JPH10292100A

JPH10292100A - レーザーマーキング用ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物、成形物及びマーキング方法

Info

Publication number: JPH10292100A
Application number: JP11511297A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Hayashibara; 昌一林原; Mitsuyo Saito; 光代西頭; Haruki Niimoto; 昭樹新本
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】透明性を有し、レーザー照射部分が鮮明に白発
色するレーザーマーキング用ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂組成物の開発。【解決手段】雲母を含有し、かつ透明性を有することを
特徴とするレーザーマーキング用ポリエチレンテレフタ
レート樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマーキング用組成
物、その成形物、及びマーキング方法に関するものであ
る。更に詳しくは、レーザー光線の照射により視認性が
高く鮮明な白発色をするマーキング用ポリエチレンテレ
フタレート樹脂組成物、その成形物、及びレーザーマー
キング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート樹脂は、透
明性に優れており、強度的に優れている点から、食品、
洗剤、医薬品、化粧品及び飲料製品等の容器として幅広
く使用されている。現在のところ、これら容器類にたい
するマーキングは、インクジェット方式が主流である
が、インキのニジミ、文字の欠け、あるいは、装置のメ
ンテナンス面において、多くの問題点を抱えている。そ
の一方で、マーキング工程の自動化、無人化を進める動
きの中で、非接触で且つマーキング速度の早い、レーザ
ー光によるマーキング方法が普及しつつある。しかし、
ポリエチレンテレフタレート樹脂にレーザーマーキング
をほどこした場合、マークの視認性に乏しく、工程管理
において、例えばその機械読み取り性の面で問題を残し
ている。

【０００３】ところで、雲母を２０％もしくは５０％及
び溶融シリカや炭酸カルシウムを５０％もしくは８０％
添加したポリエステル樹脂系粉体塗料のレーザーマーキ
ング性が良好なことはすでに特開昭６０−２２６５５４
号公報により知られている。しかし、この粉体塗料は不
透明であり、又添加剤が多いと製品の色相や色調に悪影
響を与えるという問題点があり、樹脂のメルトフローが
低くなり、成型性に悪影響を与える。又、添加剤の種類
によっては、研磨性が高くなり、成型機や混練り機をい
ためる問題点も生じてくる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ポリエチレンテレフタ
レート樹脂の透明性や成型性を損なわず、レーザー光線
の照射により視認性が高く鮮明なマークが得られるレー
ザーマーキング用ポリエチレンテレフタレート樹脂組成
物が求められている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記した様
な課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に到
ったものである。即ち、本発明は、（１）雲母を含有
し、かつ透明性を有することを特徴とするレーザーマー
キング用ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物、
（２）雲母の重量平均粒子径が５０μ以下である上記
（１）のレーザーマーキング用ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂組成物、（３）雲母の含有量が、ポリエチレン
テレフタレート樹脂に対して０．００５重量％以上で１
重量％未満である（１）又は（２）のレーザーマーキン
グ用ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物、（４）
（１）ないし（３）のいずれか一項のレーザーマーキン
グ用ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を使用した
透明な樹脂成型物、（５）透明な樹脂成形物が容器類で
ある上記（４）の透明な樹脂成形物、（６）（４）又は
（５）の透明な樹脂成型物にレーザー光を照射すること
を特徴とする成型物のマーキング方法、（７）レーザー
光が赤外線レーザーである（６）のマーキング方法、
（８）赤外線レーザー光が遠赤外線レーザー光である上
記（７）のマーキング方法、に関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明のマーキング用組成
物、成形物及びマーキング方法に就き詳細に説明する。
本発明で用いられるポリエチレンテレフタレート樹脂と
しては、メルティングインデックス（ＭＩ）で通常は
０．０１〜６０、好ましくは０．０２〜５５程度のもの
が良い。

