JPH05247319A - レーザー書込み可能なプラスチック成形材料、その製造方法およびその用途 - Google Patents

レーザー書込み可能なプラスチック成形材料、その製造方法およびその用途

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JPH05247319A
JPH05247319A JP4349043A JP34904392A JPH05247319A JP H05247319 A JPH05247319 A JP H05247319A JP 4349043 A JP4349043 A JP 4349043A JP 34904392 A JP34904392 A JP 34904392A JP H05247319 A JPH05247319 A JP H05247319A
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JP
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plastic molding
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laser
polyacetal
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JP4349043A
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Ulrich Haack
ウルリヒ・ハーク
Gerhard Hess
ゲルハルト・ヘス
Klaus Kurz
クラウス・クルツ
Kurt Dr Witan
クルト・ヴィタン
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Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L59/00Compositions of polyacetals; Compositions of derivatives of polyacetals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザー書込み可能なプラスチック成形材
料、その製造方法およびその用途 【構成】 このレーザー書込み可能なプラスチック成形
材料は有機系ポリマー、殊にポリアセタール、無機系の
光活性白色顔料および場合によっては他の添加物を含有
している。このものから製造される成形体は耐摩耗性で
且つ永久的な黒っぽい書込み、殊に黒色着色をエキシマ
ー・レーザーによる照射によって得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリアセタール材料お
よび少なくとも一種類の白色顔料を含むプラスチック成
形材料、書込みされたプラスチック成形材料の製造方法
およびこの種のプラスチック成形材料を、エキシマー・
レーザー照射によって記号を書き込むことのできる成形
品の製造用原料として用いることに関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチック製品の表面がエネルギー照
射に委ねられた時に変色するフィラーをプラスチックが
含有している場合に、該プラスチック製品に記号を書き
込むことができることは公知である(ドイツ特許第2,
936,926号明細書)。使用されるプラスチック材
料は、カーボンブラックまたはグラファイトがフィラー
として好ましくは0.08〜0.125% の濃度で添加
されているポリアセタールである。この顔料は、レーザ
ーの作用によって分解しない光学的増白剤と混合されて
いてもよい(ドイツ特許第3,044,722号明細
書)。コントラスト効果は黒色の背景の上の泡状溶融領
域によって達成できる。上記の両方の出願に記載された
エネルギー照射は偏光可能で焦点合わせ可能なエネルギ
ー・ビーム、殊にレーザービームであるが、更に詳細な
説明はされていない。
【0003】変色を引き起こす少なくとも一種類の放射
線感応性添加物を含有する高分子材料に書き込む方法に
おいて、使用するエネルギー照射がレーザー光、例えば
ソリッドステート・パルスレーザー(solid−st
ate pulse lasers)、パルス変更連続
波レーザー(pulse−modified cont
inuous−wave lasers)、金属蒸気レ
