ES2308743T3 - MOLDED BODY OF PLASTIC MATERIAL WITH STRUCTURE OF BI- OR THREE-DIMENSIONAL IMAGES PRODUCED BY INTERNAL ENGRAVING BY LASER. - Google Patents
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Abstract
Description
Cuerpo moldeado de material plástico con estructuras de imágenes bi- o tridimensionales producidas mediante grabado interno por láser.Molded body of plastic material with bi- or three-dimensional image structures produced by internal laser engraving.
El invento se refiere a cuerpos moldeados de materiales plásticos con estructuras de imágenes bi- o tridimensionales producidas mediante grabado interno por láser, componiéndose los cuerpos moldeados de materiales plásticos de unos materiales plásticos que tienen un cierto contenido de óxidos metálicos nanoescalares con un tamaño de partículas de 1 a 500 nm, siendo tanto el material plástico, como también el óxido metálico contenido en él, transparentes para la luz láser utilizada para la producción de las estructuras de imágenes.The invention relates to molded bodies of plastic materials with bi- o image structures three-dimensional produced by internal laser engraving, composing the molded bodies of plastic materials of some plastic materials that have a certain content of oxides Nanoscale metal with a particle size of 1 to 500 nm, being both the plastic material, as well as the metal oxide contained in it, transparent to the laser light used for the Production of image structures.
La introducción de informaciones ópticas en materiales plásticos mediante una radiación láser es en sí conocida. Se establece diferencia en este caso entre la marcación por láser y el grabado interno por láser.The introduction of optical information in Plastic materials by laser radiation is known per se. A difference is established in this case between laser marking and Internal laser engraving.
La caracterización de materiales plásticos mediante una marcación por láser actúa junto a la superficie de los objetos o respectivamente en la zona próxima a la superficie. Es decisiva en este caso la absorción de la energía del láser en el material plástico por interacción directa con el polímero o con un aditivo que se ha añadido al material plástico, tal como por ejemplo un colorante orgánico o un pigmento inorgánico, que absorbe la radiación láser. En cualquier caso, mediante absorción de la energía del láser se establece una modificación química del material y por consiguiente una descoloración visible localmente del material plástico.The characterization of plastic materials by laser marking it acts alongside the surface of the objects or respectively in the area near the surface. Is decisive in this case the absorption of laser energy in the plastic material by direct interaction with the polymer or with a additive that has been added to the plastic material, such as by example an organic dye or an inorganic pigment, which absorbs laser radiation In any case, by absorbing the laser energy a chemical modification of the material and therefore a locally visible discoloration of the plastic material.
La aptitud para la marcación por láser es dependiente del comportamiento de absorción, específico para ciertas longitudes de ondas, de los materiales plásticos o respectivamente de los polímeros que constituyen la base de éstos, del comportamiento de absorción, específico para ciertas longitudes de onda, de eventuales adiciones sensibles a los láser, así como de la longitud de onda y de la potencia de irradiación de la radiación láser que se ha de emplear. Junto a los sistemas de láser de CO_{2} y excímeros pasan a emplearse en esta técnica de modo acrecentado sistemas de láser de Nd:YAG (sistemas de láser de granates de itrio y aluminio, dopados con neodimio) que tienen las longitudes de onda características de 1.064 nm y 532 nm.The aptitude for laser marking is dependent on absorption behavior, specific for certain wavelengths, of plastic materials or respectively of the polymers that form the basis of these, of absorption behavior, specific for certain lengths of wave of eventual additions sensitive to lasers, as well as the wavelength and radiation irradiation power laser to be used. Next to the laser systems of CO 2 and excimers are used in this technique so augmented Nd: YAG laser systems (laser systems yttrium and aluminum garnets, doped with neodymium) that have the characteristic wavelengths of 1,064 nm and 532 nm.
Los materiales plásticos aptos para ser marcados por láser, que contienen adiciones sensibles a los láser en forma de colorantes y/o pigmentos, tienen generalmente una coloración y/o una intransparencia más o menos acentuadas. Con frecuencia, el apresto de las masas de moldeo que se han de ajustar de manera que sean absorbentes de los láser, se efectúa mediante la introducción de negro de carbono.Plastic materials suitable for marking by laser, which contain sensitive additions to laser shaped of dyes and / or pigments, generally have a coloration and / or a more or less accentuated transparency. Often the sizing of the molding masses to be adjusted so that are absorbed by lasers, is done by the introduction Carbon black
Los materiales plásticos altamente transparentes, que pueden hechos aptos para ser marcados por láser mediante una adición de óxidos metálicos nanoescalares absorbentes de los láser, se describen en el modelo de utilidad alemán 20 2004 003362.3 y en la solicitud de patente alemana todavía no publicada 10 2004 010504.9.Plastic materials highly transparent, which can be made suitable for laser marking by an addition of absorbent nanoscale metal oxides of lasers, are described in the German utility model 20 2004 003362.3 and in the German patent application not yet published 10 2004 010504.9.
Acerca de la tecnología del grabado interno mediante rayos láser de vidrios y materiales plásticos que son transparentes para la radiación láser, se han de mencionar por ejemplo los documentos de patente alemana DE 44.07.547 y de patente de los EE.UU. 5.206.496.About internal engraving technology by laser beams of glass and plastic materials that are transparent for laser radiation, they should be mentioned by example German patent documents DE 44.07.547 and patent from the USA 5,206,496.
Al contrario que la marcación por láser, el grabado interno por láser ha de actuar en cualquier profundidad del material. Esto presupone que el material ha de ser esencialmente transparente para la radiación láser irradiada, puesto que en caso contrario ésta sería absorbida ya en la zona superficial.Unlike laser marking, the Internal laser engraving must act at any depth of the material. This presupposes that the material must be essentially transparent for irradiated laser radiation, since in case Otherwise it would be absorbed in the surface area.
Al enfocar un rayo láser con una densidad de potencia suficientemente alta en el interior del material de por sí transparente para la luz láser, por causa de ciertos efectos ópticos se llega a un desarrollo limitado de energía térmica en el foco del láser.When focusing a laser beam with a density of sufficiently high power inside the material itself transparent for laser light, because of certain optical effects there is a limited development of thermal energy in the focus of To be.
Este desarrollo de calor tiene como consecuencia una formación de microgrietas, estrechamente limitada localmente, en el material. Tales microgrietas tienen un diámetro de puntos de 25 - 40 \mum. En el caso de vidrios y materiales plásticos transparentes para la luz visible, las microgrietas, a causa de la dispersión de la luz diurna, aparecen como puntos claros junto a las aristas de las grietas.This heat development has as a consequence a formation of microcracks, narrowly limited locally, in the material. Such microcracks have a diameter of points of 25-40 µm. In the case of glass and plastic materials transparent to visible light, microcracks, because of the daylight scattering, appear as clear spots next to The edges of the cracks.
Mediante la desviación de la radiación láser a través de espejos y el movimiento de la pieza de trabajo, así como mediante una sincronización entre el transcurso del movimiento y los impulsos de láser, en la pieza de trabajo se pueden componer unas correspondientes estructuras a base de microgrietas individuales.By diverting laser radiation to through mirrors and the movement of the workpiece, as well as through a synchronization between the course of the movement and the laser pulses, in the work piece you can compose some corresponding structures based on microcracks individual.
La frecuencia de sucesión de impulsos de los sistemas de láser empleados típicamente en este contexto, hace posible la producción de unas estructuras que tienen hasta aproximadamente 1.000 puntos por minuto.The frequency of pulse succession of the laser systems typically used in this context, makes possible the production of structures that have up to approximately 1,000 points per minute.