【０００７】本発明で用いられる雲母はレーザーマーキ
ングの際に発色剤、特に白色に発色する発色剤として作
用する。雲母類としては、例えばシロウンモ、ベニウン
モ、ソーダウンモ、セリサイト（キヌウンモ）、バナジ
ンウンモ、イライト等のシロウンモ系列に属する雲母
類、クロウンモ、キンウンモ、テツウンモ、チンワルド
ウンモ等のクロウンモ系列に属する雲母類、及びカイリ
ョク石、セラドン石、ムスコバイト、フロゴバイト、ス
ゾライト、パラゴナイト、バーミキュライト等の天然雲
母類、フッ素４珪素雲母で代表される合成雲母類が挙げ
られるが、製品の色相や色調への影響を考慮すると、ム
スコバイト、フロゴバイト、スゾライト、フッ素４珪素
雲母等の白色度の高い雲母が特に好ましい。

【０００８】本発明で用いられる雲母類の重量平均粒径
は特に制限はないが、マーキング用樹脂の色調への影響
と成型物の形状を考慮すると、通常は約７００μｍ以
下、好ましくは１００μｍ以下、特に好ましくは５０μ
ｍ程度以下である。その使用量は、ポリエチレンテレフ
タレート樹脂に対して、下限が０．００５重量％、好ま
しくは約０．０１重量％、更に好ましくは約０．０２重
量％、特に好ましくは約０．０５重量％程度であり、上
限が１５重量％、好ましくは１０重量％、更に好ましく
は５重量％、特に好ましくは１重量％程度がよい。製品
の色相や色調、特に樹脂の透明性への影響を極力抑える
ためには上限を１重量％未満程度にすればよい。使用量
が少なすぎると、レーザーマーキング部の白発色度合い
がうすくなり、マークの視認性に欠ける。又使用量が多
すぎると、マーキングの視認性は良いが、透明性が悪く
なる。

【０００９】ポリエチレンテレフタレートの透明性を損
なわず、強度を上げる目的で併用出来る樹脂としては、
例えばポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート等が挙げられる。これらの樹脂の配合量は特に
制限はないが、ポチエチレンテレフタレート樹脂に対し
て、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは３０重
量％以下、更に好ましくは２０重量％以下である。透明
性及び強度の点から、ポリエチレンナフタレートが好ま
しい。

【００１０】本発明のマーキング用組成物には必要に応
じて添加剤等を加える事が出来る。添加剤としては、例
えば、着色剤、充填剤（フィラー類）、滑剤、可塑剤等
が挙げられる。使用し得る着色剤としては特に制限はな
いが、例えばカーボンブラック、フタロシアニン、ア
ゾ、ジスアゾ、キナクリドン、アントラキノン、フラバ
ントロン、ペリレン、ジオキサジン、縮合アゾ、アゾメ
チン、又はメチン系等の各種有機顔料、硫酸鉛、酸化亜
鉛、クロムエロー、ジンクエロー、クロムバーミリオ
ン、ベンガラ、コバルト紫、群青、クロムグリーン、酸
化クロム、コバルトグリーン等の無機顔料が挙げられ
る。これらの有機顔料及び無機顔料は、樹脂の透明性や
発色したマークの鮮明性に影響を与えない範囲、例えば
ポリエチレンテレフタレート樹脂に対して通常０．００
１〜３重量％の範囲で添加される。又、充填剤として
は、例えば炭酸カルシウム、アルミナ、硝子繊維等、通
常ポリエチレンテレフタレート樹脂に用いられる充填剤
が挙げられる。これらは樹脂の透明性や発色したマーク
の鮮明性に影響を与えない範囲、例えばポリエチレンテ
レフタレート樹脂に対して通常０．００１〜３重量％の
範囲で添加される。尚、透明性を確保する観点から、例
えば二酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム等の隠蔽性
の高い添加剤等の使用はさけた方が好ましい。

