JPH1016390A - レーザーマーキング方法およびレーザーマーキングされた成形品 - Google Patents
レーザーマーキング方法およびレーザーマーキングされた成形品Info
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- JPH1016390A JPH1016390A JP8169228A JP16922896A JPH1016390A JP H1016390 A JPH1016390 A JP H1016390A JP 8169228 A JP8169228 A JP 8169228A JP 16922896 A JP16922896 A JP 16922896A JP H1016390 A JPH1016390 A JP H1016390A
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- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポリアセタール樹脂に対し、マーク部の凹凸
が殆どなく、非常にコントラストの高いマーキング、中
でも黒色系のマーキングをあらゆる色彩の着色成形品に
対し、低イニシャルコスト、低ランニングコストであり
且つ安全な装置を用いマーキングを施す方法を提供す
る。 【解決手段】 紫外線に対し光活性な充填剤を配合した
ポリアセタール樹脂組成物より成形された成形品もしく
は該組成物によって被覆された成形品の表面に、非線形
光学結晶を用いて波長を紫外光としたレーザー光を照射
してマーキングを行う。
が殆どなく、非常にコントラストの高いマーキング、中
でも黒色系のマーキングをあらゆる色彩の着色成形品に
対し、低イニシャルコスト、低ランニングコストであり
且つ安全な装置を用いマーキングを施す方法を提供す
る。 【解決手段】 紫外線に対し光活性な充填剤を配合した
ポリアセタール樹脂組成物より成形された成形品もしく
は該組成物によって被覆された成形品の表面に、非線形
光学結晶を用いて波長を紫外光としたレーザー光を照射
してマーキングを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光を利用
してポリアセタール樹脂成形品または該樹脂により被覆
された成形品の表面に鮮明な文字、記号等のマークを付
与するレーザーマーキング方法およびこれによって良好
なマーキングが行われた成形品に関する。
してポリアセタール樹脂成形品または該樹脂により被覆
された成形品の表面に鮮明な文字、記号等のマークを付
与するレーザーマーキング方法およびこれによって良好
なマーキングが行われた成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】樹脂成
形品あるいは樹脂で被覆された成形品の表面に所望の文
字、記号、図柄等のマーキングを行う方法として、従来
より熱硬化性インキを用いた印刷が一般的に行われてき
たが、ポリアセタール樹脂は耐溶剤性が良く、表面が不
活性なため一般的な方法で印刷を行っても実質的に耐久
性のある実用的な印刷はできない。一方、このような熱
硬化性インキを用いた印刷の問題点を解決し得るマーキ
ング方法として、レーザー光を照射して熱可塑性樹脂に
マーキングを行う方法が幾つか提案されており、(1) 照
射部分の蝕刻による表面状態の粗化（粗面化、凹み）に
よりマーキングを行う方法（例えば、特開昭58-67496号
公報）、(2) 変色および脱色可能な充填物を添加するこ
とによりマーキングを行う方法（例えば、特開昭63-216
790 号、特公昭61-11771号、特公昭61-41320号、特開平
１−254743号、特開昭61−192737号、特開平1-306285
号、特開平4-52190 号公報）、(3) レーザー照射による
樹脂の焼け焦げを利用した方法（例えば、特開平2-2422
20号公報）等が知られている。上記の何れの内容も、照
射するレーザー光を選択的に吸収することにより、レー
ザー光を照射した部分を局所的に加熱し、樹脂表面に溶
解、気化、発泡、炭化等の熱的な変化を起させることに
よりマーキングを行うもの、あるいは変色および脱色可
能な充填物を添加することによりマーキングを行うもの
である。しかしながら、(1) の方法をポリアセタール樹
脂に用いた場合、鮮明なマーキングは得られない上に、
レーザー照射による樹脂の蝕刻によりマーク部が凹凸と
なり触感が損なわれる。また、黒っぽい発色のマークを
得ることは難しい。又、(3) の方法をポリアセタール樹
脂に用いても、ポリアセタールは非常に焦げにくい樹脂
であり、実質的にはマーキングが不可能であった。これ
