KR20030026316A - 중합체 성형품에 보이지 않는 마킹을 비가역식으로적용하는 방법 - Google Patents

중합체 성형품에 보이지 않는 마킹을 비가역식으로적용하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 방사에 의해 중합체 성형품에 육안으로는 보이지 않는 마킹을 비가역식으로 적용하는 방법, 위 목적에 적당한 중합체 조성물, 및 이 중합체 조성물로 전체 또는 일부 제조된 보이지 않게 마킹가능한 성형품 및 마킹된 성형품에 관한 것이며, 상기 보이지 않는 마킹은 예를 들어, 무단 복제를 방지하기 위한 보안목적에 사용가능하며, 성형품은 400 내지 700㎚의 가시범위밖 파장에서 전자기 방사에 의해 조사될 경우에만 중합체 조성물에서 가시대비를 생성하는 화합물(Ⅱ)로 레이저 방사를 통해 비가역식으로 전환될 수 있는 화합물(Ⅰ) 및 중합체를 함유하는 중합체 조성물로 전체 또는 일부 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

중합체 성형품에 보이지 않는 마킹을 비가역식으로 적용하는 방법{IRREVERSIBLE APPLICATION OF AN INVISIBLE MARKING TO POLYMER MOULDINGS}
본 발명은 레이저 방사에 의해 중합체 성형품에 육안으로는 보이지 않는 마킹을 비가역식으로 적용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 위 목적에 적당한 중합체 조성물, 및 이 중합체 조성물로 전체 또는 일부 제조된 보이지않게 마킹가능한 성형품 및 마킹된 성형품에 관한 것이다. 보이지 않는 마킹은 예를 들어, 무단 복제를 방지하기 위한 보안목적에 사용가능하다.
유사한 방법은 FR 2755902 A1에 알려져 있다. 이 공보에는 특정 레이저 변수, 특히 전력(power)을 선택함으로써, 외부원자층내 중합체 물질의 구조가 변형되어 육안으로 보이지 않는 마킹이 얻어지지만, 적당히 선택된 전자기 방사에 의해 조사될때 보여지도록, 레이저를 사용하여 육안으로 보이지 않는 마킹이 폴리프로필렌막에 적용될 수 있다는 사실이 기술되어 있다.
본 발명의 명세서에서는, 육안으로 보이지 않는 마킹은 그의 배경과 적게 대조되는 마킹로 이해되며, 정상인은 일광 또는 유사한 광원, 즉 400 내지 700㎚의 가시광범위내 파장의 전자기 방사에 의한 발광조건하에서 특정한 수단없이는 볼 수 없을 것이다.
상기 방법의 단점은 모든 중합체 조성물에 대해 작용하지 않는다는 점이다.FR 2755902에는 폴리프로필렌만 예시되어 있다. 전체에 대해 작용한다면, 각 중합체 조성물에 대해 보이지 않는 마킹을 형성할 레이저 설정을 결정할 필요가 있고, 게다가 마킹을 드러내기에 적당한 전자기 방사가 추구되어야 하므로, 이 방법은 매우 힘들어진다. 에너지와 파장과 같은 여러 설정이 다양한 레이저들은 매우 전문적이며, 매우 값비싸다.
본 발명의 목적은 상기 단점들을 가지지 않거나 또는 이들을 최소화하여 갖는 방법을 제공하는 것이다.
위 목적은 화합물(Ⅰ) 및 중합체를 함유하는 중합체 조성물로 전체 또는 일부 제조된 성형품에 의해 이루어지며, 이 화합물은 400 내지 700㎚의 가시범위밖 파장에서 전자기 방사에 의해 조사될 경우에만 중합체 조성물에서 가시대비를 생성하는 화합물(Ⅱ)로 레이저 방사를 통해 비가역식으로 전환될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 선택된 중합체 물질의 종류와 무관하게, 예측가능한 및 재생가능한 방법으로 보이지 않는 마킹이 적용되게 한다는 것이 확인되었다. 다른 잇점은 보조물질과 조합되든 안되든, 적당한 화합물(Ⅰ)을 선택함으로써, 종래의 저렴한 레이저, 가령 1064 또는 532 Nd/YAg 레이저에 의해 마킹이 적용될 수 있다는 점이다. 또다른 잇점은 중합체 자체가 변하지 않는다는 점이며, 이는 보이지 않는 마킹이 더 용이해진다는 것을 의미한다. 그리고, 화학적 내성의 (미시적) 거품발생 또는 변화와 같은 중합체 국소분해의 잠재적 부정적인 효과가 피해진다. 알려진 방법에 의한 국소 분해의 간접적인 효과는 성형품을 사용하는 중에 마킹이 보여지게 되는 점이며, 또한 이 문제는 본 발명에 따른 방법에 의해 감소된다. 마킹은 또한 보다 내마모성이다. 다른 잇점은 이하에 상술될 바와 같이, 착색제와 같은 다른 첨가제와 조합되든 안되든, 화합물(Ⅰ)의 선택에 의한 여러 다른 구체예들이 적용된다는 점이다.