【００１１】又、使用し得る滑剤としては、例えばステ
アリン酸、ベヘン酸及びそのエステル。又は塩、カルナ
ウバワックス、ポリエチレンワックス等のワックス類及
び各種界面活性剤が用いられる。これらはポリエチレン
テレフタレート樹脂に対して通常０．１〜５重量％の割
合で必要により添加される。又、可塑剤としては例えば
フタル酸、リン酸、セバシン酸等のエステルが挙げられ
る。そのほか、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、難燃
剤等通常プラスチックの加工の際に常用されている添加
剤を添加してもよい。これらの添加剤は、本発明のマー
キング用ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を作製
する際に、粉末のまま用いても良く、又、マスターバッ
チの形態で用いても良い。

【００１２】本発明のレーザーマーキング用ポリエチレ
ンテレフタレート樹脂組成物は、雲母と必要に応じて着
色剤、充填剤、滑剤、可塑剤、熱安定剤等の添加剤をポ
リエチレンテレフタレート樹脂に加えて、エクストルー
ダー、２軸ニーダー、ロールミル等の混練機を用いて均
一に混合することにより得られる。又本発明のレーザー
マーキング用ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物
は、雲母の濃度の高いマスターバッチを製造し、これに
ポリエチレンテレフタレート樹脂、所望によりフィラー
等の添加剤を加えて混練機を用いて均一に配合すること
によっても得られる。このようにして得られた本発明の
組成物はそのまま、又必要があれば、更にポリエチレン
テレフタレート樹脂やフィラー等の添加剤を加え、それ
自体公知の方法で、本発明の樹脂成形物に成形される。
尚、雲母の濃度の高いマスターバッチは、必要に応じて
着色剤、充填剤、滑剤、可塑剤、熱安定剤等の添加剤を
ポリエチレンテレフタレート樹脂に加えてエクストルー
ダー、２軸ニーダー、ロールミル等の混練機を用いて均
一に配合し、例えばペレット状又はマーブル状等の所望
の形状に成形することにより得られる。マスターバッチ
中の雲母の含量は特に制限はないが、ポリエチレンテレ
フテレート樹脂に対して通常３．０〜１０．０重量％程
度、好ましくは２．０〜８．０重量％程度がよい。

【００１３】樹脂成形物としては、例えば容器、キャッ
プ、部品等の３次元成形物、フィルム、テープ等の２次
元成形物等が挙げられる。これらの成形物は多層構成を
もつものでも良い。

【００１４】本発明のレーザーマーキング用ポリエチレ
ンテレフタレート樹脂組成物を用いた３次元成形物は、
その成形物に応じて射出成形、押し出し成形、中空成
形、回転成形、粉末成形、真空成形等それ自体公知の方
法で成形される。その具体例としては食品、洗剤、医薬
品、化粧品、飲料製品等のポリエチレンテレフタレート
の特徴を生かした透明容器及びそのキャップ類が挙げら
れる。

【００１５】フィルム等の２次元成形物は、熱可塑性樹
脂のフィルム化に用いられるインフレーション加工、多
層インフレーション加工、Ｔダイフィルム加工、フラッ
トフィルム法による縦横同時二軸延伸法、又は縦横逐次
二軸延伸法、チューブラフィルム法等それ自体公知の方
法により作製される。この様にして作製されたフィルム
は食品包装、繊維包装、雑貨包装、薬品類の包装、テー
プ、絶縁材料、農業用フィルム、各種シート、各種シー
ル、ラベル等通常の熱可塑性樹脂フィルムが用いられる
分野と同様の分野で用いられる。又、本発明のフィルム
は、各種基材即ちクラフト紙や上質紙などの紙類、プラ
スティックフィルム類、アルミニウム等の金属箔などと
密着させてラミネートとすることが出来、その様にして
得られたラミネートの用途としては牛乳、酒類などの食
品容器、医薬品の包装材料、食品の包装材料、各種シー
ト、各種シール、ラベル等の用途が挙げられる。

