DE102015002371B4 - Laser-writable polymer film - Google Patents

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Abstract

Ein- oder mehrlagige Folie mit mindestens einer laseraktiven Lage aus einem polymeren Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der laseraktiven Lage aus- 35 bis 80 Gew.-% Polyester;- 10 bis 65 Gew.-% eines Polymers mit einem Verkohlungsindex (Char Forming Tendency) von größer 1,9 und 0,5 bis 20 Gew.-% eines Verkohlungsadditivs;- 0 bis 1 Gew.-% Umesterungskatalysator;- 0,005 bis 10 Gew.-% eines Infrarotabsorbers für Wellenlängen von größer 780 nm; und- 1 bis 20 Gew.-% weiteren Additiven, gewählt aus Farbpigmenten, thermischen Stabilisatoren, polymeren Modifikatoren, Prozesshilfsstoffen und Mischungen davon;besteht, wobei die Gewichtsanteile auf das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der laseraktiven Lage bezogen sind und in Summe 100 Gew.-% betragen unddas Verkohlungsadditiv gewählt ist aus Aluminiumphosphinat Al(HPO), Aluminiumisobutylphosphinat (CH)CH-Al(HPO), Tris(2-hydroxyethyl)-1,3,5-triazintrion, organischen halogenfreien Oxyimiden, enthaltend mindestens ein Strukturelement der Formel IIIaoder Mischungen der vorstehenden Verbindungen.Single-layer or multi-layer film with at least one laser-active layer of a polymeric material, characterized in that the material of the laser-active layer comprises 35 to 80% by weight of polyester; 10 to 65% by weight of a polymer having a charring index (Char Forming Tendency) of greater than 1.9 and 0.5 to 20 wt .-% of a Verkohlungsadditivs - 0 to 1 wt .-% transesterification catalyst, - 0.005 to 10 wt .-% of an infrared absorber for wavelengths greater than 780 nm; and- 1 to 20 wt .-% of further additives selected from color pigments, thermal stabilizers, polymeric modifiers, process excipients and mixtures thereof, wherein the weight fractions are based on the total weight of the polymer material of the laser-active layer and in total 100 wt. % and the charring additive is selected from aluminum phosphinate Al (HPO), aluminum isobutylphosphinate (CH) CH-Al (HPO), tris (2-hydroxyethyl) -1,3,5-triazinetrione, organic halogen-free oxyimides containing at least one structural element of formula IIIa or Mixtures of the above compounds.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ein- oder mehrlagige Folie mit mindestens einer laseraktiven Lage aus einem polymeren Werkstoff.The present invention relates to a mono- or multilayer film having at least one laser-active layer of a polymeric material.

Laserbeschreibbare polymere Formkörper und Folien sind im Stand der Technik bekannt. Die Patentanmeldung DE 10 2006 062 269 A1 offenbart eine lasermarkierbare oder laserschweißbare Folie aus einem polymeren Thermoplast, Duromer, Elastomer oder Kautschuk, die als Additiv sphärische Metallpartikel mit einer Volumen-gemittelten Korngrößenverteilung mit einem D99-Wert von < 110 µm, einem D90-Wert von < 75 µm und einem D50-Wert von < 45 µm enthält. Die Metallpartikel enthalten Metalle, die gewählt sind aus Aluminium, Kupfer, Silber, Gold, Zink, Zinn, Eisen, Titan, Vanadium, Magnesium und Legierungen davon.Laser-writable polymeric moldings and films are known in the art. The patent application DE 10 2006 062 269 A1 discloses a laser-markable or laser-weldable film of a polymeric thermoplastic, thermoset, elastomer or rubber containing as additive spherical metal particles with a volume-averaged particle size distribution with a D 99 value of <110 .mu.m, a D 90 value of <75 .mu.m and a D 50 value of <45 microns contains. The metal particles contain metals selected from aluminum, copper, silver, gold, zinc, tin, iron, titanium, vanadium, magnesium and alloys thereof.

JP 2013-001090 A beschreibt ein Schichtmaterial mit mindestens drei koextrudierten Lagen, wobei eine Kernlage zwischen zwei Außenlagen angeordnet ist, mindestens eine der Außenlagen oder die Kernlage aus einem Blend aus einem amorphen aromatischen Polyester und Polycarbonat besteht und ein Absorberadditiv für Laserlicht enthält. JP 2013-001090 A describes a layer material having at least three coextruded layers, wherein a core layer between two outer layers is arranged, at least one of the outer layers or the core layer consists of a blend of an amorphous aromatic polyester and polycarbonate and contains an absorber additive for laser light.

DE 10 2006 045 495 A1 offenbart eine mindestens zweischichtige koextrudierte Folie aus einem Copolymer auf Basis von Polyethylenterephthalat oder Polyethylen-2,6-naphthalat mit einer Basisschicht, die einen mit carbonisierendem Polymer beschichteten Laserabsorber und ein Weißpigment enthält. DE 10 2006 045 495 A1 discloses an at least two-layered coextruded film of a polyethylene terephthalate or polyethylene-2,6-naphthalate-based copolymer having a base layer containing a carbonizing polymer-coated laser absorber and a white pigment.

WO 1999/19408 A1 betrifft eine schwarz gefärbte Polymermischung aus Polycarbonat und Polyester, die ein Ruß sowie ein Metallsalz einer Fettsäure enthaltendes Pigment umfasst und die Herstellung von Artikeln ermöglicht, die in effizienter Weise mittels Laserstrahlung beschriftbar sind. WO 1999/19408 A1 relates to a black colored polymer blend of polycarbonate and polyester which comprises a carbon black as well as a metal salt of a fatty acid-containing pigment and enables the production of articles which are efficiently inscribable by means of laser radiation.

US 2006/0251869 A1 offenbart ein mehrlagiges Dokument, umfassend eine mit Tinte bedruckte Kernlage, zwei Pufferlagen aus transparentem amorphem Polyester, weitere Lagen aus transparenten Material, wobei mindestens eine der weiteren Lagen eine laserbeschreibbare Schicht umfasst, die sich bei Beschriftung mit einem Laser aufheizt und die Pufferlagen hinreichend dick sind, um das Druckbild der Kernlage vor thermischer Beschädigung zu bewahren. US 2006/0251869 A1 discloses a multilayer document comprising an ink printed core layer, two buffer layers of transparent amorphous polyester, further layers of transparent material, at least one of the further layers comprising a laser writable layer which heats when laser printed and the buffer layers are sufficiently thick to preserve the printed image of the core layer from thermal damage.

Laserbeschreibbare Folien sind aus Zusammensetzungen gefertigt, die als wesentliche Komponente ein Polymer oder ein Polymerblend enthalten sowie diverse Additive und einen Lichtabsorber. Die Additive verbessern die Verarbeitbarkeit der polymeren Zusammensetzung und verleihen der Folie vorteilhafte mechanische und thermische Eigenschaften. Die Folien werden mittels Laserlicht im Infrarotbereich, d. h. mit einer Wellenlänge im Bereich von 780 nm bis 10,6 µm (CO2-Laser) beschriftet. Die im Stand der Technik gebräuchlichsten Laserbeschriftungssysteme basieren auf einem Nd-YAG-Laser, der Laserlicht mit einer Wellenlänge von 1064 nm emittiert. Die in laserbeschreibbaren Folien verwendeten Lichtabsorber sind im Bereich des sichtbaren Lichtes mit Wellenlängen von 380 bis 780 nm vorzugsweise schwach absorbierend bzw. hoch transparent und beeinflussen die visuelle Erscheinung der Folie nur in geringem Maß durch Färbung oder Trübung. Demgegenüber weisen die Lichtabsorber bei der von dem Laserbeschriftungssystem emittierten Wellenlänge eine im Vergleich zum sichtbaren Wellenlängenbereich hohe Absorption auf. Das von dem Laserbeschriftungssystem emittierte Licht wird in den bestrahlten Bereichen der Folie von dem Lichtabsorber absorbiert, wobei ein Teil der elektromagnetischen Strahlungsenergie in thermische Energie umgewandelt und die Folie stark erhitzt wird. Durch die starke Erhitzung wird der polymere Werkstoff in den bestrahlten Bereichen der Folie zersetzt und teilweise pyrolysiert bzw. verkohlt und geschwärzt. Das mit dem Laserbeschriftungssystem in der Folie erzeugte Bild, wie beispielsweise ein Schriftzeichen oder Foto setzt sich aus den derart geschwärzten Folienbereichen zusammen.Laser-writable films are made of compositions containing as essential component a polymer or a polymer blend as well as various additives and a light absorber. The additives improve the processability of the polymeric composition and impart beneficial mechanical and thermal properties to the film. The films are laser light in the infrared range, ie labeled with a wavelength in the range of 780 nm to 10.6 microns (CO 2 laser). The laser marking systems most commonly used in the art are based on an Nd-YAG laser which emits laser light having a wavelength of 1064 nm. The light absorbers used in laser-writable films are preferably weakly absorbing or highly transparent in the range of visible light with wavelengths from 380 to 780 nm and have little effect on the visual appearance of the film by coloration or haze. In contrast, the light absorbers have a high absorption compared to the visible wavelength range at the wavelength emitted by the laser marking system. The light emitted by the laser marking system is absorbed by the light absorber in the irradiated areas of the film, whereby a part of the electromagnetic radiation energy is converted into thermal energy and the film is strongly heated. As a result of the intense heating, the polymeric material in the irradiated areas of the film is decomposed and partially pyrolyzed or blackened and blackened. The image generated by the laser marking system in the film, such as a character or a photo, is composed of the thus blackened film areas.

Polycarbonat weist bei durch Laserlicht induzierter Erhitzung einen hohen Schwärzungsgrad auf und eignet sich sehr gut für Laserbeschriftung. Demgegenüber wird Polyester bei der Beschriftung mit industriell gebräuchlichen Laserbeschriftungssystemen nur in geringem Maß geschwärzt, so dass der Kontrast des erzeugten Bildes ungenügend ist. Im Stand der Technik verwendete, laserbeschreibbare Folien enthalten daher als wesentliche Komponente oftmals Polycarbonat.Polycarbonate has a high degree of blackening on laser-induced heating and is very well suited for laser marking. In contrast, polyester is blackened in the inscription with industrial laser marking systems only to a small extent, so that the contrast of the image produced is insufficient. Laser-writable films used in the prior art therefore often contain polycarbonate as an essential component.

Polyester bietet gegenüber Polycarbonat zahlreiche Vorteile, insbesondere höhere Flexibilität, geringe Bruchneigung, bessere Kratzfestigkeit, geringere Laminiertemperaturen und eine wesentlich höhere Beständigkeit gegenüber verschiedenen Chemikalien. Daher repräsentiert Polyester für zahlreiche Anwendungen, wie Personal- und Sicherheitsausweise, Kreditkarten und Verpackungen einen bevorzugten Werkstoff. Nichtsdestotrotz scheidet Polyester als Werkstoff für laserbeschreibbare Karten und Verpackungen in der Regel aus, weil der mit industrieüblichen Laserbeschriftungssystemen erzielbare Kontrast unzureichend ist.Polyester has many advantages over polycarbonate, including greater flexibility, less tendency to break, better scratch resistance, lower lamination temperatures and significantly higher resistance to various chemicals. Therefore, polyester represents a preferred material for many applications, such as personal and security badges, credit cards and packaging. Nonetheless, as a rule, polyester as a material for laser-writable cards and packaging is eliminated because the contrast achievable with industry-standard laser marking systems is inadequate.

Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Polyester-artige oder Polyester-basierte Folie bereitzustellen, die bei der Beschriftung mit im Stand der Technik gebräuchlichen Laserbeschriftungssystemen einen hohen Kontrast aufweist. Hierbei ist mit dem Begriff „Polyester-artig“ eine Polyester-haltige Folie gemeint, die praktisch die gleichen Eigenschaften wie eine Polyester-basierte Folie aufweist.Accordingly, the object of the present invention is to provide a polyester-type or polyester-based film which has a high contrast in labeling with laser marking systems common in the art. Here, by the term "polyester-like" is meant a polyester-containing film which has practically the same properties as a polyester-based film.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine ein- oder mehrlagige Folie mit mindestens einer laseraktiven Lage aus einem polymeren Werkstoff, bestehend aus

  • - 35 bis 80 Gew.-% Polyester;
  • - 10 bis 65 Gew.-% eines Polymers mit einem Verkohlungsindex (Char Forming Tendency) von größer 1,9 und/oder 0,5 bis 20 Gew.-% eines Verkohlungsadditivs;
  • - 0 bis 1 Gew.-% Umesterungskatalysator;
  • - 0,005 bis 10 Gew.-% eines Infrarotabsorbers für Wellenlängen von größer 780 nm; und
  • - 1 bis 20 Gew.-% weiteren Additiven, gewählt aus Farbpigmenten, thermischen Stabilisatoren, polymeren Modifikatoren, Prozesshilfsstoffen und Mischungen davon;
wobei die Gewichtsanteile auf das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der laseraktiven Lage bezogen sind und in Summe 100 Gew.-% betragen und
das Verkohlungsadditiv gewählt ist aus Aluminiumphosphinat Al(H2PO2)3, Aluminiumisobutylphosphinat (CH3)2CH-Al(H2PO2)2, Tris(2-hydroxyethyl)-1,3,5-triazintrion, organischen halogenfreien Oxyimiden, enthaltend mindestens ein Strukturelement der Formel IIIa
Figure DE102015002371B4_0002
oder Mischungen der vorstehenden Verbindungen.This object is achieved by a single or multilayer film having at least one laser-active layer of a polymeric material consisting of
  • - 35 to 80 wt .-% polyester;
  • From 10% to 65% by weight of a polymer having a Char Forming Tendency of greater than 1.9 and / or from 0.5 to 20% by weight of a char additive;
  • 0 to 1% by weight of transesterification catalyst;
  • 0.005 to 10% by weight of an infrared absorber for wavelengths greater than 780 nm; and
  • From 1 to 20% by weight of further additives selected from color pigments, thermal stabilizers, polymeric modifiers, process aids and mixtures thereof;
wherein the weight fractions are based on the total weight of the polymer material of the laser-active layer and in total amount to 100 wt .-%, and
the char additive is selected from aluminum phosphinate Al (H 2 PO 2 ) 3 , aluminum isobutylphosphinate (CH 3 ) 2 CH-Al (H 2 PO 2 ) 2 , tris (2-hydroxyethyl) -1,3,5-triazinetrione, organic halogen-free oxyimides containing at least one structural element of the formula IIIa
Figure DE102015002371B4_0002
or mixtures of the above compounds.

