KR20240006650A

KR20240006650A - 레이저 각인되고 레이저 용접된 성형체 및 이의 제조

Info

Publication number: KR20240006650A
Application number: KR1020237042571A
Authority: KR
Inventors: 피터 아이벡
Original assignee: 바스프 에스이
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2022-05-04
Publication date: 2024-01-15
Also published as: CN117320869A; EP4337453A1; BR112023023609A2; WO2022238213A1; JP2024521058A

Abstract

본 발명은 적어도 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품을 포함하는 성형체로서, 제1 성형 부품은 NIR 방사선에 대해 적어도 부분적으로 투명하고 제2 성형 부품은 NIR 방사선을 흡수하여, 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품이 레이저 투과 용접에 의해 적어도 부분적으로 서로에 접합하며, 제1 성형 부품은 어두운 색인 적어도 하나의 소영역(subregion)을 갖고, 소영역의 적어도 일부는 밝은 색의 레이저 각인을 가지며, 제1 성형 부품은 각 경우에 몰딩 컴파운드의 총 중량을 기준으로 A) 열가소성 폴리머 또는 열가소성 폴리머의 혼합물 38.2 중량% 초과 99.98 중량% 이하, B) 0.5 nm 내지 25 nm 범위의 평균 일차 입자 크기를 갖는 이산화티탄 입자 0.01 중량% 이상 0.8 중량% 미만, C) NIR 방사선이 제1 성형 부품을 일부 투과할 수 있게 하는 NIR 영역에서 흡수를 갖는 하나 이상의 가용성 염료 0.01 중량% 내지 1.0 중량% 및 D) 추가 혼화재 0 중량% 내지 60 중량%을 포함하는 몰딩 컴파운드로 적어도 부분적으로 이루어지는 성형체에 관한 것이다. 또한 본 발명은 성형체의 제조 방법 및 성형체의 제조에서 레이저 각인을 갖는 성형 부품으로서 몰딩 컴파운드의 용도에 관한 것이다.

Description

레이저 각인되고 레이저 용접된 성형체 및 이의 제조

예를 들어, 자동차 부문, 전기 제품에서 커버로 쓰이거나 장식용 스트립 또는 외부 클래딩으로 쓰이는 플라스틱 성형체는 종종 그 자체가 서로에 영구 결합되어야 하는 서로 다른 성형 부품으로 이루어진다.

성형 플라스틱 부품을 용접하기 위한 다양한 방법이 존재한다(문헌[Kunststoffe 87, (1997), 11, 1632 - 1640]). 성형 부품의 영구 결합에 흔히 사용되는 방법은 레이저 용접 또는 레이저 투과 용접이다. 레이저 투과 용접을 사용하기 위한 전제 조건은 레이저로부터 방출된 방사선이 사용된 파장의 레이저 빛에 대해 충분한 투명도를 갖는 제1 성형 부품을 먼저 관통한 다음, 제2 성형 부품, 예를 들어 제1 성형 부품과 접촉해 있는 박층의 제2 성형 부품에 의해 흡수된다는 것이다. 이러한 방식으로 용융된 접촉 영역은 두 피착체, 즉 제1 및 제2 성형 부품의 영구 결합이 가능하도록 고화된다. 여기에 사용되는 레이저는 전형적으로 근적외선(NIR) 영역에서 방출되는 레이저이다. 따라서, 제1 성형 부품은 "NIR-투명 피착체"로, 제2 성형 부품은 "NIR-흡수 피착체"로 지칭될 수도 있다.

또한 레이저로 성형 부품을 각인하는 것도 가능하다. 예를 들어 성형 부품의 결합을 마찬가지로 책임지는 피착체를 레이저 용접을 통해 각인하는 것도 여기에서 가능하다. 성형 부품의 색에 따라, 레이저 각인에 의해 콘트라스트를 발생시키기 위해서는 반대되는 색 외관을 형성하는 것이 필요하다. 종종, 용접을 책임지는 성형 부품은 열을 생성시키기 위한 NIR 방사선 흡수를 보장하기 위해 어두운 색을 갖는다. 이 경우 레이저 각인을 통해 밝은 색의 스크립트가 생성되어야 한다. NIR 레이저 방사선이 이 목적으로 자주 사용될 뿐만 아니라(예: 1064 mm), 가시광선(예: 532 nm) 또는 UV 영역(예: 355 nm)에서 작동하는 흔히 사용되는 각인 레이저이기도 하다.

그러나, "NIR-투명" 피착체가 어두운 색인 경우에 그럼에도 불구하고 첫 번째로 (밝은 색의) 레이저 각인되고 두 번째로 추가의 피착체에 용접되는 만족스러운 해결책이 선행 기술에 개시되어 있지 않다.

WO 2020/118059 A1은 두 가지 가용성 안트라퀴논 염료와 이산화티탄을 포함하는 폴리에스테르 몰딩 컴파운드를 기재한다. 특허에서 다루는 문제는 감광성 제품용 포장재가 제조될 수 있도록 하는 몰딩 컴파운드를 제공하는 것이다. 목표는 낮은 벽 두께(0.5 mm)의 경우에도 UV 내지 VIS 영역(190 내지 750 nm)에서 최소한의 빛 투과율(1% 미만)을 갖도록 하는 것이다. 850 nm의 NIR 영역에서 매우 낮은 투과율 값(2.5%)이 여전히 발견된다. 이산화티탄의 일차 입자 크기에 대해서는 언급이 없다. 레이저 투과 용접 공정에서 NIR 투명 성분으로서 몰딩 컴파운드의 용도에 대한 개시가 없으며 특허에는 레이저 각인 가능성에 대한 자세한 설명이 없다.