Un punto de partida es una representación en 3D del posterior motivo en un programa de CAD (diseño asistido por ordenador). La superficie o la estructura total del modelo se resuelve por cálculo como una nube de puntos, cuyos puntos individuales son convertidos a la forma de microgrietas por el rayo láser en el vidrio o en el material plástico. Cuando más densa es la nube de puntos, mediante la cual se representa el objeto, de manera tanto mas exacta y limpia es reproducido el modelo.A starting point is a 3D representation of the subsequent motive in a CAD program (design assisted by computer). The total surface or structure of the model is Solve by calculation like a cloud of points, whose points individual are converted to the form of microcracks by lightning laser in glass or plastic material. When denser is the point cloud, by which the object is represented, of The more accurate and clean way the model is reproduced.
En el caso del grabado interno por láser de materiales plásticos con una luz láser, para la que es transparente propiamente el material plástico, mediante un correspondiente enfoque del rayo láser se produce una marcación en el interior del material en forma de microgrietas. En este caso se puede llegar a la formación y a la propagación incontroladas de las grietas. Esto presupone una debilitación del material. Por lo tanto, se debería intentar mantener lo más pequeña que sea posible esta debilitación.In the case of internal laser engraving of plastic materials with a laser light, for which it is transparent the plastic material itself, by means of a corresponding laser beam approach a marking occurs inside the material in the form of microcracks. In this case you can reach the uncontrolled formation and spread of cracks. This presupposes a weakening of the material. Therefore, it should try to keep as small as possible this weakening.
En un vidrio, esta formación de grietas puede conducir incluso a una destrucción posterior del cuerpo moldeado, que aparece en parte tan solo algunos días o incluso algunas semanas después del grabado interno por láser.In a glass, this cracking can lead even to a subsequent destruction of the molded body, that appears in part only a few days or even a few weeks after internal laser engraving.
En materiales plásticos, junto a la formación de grietas pueden aparecer adicionalmente una destrucción local del material y una carbonización, que son indeseadas en el caso del grabado interno de materiales transparentes en la luz visible, a causa de la descoloración oscura.In plastic materials, together with the formation of cracks can additionally appear a local destruction of the material and carbonization, which are undesirable in the case of internal engraving of transparent materials in visible light, to cause of dark discoloration.
Un problema adicional del grabado interno por láser con métodos y materiales de acuerdo con el estado de la técnica, es la insuficiente precisión de reproducción en el caso de modelos afiligranados, ricos en detalles, tanto en un vidrio como también en materiales plásticos. Teóricamente, la exactitud de reproducción se puede mejorar por elevación de la densidad de la nube de puntos. En la práctica, sin embargo, los puntos, a partir de una cierta densidad de puntos, se entremezclan unos con otros mediante la propagación incontrolada de las grietas y ya no son resueltos, de manera tal que incluso sufre menoscabo la exactitud de reproducción.An additional problem of internal engraving by laser with methods and materials according to the state of the technique, is the insufficient accuracy of reproduction in the case of filigree models, rich in details, both in glass and also in plastic materials. Theoretically, the accuracy of reproduction can be improved by raising the density of the point cloud. In practice, however, the points, from of a certain density of points, intermingle with each other by uncontrolled propagation of cracks and are no longer resolved, so that it even undermines the accuracy of reproduction.
El documento US 5.761.111 se describe un procedimiento para el grabado interno por láser sin formación de grietas, mediante impulsos de láser en la región de los femtosegundos. No obstante, los sistemas de láser. que son apropiados para esto, todavía no están disponibles para el empleo técnico, y además de esto serían todavía muy caros.US 5,761,111 describes a procedure for internal laser engraving without formation of cracks, by laser pulses in the region of the Femtoseconds. However, laser systems. What are they appropriate for this, they are not yet available for employment technician, and besides this they would still be very expensive.
En el documento US 6.537.479 el problema de la formación de grietas se evita mediante el recurso de que la marcación por láser se lleva a cabo en el estado plastificado del material, y el objeto o bien es dejado en este estado (envuelto por una envoltura protectora sólida) o a continuación es endurecido. Este método es muy costoso y además, en el caso del subsiguiente endurecimiento, se restringe a materiales que al endurecerse no muestran ninguna contracción, puesto que en caso contrario sería destruida de nuevo la geometría afiligranada del grabado por láser. En los materiales poliméricos que son habituales en la aplicación técnica, este procedimiento se puede utilizar solamente de un modo condicionado y entonces lo es con un considerable gasto adicional.In US 6,537,479 the problem of crack formation is avoided by resorting to the Laser marking is carried out in the plasticized state of the material, and the object is either left in this state (wrapped by a solid protective wrap) or is then hardened. This method is very expensive and also, in the case of the subsequent hardening, is restricted to materials that when hardening do not show no contraction, otherwise it would be the filigree geometry of laser engraving destroyed again. In polymeric materials that are common in the application technique, this procedure can only be used in one way conditioned and then it is with considerable expense additional.
El presente invento está basado por lo tanto en la misión establecida de descubrir y poner a disposición unos materiales plásticos, en los cuales mediante un grabado interno por láser mediando evitación de una formación y propagación incontroladas de grietas, se puedan producir unas estructuras de imágenes bi- o tridimensionales con una exactitud de reproducción manifiestamente mejorada. En este contexto deberían poder emplearse las fuentes de láser comercialmente obtenibles, que típicamente se encuentran en empleo a escala técnica.The present invention is therefore based on the established mission of discovering and making available some plastic materials, in which by means of an internal engraving by laser mediating formation and propagation avoidance uncontrolled cracks, structures of Bi- or 3-D images with reproduction accuracy manifestly improved. In this context they should be able to be used commercially obtainable laser sources, which are typically They are in employment on a technical scale.
De modo sorprendente, se encontró que en el interior de cuerpos moldeados de materiales plásticos, que se componen de unos materiales plásticos que tienen un cierto contenido de óxidos metálicos nanoescalares con unos tamaños de partículas de 1 a 500 nm, se pueden producir mediante grabado por láser unas estructuras de imágenes tridimensionales de elevadísima finura y fidelidad de detalles, cuando se irradia produciendo imágenes con una luz láser para la que son transparentes tanto el material plástico como también el óxido metálico contenido en él.Surprisingly, it was found that in the interior of molded bodies of plastic materials, which They consist of plastic materials that have a certain content of nanoscale metal oxides with particle sizes of 1 to 500 nm, can be produced by laser engraving three-dimensional image structures of very high fineness and fidelity of details, when irradiated producing images with a laser light for which both the material is transparent plastic as well as the metal oxide contained in it.
Son objeto del invento, por consiguiente, unos cuerpos moldeados de materiales plásticos con estructuras de imágenes bi- o tridimensionales producidas en su interior mediante grabado interno por láser, estando caracterizados los cuerpos moldeados de materiales plásticos por el hecho de que se componen de unos materiales plásticos, que tienen un cierto contenido de óxidos metálicos nanoescalares con unos tamaños de partículas de 1 a 500 nm, siendo tanto el material plástico, como también el óxido metálico contenido en él, transparentes para la luz láser utilizada para la producción de las estructuras de imágenes.The subject of the invention, therefore, are molded bodies of plastic materials with structures of bi- or three-dimensional images produced inside by internal laser engraving, the bodies being characterized molded of plastic materials by the fact that they are composed of some plastic materials, which have a certain content of oxides Nanoscale metal with particle sizes from 1 to 500 nm, being both the plastic material, as well as the oxide metallic contained in it, transparent to the laser light used for the production of image structures.