に対し、(2) の方法は、樹脂に配合した充填物がレーザ
ー照射により変色あるいは脱色することを利用してマー
キングするものであり、充填物の種類、添加量、基体樹
脂の適切な組合せによっては良好な効果が得られるもの
と推測される。しかしながら、本発明者が検討したとこ
ろによれば、ポリアセタール樹脂に対するレーザーマー
キングにおいては、それらに開示された技術を単にその
まま適用し、汎用のレーザー、例えば基本波Nd;YAGレー
ザー等を照射するだけでは、コントラストが鮮明で、マ
ーキング部の凹凸が殆どなく、触感の良好なマーキング
を行うことは実質的に困難であることが判明した。特に
明色系の下地に黒色系のマーキングを形成することは極
めて難しい。又、充填物が限定されるため、着色の自由
度が制約され、更に充填物によっては、その毒性をも考
慮する必要がある。
形品あるいは樹脂で被覆された成形品の表面に所望の文
字、記号、図柄等のマーキングを行う方法として、従来
より熱硬化性インキを用いた印刷が一般的に行われてき
たが、ポリアセタール樹脂は耐溶剤性が良く、表面が不
活性なため一般的な方法で印刷を行っても実質的に耐久
性のある実用的な印刷はできない。一方、このような熱
硬化性インキを用いた印刷の問題点を解決し得るマーキ
ング方法として、レーザー光を照射して熱可塑性樹脂に
マーキングを行う方法が幾つか提案されており、(1) 照
射部分の蝕刻による表面状態の粗化（粗面化、凹み）に
よりマーキングを行う方法（例えば、特開昭58-67496号
公報）、(2) 変色および脱色可能な充填物を添加するこ
とによりマーキングを行う方法（例えば、特開昭63-216
790 号、特公昭61-11771号、特公昭61-41320号、特開平
１−254743号、特開昭61−192737号、特開平1-306285
号、特開平4-52190 号公報）、(3) レーザー照射による
樹脂の焼け焦げを利用した方法（例えば、特開平2-2422
20号公報）等が知られている。上記の何れの内容も、照
射するレーザー光を選択的に吸収することにより、レー
ザー光を照射した部分を局所的に加熱し、樹脂表面に溶
解、気化、発泡、炭化等の熱的な変化を起させることに
よりマーキングを行うもの、あるいは変色および脱色可
能な充填物を添加することによりマーキングを行うもの
である。しかしながら、(1) の方法をポリアセタール樹
脂に用いた場合、鮮明なマーキングは得られない上に、
レーザー照射による樹脂の蝕刻によりマーク部が凹凸と
なり触感が損なわれる。また、黒っぽい発色のマークを
得ることは難しい。又、(3) の方法をポリアセタール樹
脂に用いても、ポリアセタールは非常に焦げにくい樹脂
であり、実質的にはマーキングが不可能であった。これ
に対し、(2) の方法は、樹脂に配合した充填物がレーザ
ー照射により変色あるいは脱色することを利用してマー
キングするものであり、充填物の種類、添加量、基体樹
脂の適切な組合せによっては良好な効果が得られるもの
と推測される。しかしながら、本発明者が検討したとこ
ろによれば、ポリアセタール樹脂に対するレーザーマー
キングにおいては、それらに開示された技術を単にその
まま適用し、汎用のレーザー、例えば基本波Nd;YAGレー
ザー等を照射するだけでは、コントラストが鮮明で、マ
ーキング部の凹凸が殆どなく、触感の良好なマーキング
を行うことは実質的に困難であることが判明した。特に
明色系の下地に黒色系のマーキングを形成することは極
めて難しい。又、充填物が限定されるため、着色の自由
度が制約され、更に充填物によっては、その毒性をも考
慮する必要がある。
【０００３】一方、ポリアセタール樹脂に対し黒色のマ
ーキングを得る技術としてポリアセタール樹脂成形品に
酸化チタン等の無機系の光活性白色顔料を添加すること
で、永久的な黒っぽい書き込みをエキシマレーザーによ
る照射にて得ることが出来ることは公知である（特開平
5-247319号公報）。この方法では、エキシマレーザー固
有の波長のレーザー光がそのまま使用される。しかしな
がら、エキシマレーザーは装置が非常に高価であり、励
起物質として使用されるガスはハロゲンガスであり非常
に有毒なものである。又、該励起物質の劣化により長時
間安定して運転できないだけでなく、劣化したガスの処
理や交換を行うことが要求され処理装置が必要となる。
又、サイラトロンや電極、キャパシタなど高価な部品を
定期的に交換する必要があり、装置を利用する上で多大
なコストが必要となり、産業界では経済的に且つ安全に
使っていく上で多くの問題点を持っており、実質的にマ
ーキング用として実用化することが困難であった。又、
使用するエキシマレーザーの波長によっては、ポリアセ
タール樹脂自身がレーザー光を吸収することによる光化