CN107163515 A는 레이저 투과 용접에 의해 결합될 수 있는 밝은 색 또는 무색의 폴리에스테르 몰딩 컴파운드를 기재한다. 흡수성 피착체는 낮은 고유 색을 갖는 NIR 흡수체를 포함한다. 목적은 NIR-투명 피착체에게 개선된 NIR 투명성을 제공하려는 것이다. 표면 개질된 이산화티탄 및 산화아연 입자를 첨가하고 저분자량의 알코올의 도움을 받아 NIR 투명성의 증가가 달성된다. 산화물 입자는 30 내지 400 nm의 크기를 가진다. 특허에는 레이저 각인 가능성에 대한 자세한 설명이 없다.

WO 2006/042623 A1는 "레이저 산란 흡수제" 또는 "레이저 산란 첨가제"가 첨가될 수 있는 NIR-투명 몰딩 컴파운드를 기재한다. 언급된 레이저 산란 첨가제는 TiO₂, CaCO₃, MgCO₃및 유리 비즈이다. 예에서, 레이저 산란 흡수제를 첨가하는 것은 투명 피착체에서의 흡수 증가를 초래하고 그에 따라 낮아진 투과율을 초래한다.

WO 2009/066232 A1은 레이저 용접 공정에서 사용될 수 있는 NIR-흡수 몰딩 컴파운드를 기재한다. 플라스틱의 NIR 투과율을 줄이기 위해 30 nm 내지 4.35 μm의 평균 입자 크기를 갖는 TiO₂안료를 포함하여 다양한 안료가 사용된다. 레이저-투명 몰딩 컴파운드에 대한 구체적인 기재는 없다.

따라서 성형체, NIR-투명 성형 부품 및 이러한 NIR-투명 성형 부품용 몰딩 컴파운드, 그리고 "NIR-투명" 피착체가 어두운 색이고 그럼에도 불구하고 첫 번째로 레이저 각인될 수 있고 두 번째로 추가의 피착체에 용접될 수 있는 상응하는 방법이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 이러한 성형체, NIR-투명 성형 부품 및 이러한 NIR-투명 성형 부품용 몰딩 컴파운드를 제공하는 것이다.

목적은 적어도 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품을 포함하는 성형체로서, 제1 성형 부품은 NIR 방사선에 대해 적어도 부분적으로 투명하고 제2 성형 부품은 NIR 방사선을 흡수하여, 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품이 레이저 투과 용접에 의해 적어도 부분적으로 서로에 접합하며, 제1 성형 부품은 어두운 색인 적어도 하나의 소영역을 갖고, 소영역의 적어도 일부는 밝은 색의 레이저 각인을 가지며, 제1 성형 부품은 각 경우에 몰딩 컴파운드의 총 중량을 기준으로

A) 열가소성 폴리머 또는 열가소성 폴리머의 혼합물 38.2 중량% 초과 99.98 중량% 이하,

B) 0.5 nm 내지 25 nm 범위의 평균 일차 입자 크기를 갖는 이산화티탄 입자 0.01 중량% 이상 0.8 중량% 미만,

C) NIR 방사선이 제1 성형 부품을 일부 투과할 수 있게 하는 NIR 영역에서 흡수를 갖는 하나 이상의 가용성 염료 0.01 중량% 내지 1.0 중량% 및

D) 추가 혼화재 0 중량% 내지 60 중량%

를 포함하는 몰딩 컴파운드로 적어도 부분적으로 이루어지는 성형체에 의해 달성된다.

상기 목적은 또한

a) NIR 영역에서 레이저 투과 용접에 의해 제1 성형 부품을 제2 성형 부품에 결합시키는 단계;

b) 레이저 각인에 의해 특히 UV/VIS 영역에서 제1 성형 부품을 각인시키는 단계

를 포함하며, b) 단계는 a) 단계에 선행하거나 후행하고, 바람직하게는 단계 a)에 후행하는, 본 발명의 성형체를 제조하는 방법에 의해 달성된다.

목적은 또한 성형체의 제조에서 레이저 각인을 갖는 성형 부품으로서 본원에 기재된 몰딩 컴파운드의 용도에 의해 달성된다.

놀랍게도, 특정 일차 입자 크기의 이산화티탄 입자와 가용성 염료를 포함하는 몰딩 컴파운드의 사용을 통해, 어두운 색을 갖고 레이저 각인 가능하고 용접 가능한 NIR-투명 피착체를 제공하는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌다.

본 발명의 몰딩 컴파운드는 적어도 제1 및 제2 성형 부품을 포함한다. 성형체 자체는 매우 다양한 형태를 취할 수 있으며 이에 따라 다양한 방식으로 사용될 수 있다. 성형체는 필라멘트의 경우와 마찬가지로 본질적으로 1차원으로만 연장될 수 있다. 또 다른 가능성은 필름의 경우와 마찬가지로 본질적으로 2차원적 범위이다. 그러나, 전형적으로 성형체는 3차원 본체를 가지며, 특히 자동차 분야와 전기 제품에서 커버, 장식용 스트립 또는 외부 클래딩으로 사용될 수 있는 요소이다.

본 발명의 성형체는 두 개의(제1 및 제2) 성형 부품(피착체)만으로 이루어지거나 추가의 성형 부품을 포함할 수 있다. 이는 특히 최종 용도에 따라 달라진다.

제1 및 제2 피착체는 서로에 결합되며, 결합은 레이저 투과 용접 방법의 도움을 받아 형성된다. 두 개의 피착체는 서로에 완전히 용접될 필요는 없다. 따라서 이들이 부분적으로 용접하는 것으로 충분하다. 여기서 용접된 영역은 점(용접 점), 선(용접 이음새) 또는 2차원(용접 영역)일 수 있다.