Es objeto del invento además un procedimiento para la producción de estructuras de imágenes bi- o tridimensionales en el interior de cuerpos moldeados de materiales plásticos mediante un grabado interno por láser, en el que unos cuerpos moldeados, que se componen de unos materiales plásticos que tienen un cierto contenido de óxidos metálicos nanoescalares con unos tamaños de partículas de 1 a 500 nm, se irradian produciendo imágenes con una luz láser, para la que son transparentes tanto el material plástico como también el óxido metálico contenido en él.The object of the invention is also a process for the production of two-dimensional or three-dimensional image structures inside molded bodies of plastic materials by means of an internal laser engraving, in which some bodies molded, which are composed of plastic materials that have a certain content of nanoscale metal oxides with about particle sizes from 1 to 500 nm, radiate producing images with a laser light, for which both the transparent are plastic material as well as the metal oxide contained in he.
Como materiales plásticos transparentes se deben de entender los que son esencialmente transparentes en un intervalo de longitudes de onda de 300 a 1.300 nm. Por una parte se prefiere la región visible de longitudes de onda de 400 a 800 nm. Los correspondientes materiales son apropiados en particular para la introducción de estructuras visualmente perceptibles mediante un grabado interno por láser, por ejemplo en forma de objetos artísticos. Se prefieren, por otra parte, unos materiales plásticos con transparencia para los láser en la región de longitudes de onda de 800 a 1.300 nm. Unos correspondientes materiales, que también en su aspecto visual pueden aparecer como coloreados y/u opacos o bien totalmente intransparentes, son apropiados para la introducción mediante grabado interno por láser de estructuras no perceptibles visualmente, por ejemplo en forma de códigos de barras o códigos de matrices de datos, por ejemplo para finalidades de seguridad.As transparent plastic materials should be to understand those that are essentially transparent in an interval of wavelengths from 300 to 1,300 nm. On the one hand it is preferred the visible region of wavelengths from 400 to 800 nm. The corresponding materials are particularly appropriate for the introduction of visually perceptible structures through a internal laser engraving, for example in the form of objects artistic. On the other hand, plastic materials are preferred with transparency for lasers in the wavelength region from 800 to 1,300 nm. Corresponding materials, which also in their visual appearance may appear as colored and / or opaque or totally transparent, are suitable for introduction by internal laser engraving of non-noticeable structures visually, for example in the form of bar codes or codes data matrices, for example for security purposes.
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La transmisión del material plástico en la región escogida de longitudes de onda de fuentes de láser obtenibles comercialmente, que típicamente se encuentran en empleo técnico, debería ser mayor que 80%, de manera preferida mayor que 85% y de manera especialmente preferida mayor que 90%. La turbiedad en la región de longitudes de onda de 400 a 800 nm debería ser menor que 5, de manera preferida menor que 2 y en particular menor que 1%. Las determinaciones de la transmisión y de la turbiedad se efectúan de acuerdo con la norma ASTM D 1003.The transmission of plastic material in the selected wavelength region of obtainable laser sources commercially, which are typically in technical employment, should be greater than 80%, preferably greater than 85% and of especially preferred manner greater than 90%. The turbidity in the wavelength region of 400 to 800 nm should be less than 5, preferably less than 2 and in particular less than 1%. Transmission and turbidity determinations are made in accordance with ASTM D 1003.
Como óxidos metálicos nanoescalares han de entenderse todos los óxidos inorgánicos metálicos tales como óxidos metálicos, óxidos mixtos metálicos, óxidos complejos y mezclas de ellos, que en la región característica de longitudes de onda del láser que se ha de emplear, no provocan ninguna absorción o solamente provocan una pequeña absorción.As nanoscale metal oxides have to understood all metal inorganic oxides such as oxides metallic, mixed metal oxides, complex oxides and mixtures of them, that in the characteristic wavelength region of laser to be used, do not cause any absorption or They only cause a small absorption.
En conjunto se debe prestar atención estrictamente a que tanto el cuerpo moldeado de material plástico transparente como también el óxido metálico nanoescalar sean transparentes para la luz láser que se ha de emplear.Together, attention should be paid strictly to both the molded body of plastic material transparent as well as nanoscale metal oxide transparent for the laser light to be used.
Por el término de nanoescalar(es) ha de entenderse que la máxima dimensión de las partículas discretas de estos óxidos metálicos sensibles a los láser es menor que 1 \mum, es decir está en la región de los nanómetros. En el presente caso, esta definición de tamaños se refiere a todas las morfologías posibles de partículas, tales como partículas primarias así como eventuales conglomerados y aglomerados.For the term nanoscale (s) it must understood that the maximum dimension of discrete particles of These laser sensitive metal oxides are less than 1 µm, that is, it is in the nanometer region. In the present case, This definition of sizes refers to all morphologies possible particles, such as primary particles as well as possible conglomerates and agglomerates.
De manera preferida, el tamaño de partículas de los óxidos metálicos sensibles a los láser es de 1 a 500 nm y en particular de 5 a 100 nm. En el caso de la elección de unos tamaños de partículas por debajo de 100 nm, las partículas de óxidos metálicos por sí mismas ya no son visibles y no perjudican a la transparencia de la matriz de material plástico.Preferably, the particle size of the metal oxides sensitive to lasers is 1 to 500 nm and in particular from 5 to 100 nm. In the case of choosing sizes of particles below 100 nm, the oxide particles Metallic by themselves are no longer visible and do not harm the transparency of the matrix of plastic material.
En el material plástico, el contenido de nanopartículas inorgánicas es convenientemente de 0,0001 a 0,1% en peso, de manera preferida de 0,0005 a 0,05% en peso, y de manera especialmente preferida de 0,001 a 0,01% en peso, referido al material plástico. En este intervalo de concentraciones se produce, por regla enteramente general y para todos los materiales plásticos que entran en cuestión, una formación controlada de grietas y por consiguiente una marcación profunda visible con una alta exactitud de reproducción.In the plastic material, the content of inorganic nanoparticles is conveniently from 0.0001 to 0.1% in weight, preferably from 0.0005 to 0.05% by weight, and so especially preferred from 0.001 to 0.01% by weight, based on plastic material. In this range of concentrations occurs, as a whole general rule and for all plastic materials that come into question, a controlled formation of cracks and by consequently a visible deep marking with high accuracy Of reproduction.
En el caso de una elección apropiada del tamaño de partículas y de la concentración dentro de los intervalos indicados, también en el caso de materiales de matriz muy transparentes en la región de longitudes de ondas visibles está excluido un perjuicio de la transparencia intrínseca. Así, es conveniente, para nanopartículas con unos tamaños de partículas situados por encima de 100 nm, escoger el intervalo inferior de concentraciones, mientras que en el caso de unos tamaños de partículas situados por debajo de 100 nm también se pueden escoger concentraciones más altas.In the case of an appropriate choice of size of particles and concentration within intervals indicated, also in the case of matrix materials very transparent in the region of visible wavelengths is excluding damage to intrinsic transparency. So is suitable for nanoparticles with particle sizes located above 100 nm, choose the lower range of concentrations, while in the case of sizes of particles below 100 nm can also be chosen higher concentrations
Como nanopartículas inorgánicas para la producción de materiales plásticos aptos para ser marcados profundamente por láser, entran en cuestión preferiblemente un óxido de indio dopado, un óxido de estaño dopado, un óxido de zinc dopado, un óxido de aluminio dopado, un óxido de antimonio dopado y correspondientes óxidos mixtos.As inorganic nanoparticles for production of plastic materials suitable for marking deeply by laser, preferably come into question a doped indium oxide, a doped tin oxide, a zinc oxide doped, a doped aluminum oxide, a doped antimony oxide and corresponding mixed oxides.