学反応で分解等の変質が起き、物性が低下したり、コン
トラストの良いマーキングが得にくい場合があり、更な
る改善が望まれていた。上述したように、ポリアセター
ル樹脂に対し、マーク部の凹凸が殆どなく、非常にコン
トラストの高いマーキング、中でも黒色系のマーキング
をあらゆる色彩の着色成形品に対し、低イニシャルコス
ト、低ランニングコストであり且つ安全な装置を用いマ
ーキングを施す方法は従来なかった。
ーキングを得る技術としてポリアセタール樹脂成形品に
酸化チタン等の無機系の光活性白色顔料を添加すること
で、永久的な黒っぽい書き込みをエキシマレーザーによ
る照射にて得ることが出来ることは公知である（特開平
5-247319号公報）。この方法では、エキシマレーザー固
有の波長のレーザー光がそのまま使用される。しかしな
がら、エキシマレーザーは装置が非常に高価であり、励
起物質として使用されるガスはハロゲンガスであり非常
に有毒なものである。又、該励起物質の劣化により長時
間安定して運転できないだけでなく、劣化したガスの処
理や交換を行うことが要求され処理装置が必要となる。
又、サイラトロンや電極、キャパシタなど高価な部品を
定期的に交換する必要があり、装置を利用する上で多大
なコストが必要となり、産業界では経済的に且つ安全に
使っていく上で多くの問題点を持っており、実質的にマ
ーキング用として実用化することが困難であった。又、
使用するエキシマレーザーの波長によっては、ポリアセ
タール樹脂自身がレーザー光を吸収することによる光化
学反応で分解等の変質が起き、物性が低下したり、コン
トラストの良いマーキングが得にくい場合があり、更な
る改善が望まれていた。上述したように、ポリアセター
ル樹脂に対し、マーク部の凹凸が殆どなく、非常にコン
トラストの高いマーキング、中でも黒色系のマーキング
をあらゆる色彩の着色成形品に対し、低イニシャルコス
ト、低ランニングコストであり且つ安全な装置を用いマ
ーキングを施す方法は従来なかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上記課題を解決するため鋭意研究した結果、ポリアセタ
ール樹脂のレーザーマーキングに対しては、特定の選択
されたレーザー光の使用が極めて有効であることを見出
し、本発明を完成するに至った。即ち本発明は、紫外線
に対し光活性な充填剤を配合したポリアセタール樹脂組
成物より成形された成形品もしくは該組成物によって被
覆された成形品の表面に、非線形光学結晶を用いて波長
を紫外光としたレーザー光を照射してマーキングを行う
ことを特徴とするレーザーマーキング方法である。
上記課題を解決するため鋭意研究した結果、ポリアセタ
ール樹脂のレーザーマーキングに対しては、特定の選択
されたレーザー光の使用が極めて有効であることを見出
し、本発明を完成するに至った。即ち本発明は、紫外線
に対し光活性な充填剤を配合したポリアセタール樹脂組
成物より成形された成形品もしくは該組成物によって被
覆された成形品の表面に、非線形光学結晶を用いて波長
を紫外光としたレーザー光を照射してマーキングを行う
ことを特徴とするレーザーマーキング方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明のレーザーマーキン
グ方法を詳細に説明する。本発明において、幅広い色彩
のポリアセタール成形品に、マーク部の凹凸がなく、コ
ントラストの高いマーキング、特に黒っぽいマーキング
をレーザーマーキングにて施すには、紫外線に対し光活
性な充填剤を該プラスチック成形品に添加し、且つ非線
形光学結晶を用いて波長を紫外光としたレーザー光を選
択的に使用し、これを照射してマーキングすることが必
要である。ここで、非線形光学結晶とは、光と非線形光
学結晶の非線形相互作用によって基本周波数νのｎ倍の
周波数ｎν（ｎは整数）の光を発生するための結晶であ
り、具体的にはβ−BaB2O4、LiB3O5などがある。非線形
光学結晶を用いたレーザーとしては、第２高調波Nd;YAG
レーザー（波長＝532nm ）、第３高調波Nd;YAGレーザー
（波長＝355nm ）、第４高調波Nd;YAGレーザー（波長＝
266nm ）、第２高調波半導体レーザー（波長＝429nm
等）などがある。本発明にて用いられるレーザーは、こ
れらの中で得られるレーザーの波長が紫外光のものであ
れば何れのものでもよい。具体的には、上記の内、第３
高調波Nd;YAGレーザー、第４高調波Nd;YAGレーザーが好
ましく用いられる。一方、このように波長が紫外光のレ
ーザーであっても、波長が260nm 未満の短波長紫外領域
のレーザーを照射する場合、その照射条件によっては樹
脂の強度低下を引き起こすおそれがある。従って、使用
