JP5697306B2 - 炭化チタンの製造方法 - Google Patents
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Description
色:灰金属色
融点:3157℃
密度:4.93g/cm3
結晶構造:立方形、全ての八面体空隙を充填した場合、最密球充填構造;TiC
・比較的高い硬度および従って耐摩耗性および耐摩性
・非常に高い耐熱性
・耐食性
・優れた生体適合性
・強誘電性
・低い熱伝導性(炭素の割合が高い場合)
・半導性
・低温の酸およびアルカリに対する耐性
炭化チタンは、チタンに類似した硬質で脆性の物質であり、チタン含有鋳鉄中に存在する。炭化チタンは最初、モイサン(Moissan)によって電気炉中で製造されたが、今日はTiO2をカーボンブラック又は非常に純粋なグラファイトで還元することによって工業的に得られる(TiO2+3C=>TiC+2CO)。
100phr:ポリマーマトリックス、特に放射線硬化脂肪族二官能性ポリウレタンアクリレート
0.2phr〜2.5phr:カーボンブラックおよび
45phr〜65phr:二酸化チタン
ここで「phr」は、混合物の組成を特徴付けるためにポリマー業界で一般に使用されている単位である「樹脂100当たりの部」を意味し、ポリマー成分全体(ここではすなわちポリマーマトリックス)が100phrとされる。
100phr:ポリマーマトリックス、特に放射線硬化脂肪族二官能性ポリウレタンアクリレート
0.4phr:カーボンブラックおよび
63.2phr:二酸化チタン
特性を最適化するために、顔料配合物は、可塑剤、充填材、顔料、紫外線吸収剤、光安定剤、老化防止剤、架橋剤、架橋促進剤又はエラストマーのような1種類以上の添加剤が混合されていてもよい。
・生物工学、医療および薬学用のガラス製の一次、二次および三次包装材
・化学物質、助剤、食品および嗜好品用のガラス製の包装材
・外科用、治療用、および診断用のガラス製の容器および/又は部品
・工業的方法用および分析方法用の容器および/又は部品(ピペット、pHメータなど)
・活性/不活性細胞物質に関する生物学的方法に用いられる容器および/又は部品
以下に、例に基づいてポリマー配合物の組成をより詳細に説明するが、これは何ら限定するものではない。
本願は特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、本願の開示は以下の事項を包含する。
1.
1つにはチタン供与体と、もう1つには炭素供与体を少なくとも含有する顔料配合物を使用して炭化チタン(TiC)を製造する方法であって、
前記顔料配合物にレーザーを照射し、そして前記顔料配合物がレーザー照射によって反応しTiCを生成することを特徴とする前記方法。
2.
前記炭化チタンが基材上に堆積することを特徴とする、前記1に記載の方法。
3.
前記顔料配合物がポリマーマトリックスとして構成されていること、前記ポリマーマトリックスが前記チタン供与体と前記炭素供与体を有すること、および前記ポリマーマトリックスがレーザー照射によって大部分が粉末化されることを特徴とする、前記1又は2に記載の方法。
4.
炭化チタンの製造が、ガラスフリットを除外して、および/又はエネルギー照射によって溶融するプラスチックを除外して実施されることを特徴とする、前記1〜3のいずれか一に記載の方法。
5.
チタン供与体として二酸化チタンが使用されることを特徴とする、前記1〜4のいずれか一に記載の方法。
6.
炭素供与体として遊離炭素がカーボンブラックから生成される、および/又は、レーザーの作用によって分解、蒸発、酸化、解重合および/又は熱分解したポリマーマトリックスから遊離されること、
好ましくは遊離炭素が、専らカーボンブラックおよび/又はポリマーマトリックスから供されること、
を特徴とする、前記1〜5のいずれか一に記載の方法。
7.
ポリマーマトリックスとして、放射線硬化ポリマーマトリックスが使用されること、および/又は
ポリマーマトリックスとして熱硬化性ポリマーマトリックスが使用されること、
を特徴とする、前記1〜6のいずれか一に記載の方法。
8.
前記顔料配合物が、次の組成:
100phr:ポリマーマトリックス、特に放射線硬化脂肪族二官能性ポリウレタンアクリレート
0.2phr〜2.5phr:カーボンブラックおよび
45phr〜65phr:二酸化チタン
を有することを特徴とする、前記1〜7のいずれか一に記載の方法。
9.
レーザー照射によって、顔料配合物の粉末化された0.5μm〜2.0μmの数平均粒度を有する加熱除去部分が生ずることを特徴とする、前記1〜8のいずれか一に記載の方法。
10.