레이저 투과 용접(레이저 빔 용접 또는 축약하여 레이저 용접이라고도 지칭됨)은 선행 기술에 알려져 있다. 레이저 투과 용접에서는 특히 NIR 영역의 레이저 빛을 사용한다. 레이저 투과 용접의 기본 원리는 기술 문헌(예를 들어 문헌[Kunststoffe 87, (1997) 3, 348 - 350; Kunststoffe 88, (1998), 2, 210 - 212; Kunststoffe 87 (1997) 11, 1632 - 1640; Plastverarbeiter 50 (1999) 4, 18 - 19; Plastverarbeiter 46 (1995) 9, 42 -46] 참조)에 기재되어 있다.

레이저에 의해 방출된 방사선이 사용된 NIR 파장의 레이저 빛에 대해 충분한 투명성을 갖는 성형 부품(NIR-투명 성형 부품이라고도 지칭됨)에 먼저 침투하는 것이 레이저 빔 용접 사용을 위한 전제 조건이다. 파장은 바람직하게는 800 nm 내지 1200 nm 범위이다.

투명성은 제1 성형 부품이 NIR 방사선에 대해 적어도 부분적으로 투명한 경우 충분하다. 이의 효과는 레이저 용접을 가능하게 하기에 충분한 정도로 NIR 방사선이 제2 성형 부품에 도달하게 하는 것이다. 제1 성형 부품은 바람직하게는 적어도 부분적으로 NIR 방사선에 대하여 적어도 10%의 투과율을 갖는다. 여기서 "적어도 부분적으로"가 의미하는 것은 언급된 투과율이 적어도 용접 영역에 해당하는 영역에서 발생한다는 것이다. 이 용접 영역 외에서는 명시된 적어도 10%의 투과율이 요구되지 않는다. 그러나, 바람직하게, 전체 제1 성형 부품은 적어도 10%의 투과율을 갖는다.

제1 성형 부품을 투과하는 NIR 방사선은 궁극적으로는 용접 영역에 도달하며, NIR-투명 성형 부품(NIR-흡수 성형 부품)과 접촉하는 제2 성형 부품의 박층에 흡수된다. NIR 레이저 빛을 흡수하는 박층에서 레이저 에너지는 열로 전환되어, 용접 영역에서 용융을 초래하고, 궁극적으로는 NIR-투명 및 NIR-흡수 성형 부품의 결합을 초래한다.

레이저 투과 용접을 위해 사용되는 레이저는 통상적으로 800 내지 1200 nm의 파장 범위에 있는 레이저이다. 열가소성 용접을 위해 사용되는 레이저의 파장 범위에서 Nd:YAG 레이저(1064 nm) 또는 고출력 다이오드 레이저(800 내지 1000 nm)가 통상적이다.

다양한 레이저 용접 방법의 변형이 가능하며, 이들 모두는 투과 원리를 기반으로 한다. 예를 들어, 윤곽 용접은 레이저 빔이 자유롭게 프로그래밍 가능한 이음새 윤곽을 따라 조준되거나 또는 고정 설치된 레이저를 중심으로 요소가 이동하는 순차적 용접 공정이다. 동시 용접에서는 개별 고출력 다이오드로부터 선형 방식으로 방출되는 방사선이 용접될 이음새 윤곽을 따라 배열된다. 따라서 전체 윤곽의 용융 및 용접이 동시에 이루어진다. 준동시 용접은 윤곽 용접과 동시 용접의 조합이다. 레이저 빔은 검류계 전류 측정에 의한 거울(스캐너)의 도움을 받아 10m/s 이상의 매우 빠른 속도로 용접 이음새 윤곽을 따라 이동한다. 빠른 속도는 접합 영역의 점진적인 가열 및 용융을 초래한다. 동시 용접에 비해, 용접 이음새 윤곽이 변경되는 경우에 높은 융통성을 갖는다. 마스크 용접은 선형 레이저 빔이 접합될 부품을 가로로 가로질러 이동하는 방법이다. 마스크는 방사선을 선택적으로 차폐시키기 위해 사용되며, 용접이 의도된 접합 표면에만 방사선이 도달한다. 이 방법은 매우 정확한 곳에 용접 이음새가 위치하도록 제조 가능하게 한다. 이러한 방법은 당업자에게 알려져 있으며, 예를 들어 문헌["Handbuch Kunststoff-Verbindungstechnik" [Handbook of Plastic Bonding Technology](G.W. Ehrenstein, Hanser, ISBN 3-446-22668-0) and/or DVS-Richtlinie 2243 "Laserstrahlschweißen thermoplastischer Kunststoffe" [DVS Guideline 2243 "Laser welding of thermoplastics"]에 기재되어 있다.

상이한 열가소성 물질의 NIR 투명도는 상이할 수 있지만, 표준 열가소성 물질은 NIR 영역에서는 충분히 높은 투명도를 가져, 적절한 공정 매개변수(NIR 투명 피착체의 두께, 레이저 빔의 강도, 용접 공정의 속도 등)가 선택되는 경우 레이저 용접 공정이 구현 가능하다.

열가소성 물질의 낮은 NIR 흡수율 때문에, 레이저 빛을 흡수해야 하는 피착체는 전형적으로 NIR-흡수 혼화재를 구비한다. 특히 이러한 목적에는 용접 레이저의 파장 범위에서 최대 흡수를 갖는 안료가 적합하다. NIR-흡수 안료로서 모든 종류의 카본 블랙의 사용이 특히 적합하고 널리 퍼져있다. 그러므로, NIR-흡수 피착체는 종종 어둡거나 검은 색을 가진다.

NIR-투명 피착체가 NIR-흡수 피착체와 유사한 색을 가져야 하는 경우, NIR-투명 피착체의 색이 특히 인간의 눈에 인지될 수 있는 파장 범위(약 380 내지 750 nm) 내에 있고 NIR 투과율의 최소 저감이 일어나는 것이 보장되어야 한다.