する紫外光は、波長領域が 260〜400nm の範囲にあるこ
とが望ましい。黒っぽいマーキングを得るという目的か
らだけいえば、 260〜400nm の範囲のどの紫外光を用い
てもかまわないが、 260〜351nm の範囲にある紫外光で
も若干の強度低下を引き起こす場合があるため、優れた
機械的物性を持つことが特徴のポリアセタールの特性を
損なわないために、352nm 以上のレーザー光を用いるこ
とが特に望ましい。又、理由は定かではないが、352nm
未満のレーザー光に比べ、352nm 以上400nm 以下のレー
ザー光の方がより黒色度の高いマーキングが得られるこ
とは特筆すべきことであり、今までは予想されていなか
ったことである。又、352nm 未満のレーザー光で十分な
黒色マーキングを得ようとする場合、光活性な充填剤を
多く配合する必要があり、靱性の低下を引き起こしてし
まう場合がある。又、400nm を越える波長のレーザー光
であると、黒っぽいマーキングが得られなくなる上、熱
的な影響でマーキング部の凹凸ができやすくなる。これ
らの理由からも、紫外光の波長領域が 260〜400nm、好
ましくは 352〜400nm の範囲にあるレーザー光を用いて
マーキングを行うことが望ましい。具体的には、例えば
波長を1/3 とされた第３高調波Nd;YAGレーザー（波長＝
355nm ）、あるいは波長を1/4 とされた第４高調波Nd;Y
AGレーザー（波長＝266nm ）は、本発明で目的としてい
るところのマーキングを得るのに好ましく用いられる。
又、レーザー光１パルス当りのエネルギー密度として
は、１〜10000mJ/cm3 の範囲にあることが好ましい。１
mJ/cm3未満であると鮮明なマーキングが得られ難いし、
10000mJ/cm3 を越えるとポリアセタール自身がレーザー
エネルギーを吸収し、物性の低下や、マーキング部に凹
凸が発生してしまう場合がある。特に好ましくは５〜50
00mJ/cm3、最も好ましくは10〜2000mJ/cm3の範囲であ
る。
グ方法を詳細に説明する。本発明において、幅広い色彩
のポリアセタール成形品に、マーク部の凹凸がなく、コ
ントラストの高いマーキング、特に黒っぽいマーキング
をレーザーマーキングにて施すには、紫外線に対し光活
性な充填剤を該プラスチック成形品に添加し、且つ非線
形光学結晶を用いて波長を紫外光としたレーザー光を選
択的に使用し、これを照射してマーキングすることが必
要である。ここで、非線形光学結晶とは、光と非線形光
学結晶の非線形相互作用によって基本周波数νのｎ倍の
周波数ｎν（ｎは整数）の光を発生するための結晶であ
り、具体的にはβ−BaB2O4、LiB3O5などがある。非線形
光学結晶を用いたレーザーとしては、第２高調波Nd;YAG
レーザー（波長＝532nm ）、第３高調波Nd;YAGレーザー
（波長＝355nm ）、第４高調波Nd;YAGレーザー（波長＝
266nm ）、第２高調波半導体レーザー（波長＝429nm
等）などがある。本発明にて用いられるレーザーは、こ
れらの中で得られるレーザーの波長が紫外光のものであ
れば何れのものでもよい。具体的には、上記の内、第３
高調波Nd;YAGレーザー、第４高調波Nd;YAGレーザーが好
ましく用いられる。一方、このように波長が紫外光のレ
ーザーであっても、波長が260nm 未満の短波長紫外領域
のレーザーを照射する場合、その照射条件によっては樹
脂の強度低下を引き起こすおそれがある。従って、使用
する紫外光は、波長領域が 260〜400nm の範囲にあるこ
とが望ましい。黒っぽいマーキングを得るという目的か
らだけいえば、 260〜400nm の範囲のどの紫外光を用い
てもかまわないが、 260〜351nm の範囲にある紫外光で
も若干の強度低下を引き起こす場合があるため、優れた
機械的物性を持つことが特徴のポリアセタールの特性を
損なわないために、352nm 以上のレーザー光を用いるこ
とが特に望ましい。又、理由は定かではないが、352nm
未満のレーザー光に比べ、352nm 以上400nm 以下のレー
ザー光の方がより黒色度の高いマーキングが得られるこ
とは特筆すべきことであり、今までは予想されていなか
ったことである。又、352nm 未満のレーザー光で十分な
黒色マーキングを得ようとする場合、光活性な充填剤を
多く配合する必要があり、靱性の低下を引き起こしてし
まう場合がある。又、400nm を越える波長のレーザー光
であると、黒っぽいマーキングが得られなくなる上、熱
的な影響でマーキング部の凹凸ができやすくなる。これ
らの理由からも、紫外光の波長領域が 260〜400nm、好
ましくは 352〜400nm の範囲にあるレーザー光を用いて
マーキングを行うことが望ましい。具体的には、例えば