Zweckmäßige Ausführungsformen der Folie sind dadurch gekennzeichnet, dass:

  • - das Polymer mit einem Verkohlungsindex von größer 1,9 gewählt ist aus Polycarbonat, Polyimid, Polyetheretherketon, Polyethylennaphthalat oder einer Mischung der vorstehenden Polymere;
  • - der Umesterungskatalysator gewählt ist aus Calciumacetat, Magnesiumacetat, Zinkacetat, Titantetrabutanolat, Lanthan(III)-acetylacetonat, Kobalt(II)-acetylacetonat, Bleiacetat, Hydraten der vorstehenden Verbindungen und Mischungen der vorstehenden Verbindungen und deren Hydraten;
  • - der Infrarotabsorber gewählt ist aus
    • - mikro- oder nanoskaligem Rußpigment (Carbon black);
    • - Metalloxiden, Nickeloxid, Zinnoxid, Antimon-dotiertem Zinnoxid (SnO2:Sb), Titanoxid, Indiumzinnoxid (ITO), Antimonoxid (Sb2O3) und Mischungen davon, wobei das Metalloxid vorzugsweise nanoskalig ist und/oder auf einem mikro- oder nanoskaligen mineralischen Träger, insbesondere mikro- oder nanoskaligem Bentonit oder Glimmer fixiert und/oder in mikroskaligen Partikeln aus einem polymeren Werkstoff dispergiert ist;
    • - Aluminium-haltigem Pigment mit einem metallischen Kern mit einem Anteil an elementarem Aluminium von größer oder gleich 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des metallischen Kerns, wobei die Aluminium-haltigen Pigmentpartikel einen medianen Durchmesser d50 zwischen 0,5 und 25 µm aufweisen;
    • - organischen Polymethin-Farbstoffen, insbesondere organischen Cyanin-Farbstoffen mit der allgemeinen Strukturformel (R1N)-[CH=CH]nCH=(N+R1) ↔ (R1N+)=CH[CH=CH]n-(NR1) mit 2 ≤ n ≤ 5 , worin (R1N) und (N+R1) eine Stickstoff-haltige heterozyklische Gruppe, wie Imidazol, Pyridin, Pyrrol, Chinon oder Thiazol repräsentieren und die Polyenkette CH[CH=CH]n zur Stabilisierung gegebenfalls ein aromatisches Ringsystem enthält;
    • - Metallphosphaten, Kupfer(II)-hydroxid-phosphat, ;
    • - Phthalocyanin-, Dithiolan- oder Oxathiolan-Komplexen der Metalle Co, Cr, Cu, Fe, Ni, Pt oder Vandiumoxid (VO);
    • - Naphthachinonen und Anthrachinonen, die Benzothiazol-Gruppen enthalten;
    • - Squarylium-Farbstoffen, insbesondere Verbindungen mit der Strukturformel Va
    Figure DE102015002371B4_0003
    worin R2 ein aromatisches Ringsystem und (NR3) bzw. (N+R3) Stickstoff-haltige Gruppen repräsentieren;
  • - Croconium-Farbstoffen, insbesondere Verbindungen mit der Strukturformel VIa oder VIb
    Figure DE102015002371B4_0004
    worin R4 ein aromatisches Ringsystem und (NR5) bzw. (N+R5) Stickstoff-haltige Gruppen repräsentieren;
  • - Triphenylmethan-Farbstoffen, insbesondere Verbindungen mit der Strukturformel VIIa oder VIIb
    Figure DE102015002371B4_0005
  • - Salzen des Iminium-Kations, insbesondere einer Verbindung mit der Strukturformel VIIIa
    Figure DE102015002371B4_0006
    worin X- ein Anion bezeichnet, wie ClO4 (Perchlorat) oder SbF6 (Antimonhexafluorid);
  • - Salzen des Diiminium-Kations, insbesondere Verbindungen mit der Strukturformel VIIIc (= N,N,N',N'-tetrakis(4-dibutylaminophenyl)-p-phenylen-diiminium 2X)
    Figure DE102015002371B4_0007
    worin X- ein Anion bezeichnet, wie ClO4 - (Perchlorat) oder SbF6 - (Antimonhexafluorid);
  • - Poly-3,4-ethylendioxythiophen (PEDOT), insbesondere einer Verbindung aus Poly-3,4-ethylendioxythiophen und Polystyrolsulfonsäure; oder Mischungen der vorstehenden Stoffe;
  • - der Polyester der laseraktiven Lage ein amorpher Polyester ist;
  • - der Polyester der laseraktiven Lage glykol- oder säuremodifiziertes Polyethylenterephthalat ist;
  • - der Polyester der laseraktiven Lage PETG oder APET ist;
  • - der Polyester der laseraktiven Lage eine Kristallisationshalbwertszeit von größer 5 min, größer 20 min, größer 60 min oder größer 120 min aufweist;
  • - die laseraktive Lage eine Dicke von 20 bis 200 µm, 20 bis 150 µm oder 30 bis 100 µm hat;
  • - die Folie eine Trägerlage aus einem polymeren Werkstoff umfasst und die laseraktive Lage mit der Trägerfolie durch Lamination verbunden ist;
  • - der polymere Werkstoff der Trägerlage zu 40 bis 90 Gew.-% aus Polyester besteht, bezogen auf das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der Trägerlage;
  • - der polymere Werkstoff der Trägerlage 1 bis 20 Gew.-% Farbpigment enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der Trägerlage;
  • - die Folie eine zwischen der Trägerlage und der laseraktiven Lage angeordnete Farblage aus einem polymeren Werkstoff umfasst und die Farblage mit der Trägerlage und der laseraktiven Lage laminiert ist;
  • - der polymere Werkstoff der Farblage 40 bis 90 Gew.-% Polyester und 1 bis 20 Gew.-% Farbpigmente enthält, wobei die Gewichtsanteile auf das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der Farblage bezogen sind;
  • - die Folie eine Decklage aus einem polymeren Werkstoff umfasst und die Deckfolie mit der laseraktiven Lage durch Lamination verbunden ist; und/oder
  • - der polymere Werkstoff der Decklage zu 40 bis 95 Gew.-% aus Polyester besteht, bezogen auf das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der Decklage.
Advantageous embodiments of the film are characterized in that:
  • the polymer having a char index of greater than 1.9 is selected from polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethylene naphthalate or a mixture of the above polymers;
  • - The transesterification catalyst is selected from calcium acetate, magnesium acetate, zinc acetate, titanium tetrabutoxide, lanthanum (III) acetylacetonate, cobalt (II) acetylacetonate, lead acetate, hydrates of the above compounds and mixtures of the above compounds and their hydrates;
  • - the infrared absorber is selected
    • - micro- or nanoscale carbon black pigment (carbon black);
    • - Metalloxiden, nickel oxide, tin oxide, antimony-doped tin oxide (SnO 2 : Sb), titanium oxide, indium tin oxide (ITO), antimony oxide (Sb 2 O 3 ) and mixtures thereof, wherein the metal oxide is preferably nanoscale and / or on a micro- or nanoscale mineral carrier, in particular micro- or nanoscale bentonite or mica fixed and / or dispersed in micro-scale particles of a polymeric material;
    • Aluminum-containing pigment having a metallic core with a content of elemental aluminum greater than or equal to 50 wt .-%, based on the weight of the metallic core, wherein the aluminum-containing pigment particles have a median diameter d 50 between 0.5 and 25 have μm;
    • - organic polymethine dyes, in particular organic cyanine dyes having the general structural formula (R 1 N) - [CH = CH] n CH = (N + R 1 ) ↔ (R 1 N + ) = CH [CH = CH] n - (NR 1 ) where 2 ≤ n ≤ 5, wherein (R 1 N) and (N + R 1 ) represent a nitrogen-containing heterocyclic group such as imidazole, pyridine, pyrrole, quinone or thiazole and the polyene chain CH [CH = CH] n for stabilization optionally contains an aromatic ring system;
    • - metal phosphates, copper (II) hydroxide phosphate,;
    • Phthalocyanine, dithiolane or oxathiolane complexes of the metals Co, Cr, Cu, Fe, Ni, Pt or vandium oxide (VO);
    • - Naphthaquinones and anthraquinones containing benzothiazole groups;
    • - Squarylium dyes, in particular compounds having the structural formula Va
    Figure DE102015002371B4_0003
    wherein R 2 represents an aromatic ring system and (NR 3 ) or (N + R 3 ) nitrogen-containing groups;
  • Croconium dyes, in particular compounds having the structural formula VIa or VIb
    Figure DE102015002371B4_0004
    wherein R 4 represents an aromatic ring system and (NR 5 ) or (N + R 5 ) nitrogen-containing groups;
  • - Triphenylmethane dyes, in particular compounds having the structural formula VIIa or VIIb
    Figure DE102015002371B4_0005
  • Salts of the iminium cation, in particular a compound having the structural formula VIIIa
    Figure DE102015002371B4_0006
    wherein X - represents an anion such as ClO 4 (perchlorate) or SbF 6 (antimony hexafluoride);
  • Salts of the diimine cation, in particular compounds of the structural formula VIIIc (= N, N, N ', N'-tetrakis (4-dibutylaminophenyl) -p-phenylene-diiminium 2X)
    Figure DE102015002371B4_0007
    wherein X - represents an anion such as ClO 4 - (perchlorate) or SbF 6 - (antimony hexafluoride);
  • - Poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT), in particular a compound of poly-3,4-ethylenedioxythiophene and polystyrene sulfonic acid; or mixtures of the above substances;
  • the polyester of the laser active layer is an amorphous polyester;
  • the polyester of the laser-active layer is glycolic or acid-modified polyethylene terephthalate;
  • the polyester of the laser active layer is PETG or APET;
  • the polyester of the laser-active layer has a crystallization half-life of greater than 5 minutes, greater than 20 minutes, greater than 60 minutes or greater than 120 minutes;
  • - The laser-active layer has a thickness of 20 to 200 microns, 20 to 150 microns or 30 to 100 microns;
  • - the film comprises a carrier layer of a polymeric material and the laser-active layer is bonded to the carrier film by lamination;
  • - The polymeric material of the carrier layer to 40 to 90 wt .-% of polyester, based on the total weight of the polymeric material of the carrier layer;
  • the polymeric material of the carrier layer contains from 1 to 20% by weight of colored pigment, based on the total weight of the polymeric material of the carrier layer;
  • - The film comprises a disposed between the carrier layer and the laser-active layer color layer of a polymeric material and the color layer is laminated with the carrier layer and the laser-active layer;
  • - The polymeric material of the color layer contains 40 to 90 wt .-% polyester and 1 to 20 wt .-% of colored pigments, wherein the weight fractions are based on the total weight of the polymeric material of the color layer;
  • - The film comprises a cover layer of a polymeric material and the cover sheet is connected to the laser-active layer by lamination; and or
  • - The polymeric material of the cover layer to 40 to 95 wt .-% of polyester, based on the total weight of the polymeric material of the cover layer.

Erfindungsgemäß bezeichnet der Begriff „Infrarotabsorber für Wellenlängen von größer 780 nm“ Farbstoffe oder mikro- oder nanoskalige Pigmente, die bei Wellenlängen von größer 780 nm eine integrale Absorption aufweisen, die um einen Faktor von mindestens 1,5 größer ist als die integrale Absorption im Wellenlängenbereich von 380 bis 780 nm, wobei mit integraler Absorption die über die Wellenlänge integrierte Absorption gemeint ist.According to the invention, the term "infrared absorber for wavelengths greater than 780 nm" denotes dyes or micro- or nanoscale pigments which have an integral absorption at wavelengths greater than 780 nm, which is greater by a factor of at least 1.5 than the integral absorption in the wavelength range from 380 to 780 nm, where by integral absorption is meant the absorption integrated over the wavelength.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff „mikroskalig“ ein Material, das als schüttfähiges Pulver oder in Form von in einer Matrix dispergierten Partikeln oder Agglomeraten vorliegt, wobei die Pulverkörner oder dispergierten Partikel oder Agglomerate in mindestens einer Dimension eine Abmessung von kleiner 5 µm aufweisen.In the context of the present invention, the term "microscale" denotes a material which is present as a free-flowing powder or in the form of particles or agglomerates dispersed in a matrix, the powder grains or dispersed particles or agglomerates having a dimension of less than 5 μm in at least one dimension ,

In analoger Weise bezeichnet der Begriff „nanoskalig“ ein Material, das als schüttfähiges Pulver oder in Form von in einer Matrix dispergierten Partikeln oder Agglomeraten vorliegt, wobei die Pulverkörner oder dispergierten Partikel oder Agglomerate in mindestens einer Dimension eine Abmessung von kleiner 500 nm, insbesondere von kleiner 200 nm aufweisen.Analogously, the term "nanoscale" denotes a material which is present as a free-flowing powder or in the form of particles or agglomerates dispersed in a matrix, wherein the powder grains or dispersed particles or agglomerates have a dimension of less than 500 nm, in particular of at least one dimension less than 200 nm.

Die Abmessungen von mikro- oder nanoskaligen Partikeln oder Agglomeraten werden erfindungsgemäß mittels eines Rasterelektronenmiskroskops oder eines Transmissionselektronenmikroskops und einer Bildanalysesoftware, wie beispielsweise ImageJ (http://imagej.nih.gov/ij) bestimmt. Hierbei werden anhand digitalisierter elektronenmikroskopischer Aufnahmen mindestens 100, vorzugsweise mindestens 1000 Partikel bzw. Agglomerate mithilfe der Bildanalysesoftware digital vermessen. Aufgrund der hohen lateralen Auflösung von Elektronenmikroskopen des Standes der Technik, die je nach Einstellung der Elektronenoptik und der Strahlparameter im Bereich von einigen Angström bis zu 10 nm liegt, kann der äquivalente Durchmesser der Partikel oder Agglomerate mit hoher Zuverlässigkeit ermittelt werden.The dimensions of micro- or nanoscale particles or agglomerates are determined according to the invention by means of a scanning electron microscope or a transmission electron microscope and image analysis software such as ImageJ (http://imagej.nih.gov/ij). In this case, at least 100, preferably at least 1000 particles or agglomerates are digitally measured with the aid of the image analysis software on the basis of digitized electron micrographs. Due to the high lateral resolution of prior art electron microscopes ranging from a few angstroms to 10 nm depending on the setting of the electron optics and the beam parameters, the equivalent diameter of the particles or agglomerates can be determined with high reliability.

Alternativ oder begleitend werden die Abmessungen mikro- oder nanoskaliger Partikel oder Agglomerate mittels Lichtstreuung oder Photonen-Korrelationsspektroskopie gemessen. Ein hierfür geeignetes Messgerät für Partikelgrößen von 0,3 nm bis 8 µm wird unter anderem von Horiba Ltd. (Kyoto, Japan) unter der Produktbezeichnung nano partica SZ-100 kommerziell angeboten.Alternatively or concomitantly, the dimensions of micro- or nanoscale particles or agglomerates are measured by means of light scattering or photon correlation spectroscopy. A suitable measuring instrument for particle sizes from 0.3 nm to 8 μm is used, inter alia, by Horiba Ltd. (Kyoto, Japan) under the product name nano partica SZ-100 commercially offered.

Erfindungsgemäß bezeichnet der Begriff „medianer Durchmesser d50“ ein Partikelensemble, in dem 50 Vol.-% der Partikel einen volumenäquivalenten Kugeldurchmesser von kleiner oder gleich d50 und 50 Vol.-% der Partikel einen volumenäquivalenten Kugeldurchmesser von größer oder gleich d50 haben. Mit volumenäquivalentem Kugeldurchmesser ist je nach dem verwendeten Messverfahren der Durchmesser einer Kugel gemeint, welche die gleiche Oberfläche, gleiche Projektionsfläche oder gleiche Lichtstreuung (Beugungsscheibchen) wie das untersuchte Partikel aufweist.According to the invention, the term "median diameter d 50 " denotes a particle ensemble in which 50% by volume of the particles have a volume-equivalent spherical diameter of less than or equal to d 50 and 50% by volume of the particles have a volume-equivalent spherical diameter of greater than or equal to d 50 . By volume equivalent ball diameter is meant, depending on the measuring method used, the diameter of a sphere which has the same surface area, the same projection area or the same light scattering (diffraction disc) as the particle under investigation.

Die erfindungsgemäße laserbeschreibbare Folie wird mittels im Stand der Technik bekannten Methoden, wie Extrusion, Koextrusion, einfacher Kalandrierung oder Kalandrierung in Verbindung mit Laminierung hergestellt. Hierfür geeignete Folienextruder- und Folienkalanderanlagen sowie die zugehörigen Komponenten werden von verschiedenen Firmen kommerziell angeboten.The laser writable film of the invention is prepared by methods known in the art such as extrusion, co-extrusion, simple calendering or calendering in conjunction with lamination. Suitable film extruder and Folienkalanderanlagen suitable for this purpose and the associated components are offered commercially by various companies.

Polyester polyester

Die erfindungsgemäße laseraktive Lage wird aus einem Werkstoff gefertigt, der zu 35 bis 95 Gew.-%, zu 40 bis 95 Gew.-%, zu 45 bis 95 Gew.-%, zu 50 bis 95 Gew.-%, zu 55 bis 95 Gew.-%, zu 60 bis 95 Gew.-% oder zu 50 bis 80 Gew.-% aus Polyester besteht.The laser-active layer according to the invention is made of a material which is from 35 to 95% by weight, from 40 to 95% by weight, from 45 to 95% by weight, from 50 to 95% by weight, from 55 to 95% by weight 95% by weight, to 60 to 95% by weight or to 50 to 80% by weight of polyester.