WO 9831018 A1에는 성형품, 특히 가역식 기록가능한 광학메모리에 레이저 방사에 의해 형광마킹하기 위한 방법이 기술되어 있다. 이 방법에서, 마킹가능한 중합체 조성물로 구성된 코팅이 용액으로부터 성형품으로 도포되고, 이후에 레이저에 의해 성형품이 마킹된다. 중합체 조성물은 특정 첨가제와 조합한 특정 폴리에스테르를 함유하며, 이 위에서 레이저에 의해 형광마킹될 수 있다. 마킹은 가역식이며, 이는 일광에 노출시에 점차 사라지고, 폴리에스테르의 유리전이온도이상으로 가열함으로써 전체가 삭제될 수 있다는 것을 의미한다.
US 4871714 A에는 보안을 위해 육안에 보이지 않으며 비가역식 마킹을 성형품에 적용하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서, 보이지 않는 UV 형광 코팅은 열전달방법에 의해 보안마킹으로서 성형품에 부착된다.
상기 공지방법의 근본적인 단점은 미리형성된 성형품에 코팅을 도포하는 것이 매우 곤란하며, 비용이 비싸다는 점이다. 코팅은 내마모성이 없으며, 이는 코팅과 그안에 적용된 마킹이 사용하는 중에 적어도 추가의 조치없이 쉽게 손상될 것이라는 것을 의미한다. 다른 단점은 성형품의 기계적 특성과 표면특성이 코팅에 의해 영향을 받는다는 점이다. 또다른 단점은 코팅이 평면상에 쉽게 도포될 수도 있는 영역에 마킹이 쉽게 적용될 수 있다는 점이다. 상기 단점들때문에, 상기 방법들은 실제로 데이터 저장장치에만 사용된다. 알려져 있는 방법들은 복잡하게 성형된 실리적인 물품, 가령 특히 사출성형, 압축성형, 압출성형, 블로우-성형 등과 같은 여러 성형방법에 의해 수득된 종류의 3차원으로 성형된 성형품에 적당하지 않다. 본 발명에 따른 방법에서, 성형품은 마킹가능한 중합체 조성물로부터 적어도 일부 형성되며, 그후 추가의 전-처리 또는 후-처리없이 레이저에 의해 성형품위 어느 위치에나 마킹이 바로 적용될 수 있다. 마킹은 성형물질의 표면위가 아닌 물질내에 적용되며, 이는 이것이 내 마모성이며, 성형품의 표면특성과 기계적 특성이 변하지 않는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 방법의 한 구체예에서, 화합물 Ⅰ 및 Ⅱ는 모두 육안에 보이지 않는다. 상기 방법의 잇점은 어느 중합체, 및 특히 막, 병, 합성유리 등과 같은 투명한 물품에도 적용될 수 있다는 점이다.
본 발명에 따른 다른 구체예에서, 화합물 Ⅰ 및/또는 Ⅱ는 육안으로 볼 수 있지만, 서로 구별하는 것은 불가능하다. 이의 예로는 레이저 방사에 의해 화합물 Ⅱ로 전환되며, 가시광에서 같은 색상을 갖거나 또는 거의 대조되지 않는 색상을 갖고; 화합물 Ⅰ과 구별될 수 없지만, 비-가시광에 의해 조사될 경우에는 화합물 Ⅰ의 색상과 다르고, 메타머리즘(metamerism) 또는 발광의 결과로서 대비를 생성하는 착색화합물 Ⅰ이 있다.