ーザー(metalvapor lasers)および
半導体レーザーであり、そして使用される添加物は少な
くとも一種類の無機−および/または有機顔料および/
またはポリマー溶解性染料(ヨーロッパ特許出願公開第
0,190,997号明細書)である、上記方法も公知
である。しかしながらエキシマー・レーザーは使用され
ているない。
【0004】また、少なくとも一種類の照射感応性の漂
白可能な添加物および少なくとも一種類の照射非感応性
の非漂白性化合物を含有する高分子量有機材料にレーザ
ー書込むする方法も公知である。ここで使用されるパル
スドレーザー光源は、エキシマー・レーザーの他に、特
に周波数二重Nd:YAGレーザー(波長532nm)
である(ヨーロッパ特許出願公開第0,327,508
号明細書)。しかしながら淡いまたは着色した記号しか
この方法では得られない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、上述の欠点を有していない顔料含有プラスチック成
形材料、殊にポリアセタール成形材料を提供することで
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも一
種類の有機系ポリマーおよび少なくとも一種類の顔料を
含有するレーザー書込み可能なプラスチック成形材料に
おいて、(a) ポリマーがポリアセタールであり、(b) 顔
料が無機系の光活性白色顔料でありそして(c) 成形材料
が少なくとも一種類の他の添加物を含有していてもよい
ことを特徴とする、上記プラスチック成形材料に関す
る。
【0007】更に本発明は、(a) ポリマー成分として殊
にポリアセタールポリマー、(b) 光活性白色顔料および
場合によっては(c) 他の添加物を含有するプラスチック
成形材料、を200〜550nm、殊に240〜360
nm、特に248〜351nmの波長領域でエキシマー
・レーザーを用いて照射する、方法にも関する。プラス
チック成形材料はエキシマー・レーザー照射によって記
号を書き込むことのできる成形品を製造する熱可塑性材
料として使用される。
【0008】プラスチック成形材料に、エキシマー・レ
ーザー照射によって黒っぽい書き込み、黒っぽい記号、
殊に黒色の変色をもたらし且つレーザービームが材料に
当たった所での粗面化または泡立ちが避けられる。これ
は成形体への永久的で且つ耐摩耗性のラベル付けを可能
とする。
【0009】最高の耐摩耗性および白ぽい背景への黒色
の書込みを達成する為には、二酸化チタンが例えば光活
性白色顔料として適している。更に、光活性白色顔料の
黒色変色がエキシマー・レーザーの波長(即ち、相応す
る写真エネルギー)にて達成できるので、エキシマー・
レーザーを用いることも必要である。表面がプラスチッ
ク成形材料とレーザービームとの相互作用によって影響
されない為に、エキシマー・レーザー照射の吸収が実質
的に零または非常に僅かでなければならない。このこと
がポリアセタールが特に適するプラスチックである理由
である。それ故にこの種のラベル付けは、全ての重要な
適用性材料特性が書込みの後でも充分に残ることを確実
にする。更に、記号の解像度は、CO2 またはNd:Y
AGレーザーを使用する場合よりもより良好であり、非
常に僅かな書込みも容易に読み取ることができる。本発
明の方法は、書込みの間の熱の影響がないことが記号の
縁部域に引っ込み部(leading)が生じないこと
を意味している。要するに本発明の方法では熱的影響が
存在しないことが、例えば非常に薄い成形体の上に無制
限におよび歪みなく書き込むことを可能とする。
【0010】使用されるベースポリマー(a) は一般に、
例えばドイツ特許出願公開第2,947,490号明細
書に記載されている様な公知のポリオキシメチレン類で
ある。一般に少なくとも80重量% 、殊に少なくとも9
0重量% のオキシメチレン単位(−CH2 O−)を含有
する分岐のない線状ポリマーである。ポリオキシメチレ
ン類という言葉は、ホルムアルデヒドまたはそれの環状
オリゴマー、例えばトリオキサンまたはテトロキサンの
ホモポリマーと相応するコポリマーとの両方を包含す
る。
【0011】ホルムアルデヒドまたはトリオキサンのホ
モポリマーは、末端水酸基が分解に対して公知の方法
で、例えばエステル化またはエーテル化によって化学的
に安定化されているポリマーである。
【0012】コポリマーは、ホルムアルデヒドまたはそ
れの環状オリゴマー、特にトリオキサンと環状エーテ