Als Polyester wird für die laseraktive Lage insbesondere amorphes glykolmodifiziertes Polyethylenterephthalat (PETG), amorphes säuremodifiziertes Polyethylenterephthalat oder APET verwendet. Vorzugsweise sind in dem amorphen glykolmodifizierten Polyethylenterephthalat (PETG) Glykol-Einheiten durch 1,4-Cyclohexandimethanol-Einheiten ersetzt. Ein derartiges mit 1,4-Cyclohexandimethanol modifiziertes Polyethylenterephthalat wird kommerziell angeboten von Eastman® Chemical Company (Tennessee, USA) unter der Produktbezeichnung Eastar® Copolyester 6763.The polyester used for the laser-active layer in particular amorphous glycol-modified polyethylene terephthalate (PETG), amorphous acid-modified polyethylene terephthalate or APET. Preferably, in the amorphous glycol modified polyethylene terephthalate (PETG), glycol units are replaced by 1,4-cyclohexanedimethanol units. Such modified with 1,4-cyclohexanedimethanol, polyethylene terephthalate is commercially available from Eastman Chemical Company ® (Tennessee, USA) under the product Eastar copolyester ® 6,763th

In einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird in der laseraktiven Lage ein halbkristalliner oder amorpher Copolyester mit einer Kristallisations-Halbwertszeit von mindestens 5 Minuten eingesetzt. Ein derartiger Copolyester ist beispielsweise in dem Patent EP 1 066 339 B1 der Eastman® Chemical Company beschrieben. Dieser Copolyester ist aus (i) Disäurerestkomponenten und (ii) Diolrestkomponenten aufgebaut. Die Disäurerestkomponenten (i) umfassen mindestens 80 Mol-% einer Disäurerestkomponente gewählt aus Terephthalsäure, Naphthalindicarbonsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Isophthalsäure und Mischungen davon, bezogen auf alle in dem Copolyester enthaltenen Disäurerestkomponenten (= 100 mol-%). Die Diolrestkomponenten (ii) umfassen 80 bis 100 Mol-% einer Diolrestkomponente, gewählt aus Diolen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und Mischungen davon und 0 bis 20 Mol-% eines modifizierenden Diols, gewählt aus 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,8-Octandiol, 2,2,4-Trimethyl-1,3-Pentandiol, Propylenglycol, 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-Cyclobutandiol, bezogen auf alle in dem Copolyester enthaltenen Diolreste (= 100 mol-%). Amorphe oder halbkristalline Copolyester mit einer Kristallisations-Halbwertszeit von mindestens 5 Minuten eignen sich gut für herkömmliche Extrusions- und Kalandrier-Verfahren. Mit einem polymeren Werkstoff, der einen wesentlichen Anteil - in der Regel mehr als 50 Gew.-% - an halbkristallinem oder amorphem Copolyester mit einer Kristallisations-Halbwertszeit von mindestens 5 Minuten enthält, können durch Kalandrieren homogene und praktisch defektfreie Folien erzeugt werden.In another expedient embodiment of the invention, a semi-crystalline or amorphous copolyester having a crystallization half-life of at least 5 minutes is used in the laser-active layer. Such a copolyester is for example in the patent EP 1 066 339 B1 of Eastman® Chemical Company. This copolyester is composed of (i) diacid residue components and (ii) diol residue components. The diacid residue components (i) comprise at least 80 mol% of a diacid residue component selected from terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, isophthalic acid and mixtures thereof, based on all diacid residue components contained in the copolyester (= 100 mol%). The diol residue components (ii) comprise from 80 to 100 mole percent of a diol residue component selected from diols having from 2 to 10 carbon atoms and mixtures thereof and from 0 to 20 mole percent of a modifying diol selected from 1,3-propanediol, 1,4-butanediol , 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, propylene glycol, 2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol , based on all diol residues contained in the copolyester (= 100 mol%). Amorphous or semi-crystalline copolyesters having a crystallization half-life of at least 5 minutes are well suited to conventional extrusion and calendering processes. With a polymeric material containing a substantial proportion - usually more than 50 wt .-% - semi-crystalline or amorphous copolyester having a crystallization half-life of at least 5 minutes, homogeneous and virtually defect-free films can be produced by calendering.

Amorphe oder halbkristalline Copolyester mit einer Kristallisations-Halbwertszeit von mindestens 5 Minuten werden unter anderem von Eastman® Chemical Company unter der Produktbezeichnung Cadence® Copolyester kommerziell angeboten. Diese Copolyester werden als Hauptkomponente für die Herstellung von Polyesterfolien eingesetzt, wobei ihr Anteil am Gesamtgewicht der Polyesterfolie in der Regel mehr als 40 bis 70 Gew.-%, beträgt.Amorphous or semi-crystalline copolyesters having a crystallization half-life of at least 5 minutes are commercially available from, among others, Eastman® Chemical Company under the product name Cadence® Copolyester. These copolyesters are used as the main component for the production of polyester films, their proportion of the total weight of the polyester film is usually more than 40 to 70 wt .-%, is.

Die Kristallisations-Halbwertszeit der für die laseraktive Lage verwendeten Polyester bzw. Copolyester wird mithilfe eines dynamischen Differenzkalorimeters (Differential Scanning Calorimeter bzw. DSC) bestimmt. Die dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) ist eine Standardmethode für die Messung der thermischen Eigenschaften, insbesondere der Phasenübergangstemperaturen von Festkörpern. In der vorliegenden Erfindung wird die Kristallisationshalbwertszeit ermittelt, indem 15 mg des zu messenden Copolyesters auf 290 °C erwärmt, hieran anschließend in Gegenwart von Helium mit einer Rate von 320 °C pro Minute auf eine vorgegebene Temperatur von 180 bis 210 °C gekühlt und die Zeitspanne bis zum Erreichen der isothermen Kristallisationstemperatur bzw. des Kristallisationspeaks der DSC-Kurve detektiert. Anhand des zeitabhängigen Verlaufs der Kristallisation wird die Kristallisationshalbwertszeit bestimmt. Die Kristallisationshalbwertszeit entspricht der Zeit, die bei der vorgegebenen Temperatur von 180 bis 210 °C nach der Initialphase der Kristallisation benötigt wird, um in der Probe 50 % der maximal erreichbaren Kristallinität zu erhalten.The crystallization half-life of the polyester or copolyester used for the laser-active layer is determined by means of a differential scanning calorimeter (DSC). Differential Scanning Calorimetry (DSC) is a standard method for the measurement of thermal properties, in particular the phase transition temperatures of solids. In the present invention, the crystallization half-life is determined by heating 15 mg of the copolyester to be measured to 290 ° C, then subsequently cooled in the presence of helium at a rate of 320 ° C per minute to a predetermined temperature of 180 to 210 ° C and the Time period until reaching the isothermal crystallization temperature or the crystallization peak of the DSC curve detected. Based on the time-dependent course of the crystallization, the crystallization half-life is determined. The crystallization half-life corresponds to the time required at the predetermined temperature of 180 to 210 ° C after the initial phase of crystallization to obtain in the sample 50% of the maximum achievable crystallinity.

Polymer mit einem Verkohlungsindex von größer 1,9Polymer with a char index of greater than 1.9

Erfindungsgemäß beträgt der Anteil des Polymers mit einem Verkohlungsindex (Char Forming Tendency) von größer 1,9 in der laserbeschreibbaren Lage 10 bis 65 Gew.-%, 10 bis 55 Gew.-%, 10 bis 45 Gew.-%, 10 bis 35 Gew.-%, 20 bis 50 Gew.-% oder 20 bis 40 Gew.-%.According to the invention, the proportion of the polymer having a Char Forming Tendency of greater than 1.9 in the laser-writable layer is 10 to 65 wt .-%, 10 to 55 wt .-%, 10 to 45 wt .-%, 10 to 35 Wt .-%, 20 to 50 wt .-% or 20 to 40 wt .-%.

Der Verkohlungsindex (Char Forming Tendency bzw. CFT) eines Polymers wird anhand der Beziehung C F T = M ( C R 12 1 100 ) = i N i C F T i

Figure DE102015002371B4_0008
ermittelt, worin CR den nach Erhitzung des Polymers auf 900 °C erhaltenen Kohlerückstand in Prozent, bezogen auf das Gewicht M des ursprünglichen Polymers, Ni die Anzahl der Struktureinheiten des Typs i im Polymer und CFTi die Zahl der Kohlenstoffäquivalente der Struktureinheit des Typs i bezeichnet. Die Berechnung von CFT gemäß der vorstehenden Beziehung ist nur für halogenfreie Polymere anwendbar und wurde von van Krevelen eingeführt in Verbindung mit tabellierten Werten CFTi von sämtlichen, für halogenfreie Polymere relevanten Struktureinheiten i (D. W. van Krevelen, Polymer 1975, 16, 615). Anhand der Ergebnisse von Pyrolysemessungen an etwa 100 Polymeren wurde von van Krevelen gezeigt, dass die mittlere Abweichung zwischen dem experimentell bestimmten und dem berechneten CFT-Wert lediglich 3,5 % beträgt.The Verkohlungsindex (Char Forming Tendency or C FT) of a polymer is calculated from the relationship C F T = M ( C R 12 1 100 ) = Σ i N i C F T i
Figure DE102015002371B4_0008
where CR is the carbon residue obtained after heating the polymer at 900 ° C in percent, based on the weight M of the original polymer, N i is the number of structural units of type i in the polymer and C is FTi the number of carbon equivalents of the structural unit of type i designated. The calculation of C FT according to the above relationship is applicable only to halogen-free polymers and was introduced by van Krevelen in conjunction with tabulated values C FTi of all structural units relevant to halogen-free polymers i (DW van Krevelen, Polymer 1975, 16, 615). Based on the results of pyrolysis measurements on about 100 polymers, van Krevelen showed that the average deviation between the experimentally determined and the calculated C FT value is only 3.5%.

Nachfolgend sind beispielhaft Kohlenstoffäquivalente CFTi ausgewählter Struktureinheiten i sowie berechnete Verkohlungsindizes CFT einiger Polymere angegeben. Tabelle 1: Verkohlungsindizes CFTi ausgewählter Struktureinheiten Struktureinheit i CFTi Struktureinheit i CFTi aliphatische Gruppen (nicht -CHOH-) 0

Figure DE102015002371B4_0009
72 -CHOH- 4
Figure DE102015002371B4_0010
120
Figure DE102015002371B4_0011
12
Figure DE102015002371B4_0012
12
Figure DE102015002371B4_0013
24
Figure DE102015002371B4_0014
36
Figure DE102015002371B4_0015
36
Figure DE102015002371B4_0016
42
Figure DE102015002371B4_0017
48
Figure DE102015002371B4_0018
42
Figure DE102015002371B4_0019
60
Figure DE102015002371B4_0020
84
Figure DE102015002371B4_0021
72
Figure DE102015002371B4_0022
84
Figure DE102015002371B4_0023
96
Figure DE102015002371B4_0024
108
Figure DE102015002371B4_0025
60
Figure DE102015002371B4_0026
132
Tabelle 2: Verkohlungsindizes CFT ausgewählter Polymere Polymer CFT Polymer CFT Polyethylen 0 Polyoxymethylen 0 Cycloolefincopolymer 0 Polyethylenterephthalat 1,25 Polypropylen -1,5 Polymethylmethacrylat -1,5 Polystyrol 1 Polyamid (Nylon 6) 0 Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat 1 Polyethylennaphthalat 3,25 Polyetheretherketon 12 Polyimid 20 Polycarbonat 5 Polybutylen 0 Below, by way of example, carbon equivalents C FTi of selected structural units i and calculated carbonization indexes C FT of some polymers are indicated. Table 1: Charring indices C FTi of selected structural units Structural unit i C FTi Structural unit i C FTi aliphatic groups (not -CHOH-) 0
Figure DE102015002371B4_0009
72
-CHOH- 4
Figure DE102015002371B4_0010
120
Figure DE102015002371B4_0011
12
Figure DE102015002371B4_0012
12
Figure DE102015002371B4_0013
24
Figure DE102015002371B4_0014
36
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132
Table 2: Charring indices C FT of selected polymers polymer C FT polymer C FT polyethylene 0 polyoxymethylene 0 cycloolefin 0 polyethylene terephthalate 1.25 polypropylene -1.5 polymethylmethacrylate -1.5 polystyrene 1 Polyamide (nylon 6) 0 Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer 1 polyethylene 3.25 polyetheretherketone 12 polyimide 20 polycarbonate 5 polybutylene 0

Wird die erfindungsgemäße laseraktive Lage aus einem Werkstoff hergestellt, der Polyester und ein weiteres Polymer, wie Polycarbonat oder Polyimid, mit einem Verkohlungsindex von größer 1,9 enthält, so kann zwecks Verbesserung der Mischbarkeit dieser Polymere dem Werkstoff ein Umesterungskatalysator hinzugegeben werden. Oftmals enthalten industriell eingesetzte polymere Rohstoffe, wie beispielsweise Polyethylenterephthalat, Rückstände von Polymerisationskatalysatoren, die zugleich als Umesterungskatalysatoren fungieren. Sofern dies zutrifft, ist es nicht erforderlich, einen zusätzlichen Umesterungskatalysator zu verwenden, um eine gute Mischbarkeit der in dem Werkstoff enthaltenen Polymere zu erzielen.If the laser-active layer according to the invention is produced from a material which contains polyester and another polymer, such as polycarbonate or polyimide, with a char index of greater than 1.9, the material may be a transesterification catalyst to improve the miscibility of these polymers be added. Often contain industrially used polymeric raw materials, such as polyethylene terephthalate, residues of polymerization catalysts, which also act as transesterification catalysts. If so, it is not necessary to use an additional transesterification catalyst to achieve good miscibility of the polymers contained in the material.

VerkohlungsadditiveVerkohlungsadditive

Erfindungsgemäß sind als Verkohlungsadditiv Tris(2-hydroxyethyl)-1,3,5-triazintrion (THEIC) mit der Strukturformel I

Figure DE102015002371B4_0027
According to the invention, the charring additive used is tris (2-hydroxyethyl) -1,3,5-triazinetrione (THEIC) having the structural formula I.
Figure DE102015002371B4_0027

Aluminiumphosphinat Al(H2PO2)3 mit der Strukturformel IIa oder Aluminiumisobutylphosphinat (CH3)2CH-Al(H2PO2)2 mit der Strukturformel IIb,

Figure DE102015002371B4_0028
vorgesehen.Aluminum phosphinate Al (H 2 PO 2 ) 3 having the structural formula IIa or aluminum isobutylphosphinate (CH 3 ) 2 CH-Al (H 2 PO 2 ) 2 having the structural formula IIb,
Figure DE102015002371B4_0028
intended.

Im Weiteren sind im Rahmen der Erfindung organische halogenfreie Oxyimide, enthaltend mindestens ein Strukturelement der Formel lila als Verkohlungsadditiv vorgesehen

Figure DE102015002371B4_0029
Furthermore, in the context of the invention, organic halogen-free oxyimides containing at least one structural element of the formula IIIa are provided as a charring additive
Figure DE102015002371B4_0029

Die organischen halogenfreien Oxyimide haben insbesondere eine der Strukturformeln IIIb bis IIIt

Figure DE102015002371B4_0030
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Figure DE102015002371B4_0032
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Figure DE102015002371B4_0041
wobei R6 und R7 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Heteroaryl- oder Acyl-Rest stehen, der gegebenenfalls substituiert ist.The organic halogen-free oxyimides have in particular one of the structural formulas IIIb to IIIt
Figure DE102015002371B4_0030
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Figure DE102015002371B4_0041
wherein R 6 and R 7 independently represent hydrogen or an alkyl, cycloalkyl, aryl, heteroaryl or acyl radical which is optionally substituted.