또다른 구체예에서, 화합물 Ⅰ 및 Ⅱ는 그 자체를 육안으로 구별할 수 있지만, 중합체 조성물내에서는 육안으로 구별불가능하다. 이는 가시광에서 중합체 조성물내 차이를 숨기는 색소 또는 착색제를 중합체 조성물이 함유하기 때문에 가능하다.
육안으로 보이지 않는 마킹은 400 내지 700㎚의 가시범위밖 파장에서 전자기 방사에 의해 조사함으로써 보여질 수 있으며, 이를 검출 조명(detection lighting)이라고 한다. 화합물 Ⅰ 및 Ⅱ는 UV 또는 IR 광에서 발광도가 다르기 때문에 가시대비를 나타내는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법의 다른 구체예에서, 화합물 Ⅰ은 발광하고, 화합물 Ⅱ는 발광하지 않거나 적은 정도로 발광한다. 본 방법에서, 발광화합물 Ⅰ은 레이저광에 의해 파손되며, 그 결과로서 더이상 발광하지 않고, 검출시에 발광배경상에 암색 마킹이 드러난다. 이 구체예의 잇점은 이상의 화합물 Ⅰ이 본 방법에 사용될 수 있다는 점이다.
본 발명에 따른 보다 바람직한 구체예에서, 화합물 Ⅱ는 발광하고, 화합물 Ⅰ는 발광하지 않거나 적은 정도로 발광한다. 본 구체예에서, 검출조명은 어두운 배경위에 발광마킹을 드러낸다. 이의 잇점은 마킹이 보다 더 나은 대비를 가진다는 점이다. 다른 잇점은 무작위 또는 우연한 검출광의 경우에 물체가 완전히 발광하지 않는다는 점이다. 이는 다른 이유로 인해 검출광이 발생하는 환경에서 유리하다. 이는 또한, 보이지 않는 코드에 의해 물체가 보안되는지의 여부를 결정하기가 더 어렵기 때문에 보안코드의 경우에 특히 유리하다.
본 발명은 또한, 상기 방법에 사용하기에 적당한 중합체 조성물에 관한 것이며, 상기 조성물은 중합체와 화합물(Ⅰ)을 함유하며, 상기 화합물은 400 내지 700㎚의 가시범위밖 파장에서 전자기 방사에 의해 조사될 경우에만 중합체 조성물내에서 가시대비를 생성하는 화합물(Ⅱ)로 레이저 방사를 통해 비가역식으로 전환될 수있다.
본 발명에 따른 중합체 조성물내 화합물(Ⅰ)은 1,2-치환된 알칸결합을 가지는 것이 바람직하며, 이는 레이저 방사에 의해 1,2 제거반응에서 발광 알켄화합물(Ⅱ)로 전환된다. 위에서와 같이, 이의 잇점은 검출조명하에서만 마킹이 발광할 것이라는 점이다. 다른 주요 잇점은 상기 화합물이 열안정성이고, 그럼에도 불구하고 레이저 광에 의해 전환되어 사출성형에 의해 고온에서 성형되는 중합체 조성물에 특히 적당하게 한다.
다른 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 중합체 조성물내 화합물(Ⅰ)은 다중고리형 방향족 화합물이다. 상기 화합물은 UV광에 의해 방사될때 발광을 나타내며, 레이저광에 의해 비-발광 화합물(Ⅱ)로 전환될 수 있다. 화합물 Ⅰ은 안트라센, 페난트렌, 크리센, 피렌, 플루오로안텐, 스틸벤, 벤즈안트라센 또는 디페닐폴리엔을 포함하는 그룹에서 선택되는 화합물로부터 유도되는 것이 바람직하다. '유도된'이라는 용어는 상기 분자들이 치환된다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
중합체 조성물은 중합체 성형품제조시에 보조제로서 사용하기 위한 것이다. 성형품은 압출, 블로우-성형, 압축-성형, 사출-성형 등에 의해 보통 고온에서 다른 방법으로 제조될 수 있다. 따라서, 화합물Ⅰ은 적어도 중합체 조성물의 가공온도 이하에서 열안정성인 것이 바람직하다. 바람직하게는, 성형품은 사출성형에 의해 중합체 조성물 용융물로부터 형성되며, 중합체 조성물내 중합체는 열가소성이고, 화합물Ⅰ은 적어도 중합체 조성물의 용융온도 이하에서 열안정성이다. 보다 바람직하게는, 화합물Ⅰ은 중합체 조성물의 용융가공온도 이하, 보통 중합체의 용융온도보다 20-40℃ 높은 온도에서 열안정성이다.