También en los casos de materiales plásticos opacos, que deben de ser irradiados produciendo imágenes en el intervalo de longitudes de onda entre 800 y 1.300 nm, se emplean convenientemente unas nanopartículas que tienen unos tamaños de partículas menores que 100 nm, puesto que de esta manera se puede conseguir una distribución homogénea de los óxidos metálicos en la matriz polimérica, que es decisiva para una formación controlada de grietas.Also in the case of plastic materials opaque, which must be irradiated producing images in the wavelength range between 800 and 1,300 nm, are used conveniently nanoparticles that have sizes of particles smaller than 100 nm, since this way you can achieve a homogeneous distribution of metal oxides in the polymer matrix, which is decisive for a controlled formation of cracks
Nanopartículas inorgánicas especialmente apropiadas son las de un óxido de indio y estaño (ITO) o de un óxido de antimonio y estaño (ATO) así como de óxidos de indio o respectivamente antimonio y estaño dopados. Es especialmente preferido un óxido de indio y estaño y entre los de este tipo a su vez el óxido de indio y estaño "azul" obtenible mediante un proceso de reducción parcial. El óxido de indio y estaño "amarillo" no reducido puede producir, en el caso de concentraciones más altas y/o de tamaños de partículas más altos en la región superior, un tono de color ligeramente amarillento, visualmente perceptible, del material plástico, mientras que el óxido de indio y estaño "azul" no conduce a ninguna modificación perceptible del color. En todo caso, se observa un azulamiento débil, que sin embargo es considerado por el observador más bien como de alto valor, en vez de un matiz amarillento.Inorganic nanoparticles especially Appropriate are those of an indium tin oxide (ITO) or an oxide of antimony and tin (ATO) as well as of oxides of indium or respectively antimony and tin doped. Is especially preferred an oxide of indium and tin and among those of this type to its once the "blue" indium and tin oxide obtainable by means of a partial reduction process. Indium and tin oxide "yellow" not reduced can produce, in the case of higher concentrations and / or higher particle sizes in the upper region, a slightly yellowish color tone, visually perceptible, of the plastic material, while the indium and tin oxide "blue" does not lead to any noticeable color modification. In any case, a weak bluing, which is however considered by the observer rather as of high value, instead of a yellowish hue.
Las nanopartículas inorgánicas que se han de emplear conforme al invento, son en sí conocidas y también están disponibles comercialmente en una forma nanoescalar, es decir con unos tamaños de partículas situados por debajo de 1 \mum, y particularmente en el intervalo de tamaños que aquí es preferido, con frecuencia en forma de dispersiones. En su forma de suministro, las nanopartículas inorgánicas están por regla general aglomeradas. Los aglomerados, cuyo tamaño de partículas está situado entre 1 \mum y varios mm, se pueden descomponer mediante una fuerte cizalladura para dar partículas nanoescalares. La determinación del grado de aglomeración se efectúa en el sentido de la norma DIN 53206 (de Agosto de 1972).The inorganic nanoparticles to be used according to the invention, are themselves known and are also commercially available in a nanoscale form, that is with particle sizes below 1 µm, and particularly in the size range that is preferred here, often in the form of dispersions. In its form of supply, Inorganic nanoparticles are usually agglomerated. The agglomerates, whose particle size is between 1 um and several mm, can be decomposed by a strong shear to give nanoscale particles. The determination of degree of agglomeration is carried out in the sense of the DIN standard 53206 (August 1972).
Se pueden producir óxidos metálicos nanoescalares, por ejemplo, mediante procedimientos de pirólisis. Tales procedimientos se describen por ejemplo en los documentos de solicitudes de patentes europeas EP 1.142.830 A, EP 1.270.511 A o de patente alemana DE 103.11.645. Además se pueden producir nanopartículas inorgánicas mediante procedimientos de precipitación, tal como se describen por ejemplo en el documento DE 100.22.037.Metal oxides can be produced Nanoscale, for example, by pyrolysis procedures. Such procedures are described for example in the documents of European patent applications EP 1,142,830 A, EP 1,270,511 A or German patent DE 103.11.645. They can also occur inorganic nanoparticles by methods of precipitation, as described for example in document DE 100.22.037.
Los óxidos metálicos nanoescalares se pueden introducir prácticamente en todos los sistemas de materiales plásticos, con el fin de conferir a éstos una aptitud para la marcación por láser. Son típicos unos materiales plásticos, en los cuales la matriz de material plástico se basa en poli((met)acrilatos), poliamidas, poliuretanos, poliolefinas, polímeros de estireno y copolímeros de estireno, policarbonatos, siliconas, poliimidas, polisulfonas, poli(éter-sulfonas), policetonas, poli(éter-cetonas), PEEK, poli(sulfuros de fenileno), poliésteres (tales como PET, PEN, PBT), poli(óxidos de metileno), poliuretanos, poliolefinas o polímeros que contienen flúor (tales como PVDF, EFEP, PTFE). Asimismo es posible una introducción en mezclas preparadas, que como componentes contienen los materiales plásticos arriba mencionados, o en polímeros que se derivan de estas clases, que habían sido modificados mediante reacciones posteriores. Estos materiales son conocidos en una gran multiplicidad y obtenibles comercialmente. La ventaja conforme al invento de las nanopartículas inorgánicas es eficiente en particular en el caso de sistemas de materiales plásticos muy transparentes, tales como policarbonatos, poliamidas transparentes (por ejemplo Grilamid® TR55, TR90, Trogamid® T5000, CX7323), poli(tereftalatos de etileno), polisulfonas, poli(éter-sulfonas), copolímeros de cicloolefinas (Topas®, Zeonex®), poli(metacrilatos de metilo) y sus copolímeros, puesto que ellas no influyen sobre la transparencia del material. Además, se han de mencionar polímeros de poliestireno y de polipropileno transparentes, además todos los materiales plásticos parcialmente cristalinos, que se pueden transformar en cuerpos moldeados transparentes mediante el empleo de agentes de nucleación o de condiciones especiales de tratamiento.Nanoscale metal oxides can be introduce virtually all material systems plastics, in order to give them an aptitude for laser marking. Plastic materials are typical, in which matrix of plastic material is based on poly ((meth) acrylates), polyamides, polyurethanes, polyolefins, styrene polymers and styrene copolymers, polycarbonates, silicones, polyimides, polysulfones, poly (ether sulfones), polyketones, poly (ether ketones), PEEK, poly (sulfides of phenylene), polyesters (such as PET, PEN, PBT), poly (oxides of methylene), polyurethanes, polyolefins or polymers containing fluoride (such as PVDF, EFEP, PTFE). It is also possible to introduction into prepared mixtures, which as components contain the plastic materials mentioned above, or in polymers that derive from these classes, which had been modified by subsequent reactions These materials are known in a large multiplicity and commercially obtainable. The advantage according to invention of inorganic nanoparticles is efficient in particularly in the case of plastic materials systems very transparent, such as polycarbonates, transparent polyamides (eg Grilamid® TR55, TR90, Trogamid® T5000, CX7323), poly (ethylene terephthalates), polysulfones, poly (ether sulfones), cycloolefin copolymers (Topas®, Zeonex®), poly (methyl methacrylates) and their copolymers, since they do not influence the transparency of the material. In addition, polystyrene polymers and transparent polypropylene, plus all materials partially crystalline plastics, which can be transformed into transparent molded bodies by employing agents of nucleation or special treatment conditions.