顔料配合物として、20μm〜500μmの範囲の厚さを有する顔料層が使用されることを特徴とする、前記1〜9のいずれか一に記載の方法。
11.
顔料配合物として、部分的に又は全面的に接着剤、特に感圧接着剤でコーティングされている顔料層が使用されることを特徴とする、前記1〜10のいずれか一に記載の方法。
12.
顔料配合物として、支持体上に、好ましくは支持フィルム上に形成されている顔料層が使用されることを特徴とする、前記1〜11のいずれか一に記載の方法。
13.
顔料配合物として、部分的に形成された不動態層で不活性化されている顔料層が使用されること、
好ましくは、前記不動態化は、前記TiCが前記基材上に堆積する時に前記基材と接触している方の前記顔料層の側で行われることを特徴とする、前記1〜12のいずれか一に記載の方法。
14.
前記レーザー照射がパルスレーザーを用いて、好ましくは90ns未満のパルス幅で、更に好ましくは40ns〜90nsのパルス幅で実施されることを特徴とする、前記1〜13のいずれか一に記載の方法。
15.
特に前記1〜14のいずれか一に記載の方法により、炭化チタンを生成して基材にマーキングを行う方法であって、
マーキングされる基材上に顔料配合物を付与し、それにレーザーを照射し、レーザー放射線が顔料配合物と相互作用し、照射領域でTiCがマーキングとして前記基材上に堆積する方法。
16.
基材として透明な基材、特にガラスが使用されること、および、前記マーキングが放射線源の方を向いていない方の基材の側に形成されるように、前記顔料化合物の照射が前記基材を通して行われることを特徴とする、前記15に記載の方法。
17.
前記マーキングがガラスフリットを除外して、および/又はエネルギー照射によって溶融するプラスチックを除外して実施されることを特徴とする、前記15又は16に記載の方法。
18.
マークとして、干渉ホログラム又はコンピュータ生成ホログラムが形成されることを特徴とする、前記15〜17のいずれか一に記載の方法。
Claims (17)
- 1つにはチタン供与体と、もう1つには炭素供与体を少なくとも含有する顔料配合物を使用して炭化チタン(TiC)を製造する方法であって、
前記顔料配合物にレーザーを照射し、そして前記顔料配合物がレーザー照射によって反応しTiCを生成すること、及び前記顔料配合物がポリマーマトリックスとして構成されていること、前記ポリマーマトリックスが少なくとも前記チタン供与体と前記炭素供与体を有することを特徴とする、前記方法。 - 前記炭化チタンが基材上に堆積することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリマーマトリックスがレーザー照射によって大部分が粉末化されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- 炭化チタンの製造が、ガラスフリットを除外して、および/又はエネルギー照射によって溶融するプラスチックを除外して実施されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- チタン供与体として二酸化チタンが使用されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 炭素供与体として遊離炭素がカーボンブラックから生成される、および/又は、レーザーの作用によって分解、蒸発、酸化、解重合および/又は熱分解したポリマーマトリックスから遊離されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- ポリマーマトリックスとして、放射線硬化ポリマーマトリックスが使用されること、および/又は
ポリマーマトリックスとして熱硬化性ポリマーマトリックスが使用されること、
を特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記顔料配合物が、次の組成:
100phr:ポリマーマトリックス
0.2phr〜2.5phr:カーボンブラックおよび
45phr〜65phr:二酸化チタン
を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 - 粉末化された材料が、レーザー照射によって0.5μm〜2.0μmの数平均粒度を持って生じ、これが次いで顔料配合物から除去されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 顔料配合物として、20μm〜500μmの範囲の厚さを有する顔料層が使用されることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 顔料配合物として、部分的に又は全面的に接着剤でコーティングされている顔料層が使用されることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 顔料配合物として、支持体上に形成されている顔料層が使用されることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レーザー照射がパルスレーザーを用いて実施されることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法により、炭化チタンを生成して基材にマーキングを行う方法であって、
マーキングされる基材上に顔料配合物を付与し、それにレーザーを照射し、レーザー放射線が顔料配合物と相互作用し、照射領域でTiCがマーキングとして前記基材上に堆積する方法。 - 基材として透明な基材が使用されること、および、前記マーキングが放射線源の方を向いていない方の基材の側に形成されるように、前記顔料化合物の照射が前記基材を通して行われることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
- 前記マーキングがガラスフリットを除外して、および/又はエネルギー照射によって溶融するプラスチックを除外して実施されることを特徴とする、請求項14又は15に記載の方法。
- マークとして、干渉ホログラム又はコンピュータ生成ホログラムが形成されることを特徴とする、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。
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