ル、環状アセタールおよび/または線状ポリアセタール
類とのポリマーである。
【0013】適するコモノマーには、α)3、4または
5個、殊に3個の環構成員を有する環状エーテル類、
β)5〜11、殊に5、6、7または8個の環構成員を
有する、トリオキサン以外の環状アセタール類および
γ)線状ポリアセタール類があり、いずれの場合にも
0.1〜20重量% 、殊に0.5〜10重量% の量であ
る。最も適するものは、99.5〜95重量% のトリオ
キサンおよび0.5〜5重量% の上述のコモノマーを含
有するコポリマーである。
【0014】一般に使用されるポリアセタール−ポリマ
ーは2〜50のメルトインデックス(MFI 190/
2.16値、DIN53,735)。顔料(b) は紫外線
の影響のもとで変色する光活性の白色顔料である。この
目的に特に適するのは、白色から黒色への変色を起こす
二酸化チタンである。三酸化アンチモン、酸化亜鉛およ
び硫化亜鉛も同様に光活性であることが実証されてい
る。即ち、これらも紫外線の影響下に白っぽい色から黒
っぽい色に変色する。プラスチック成形材料中の白色顔
料の割合は、0.001〜20重量% 、殊に0.01〜
10重量% であり、0.1〜5重量% ──いずれの場合
にもプラスチック成形材料を基準とする──が特に有利
である。
【0015】本発明のプラスチック成形材料は少なくと
も一種類の他の添加物(c) を含有していてもよい。この
添加物は一般に他の顔料であり、即ち黒色−および有色
顔料が特に適する。この添加物はプラスチック成形材料
中に5重量% までの量、殊に0.01〜2重量% の量で
存在している。
【0016】用途次第で別の物質、例えばフィラー、例
えばチョーク、マイカ、タルク、長石、ウオラストナイ
トおよび珪酸アルミニウム、更に酸化防止剤、光安定
剤、防炎剤、熱安定剤、補強剤、例えばガラス繊維、ま
たはプラスチックの加工において慣用される加工助剤も
成形材料に添加してもよい。
【0017】本発明の成形材料は慣用の方法で製造でき
る。例えば白色顔料b)および場合によっては成分c)
を、押出機、混合機または粉砕装置を用いてプラスチッ
ク材料と混合する。得られる混合物を次いで自体公知の
加工法、例えばプレス成形、カスチング成形、カレンダ
ー加工、押出成形または射出成形によって所望の形状に
転化する。
【0018】紫外線光を用いてのエキシマー・レーザー
による書込みは以下の方法によって行うことができる: (a) マスク技術を使用する場合には、記号をマスクおよ
び焦点ラインを通して成形体の上に像を造る。これは、
レーザーのパルス速度に依存して非常に早い書込み速度
を可能とする。 (b) 試験片をコンピユーター制御されたX/Yステージ
の上でエキシマー・レーザーのビームの下を通した場合
には、試験片に所望のあらゆる記号も書き込むことがで
きる。この場合には、書込み速度はX/Yステージが動
く速度に依存している。
【0019】エキシマー・レーザーは好ましくは充填ガ
スのKrF(波長248nm)、XeCl(308n
m)またはXeF(351nm)を用いて運転すること
ができる。
【0020】本発明のプラスチック成形材料はポリアセ
タール成形体、例えば電子工業および自動車工業の成形
体への書込みまたは標付け、例えばキー類、カスチング
製品および個々のパーツのラベル付けに使用できる。こ
れらの成形品は容易にエキシマー・レーザー照射によっ
て記号を容易に書き込むことができる。
【0021】
【実施例】1. 99重量部のポリアセタール〔98重量% のオキ
シメチレン単位と2重量% のオキシエチレン単位とから
構成されそして9g /10分のメルトインデックス(M
FI 190/2.16、DIN53,735)および
164〜167℃の結晶子溶融範囲を持つコポリマー〕
と1重量部の白色顔料(二酸化チタン、ピグメント・ホ
ワイト6、C.I.77,891)との均一な混合物
を、を押出機(ZSK28、Werner und P
fleiderer社、ドイツ国、シュトットガルト)
中で製造する。
【0022】得られる成形材料から射出成形によって板
状試験体(120mm×80mm×2mm)を製造す
る。この試験体を以下の条件のもとでエキシマー・レー
ザー照射に委ねる: a) 波長は248nm(KrF)、b)パルス・エネ
ルギーは0.1Jcm-2〜2.0Jcm-2、c)パルス
長さは30nsecでありそしてパルス速度は30Hz
である。
【0023】記号はマスクを通して試験体の上に映され