Las poliamidas transparentes conformes al
invento se preparan por lo general a partir de los eslabones
siguientes: diaminas alifáticas (de 6 a 14 átomos de C) ramificadas
y sin ramificar, cicloalifáticas sustituidas con alquilo o sin
sustituir (de 14 a 22 átomos de C), diaminas aralifáticas (de C14 -
C22), y ácidos dicarboxílicos alifáticos y cicloalifáticos (de C6 a
C44); estos últimos pueden ser reemplazados parcialmente por ácidos
dicarboxílicos aromáticos. En particular, las poliamidas
transparentes se pueden componer adicionalmente de eslabones de
monómeros con 6 átomos de C, 10 átomos de C, 11 átomos de C o
respectivamente 12 átomos de C, que se derivan de lactamas o de
ácidos
\omega-amino-carboxílicos.Transparent polyamides according to the invention are generally prepared from the following links: branched and unbranched aliphatic diamines (from 6 to 14 C atoms), alkyl substituted or unsubstituted cycloaliphatic (from 14 to 22 C atoms) , araliphatic diamines (from C14-C22), and aliphatic and cycloaliphatic dicarboxylic acids (from C6 to C44); The latter can be partially replaced by aromatic dicarboxylic acids. In particular, transparent polyamides can be additionally composed of links of monomers with 6 atoms of C, 10 atoms of C, 11 atoms of C or respectively 12 atoms of C, which are derived from lactams or acids
? -aminocarboxylic.
De manera preferida, pero no exclusiva, las poliamidas transparentes conformes al invento se preparan a partir de los siguientes eslabones monómeros: laurolactama o ácido \omega-amino-dodecanoico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido dodecanodioico, ácidos grasos (de C18 - C36; p.ej. bajo el nombre comercial Pripol®), ácidos ciclohexano-dicarboxílicos, reemplazo parcial o en parte de estos ácidos alifáticos por ácido isotereftálico, ácido tereftálico, ácido naftaleno-dicarboxílico, ácido tributil-isoftálico. Además, encuentran utilización decano-diamina, dodecano-diamina, nonano-diamina, hexametilen-diaminas ramificadas, sin ramificar o sustituidas, así como representantes tomados de la clase de las diaminas cicloalifáticas sustituidas con alquilo o sin sustituir bis(4-amino-ciclohexil)-metano, bis-(3-metil-4-amino-ciclohexil)-metano, bis-(4-amino-ciclohexil)-propano, bis-(amino-ciclohexano), bis-(amino-metil)-ciclohexano, isoforonadiamina o también pentametilen-diaminas sustituidas.Preferably, but not exclusively, the transparent polyamides according to the invention are prepared from of the following monomeric links: laurolactam or acid ? -amino-dodecanoic acid azelaic, sebacic acid, dodecanedioic acid, fatty acids (from C18-C36; eg under the trade name Pripol®), acids cyclohexane-dicarboxylic, partial or replacement in part of these aliphatic acids by isoterephthalic acid, acid terephthalic, naphthalene dicarboxylic acid, acid Tributyl-isophthalic. In addition, they find use decane diamine, dodecane diamine, nonano-diamine, hexamethylene diamines branched, unbranched or substituted, as well as representatives taken from the class of cycloaliphatic diamines substituted with alkyl or unsubstituted bis (4-amino-cyclohexyl) -methane, bis- (3-methyl-4-amino-cyclohexyl) -methane, bis- (4-amino-cyclohexyl) -propane, bis- (amino-cyclohexane), bis- (amino-methyl) -cyclohexane, isophoronadiamine or pentamethylene diamines replaced.
Ejemplos de correspondientes poliamidas
transparentes se describen ilustrativamente en los documentos
EP
0.725.100 y EP 0.725.101.Examples of corresponding transparent polyamides are described illustratively in EP documents.
0.725.100 and EP 0.725.101.
Son especialmente preferidos los sistemas de materiales plásticos muy transparentes sobre la base de un poli(metacrilato de metilo), un policarbonato de bisfenol A, una poliamida y los denominados copolímeros de cicloolefinas a base de norborneno y \alpha-olefinas, que pueden ser hechos aptos para ser marcados profundamente por láser con ayuda de las nanopartículas inorgánicas conformes al invento, sin perjuicio para la transparencia del material.Especially preferred are the systems of very transparent plastic materials based on a poly (methyl methacrylate), a polycarbonate of bisphenol A, a polyamide and so-called cycloolefin copolymers based of norbornene and α-olefins, which can be facts suitable to be deeply marked by laser with the help of inorganic nanoparticles according to the invention, without prejudice for the transparency of the material.
Evidentemente, los óxidos metálicos nanoescalares también se pueden utilizar en sistemas teñidos muy transparentes. Aquí es ventajoso en particular el hecho de que el color propio neutro de estos aditivos hace posible una elección libre del color.Obviously, metal oxides Nanoscalares can also be used in very dyed systems transparent. Here it is advantageous in particular the fact that the own neutral color of these additives makes a choice possible free of color.
Los materiales plásticos transparentes que se pueden estructurar conforme al invento mediante un grabado interno por láser, se pueden presentar en forma de planchas, cuerpos moldeados, piezas semiterminadas o masas de moldeo. En este contexto, también solamente una parte de las planchas, de los cuerpos moldeados, de los productos semiterminados y de las masas de moldeo se puede haber ajustado de manera tal que sea apta para ser grabada interiormente por láser.The transparent plastic materials that are can be structured according to the invention by internal engraving by laser, they can be presented in the form of plates, bodies molded, semi-finished parts or molding masses. In this context, also only a part of the plates, of the molded bodies, semi-finished products and masses molding may have been adjusted so that it is suitable for be engraved internally by laser.
La producción de los materiales plásticos grabados interiormente por láser se efectúa de una manera de por sí conocida de acuerdo con las técnicas y los procedimientos que son corrientes y usuales en la preparación y elaboración de materiales plásticos. En tal caso es posible introducir los aditivos con forma de nanopartículas, antes de o durante la polimerización o la policondensación, en productos de partida individuales o en mezclas de productos de partida, o también añadirlos durante la reacción, empleándose los procedimientos de producción específicos para los correspondientes materiales plásticos, que son conocidos para un experto en la especialidad. En el caso de policondensados, tales como poliamidas, se puede efectuar por ejemplo una introducción del aditivo en uno de los componentes monómeros. Este componente monómero se puede someter luego, junto con los demás partícipes en la reacción, de un modo usual, a una reacción de policondensación. Además, después de una formación de macromoléculas, los resultantes productos intermedios o finales de alto peso molecular se pueden mezclar con los aditivos con forma de nanopartículas, pudiéndose emplear también en este caso todos los procedimientos que son habituales para un experto en la especialidad.The production of plastic materials engraved internally by laser is done in a way by itself known according to the techniques and procedures that are current and usual in the preparation and preparation of materials plastics In this case it is possible to introduce the additives in the form of nanoparticles, before or during polymerization or polycondensation, in individual starting products or in mixtures of starting products, or also add them during the reaction, using specific production procedures for corresponding plastic materials, which are known for a Expert in the specialty. In the case of polycondensates, such as polyamides, for example an introduction of the additive in one of the monomer components. This component monomer can then be submitted, together with the other participants in the reaction, in a usual way, to a polycondensation reaction. In addition, after a macromolecule formation, the resulting intermediate or final products of high molecular weight can be mix with nanoparticle additives, being able to also use in this case all the procedures that are usual for an expert in the specialty.