원칙적으로 플라스틱 착색에 이용 가능한 두 유형의 착색제, 즉, 안료 및 가용성 염료(일부 경우에는 간단히 "염료"라고도 지칭됨)가 있다. 표준 안료는 NIR 빛을 산란시키고 그에 따라 NIR 투과율을 낮추고 레이저 용접 공정에 불리한 0.5 내지 4 μm 범위의 평균 입자 크기를 가지므로, NIR-투명 피착체를 안료로 착색시키는 것은 본 발명의 청구대상이 아니다. 카본 블랙은 매우 소량으로도 흡수에 의해 NIR 투과율을 크게 낮추므로, NIR 투과율에 대해 특히 불리한 영향을 갖는다.

가용성 염료는 열가소성 물질에 분자 수준으로 분산되어 분포되고 그에 따라 NIR 빛에 대한 산란 원인이 되지 않기 때문에, 가용성 염료가 사용되는 경우에는 착색제에서 NIR 빛의 산란이 대개 방지될 수 있다. 또한 수용성 염료의 NIR 흡수는 최소한이어야 한다.

본 발명의 맥락에서, 본 발명의 성형체는 적어도 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품을 포함한다. 상기에 이미 기재한 바와 같이, 레이저 용접을 가능하도록 하기 위해 제1 성형 부품은 NIR 방사선에 대해 적어도 부분적으로 투명하다. 제2 성형 부품은 제1 성형 부품과 제2 성형 부품이 레이저 투과 용접에 의해 적어도 부분적으로 서로에 결합되는 방식으로 NIR 방사선을 흡수한다. NIR 방사선에 대한 필수 흡수 용량은 예를 들어 카본 블랙과 같은 안료를 첨가함으로써 영향을 받을 수 있다.

제1 성형 부품은 어두운 색인 적어도 하나의 소영역을 추가로 가지며, 소영역의 적어도 일부는 밝은 색의 레이저 각인을 갖는다. 여기서 "어두운" 및 "밝은"이라는 용어는 레이저 각인과, 각인이 있는 제1 성형 부품의 소영역 간의 구별이 가능함을 의미하며, 각인으로 인해 더 밝아진다. 제1 성형 부품은 완전히 어두운 색일 필요는 없으며, 단지, 소영역에 각인이 있기만 하면 된다. 이 소영역은 전형적으로 각인으로 완전히 덮혀 있지 않으며, 오히려 소영역의 일부만을 차지하고 있다. 본 발명의 맥락에서, 어두운 색의 소영역은 레이저 용접을 가능하게 하기 위해 NIR 방사선이 투과될 수 있도록 선택되고 두 번째로는 레이저 각인을 위해 쓰이도록 선택되는 것이 명백하다.

필수는 아니지만, 전체 1차 성형 부품이 어두운 색인 것이 바람직하다. 바람직하게, 밝은 색의 레이저 각인이 있는 제1 성형 부품의 소영역은 최대 50 cd/㎡, 바람직하게는 최대 30 cd/㎡의 배경 휘도를 갖는다. 더욱 바람직하게, 밝은 색의 레이저 각인이 있는 제1 성형 부품의 소영역의 배경 휘도와 레이저 각인의 휘도 간의 콘트라스트 값이 적어도 80%이다.

본 발명의 맥락에서, "레이저 각인"이라는 용어는 좁은 의미의 문자 각인을 의미하는 것이 아니라, 다양한 방식, 예를 들어 문자, 숫자, 특수 문자, 바코드 및 QR 코드, 픽토그램 등의 사용에 의한 라벨 표시를 의미한다.

플라스틱 성형체의 레이저 각인 가능한 방법은 선행 기술에 알려져 있다. 레이저 각인은 플라스틱 부품에 시각적으로 인식 가능한 각인을 적용하기 위한 비접촉식의 빠른 방법이다. 이는 (기계가) 판독 가능한 각인일 수 있다. 기계가 판독 가능한 각인은 예를 들어 바코드, QR 코드 또는 데이터 매트릭스 코드이다. 이러한 코드는 각인된 플라스틱 부품의 특징을 규명하는 중요 정보(예: 제조업체, 제조일, 유형 번호, 배치 번호 등)를 포함하기 위해 자주 사용된다. 현대 제조 공정에서는 이러한 코드의 기계 판독이 신뢰 가능해야 하므로, 코드 품질을 평가하기 위한 표준 시험 방법(예: ISO IEC 15/TR29158)이 있다. 중요한 기준은 각인과 배경 간의 콘트라스트(밝기 차이)이다. 플라스틱 색에 따라, 높은 콘트라스트 값이 달성될 수 있는 두 가지 각인 사례를 구별할 수 있다.

1. 플라스틱 색 = 밝음 및 텍스트 색 = 어두움(즉, 밝은 색에서 어두운 색으로 레이저에 의해 색 변경됨)

2. 플라스틱 색 = 어두움 및 텍스트 색 = 밝음(예: 어두운 색에서 밝은 색으로 레이저에 의해 색 변경됨)

밝은 색에서 어두운 색으로의 색 변경(본 발명의 범위에 속하지 않음)은 예를 들어 탄화에 의해 이루어질 수 있으며, 어두운 색에서 밝은 색으로의 색 변경은 예를 들어 표백 또는 발포에 의해 이루어질 수 있다. 기본 메커니즘은 기술 문헌, 예를 들어 문헌[Kunststoffe 2006/10 p.199 - 203, Kunststoffe 2009/06 p.66 - 69] 또는 문헌[Journal of Materials Process Technology 1994/42 p.95 - 133]에 기재되어 있다.

시판되는 각인 시스템은 UV에서 IR 영역까지의 레이저 빛을 사용하여 작동한다. Nd:YAG 및 Nd:YVO4 레이저는 1064, 532 및 355 nm의 각인 파장과 마찬가지로 널리 사용된다.

본 발명의 맥락에서, 레이저 각인은 UV/VIS 영역(< 800 nm, 바람직하게는 100 nm 내지 780 nm, 특히 100 nm 내지 380 nm의 UV 영역)에서 레이저 방사선을 사용하여 달성되는 것이 바람직하다.

