DE19832733C2 - Abrasion-resistant marked polyethylene substrate - Google Patents

Abrasion-resistant marked polyethylene substrate

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DE19832733C2
DE19832733C2 DE1998132733 DE19832733A DE19832733C2 DE 19832733 C2 DE19832733 C2 DE 19832733C2 DE 1998132733 DE1998132733 DE 1998132733 DE 19832733 A DE19832733 A DE 19832733A DE 19832733 C2 DE19832733 C2 DE 19832733C2
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines abriebfest markierten Substrats aus Polyethylen, bei dem die Markierung einen guten Kontrast aufweist.The present invention relates to the use of a abrasion-resistant marked substrate made of polyethylene, in which the Mark has a good contrast.

Die wirklich abriebfeste Markierung oder Beschriftung von Polyethylen durch Bedrucken ist aufwendig, weil Polyethylen ein stark wasserabweisendes (hydrophobes) Material ist. Aus diesem Grund müssen, um beispielsweise Folien aus Polyethylen bedrucken zu können, entweder besondere Oberflächenbehandlungen des Materials vorgenommen werden, um die Oberfläche wenigstens zeitweilig zu polarisieren, oder es müssen spezielle Druckfarben und Lösungsmittel eingesetzt werden, und die Bedruckung muß meist auch noch über eine längere Zeitspanne nachtrocknen.The really abrasion-resistant marking or lettering from Printing polyethylene is expensive because polyethylene is a highly water-repellent (hydrophobic) material. Out For this reason, for example, films made of polyethylene to be able to print, either special Surface treatments of the material are made to at least temporarily polarize the surface, or it special printing inks and solvents must be used be, and the printing must usually also have a dry for a longer period of time.

Aus der EP-A-0 190 997 ist bekannt, dass Polyethylen ein Material ist, das sich in besonderer Weise eignet, um mit Hilfe der Technik der Laserbeschriftung markiert zu werden. Allerdings müssen nach der Lehre dieser Schrift dem Material Zusatzstoffe wie anorganische oder organische Pigmente oder polymerlösliche Farbstoffe zugesetzt werden, um eine brauchbare Markierung zu erreichen.From EP-A-0 190 997 it is known that polyethylene is a Is material that is particularly suitable for using Using the technique of laser marking to be marked. However, according to the teaching of this writing, the material Additives such as inorganic or organic pigments or polymer soluble dyes are added to a to achieve usable marking.

Aus der Firmendruckschrift ®IRIODIN LS der Firma Merck in Darmstadt, die sich auch mit dem Thema Laserbeschriftung beschäftigt, ist bekannt, dass manche Kunststoffe den Laserstrahl hindurchtreten lassen, ohne dass eine nennenswerte Veränderung bewirkt würde. Erst bei weiterer Steigerung der Intensität des Laserstrahls wird eine Markierung erreicht, die allerdings mit einer tiefgreifenden Zerstörung der Kunststoffmatrix verbunden ist und sich dabei nachteiligerweise auch noch unzureichend ausgeprägt darstellt. From the company publication ®IRIODIN LS from Merck in Darmstadt, which also deals with the topic of laser marking busy, it is known that some plastics the Allow the laser beam to pass through without any noteworthy Change would bring about. Only when the The intensity of the laser beam reaches a mark that however with a profound destruction of the Plastic matrix is connected and there disadvantageously also represents insufficiently pronounced.  

Ein Kunststoff, auf den diese Schwierigkeiten zutreffen ist Polyethylen.A plastic that has these difficulties Polyethylene.

U. Haack et al. stellen in der Zeitschrift Kunststoffe (1993), Heft 11, S. 878 bis 882, unter dem Titel »Berührungsloses Beschriften mit dem Laserstrahls» eine Reihe von Lasersystemen sowie zur Beschriftung damit geeignete Kunststoffe vor, Polyethylen wird aber dort erst gar nicht genannt.U. Haack et al. in the magazine Kunststoffe (1993), Issue 11, pp. 878 to 882, under the title »Touchless Labeling with the laser beam »a number of laser systems as well as suitable plastics for labeling, But polyethylene is not mentioned there at all.