Según sea la receta del material de la matriz de plástico se mezclan y homogeneizan componentes de recetas o monómeros líquidos, semilíquidos y sólidos, así como eventualmente los necesarios aditivos, tales como por ejemplo agentes iniciadores de la polimerización, estabilizadores (tales como agentes absorbentes de los rayos UV (ultravioletas), agentes estabilizadores del calor), agentes blanqueadores ópticos, agentes anstistáticos, plastificantes, agentes coadyuvantes del desmoldeo, agentes lubricantes, agentes coadyuvantes del dispersamiento, agentes antiestáticos, pero también materiales de carga y de refuerzo o agentes modificadores de la resistencia a los golpes, etc., en dispositivos e instalaciones que son usuales para esto, tales como reactores, recipientes con sistemas de agitación, mezcladores, molinos de cilindros, extrusores, etc., eventualmente se conforman y después de esto se llevan a endurecimiento. Los óxidos metálicos nanoescalares se introducen en el momento apropiado en el material y se incorporan homogéneamente dentro de él. Se prefiere especialmente la introducción de los óxidos metálicos nanoescalares en forma de una mezcla preliminar concentrada (tanda patrón, en inglés masterbatch) con el mismo material plástico o con uno que sea compatible con él.Depending on the recipe of the matrix material of plastic mixes and homogenizes recipe components or liquid, semi-liquid and solid monomers, as well as eventually the necessary additives, such as for example initiating agents of polymerization, stabilizers (such as agents UV absorbers (ultraviolet), agents heat stabilizers), optical bleaching agents, agents anstistatics, plasticizers, mold release agents, lubricating agents, dispersion aids, antistatic agents, but also loading materials and reinforcement or impact modifying agents, etc., in devices and facilities that are usual for this, such as reactors, vessels with stirring systems, mixers, cylinder mills, extruders, etc., eventually they conform and after this they take to hardening. The nanoscale metal oxides are introduced at the time appropriate in the material and incorporated homogeneously within he. The introduction of oxides is especially preferred Nanoscale metal in the form of a preliminary mixture concentrated (master tanda, in English masterbatch) with the same plastic material or one that is compatible with it.
Es ventajoso que la introducción de los óxidos metálicos nanoescalares en la matriz de material plástico se efectúe mediando alta cizalladura en esta matriz de material plástico. Esto puede llevarse a cabo mediante un correspondiente ajuste de los mezcladores, de los molinos de cilindros, de los extrusores, etc. De esta manera se impide eficazmente una eventual aglomeración o conglomeración de las partículas de óxidos metálicos nanoescalares para dar unidades de mayor tamaño; las partículas de mayor tamaño, eventualmente presentes, son desmenuzadas. Para un experto en la especialidad son habituales las correspondientes técnicas y los parámetros de procedimiento que en cada caso se tengan que escoger.It is advantageous that the introduction of oxides Nanoscale metallic in the matrix of plastic material is perform mediating high shear in this material matrix plastic. This can be done by a corresponding adjustment of mixers, cylinder mills, extruders, etc. This effectively prevents an eventual agglomeration or conglomeration of metal oxide particles nanoscale to give larger units; the particles of larger size, if present, are shredded. For a experts in the specialty are the corresponding ones techniques and procedure parameters that in each case are have to choose.
Los cuerpos moldeados de materiales plásticos y las piezas semiterminadas son obtenibles mediante moldeo por inyección o extrusión a partir de masas de moldeo o mediante procedimientos de colada a partir de los monómeros y/o prepolímeros.The molded bodies of plastic materials and the semi-finished pieces are obtainable by molding by injection or extrusion from molding masses or by casting procedures from monomers and / or prepolymers
La polimerización se efectúa de acuerdo con procedimientos conocidos para un experto en la especialidad, por ejemplo mediante una adición de uno o varios agentes iniciadores de la polimerización y una inducción de la polimerización por calentamiento o irradiación. Para la total conversión del (o de los) monómero(s), a la polimerización le puede seguir una etapa de atemperamiento.The polymerization is carried out in accordance with procedures known to a person skilled in the art, by example by adding one or more initiating agents of polymerization and induction of polymerization by heating or irradiation. For the total conversion of (or of) the monomer (s), polymerization can be followed by a step of tempering
Después de la producción de las piezas moldeadas de materiales plásticos a partir de los materiales plásticos que contienen los óxidos metálicos nanoescalares, éstos se pueden marcar mediante irradiación con una luz láser.After the production of the molded parts of plastic materials from plastic materials that they contain the nanoscale metal oxides, these can be marked by irradiation with a laser light.
El grabado interno por láser se puede llevar a cabo en un equipo de marcación con láser usual en el comercio, p.ej. de la entidad Cerion (Cerion X2, compacto, verde de 532 nm), con una velocidad de escritura de 300 a 1.000 puntos/s (= segundo), con una frecuencia de impulsos de 3 kHz y con una energía de impulsos de 1 a 2 mJ. El cuerpo moldeado que se ha de grabar se coloca dentro del aparato, y después de una irradiación con un rayo láser enfocado, se obtienen unas estructuras de imágenes de colores desde blanco hasta gris oscuro con contornos nítidos y alto contraste. Los ajustes necesarios se pueden determinar sin dificultades en cada caso individual.Internal laser engraving can be carried out on a commercially available laser marking device, e.g. from the entity Cerion (Cerion X2, compact, green 532 nm), with a write speed of 300 to 1,000 points / s (= second), with a pulse frequency of 3 kHz and with an energy of impulses from 1 to 2 mJ. The molded body to be engraved is placed inside the device, and after irradiation with lightning focused laser, colored image structures are obtained from white to dark gray with sharp and high contours contrast. The necessary settings can be determined without difficulties in each individual case.
Como cristales de láser se pueden utilizar por ejemplo también los siguientes materiales:As laser crystals can be used by example also the following materials:
Ti:Al203 (longitud de onda ajustable de 680 a 1.100 nm)Ti: Al203 (wavelength adjustable from 680 to 1,100 nm)
Yb:YAG (longitud de onda 1.030 nm, 1ª oscilación armónica: 515 nm, 2ª oscilación armónica: 343 nm)Yb: YAG (wavelength 1.030 nm, 1st oscillation harmonic: 515 nm, 2nd harmonic oscillation: 343 nm)
Nd:YAG y Nd:Ce:Tb:YAG (longitud de onda 1.064 nm, 1ª oscilación armónica: 532 nm, 2ª oscilación armónica: 355 nm)Nd: YAG and Nd: Ce: Tb: YAG (wavelength 1.064 nm, 1st harmonic oscillation: 532 nm, 2nd harmonic oscillation: 355 nm)
Ho:Cr:Tm:YAG (longitud de onda 2.097 nm, 1ª oscilación armónica: 1048,5 nm, 2ª oscilación armónica: 699 nm)Ho: Cr: Tm: YAG (wavelength 2.097 nm, 1st harmonic oscillation: 1048.5 nm, 2nd harmonic oscillation: 699 nm)
Er:YAG (longitud de onda 2.940 nm, 1ª oscilación armónica: 1.470 nm, 2ª oscilación armónica: 980 nm).Er: YAG (wavelength 2.940 nm, 1st oscillation harmonic: 1,470 nm, 2nd harmonic oscillation: 980 nm).
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Naturalmente se pueden emplear también sistemas de láser de diodos que emiten a las longitudes de onda de 808, 940 y 980 nm.Of course, systems can also be used diode laser emitting at wavelengths of 808, 940 and 980 nm
Los materiales plásticos transparentes se pueden utilizar conforme al invento de manera muy ventajosa para la producción de cuerpos moldeados de materiales plásticos con estructuras de imágenes tridimensionales producidas por debajo de la superficie mediante grabado interno por láser. Junto a las aplicaciones técnicas, se pueden realizar en particular también objetos artísticos.Transparent plastic materials can be use according to the invention very advantageously for the production of molded bodies of plastic materials with three-dimensional image structures produced below the surface by internal laser engraving. Next to technical applications, can be performed in particular also artistic objects.
