JPH04267191A - レーザーマーキング方法及びレーザーマーキング用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明はレーザー光を利用して、
白色のマーキングを高感度に行なうレーザーマーキング
方法及びこの方法によるレーザーマーキング用として好
適な樹脂組成物に関する。 【０００２】 【従来の技術】レーザーマーキングは、金属、セラミッ
ク及び高分子有機材料等の表面にレーザー光を利用して
、マーク、バーコードあるいは画像等をマーキングする
方法であり、非接触で、かつマーキング速度が速く、自
動化や工程管理が容易な事から、最近工業的に広く利用
されている。 【０００３】レーザーマーキングは、対象表面にレーザ
ー光を照射して、■照射部分の蝕刻による表面状態の変
化（例えば特開昭６０−２０２１１９号公報）、■照射
部分の着色剤の脱色・変色による変化（例えば特開昭６
０−１６６４８８号公報、特開昭６０−１５５４９３号
公報、特開昭６３−２３９０５９号公報）などを利用し
てマーキングを行なっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、■の表面の状
態変化ではレーザー光の照射部分と未照射部分でのコン
トラストが弱く、マーク表示をするためには高エネルギ
ーのレーザー光の照射が必要であり、レーザー光を光学
レンズ等で絞り込むため照射面積が狭くなるという欠点
がある、■の着色剤の脱色・変色による方法では、脱色
・変色できる着色剤により基材の色が限定されたり、低
エネルギーのレーザー光で発色する材料は耐熱性が低か
ったり、脱色・変色しやすい着色剤・添加剤を用いるた
めに未照射部分が変色しやすくなる、あるいは加工時に
分解するなどの欠点があった。この点から加工あるいは
使用時の熱安定性が高く、且つ一度に広面積のマーキン
グを可能にするため低エネルギーのレーザー光で感度良
く発色し、またどの様な色にも着色可能なレーザーマー
キング用樹脂組成物が求められていた。また、さらにリ
レーケース等の様に透明な樹脂にレーザーでマーキング
出来る材料が求められていたが、アクリル樹脂に高出力
の炭酸ガスレーザー光を照射するしか方法がなく、その
改善も求められていた。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な状況に鑑み鋭意研究した結果、コーディエライト及び
／又は雲母を含有する非結晶性の熱可塑性樹脂組成物か
らなる物は、低エネルギーのレーザー光照射で、その表
面に容易に鮮明で視認性が高い白色のマーキングを行な
うことができることを見い出し、本発明を完成するに至
った。 【０００６】すなわち、本発明は、コーディエライト及
び／又は雲母を含有する非結晶性の熱可塑性樹脂組成物
からなる物の表面にレーザー光を照射してマーキングす
ることを特徴とするレーザーマーキング方法、及び非結
晶性の熱可塑性樹脂とコーディエライト及び／又は雲母
とを含有してなることを特徴とするレーザーマーキング
用樹脂組成物を提供するものである。 【０００７】本発明で用いる非結晶性の熱可塑性樹脂と
しては、例えばアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、
ポリカーボネート系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ポリ
フェニレンエーテル系樹脂、ポリエーテルサルフォン系
樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂
、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリメチルペンテン系樹
脂等が挙げられ、２種以上を混合してもよく、さらに物
性改良の目的で他の樹脂を混合しても良い。 【０００８】本発明で用いるコーディエライトとしては
、組成式Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８　で表わされる無機
化合物のほか、Ｍｇの一部がＦｅ２＋で置換されたり、
５重量％以下の水を含有するもの等が挙げられる。 【０００９】雲母としては、マスコバイト、フロゴバイ
ト、バイオタイト、セリサイト等の天然雲母と、弗素金
雲母、弗素四珪素雲母等の合成雲母とが挙げられ、なか
でも最も低エネルギーのレーザー光でマーキングが出来