Die DE-A-195 25 958 beschreibt den Einsatz von hochdichtem Polyethylen (HDPE) mit Füllstoffen aus anorganischem Pulver zur Laserbeschriftung mit einem CO2-Laser im fernen IR-Bereich zur Herstellung von Folien, Folienverpackungen und Codierungen.DE-A-195 25 958 describes the use of high-density polyethylene (HDPE) with fillers made of inorganic powder for laser inscription with a CO 2 laser in the far IR range for the production of foils, foil packaging and coding.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, mit Hilfe der Technik der Laserbeschriftung eine abriebfeste, schnell­ haftende und kontrastreiche Markierung auf Polyethylen zu erreichen, die einfach und unter wirtschaftlichen Bedingungen herstellbar ist, und die Verwendung dieses Materials als Ersatz für feutigkeitsempfindliche Präsentationsartikel.The object of the present invention was, with the help of Laser marking technology an abrasion-resistant, fast adhesive and high-contrast marking on polyethylene achieve that easily and under economic conditions is producible, and the use of this material as Replacement for moisture-sensitive presentation items.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Verwendung eines markier­ ten Substrats der eingangs genannten Gattung gemäß den Patent­ ansprüchen 1 bis 3.This task is solved by using a markier th substrate of the type mentioned according to the patent claims 1 to 3.

Bei dem Polyethylen handelt es sich vorzugsweise um hoch­ dichtes Polyethylen (HDPE) das nach dem Niederdruckverfahren mit Ziegler Katalysatoren großtechnisch in großen Mengen hergestellt wird.The polyethylene is preferably high dense polyethylene (HDPE) using the low pressure process in large quantities with Ziegler catalysts will be produced.

Bei dem anorganischen Pulver handelt es sich um Calcium­ carbonat oder Talkum, dessen chemische Zusammensetzung mit Mg6(OH)4[Si8O20] angegeben ist. Das anorganische Pulver wird erfindungsgemäß als feines Pulver eingesetzt, das vorzugsweise einen mittleren Teilchendurchmesser, ausgedrückt als dv-50-Wert (Medianwert der Volumenverteilung), gemessen durch Laserbeugung gemäß ISO/WD 13320, von 10 bis 150 µm, vorzugsweise von 20 bis 100 µm, besitzt. The inorganic powder is calcium carbonate or talc, the chemical composition of which is indicated with Mg 6 (OH) 4 [Si 8 O 20 ]. According to the invention, the inorganic powder is used as a fine powder which preferably has an average particle diameter, expressed as d v -50 value (median value of the volume distribution), measured by laser diffraction in accordance with ISO / WD 13320, from 10 to 150 μm, preferably from 20 to 100 µm.

Es hat sich überraschend gezeigt, dass bei Anwendung eines Nd:YAG-Lasers, wie er bei U. Haack in Kunststoffe (1993) beschrieben ist, auf Folien aus mit Talkum gefülltem Polyethylen an der Stelle, wo der Laserstrahl auftrifft, eine dunkelgraue Markierung erscheint, die sich von dem weißen Untergrund des Substrats sehr deutlich und gut sichtbar abhebt. Die Markierung ist in die umgebende Matrix eingebettet und aus diesem Grund außerordentlich beständig gegen mechanischen Abrieb oder gegenüber der Einwirkung von Lösungsmitteln, Ölen, Fetten und Chemikalien.It has surprisingly been found that when using a Nd: YAG-Lasers as used by U. Haack in Kunststoffe (1993) is described on foils made of talc Polyethylene where the laser beam hits, one dark gray mark appears, which differs from the white Very clear and easily visible under the substrate takes off. The marking is embedded in the surrounding matrix and for this reason extremely resistant to mechanical abrasion or against the influence of Solvents, oils, greases and chemicals.

Die erfindungsgemäßen Markierungen können Strichbreiten von beliebig dick bis zu 0,1 mm als Minimum aufweisen, und sie können je nach der Leistung des verwendeten Nd:YAG-Lasers, der normalerweise einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 0,532 µm oder 1,06 µm erzeugt, mit Geschwindigkeiten von bis zu 2000 mm/s, vorzugsweise bis zu 1000 mm/s, hergestellt werden.The markings according to the invention can have stroke widths of have any thickness up to 0.1 mm as a minimum, and they Depending on the power of the Nd: YAG laser used, the usually a laser beam with a wavelength of 0.532 µm or 1.06 µm generated, with speeds of up to at 2000 mm / s, preferably up to 1000 mm / s become.