Los polímeros transparentes se pueden también teñir en masa. Ventajosamente se utilizan unos colores que no absorben la luz láser. La tinción puede ser realizada de modo transparente, translúcida pero también cubierta y opaca.Transparent polymers can also be dye in bulk. Advantageously, some colors are used that are not absorb laser light. Staining can be performed so transparent, translucent but also covered and opaque.
Se obtienen objetos artísticos especialmente interesantes cuando se utilizan colorantes fluorescentes. Mediante iluminación de las aristas de tales objetos artísticos se pueden producir unos objetos artísticos que aparecen como especialmente valiosos.Artistic objects are obtained especially interesting when using fluorescent dyes. Through lighting of the edges of such artistic objects can be produce some artistic objects that appear as especially valuable.
A continuación se debe de explicar la producción de las mezclas de nanopartículas y materiales plásticos y la realización del grabado interno mediante una marcación profunda por láser por ejemplo en sistemas de poli-(metacrilatos de metilo) y de poliamidas.Next, the production must be explained of mixtures of nanoparticles and plastic materials and the internal engraving by deep marking by laser for example in poly (methyl methacrylates) and polyamides
1. Dispersamiento del óxido de indio y estaño Nano®ITO IT-05 C5000 de la entidad Nanogate en una masa de moldeo de PMMA PLEXIGLAS® 7N con un molino de dos cilindros Polymix 110 L de la entidad Schwabenthan:1. Scattering of indium and tin oxide Nano®ITO IT-05 C5000 of the Nanogate entity in a PMMA PLEXIGLAS® 7N molding with a two-cylinder mill Polymix 110 L of the Schwabenthan entity:
90 g de una masa de moldeo de PMMA PLEXIGLAS® 7N se funden en el molino de dos cilindros previamente calentado. La temperatura de los cilindros es en el cilindro delantero de 166ºC y en el cilindro trasero de 148ºC. Otros 90 g de la masa de moldeo de PMMA PLEXIGLAS® 7N se mezclan previamente con 20 g de Nano®ITO IT-05 C5000 y se añaden sobre los cilindros junto con aproximadamente 5 g de ácido esteárico. El cilindro trasero se puede hacer girar con alguna mayor rapidez y produce de esta manera una fricción. En el transcurso de 6 minutos, la lámina en bruto se retira 10 veces desde el cilindro, se pliega y se vuelve a alimentar sobre el cilindro. A continuación, la lámina en bruto se retira desde el cilindro, se deja enfriar y se desmenuza.90 g of a PMMA PLEXIGLAS® 7N molding mass they melt in the previously heated two-cylinder mill. The Cylinder temperature is in the front cylinder of 166 ° C and in the 148 ° C rear cylinder. Another 90 g of the molding mass of PMMA PLEXIGLAS® 7N is pre-mixed with 20 g of Nano®ITO IT-05 C5000 and are added on the cylinders together with about 5 g of stearic acid. The rear cylinder is can spin faster and produce in this way a friction Within 6 minutes, the raw sheet will be Remove 10 times from the cylinder, fold and feed again on the cylinder Then the raw sheet is removed from the cylinder, it is allowed to cool and crumbles.
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2. Producción de una solución original con la lámina en bruto:2. Production of an original solution with the raw sheet:
En un frasco de boca ancha con una capacidad de 1 l se pesan e introducen:In a wide-mouth jar with a capacity of 1 l are weighed and introduced:
- 50,0 g de una lámina en bruto al 10% (procedente de 1.)50.0 g of one 10% raw sheet (from 1.)
- 87,5 g de un agente dispersante (p.ej. PLEX® 8684 F de DEGUSSA AG / Röhm)87.5 g of a dispersing agent (eg PLEX® 8684 F from DEGUSSA AG / Röhm)
- 750,0 g de MMA750.0 g of MMA
- 750,0 g de un jarabe de MMA y PMMA con 25% de PMMA, que tiene un peso molecular PM de 170.000.750.0 g of a MMA and PMMA syrup with 25% PMMA, which has a molecular weight PM of 170,000.
Para la disolución de la lámina en bruto y del agente dispersante polimérico, la botella se cierra y se hace rodar durante 50 h en un banco de rodadura.For the dissolution of the raw sheet and the polymeric dispersing agent, the bottle is closed and rolled for 50 h on a treadmill.
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3. Preparación de la tanda de polimerización:3. Preparation of the batch of polymerization:
Preparación de la tanda de polimerización de 1.000 g con 0,01% de Nano®ITO IT-05 C5000.Preparation of the polymerization batch of 1,000 g with 0.01% Nano®ITO IT-05 C5000.
- 34,50 g de una solución original34.50 g of one original solution
- 0,80 g de un agente iniciador (2,2'-azo-bis-(2,4-dimetil-valeronitrilo)0.80 g of a initiating agent (2,2'-azo-bis- (2,4-dimethyl-valeronitrile)
- de 0,20 g a 1,0 g de un agente de separación (lecitina)from 0.20 g to 1.0 g of a separating agent (lecithin)
- 960,00 g de un jarabe de MMA y PMMA con 25% de PMMA, que tiene un peso molecular de 170.000.960.00 g of a MMA and PMMA syrup with 25% PMMA, which has a molecular weight of 170,000
La tanda de polimerización se agita durante 30 min., se deja reposar durante 10 min., se carga dentro de la cámara de polimerización e inmediatamente después se introduce en un baño de agua.The polymerization batch is stirred for 30 min., let stand for 10 min., charge inside the chamber polymerization and immediately after it is introduced into a bath of water.
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4. Polimerización en una cámara de polimerización:4. Polymerization in a chamber of polymerization:
A partir de dos lunas de vidrio flotado con un grosor de 6 mm, de un cordón distanciador y de algunas pinzas metálicas se construye una cámara de polimerización con un tamaño de 10 x 200 x 200 mm. La cámara de polimerización se coloca en posición vertical, la tanda de polimerización se deja afluir lentamente y se cierra la cámara. La cámara de polimerización llena se introduce en posición horizontal dentro del baño de agua que ha sido calentado a 45 hasta 50ºC, y se deja reposar durante tanto tiempo hasta que la tanda de polimerización se haya polimerizado para dar una masa sólida. Después de haber retirado las pinzas y el cordón distanciador, en la cámara de polimerización se termina de polimerizar durante 4 h dentro de un armario de atemperamiento previamente calentado a 115ºC, a continuación se deja enfriar en el armario de atemperamiento y se saca desde el molde.From two float glass moons with a thickness of 6 mm, a spacer cord and some tweezers a polymerization chamber is constructed with a size of 10 x 200 x 200 mm. The polymerization chamber is placed in vertical position, the polymerization batch is allowed to flow Slowly and the camera closes. The polymerization chamber full is introduced horizontally into the water bath that has been heated to 45 to 50 ° C, and allowed to stand for so long time until the polymerization batch has polymerized to give a solid mass. After removing the tweezers and the spacer cord, in the polymerization chamber is finished polymerize for 4 h inside a tempering cabinet previously heated to 115 ° C, then allowed to cool in the tempering cabinet and removed from the mold.
La transmisión de la luz en la región visible es de 90% y la turbiedad es de 1%.The light transmission in the visible region is 90% and turbidity is 1%.
El material se marcó interiormente por láser con un sistema de láser de Nd:YAG duplicado en frecuencia (longitud de onda de emisión de 532 nm, una etapa de potencia de 3, y una duración de 4 min.).The material was marked internally by laser with a Nd: YAG laser system doubled in frequency (length of 532 nm emission wave, a power stage of 3, and a duration of 4 min.).