우수한 각인 콘트라스트 및 균일하고 미세한 해상능을 나타내는 각인이 달성되도록 하기 위해서는 각인될 플라스틱이 레이저 빛을 적어도 부분적으로 흡수해야 한다. 플라스틱의 대부분은 언급된 파장 영역의 빛을 거의 흡수하지 않기 때문에 이 기능을 수행하는 첨가제와 혼화되어야 하다. 가시광선 영역에서 이들은 착색제일 수 있는 반면, UV 및 NIR 영역에 대한 흡수제는 무색으로 나타날 수도 있다. 많은 경우 흡수제가 안료 유형이고 플라스틱에 용해된 형태로 있지 않은 경우(상기에서 언급한 수용성 염료와 대조적) 유리한 것으로 밝혀졌다. 모든 종류의 카본 블랙은 이러한 안료 유형의 흡수제이며, UV에서 NIR까지 전체 범위에 대해 양호한 적합성을 보인다.

두 개의 플라스틱 성형체가 레이저 투과 용접에 의해 서로에 결합될 때 상기에 기재된 바와 같이 피착체 중 하나는 NIR-흡수성이다. 따라서 원칙적으로 예를 들어 1064 nm 각인 레이저를 사용하여 NIR-흡수 피착체 상에 레이저 각인을 쉽게 적용할 수 있다. 공간 부족 또는 요소의 불리한 기하학적 형태의 이유 때문에 NIR-흡수 피착체 상에 레이저 각인을 적용하지 않는 것이 유리하다. 그러면 본 발명의 문맥에서의 경우와 같이 NIR-투명 피착체 상에 레이저 각인을 수행하는 것이 필요할 수 있다.

제1 성형 부품은 각 경우에 몰딩 컴파운드의 총 중량을 기준으로

D) 추가 혼화재 0 중량% 내지 60 중량%

를 포함하는 몰딩 컴파운드로 적어도 부분적으로 이루어진다.

유리하게, 제1 성형 부품은 오로지 몰딩 컴파운드로만 형성된다. 이는 성분 A) 내지 D)를 포함한다. 이는 바람직하게는 이러한 성분으로 이루어진다. 본 맥락에서, 성분 D)는 필수로 존재하지는 않는다(0%); 바람직하게, 성분 D)는 몰딩 컴파운드의 총 중량을 기준으로 예를 들어 적어도 0.01 중량%로 존재한다. 몰딩 컴파운드는 각 경우에 몰딩 컴파운드의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 43.8 중량% 내지 89.96 중량%의 A), 0.02 중량% 내지 0.65 중량%의 B, 0.02 중량% 내지 0.55 중량%의 C 및 10 중량% 내지 55 중량%의 D를 포함한다. 몰딩 컴파운드는 각 경우에 몰딩 컴파운드의 총 중량을 기준으로 더욱 바람직하게는 44.1 중량% 내지 89.9 중량%의 A), 0.05 중량% 내지 0.35 중량%의 B, 0.05 중량% 내지 0.55 중량%의 C 및 10 중량% 내지 55 중량%의 D를 포함한다.

성분 A)로서, 몰딩 컴파운드는 열가소성 폴리머 또는 열가소성 폴리머의 혼합물을 포함한다. 적합한 열가소성 폴리머는 예를 들어 폴리에틸렌(PE), 폴리프로펜(PP), 폴리스티렌(PS), 스티렌 코폴리머(SAN, ASA), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리아미드(PA), 폴리에스테르(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 및 폴리아크릴레이트이다. 한 종류(예를 들어 두 가지 상이한 PE 폴리머) 또는 상이한 종류(예를 들어 하나의 PE와 하나의 PP)의 이들 폴리머 중 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.

폴리에스테르

다음 폴리에스테르 및 이의 혼합물이 바람직하다(DIN EN ISO 1043-1에 따른 명칭):

폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)

폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT)

폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트(PCT)

폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)

폴리부틸렌 나프탈레이트(PBN)

폴리부틸렌 숙시네이트(PBS)

폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트(PBSA)

폴리사이클로헥실렌 디메틸렌 사이클로헥산디카복실레이트(PCCE)

폴리에틸렌 숙시네이트(PES)

폴리하이드록시알카노에이트(PHA)

폴리(3-하이드록시부티레이트)(PHB)

폴리카프로락톤(PCL)

동일한 구조 단위뿐만 아니라, 다른 디올 및/또는 디카복실산으로부터 유도될 수 있는 소량의 추가의 구조 단위가 각각의 폴리머에서 발생하는 것도 가능하다.

추가의 디올의 예는 다음과 같다:

에탄-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,4-디올, 헥산-1,6-디올, 헥산-1,4-디올, 사이클로헥산-1,4-디올, 사이클로헥산- 1,4-디메탄올 및 네오펜틸 글리콜, 또는 이들의 혼합물.

추가의 디카복실산의 예는 다음과 같다:

테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌-2,6-디카복실산, 푸란-2,5-디카복실산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸디오산 및 사이클로헥산디카복실산.

각각의 주 성분을 기준으로 하는 추가 모노머의 비율은 바람직하게는 < 20 몰%, 더욱 바람직하게는 < 10 몰%이다.

디카복실산 및 디올로부터 주로 유도될 수 있는 (우세한) 단독폴리머뿐만 아니라, 둘 이상의 디올 및/또는 디카복실산으로부터 유도될 수 있는 비교적 다량의 구조 단위가 발생한 코폴리머도 바람직하다.

폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및 이들의 혼합물이 특히 바람직하다.