波長を1/3 とされた第３高調波Nd;YAGレーザー（波長＝
355nm ）、あるいは波長を1/4 とされた第４高調波Nd;Y
AGレーザー（波長＝266nm ）は、本発明で目的としてい
るところのマーキングを得るのに好ましく用いられる。
又、レーザー光１パルス当りのエネルギー密度として
は、１〜10000mJ/cm3 の範囲にあることが好ましい。１
mJ/cm3未満であると鮮明なマーキングが得られ難いし、
10000mJ/cm3 を越えるとポリアセタール自身がレーザー
エネルギーを吸収し、物性の低下や、マーキング部に凹
凸が発生してしまう場合がある。特に好ましくは５〜50
00mJ/cm3、最も好ましくは10〜2000mJ/cm3の範囲であ
る。
【０００６】紫外線に対して光活性な充填剤とは、紫外
領域、好ましくは 260〜400nm 、特に好ましくは 352〜
400nm の領域にある紫外線を該充填剤が吸収する事によ
って、分解、還元、酸化、他物質との反応、結晶構造の
変化等何らかの変性が起きる充填剤をいう。中でも金属
酸化物及び金属水酸化物が適しており、特に金属酸化物
を充填したプラスチック成形品に波長を1/3 とした第３
高調波Nd;YAGレーザー光や波長を1/4 とした第４高調波
Nd;YAGレーザー光、好ましくは第３高調波Nd;YAGレーザ
ー光を照射することにより、鮮明な黒色系のマーキング
を得ることが出来、しかも該マーキング部には非マーキ
ング部に対する凹凸が実質的にないし、ポリアセタール
樹脂自身の当波長に対する吸収が少ないため物性の低下
も殆どない。中でも金属酸化物であるところのチタン化
合物、特に二酸化チタンは白色系の色を呈しており、カ
ーボンブラックや顔料と併用してプラスチック成形品に
充填する事により、かなり自由度のある着色が可能とな
り、従来着色の自由度が制限される事の多かったレーザ
ーマーキング材料の市場性を大幅に広げる事が可能であ
る。二酸化チタンの結晶型は特にこだわらないが、耐光
性、耐候性の観点からルチル型が望ましい。又、二酸化
チタンの粒子径は0.05〜１μm の範囲であることが望ま
しい。0.05μm 未満であると樹脂内での分散性が悪化
し、１μm を越えると得られる成形品の表面が粗れてし
まい、外観部品として利用分野が限られる場合がある。
また、酸化第二鉄も二酸化チタンと同じ理由に基づき粒
子径は0.05〜１μm の範囲であることが望ましい。もち
ろん、紫外線に対して光活性な充填剤は二種類以上を併
用しても構わない。かかる充填剤の配合量は、組成物中
の0.001 〜35重量％が望ましい。該充填剤の比率が、0.
001 重量％未満では所望のマーキングを得ることが困難
である。35重量％を越えると機械的物性の低下を避けら
れない場合がある。しかし例えばチタン酸カリウムの様
に充填剤自身がプラスチック成形品の強化材となる場合
もあり、充填物が組成物中の35重量％を越える事には特
にはこだわらない。
領域、好ましくは 260〜400nm 、特に好ましくは 352〜
400nm の領域にある紫外線を該充填剤が吸収する事によ
って、分解、還元、酸化、他物質との反応、結晶構造の
変化等何らかの変性が起きる充填剤をいう。中でも金属
酸化物及び金属水酸化物が適しており、特に金属酸化物
を充填したプラスチック成形品に波長を1/3 とした第３
高調波Nd;YAGレーザー光や波長を1/4 とした第４高調波
Nd;YAGレーザー光、好ましくは第３高調波Nd;YAGレーザ
ー光を照射することにより、鮮明な黒色系のマーキング
を得ることが出来、しかも該マーキング部には非マーキ
ング部に対する凹凸が実質的にないし、ポリアセタール
樹脂自身の当波長に対する吸収が少ないため物性の低下
も殆どない。中でも金属酸化物であるところのチタン化
合物、特に二酸化チタンは白色系の色を呈しており、カ
ーボンブラックや顔料と併用してプラスチック成形品に
充填する事により、かなり自由度のある着色が可能とな
り、従来着色の自由度が制限される事の多かったレーザ
ーマーキング材料の市場性を大幅に広げる事が可能であ
る。二酸化チタンの結晶型は特にこだわらないが、耐光
性、耐候性の観点からルチル型が望ましい。又、二酸化
チタンの粒子径は0.05〜１μm の範囲であることが望ま
しい。0.05μm 未満であると樹脂内での分散性が悪化
し、１μm を越えると得られる成形品の表面が粗れてし
まい、外観部品として利用分野が限られる場合がある。
また、酸化第二鉄も二酸化チタンと同じ理由に基づき粒
子径は0.05〜１μm の範囲であることが望ましい。もち
ろん、紫外線に対して光活性な充填剤は二種類以上を併
用しても構わない。かかる充填剤の配合量は、組成物中
の0.001 〜35重量％が望ましい。該充填剤の比率が、0.