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Ejemplo comparativo 2Comparative example 2
Se procede de una manera análoga a la prescripción del Ejemplo 1. En este caso se llevan a cabo solamente las etapas 3ª y 4ª del procedimiento. También se puede prescindir de la producción de una lámina en bruto. La cantidad correspondiente de una solución original procedente de la etapa 3ª se puede reemplazar por una cantidad correspondiente de un jarabe de MMA y PMMA.It proceeds in a manner analogous to prescription of Example 1. In this case they are carried out only the 3rd and 4th stages of the procedure. You can also do without The production of a raw sheet. The corresponding amount of an original solution from stage 3 can be replaced for a corresponding amount of an MMA and PMMA syrup.
La transmisión de la luz en la región visible es de 90% y la turbiedad es de 1%.The light transmission in the visible region is 90% and turbidity is 1%.
El material se marcó interiormente por láser con un sistema de láser de Nd:YAG duplicado en frecuencia (longitud de onda de emisión 532 nm, etapa de potencia 3, duración 4 min).The material was marked internally by laser with a Nd: YAG laser system doubled in frequency (length of emission wave 532 nm, power stage 3, duration 4 min).
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El Trogamid® CX 7323, que es un producto comercial de la entidad Degussa AG, Sector comercial de polímeros de alto rendimiento, Marl, se compone y granula con el óxido de indio y estaño nanoescalar Nano®ITO IT-05 C5000 de la entidad Nanogate en una concentración de 0,01% en peso dentro de un extrusor de Berstorff ZE 2533 D a 300ºC y se granula. A partir del granulado se produjeron por el procedimiento de moldeo por inyección unas planchas con las dimensiones de 10 x 100 x 100 mm.Trogamid® CX 7323, which is a product Commercial of the entity Degussa AG, Commercial sector of polymers High performance, Marl, is composed and granulated with the oxide of Nano®ITO IT-05 C5000 NanoScale and Indian Tin the Nanogate entity in a concentration of 0.01% by weight within a Berstorff ZE 2533 D extruder at 300 ° C and is granulated. Starting of the granulate were produced by the molding process by Injection plates with the dimensions of 10 x 100 x 100 mm
La transmisión de la luz en la región visible es de 90% y la turbiedad es de 1,5%.The light transmission in the visible region is 90% and turbidity is 1.5%.
El material se marcó interiormente por láser con un sistema de láser de Nd:YAG duplicado en frecuencia (longitud de onda de emisión 532 nm, etapa de potencia 4, duración 1 min).The material was marked internally by laser with a Nd: YAG laser system doubled in frequency (length of emission wave 532 nm, power stage 4, duration 1 min).
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Ejemplo comparativo 4Comparative example 4
A partir del Trogamid® CX 7323, que es un producto comercial de la entidad Degussa AG, Sector comercial de polímeros de alto rendimiento, Marl, se produjeron por el procedimiento de moldeo por inyección unas planchas con las dimensiones de 10 x 100 x 100 mm.From Trogamid® CX 7323, which is a commercial product of the entity Degussa AG, Commercial sector of High performance polymers, Marl, were produced by the injection molding process some plates with the dimensions of 10 x 100 x 100 mm.
La transmisión de la luz en la región visible es de 90% y la turbiedad es de 1,5%.The light transmission in the visible region is 90% and turbidity is 1.5%.
El material se marcó interiormente por láser con un sistema de láser de Nd:YAG duplicado en frecuencia (longitud de onda de emisión 532 nm, etapa de potencia 4, duración 1 min).The material was marked internally by laser with a Nd: YAG laser system doubled in frequency (length of emission wave 532 nm, power stage 4, duration 1 min).
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Las siguientes Figuras se produjeron a partir de cuerpos moldeados grabados interiormente con un sistema de láser de Nd:YAG duplicado en frecuencia (longitud de onda de emisión 532 nm).The following Figures were produced from molded bodies internally engraved with a laser system Nd: YAG doubled in frequency (emission wavelength 532 nm).
La Figura 1 muestra el resultado obtenido con el material del Ejemplo 1. En el material polimérico dopado con ITO se produjo un modelo claro de líneas.Figure 1 shows the result obtained with the material of Example 1. In polymeric material doped with ITO, produced a clear model of lines.
La Figura 2 muestra el resultado obtenido con el material polimérico sin dopar del Ejemplo 2. Una estructura de líneas se puede reconocer solamente con dificultades. Las diferencias en la exactitud de la reproducción se pueden reconocer manifiestamente.Figure 2 shows the result obtained with the undoped polymeric material of Example 2. A structure of Lines can only be recognized with difficulties. The Differences in the accuracy of reproduction can be recognized manifestly.
También al escribir letras se puede reconocer una exactitud manifiestamente mejor de las muestras de PMMA dopadas.Also when writing letters you can recognize manifestly better accuracy of PMMA samples doped
La Figura 3 muestra el resultado obtenido con el material del Ejemplo 1. En el caso del material dopado se puede reconocer manifiestamente cada uno de los puntos individuales en la letra. Todos los puntos están separados entre sí. No se observa un confluencia recíproca de los puntos por medio de una formación incontrolada de grietas.Figure 3 shows the result obtained with the material of Example 1. In the case of the doped material it can be manifestly recognize each of the individual points in the lyrics. All points are separated from each other. There is no observed reciprocal confluence of points through training uncontrolled cracks.
La Figura 4 muestra el resultado obtenido con el material polimérico sin dopar del Ejemplo 2. Aquí la letra "a" está atravesada por grietas y el borde aparece de una manera muy poco nítida.Figure 4 shows the result obtained with the Polymeric material without doping from Example 2. Here the letter "a" it is crossed by cracks and the edge appears in a very not clear
También en la comparación con un vidrio de cristal de plomo, que se utiliza usualmente para la producción de objetos artísticos mediante grabado interno por láser, se puede observar manifiestamente la superioridad de la exactitud de reproducción de un PMMA dopado al realizar el grabado interno por láser.Also in comparison with a glass of lead crystal, which is usually used for the production of artistic objects by internal laser engraving, you can manifestly observe the superiority of the accuracy of reproduction of a doped PMMA when performing internal engraving by To be.
Mientras que en el caso de la Figura 5 (con un material del Ejemplo 1) el modelo de nube de puntos se puede reconocer con una alta exactitud de reproducción, en el vidrio de cristal de plomo se obtiene un modelo de líneas muy poco nítido. La Figura 6 muestra el resultado del grabado interno en el vidrio de cristal de plomo (con el mismo archivo de datos de la nube de puntos que en la Figura 5).While in the case of Figure 5 (with a material from Example 1) the point cloud model can be recognize with high reproduction accuracy, in the glass of Lead crystal you get a very shallow lines model. The Figure 6 shows the result of the internal engraving on the glass of lead crystal (with the same cloud data file from points than in Figure 5).
La sobresaliente exactitud de reproducción del PMMA dopado se muestra también en la 3ª dimensión.The outstanding reproduction accuracy of the Doped PMMA is also shown in the 3rd dimension.
La Figura 7 muestra la vista en alzado lateral de la letra "S" de la Figura 5 (con el material del Ejemplo 1). Se puede observar un modelo de líneas a base de aproximadamente 10 líneas, las cuales están separadas totalmente unas de otras.Figure 7 shows the side elevation view of the letter "S" in Figure 5 (with the material of Example one). You can see a model of lines based on approximately 10 lines, which are completely separated from each other.
La Figura 8 muestra la misma estructura de
imágenes en el bloque de vidrio de cristal de plomo. Las
aproximadamente 10 líneas son manifiestamente más anchas y están
más fuertemente desfasadas que las líneas en la
Figura 7.Figure 8 shows the same image structure in the lead glass block. The approximately 10 lines are manifestly wider and are more strongly outdated than the lines in the
Figure 7
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