PBT는 부탄-1,4-디올(BDO)과 테레프탈산을 중축합시켜 제조될 수 있으며, PBT뿐만 아니라 물도 형성한다. 중축합은 일반적으로 과량의 BDO를 사용하여 시작된다. 그 다음, 과량의 BDO는 물을 사용하여 분리되어, BDO와 테레프탈산은 궁극적으로는 대략 1:1의 몰비로 PBT에 다시 존재하게 된다. 공정 조건의 선택을 통해, 필요에 따라 평균 몰 질량 및 알코올과 산 말단 기의 비율을 모두 조정할 수 있다.

대부분의 상용 PBT 폴리머는 산 말단 기보다 더 많은 알코올 말단 기를 포함한다. 산 말단 기 함량이 < 100 mmol/kg, 바람직하게는 < 50 mmol/kg, 특히 < 40 mmol/kg인 폴리에스테르가 바람직하다.

중축합 반응의 공정은 전형적으로 촉매를 첨가함으로써 가속화된다. 표준 촉매는 알킬 오르토티타네이트이다. 이들 촉매는 대부분 폴리머에 있고 부분적으로는 가수분해된 형태로 있다. 따라서 상용 PBT 폴리머에서는 일반적으로 분석에 의해 20 내지 200 ppm의 티탄 함량을 검출하는 것이 가능하다. < 150 ppm의 잔류 티탄 함량이 바람직하다. 티탄 기반 촉매의 잔류물은 본 발명의 목적에 대해 불활성이다.

BDO 및 디메틸 테레프탈레이트(DMT)로부터 PBT의 제조는 유사하게 수행될 수 있다. 이 경우, 물 대신에 메탄올이 축합 생성물로서 PBT와 함께 형성된다.

PBT의 점도 수치는 일반적으로 50 내지 220 ㎤/g, 바람직하게는 80 내지 160 ㎤/g 범위이다(ISO 1628에 따라 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물의 0.5 중량% 용액에서 측정됨(25℃에서 중량비 1:1)).

PET의 제조는 에틸렌 글리콜과 테레프탈산 또는 DMT로부터 유사하게 수행될 수 있다. PET의 제조 시 중요한 부반응은 에틸렌 글리콜이 디에틸렌 글리콜로 축합되는 것으로, 디에틸렌 글리콜은 다시 폴리머 쇄에 혼입될 수 있는 디올 화합물이 된다. 결과적으로 상용 PET는 일반적으로 적은 비율(< 5 몰%)의 디에틸렌 글리콜 코모노머를 포함한다. 필요에 따라, 각각의 처리 방법이나 적용분야의 요구 사항에 맞게 용융 및 고화 특징을 조정하기 위해 추가의 코모노머가 또한 PET 제조에 추가된다. 코모노머의 예에는 디에틸렌 글리콜, 이소프탈산 및 사이클로헥산-1,4-디메탄올이 있다.

폴리에스테르 제조에 대한 소개는 예를 들어 문헌["Kunststoff Handbuch 3/1 - Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester" [Plastics Handbook 3/1 - Polycarbonates, Polyacetals, Polyesters, Cellulose esters), ed. L. Bottenbruch, Carl Hanser Verlag 1992, page 12 ff]에 제공되어 있다. PET 폴리머에 대한 개요는 예를 들어 Nexant의 시장 조사 문헌["Polyethylene Terephthalate, PERP 2017-2"]에 제공되어 있다.

폴리아미드

예를 들어 미국 특허 2 071 250, 2 071 251, 2 130 523, 2 130 948, 2 241 322, 2 312 966, 2 512 606 및 3 393 210에 기재된 바와 같이 적어도 5000의 분자량(Mw)을 갖는 반결정질 또는 비정질 수지가 바람직하다. .

이의 예에는 폴리카프로락탐, 폴리카프릴로락탐 및 폴리라우로락탐과 같이 7 내지 13개의 고리 구성원을 갖는 락탐으로부터 유도된 폴리아미드 및 디카복실산과 디아민의 반응에 의해 수득된 폴리아미드가 있다.

사용 가능한 디카복실산에는 6 내지 12개의 탄소 원자, 특히 6 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알칸디카복실산, 및 방향족 디카복실산이 포함된다. 여기서 언급될 산은 오로지 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸디오산 및 테레프탈산 및/또는 이소프탈산이다.

특히 적합한 디아민에는 6 내지 12개, 특히 6 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알칸디아민 및 m-자일릴렌디아민, 디(4-아미노페닐)메탄, 디(4-아미노사이클로헥실)메탄, 2,2-디(4-아미노페닐)프로판, 2,2-디(4-아미노사이클로헥실)프로판 또는 1,5-디아미노-2-메틸펜탄이 포함된다.

바람직한 폴리아미드에는 폴리헥사메틸렌아디프아미드, 폴리헥사메틸렌세바스아미드 및 폴리카프로락탐, 및 6/66 코폴리아미드, 특히 5 중량% 내지 95 중량%의 카프로락탐 단위 비율을 갖는 6/66 코폴리아미드(예를 들어 BASF SE의 Ultramid® C31)이 있다. 적합한 폴리아미드에는 ω-아미노알킬 니트릴, 예를 들어 아미노카프로니트릴(PA 6) 및 아디포디니트릴과 헥사메틸렌디아민(PA 66)으로부터 예를 들어 DE-A 10313681, EP-A 1198491 및 EP 922065에 기재된 바와 같이 물의 존재 하에서 소위 직접 중합에 의해 수득 가능한 것이 추가로 포함된다.

추가로, 또한 언급될 폴리아미드에는 예를 들어 4-디아미노부탄을 승온에서 아디프산과 축합하여 수득 가능한 것(나일론-4,6)이 포함된다. 이러한 구조를 갖는 폴리아미드의 제조 공정은 예를 들어 EP-A 38 094, EP-A 38 582 및 EP-A 39 524에 기재되어 있다.

임의의 원하는 혼합비로 상기 언급된 모노머 중 둘 이상 또는 복수의 폴리아미드의 혼합물을 공중합하여 수득 가능한 폴리아미드가 또한 적합하다. 나일론-6,6과 다른 폴리아미드, 특히 나일론-6/6,6 코폴리아미드의 혼합물이 특히 바람직하다.