Infrarotabsorberinfrared absorber

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff „Infrarotabsorber“ Ruß (Carbon black), organische Farbstoffe, metall-organische Farbstoffe, Komplexe und Salze aus organischen oder anorganischen Gruppen und organischen Farbstoffen, Metalle, Metalloxide und Mischungen der vorstehenden Stoffe sowie mikro- oder nanoskalige Pigmente und Dispersionen von mikro- oder nanoskaligen Pigmenten in einer polymeren Matrix (Masterbatches). Die mikro- oder nanoskaligen Pigmente und Dispersionen von mikro- oder nanoskaligen Pigmenten in einer polymeren Matrix enthalten als Infrarotabsorber Ruß (Carbon black), organische Farbstoffe, metall-organische Farbstoffe, Komplexe und Salze aus organischen oder anorganischen Gruppen und organischen Farbstoffen, Metalle und/oder Metalloxide, die auf einem mikro- oder nanoskaligen anorganischen Träger wie Bentonit oder Glimmer gebunden oder in einem polymeren Werkstoff dispergiert sind. Ein für die mikro- oder nanoskaligen Pigmente verwandter polymerer Werkstoff umfasst ein, zwei oder drei Polymere, wobei ein Polymer vorzugsweise einen Verkohlungsindex von größer 1,9 hat. In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der für die mikro- oder nanoskaligen Pigmente verwandte polymere Werkstoff zwei oder drei Polymere und einen Kompatibilisator, wie Maleinsäureanhydrid, oder einen Umesterungskatalysator, die eine gute Mischbarkeit der Polymere gewährleisten. In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform enthält ein polymerer Werkstoff für die mikro- oder nanoskaligen Pigmente und Dispersionen von mikro- oder nanoskaligen Pigmenten in einer polymeren Matrix zudem ein Verkohlungsadditiv.In the context of the present invention, the term "infrared absorber" includes carbon black, organic dyes, metal-organic dyes, complexes and salts of organic or inorganic groups and organic dyes, metals, metal oxides and mixtures of the above substances as well as micro- or nanoscale Pigments and dispersions of micro- or nanoscale pigments in a polymer matrix (masterbatches). The micro- or nano-scale pigments and dispersions of micro- or nanoscale pigments in a polymeric matrix contain as infrared absorbers carbon black, organic dyes, metal-organic dyes, complexes and salts of organic or inorganic groups and organic dyes, metals and / or metal oxides bound on a micro- or nanoscale inorganic support such as bentonite or mica or dispersed in a polymeric material. A polymeric material related to the micro- or nanoscale pigments comprises one, two or three polymers, with a polymer preferably having a char index of greater than 1.9. In an advantageous embodiment, the polymeric material used for the micro- or nanoscale pigments comprises two or three polymers and a compatibilizer, such as maleic anhydride, or a transesterification catalyst, which ensure good miscibility of the polymers. In a further expedient embodiment, a polymeric material for the micro- or nanoscale pigments and dispersions of micro- or nanoscale pigments in a polymeric matrix also contains a charring additive.

Der Anteil des Infrarotabsorbers in der laseraktiven Lage beträgt 0,005 bis 20 Gew.-%, 0,01 bis 10 Gew.-%, 0,01 bis 5 Gew.-% oder 0,01 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Werkstoffs der laseraktiven Lage.The proportion of the infrared absorber in the laser-active layer is 0.005 to 20 wt .-%, 0.01 to 10 wt .-%, 0.01 to 5 wt .-% or 0.01 to 3 wt .-%, based on the Total weight of the material of the laser-active layer.

Erfindungsgemäß werden als Infrarotabsorber mikro- oder nanoskalige Metalloxide eingesetzt, insbesondere Oxide des Metalls Wolfram mit der stöchiometrischen Formel WO3-p, worin W Wolfram und O Sauerstoff bezeichnet und p eine relle Zahl, die größer oder gleich 0,1 und kleiner oder gleich 1 (0,1 ≤ p ≤ 1) ist, sowie Wolframbronzen mit der stöchiometrischen Formel MrWsO3-t, worin M für ein oder mehrere Gruppen, Atome oder Metalle, gewählt aus NH4, H, Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Ba, Sr, Fe, Sn, Mo, Nb, Ta, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl steht, W Wolfram und O Sauerstoff bezeichnet und r, s, t reele Zahlen sind, die folgende Bedingungen erfüllen 1 ≤ r + s ≤ 1,5 ; 0,001 ≤ r/s ≤ 1 und 0 ≤ t ≤ 1 . According to the invention, micro- or nanoscale metal oxides are used as infrared absorbers, in particular oxides of the metal tungsten with the stoichiometric formula WO 3-p , where W denotes tungsten and O denotes oxygen and p denotes an integer greater than or equal to 0.1 and less than or equal to 1 (0.1 ≤ p ≤ 1), and tungsten bronzes having the stoichiometric formula M r W s O 3-t , wherein M is one or more groups, atoms or metals selected from NH 4 , H, Li, Na, K , Rb, Cs, Ca, Ba, Sr, Fe, Sn, Mo, Nb, Ta, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, W, Tungsten, and O Oxygen and r, s, t are real numbers satisfying the following conditions: 1 ≤ r + s ≤ 1.5; 0.001 ≦ r / s ≦ 1 and 0 ≦ t ≦ 1.

Besonders geeignete Wolframbronzen sind solche mit einer stöchiometrischen Formel gewählt aus H0,53WO3 , Na0,33WO3 , K0,33WO3 , Cs0,33WO3 , Ba0,33WO3 , Rb0,33WO3.Particularly suitable tungsten bronzes are those having a stoichiometric formula selected from H 0.53 WO 3 , Na 0.33 WO 3 , K 0.33 WO 3 , Cs 0.33 WO 3 , Ba 0.33 WO 3 , Rb 0.33 WO 3 .

Erfindungsgemäß sind Wolframoxide mit unterstöchiometrischem Sauerstoffgehalt, wie WO2,7 und Wolframbronzen mit stöchiometrischer Formel H0,53WO3 , Na0,33WO3 oder Cs0,33WO3 bevorzugt. Unter den vorstehenden Wolframverbindungen sind solche mit stöchiometrischer Formel CsuWO3 mit 0,2≤ u ≤0,5 und NaxCsyWO3 mit 0,08 ≤ x ≤ 0,14 und 0,18 ≤ y ≤ 0,26 , insbesondere Na0,11Cs0,22WO3 bevorzugt.In accordance with the invention, tungsten oxides having a substoichiometric oxygen content, such as WO 2,7 and tungsten bronzes with a stoichiometric formula H 0.53 WO 3 , Na 0.33 WO 3 or Cs 0.33 WO 3 are preferred. Among the above tungsten compounds are those having stoichiometric formula Cs u WO 3 with 0.2≤u≤0.5 and Na x Cs y WO 3 with 0.08≤x≤0.14 and 0.18≤y≤0.26 , in particular Na 0.11 Cs 0.22 WO 3 preferred.

Die vorstehenden Wolframoxide, wie WO2,7 werden in Form mikro- oder nanoskaliger Pulver mit Partikelgrößen von 10 nm bis 1 mm, 10 nm bis 500 nm sowie 10 nm bis 200 nm von verschiedenen Herstellern kommerziell angeboten. Unter anderem werden derartige Wolframoxide durch Reduktion von Ammoniumwolframat in einem Plasmareaktor hergestellt.The above tungsten oxides such as WO 2,7 are commercially available from various manufacturers in the form of micro- or nanoscale powders with particle sizes of 10 nm to 1 mm, 10 nm to 500 nm and 10 nm to 200 nm. Among other things, such tungsten oxides are produced by reduction of ammonium tungstate in a plasma reactor.

In ähnlicher Weise können die vorstehenden Wolframbronzen, wie Na0,11Cs0,22WO3 durch Erhitzung, Trocknung und Mahlung wässriger Lösungen von Ammoniumwolframaten und metallischen Salzen auf Temperaturen im Bereich von 300 bis 800 °C erzeugt werden (siehe K. Moon, J. Cho, Y. Lee, P. J. Yoo, C. W. Bark, J. Park, Near Infrared Shielding Properties of Quaternary Tungsten Bronze Nanoparticle Na0,11Cs0,22WO3 , Bull. Korean Chem. Soc. 2013, 34, 3, 731 ).Similarly, the above tungsten bronzes, such as Na 0.11 Cs 0.22 WO 3 can be produced by heating, drying and grinding aqueous solutions of ammonium tungstates and metallic salts to temperatures in the range of 300 to 800 ° C (see K. Moon, J. Cho, Y. Lee, PJ Yoo, CW Bark, J. Park, Near Infrared Shielding Properties of Quaternary Tungsten Bronze Nanoparticle Na 0.11 Cs 0.22 WO 3 , Bull. Korean Chem. Soc. 2013, 34, 3, 731 ).

Zweckmäßig werden die vorstehenden Wolframoxide oder Wolframbronzen in der laseraktiven Lage in einer Konzentration von 0,01 bis 3,0 Gew.-%, bezogen das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der laseraktiven Lage, eingesetzt.Suitably, the above tungsten oxides or tungsten bronzes are used in the laser-active layer in a concentration of 0.01 to 3.0 wt .-%, based on the total weight of the polymer material of the laser-active layer.

Erfindungsgemäß werden als Infrarotabsorber zudem Cyanin-Verbindungen, Merocyanin-Verbindungen, Benzen-Äthiol-Metallkomplexe, Mercapto-Phenol-Metallkomplexe, aromatische Di-Amin-Metallkomplexe, Iminium-Verbindungen, Di-Iminium-Verbindungen, Amin-Verbindungen, Nickel-Metallkomplexe, Phthalocyanin-Verbindungen, Anthrachinon-Verbindungen, Naphthalo-Cyanin-Verbindungen oder Metall-Napththalo-Cyanin-Verbindungen eingesetzt. Sofern der Infrarotabsorber eine metall-organische Verbindung ist, sind als Metall insbesondere gering toxisches Vanadium, Aluminium, Titan sowie alternativ Silane vorgesehen.Cyanine compounds, merocyanine compounds, benzene-ethiol-metal complexes, mercapto-phenol-metal complexes, aromatic di-amine-metal complexes, iminium compounds, di-iminium compounds, amine compounds, nickel-metal complexes, are also used according to the invention as infrared absorbers. Phthalocyanine compounds, anthraquinone compounds, naphthalene-cyanine compounds or metal-naphthalo-cyanine compounds used. If the infrared absorber is a metal-organic compound, the metal used is in particular low-toxic vanadium, aluminum, titanium and, alternatively, silanes.

Die als Infrarotabsorber verwandten Cyanin-Verbindungen haben insbesondere die allgemeine Strukturformel (R1N)-[CH=CH]nCH=(N+R1) ↔ (R1N+)=CH[CH=CH]n-(NR1) mit 2 ≤ n ≤ 5, worin (R1N) und (R1N+) eine Stickstoff-haltige heterozyklische Gruppe, wie beispielsweise Imidazol, Pyridin, Pyrrol, Chinon oder Thiazol repräsentieren und die Polyenkette CH[CH=CH]n zur Stabilisierung gegebenfalls ein aromatisches Ringsystem enthält.In particular, the cyanine compounds related to infrared absorbers have the general structural formula (R 1 N) - [CH =CH] n CH = (N + R 1 ) ↔ (R 1 N + ) = CH [CH = CH] n - (NR 1 ) with 2 ≤ n ≤ 5, wherein (R 1 N) and (R 1 N + ) represent a nitrogen-containing heterocyclic group such as imidazole, pyridine, pyrrole, quinone or thiazole and the polyene chain CH [CH = CH] n for stabilization optionally contains an aromatic ring system.

Erfindungsgemäß als Infrarotabsorber eingesetzte Cyanin-Verbindungen haben unter anderem eine der Strukturformeln IVa, IVb, Ivc, IVd oder IVe

Figure DE102015002371B4_0042
Figure DE102015002371B4_0043
Figure DE102015002371B4_0044
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Figure DE102015002371B4_0046
worin X- ein Anion bezeichnet, wie beispielsweise I- (Jod) oder ClO4 - (Perchlorat).Cyanine compounds used according to the invention as infrared absorbers have inter alia one of the structural formulas IVa, IVb, Ivc, IVd or IVe
Figure DE102015002371B4_0042
Figure DE102015002371B4_0043
Figure DE102015002371B4_0044
Figure DE102015002371B4_0045
Figure DE102015002371B4_0046
wherein X - denotes an anion, such as I - (iodine) or ClO 4 - (perchlorate).

Die als Infrarotabsorber verwandten Squarylium- und Croconium-Verbindungen haben insbesondere die Strukturformel Vb, respektive VIc, VId oder VIe

Figure DE102015002371B4_0047
Figure DE102015002371B4_0048
Figure DE102015002371B4_0049
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wobei wobei R’ und R” unabhängig voneinander für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Acyl-Rest und X für O (Sauerstoff), S (Schwefel), Se (Selen) oder Te (Tellur) steht.The squarylium and croconium compounds, which are related as infrared absorbers, have in particular the structural formula Vb, respectively VIc, VId or VIe
Figure DE102015002371B4_0047
Figure DE102015002371B4_0048
Figure DE102015002371B4_0049
Figure DE102015002371B4_0050
wherein R 'and R "independently represent hydrogen, an alkyl or acyl radical and X represents O (oxygen), S (sulfur), Se (selenium) or Te (tellurium).

Als Infrarotabsorber eingesetzte metallorganische Verbindungen sind insbesondere solche mit der Strukturformel IXa, IXb oder IXc

Figure DE102015002371B4_0051
Figure DE102015002371B4_0052
Figure DE102015002371B4_0053
wobei M ein Metall, wie Nickel, Kobalt oder Platin ist; X Schwefel oder Sauerstoff bezeichnet; R = H, R = CH3 oder R = OCH3 und R4 eine Alkylgruppe, insbesondere eine tert-Butylgruppe ist.Organometallic compounds used as infrared absorbers are, in particular, those having the structural formula IXa, IXb or IXc
Figure DE102015002371B4_0051
Figure DE102015002371B4_0052
Figure DE102015002371B4_0053
wherein M is a metal such as nickel, cobalt or platinum; X denotes sulfur or oxygen; R = H, R = CH 3 or R = OCH 3 and R 4 is an alkyl group, in particular a tert-butyl group.

Phthalocyanine, Metallsalze der Phthalocyanine und davon abgeleitete, Benzolringe umfassende Verbindungen, wie insbesondere eine Verbindung mit der Strukturformel XI bilden eine weitere, erfindungsgemäß eingesetzte Gruppe von Infrarotabsorbern

Figure DE102015002371B4_0054
worin M(II) ein zweiwertiges Metall, wie Kupfer oder Kobalt bezeichnet.Phthalocyanines, metal salts of phthalocyanines and compounds derived therefrom comprising benzene rings, in particular a compound having the structural formula XI, form a further group of infrared absorbers used according to the invention
Figure DE102015002371B4_0054
wherein M (II) denotes a divalent metal such as copper or cobalt.

Als Infrarotabsorber werden ebenso Chinone, insbesondere mit der Strukturformel Xa, Xb, Xc oder Xd verwendet

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Figure DE102015002371B4_0056
Quinones, in particular having the structural formula Xa, Xb, Xc or Xd, are also used as infrared absorbers
Figure DE102015002371B4_0055
Figure DE102015002371B4_0056

Ein weiterer im Rahmen der Erfindung vorgesehener Infrarotabsorber enthält Poly-3,4-ethylen-dioxythiophen (PEDOT). Insbesondere wird eine Verbindung aus Poly-3,4-ethylendioxy-thiophen und Polystyrolsulfonsäure eingesetzt, die kommerziell von der Bayer AG unter der Produktbezeichnung Baytron® P angeboten wird.Another provided in the invention infrared absorber contains poly-3,4-ethylene-dioxythiophene (PEDOT). In particular, a compound of poly-3,4-ethylenedioxy-thiophene and polystyrene sulfonic acid is used, which is commercially available from Bayer AG under the product name Baytron ® P.

