CZ167898A3 - Způsob výroby barevně značeného předmětu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby barevně značeného předmětu ozařováním povrchu předmětu laserovým světlem.

Dosavadní stav techniky

Takovýto způsob je znám z WO94/12352. Tato patentová přihláška popisuje způsob, při kterém se povrch předmětu ozařuje za takových libovolně zvolených podmínek, při kterých se získá barevné značení.

Nevýhodou tohoto známého způsobu je, že získané barvy nejsou nezávisle zvoleny, ale jsou získány náhodou. Kromě toho může být získáno značení jen v omezeném počtu barev.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je poskytnout způsob, který nemá výše uvedené nevýhody.

Toho je překvapivě dosaženo tím, že předmět alespoň v místě, kde se aplikuje značení, sestává z plastové kompozice obsahující alespoň tři složky absorbující světlo, které vykazují maximum absorpčního spektra v různých vlnových délkách a svou světelně absorpční kapacitu ztrácejí

72550 (72550a) • · · · · ·

pod vlivem laserového světla, přičemž značení se aplikuje ve formě bodů matrice ozařováním povrchu objektu v místech bodů matrice světlem laseru o takové vlnové délce a intenzitě a po takovou dobu, že alespoň jedna ze složek absorbujících světlo ztratí úplně nebo částečně svou světelně absorpční kapacitu,

Tímto způsobem je možné získat značení, jehož barva je nezávisle stanovena, značení může obsahovat různé barvy a na povrchu jedné plastové kompozice je možné získat značení v různých barvách. Kromě toho je možné na povrchu jedné plastové kompozice získat značení ve velkém množství různých barev.

Bod matrice má barvu světla, které je absorbováno složkou absorbující barvu předtím, než tato složka úplně nebo částečně ztratí svou světelně absorpční kapacitu.

Složkami absorbujícími světlo je třeba rozumět složky, mající chromatickou barvu, jako barviva a pigmenty. Složkami absorbujícími světlo zde nejsou bílé nebo černé složky jako oxid titaničitý, křída, síran barnatý, saze nebo sirník železa.

Důležité je, aby složky absorbující světlo neztrácely, nebo téměř neztrácely svou světelně absorpční kapacitu na normálním denním světle. Z toho důvodu mají složky absorbující světlo barevnou stabilitu alespoň 5, výhodněji 7 a ještě výhodněji více než 7 Woolovy stupnice (podle DIN 54003) .

Příklady složek absorbujících světlo jsou Irgalith®

Rubíne 4 BP, což je pigment barevný fuchsinem, Irgalith Blue ·« · · · · · · · · ·· ·· • · · · · · · · · · · • · · · ···· · · · · • ··· · « · · · ···· · • · · · · · · · ···· ·· ·· ··· ·· ··

LGLD, což je pigment barevny kyanem, nebo Cromophtal Yellow

6G a Cromophtal Yellow 3G, což jsou dva žlutě barevné pigmenty. Většina složek absorbujících světlo úplně nebo částečně ztrácí svou světelně absorpční kapacitu, když je ozářena laserovým světlem.

Způsob podle vynálezu umožňuje aplikovat na povrch jednoduchým způsobem body matrice.

Ozáření laserovým světlem o určité vlnové délce snižuje světelně absorpční kapacitu zvolené složky absorbující světlo a povrch na ozářených místech pak odráží barvu, která nadále není touto složkou absorbována. Jasnost odraženého světla může být zvýšena zvýšením intenzity laserového světla nebo prodloužením doby ozařování.

Značení požadovanou barvou je tvořeno aplikací velkého množství bodů matrice na povrch.

Je také možné aplikovat body matrice o různých barvách na povrch vedle sebe. Pro pozorovatele je barva povrchu v místě matrice bodů smíšená barva, protože barvy bodů matrice vstupují do očí smíšené. Tento způsob míchání barev, při kterém jsou barvy, které se mají smíchat, umístěny vedle sebe, se nazývá partitivní způsob. Tato smíšená barva je určena poměrem plochy povrchu bodů matrice a poměrem jasnosti barev. Tím způsobem může být vytvořeno velké množství smíšených barev.

V této souvislosti je důležité, aby vzdálenost od středu do středu mezi body byla tak malá, aby oči nemohly rozlišit jednotlivé body matrice. Tímto způsobem jsou kolorovány také fotografie v novinách.

• · · · · ·

Jak je známo z barevného tisku, dosáhne se velmi dobrých výsledků aplikací bodů matrice o alespoň třech barvách na povrch. Toho je dosaženo ozařováním povrchu laserovým světlem o alespoň třech různých vlnových délkách, přičemž při každé z těchto vlnových délek jedna z alespoň tří složek absorbujících světlo úplně nebo částečně ztrácí svou světelně absorpční kapacitu. Tím způsobem je umožněno použitím alespoň tří barev vytvořit velké množství barev smícháním barev ve vhodných množstvích.