【００１６】このようにして得られた２次元又は３次元
成形物の表面にレーザー光を照射することにより、照射
部分に白色で鮮明なマークが得られる。レーザー光とし
ては、例えば炭酸ガスレーザー（波長約１０６００ｎ
ｍ）などの遠赤外線レーザー、ＹＡＧレーザー（波長約
１０６０ｎｍ）などの近赤外線レーザー、エキシマレー
ザーが挙げられるが、赤外線レーザー、特に遠赤外線レ
ーザーが好ましい。レーザー光の照射量としては例えば
ＴＥＡ炭酸ガスレーザーの場合、照射元のエネルギー密
度として０．５〜１Ｊ／ｃｍ²程度、本発明の樹脂成形
物の表面に照射するエネルギー密度としては、例えば
２．５〜２０Ｊ／ｃｍ²、好ましくは２．８〜１６Ｊ／
ｃｍ²、より好ましくは３．５〜１６Ｊ／ｃｍ²程度が
よい。この照射部のエネルギー密度（Ｅd ）は、レーザ
ー光を集光して樹脂成形物の表面に照射するので、照射
元より高くなり、次の計算式で求められる。Ｅd ＝（照射元の総エネルギー量）／（マスク未使用時
の照射部の面積）本発明では使用する発色剤の添加量が少ないので、樹脂
の脆性、加工性等の物性に与える影響がほとんどない。

【００１７】

【実施例】次に実施例に依って、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明がこれらの実施例のみに限定される
ものではない。尚、透明性はシマズ社製分光光度計（Ｕ
Ｖ−２１００）を用いて、８００ｎｍ〜４００ｎｍの範
囲で透過率を測定し、４００ｎｍの数値を記載した。

【００１８】実施例１ポリエチレンテレフタレート（ダイキ化成製ベルペッ
トＥＦＳ−６）１００部、と雲母（クラレ製、クララ
イトマイカ６００Ｗ平均粒径約８μｍ）０．０５
部をブレンドして本発明のレーザーマーキング用ポリエ
チレンテレフタレート樹脂組成物を得た。この組成物
を、射出成型機（山城精機製ＳＡＶ−４０）を使用し
て、２８０℃にて成形し板状のプレート（２×３ｍｍ厚
さ１ｍｍ）を得た。このプレートの透明性は良好であっ
た（透過率：８５．０％）。このプレートにレーザー光
を照射し、得られた白色マーキング文字の視認性を評価
した。マーキング文字の視認性は２種類（マスクタイ
プ：レーザーテクニクス社製ブレイザー６０００，ドッ
トタイプ：コヒーレント社製ザイマーク７０００）の
炭酸ガスレーザーで確認した。この結果は表１に示す。

【００１９】実施例２実施例１の樹脂１００部と雲母０．２部（クラライトマ
イカ６００Ｗ）をブレンドして本発明のレーザーマーキ
ング用ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を得、射
出成型機にて実施例１と同様にしてプレートを作成し
た。このプレートの透明性は良好であった（透過率：８
２．０％）。このプレートに実施例１と同様にレーザー
光を照射し、得られた白色マーキング文字の視認性を評
価した。この結果を表１に示す。

【００２０】実施例３実施例１の樹脂１００部と雲母０．５部（クラライトマ
イカ６００Ｗ）をブレンドして本発明のレーザーマーキ
ング用ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を得、射
出成型機にて実施例１と同様にしてプレートを作成し
た。このプレートの透明性は良好であった（透過率：７
５．０％）。このプレートに実施例１と同様にレーザー
光を照射し、得られた白色マーキング文字の視認性を評
価した。この結果を表１に示す。

【００２１】実施例４実施例１の樹脂１００部と雲母０．３部（クラライトマ
イカ３００Ｗ平均粒径約３０μｍ）をブレンドして
本発明のレーザーマーキング用ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂組成物を得、射出成型機にて実施例１と同様に
してプレートを作成した。このプレートの透明性は良好
であった（透過率：７７．０％）。このプレートに実施
例１と同様にレーザー光を照射し、得られた白色マーキ
ング文字の視認性を評価した。この結果を表１に示す。