001 重量％未満では所望のマーキングを得ることが困難
である。35重量％を越えると機械的物性の低下を避けら
れない場合がある。しかし例えばチタン酸カリウムの様
に充填剤自身がプラスチック成形品の強化材となる場合
もあり、充填物が組成物中の35重量％を越える事には特
にはこだわらない。
【０００７】本発明のレーザーマーキングは、ポリアセ
タール樹脂を対象とするものである。本発明に用いるポ
リアセタール樹脂は、 -(CH2O)- を主たる構成単位とす
る高分子化合物で、ポリオキシメチレンホモポリマー、
オキシメチレン基以外に他の構成単位を含有するコポリ
マー、ターポリマーの何れにてもよく又、コポリマーの
形態はランダム、グラフト、ブロック等のいずれの形態
であっても良く、また分子が鎖状のみならず、分岐、架
橋構造を有するものであっても良い。又、その重合度等
に関しても特に制限はない。
タール樹脂を対象とするものである。本発明に用いるポ
リアセタール樹脂は、 -(CH2O)- を主たる構成単位とす
る高分子化合物で、ポリオキシメチレンホモポリマー、
オキシメチレン基以外に他の構成単位を含有するコポリ
マー、ターポリマーの何れにてもよく又、コポリマーの
形態はランダム、グラフト、ブロック等のいずれの形態
であっても良く、また分子が鎖状のみならず、分岐、架
橋構造を有するものであっても良い。又、その重合度等
に関しても特に制限はない。
【０００８】また、本発明においては、成形されあるい
は被覆してレーザーマーキングに供される上記の如き樹
脂組成物には、レーザー照射によるマーキングを損なわ
ない範囲で、必要に応じて公知の添加物及び／又は充填
剤を更に添加することが出来る。例えば、酸化防止剤、
耐候性向上等のための各種安定剤、滑剤、可塑剤、核
剤、離型剤、帯電防止剤、界面活性剤等或いはガラス繊
維、金属繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、マイ
カ、タルク、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、炭化
ケイ素、セラミック、金属粉等の繊維状、板状、粒状、
粉状の無機化合物等である。また、着色するのに顔料又
は染料を添加することもできる。
は被覆してレーザーマーキングに供される上記の如き樹
脂組成物には、レーザー照射によるマーキングを損なわ
ない範囲で、必要に応じて公知の添加物及び／又は充填
剤を更に添加することが出来る。例えば、酸化防止剤、
耐候性向上等のための各種安定剤、滑剤、可塑剤、核
剤、離型剤、帯電防止剤、界面活性剤等或いはガラス繊
維、金属繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、マイ
カ、タルク、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、炭化
ケイ素、セラミック、金属粉等の繊維状、板状、粒状、
粉状の無機化合物等である。また、着色するのに顔料又
は染料を添加することもできる。
【０００９】本発明においては、上述した特定の樹脂組
成物からなる成形品あるいは該樹脂組成物を印刷、塗
布、多重成形等によって被覆した樹脂、セラミックス、
金属等の成形品に対し、その所望位置に前述したような
特定の選択されたレーザー光を照射するだけで、容易に
コントラストの高く凹凸のほとんどないマーキングが得
られる。所望の形状のマーキングを行うためには、例え
ば、レーザー光を適当な大きさのスポットにして対象物
の表面を走査する方法、レーザー光をマスクすることに
よって所望形状のレーザー光とし、これを対象物の表面
に照射する方法等が挙げられる。前述の通り、本発明で
は、使用するレーザーの種類として、非線形光学結晶を
用いて波長を紫外光としたレーザー光を用いるのが特徴
である。従来、紫外光にてプラスチック成形品にマーキ
ングする場合、エキシマレーザーを用いることが多かっ
たが、エキシマレーザーは装置が非常に高価であり、又
長時間安定して運転できないことや、装置のランニング
コスト上多大なコストが必要な事、有毒ガスを使用する
など、産業界では使っていく上で多くの問題点を持って
おり、実質的にマーキング用として実用化することが困
難であった。またエキシマレーザーでのマーキングより
も更に黒色度のあるマーキング方法や、強度低下の少な
いポリアセタールへのマーキング方法が求められてい
た。本発明ではこの様な事情に鑑みてなされたもので、
非線形結晶を用い波長を紫外光とした事を特徴とするレ
ーザー光発生装置をマーキングに用いることにより、イ
ニシャルコスト、ランニングコストを縮小し、励起媒質
が固体であることにより取扱いが非常に簡単且つ安全に
もなり、エキシマレーザーに比較して実質的にマーキン
グ用として実用化することが容易であり、黒色度のある
マーキングを得ることができ、強度低下のおそれもな
い。
成物からなる成形品あるいは該樹脂組成物を印刷、塗
布、多重成形等によって被覆した樹脂、セラミックス、
金属等の成形品に対し、その所望位置に前述したような
特定の選択されたレーザー光を照射するだけで、容易に
コントラストの高く凹凸のほとんどないマーキングが得
られる。所望の形状のマーキングを行うためには、例え
ば、レーザー光を適当な大きさのスポットにして対象物
の表面を走査する方法、レーザー光をマスクすることに
よって所望形状のレーザー光とし、これを対象物の表面
に照射する方法等が挙げられる。前述の通り、本発明で
は、使用するレーザーの種類として、非線形光学結晶を
用いて波長を紫外光としたレーザー光を用いるのが特徴
である。従来、紫外光にてプラスチック成形品にマーキ
ングする場合、エキシマレーザーを用いることが多かっ
たが、エキシマレーザーは装置が非常に高価であり、又
長時間安定して運転できないことや、装置のランニング
コスト上多大なコストが必要な事、有毒ガスを使用する
など、産業界では使っていく上で多くの問題点を持って
おり、実質的にマーキング用として実用化することが困
難であった。またエキシマレーザーでのマーキングより