Smíšené barvy mohou být získány v množství odstínů. Smíšené barvy mohou být získány například úpravou vzájemného poměru jasnosti barev bodů matrice; například ozářením bodů matrice jedné barvy déle, než jiných bodů matrice. Alternativně může být upravován vzájemný poměr celkové plochy různých barev, například vytvořením jedněch bodů matrice větších než jsou jiné, nebo vytvořením více bodů matrice s jednou barvou, než s jinými barvami. Body matrice mohou být kruhové nebo čtvercové, ale mohou také být například trojúhelníkové nebo lineární, například pro lepší zaplnění povrchu pro zvýšení celkové odrazivosti povrchu.

Barva se charakterizuje podle normy ASTM Standard E308 zejména měřením třísložkových hodnot barvy a z nich výpočtem

souřadnic barevnosti,	které určují polohu barvy v barevném
diagramu CIE D65 (10	pozorovatel), jak je popsáno ve výše
uvedeném standardu.	Barevný diagram tedy představuje

grafickou reprezentaci všech barev viditelného spektra.

Technika partitivního míchání umožňuje vytváření barev, které v barevném diagramu leží v oblasti mezi body, představujícími alespoň tři různé barvy bodů matrice «♦ ΦΦΦΦ φ φ φ

ΦΦΦΦ φ φ φ «« v barevném diagramu. Tyto body tvoří vrcholy oblastí.

Způsob podle vynálezu, který umožňuje také získání více různých barev, zahrnuje aplikaci bodů matrice tak, že se úplně nebo částečně překrývají. Tato technika míchání barev se nazývá subtraktivní míchání.

Barva povrchu je s výhodou určena subtraktivním mícháním alespoň tří různě zbarvených bodů matrice. Barevná škála odvíjející se od subtraktivních směsí je větší než v případě partitivního míchání tím, že mohou být vytvořeny barvy, které leží v barevném diagramu vně oblasti mezi body představujícími alespoň tři různé barvy bodů matrice v barevném diagramu.

Plastová kompozice může v podstatě obsahovat termoset nebo termoplast nebo elastomer. Zvláště vhodné jsou plasty, které obsahuje plastová kombinace uvedená ve WO 94/12352.

Složky absorbující světlo jsou s výhodou vybrány tak, že oblast mezi body představujícími alespoň tři různé barvy bodů matrice v barevném diagramu zaujímá alespoň 10 % plochy diagramu.

S výhodou tato oblast zaujímá alespoň 30 % diagramu, ještě výhodněji alespoň 75 % diagramu.

Vlnová délka laserového světla, kterým je třeba ozařovat povrch, aby určená složka absorbující světlo ztratila svou světelně absorpční kapacitu, může být snadno určena pokusem.

Vlnové délky laserového světla, kterým se ozařuje • « povrch, jsou s výhodou ty, při kterých má složka absorbující světlo, která má ztratit svou světelně absorpční kapacitu, ve svém absorpčním spektru maximum. Tím způsobem se získá velmi dobrá selektivita a dobrá jasnost barev.

Způsob podle vynálezu se s výhodou provádí za použití jedné nebo více masek. Tyto masky jsou propustné v těch místech, kde se povrch má ozařovat, a nepropustné v těch místech, kde se povrch nemá ozařovat. Úspěšné ozařování povrchu s různými maskami a laserovým světlem o různých vlnových délkách umožňuje rychlou a snadnou aplikaci bodů matrice s různými barvami na povrch.

Výhodou toho je, že velikost bodů· matrice je určena maskou, nikoliv průměrem laserového paprsku, takže povrch může být ozařován laserovým paprskem velkého průměru. Výsledkem toho je, že ozařování trvá kratší dobu.

Způsob podle vynálezu se s výhodou provádí s proměnnými maskami.

S výhodou se používá maska vytvořená jako LCD obrazovka.

Ještě výhodněji se používá PDLCD (Polymer Dispersed Liquid Crystal Display) maska, která má tu další výhodu, že neabsorbuje, nýbrž rozptyluje laserový paprsek, který nepropouští, takže se maska neohřívá.

Výhodou těchto masek je, že mohou být vygenerovány počítačem na LCD obrazovce nebo na PDLCD obrazovce, načež se přes masku může ozařovat povrch. Poté se na obrazovce znovu vyvolá druhá maska v téže poloze. Tím jsou odstraněny možné « * • · · · problémy s polohováním masky. Další výhodou je, že maska může být vyměněna velmi rychle.

