合物的约0.7wt％-约1wt％。炭黑必须基本由碳组成。可以使用各种已知类型的炭黑。炭黑一般通过炉法，接触法或冲击法生产。可以引用的原材料的例子主要包括杂酚油、重油、裂解残液、天然气、乙炔气、萘、蒽、石油、二氧化碳和沥青油。根据生产方法和起始原料，不同地称为炉黑、灯黑、热裂法炭黑、乙炔黑、德国炉黑、槽法炭黑、辊筒炭黑、德国萘黑、气黑和油黑。可以使用两种或多种炭黑。由于高的填充量会干扰激光标记的区域，因此炭黑的量不应当超过总组合物的约0.05wt％。炭黑的优选范围是约0.001wt％-约0.05wt％，基于总组合物。更优选的范围是约0.025wt％-约0.035wt％，基于总组合物。标记剂可以是任何可溶于聚碳酸酯树脂的各种颜料和染料。可在聚碳酸酯树脂中用于激光标记的颜料和染料的例子是颜料黄180、溶剂黄145、溶剂黄163、溶剂黄114和溶剂红135、溶剂紫122、溶剂蓝97、溶剂绿3、颜料绿7、溶剂紫36、溶剂紫1和珠光光泽颜料。标记剂以足以向激光标记的区域提供所需颜料的量存在。颜料或染料的量越大，激光标记区域的颜色会越亮。染料和颜料的加入量为0-约1wt％，基于总组合物。更优选的范围是总组合物的约0.001wt％-约1.0wt％。最优选的范围是总组合物的约0.1wt％-约0.3wt％。适用于本专利技术的聚碳酸酯是本领域中任何已知的那些。特别优选的聚碳酸酯是芳族聚碳酸酯。芳族聚碳酸酯可以是均聚物、共聚物及其混合物，它们的特性粘度，在氯仿中在25℃下测量，为约0.3-约1.5dl/g，优选为约0.45-约1.0dl/g。这些聚碳酸酯可以是支化的或未支化的，和由凝胶渗透色谱测量的重均分子量一般为约10,000-约200,000，优选为约20,000-约100,000。这些芳族聚碳酸酯衍生自二元酚，它们是包含两个作为官能团的羟基的单环或多环芳族化合物，每个羟基直接连接到芳族环的碳原子上。典型的二元酚是2，2-双(4-羟苯基)丙烷、对苯二酚、间苯二酚、2，2-双(4-羟苯基)戊烷、2，4’-(二羟基二苯基)甲烷、双(2-羟苯基)甲烷、双(4-羟苯基)甲烷、1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基-环己烷、氟双酚、1，1-双(4-羟苯基)-乙烷、1，1-双(4-羟苯基)-环己烷、1，1-双(3，5-二甲基-4-羟苯基)环己烷、1，1-双(4-羟苯基)-环十二烷、1，1-双(4-羟苯基)-癸烷、1，4-双(4-羟苯基)-丁烷、p，p’-二羟基联苯、双(4-羟苯基)醚、1，1-双(4-羟苯基)-3，3，5-三甲基环己烷、4，4’联苯硫二酚、3，3-双(4-羟苯基)戊烷、2，2’-二羟基联苯、2，6-二羟基萘、双(4-羟二苯基)砜、双(3，5-二乙基-4-羟苯基)砜、2，2-双(3，5-二溴-4-羟苯基)丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有激光标记性能的树脂组合物，其包括聚碳酸酯树脂，有效量的具有尖晶石结构的亚铬酸铜和至多约为总组合物０．０５ｗｔ％的炭黑，其中该聚碳酸酯树脂在激光照射区域发泡，以在暗背景上形成激光照射区域的光亮着色标记。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A拉姆洛，TJ利利，TL赫克斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]