可激光标记塑料制造技术

本发明专利技术涉及可激光标记塑料，其特点是该塑料含有基于不规则表面页硅酸盐的无光泽颜料。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可激光标记塑料，这类塑料的特点是含有基于不规则表面的页硅酸盐的无光泽颜料。事实上，产品标记在各工业部分变得愈来愈重要，例如生产日期，持续使用时间，条型码，公司标语、序号等必须经常标记。目前，这类标记主要是采用常用技术，如印刷、浮刻、贴印花和标签来完成。但用激光的非接触、高速和可屈曲性标记法的重要性愈来愈增加，尤其在塑料方面是如此。这技术甚至可使在非平坦表面上进行高速图示标刻，如条型码。因为标刻的是塑料制品本身，这标刻耐用和耐磨蚀。至今，许多塑料，如聚烯烃和聚苯乙烯，对采用激光标记显得非常困难，甚至不可能。在红外区的10.6μm发光的CO2激光，甚至以高输出能级时，对聚烯烃和聚苯乙烯也只产生几乎不可识别的标记。在弹性体聚氨酯和聚醚酯的情况下，Nd-YAG激光无作用，而CO2激光出示雕刻。塑料不能完全反射或透过激光，因为那样不产生相互作用。但是，在此情况下两者均没有强吸收，因为塑料蒸发而留下雕刻。激光束的吸收和因此与物质的相互作用是取决于塑料的化学结构和所用激光的波长。在许多情况下，为了使塑料能激光标刻而加入适当添加剂，例如吸收剂。除CO2激光外，塑料的激光标记愈多地采用Nd-YAG激光。通常用的Nd-YAG激光发射具有特征波长为1064nm或532nm的脉冲能束。在快速雕刻的操作中，吸收材料在所用的激光波长段上需有显著的吸收，从而呈现足够的作用。DE-A2936926公开塑料与暴露在能量辐照下不变色的填料，如碳黑或石墨掺合，在激光下能完成高聚物材料的雕刻。EP0400305A2介绍了能用激光雕刻的高聚物材料，因那些材料中含有不变色的添加剂，如磷酸羟铜(II)或氧化钼(VI)。由EP0522370A1得知一种组成基于热塑性聚合物和一种在激光辐照下显示特征标的碳黑颜料的聚合物模塑件组合物。1982年5月，Speciality Chemicals的第2卷2期上的论文“Pearl Lustre Pigments-Characteristics and FunctionalEffects”公开用珍珠色泽颜料作激光标记。然而珍珠色泽颜料有致使塑料色泽明显改变的缺点，因而这种颜料经常不被采纳。然而由已有技术知，填料有下列缺点因为通常是在较浅色的本底上进行激光标刻，得到暗淡色标记，这些填料持久地改变待刻塑料的颜色。使标记不再有足够高的反差。或者，如高岭土、标记非常弱，只有使用大量添加剂时才能有易见的标记。填料或有成效的吸收剂，应当是非常浅色、中性固有颜色，或具有预先着色的要标记的塑料的性质，或需要的用量是非常小。所以，本专利技术的目的是寻找可激光标记的塑料，此塑料暴露在激光下，可高反差标记，而需用量只是极小量。已意外地发现含有基于页硅酸盐的无光泽颜料的热塑性塑料，能使具有明显边缘的高反差标记成为可能。所以，本专利技术提供可激光标记塑料，其特征在于该塑料含有基于不规则表面的页硅酸盐的无光泽颜料，页硅酸盐涂布有一种或多种金属氧化物，普鲁士蓝和/或碱性磷酸酮。基于塑料体系的重量，无光泽颜料加入浓度从0.01至4％，优选0.5至2.5％，尤其优选0.3至2％，获得高反差的激光标记。但塑料中的颜料浓度取决于所用塑料体系。低比例的颜料实质上不改变塑料体系，因而不影响其加工性。掺杂有这种单色颜料的透明的热塑塑料显示略带金属微光，但仍保留其透明性。加入量是从0.2至10(重量)％，而优选0.5至3(重量)％的不透明颜料，如二氧化钛。若是需要，其完全能遮掩金属光泽。而且，允许各种类型的颜色变化，又同时保证保留激光标记的彩色颜料能加入塑料。适合于标记的基质是页硅酸盐，此类页硅酸盐大大地失去片状结构，而有粗糙不平的表面，特别优选使用云母，尤其是钾云母(白云母)。优选的页硅酸盐是滑石、高岭土或绢云母。然而最优选使用的云母是白云母、黑云母、金云母、蛭石、以及合成云母。对页硅酸盐进行如DE4441223所述的湿-或干-球磨加工，在加工中所选条件以达到确保页硅酸盐的片状结构和/或平滑表面受到大大破坏。