Velmi dobrých výsledků se dosahuje, jestliže se způsob podle vynálezu provádí s laserovým zařízením, které současně ozařuje povrch předmětu pomocí alespoň tří masek umístěných u sebe, přičemž se masky vlnových délkách předmětu promítá tak, jedno ozařují laserovým světlem o že zobrazení masek se na přes druhé. Výhodou toho různých povrch je, že povrch předmětu se ozařuje s různými maskami v jediné operaci. Při tomto způsobu jsou masky variabilní, zvláštní výhodou je, Že se mohou aplikovat různá značení ve velmi rychlém sledu.. Uspořádání téhož druhu je známo z video proj ekce.

Způsob se může provádět také pomocí řízeného laserového paprsku měnitelné intenzity. To poskytuje větší flexibilitu pokud jde o tvar ozařovaného předmětu a jasnost barev.

Velmi vhodné je dále laserové zařízení s nastavitelnou vlnovou délkou, tak, aby bylo možno ozařovat povrch laserovým světlem o různých vlnových délkách za pomoci jediného laserového zařízení.

Laser s výhodou může emitovat světlo o různých vlnových délkách, které se rovnají maximům absorpčního spektra různých složek absorbujících světlo. Potom je možné vytvořit všechny možné barvy za použití jediného laserového zařízení.

Ještě výhodnější je použití laserového zařízení, ve kterém jsou alespoň tři laserové paprsky o různých vlnových délkách spojeny do jediného svazku, přičemž je možno měnit intenzitu každého paprsku nezávisle na ostatních paprscích.

4 4 4 · 4 4 4 4 4 4 4 ·· • 444 4 4 4 4 9 « · • · · · · · ·· 9 999 • 9 9 9 9 9 9 · · 4 4 4 4· • «44 4444

444· 44 44 444 ··44

Výhodou toho je, že se povrch předmětu může snadno ozařovat pomocí kombinovaného laserového paprsku schopného emitovat všechny barvy. Výsledkem toho je velká flexibilita pokud jde o počet barev, které mohou být zvoleny, a tvar aplikovaného značení.

Příklady provedení vynálezu

Příklad I

Byla připravena suchá směs obsahující 1897 dílů hmotnostních složky Ronfalin® SFA-34, což je akrylonitrilbutadien-styrenový kopolymer (ABS) dodávaný firmou DSM z Holandska, 100 dílů hmotnostních složky Tiofine® R41, což je pigment z oxidu titaničitého dodávaný firmou Tiofine z Holandska, 1 díl hmotnostní složky Irgalith® Rubine 4 BP, 1 díl hmotnostní složky Irgalith Blue LGLD a 1 díl hmotnostní složky Cromophtal Yellow 6G, což jsou pigmenty barevné fuchsinem, resp. kyanem, resp. žlutě barevné pigmenty dodávané Ciba-Geigy z Holandska.

Suchá směs byla tavena ve dvoušroubovém extruderu ZSK®30, dodávaném firmou Werner a Pfleiderer z Německa, hnětena při 260 Ca granulována. Granulát byl vstřikováním lisován na měřící destičky 3,2x120x120 mm pomocí vstřikovacího stroje Arburg Allrounder® 320-90-750 při teplotě 240 C. Barevné pigmenty v destičce absorbují viditelné světlo. Destičky byly bledě šedé.

Následně bylo na povrch aplikováno značení pomocí laserového zařízení. Bylo použito laserového zařízení s nastavitelnou vlnovou délkou (TMW laserové zařízení).

·· ·· · · ·*·· · · ·· ···· «·· ···· ·· · · · · · · · · · · • ·«· ·· * ·« ·*·· · • to · · « to · · ··<· ·· ·· «toto ·· ··

Laserové zařízení obsahovalo emitující laser typu EEO®-355, který sloužil jako čerpací laser pro laser typu GDR®-230/50 Nd:YAG. Laserové zařízení dále obsahovalo optický oscilátor (0P0, Optical Parameter Oscillator) typu ΜΟΡΟ® 710, na který přicházel signál z posledně uvedeného laseru prostřednictvím frekvenčního násobiče (FDO, Frequency Doubling Optic). Zařízení bylo dodáno firmou Spercra-Physics z USA.

Bylo použito následující nastavení laseru:

šířka pulsu:	5 ns
Q-spínací frekvence:	30 Hz
průměr bodu:	3 mm
rychlost zapisování:	10 mm/s
odstup čar:	0,66 mm
ohnisková délka:	+80 mm.

