JP2015510950A5

JP2015510950A5 -

Info

Publication number: JP2015510950A5
Application number: JP2014560115A
Authority: JP
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2033-03-01

Description

本願発明の主題の一面では、高いコントラストのマークを生じ、ビヒクル(vehicle)とレーザー吸収剤を含むレーザーマーキングの組成物が提供される。レーザー吸収剤は、モリブデン金属複合体、タングステン金属複合体及びそれらの組み合わせからなる群から選択される金属複合体を含む。

本発明の主題の別の面では、基材上にマークを形成する方法が提供される。この方法はマーキング組成物を基材に塗布することを含む。マーキング組成物はビヒクルとレーザー吸収剤を含む。レーザー吸収剤はモリブデン金属複合体、タングステン金属複合体、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される金属複合体を含む。本方法はさらにマーキング組成物をレーザーに暴露しマーキング組成物の少なくとも一部が温度上昇し、基材に付着し、基材とコントラストをもつ輝度(luminance)、色、及び/または不透明性をもつマークを基材上に形成することを含む。

本発明の主題の別の面では、マークをもつ基材が提供される。基材上のマークは基材上に置かれたマーキング組成物をレーザーで照射することにより形成される。マーキング組成物はビヒクルとレーザー吸収剤を含む。レーザー吸収剤はモリブデン金属複合体、タングステン金属複合体及びそれらの組み合わせからなる群から選択された金属複合体を含む。

本発明の主題のレーザー吸収剤はモリブデン金属複合体、タングステン金属複合体、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される単一又は混合金属複合体である。一面では、種々のモリブデン酸金属複合体、種々のタングステン酸金属複合体とそれらの組み合わせがレーザー吸収剤で利用される。

本発明での使用に適したモリブデン金属複合体の例は、モリブデン酸タングステン、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アンモニウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸ストロンチウム、モリブデン酸バリウム、モリブデン酸コバルト、モリブデン酸銅、モリブデン酸鉄、モリブデン酸マグネシウム、モリブデン酸マンガン、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸プラセオジム、モリブデン酸セリウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデンデンカーバイド、モリブデン酸ニッケル、モリブデン酸ニオブ、モリブデン酸ビスマス、モリブデン酸ジルコニウム、酸化モリブデン、モリブデン酸リチウム、モリブデン酸ランタン、モリブデン酸スズコバルト、酸化コバルトモリブデン及び酸化マグネシウムコバルトモリブデンを非限定的な例として含む。一面では、化学式CxMoyOz（原子パーセントでx=15.38〜26.93、y=16.67〜43.83、z=29.24〜66.67）を有する酸化コバルトモリブデンがレーザー吸収剤で使用される。

さらに、タングステン金属複合体は本発明で好適に使用できるが、これは、タングステン酸モリブデン、タングステン酸亜鉛、タングステン酸アンモニウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸ストロンチウム、タングステン酸バリウム、タングステン酸コバルト、タングステン酸銅、タングステン酸鉄、タングステン酸マグネシウム、タングステン酸マンガン、タングステン酸カリウム、タングステン酸プラセオジム、タングステン酸セリウム、タングステン酸カルシウム、タングステンカーバイド、タングステン酸ニッケル、タングステン酸ニオブ、タングステン酸ビスマス、タングステン酸ジルコニウム、酸化タングステン、タングステン酸リチウム、タングステン酸ランタン、タングステン酸スズコバルト、酸化コバルトタングステン及び酸化マグネシウムコバルトタングステンを非限定的な例として含んでいる。一面では、酸化コバルトタングステンはレーザー吸収剤の中で、化学式CoxWyOz（原子パーセントでx=16.67、y=16.67、z=66.67）で使用される。

一実施態様では、混合酸化金属複合体は、（特に）金属、ガラス、セラミック、及びプラスチック材上に永久的な高いコントラストのレーザーのマークを生成する安定な吸収剤組成物を形成するように使用される。一面では、レーザー吸収剤は以下のモリブデン-タングステン混合酸化金属錯体の一つ又は組み合わせを含む。