る点で弗素四珪素雲母が好ましい。 【００１０】これらのコーディエライトと雲母は１種あ
るいは２種以上を用いてもよく、その使用量は、通常、
非結晶性の熱可塑性樹脂組成物又はこの組成物からなる
物、例えばレーザーマーキングを行なう成形物や被膜中
での含有率が、０．０１〜２０重量％となる範囲である
。なかでも鮮明で視認性の高い白色のマーキングが得ら
れ、かつ物性低下が少ない点で成形物あるいは被膜とし
ての含有率が０．１〜１０重量％となる範囲が好ましい
。 【００１１】本発明で用いるレーザーとしては赤外領域
の波長のレーザーが好ましく、炭酸ガスレーザー、一酸
化炭素レーザー、半導体レーザー、イットリウム・アル
ミニウム・ガーネットレーザー（ＹＡＧレーザー）など
が挙げられ、なかでも炭酸ガスレーザーが好ましい。 【００１２】炭酸ガスレーザーとしては，例えばＴｒａ
ｎｓｖｅｒｓｅｌｙ　Ｅｘｃｉｔｅｄ　Ａｔｏｍｏｓｐ
ｈｅｒｉｃ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＴＥＡ）型炭酸ガスレ
ーザー、走査型（連続発振又はパルス発振）炭酸ガスレ
ーザー等がある。 【００１３】さらに、ポリカーボネート系樹脂又はポリ
スチレン系樹脂とマスコバイト及び／又はセリサイトと
を含有してなる樹脂組成物は、透明で低エネルギーの炭
酸ガスレーザー光で照射部が感度よく白発色し、鮮明な
マーキング出来る点で、好ましい。この時用いるマスコ
バイト及び／又はセリサイトは、平均粒径５０μｍ以下
のものがよく、平均粒径が小さくなるに従い透明性も高
くなる。なかでも得られる物の強度、表面平滑性等の外
観、透明性に優れる点で、平均粒径は１０μｍ以下もの
が特に好ましい。 【００１４】本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物
としは、コーディエライト及び／又は雲母を非結晶性の
熱可塑性樹脂組成物に含有させてなる成形材料及び塗料
等のコーティング用組成物などが挙げられる。また、こ
の樹脂組成物からなる物としては、例えば該成形材料を
成形してなるフィルム、射出成形品、押出成形品等の成
形物、該コーティング用組成物をコーティングし、乾燥
させた被膜などが挙げられる。　　　 【００１５】なお、成形材料及びコーティング用組成物
に用いられる樹脂には必要に応じて添加剤あるいは溶剤
等を加えることができる。添加剤として、使用する樹脂
に適した分散剤（金属石鹸、界面活性剤等）、流動性調
整剤（金属石鹸、ベントナイト等）、難燃剤（水酸化ア
ルミニウム、水酸化マグネシウム、燐酸エステル等）、
滑剤・離型剤（パラフィン系ワックス、ポリエチレン系
ワックス等）、酸化防止剤（ナフチルアミン系、フェノ
ール系化合物等）、紫外線吸収剤（サリチル酸誘導体、
ベンゾフェノン系化合物等）、補強剤（ガラス繊維、カ
ーボン繊維等）、着色剤（無機顔料、有機顔料等）など
、通常の成形材料やコーティング用組成物に用いられて
いる添加剤を通常添加される適当量を加えることができ
る。 【００１６】本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物
を得るには、非結晶性の熱可塑性樹脂とコーディエライ
ト及び／又は雲母と、さらに必要に応じて添加剤、溶剤
等をを任意の方法で均一に混合するだけでよく、特に方
法は限定されない。 【００１７】レーザーマーキングする方法としては、例
えばレーザー光を適当な大きさのスポットにして物品の
表面を走査する方法、ＴＥＡ型炭酸ガスレーザーのよう
に矩形のレーザー光をマスクで希望するマーク形状に切
取り、物品の表面に照射する方法などが挙げられる。 【００１８】本発明のレーザーマーキング方法を行なう
には、物の有機材料部分のすべて又は一部としてコーデ
ィエライト及び／又は雲母を含有する非結晶性の熱可塑
性樹脂組成物を用いるか、物の表面を該樹脂組成物で被
覆するか、物の表面の一部を該樹脂組成物で塗布又は多
層成形するか、あるいは該樹脂組成物をテープ化して物
品の表面にはりつけるなどの方法によりマーキングを希
望する部分の表面を該樹脂組成物で形成させ、これにレ
ーザー光を照射してマーキングすればよく、このレーザ
ー光の照射のみで感度よく視認性の高い白色のマーキン
グが可能である。 【００１９】本発明のレーザーマーキング方法でマーキ
ングする物の例としては、コンデンサー、ＩＣなどの電
子部品；コネクター、リレーケース、印刷回路板等の電