も更に黒色度のあるマーキング方法や、強度低下の少な
いポリアセタールへのマーキング方法が求められてい
た。本発明ではこの様な事情に鑑みてなされたもので、
非線形結晶を用い波長を紫外光とした事を特徴とするレ
ーザー光発生装置をマーキングに用いることにより、イ
ニシャルコスト、ランニングコストを縮小し、励起媒質
が固体であることにより取扱いが非常に簡単且つ安全に
もなり、エキシマレーザーに比較して実質的にマーキン
グ用として実用化することが容易であり、黒色度のある
マーキングを得ることができ、強度低下のおそれもな
い。
【００１０】
マーキング方式 ： スキャン式 マーキング文字数 ： 40文字（数字、アルファベ
ット） マーキング文字大きさ ： 高さ２mmの文字 20 文字、
高さ３mmの文字 20 文字 マーキング部でのパワー： １〜10Ｗ スキャンスピード ： 100mm/sec バイトサイズ ： 30μm Ｑスイッチ周波数 ： ３kHz 処理時間 ： 約３sec 〔評価方法〕マーキングのコントラスト、マーキングの
色、マーキングの凹凸の有無を評価した。マーキングの
コントラストは、マーク部および非マーク部の明るさを
256 階調で評価し、下記の如く両者の比で示した。 コントラスト＝明部階調÷暗部階調 よって、１が最もコントラストが悪く、数値が大きくな
るほどコントラストが高い。マーキングの色は目視観察
で判断した。マーキングの凹凸の有無は、目視観察によ
り、以下の如く評価した。
ット） マーキング文字大きさ ： 高さ２mmの文字 20 文字、
高さ３mmの文字 20 文字 マーキング部でのパワー： １〜10Ｗ スキャンスピード ： 100mm/sec バイトサイズ ： 30μm Ｑスイッチ周波数 ： ３kHz 処理時間 ： 約３sec 〔評価方法〕マーキングのコントラスト、マーキングの
色、マーキングの凹凸の有無を評価した。マーキングの
コントラストは、マーク部および非マーク部の明るさを
256 階調で評価し、下記の如く両者の比で示した。 コントラスト＝明部階調÷暗部階調 よって、１が最もコントラストが悪く、数値が大きくな
るほどコントラストが高い。マーキングの色は目視観察
で判断した。マーキングの凹凸の有無は、目視観察によ
り、以下の如く評価した。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１に示される結果より、以下のことがわ
かる。実施例１〜４の場合、コントラストの高い黒色系
の発色マーキングが、マーク部の凹凸が殆どなく達成さ
れている。特に第４高調波Nd;YAGレーザーを用いてマー
キングした実施例２よりも第３高調波Nd;YAGレーザーを
用いてマーキングしてた実施例１のほうがコントラスト
が高く、又、マーク部の凹凸が全くといってよいほどな
い。これに対し、他のレーザー光を用いた場合、コント
ラスト、マーキングの色、マーク部の凹凸を総合的にみ
ると、何れも対応する実施例よりも劣り、特にマーク部
の凹凸の点で本発明の目的に適合しないものであった。
かる。実施例１〜４の場合、コントラストの高い黒色系
の発色マーキングが、マーク部の凹凸が殆どなく達成さ
れている。特に第４高調波Nd;YAGレーザーを用いてマー
キングした実施例２よりも第３高調波Nd;YAGレーザーを
用いてマーキングしてた実施例１のほうがコントラスト
が高く、又、マーク部の凹凸が全くといってよいほどな
い。これに対し、他のレーザー光を用いた場合、コント
ラスト、マーキングの色、マーク部の凹凸を総合的にみ
ると、何れも対応する実施例よりも劣り、特にマーク部
の凹凸の点で本発明の目的に適合しないものであった。
【００１３】
【発明の効果】従来より、熱可塑性樹脂に対するレーザ
ーマーキング技術は、無人化、自動化、無溶剤化、信頼
性等の点で優れた表面装飾方法として知られているが、
得られるマーキング文字のコントラストが低く、又、マ
ーキング部の非マーキング部に対する凹凸が生じてしま
い、利用分野が限られていた。特にポリアセタール樹脂
をマーキングする際にこの傾向が顕著であったが、本発
明により、ポリアセタールであっても、コントラストが
高く、凹凸が実質的にないマーキング、中でも黒っぽい
マーキングを、マーキング後の物性を低下させることな
く、低コスト且つ作業性良く安全に施すことが可能とな
り、本発明の経済効果は非常に高い。
ーマーキング技術は、無人化、自動化、無溶剤化、信頼
性等の点で優れた表面装飾方法として知られているが、
得られるマーキング文字のコントラストが低く、又、マ
ーキング部の非マーキング部に対する凹凸が生じてしま
い、利用分野が限られていた。特にポリアセタール樹脂
をマーキングする際にこの傾向が顕著であったが、本発
明により、ポリアセタールであっても、コントラストが
高く、凹凸が実質的にないマーキング、中でも黒っぽい
マーキングを、マーキング後の物性を低下させることな
く、低コスト且つ作業性良く安全に施すことが可能とな
り、本発明の経済効果は非常に高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 59/00 ＬＭＰ Ｃ０８Ｌ 59/00 ＬＭＰ
Claims (9)
- 【請求項１】 紫外線に対し光活性な充填剤を配合した
ポリアセタール樹脂組成物より成形された成形品もしく
は該組成物によって被覆された成形品の表面に、非線形
光学結晶を用いて波長を紫外光としたレーザー光を照射
してマーキングを行うことを特徴とするレーザーマーキ
ング方法。 - 【請求項２】 紫外光の波長領域が 260〜400nm の範囲
にあるレーザー光を用いてマーキングを行うことを特徴
とする請求項１記載のレーザーマーキング方法。 - 【請求項３】 紫外光の波長領域が 352〜400nm の範囲
にあるレーザー光を用いてマーキングを行うことを特徴
とする請求項２記載のレーザーマーキング方法。 - 【請求項４】 レーザー光が波長を1/3 とされた第３高
調波Nd;YAGレーザーである請求項３記載のレーザーマー
キング方法。 - 【請求項５】 ポリアセタール樹脂組成物が紫外線に対
し光活性な充填剤を0.001 〜35重量％含有するものであ