Die im Rahmen der Erfindung vorzugsweise verwandten Infrarotabsorber absorbieren elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen im Bereich von 730 bis 2500 nm. Besonders bevorzugt sind Infrarotabsorber, die im sichtbaren Wellenlängenbereich von 380 bis 780 nm eine geringe Absorption aufweisen und im Wesentlichen farblos sind. Unter anderem werden als Infrarotabsorber Verbindungen der nachfolgend beschriebenen Art eingesetzt.The infrared absorbers preferably used within the scope of the invention absorb electromagnetic radiation having wavelengths in the range from 730 to 2500 nm. Infrared absorbers which have low absorption in the visible wavelength range from 380 to 780 nm and are substantially colorless are particularly preferred. Among others, compounds of the type described below are used as infrared absorbers.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVf

Figure DE102015002371B4_0057
worin X- ein Anion bezeichnet, wie beispielsweise I- (Jod). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IVf (= 2-[2-[2-chlor-3-[2-(3,3-dimethyl-1-ethyl-1,3-dihydro-benzo[e]indol-2-ylidene)ethylidene]-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl] -3,3-dimethyl-1-ethyl-3H-benzo[e]indolium X) hat als Lösung in Methanol eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 815 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc., Baie d'Urfé, Quebec, Kanada unter der Produktbezeichnung ADS815EI.A compound having the structural formula IVf
Figure DE102015002371B4_0057
wherein X - denotes an anion, such as I - (iodine). The above compound having the structural formula IVf (= 2- [2- [2-chloro-3- [2- (3,3-dimethyl-1-ethyl-1,3-dihydro-benzo [e] indol-2-ylidenes ethylidene] -1-cyclohexen-1-yl] -ethenyl] -3,3-dimethyl-1-ethyl-3H-benzo [e] indolium X) has a maximum absorption at a wavelength of 815 nm and as solution in methanol is commercially available from American Dye Source Inc., Baie d'Urfé, Quebec, Canada under the product designation ADS815EI.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVg

Figure DE102015002371B4_0058
A compound having the structural formula IVg
Figure DE102015002371B4_0058

Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IVg (= 2-[2-[2-chlor-3-[(1,3,3-trimethyl-1,3-dihydro-2H-indol-2-ylidene)-ethylidene]-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl]-1,3,3-trimethyl-3H-indolium X), worin X- ein Anion bezeichnet, wie beispielsweise I- (Jod) oder ClO4 - (Perchlorat), hat als Lösung in Methanol eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 775 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS775MI, respektive ADS775MP.The above compound having the structural formula IVg (= 2- [2- [2-chloro-3 - [(1,3,3-trimethyl-1,3-dihydro-2H-indol-2-ylidenes) ethylidenes] -1 -cyclohexen-1-yl] -ethenyl] -1,3,3-trimethyl-3H-indolium X), wherein X - is an anion , such as I - (iodine) or ClO 4 - (perchlorate), has a maximum absorption at 775 nm wavelength as a solution in methanol and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product designation ADS775MI, respectively ADS775MP.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVh

Figure DE102015002371B4_0059
A compound with the structural formula IVh
Figure DE102015002371B4_0059

Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IVh (= 2-[2-[2-chlor-3-[(3,3-dimethyl-1-propyl-1,3-dihydro-2H-indol-2-ylidene)-ethylidene]-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl]-3,3-dimethyl-1-propyl-3H-indolium X), worin X- ein Anion bezeichnet, wie beispielsweise I- (Jod) oder ClO4 - (Perchlorat), hat als Lösung in Methanol eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 780 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS775PI, respektive ADS775PP.The above compound having the structural formula IVh (= 2- [2- [2-chloro-3 - [(3,3-dimethyl-1-propyl-1,3-dihydro-2H-indol-2-ylidenes) -ethylidenes] 1-cyclohexen-1-yl] -ethenyl] -3,3-dimethyl-1-propyl-3H-indolium X), wherein X - denotes an anion, such as I - (iodine) or ClO 4 - (perchlorate) has a maximum absorption at 780 nm wavelength as a solution in methanol and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product designation ADS775PI, respectively ADS775PP.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVi

Figure DE102015002371B4_0060
worin X- ein Anion bezeichnet, wie beispielsweise ClO4 - (Perchlorat). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IVi (= 2-[2-[2-chlor-3-[(3,3-dimethyl-1-(2-hydroxyethyl)-1,3 -dihydro-2H-indol-2-ylidene)-ethylidene]-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl]-3,3-dimethyl-1-(2-hydroxyethyl)-3H-indolium X) hat als Lösung in Methanol eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 780 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS780HO.A compound with the structural formula IVi
Figure DE102015002371B4_0060
wherein X - denotes an anion, such as ClO 4 - (perchlorate). The above compound having the structural formula IVi (= 2- [2- [2-chloro-3 - [(3,3-dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -1,3-dihydro-2H-indol-2-ylidenes ) -ethylidene] -1-cyclohexen-1-yl] -ethenyl] -3,3-dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -3H-indolium X) has a maximum absorption at a wavelength of 780 nm as a solution in methanol and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product designation ADS780HO.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVj

Figure DE102015002371B4_0061
worin X- ein Anion bezeichnet, wie beispielsweise Cl- (Chlor). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IVj (= 2-[2-[3-[2-(1,3,3-trimethyl-1,3-dihydro-2H-indol-2-ylidene)-ethylidene]-2-(1-phenyl-1H-tetrazol-5-yl-sulfanyl)-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl]-1,3,3-trimethyl-3H-indolium X) hat als Lösung in Methanol eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 798 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS798SM.A compound having the structural formula IVj
Figure DE102015002371B4_0061
wherein X - denotes an anion, such as Cl - (chlorine). The above compound having the structural formula IVj (= 2- [2- [3- [2- (1,3,3-trimethyl-1,3-dihydro-2H-indol-2-ylidenes) -ethylidenes] -2- ( 1-phenyl-1H-tetrazol-5-yl-sulfanyl) -1-cyclohexen-1-yl] -ethenyl] -1,3,3-trimethyl-3H-indolium X) has maximum absorption as a solution in methanol Wavelength of 798 nm and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product designation ADS798SM.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVk

Figure DE102015002371B4_0062
worin X- ein Anion bezeichnet, wie beispielsweise CH3(C6H4)SO3 - (4-methyl-benzolsufonat). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IVk (= 2-[2-[2-(4-methyl-benzyloxy)-3-[2-(1,1,3-trimethyl-1,3-dihydro-2H-benzo[e]indol-2-ylidene)-ethylidene]-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl]-1,1,3-trimethyl-3H-benzo[e]indolium X) hat als Lösung in Methanol eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 811 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS800AT.A compound with the structural formula IVk
Figure DE102015002371B4_0062
wherein X - denotes an anion, such as CH 3 (C 6 H 4 ) SO 3 - (4-methyl-benzenesulfonate). The above compound having the structural formula IVk (= 2- [2- [2- (4-methylbenzyloxy) -3- [2- (1,1,3-trimethyl-1,3-dihydro-2H-benzo [e ] indol-2-ylidenes) -ethylidenes] -1-cyclohexen-1-yl] -ethenyl] -1,1,3-trimethyl-3H-benzo [e] indolium X) has a maximum absorption in methanol as a solution in methanol Wavelength of 811 nm and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product designation ADS800AT.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVl

Figure DE102015002371B4_0063
worin X- ein Anion bezeichnet, wie beispielsweise CH3(C6H4)SO3 (4-methyl-benzolsufonat). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IV1 (= 2-[2-[2-chlor-3-[2-(1,1,3-trimethyl-1,3-dihydro-2H-benzo[e]indol-2-ylidene)-ethylidene]-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl]-1,1,3-trimethyl-3H-benzo[e]indolium X) hat als Lösung in Methanol eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 812 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS830AT.A compound with structural formula IVI
Figure DE102015002371B4_0063
wherein X - denotes an anion, such as CH 3 (C 6 H 4 ) SO 3 (4-methyl-benzenesulfonate). The above compound having the structural formula IV1 (= 2- [2- [2-chloro-3- [2- (1,1,3-trimethyl-1,3-dihydro-2H-benzo [e] indol-2-ylidenes ) -ethylidene] -1-cyclohexen-1-yl] -ethenyl] -1,1,3-trimethyl-3H-benzo [e] indolium X) has a maximum absorption at a wavelength of 812 nm as solution in methanol commercially available from American Dye Source Inc. under the product name ADS830AT.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVm

Figure DE102015002371B4_0064
worin Z+ ein Kation bezeichnet, wie beispielsweise Na+ (Natrium). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IVm (= 2-[2-[2-chlor-3-[2-(3,3-dimethyl-1-(4-sulfobutyl)-1,3-dihydro-2H-indol-2-ylidene)-ethylidene]-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl]-3,3-dimethyl-1-(4-sulfobutyl)-1H-indolium Z) hat als Lösung in Methanol eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 782 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS780WS.A compound with the structural formula IVm
Figure DE102015002371B4_0064
wherein Z + denotes a cation, such as Na + (sodium). The above compound having the structural formula IVm (= 2- [2- [2-chloro-3- [2- (3,3-dimethyl-1- (4-sulfobutyl) -1,3-dihydro-2H-indole-2 -ylidene) -ethylidene] -1-cyclohexen-1-yl] -ethenyl] -3,3-dimethyl-1- (4-sulfobutyl) -1H-indolium Z) has a maximum absorption at a wavelength of 782 nm and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product designation ADS780WS.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVn

Figure DE102015002371B4_0065
worin Z ein Kation bezeichnet, wie beispielsweise HN(CH3)3 + (Triethylammonium). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IVn (= 2-[2-[2-chlor-3-[2-(3-(4-sulfobutyl)-3H-benzothiazol-2-ylidene)-ethylidene]-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl]-3-(4-sulfobutyl)benzothiazonium Z) hat als Lösung in Methanol eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 803 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS795WS.A compound having the structural formula IVn
Figure DE102015002371B4_0065
wherein Z denotes a cation, such as HN (CH 3 ) 3 + (triethylammonium). The above compound having the structural formula IVn (= 2- [2- [2-chloro-3- [2- (3- (4-sulfobutyl) -3H-benzothiazol-2-ylidenes) ethylidenes] -1-cyclohexene-1 -yl] -ethenyl] -3- (4-sulfobutyl) benzothiazonium Z) has a maximum absorption at 803 nm wavelength as a solution in methanol and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product designation ADS795WS.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVo

Figure DE102015002371B4_0066
worin Z ein Kation bezeichnet, wie beispielsweise H+ (Wasserstoff). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IVo (= 2-[2-[2-chlor-3-[2-(3,3-dimethyl-1-(4-sulfobutyl)-1,3-dihydro-2H-benzo[e]indol-2-ylidene)-ethylidene]-1-cyclohexen-1-yl]-ethenyl]-3,3-dimethyl-1-(4-sulfobutyl)-3H-benzo[e]indolium Z) hat eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 819 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS830WS.A compound with the structural formula IVo
Figure DE102015002371B4_0066
wherein Z denotes a cation, such as H + (hydrogen). The above compound having the structural formula IVo (= 2- [2- [2-chloro-3- [2- (3,3-dimethyl-1- (4-sulfobutyl) -1,3-dihydro-2H-benzo [e ] indol-2-ylidenes) -ethylidenes] -1-cyclohexen-1-yl] -ethenyl] -3,3-dimethyl-1- (4-sulfobutyl) -3H-benzo [e] indolium Z) has maximum absorption at a wavelength of 819 nm and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product name ADS830WS.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVp

Figure DE102015002371B4_0067
worin Z ein Kation bezeichnet, wie beispielsweise Na+ (Natrium). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IVp (=2-[2-[2-(4-amino-phenylsulfanyl)-3-[(3,3-dimethyl-1-(4-sulfobutyl)-1,3-dihydro-2H-indol-2-ylidene)-ethylidene]-1 -cyclohexen-1 -yl] -ethenyl] -3,3-dimethyl-1-(4-sulfobutyl)-3H-indolium Z) hat eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 790 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS790WS.A compound having the structural formula IVp
Figure DE102015002371B4_0067
wherein Z denotes a cation, such as Na + (sodium). The above compound having the structural formula IVp (= 2- [2- [2- (4-amino-phenylsulfanyl) -3 - [(3,3-dimethyl-1- (4-sulfobutyl) -1,3-dihydro-2H -indol-2-ylidenes) -ethylidene] -1-cyclohexene-1-yl] -ethenyl] -3,3-dimethyl-1- (4-sulfobutyl) -3H-indolium Z) has maximum absorption at a wavelength of 790 nm and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product designation ADS790WS.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IVq

Figure DE102015002371B4_0068
worin Z ein Kation bezeichnet, wie beispielsweise Na+ (Natrium). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IVq (= 2-[7-(3,3-dimethy-1-(4-sulfobutyl)1-1,3-dihydro-2H-benzo [e] indol-2-ylidene)-1,3,5 -heptatrienyl] -3,3 -dimethyl-1 -(4-sulfobutyl)-1H-benzo [e] indolium Z) hat eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 785 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS785WS.A compound having the structural formula IVq
Figure DE102015002371B4_0068
wherein Z denotes a cation, such as Na + (sodium). The above compound having the structural formula IVq (= 2- [7- (3,3-dimethy-1- (4-sulfobutyl) -1,3,3-dihydro-2H-benzo [e] indol-2-ylidenes) -1 , 3,5-heptatrienyl] -3,3-dimethyl-1- (4-sulfobutyl) -1H-benzo [e] indolium Z) has maximum absorption at a wavelength of 785 nm and is commercially available from American Dye Source Inc under the product name ADS785WS.

Eine Verbindung mit der Strukturformel VIIIb

Figure DE102015002371B4_0069
worin X ein Anion bezeichnet, wie beispielsweise SbF6 (Antimonhexafluorid). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel VIIIb (= 4,4',4"-tris(N,N-phenyl-3-methylphenylamino)-triphenylammonium X) hat als Lösung in Methanol eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 1075 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS1075A.A compound of structural formula VIIIb
Figure DE102015002371B4_0069
wherein X denotes an anion, such as SbF 6 (antimony hexafluoride). The above compound of structural formula VIIIb (= 4,4 ', 4 "-tris (N, N-phenyl-3-methylphenylamino) -triphenylammonium X) has a maximum absorption at 1075 nm wavelength as a solution in methanol and is commercial available from American Dye Source Inc. under the product name ADS1075A.

Eine Verbindung mit der Strukturformel VIIIc

Figure DE102015002371B4_0070
worin X- ein Anion bezeichnet, wie beispielsweise ClO4 - (Perchlorat) oder SbF6 - (Antimonhexafluorid). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel VIIIc (= N,N,N',N'-tetrakis(4-dibutylaminophenyl)-p-phenylen-diiminium 2X) hat als Lösung in Aceton eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 1060 nm und ist kommerziell erhältlich von Organica Feinchemie GmbH, Wolfen, Deutschland unter der Produktbezeichnung Dye 1500.A compound of structural formula VIIIc
Figure DE102015002371B4_0070
wherein X - denotes an anion, such as ClO 4 - (perchlorate) or SbF 6 - (antimony hexafluoride). The above compound having the structural formula VIIIc (= N, N, N ', N'-tetrakis (4-dibutylaminophenyl) -p-phenylene-diiminium 2X) has a maximum absorption at a wavelength of 1060 nm as the solution in acetone commercially available from Organica Feinchemie GmbH, Wolfen, Germany under the product name Dye 1500.