気部品；歯車、回転軸、支持軸、カム等の機構部品；電
線、キートップ、シート、電気製品のハウジング、カメ
ラ、金券、レンズ、カード等通常マーキングしている製
品；非常に小さく転写などのマーキングできない物品；
非常に小さく精度の高いマーキングを行なう必要のある
物品等が挙げられる。 【００２０】 【実施例】次に実施例、比較例により本発明を具体的に
説明するが、本発明はこれにより何等限定されるもので
はない。尚、例中の部はいずれも重量基準である。 【００２１】実施例１ ポリカーボネート樹脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　９６部　　［帝人
化成（株）製　　パンライト　　ＬＮ１２５０］コーデ
ィエライト（粒径３２５メッシュ以下）　　　　　　　
　　　　　３部弁柄　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　１部　　これらを混合した後、２軸
押出機を用いて混練し、射出成形用のペレットを得た。 次いで、インライン式射出成形機により、９ｃｍ×５ｃ
ｍで厚さ２．６ｍｍと１．６ｍｍの２段の赤茶色の試験
片を得た。 【００２２】この成形品にＴＥＡ−炭酸ガスレーザーを
用い、照射エレルギー４．９ジュール／ｃｍ２（以下、
Ｊ／ｃｍ２と記す）ののレーザー光を約３μ秒照射した
ところ、鮮明な白色のマークが得られた。このマーク部
分を色彩計で測定したところ、白さを表わすＬ値は５０
であった。 【００２３】比較例１ コーディエライトを除いた以外は実施例１と同様にして
赤茶色の試験片を得、次いで同様にしてレーザー光を照
射したが、白色のマークは得られなかった。さらに実施
例１と同様にしてＬ値を測定したところ、レーザー光非
照射部と同じく２０であった。 【００２４】実施例２〜３及び比較例２〜４ポリカーボ
ネート樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　９８．９部　　［日本ジーイープラス
チック（株）製　　レキサン１４１］表１に示す無機材
料（但し、比較例２では無添加）　　　　　　　　１部
黒色染料　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．１部
　　［三井東圧染料（株）製　　ＰＳ　Ｂｌａｃｋ　Ｍ
Ｅ−１］　　これらを用いた以外は実施例１と同様にし
て黒色の試験片を得、次いで照射エネルギー４．９Ｊ／
ｃｍ２と５．７Ｊ／ｃｍ２のレーザー光を別々の場所に
照射し、実施例１と同様にして色彩計でＬ値を測定した
、その結果を表１に示す。 【００２５】 【００２６】実施例４ ポリスチレン樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９８部　　［
大日本インキ化学工業（株）製　　ディックスチレン　
　ＣＲ−２５００）マスコバイト（平均粒径５μｍ以下
）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２部カー
ボンブラック　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　０．１部　　これらを
用いた以外は実施例１と同様にして黒色の試験片を得、
次いで同様にしてレーザー光を照射したところ鮮明な白
色のマークが得られた。このマーク部分を色彩計で測定
したところ、白さを表わすＬ値は４６であった。 【００２７】比較例５ マスコバイトを除いた以外は実施例４と同様にして黒色
の試験片を得、次いで同様にしてレーザー光を照射した
ところ、全く白い発色はなくマーキング出来なかった。 さらに別の場所に照射エネルギーの５．７Ｊ／ｃｍ２　
のレーザー光を照射したが、全くマーキング出来なかっ
た。 【００２８】実施例５ アクリル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９９部弗
素四珪素雲母（粒径３２５メッシュ以下）　　　　　　
　　　　　　　　１部カーボンブラック　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
０．０５部　　これらを用いた以外は実施例１と同様に
して黒色の試験片を得、次いで同様にしてレーザー光を
照射したところ、鮮明な白色のマークが得られた。この
マーク部分を色彩計で測定したところ、白さを表わすＬ