る。表面の粗面化は全く認めることなしに、レーザーが
当たった点に黒色化が生じる。書き込まれたおよび未書
込み域の深さ分布を比較すると、±1μm の精度内で差
は認められなかった。 2. 実施例1を繰り返すが、更に0.1重量部のピグ
メント・ブラック7、C.I.77266を成形材料中
に混入する。書込み部の黒色変色が表面を粗面化するこ
となしに得られた。3. 0.1重量部のピグメント・ホワイト6と0.2
重量部のピグメント・ブラック7との混合物を実施例1
と同様に製造しそしてエキシマー・レーザーによって書
き込みした。書込み部の黒色変色が、表面を粗面化する
ことなしに得られた。4. 0.7重量部のピグメント・ホワイト6と0.2
重量部のピグメント・ブラウン24 C.I.77,3
10との混合物を実施例1と同様に製造しそしてエキシ
マー・レーザーによって書き込みした。書込み部の黒色
変色が、表面を粗面化することなしに得られた。5. 実施例1を繰り返すが、ピグメント・ホワイト6
の替わりに1重量部の硫化亜鉛(ピグメント・ホワイト
7、C.I.77975)を成形材料中に混入する。書
込み部の黒色変色が表面を粗面化することなしに得られ
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス・クルツ ドイツ連邦共和国、ホーフハイム・アム・ タウヌス、イン・デン・イェーガーゲルテ ン、13 (72)発明者 クルト・ヴィタン ドイツ連邦共和国、ホーフハイム・アム・ タウヌス、アルテンハイナー・シュトラー セ、51

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項 1】 少なくとも一種類の有機系ポリマーおよ
    び少なくとも一種類の顔料を含有するレーザー書込み可
    能なプラスチック成形材料において、 (a) ポリマーがポリアセタールであり、 (b) 顔料が無機系の光活性白色顔料でありそして (c) 成形材料が少なくとも一種類の他の添加物を含有し
    ていてもよいことを特徴とする、上記プラスチック成形
    材料。
  2. 【請求項2】 顔料(b) の量がプラスチック成形材料を
    基準として0.001〜20重量% である請求項 1に記
    載のプラスチック成形材料。
  3. 【請求項3】 白色顔料が二酸化チタンである請求項 1
    または2に記載のプラスチック成形材料。
  4. 【請求項4】 顔料(b) が黒色または有色の顔料との混
    合物である請求項1〜3のいずれか一つに記載のプラス
    チック成形材料。
  5. 【請求項5】 ポリアセタールが2〜50のメルトイン
    デックス(MFI190/2.16)を有している請求
    項1〜3のいずれか一つに記載のプラスチック成形材
    料。
  6. 【請求項6】 レーザー書込まれたプラスチック成形材
    料を製造する方法において、 (a) ポリアセタール、 (b) 光活性白色顔料および場合によっては (c) 他の添加物を含有するプラスチック成形材料を20
    0〜550nmの紫外線領域の波長でエキシマー・レー
    ザーを用いて照射することを特徴とする、上記方法。
  7. 【請求項7】 エキシマー・レーザーは充填ガスのKr
    F(波長248nm)、XeCl(308nm)または
    XeF(351nm)を用いて運転しそしてエキシマー
    ・レーザーによる照射をマスク技術を使用してマスクお
    よび焦点ラインを通して実施しまたはコンピユーター制
    御されたX/Yステージの上で実施する請求項6に記載
    の方法。
  8. 【請求項8】 レーザー照射によって記号を書き込まれ
    た成形製品を製造する為の材料として請求項1に記載の
    プラスチック成形材料を用いる方法。
  9. 【請求項9】 電子および自動車工業の為のポリアセタ
    ール成形体を製造する為に請求項8に記載されている様
    に用いる方法。
  10. 【請求項10】 キー、カスチング製品および個々のパ
    ーツの形で請求項8または9に記載の様に用いる方法。
JP4349043A 1991-12-31 1992-12-28 レーザー書込み可能なプラスチック成形材料、その製造方法およびその用途 Withdrawn JPH05247319A (ja)

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