Pomocí výše uvedeného laserového zařízení byla dále popsaným způsobem aplikována na vzorky barevná fotografie. Barevná fotografie byla rozložena do červené masky, zelené masky a modré masky (možnost: rozdělovači kanály RGB) pomocí Corel-Photoprint 5.0 for Hewlett Packard od Corel Corporation z USA. Tyto černobílé masky byly vytištěny na transparentní materiál pomocí barevné tiskárny Spectra Star™ GTx od Generál Parametric Corporation z USA. Pro přesné umístění byly kolem obrázků uspořádány polohové křížky.

Pak byla na výše uvedenou destičku upevněna modrá maska a byla ozářena laserem s vlnovou délkou 450 nm. Poté byla tato maska odstraněna a nahrazena zelenou maskou, která byla přesně umístěna přes obraz získaný pomocí modré masky. Tato zelená maskabyla ozářena laserovým světlem o vlnové délce 530 nm. Konečně byla upevněna červená maska, a ozářena laserovým světlem o vlnové délce 650 nm.

Po ukončení posledního ozáření byla v plastu získána nesmazatelná barevná fotografie, přičemž spektrum barev této fotografie bylo srovnatelné s originálem.

Příklad II

Lak sestávající z 65,0 hmotnostních dílů Uracron® 474 CY, což je hydroxyfunkční pryskyřice dodávaná firmou DSM Resins z Holandska, 20,8 hmotnostních dílů Tolonate® HDT EV 412, dodávané firmou Hůls z Německa, 0,6 hmotnostního dílu dibutylindilaurátu dodávaného firmou Aldrich z Belgie, 10,0 hmotnostních dílů Kronos CL 220, 1,2 hmotnostního dílu Cromoptal® Yellow 3G, žlutého pigmentu dodávaného firmou Ciba Geigy z Holandska, 1,2 hmotnostního dílu Paliogene® Red L 3910 HD, červeného pigmentu dodávaného BASF z Holandska, a 1,2 hmotnostního dílu Orasol® Blue GN, modrého barviva dodávaného firmou Ciba Geigy z Holandska, byl připraven intenzivním mícháním v kádince. Lak byl nanesen na hliníkovou desku jako film o tloušťce 50 mikrometrů. Film laku měl šedou barvu. Značení ve fólii laku bylo provedeno způsobem popsaným v příkladu I.

Bylo použito následující nastavení laseru:

šířka pulsu:	5 ns
Q-spínací frekvence:	3 0 Hz
průměr bodu:	3 mm
rychlost zapisování:	25 mm/s
odstup čar:	0,66 mm
ohnisková délka:	+4 0 mm.

Zastupuje:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby barevně značeného předmětu ozařováním povrchu předmětu laserovým světlem, vyznačující se tím, že předmět alespoň vmiste, kde se aplikuje značení, sestává z plastové kompozice obsahující alespoň tři složky absorbující světlo, které vykazují maximum absorpčního spektra v různých vlnových délkách a svou světelně absorpční kapacitu ztrácejí pod vlivem laserového světla, přičemž značení se aplikuje ve formě bodů matrice ozařováním povrchu objektu v místech bodů matrice laserovým světlem o takové vlnové délce a intenzitě a po takovou dobu, že alespoň jedna ze složek absorbujících světlo ztratí úplně nebo částečně svou světelně absorpční kapacitu.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že barva povrchu se vytváří subtraktivním mícháním alespoň tří různě barevných bodů matrice.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že barva povrchu se vytváří partitivním mícháním barev bodů matrice.
4. 4. Způsob podle nároku 1 nebo 2 nebo 3, vyznačující se tím, že složky absorbující světlo jsou vybrány tak, že oblast mezi body představujícími alespoň tři různé barvy bodů matrice v barevném diagramu zaujímá alespoň 10 % plochy diagramu.
5. 5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že povrch se ozařuje laserovým

   16 72550 (72550a)

   999 9 světlem takových vlnových délek, ve kterých mají různé složky absorbující světlo svá absorpční maxima.

   6 . Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyzná v c u jící se tím, že způsob se provádí pomocí jedné nebo více masek. 7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyzná v* c u jící se tím , že způsob se provádí pomocí

   proměnné masky.
6. 8. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že maska je tvořena LCD obrazovkou.
7. 9. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že se používá proměnná PDLCD (Polymer Dispersed Liquid Crystal Display) maska.
8. 10. Způsob podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že povrch se ozařuje pomocí laserového zařízení, které současně ozařuje povrch předmětu pomocí alespoň tří masek umístěných u sebe, přičemž se masky ozařují laserovým světlem o různých vlnových délkách tak, že zobrazení masek se na povrch předmětu promítá jedno přes druhé.
9. 11. Laserové zařízení, vyznačující se tím, že alespoň tři laserové paprsky různých vlnových délek jsou spojeny do jediného svazku, přičemž je možné měnit intenzitu každého paprsku nezávisle na jiných paprscích.