【００２２】実施例５実施例１の樹脂１００部と雲母０．９部（クラライトマ
イカ６００Ｗ）ブレンドして本発明のレーザーマーキン
グ用ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物を得、射出
成型機にて実施例１と同様にしてプレートを作成した。
このプレートの透明性は良好であった。このプレートに
実施例１と同様にレーザー光を照射し、得られた白色マ
ーキング文字の視認性を評価し、結果を表１に示す。

【００２３】実施例６実施例１の樹脂１００部と（株）レプコ社製雲母０．３
部（Ｍ−４００平均粒径約１３μｍ）をブレン
ドして本発明のレーザーマーキング用ポリエチレンテレ
フタレート樹脂組成物を得、射出成型機にて実施例１と
同様にしてプレートを作成した。このプレートの透明性
は良好であった（透過率：７４．０％）。このプレート
に実施例１と同様にレーザー光を照射し、得られた白色
マーキング文字の視認性を評価した。又マーキングして
いないプレートを用い、透過率の測定を実施した。この
結果を表１に示す。

【００２４】比較例１ポリエチレンテレフタレート（ダイキ化成ベルペット
ＥＦＳ−６）１００部を射出成型機にて実施例１と同
様にしてプレートを作成した。このプレートの透明性は
良好であった（透過率：８５．５％）。このプレートに
実施例１と同様にレーザー光を照射して、マーキング文
字の視認性を評価した。この結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】表１レーザー鮮明性レーザー鮮明性添加量ザイマークブレイザー６０００（％）（ドットタイプ）（マスクタイプ）約 8J/cm² 実施例１０．０５〇 ○ 実施例２０．２ ◎ ◎ 実施例３０．５ ◎ ◎ 実施例４０．３ ◎ ◎ 実施例５０．９ ◎ ◎ 実施例６０．３ ◎ ◎ 比較例１０ × ×

【００２６】鮮明性：マーキング鮮明性は目視による判
定。 ◎：マーク視認性良好で鮮明な白発色。 ○：マーク視認性良好な白発色。 ×：マーク視認性十分（マーク部溶融、白発色せず）。

【００２７】本発明のレーザーマーキング用ポリエチレ
ンテレフタレート樹脂組成物を用いた成形物は、透明性
が良好で、又表１から明らかなように、１重量％未満の
添加量でも、レーザーで良好なマークが得られる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によると、ポリエチレンテレフタ
レート樹脂成形物にレーザー照射部分が視認性良好で鮮
明な白色マークを付与する事ができる。又、発色剤の使
用量が１重量％未満と少量であるため、成形性や研磨性
等に影響を与えることなく、又ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂の透明性、色相や色調に及ぼす影響を最小限に
押さえることができ、特に透明性が重視される容器類の
表面に鮮明なマーキングができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】雲母を含有し、かつ透明性を有することを
特徴とするレーザーマーキング用ポリエチレンテレフタ
レート樹脂組成物。
【請求項２】雲母の重量平均粒子径が５０μ以下である
請求項１のレーザーマーキング用ポリエチレンテレフタ
レート樹脂組成物。
【請求項３】雲母の含有量が、ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂に対して０．００５重量％以上で１重量％未満
である請求項１又は２のレーザーマーキング用ポリエチ
レンテレフタレート樹脂組成物。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか一項のレーザ
ーマーキング用ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物
を使用した透明な樹脂成形物。
【請求項５】透明な樹脂成形物が容器類である請求項４
の透明な樹脂成形物。
【請求項６】請求項４又は５の透明な樹脂成形物にレー
ザー光を照射することを特徴とする成形物のマーキング
方法。
【請求項７】レーザー光が赤外線レーザー光である請求
項６のマーキング方法。
【請求項８】赤外線レーザー光が遠赤外線レーザー光で
ある請求項７のマーキング方法。