본 발명은 또한, 사출성형품을 제조하기 위해 사용하는 본 발명에 따른 중합체 조성물의 용도, 및 본 발명에 따른 중합체 조성물로 전체 또는 일부 제조된 마킹가능한 성형품에 관한 것이다.
보이지 않는 마킹은 레이저에 의해 마킹가능한 성형품에 적용될 수 있다. 레이저 설정은 류코다이(leucodyes), (레이저)흡광물질 등과 같은, 화합물Ⅰ을 화합물Ⅱ로 전환하는 것을 촉진하는 첨가제와 조합하든 안하든, 화합물Ⅰ의 특성들을 조정한다. 본 발명에 따른 방법의 큰 잇점은 중합체 조성물에 사용된 중합체의 종류와 다소 무관하게 1024㎚ Nd/YAg 레이저와 같은 상업적으로 사용가능하고, 비교적 저렴한 레이저가 사용될 수 있다는 점이다. 마킹된 성형품은 위에 기술된 중합체 조성물 및, 화합물Ⅱ를 함유하는 마킹을 함유한다.
본 발명에 따른 중합체 조성물은 무단 복제 및 절도를 방지하기 위한 보안목적에 사용가능하기에 특히 유리하다. 다른 용도는 제품 및/또는 제조사 정보를 포함하는 보이지 않는 마킹이 적용된 본 발명에 따른 성형품이다. 상기 정보는 품질보증, 제품 책임 또는 재생과 같은 여러 방법으로 사용된다. 폐기물 스트림은 적용된 코드에 기초하여 본 발명에 따른 마킹된 성형품을 확인하고, 폐기물 스트림으로부터 선택적으로 제거함으로써 정제될 수 있다.
본 발명에 따른 마킹가능한 성형품의 다른 사용가능한 용도에서, 성형품은 추가의 설치, 조립 및/또는 유통에 관한 공정지시를 포함한다. 공정지시의 예로는 전자부품용 회로모식도, 로지스틱 정보, 특정 고객 정보 등이 있다.
본 발명은 제품 조건이 컴퓨터내에 입력되며, 이에 기초하여 레이저가 성형품위에 공정지시를 연속기록하고, 그후 마킹을 자동해독 및 해석하고 공정지시를 실시하기 위한 장비를 구비한 장치내에서, 성형품이 상기 공정지시에 따라 추가처리되는 제조방법에 관한 것이다. 물품의 최종사용중에 공정지시가 보이는 것은 바람직하지 않으므로, 본 발명에 따른 보이지 않는 마킹된 성형품을 사용하는 것이 바람직하다. 본 방법에서, 제조방법은 공정지시에서 형성된 제품의 하나 또는 그 이상의 부분상에서 공정지시에 의해, 중앙에서 더이상 제어되지 않는다. 이는 제조방법이 매우 유동적이도록 한다. 본 방법에서, 고객의 각 선택에 대해 적용하기가 용이하다. 따라서, 고객은 인터넷을 통해 그들의 각 선택을 통신하고, 선택이 공정지시로 컴퓨터-입력되고, 중합체 성형품상에 보이지 않게 레이저-마킹되며, 그후 사용자 설명서에 고객에 의해 명시된 요청에 따라 추가 제조가 일어난다.
본 발명은 이하의 실시예에 의해 추가로 상술될 것이다.
실시예 Ⅰ
PBT(폴리부타디엔 테레프탈레이트) Arnite(상표명) T06 200에 청색 색소 Ultramarijnblauw 26(Reckitt) 및 트랜스스틸벤을 첨가하였다. 이 조성물을 용융혼합하여 균질한 중합체 조성물을 형성하고, 이후 압축-성형하여 시험플레이트를 제조하였다. 그후, 355㎚ 다이오드-펌프식 Nd/YaG 레이저(전력 50mW, 3㎑, 100% 암페어수, 초점맞음, 기록속도 182㎜/초, 약 300dpi.)를 사용하여 시험 플레이트에 마킹을 적용했다. 시험플레이트위에 육안으로 보이는 마킹은 없었다. 366㎚의 UV 광에서, 발광배경상에 마킹이 비-발광 형태로서 보이게 되었다.