Eine Verbindung mit der Strukturformel VIIId

Figure DE102015002371B4_0071
worin X- ein Anion bezeichnet, wie beispielsweise ClO4 - (Perchlorat) oder SbF6 - (Antimonhexafluorid). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel VIIId (= N,N,N',N'-tetrakis-(4-dibutylamino-phenyl)-p-benzochinon-bis-iminium 2X) hat als Lösung in Methanol eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 1060 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS1065A.A compound of structural formula VIIId
Figure DE102015002371B4_0071
wherein X - denotes an anion, such as ClO 4 - (perchlorate) or SbF 6 - (antimony hexafluoride). The above compound having the structural formula VIIId (= N, N, N ', N'-tetrakis- (4-dibutylamino-phenyl) -p-benzoquinone-bis-iminium 2X) has a maximum absorption at a wavelength of 1060 nm and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product designation ADS1065A.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IXd

Figure DE102015002371B4_0072
worin Z+ ein Kation bezeichnet, wie beispielsweise (C4H9)4N+ (Tetrabutylammonium). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IXd (= Bis(3,6-dichlor-1,2-benzol-dithiolat)-nickelat Z) hat als Lösung in Aceton eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 845 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS845MC.A compound having the structural formula IXd
Figure DE102015002371B4_0072
wherein Z + denotes a cation, such as (C 4 H 9 ) 4 N + (tetrabutylammonium). The above compound having the structural formula IXd (= bis (3,6-dichloro-1,2-benzene-dithiolate) nickelate Z) has as a solution in acetone a maximum absorption at a wavelength of 845 nm and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product designation ADS845MC.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IXe

Figure DE102015002371B4_0073
worin Z+ ein Kation bezeichnet, wie beispielsweise (C4H9)4N+ (Tetrabutylammonium). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IXe (= bis(3,4,6-trichlor-1,2-benzol-dithiolat)-nickelat Z) hat als Lösung in Aceton eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 865 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS870MC.A compound with the structural formula IXe
Figure DE102015002371B4_0073
wherein Z + denotes a cation, such as (C 4 H 9 ) 4 N + (tetrabutylammonium). The above compound having the structural formula IXe (= bis (3,4,6-trichloro-1,2-benzene-dithiolate) nickelate Z) has a maximum absorption at a wavelength of 865 nm as a solution in acetone and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product name ADS870MC.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IXf

Figure DE102015002371B4_0074
worin Z+ ein Kation bezeichnet, wie beispielsweise (C4H9)4N+ (Tetrabutylammonium). Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IXf (= bis(4-methyl-1,2-benzoldithiolat)-nickelat Z) hat als Lösung in Aceton eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 892 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS890MC.A compound having structural formula IXf
Figure DE102015002371B4_0074
wherein Z + denotes a cation, such as (C 4 H 9 ) 4 N + (tetrabutylammonium). The above compound having the structural formula IXf (= bis (4-methyl-1,2-benzenedithiolate) nickelate Z) has a maximum absorption at a wavelength of 892 nm as a solution in acetone and is commercially available from American Dye Source Inc. at the product name ADS890MC.

Eine Verbindung mit der Strukturformel IXg

Figure DE102015002371B4_0075
A compound having the structural formula IXg
Figure DE102015002371B4_0075

Die vorstehende Verbindung mit der Strukturformel IXg (= bis(4,4'-dimethoxydithiobenzil)-nickel) hat als Lösung in Aceton eine maximale Absorption bei einer Wellenlänge von 920 nm und ist kommerziell erhältlich von American Dye Source Inc. unter der Produktbezeichnung ADS920MC.The above compound of structural formula IXg (= bis (4,4'-dimethoxydithiobenzil) nickel) has a maximum absorption at 920 nm wavelength as a solution in acetone and is commercially available from American Dye Source Inc. under the product designation ADS920MC.

Anstelle der vorstehend genannten Anionen können die Infrarotabsorber gemäß den Strukturformeln IVf, IVg, IVh, IVi, IVj, IVk, IVl, VIIIc, VIIId andere monovalente, divalente, trivalente und höherwertige Anionen enthalten, wie beispielsweise Cl- , Br-, I- , HSO4 - , HSO3 - , ½SO4 2-, ½SO3 2-, CH3SO3 - , CH3C6H4SO3 - , NO3 - , HCOO- , CH3COO- , H2PO4 -, ½HPO4 2-, SCN- , BF4 - , ClO4 - , SSO3 - , PF6 - , SbCl6 - , organische Anionen sowie Mischungen der vorstehenden Anionen.Instead of the abovementioned anions, the infrared absorbers according to the structural formulas IVf, IVg, IVh, IVi, IVj, IVk, IVI, VIIIc, VIIId may contain other monovalent, divalent, trivalent and higher-valued anions, for example Cl - , Br - , I - , HSO 4 - , HSO 3 - , ½SO 4 2- , ½SO 3 2- , CH 3 SO 3 - , CH 3 C 6 H 4 SO 3 - , NO 3 - , HCOO - , CH 3 COO - , H 2 PO 4 - , ½HPO 4 2- , SCN - , BF 4 - , ClO 4 - , SSO 3 - , PF 6 - , SbCl 6 - , organic anions and mixtures of the above anions.

Anstelle der vorstehend genannten Kationen können die Infrarotabsorber gemäß den Strukturformeln IVm, IVn, IVo, IVp, IXd, IXe, IXf, IXg andere monovalente, divalente, trivalente und höherwertige Kationen enthalten, wie beispielsweise H+, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, ½Mg2+, ½Ca2+, ½Sr2+, ½Ba2+, ⅓Al3+, NH4 +, organische Kationen sowie Mischungen der vorstehenden Anionen.Instead of the aforementioned cations, the infrared absorbers according to the structural formulas IVm, IVn, IVo, IVp, IXd, IXe, IXf, IXg may contain other monovalent, divalent, trivalent and higher valued cations, such as H + , Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + , ½Mg 2+ , ½Ca 2+ , ½Sr 2+ , ½Ba 2+ , ⅓Al 3+ , NH 4 + , organic cations and mixtures of the above anions.

Erfindungsgemäß wird als Infrarotabsorber eine der vorstehenden Verbindungen oder eine Mischung von mehreren der vorstehenden Verbindungen verwendet.According to the invention, one of the above compounds or a mixture of several of the above compounds is used as the infrared absorber.

Die Abschwächung der Intensität elektromagnetischer Strahlung der Wellenlänge λ, die in einem Medium absorbiert wird, ist durch das Lambert-Beersche Gesetz (i) beschreibbar I ( λ , z ) = I 0 ( λ ) e ε ( λ ) c z

Figure DE102015002371B4_0076
wobei I(λ , z) die Intensität der elektromagnetischen Strahlung mit Wellenlänge λ, z die im Medium durchstrahlte Weglänge, ε(λ) den wellenlängenabhängigen Absorptionskoeffizienten des durchstrahlten Mediums und c die Dichte bzw. Konzentration des Mediums bezeichnet. Für eine polymere Folie mit einer Dicke d von weniger als 1 mm, die in normaler Richtung, d. h. senkrecht zu ihrer Oberfläche durchstrahlt wird, gelten für die transmittierte und absorbierte Intensität IT(λ) und Iabs(λ) somit folgende Beziehungen (ii) und (iii) I T ( λ ) = I 0 ( λ ) e ( λ ) c d
Figure DE102015002371B4_0077
I a b s ( λ ) = I 0 ( λ ) ( 1 e ( λ ) c d )
Figure DE102015002371B4_0078
The attenuation of the intensity of electromagnetic radiation of the wavelength λ, which is absorbed in a medium, can be described by the Lambert-Beer law (i) I ( λ . z ) = I 0 ( λ ) e - ε ( λ ) c z
Figure DE102015002371B4_0076
where I (λ, z) designates the intensity of the electromagnetic radiation with wavelength λ, z the path length irradiated in the medium, ε (λ) the wavelength-dependent absorption coefficient of the irradiated medium and c the density or concentration of the medium. For a polymeric film with a thickness d of less than 1 mm, which is irradiated in the normal direction, ie perpendicular to its surface, the following relationships apply to the transmitted and absorbed intensity I T (λ) and I abs (λ) (ii ) and (iii) I T ( λ ) = I 0 ( λ ) e - ( λ ) c d
Figure DE102015002371B4_0077
I a b s ( λ ) = I 0 ( λ ) ( 1 - e - ( λ ) c d )
Figure DE102015002371B4_0078

Die absorbierte Intensität Iabs(λ) als Funktion der Absorptivität ε(λ)·c·d der Folie ist in 1 grafisch dargestellt.The absorbed intensity I abs (λ) as a function of the absorptivity ε (λ) · c · d of the film is in 1 shown graphically.

Im erfindungsgemäßen Fall einer dünnen, transparenten und schwach absorbierenden Folie, d. h. ε(λ)·c·d << 1 kann die Beziehung (iii) in guter Näherung durch ihre linearisierte Form (iv) ersetzt werden I a b s ( λ ) = I 0 ( λ ) ( λ ) c d

Figure DE102015002371B4_0079
In the case of a thin, transparent and slightly absorbing film according to the invention, ie ε (λ) · c · d << 1, the relationship (iii) can be replaced to a good approximation by its linearized form (iv) I a b s ( λ ) = I 0 ( λ ) ( λ ) c d
Figure DE102015002371B4_0079

Gemäß der Beziehung (iv) ist bei festgelegter Primärintensität I0(λ), Folienbeschaffenheit bzw. konstantem ε(λ) und Foliendicke d die in der Folie absorbierte Intensität Iabs(λ) proportional zur Konzentration c der absorbierenden Komponente(n). Die in der Folie pro Zeiteinheit Δt absorbierte Strahlungsenergie Eabs(λ) ist proportional zur absorbierten Strahlungsintensität Iabs(λ), d. h. Eabs(λ) = Iabs(λ)·Δt. Ein bestimmter Teil der in der Folie absorbierten Strahlungsenergie wird in thermische Energie umgewandelt, die eine Temperaturerhöhung sowie ggf. thermische Zersetzung und Verkohlung der Folie bewirkt. Aus der vorstehenden Betrachtung, insbesondere der Beziehung (iv) ist ersichtlich, dass die durch Absorption elektromagnetischer Strahlung in einer schwach absorbierenden Folie deponierte thermische Energie proportional zu der Konzentration c der absorbierenden Komponente ist.According to the relationship (iv), with a defined primary intensity I 0 (λ), film condition or constant ε (λ) and film thickness d, the intensity I abs (λ) absorbed in the film is proportional to the concentration c of the absorbing component (s). The radiation energy E abs (λ) absorbed in the film per unit time Δt is proportional to the absorbed radiation intensity I abs (λ), ie E abs (λ) = I abs (λ) · Δt. A certain part of the absorbed radiation energy in the film is converted into thermal energy, which causes an increase in temperature and possibly thermal decomposition and charring of the film. From the above consideration, especially the relationship (iv), it can be seen that the thermal energy deposited by absorbing electromagnetic radiation in a weakly absorbing film is proportional to the concentration c of the absorbing component.

Wird mittels elektromagnetischer Strahlung in der Folie eine ausreichende Menge an thermischer Energie deponiert, um den polymeren Werkstoff der Folie thermisch zu zersetzen und zu verkohlen, so hängt der Grad der Verkohlung von der Zusammensetzung des polymeren Werkstoffs der Folie ab. Insbesondere ist der Grad der Verkohlung proportional zu den Anteilen und Verkohlungsindizes der Komponenten, aus denen sich der polymere Werkstoff zusammensetzt. Besteht der polymere Werkstoff z. B. aus zwei Komponenten A und B mit Konzentration kA, respektive kB und Verkohlungsindex CFTA, respektive CFTB so ist für eine vorgegebene, in der Folie absorbierte Energie Eabs(λ) der Verkohlungsgrad V proportional zu kCFTA + kB·CFTB, d. h. es gilt V E abs ( λ ) ( k A C FTA + k B C FTB )

Figure DE102015002371B4_0080
V I 0 ( λ ) ε ( λ ) c d Δ t ( k A C FTA + k B C FTB )
Figure DE102015002371B4_0081
If a sufficient amount of thermal energy is deposited in the film by means of electromagnetic radiation in order to thermally decompose and carbonize the polymeric material of the film, the degree of charring depends on the composition of the polymeric material of the film. In particular, the degree of charring is proportional to the proportions and char indices of the components making up the polymeric material. Is the polymeric material z. B. from two components A and B with concentration k A , respectively k B and charring index C FTA , respectively C FTB so for a given, absorbed in the film energy E abs (λ) the degree of charring V is proportional to k A · C FTA + k B · C FTB , ie it holds V ~ e Section ( λ ) ( k A C FTA + k B C FTB )
Figure DE102015002371B4_0080
V ~ I 0 ( λ ) ε ( λ ) c d Δ t ( k A C FTA + k B C FTB )
Figure DE102015002371B4_0081

BeispieleExamples

Für Versuchszwecke wurden vier-lagige laserbeschreibbare Verbundfolien hergestellt, deren Aufbau in 2 dargestellt ist, wobei jeweils die laseraktiven Lagen 1 und 4 und die weißen Trägerlagen 2 und 3 aus Folien des gleichen Typs bestehen.For experimental purposes, four-layer laser-writable composite films were produced, the structure of which in 2 is shown, wherein each of the laser active layers 1 and 4 and the white carrier layers 2 and 3 consist of films of the same type.

Die vier Lagen 1, 2, 3, 4 werden bei einer Temperatur von 130 °C und 4 min Presszeit laminiert, um eine Verbundfolie mit dem in 2 gezeigten Aufbau zu erhalten. Die Folien für die 100 µm dicken laseraktiven Lagen 1 und 4 sowie für die 300 µm dicken weißen Trägerlagen 2 und 3 werden jeweils mittels eines Walzenkalanders hergestellt.The four layers 1, 2, 3, 4 are laminated at a temperature of 130 ° C and 4 minutes pressing time to form a composite film with the in 2 to get shown construction. The films for the 100 μm thick laser-active layers 1 and 4 and for the 300 μm thick white carrier layers 2 and 3 are each produced by means of a roll calender.

Die weiße Trägerlage ist aus einem Werkstoff mit folgender Zusammensetzung gefertigt: Tabelle 3: Zusammensetzung der weißen Trägerlage Komponente Gew.-% Cadence® Copolyester GS5, amo rp hes glykolmodifiziertes Polyethylenterephthalat, Eastman® Chemical Company 75,9 Schlagzähigkeitsadditiv auf Basis von Methylmethacrylat-Butadien-StyrolCopolymer 9,3 Epoxidiertes Sojaöl 0,3 Hochdichtes oxidiertes Polyethylen Homopolymer 0,2 Loxiol® 3591, Trennmittel auf Parafinbasis, Emery Oleochemicals Group 0,5 Prozesshilfsmittel auf Basis von Polymethylmethacrylat 2,8 Wachs 1,4 Kreide 2,3 Titandioxid 7,4 Summe 100,0 The white carrier layer is made of a material having the following composition: Table 3: Composition of the white carrier layer component Wt .-% Cadence ® copolyester GS5, amo rp hes glycol-modified polyethylene terephthalate, Eastman Chemical Company ® 75.9 Impact additive based on methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer 9.3 Epoxidized soybean oil 0.3 High density oxidized polyethylene homopolymer 0.2 Loxiol ® 3591, release agent Parafinbasis, Emery Oleochemicals Group 0.5 Process auxiliaries based on polymethylmethacrylate 2.8 wax 1.4 chalk 2.3 Titanium dioxide 7.4 total 100.0