其后，对其质用有色或无色的氧化物，如TiO2，Fe2O3，SnO2，Cr2O3，ZnO及其他氧化物或其混合物，进行一均匀层或连续多层的涂布。涂布操作按已有介绍进行，其介绍有德国专利和专利申请1467468，1959998，2009566，2214545，2215191，2244298，2312331，2522572，3137808，3137809，3151343，3151354，3151355，3211602和3235017。优选用作激光标记的无光泽颜料是TiO2-，普鲁士蓝或铁板钛矿-涂布的云母，最优选黑云母。在VCH出版的Ullmann，第15卷PP457-上介绍的所有已知的塑料均能用于激光标记，其合适的塑料实例有聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚苯撑氧、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯基乙缩醛、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三无共聚物(ABS)。丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯三元共聚物(ASA)、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚酮和其共聚物，以及/或混合物。最适合的是热塑聚氨酯(TPUs)，这里因为其具有高品质的力学性能和经济的加工方法。以大批的文献报道和专利文件，如GB1057018或EP0564931，人们对热塑性聚氨酯早已了解。用颜料和塑料粒子混合，而后在高温模塑混合物的方法，使颜料结合入塑料中。在结合颜料的过程中，若有需要，可将在工作条件下热稳定的粘着剂，有机的与聚合物相容的溶剂、稳定剂和/或表面活性剂，加入塑料粒子。将塑料粒子放进合适的混合机中，以所用的任一种添加剂湿润后，加入颜料且进行混合。通常这样就制备了塑料粒子/颜料混合物。所得混合物可在挤出机或注射成型机中直接加工。经加工得的模塑物显示颜料的非常均一分布。其后进行激光标记。将试样放入脉冲激光，优选Nd-YAG激光，的束径中进行激光雕刻。也可以用受激准分子激光来雕刻。如借助掩蔽技术。然而，所要结果也可用其他常用的激光来获得，只要此激光对用的颜料有高吸收区的波长。所获颜色的梯度和深度取决于激光的辐射时间(或脉冲激光情况下的脉冲数)和辐射输出功率。所用激光的辐射输出功率随特定应用而定，其值容易为各情况下的本领域技术人员测定。含颜料的新颖塑料，能在至今仍使用的惯用的对塑料进行标刻的印刷工艺的所有部门使用。例如，该新颖塑料的模塑品能用于电力、电子设备和电动车工业。由该新颖塑料组成的电缆、电线、装饰条或供热功能元件、通风换气和致冷扇形片、或开关、插头、杠杆或把手，均能借助激光标记和雕刻，甚至在那些难以触及的地方也能标刻。因该新颖塑料中的重金属含量低，故也能用于食品或玩具包装。在包装品上标记是引入注意的，因为这种标记耐抹涂和刮伤，在后来的消毒过程是稳定的，在标记过程中，能以卫生洁净的方式被使用。完整的标签花纹对重复使用体系的包装能持久的应用。激光雕刻的一个重要应用领域是动物个体辨识的塑料标签，即所谓的牲禽标签或耳号，由该新颖塑料组成的塑料制品或模塑品的激光标记成为可能。而且，对技术熟练的人员，能将无光泽颜料用于油墨和其他透明材料的激光标记。以下的实施例是要阐明本专利技术而不是限制本专利技术。实施例1a)制备干磨的云母将250公斤天然产云母(直径约为2厘米的片状体)，置于能搅拌的本文档来自技高网...

【技术保护点】
可激光标记塑料，其特征是该塑料含有：基于不规则表面和涂有一种或多种金属氧化物、普鲁士蓝和／或碱性磷酸铜的无光泽颜料。２．根据权利要求１所述的可激光标记塑料，其特征在于颜料含量为塑料重量的０．０１－４％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C斯科米德，P雷恩德斯，S斯考恩，
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]