Claims (22)

  1. 레이저 방사에 의해 중합체 성형품에 육안으로는 보이지 않는 마킹을 비가역식으로 적용하는 방법에 있어서,
    상기 성형품은 중합체 및 화합물(Ⅰ)을 함유하는 중합체 조성물로 전체 또는 일부 제조되며, 레이저 방사(radiation)를 통해 상기 화합물이 400 내지 700㎚의 가시범위밖 파장에서 전자기 방사에 의해 조사될 경우에만 중합체 조성물내에서 가시대비(visible contrast)를 생성하는 화합물(Ⅱ)로 비가역식으로 전환될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    화합물 Ⅰ 및 Ⅱ는 육안으로 모두 보이지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    화합물 Ⅰ 및/또는 Ⅱ는 육안으로 볼 수는 있지만, 둘을 구별하는 것은 불가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    화합물 Ⅰ 및 Ⅱ는 그 자체를 육안으로 구별할 수 없지만, 중합체 조성물은 중합체 조성물내에서 보이지않게 구별시키는 색소 또는 착색제를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    화합물 Ⅰ 및 Ⅱ는 UV 또는 IR 광의 발광도가 다르기 때문에 가시대비를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    화합물 Ⅰ은 발광하고, 화합물 Ⅱ는 발광하지 않거나, 또는 적은 정도로 발광하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    화합물 Ⅱ는 발광하고, 화합물 Ⅰ은 발광하지 않거나, 또는 적은 정도로 발광하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 레이저 방사를 통해 화합물이 400 내지 700㎚의 가시범위밖 파장에서 전자기 방사에 의해 조사될 경우에만 중합체 조성물내에서 가시대비를 생성하는 화합물(Ⅱ)로 비가역식으로 전환될 수 있는 화합물(Ⅰ) 및 중합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 사용하기에 적당한 중합체 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    화합물(Ⅰ)은 1,2-치환된 알칸결합을 가지며, 이는 레이저 방사에 의해 1,2 제거반응에서 발광 알켄화합물(Ⅱ)로 전환되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 화합물 Ⅰ은 다중고리형 방향족 화합물인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 화합물 Ⅰ은 안트라센, 페난트렌, 크리센, 피렌, 플루오로안텐, 스틸벤, 벤즈안트라센 또는 디페닐폴리엔을 포함하는 그룹에서 선택되는 화합물로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    화합물 Ⅰ은 적어도 중합체 조성물의 대략 가공온도 이하에서 열안정성인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서,
    중합체 조성물내 중합체는 열가소성이며, 화합물 Ⅰ은 적어도 중합체 조성물의 대략 용융온도 이하에서 열안정성인 것을 특징으로 하는 중합체 조성물.
  14. 사출성형의 생성물에 사용하기 위한 것을 특징으로 하는 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 중합체 조성물의 용도.
  15. 제 8 항 내지 제 13 항 어느 한 항에 따른 중합체 조성물로 전체 또는 일부 제조된 마킹가능한 성형품.
  16. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 중합체 조성물 및, 화합물Ⅱ함유 마킹을 포함하는 마킹된 성형품.
  17. 제 16 항에 있어서,
    마킹은 성형품에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹된 성형품.
  18. 제 17 항에 있어서,
    정보는 공정지시(process instructions)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마킹된 성형품.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 따른 마킹된 성형품을 처리하는 장치에 있어서,
    공정지시를 자동해독 및 해석하고 마킹된 성형품을 상기 지시에 따라 처리하기 위한 장비를 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 물품의 하나 또는 그 이상의 구성성분위에 공정지시가 레이저-기록되고, 그후 연속 공정단계에서 상기 지시가 자동해독되고, 공정단계가 상기 지시에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 다단계 방법으로 물품을 제조하는 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    공정지시는 고객 각각의 선택(preference)에 따라 도출되는 것을 특징으로 하는 물품의 제조방법.
  22. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 마킹된 성형품이 그에 적용된 정보에 기초하여 확인되고, 폐기물 스트림으로부터 선택적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 폐기물 스트림의 정제방법.
KR10-2003-7000359A 2000-07-12 2001-07-09 중합체 성형품에 보이지 않는 마킹을 비가역식으로적용하는 방법 KR20030026316A (ko)

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