Für die laseraktiven Lagen 1 und 4 der vierlagigen laserbeschreibbaren Verbundfolien werden insgesamt 13 Folien aus Werkstoffen unterschiedlicher Zusammensetzung hergestellt. Die Zusammensetzung der verschiedenen Folien Nr. 1-13 für die laseraktiven Lagen 1 und 4 ist in der nachfolgenden Tabelle 4 wiedergegeben. Tabelle 4: Zusammensetzung der Folien Nr. 1-13 für die laseraktiven Lagen Folie für laseraktive Lage, Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Komponenten Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Cadence® Copolyester GS5 62 37 87 62 87 62 87 62 87 62 37 87 37 Lexan® SLX 1432, Polycarbonat, Saudi Basic Industries Corporation 25 50 0 25 0 25 0 25 0 25 50 0 50 Schlagzähigkeitsadditiv auf Basis von Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Copolymer 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 Trennmittel in Form eines Masterbatches aus 77 Gew.-% Polyester und 33 Gew.-% Wachs 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Epoxidiertes Sojaöl 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Hochdichtes oxidiertes Polyethylen Homopolymer 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Loxiol® 3591 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 IR-Absorber I 0 0 0,5 0,5 0,7 0,7 0 0 0 0 0 0 0 IR-Absorber C 0 0 0 0 0 0 4 4 0 0 0 0 0 IR-Absorber S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 3 3 Summe Gewichtsteile 100,0 100,0 100,5 100,5 100,7 100,7 104,0 104,0 101,0 101,0 101,0 103,0 103,0 For the laser-active layers 1 and 4 of the four-layer laser-writable composite films, a total of 13 films are produced from materials of different compositions. The composition of the various films Nos. 1-13 for the laser active layers 1 and 4 is shown in Table 4 below. Table 4: Composition of the films no. 1-13 for the laser-active layers Film for laser active layer, no. 1 2 3 4 5 6 7 8th 9 10 11 12 13 components Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Cadence ® copolyester GS5 62 37 87 62 87 62 87 62 87 62 37 87 37 Lexan ® SLX 1432, polycarbonate, Saudi Basic Industries Corporation 25 50 0 25 0 25 0 25 0 25 50 0 50 Impact additive based on methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer 8th 8th 8th 8th 8th 8th 8th 8th 8th 8th 8th 8th 8th Release agent in the form of a masterbatch of 77% by weight of polyester and 33% by weight of wax 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Epoxidized soybean oil 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 High density oxidized polyethylene homopolymer 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Loxiol ® 3591 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 IR absorber I 0 0 0.5 0.5 0.7 0.7 0 0 0 0 0 0 0 IR absorber C 0 0 0 0 0 0 4 4 0 0 0 0 0 IR absorber S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 3 3 Total parts by weight 100.0 100.0 100.5 100.5 100.7 100.7 104.0 104.0 101.0 101.0 101.0 103.0 103.0

Der IR-Absorber des Typs „I“ besteht aus mikroskaligen Glimmerpartikeln, die mit einer Schicht aus Antimon-dotiertem Zinnoxid (SnO2:Sb) ausgestattet sind. Bei dem IR-Absorber des Typs „C“ handelt es sich um mikroskalige Pigmentpartikel mit einem Kern aus Polycarbonat und einer Schale aus mit Maleinsäureanhyrid kompatibilisiertem Polyethylen und Polypropylen, wobei der Kern Antimontrioxid (Sb2O3) enthält. Der IR-Absorber des Typs „S“ besteht aus mikroskaligen Partikeln aus einem polymeren Werkstoff, der als Hauptkomponente Polycarbonat und als infrarotabsorbierendes Additiv Ruß enthält.The "I" type IR absorber consists of microscale mica particles coated with a layer of antimony-doped tin oxide (SnO 2 : Sb). The "C" type of IR absorber is a microsphere pigment particle having a polycarbonate core and a shell of maleic anhydride compatibilized polyethylene and polypropylene, the core containing antimony trioxide (Sb 2 O 3 ). The type "S" IR absorber consists of micro-scale particles of a polymeric material containing as its main component polycarbonate and as an infrared-absorbing additive carbon black.

Aus der Folie für die weißen Trägerlagen 2 und 3 und jeder der 13 verschiedenen Folien Nr. 1-13 für die laseraktiven Lagen 1 und 4 gemäß der Tabelle 4 wird eine vierlagige laserbeschreibbare Verbundfolie mit dem in 2 gezeigten Aufbau laminiert. From the film for the white support layers 2 and 3 and each of the 13 different films No. 1-13 for the laser active layers 1 and 4 according to Table 4, a four-layer laser-writing composite film with the in 2 laminated structure shown.

Jede der derart hergestellten 13 verschiedenen Verbundfolien wird mittels eines mit 15 kHz gepulsten und Strahlung der Wellenlänge 1064 nm emittierenden Nd-YAG-Beschriftungslasersystems der Firma Rofin mit einem Testmuster der in 3 dargestellten Art beschriftet.Each of the 13 different composite films produced in this way is tested using a 15 kHz pulsed Nd-YAG labeling laser system of the Rofin company emitting a 1064 nm wavelength radiation with a test pattern of the type described in US Pat 3 labeled type.

Das in 3 wiedergegebene Laserbeschriftungsmuster umfasst 12 Felder, die jeweils eine Fläche von 10 mm × 8 mm aufweisen und mit unterschiedlichen Betriebsparametern des Nd-YAG-Beschriftungslasersystems beschriftet werden. Die 12 Felder sind in der in 4 gezeigten Weise nummeriert.This in 3 The laser marking pattern reproduced comprises 12 arrays, each having an area of 10 mm × 8 mm and being labeled with different operating parameters of the Nd-YAG marking laser system. The 12 fields are in the in 4 Numbered as shown.

Die Betriebsparameter des Nd-YAG-Beschriftungslasersystems für die Beschriftung der Felder 1-12 sind nachfolgend in Tabelle 5 wiedergegeben. Tabelle 5: Betriebsparameter des Nd-YAG-Laserbeschriftungssystems Feld Nr. Schreibraster [dpi] Interleave-Modus 1 400 y = 2, x = 1 2 450 y = 2, x = 1 3 500 y = 2, x = 1 4 400 unidirektional 5 450 unidirektional 6 500 unidirektional 7 400 y = 2, x = 1 8 450 y = 2, x = 1 9 500 y = 2, x = 1 10 400 unidirektional 11 450 unidirektional 12 500 unidirektional The operating parameters of the Nd-YAG labeling laser system for labeling the fields 1-12 are shown in Table 5 below. Table 5: Operating parameters of the Nd-YAG laser marking system Field no. Writing grid [dpi] Interleave mode 1 400 y = 2, x = 1 2 450 y = 2, x = 1 3 500 y = 2, x = 1 4 400 unidirectional 5 450 unidirectional 6 500 unidirectional 7 400 y = 2, x = 1 8th 450 y = 2, x = 1 9 500 y = 2, x = 1 10 400 unidirectional 11 450 unidirectional 12 500 unidirectional

Der Schwärzungsgrad der Felder Nr. 1-12 des Laserbeschriftungsmuster jeder der 13 hergestellten laserbeschreibbaren Verbundfolien 1-13 wird mit einem Densitometer gemäß DIN 16536 und ISO 5 im Reflexions- bzw. Remissionsmodus gemessen. In der vorliegenden Erfindung wird für die densitometrische Messung des Schwärzungsgrades ein Gerät des Typs RT 120 der Firma Techkon GmbH verwendet. Der Schwärzungsgrad bzw. der optische Dichtewert D wird gemäß der Beziehung D = lg(1/R) aus dem Remissionswert R berechnet. Nach dieser Beziehung ergeben hohe Remissionswerte niedrige Dichtewerte und umgekehrt. Die Basisdichte D0 = 0 ist auf die Remission R0 der Folie für die weißen Trägerlagen 2 und 3 bezogen. Dementsprechend wird die an der Folie für die weißen Trägerlagen 2 und 3 gemessene Remission auf R0 = 1 festgelegt bzw. das densitometrische Meßgerät - vorliegend ein Gerät des Typs RT 120 - entsprechend kalibriert.The blackening degree of the fields No. 1-12 of the laser inscription pattern of each of the 13 prepared laser-writing composite films 1-13 is measured by a densitometer according to FIG DIN 16536 and ISO 5 Measured in the reflection or remission mode. In the present invention, a device of the type RT 120 from Techkon GmbH is used for the densitometric measurement of the degree of blackening. The density degree D is calculated from the remission value R according to the relationship D = Ig (1 / R). By this relationship, high reflectance values give low density values and vice versa. The base density D 0 = 0 is based on the remission R 0 of the film for the white carrier layers 2 and 3. Accordingly, the remission measured on the film for the white carrier layers 2 and 3 is set to R 0 = 1 or the densitometric measuring device - in the present case a device of the RT 120 type - is calibrated accordingly.

Zusätzlich zu den Feldern Nr. 1-12 des Laserbeschriftungsmusters wird in gleicher Weise eine densitometrische Messung an einem unbeschrifteteten Bereich der laserbeschreibbaren Verbundfolien durchgeführt, um den Schwärzungsgrad bzw. die Trübung der laseraktiven Lage 1 oder 4 zu bestimmen. Die entsprechenden densitomterischen Messwerte sind nachfolgend mit dem Vermerk „Overlay“ gekennzeichnet und analog zu den Feldern Nr. 1-12 auf den an der Folie für die weißen Trägerlagen 2 und 3 gemessenen Remissionswert R0 = 1 bezogen.In addition to the fields Nos. 1-12 of the laser marking pattern, densitometric measurement is also performed on an unlabelled area of the laser recordable composite sheets to determine the degree of blackening or haze of the laser active sheet 1 or 4, respectively. The corresponding densitometric measured values are subsequently marked with the note "Overlay" and, analogous to the fields No. 1-12, refer to the remission value R 0 = 1 measured on the film for the white carrier layers 2 and 3.

In der nachfolgenden Tabelle 6 sind die densitometrisch gemessenen Schwärzungsgrade bzw. optischen Dichtewerte für die Felder Nr. 6 und 9, ein Feld mit maximalem Dichtewert sowie einen nichtbeschriebenen „Overlay“-Bereich jeder der 13 hergestellten laserbeschreibaren Verbundfolien wiedergegeben. Tabelle 6: Gemessene Schwärzungsgrade (optische Dichten D) Verbundfolie Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Overlay 0,11 0,13 0,15 0,13 0,16 0,14 0,11 0,11 0,15 0,13 0,16 0,26 0,20 Feld Nr. 3 0,42 0,45 0,77 0,87 0,78 0,87 0,92 0,97 0,63 0,56 0,52 0,87 0,79 Feld Nr. 9 0,37 0,39 0,63 0,70 0,64 0,75 0,86 0,83 0,56 0,84 0,59 0,81 1,10 Feld mit maximalem Schwärzungsgrad 0,42 0,45 0,77 0,89 0,78 0,91 0,92 0,97 0,63 0,91 1,14 0,87 1,29 Gew.-Teile Copolyester in laseraktiver Lage 62 37 87 62 87 62 87 62 87 62 37 87 37 Gew.-Teile Polycarbonat in laseraktiver Lage 25 50 0 25 0 25 0 25 0 25 50 0 50 Infrarot-Absorber in laseraktiver Lage - - I I I I C C S S S S S Gew.-Teile Infrarot-Absorber - - 0,5 0,5 0,7 0,7 4,0 4,0 1,0 1,0 1,0 3,0 3,0 Table 6 below shows densitometrically measured densities and optical density values for fields Nos. 6 and 9, a maximum density field, and an unspecified "overlay" region of each of the 13 laser-inscribed composite films produced. Table 6: Measured degrees of blackening (optical densities D) Composite foil no. 1 2 3 4 5 6 7 8th 9 10 11 12 13 overlay 0.11 0.13 0.15 0.13 0.16 0.14 0.11 0.11 0.15 0.13 0.16 0.26 0.20 Field no. 3 0.42 0.45 0.77 0.87 0.78 0.87 0.92 0.97 0.63 0.56 0.52 0.87 0.79 Field No. 9 0.37 0.39 0.63 0.70 0.64 0.75 0.86 0.83 0.56 0.84 0.59 0.81 1.10 Field with maximum blackness 0.42 0.45 0.77 0.89 0.78 0.91 0.92 0.97 0.63 0.91 1.14 0.87 1.29 Parts by weight of copolyester in laser-active position 62 37 87 62 87 62 87 62 87 62 37 87 37 Parts by weight of polycarbonate in laser-active position 25 50 0 25 0 25 0 25 0 25 50 0 50 Infrared absorber in laser-active position - - I I I I C C S S S S S Parts by weight infrared absorber - - 0.5 0.5 0.7 0.7 4.0 4.0 1.0 1.0 1.0 3.0 3.0

In Bezug auf den Typ und die Gewichtsteile des in der laseraktiven Lage enthaltenen Infrarot-Absorbers werden die 13 Verbundfolien sechs Gruppen zugeordnet Tabelle 7: Gruppierung der Verbundfolien Gruppe Verbundfolie Nr. 1 1,2 2 3,4 3 5,6 4 7,8 5 9, 10, 11 6 12, 13 With regard to the type and parts by weight of the infrared absorber contained in the laser-active layer, the 13 composite films are assigned to six groups. Table 7: Grouping of the composite films group Composite foil no. 1 1.2 2 3.4 3 5.6 4 7.8 5 9, 10, 11 6 12, 13

Da Polyester und Polycarbonat die von dem Nd-YAG-Laserbeschriftungssystem emittierte Infrarotstrahlung mit Wellenlänge 1064 nm nur schwach absorbieren ist die durch Absorption in der 100 µm dünnen laseraktiven Lage deponierte Wärmeenergie primär durch die Beschaffenheit und die Konzentration bzw. die Gewichtsteile des Infrarot-Absorbers bestimmt. Dementsprechend wird beim Beschriften der Verbundfolien Nr. 1-13 in den jeweils zu einer der Gruppen 1-6 gehörigen Verbundfolien in etwa die gleiche thermische Energie in der laseraktiven Lage bzw. in den Beschriftungsfeldern 1-12 deponiert.Since polyester and polycarbonate only weakly absorb the infrared radiation emitted by the Nd-YAG laser marking system with a wavelength of 1064 nm, the thermal energy deposited by absorption in the 100 μm thin laser-active layer is determined primarily by the nature and the concentration or the parts by weight of the infrared absorber , Accordingly, when labeling the composite films Nos. 1-13 in the respective composite films belonging to one of the groups 1-6, approximately the same thermal energy is deposited in the laser-active layer or in the labeling fields 1-12.

Bei gleicher in der laseraktiven Lage bzw. in den Beschriftungsfeldern 1-12 deponierter thermischer Energie hängt der Verkohlungsgrad allein von dem Gehalt an Copolyester und Polycarbonat und den zugehörigen Verkohlungsindizes CFT ab (siehe vorstehende qualitative Gleichung (vi) ).With the same thermal energy deposited in the laser-active layer or in the labeling fields 1-12, the degree of charring depends solely on the content of copolyester and polycarbonate and the associated charring indices C FT (see qualitative equation (vi) above).

Je höher der Verkohlungsgrad der laseraktiven Lage ist, desto stärker wird auf die Verbundfolie einfallendes und von der weißen Trägerlage reflektiertes sichtbares Licht auf seinem optischen Hin- und Rückweg durch die laseraktive Lage abgeschwächt. Dementsprechend ist die optische Remission in etwa umgekehrt proportional zum Verkohlungsgrad der laseraktiven Lage. Unter Beachtung dieses Zusammenhangs und der vorstehenden Beziehung (vi) können die in der Tabelle 6 wiedergegebenen densitometrischen Messwerte D bzw. die zugehörigen Remissionswerte R für Verbundfolien in jeder der Gruppen 1-6 miteinander verglichen werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die densitometrischen Messwerte D und die Remissionswerte logarithmisch verknüpft sind gemäß der Beziehung D = lg(1/R) bzw. 1/R = 10D.The higher the degree of charring of the laser-active layer, the more the visible light incident on the composite foil and reflected by the white carrier layer is attenuated on its optical way back and forth through the laser-active layer. Accordingly, the optical remission is approximately inversely proportional to the degree of charring of the laser-active layer. Considering this relationship and the above relationship (vi), the densitometric data D shown in Table 6 and the associated remission values R for composite films in each of Groups 1-6 can be compared with each other. It should be noted that the densitometric measurements D and the reflectance values are logarithmically linked according to the relationship D = lg (1 / R) and 1 / R = 10 D, respectively.