る請求項１〜４の何れか１項記載のレーザーマーキング
方法。 - 【請求項６】 紫外線に対し光活性な充填剤が、金属酸
化物若しくは金属水酸化物である請求項１〜５の何れか
１項記載のレーザーマーキング方法。 - 【請求項７】 紫外線に対し光活性な充填剤が、粒径が
0.05〜１μm のルチル型二酸化チタンである請求項６記
載のレーザーマーキング方法。 - 【請求項８】 紫外線に対し光活性な充填剤が、粒径が
0.05〜１μm の酸化第二鉄である請求項６記載のレーザ
ーマーキング方法。 - 【請求項９】 請求項１〜８の何れか１項記載のレーザ
ーマーキング方法によりマーキングされた成形品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16922896A JP3413329B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | レーザーマーキング方法およびレーザーマーキングされた成形品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16922896A JP3413329B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | レーザーマーキング方法およびレーザーマーキングされた成形品 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1016390A true JPH1016390A (ja) | 1998-01-20 |
| JP3413329B2 JP3413329B2 (ja) | 2003-06-03 |
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ID=15882606
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16922896A Expired - Fee Related JP3413329B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | レーザーマーキング方法およびレーザーマーキングされた成形品 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3413329B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006116232A2 (en) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Laser Energetics, Inc. | Uv-visible-ir multi-wave length laser marking process |
| US7704586B2 (en) | 2005-03-09 | 2010-04-27 | Degussa Ag | Plastic molded bodies having two-dimensional and three-dimensional image structures produced through laser subsurface engraving |
| JP2015003919A (ja) * | 2005-05-26 | 2015-01-08 | エーザイ・アール・アンド・ディー・マネジメント株式会社 | 経口投与用組成物のマーキング方法 |
| US9168696B2 (en) | 2012-06-04 | 2015-10-27 | Sabic Global Technologies B.V. | Marked thermoplastic compositions, methods of making and articles comprising the same, and uses thereof |
| US9209443B2 (en) | 2013-01-10 | 2015-12-08 | Sabic Global Technologies B.V. | Laser-perforated porous solid-state films and applications thereof |
| JP2016112584A (ja) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | ポリプラスチックス株式会社 | 透明樹脂成形品へのマーキング方法 |
| US9662833B2 (en) | 2012-06-04 | 2017-05-30 | Sabic Global Technologies B.V. | Marked thermoplastic compositions, methods of making and articles comprising the same, and uses thereof |
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| JP2020079352A (ja) * | 2018-11-13 | 2020-05-28 | 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 | 紫外線レーザーマーキング組成物、それを用いた印刷物および積層体 |
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| JPH09124951A (ja) * | 1995-09-21 | 1997-05-13 | Bayer Ag | レーザーで刻み込める重合体成形組成物 |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP16922896A patent/JP3413329B2/ja not_active Expired - Fee Related
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