또한, PA 6/6T 및 PA 66/6T와 같은 반방향족 코폴리아미드는 트리아민 함량이 0.5 중량% 미만, 바람직하게는 0.3 중량% 미만일 때 특히 유리한 것으로 밝혀졌다(EP-A 299 444 참조). 추가의 내고온성 폴리아미드는 EP-A 19 94 075(PA 6T/6I/MXD6)로부터 알려져 있다.

낮은 트리아민 함량을 갖는 바람직한 반방향족 코폴리아미드의 제조는 EP-A 129 195 및 129 196에 기재된 공정에 의해 수행될 수 있다.

다음의 비포괄적 목록은 본 발명의 맥락에서 인용된 폴리아미드 및 기타 폴리아미드 A), 및 존재하는 모노머를 포함한다.

AB 폴리머:

PA 4 피롤리돈

PA 6 ε-카프로락탐

PA 7 에탄올락탐

PA 8 카프릴로락탐

PA 9 9-아미노펠라르곤산

PA 11 11-아미노운데칸산

PA 12 라우로락탐

AA/BB 폴리머

PA 46 테트라메틸렌디아민, 아디프산

PA 66 헥사메틸렌디아민, 아디프산

PA 69 헥사메틸렌디아민, 아젤라산

PA 610 헥사메틸렌디아민, 세바스산

PA 612 헥사메틸렌디아민, 데칸디카복실산

PA 613 헥사메틸렌디아민, 운데칸디카복실산

PA 1212 도데칸-1,12-디아민, 데칸디카복실산

PA 1313 1,13-디아미노트리데칸, 운데칸디카복실산 A

PA 6T 헥사메틸렌디아민, 테레프탈산

PA 9T 노난-1,9-디아민, 테레프탈산

PA MXD6 m-자일릴렌디아민, 아디프산

PA 6I 헥사메틸렌디아민, 이소프탈산

PA 6-3-T 트리메틸헥사메틸렌디아민, 테레프탈산

PA 6/6T (PA 6 및 PA 6T 참조)

PA 6/66 (PA 6 및 PA 66 참조)

PA 6/12 (PA 6 및 PA 12 참조)

PA 66/6/610 (PA 66, PA 6 및 PA 610 참조)

PA 6I/6T (PA 61 및 PA 6T 참조)

PA PACM 12 디아미노디사이클로헥실메탄, 라우로락탐

PA 6I/6T으로 PA 6I/6T/PACM + 디아미노디사이클로헥실메탄

PA 12/MACMI 라우로락탐, 디메틸디아미노디사이클로헥실메탄, 이소프탈산

PA 12/MACMT 라우로락탐, 디메틸디아미노디사이클로헥실메탄, 테레프탈산

PA PDA-T 페닐렌디아민, 테레프탈산

시판되는 모든 종류의 폴리머는 일반적으로 특정 점도로 공급된다. 본질적으로 점도만 상이한 폴리머의 혼합물이 예를 들어 "평균" 점도가 확립되는 경우 언제든지 만들어질 수 있다.

열가소성 폴리머는 바람직하게는 폴리에스테르 또는 폴리아미드, 더욱 바람직하게는 폴리에스테르, 또는 이들 열가소성 폴리머의 둘 이상의 혼합물이다. 바람직한 에스테르는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)이다. 따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에서, 열가소성 폴리머는 PBT, 또는 A)의 총 중량을 기준으로 적어도 45 중량%, 바람직하게는 적어도 60 중량%의 PBT를 갖는 열가소성 폴리머의 혼합물이다.

제2 성형 부품은 바람직하게는 또한 전술한 열가소성 물질 또는 이들의 혼합물을 포함한다.

성분 B)로서, 몰딩 컴파운드는 0.5 nm 내지 25 nm 범위의 평균 일차 입자 크기를 갖는 이산화티탄 입자를 포함한다. 이산화티탄 입자는 바람직하게는 5 nm 내지 25 nm, 더욱 바람직하게는 10 nm 내지 25 nm 범위의 평균 일차 입자 크기를 갖는다. 평균 입자 크기는 예를 들어 DIN ISO 9276-2(2018-09)에 따라 결정될 수 있다. 이산화티탄 입자는 코팅되거나 코팅되지 않을 수 있다.

성분 C)로서, 몰딩 컴파운드는 NIR 방사선이 제1 성형 부품을 일부 투과할 수 있게 하는 NIR 영역에서 흡수를 갖는 하나 이상의 가용성 염료를 포함한다. 적합한 염료는 당업자에게 알려져 있고, 예를 들어 피라졸론, 페리논, 안트라퀴논, 메틴, 아조, 안트라피리돈 또는 쿠마린 유형일 수 있고, 예를 들어 WO 02057353, EP 1258506, EP 1353986, EP 1353991, EP 1582565, EP 1797145, EP 1847375, EP 3421540, JP 4176986 또는 JP 4073202에 기재되어 있다.

본 발명의 맥락에서 "가용성"이라는 용어는 염료가 몰딩 컴파운드의 액상에 가용성일 수 있어서 분자 차원의 분산 분포가 가능함을 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 가용성 염료는 피라졸론, 페리논, 안트라퀴논, 메틴, 아조, 안트라피리돈 또는 쿠마린 염료일 수 있다.

시판되는 예시적인 가용성 염료는 "용제(Solvent)" 색 지수 등급으로 기재된다. 예로는 CI Solvent Green 3과 같은 안트라퀴논 염료 또는 CI Solvent Red 179와 같은 페리논 염료가 있다.

NIR-투명 피착체가 검정색 또는 어두운 회색일 경우 염료 혼합물의 흡수가 전체 가시 영역에 걸쳐 확장되도록 둘 이상의 가용성 유채색 염료를 조합하는 것도 가능하다.