Bei dem in der laseraktiven Lage der Verbundfolien 1-13 verwandten Copolyester handelt es sich um glykolmodifiziertes Polyethylenterephthalat (PETG). Dementsprechend wird für den Copolyester ein Verkohlungsindex CFT = 1,25 angenommen (siehe Tabelle 2). Für das in der laseraktiven Lage der Verbundfolien 1-13 verwandte Polycarbonat gilt CFT = 5. Gemäß den Gewichtsteilen von Copolyester und Polycarbonat ergeben sich folgende Verkohlungsindizes in willkürlichen und relativen Einheiten: Tabelle 8: Verkohlungsindizes der laseraktiven Lage Gew.-Teile Copolyester 87 62 37 Gew.-Teile Polycarbonat 0 25 50 CFT [willk. Einheiten] 87×1,25 = 108,75 62×1,25 + 25×5 = 202,5 37×1,25 + 50×5 = 296,25 CFT [relative Einheiten] 1 1,9 2,7 The copolyester used in the laser active layer of the composite films 1-13 is glycol-modified polyethylene terephthalate (PETG). Accordingly, a char index C FT = 1.25 is assumed for the copolyester (see Table 2). For the polycarbonate used in the laser active layer of composite films 1-13, C FT = 5. According to the parts by weight of copolyester and polycarbonate, the following char indices result in arbitrary and relative units: Table 8: Charring indices of the laser active layer Parts by weight of copolyester 87 62 37 Parts by weight polycarbonate 0 25 50 C FT [willk. Units] 87 × 1.25 = 108.75 62 × 1.25 + 25 × 5 = 202.5 37 × 1.25 + 50 × 5 = 296.25 C FT [relative units] 1 1.9 2.7

In der nachfolgenden Tabelle 9 sind für die Felder Nr. 3 und Nr. 9 der Verbundfolien 3-13 die reziproken Remissionswerte 1/R und Verkohlungsindizes CFT in relativen Einheietn gegenübergestellt. Tabelle 9: Remissionswerte und Verkohlungsindizes Verbundfolie Nr. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 reziproker Remissionswert (1/R) Feld Nr. 3 5,9 7,4 6,0 7,4 8,3 9,3 4,3 3,6 3,3 7,4 6,2 relative Werte (1/R) Feld Nr. 3 1 1,3 1 1,2 1 1,1 1 0,8 0,8 1 0,8 reziproker Remissionswert (1/R) Feld Nr. 9 4,3 5,0 4,4 5,6 7,2 6,8 3,6 6,9 3,9 6,5 12,6 relative Werte (1/R) Feld Nr. 9 1 1,2 1 1,3 1 0,9 1 1,9 1,1 1 1,9 CFT [relative Einheiten] 1 1,9 1 1,9 1 1,9 1 1,9 2,7 1 2,7 Table 9 below shows the reciprocal remission values 1 / R and charring indices C FT in relative units for the fields No. 3 and No. 9 of the composite films 3-13. Table 9: Remission values and charring indices Composite foil no. 3 4 5 6 7 8th 9 10 11 12 13 reciprocal remission value (1 / R) field no. 3 5.9 7.4 6.0 7.4 8.3 9.3 4.3 3.6 3.3 7.4 6.2 relative values (1 / R) field no. 3 1 1.3 1 1.2 1 1.1 1 0.8 0.8 1 0.8 reciprocal remission value (1 / R) field no. 9 4.3 5.0 4.4 5.6 7.2 6.8 3.6 6.9 3.9 6.5 12.6 relative values (1 / R) field no. 9 1 1.2 1 1.3 1 0.9 1 1.9 1.1 1 1.9 C FT [relative units] 1 1.9 1 1.9 1 1.9 1 1.9 2.7 1 2.7

Claims (15)

Ein- oder mehrlagige Folie mit mindestens einer laseraktiven Lage aus einem polymeren Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der laseraktiven Lage aus - 35 bis 80 Gew.-% Polyester; - 10 bis 65 Gew.-% eines Polymers mit einem Verkohlungsindex (Char Forming Tendency) von größer 1,9 und 0,5 bis 20 Gew.-% eines Verkohlungsadditivs; - 0 bis 1 Gew.-% Umesterungskatalysator; - 0,005 bis 10 Gew.-% eines Infrarotabsorbers für Wellenlängen von größer 780 nm; und - 1 bis 20 Gew.-% weiteren Additiven, gewählt aus Farbpigmenten, thermischen Stabilisatoren, polymeren Modifikatoren, Prozesshilfsstoffen und Mischungen davon; besteht, wobei die Gewichtsanteile auf das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der laseraktiven Lage bezogen sind und in Summe 100 Gew.-% betragen und das Verkohlungsadditiv gewählt ist aus Aluminiumphosphinat Al(H2PO2)3, Aluminiumisobutylphosphinat (CH3)2CH-Al(H2PO2)2, Tris(2-hydroxyethyl)-1,3,5-triazintrion, organischen halogenfreien Oxyimiden, enthaltend mindestens ein Strukturelement der Formel IIIa
Figure DE102015002371B4_0082
oder Mischungen der vorstehenden Verbindungen.
Single or multilayer film with at least one laser-active layer of a polymeric material, characterized in that the material of the laser-active layer of - 35 to 80 wt .-% polyester; 10 to 65% by weight of a char forming tendency polymer of greater than 1.9 and 0.5 to 20% by weight of a char additive; 0 to 1% by weight of transesterification catalyst; 0.005 to 10% by weight of an infrared absorber for wavelengths greater than 780 nm; and from 1 to 20% by weight of other additives selected from color pigments, thermal stabilizers, polymeric modifiers, process aids and mixtures thereof; wherein the weight proportions are based on the total weight of the polymer material of the laser-active layer and total 100 wt .-% and the char additive is selected from aluminum phosphinate Al (H 2 PO 2 ) 3 , aluminum isobutylphosphinate (CH 3 ) 2 CH-Al (H 2 PO 2 ) 2 , tris (2-hydroxyethyl) -1,3,5-triazinetrione, organic halogen-free oxyimides containing at least one structural element of the formula IIIa
Figure DE102015002371B4_0082
or mixtures of the above compounds.
Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer mit einem Verkohlungsindex von größer 1,9 gewählt ist aus Polycarbonat, Polyimid, Polyetheretherketon, Polyethylennaphthalat oder einer Mischung der vorstehenden Polymere. Slide after Claim 1 , characterized in that the polymer having a char index of greater than 1.9 is selected from polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethylene naphthalate or a mixture of the above polymers. Folie nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Umesterungskatalysator gewählt ist aus Calciumacetat, Magnesiumacetat, Zinkacetat, Titantetrabutanolat, Lanthan(III)-acetylacetonat, Kobalt(II)-acetylacetonat, Bleiacetat, Hydraten der vorstehenden Verbindungen und Mischungen der vorstehenden Verbindungen und deren Hydraten.Slide after Claim 1 . 2 or 3 characterized in that the transesterification catalyst is selected from calcium acetate, magnesium acetate, zinc acetate, titanium tetrabutoxide, lanthanum (III) acetylacetonate, cobalt (II) acetylacetonate, lead acetate, hydrates of the above compounds and mixtures of the above compounds and their hydrates. Folie nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotabsorber gewählt ist aus - mikro- oder nanoskaligem Rußpigment (Carbon black); - Metalloxiden, Nickeloxid, Zinnoxid, Antimon-dotiertem Zinnoxid (SnO2:Sb), Titanoxid, Indiumzinnoxid (ITO), Antimonoxid (Sb2O3) und Mischungen davon, wobei das Metalloxid vorzugsweise nanoskalig ist und/oder auf einem mikro- oder nanoskaligen mineralischen Träger, insbesondere mikro- oder nanoskaligem Bentonit oder Glimmer fixiert und/oder in mikroskaligen Partikeln aus einem polymeren Werkstoff dispergiert ist; - Aluminium-haltigem Pigment mit einem metallischen Kern mit einem Anteil an elementarem Aluminium von größer oder gleich 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des metallischen Kerns, wobei die Aluminium-haltigen Pigmentpartikel einen medianen Durchmesser d50 zwischen 0,5 und 25 µm aufweisen; - organischen Polymethin-Farbstoffen, insbesondere organischen Cyanin-Farbstoffen mit der allgemeinen Strukturformel (R1N)-[CH=CH]nCH=(N+R1) ↔ (R1N+)=CH[CH=CH]n-(NR1) mit 2 ≤ n ≤ 5 , worin (R1N) und (N+R1) eine Stickstoff-haltige heterozyklische Gruppe, wie Imidazol, Pyridin, Pyrrol, Chinon oder Thiazol repräsentieren und die Polyenkette CH[CH=CH]n zur Stabilisierung gegebenfalls ein aromatisches Ringsystem enthält; - Metallphosphaten, Kupfer(II)-hydroxid-phosphat, ; - Phthalocyanin-, Dithiolan- oder Oxathiolan-Komplexen der Metalle Co, Cr, Cu, Fe, Ni, Pt oder Vandiumoxid (VO); - Naphthachinonen und Anthrachinonen, die Benzothiazol-Gruppen enthalten; - Squarylium-Farbstoffen, insbesondere Verbindungen mit der Strukturformel Va
Figure DE102015002371B4_0083
worin R2 ein aromatisches Ringsystem und (NR3) bzw. (N+R3) Stickstoff-haltige Gruppen repräsentieren; - Croconium-Farbstoffen, insbesondere Verbindungen mit der Strukturformel VIa oder VIb
Figure DE102015002371B4_0084
worin R4 ein aromatisches Ringsystem und (NR5) bzw. (N+R5) Stickstoff-haltige Gruppen repräsentieren; - Triphenylmethan-Farbstoffen, insbesondere Verbindungen mit der Strukturformel VIIa oder VIIb
Figure DE102015002371B4_0085
- Salzen des Iminium-Kations, insbesondere einer Verbindung mit der Strukturformel VIIIa
Figure DE102015002371B4_0086
worin X- ein Anion bezeichnet, wie ClO4 - (Perchlorat) oder SbF6 - (Antimonhexafluorid); - Salzen des Diiminium-Kations, insbesondere Verbindungen mit der Strukturformel VIIIc (= N,N,N',N'-tetrakis(4-dibutylaminophenyl)-p-phenylen-diiminium 2X)
Figure DE102015002371B4_0087
worin X- ein Anion bezeichnet, wie ClO4 - (Perchlorat) oder SbF6 - (Antimonhexafluorid); - Poly-3,4-ethylendioxythiophen (PEDOT), insbesondere einer Verbindung aus Poly-3,4-ethylendioxythiophen und Polystyrolsulfonsäure; oder Mischungen der vorstehenden Stoffe.
Slide after Claim 1 . 2 . 3 or 4 , characterized in that the infrared absorber is selected from - micro- or nanoscale carbon black pigment (carbon black); - Metalloxiden, nickel oxide, tin oxide, antimony-doped tin oxide (SnO 2 : Sb), titanium oxide, indium tin oxide (ITO), antimony oxide (Sb 2 O 3 ) and mixtures thereof, wherein the metal oxide is preferably nanoscale and / or on a micro- or nanoscale mineral carrier, in particular micro- or nanoscale bentonite or mica fixed and / or dispersed in micro-scale particles of a polymeric material; Aluminum-containing pigment having a metallic core with a content of elemental aluminum greater than or equal to 50 wt .-%, based on the weight of the metallic core, wherein the aluminum-containing pigment particles have a median diameter d 50 between 0.5 and 25 have μm; - organic polymethine dyes, in particular organic cyanine dyes having the general structural formula (R 1 N) - [CH = CH] n CH = (N + R 1 ) ↔ (R 1 N + ) = CH [CH = CH] n - (NR 1 ) with 2 ≤ n ≤ 5, wherein (R 1 N) and (N + R 1 ) represent a nitrogen-containing heterocyclic group, such as imidazole, pyridine, pyrrole, quinone or thiazole, and the polyene chain CH [CH = CH] n for stabilization optionally contains an aromatic ring system; - metal phosphates, copper (II) hydroxide phosphate,; Phthalocyanine, dithiolane or oxathiolane complexes of the metals Co, Cr, Cu, Fe, Ni, Pt or vandium oxide (VO); - Naphthaquinones and anthraquinones containing benzothiazole groups; - Squarylium dyes, in particular compounds having the structural formula Va
Figure DE102015002371B4_0083
wherein R 2 represents an aromatic ring system and (NR 3 ) or (N + R 3 ) nitrogen-containing groups; Croconium dyes, in particular compounds having the structural formula VIa or VIb
Figure DE102015002371B4_0084
wherein R 4 represents an aromatic ring system and (NR 5 ) or (N + R 5 ) nitrogen-containing groups; - Triphenylmethane dyes, in particular compounds having the structural formula VIIa or VIIb
Figure DE102015002371B4_0085
Salts of the iminium cation, in particular a compound having the structural formula VIIIa
Figure DE102015002371B4_0086
wherein X - represents an anion such as ClO 4 - (perchlorate) or SbF 6 - (antimony hexafluoride); Salts of the diimine cation, in particular compounds of the structural formula VIIIc (= N, N, N ', N'-tetrakis (4-dibutylaminophenyl) -p-phenylene-diiminium 2X)
Figure DE102015002371B4_0087
wherein X - represents an anion such as ClO 4 - (perchlorate) or SbF 6 - (antimony hexafluoride); - Poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT), in particular a compound of poly-3,4-ethylenedioxythiophene and polystyrenesulfonic acid; or mixtures of the above substances.
Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyester der laseraktiven Lage ein amorpher Polyester ist.Slide after Claim 1 or 2 , characterized in that the polyester of the laser active layer is an amorphous polyester. Folie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyester der laseraktiven Lage glykol- oder säuremodifiziertes Polyethylenterephthalat ist.Slide after Claim 2 , characterized in that the polyester of the laser-active layer is glycolic or acid-modified polyethylene terephthalate. Folie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyester der laseraktiven Lage eine Kristallisationshalbwertszeit von größer 5 min, größer 20 min, größer 60 min oder größer 120 min aufweist.Slide after Claim 2 , characterized in that the polyester of the laser-active layer has a crystallization half-life of greater than 5 minutes, greater than 20 minutes, greater than 60 minutes or greater than 120 minutes. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die laseraktive Lage eine Dicke von 20 bis 200 µm, 20 bis 150 µm oder 30 bis 100 µm hat.Foil after one or more of Claims 1 to 4 , characterized in that the laser-active layer has a thickness of 20 to 200 microns, 20 to 150 microns or 30 to 100 microns. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine Trägerlage aus einem polymeren Werkstoff umfasst und die laseraktive Lage mit der Trägerfolie durch Lamination verbunden ist.Foil after one or more of Claims 1 to 5 , characterized in that the film comprises a carrier layer of a polymeric material and the laser-active layer is bonded to the carrier film by lamination. Folie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Werkstoff der Trägerlage zu 40 bis 90 Gew.-% aus Polyester besteht, bezogen auf das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der Trägerlage.Slide after Claim 10 , characterized in that the polymeric material of the carrier layer to 40 to 90 wt .-% of polyester, based on the total weight of the polymeric material of the carrier layer. Folie nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Werkstoff der Trägerlage 1 bis 20 Gew.-% Farbpigment enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der Trägerlage.Slide after Claim 10 or 11 , characterized in that the polymeric material of the carrier layer contains 1 to 20 wt .-% of colored pigment, based on the total weight of the polymeric material of the carrier layer. Folie nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine zwischen der Trägerlage und der laseraktiven Lage angeordnete Farblage aus einem polymeren Werkstoff umfasst und die Farblage mit der Trägerlage und der laseraktiven Lage laminiert ist.Slide after Claim 10 . 11 or 12 , characterized in that the film comprises a disposed between the carrier layer and the laser-active layer color layer of a polymeric material and the color layer is laminated with the carrier layer and the laser-active layer. Folie nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Werkstoff der Farblage 40 bis 90 Gew.-% Polyester und 1 bis 20 Gew.-% Farbpigmente enthält, wobei die Gewichtsanteile auf das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der Farblage bezogen sind.Slide after Claim 13 , characterized in that the polymeric material of the paint layer 40 to 90 wt .-% polyester and 1 to 20 wt .-% color pigments, wherein the weight fractions are based on the total weight of the polymeric material of the paint layer. Folie nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie eine Decklage aus einem polymeren Werkstoff umfasst und die Deckfolie mit der laseraktive Lage durch Lamination verbunden ist.Foil after one or more of Claims 1 to 14 , characterized in that the film comprises a cover layer of a polymeric material and the cover sheet is connected to the laser-active layer by lamination. Folie nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der polymere Werkstoff der Decklage zu 40 bis 95 Gew.-% aus Polyester besteht, bezogen auf das Gesamtgewicht des polymeren Werkstoffs der Decklage.Slide after Claim 15 , characterized in that the polymeric material of the cover layer to 40 to 95 wt .-% of polyester, based on the total weight of the polymeric material of the cover layer.
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