Es war für den Fachmann sehr überraschend, dass das mit anorganischem Pulver gefüllte Polyethylen sich von einem Laserstrahl mit einer Wellenlänge im sichtbaren oder nahen IR- Bereich ohne weitere Zusatzstoffe markieren läßt, zumal mit Talkum oder Calciumcarbonat gefülltes Polyethylen ein Material ist, das großtechnisch hergestellt wird und deshalb in großen Mengen preiswert zur Verfügung steht. Der besondere Vorteil der Erfindung ist daher in ihrer besonderen Wirtschaftlichkeit zu sehen, weil für die erfindungsgemäßen Substrate weder eine Oberflächenpolarisierung noch besondere Druckfarben noch besondere Zusatzstoffe, die in die Polymermasse eingearbeitet werden müssen, notwendig sind. Außerdem entstehen die Markierungen erfindungsgemäß sofort und besitzen auch sofort eine hervorragende Abriebbeständigkeit.It was very surprising to the expert that this with polyethylene powder filled from an inorganic powder Laser beam with a wavelength in the visible or near IR Let the area be marked without further additives, especially with Talc or calcium carbonate filled polyethylene is a material is that is manufactured on an industrial scale and therefore in large Amounts inexpensively available. The special advantage the invention is therefore in its particular economy to see because for the substrates according to the invention neither Surface polarization still special printing inks yet special additives that are incorporated into the polymer mass must be necessary. In addition, the Markings according to the invention immediately and also immediately excellent abrasion resistance.

Die erfindungsgemäß markierten Substrate lassen sich hervorragend als Selbstklebeetiketten verwenden, aber es ist auch denkbar, nach der Erfindung Visitenkarten oder ähnliches herzustellen. The substrates marked according to the invention can be excellent to use as self-adhesive labels, but it is also conceivable, according to the invention business cards or the like manufacture.  

Die Erfindung soll durch das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel für den Fachmann noch deutlicher dargestellt werden.The invention is intended to be described as follows Embodiment of the expert more clearly being represented.

Beispielexample

Eine Dickfolie aus HDPE mit einem Gehalt von 40 Gew.-% Talkum und einer Schichtdicke von 500 µm wurde mit einem Nd:YAG-Laser bei einer Wellenlänge von 1,064 µm nach dem Scan-Verfahren mit verschieden großen Buchstaben markiert. Es entstand sofort eine dunkelgraue Markierung und alle Buchstaben, selbst die kleinsten Schriftzüge in der Schriftgröße 7 waren ohne weiteres lesbar. Auf der Rückseite der Dickfolie waren keine Markierungen erkennbar.A thick film made of HDPE with a content of 40% by weight talc and a layer thickness of 500 microns with a Nd: YAG laser at a wavelength of 1.064 µm using the scan method letters of different sizes marked. It was created immediately a dark gray mark and all letters, even those smallest lettering in the font size 7 were without more readable. There were none on the back of the thick film Markings recognizable.

Anschließend wurde versucht, die entstandene Markierung durch mechanischen Reiben oder mit einem Klebeband zu entfernen, was nicht möglich war. Danach wurde versucht, die Markierung mit Methanol zu entfernen, aber auch das war nicht möglich.Then an attempt was made to mark the result mechanical rubbing or tape to remove what was not possible. Then an attempt was made to mark it with Removing methanol, but that wasn't possible either.

Claims (3)

1. Verwendung eines durch Laserbeschriftung abriebfest markierten Substrates aus hochdichtem Polyethylen, hergestellt nach dem Niederdruckpolymerisationsverfahren in Gegenwart von Ziegler-Katalysatoren, wobei das Polyethylen ein anorganisches Pulver aus Talkum oder Calciumkarbonat in einer Menge von 30 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, enthält bei dem die Markierung einen guten Kontrast aufweist, für Selbstklebeetiketten, oder für die Herstellung von Visitenkarten.1. Use an abrasion resistant by laser inscription marked substrates made of high density polyethylene, produced by the low pressure polymerization process in the presence of Ziegler catalysts, the Polyethylene is an inorganic powder of talc or Calcium carbonate in an amount of 30 to 60% by weight, based on the total weight of the mixture, contains at which the marking has a good contrast for Self-adhesive labels, or for the production of Business Cards. 2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei das anorganische Pulver als feines Pulver eingesetzt wird, das einen mittleren Teilchendurchmesser, ausgedrückt als dv-50-Wert von 10 bis 150 µm, gemessen durch Laserbeugung nach ISO/WD 13320, besitzt.2. Use according to claim 1, wherein the inorganic powder is used as a fine powder which has an average particle diameter, expressed as d v -50 value from 10 to 150 µm, measured by laser diffraction according to ISO / WD 13320. 3. Verwendung nach Anspruch 2, wobei das anorganische Pulver einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 20 bis 100 µm besitzt.3. Use according to claim 2, wherein the inorganic powder an average particle diameter in the range from 20 to 100 µm.
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