値は４８であった。 【００２９】比較例６ 弗素四珪素雲母を除いた以外は実施例５と同様にして黒
色の試験片を得、次いで同様にしてレーザーを照射した
ところ鮮明なマーキングは得られず、Ｌ値は２４であっ
た。さらに照射エネルギー５．７Ｊ／ｃｍ２　のレーザ
ー光を別の場所に照射したが、Ｌ値は２７と低く鮮明な
マーキングは出来なかった。 【００３０】実施例７ ポリカーボネート樹脂　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　９８部　　［帝人
化成（株）製　　パンライト　　ＬＮ１２５０］マスコ
バイト（平均粒径５μｍ以下）　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　１部　　これらを用いた以外は実施
例１と同様の方法で試験片を作成したところ、非常に透
明な試験片が得られた。この試験片の厚さ１．６ｍｍ部
分の全光線透過率は８９％、ヘーズ値は８．６％であっ
た。次いで実施例１と同様にしてレーザー光を照射した
ところ、鮮明な白色のマークが得られた。このマーク部
分を色彩計で測定したところ、白さを表わすＬ値は５０
であった。 【００３１】比較例７ マスコバイトを除き、ポリカーボネート樹脂のみで試験
片を作成したところ、この試験片の厚さ１．６ｍｍ部分
の全光線透過率は９２％、ヘーズ値は１．２％で透明で
あったが、レーザー光を実施例１と同様に照射しても全
く発色せず、マーキング出来なかった。 【００３２】実施例８ ポリスチレン樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９８部　　［
大日本インキ化学工業（株）製　　ディックスチレン　
　ＣＲ−２５００］セリサイト（平均粒径５μｍ以下）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．５部分散剤
（ステアリン酸亜鉛）　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　０．３部　　これらを用いた以外は
実施例１と同様の方法で試験片を作成したところ、非常
に透明な試験片が得られた。この試験片の厚さ１．６ｍ
ｍ部分の全光線透過率は９２％、ヘーズ値は２５．０％
であり、次いで実施例１と同様にレーザー光を照射した
ところ鮮明な白色のマークが得られた。このマーク部分
を色彩計で測定したところ白さを表わすＬ値は５７であ
った。 【００３３】尚、上記実施例及び比較例中で用いたＬ値
による識別では、Ｌ値が１０未満では全く識別できず、
１０〜３０では識別できるが不鮮明で、３０以上で鮮明
なマーキングとなる。 【００３４】 【発明の効果】本発明のレーザーマーキング用樹脂組成
物からなる物品の表面にレーザー光を照射すると、高感
度で視認性の高い白色のマーク表示が容易にできるとい
う効果がある。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　コーディエライト及び／又は雲母を含
   有する非結晶性の熱可塑性樹脂組成物からなる物の表面
   にレーザー光を照射してマーキングすることを特徴とす
   るレーザーマーキング方法。
2. 【請求項２】　　熱可塑性樹脂組成物が、弗素四珪素雲
   母を含有するものである請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】　　熱可塑性樹脂組成物が、ポリカーボネ
   ート系樹脂又はポリスチレン系樹脂とマスコバイト及び
   ／又はセリサイトとを含有してなるものである請求項１
   記載の方法。
4. 【請求項４】　　熱可塑性樹脂組成物からなる物のコー
   ディエライト及び／又は雲母の含有率が０．０１〜２０
   重量％である請求項１、２又は３記載の方法。
5. 【請求項５】　　非結晶性の熱可塑性樹脂とコーディエ
   ライト及び／又は雲母とを含有してなることを特徴とす
   るレーザーマーキング用樹脂組成物。
6. 【請求項６】　　弗素四珪素雲母を含有するものである
   請求項５記載の樹脂組成物。
7. 【請求項７】　　ポリカーボネート系樹脂又はポリスチ
   レン系樹脂とマスコバイト及び／又はセリサイトとを含
   有してなるものである請求項５記載の樹脂組成物。
8. 【請求項８】　　コーディエライト及び／又は雲母の含
   有率が０．０１〜２０重量％である請求項５、６又は７
   記載の方法。