別の面では、別の共晶のMoO₃とWO₃の化合物は組み合わされてモリブデンとタングステンの混合金属複合体からなる共晶混合物を形成できる。例えば、Li₂MoO₄は、K₂MoO₄と特定の比率で組み合わされて共晶温度をもつレーザー吸収剤を生じる。

本発明の主題に関し、レーザー吸収剤は本発明の主題の多くのモリブデン及びタングステンの金属複合体のいずれかを、単一で或いは組み合わせて含有してもよい。このレーザー吸収剤は錯体無機化合物、ジルコニウム化合物、ケイ素化合物、カルシウム化合物、他のモリブデン化合物、他のタングステン化合物、バナジウム化合物、ビスマスを含む酸化化合物、金属酸化物、金属化合物、無機顔料、無機顔料前駆体、及びそれらの組み合わせ等の他の追加の成分をさらに含んでもよい。

レーザー吸収剤で使用される金属複合体は焼結又は湿式反応法等の種々の方法で製造され得る。これらの方法の両方で製造される金属複合体は、本発明の主題のマーキング組成物中で使用されるとき、種々の基材上、特に金属基材上で、高いコントラストのレーザーによるマークを与える。

焼結または湿式化学反応で調製され、レーザー吸収剤で使用される具体的金属複合体の非限定的な例は以下のとおりである。

ＺｎＣＯ_３＋ＭｏＯ_３→ＺｎＭｏＯ_４+ＣＯ_２
２ＮａＯＨ＋ＭｏＯ_３→Ｎａ_２ＭｏＯ_４＋Ｈ_２Ｏ
ＣａＣＯ_３＋ＭｏＯ_３→ＣａＭｏＯ_４＋ＣＯ_２
ＳｒＣＯ_３＋ＭｏＯ_３→ＳｒＭｏＯ_４＋ＣＯ_２

一実施態様では、マーキング組成物はモリブデン金属とタングステン金属の粉末合金を含有する。この合金は、マーキング組成物に組み入れられたとき、改善されたコントラストをもつレーザーマークと種々の基材上で異なる熱膨張率により良く適合するマークを生じる安定な溶液を作りえる。そのような合金粉末は先に述べたレーザー吸収剤または複合体と混合物を作ることができ、他の化合物と共に、レーザー加工の間、酸化を抑制することを補助する。得られたマークの膨張係数はこの合金を使用しないものよりも基材の膨張率により良く適合する。各基材は、それぞれの熱膨張/収縮率と熱履歴を有しているので、モリブデンとタングステンの比率は特定の基材に近づくように調製され得る。例えば、高パーセントのタングステンは合金の熱膨張率を下げるであろう。従って、これらの材料の間の熱膨張/収縮率の差異から生じる応力は最小化され、より長持ちするマークが生成される。

基材にレーザーマーキングする方法は、本明細書に開示されているような１以上のモリブデン金属複合体、１以上のタングステン金属複合体、又はそれらの組み合わせを含むレーザー吸収剤を含有するマーキング組成物を使用する。

実施例
本発明の主題による一連のマーキング組成物が種々の組成で作られる。種々の焼成された湿式反応モリブデンベースの複合体無機顔料が以下の方法を使って最終製品に調製された。モリブデン顔料の焼成後、粒子の大きさは高速ボールミルを使って小さくされた。粒子の大きさが小さくされたモリブデン顔料と添加剤は高速ボールミルを使って水ベースのスラリーとされた。この工程の後、水ベースのモリブデン顔料スラリーの懸濁液はエタノールにより希釈され金属札基材上へ重力送り銃を使って1ミルの平均厚みでスプレーされた。レーザーマーキングモリブデン材料でカバーされた金属札は乾燥され、マーキング用のファイバーとＣＯ_２レーザー中に置かれた。レーザーに設定した種々の速度と出力を使って、この札はファイバーとＣＯ_２レーザーによりマークされた。結合されていない材料は洗い流され、レーザーは結合強さとコントラストについて評価を受けた。