또한, 몰딩 컴파운드는 혼화재를 포함할 수 있다. 이는 성형체의 사용 분야에 따라 달라진다. 예시적인 혼화재(첨가제)는 난연제, 예를 들어 인 화합물, 유기 할로겐 화합물, 질소 화합물 및/또는 수산화마그네슘, 안정제, 가공 보조제, 예를 들어 윤활제/이형제, 핵형성제, 가수분해 안정제, 충격 개질제, 예를 들어 고무 또는 폴리올레핀 등이며, 단, 사용되는 용접 레이저의 파장 영역에서 과도한 흡수를 갖지 않아야 하다.

유리 섬유뿐만 아니라 유용한 섬유 강화재는 아라미드 섬유, 미네랄 섬유 및 위스커이다. 적합한 미네랄 충전재는 예를 들어 탄산칼슘, 백운석, 황산칼슘, 운모, 플루오로미카, 규회석, 활석 및 카올린을 포함한다. 유리 비즈(속이 채워진 또는 속이 빈)도 마찬가지로 사용될 수 있다. 기계적 특성을 개선시키기 위해 섬유 강화재와 미네랄 충전재가 표면 처리되었을 수 있다.

몰딩 컴파운드는 바람직하게는 성분 D)의 구성성분으로서 유리 섬유를 포함한다. 유리 섬유의 비율은 몰딩 컴파운드의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 10 중량% 내지 50 중량%이다.

가수분해 안정제가 몰딩 컴파운드에 존재하는 것도 가능하다. 적합한 비율은 몰딩 컴파운드의 총 중량을 기준으로 1 중량% 내지 5 중량%이다.

적합한 가수분해 안정제는 에폭시화 식물성 오일이다. 양호한 적합성을 갖는 식물성 기름은 높은 비율의 단일 및/또는 다중불포화 지방산을 갖는데, 높은 특정의 에폭시드 함량을 달성할 수 있기 때문이다. 다른 일가 또는 다가 알코올과의 에스테르 교환반응에 의해 수득될 수 있는 이러한 식물성 오일의 유도체도 마찬가지로 에폭시화될 수 있으며, 마찬가지로 가수분해 안정제로서 사용될 수 있다. 예로는 아마인유 또는 대두유를 기본으로 하는 에폭시화 아마인유, 산화 대두유 또는 에폭시화 지방산 메틸 에스테르가 있다. 이러한 화합물은 산업 규모로 제조되며, PVC용 가소제로서 또는 도료 및 폴리머 원료용으로 용도를 갖는다. 산업적으로 중요한 에폭시드 및 이의 제조업체에 대한 요약은 예를 들어 문헌["IHS Chemical Process Economics Program, Report 62B, 2014, Eco-Friendly Plasticizers"]에서 확인할 수 있다.

추가로 적합한 가수분해 안정제는 말단 에폭시 기를 갖는 비스페놀 A 및 에피클로로히드린으로부터 제조된 에폭시 수지이다. 이러한 에폭시 수지는 도료 및 코팅물에 대한 원료로 사용되고, 수백 내지 수천 g/mol의 평균 분자량을 가질 수 있다.

추가로 적합한 가수분해 안정제는 모노머, 올리고머 또는 폴리머 카보디이미드이다.

본 발명은

b) 레이저 각인에 의해 바람직하게는 UV/VIS 영역에서 제1 성형 부품을 각인시키는 단계

를 포함하며, b) 단계는 a) 단계에 선행하거나 후행하고, 바람직하게는 단계 a)에 후행하는, 본 발명의 성형체를 제조하는 방법을 추가로 제공한다.

단계 a)에서 레이저 투과 방법에 의한 접합 및 단계 b)에서 레이저 각인 둘 모두는 상기에서 자세히 설명되었으며, 당업자에게 잘 알려져 있다.

마찬가지로, 본 발명은 성형체, 특히 본 발명의 성형체의 제조에서 레이저 각인을 갖는 성형 부품으로서 상기에 기재된 바와 같은 몰딩 컴파운드의 용도를 추가로 제공한다.

실시예

원료

PBT 폴리머:

A) Ultradur^®B2550 natur. 제품은 다음 특성을 갖는다:

점도 수치(ISO 1628에 따름, 25℃에서 페놀/1,2-디클로로벤젠(1:1) 중): 108㎤/g

산성 말단 기(알칼리 적정에 의함): 22 mmol/kg

티탄 함량(X선 형광 측정에 의함): 102 ppm

유리 섬유:

B) 3B의 DS 3185 E-10N: E 유리 유리 섬유, 폴리에스테르에 대해 사이징된 약 10 μm의 평균 직경. 유리 섬유 크기는 일반적으로 복합 제형이며 실란, 필름 형성제 및 추가 첨가제를 사용한 처리를 포함한다. 광범위한 예는 예를 들어 EP 2 540 683 A1, EP 2 554 594 A1 또는 EP 1993 966 B1에서 찾을 수 있다. 이와 관련된 과학 문헌은 예를 들어 문헌["Glass Fiber Sizings", JL Thomason, (ISBN 978-0-9573814-1-4)]에서 찾을 수 있다.

이형제:

C) Emery Oleochemicals의 Loxiol P 861/3.5: 펜타에리트리톨이 있는 지방산 에스테르.

가수분해 안정제:

D1) Arkema의 Vikoflex 7190: 에폭시화된 아마인유, 옥시란 산소 약 9.5w%

D2) Jana의 ARALDITE GT 7077: 비스페놀 A 및 에피클로로히드린에 기반한 에폭시 수지, 옥시란 산소 약 1 w%

염료("용제" 색 지수 등급 기준):

E1) CI Solvent Green 3, 예를 들어 RheinChemie의 Macrolex Gruen 5B

E2) CI Solvent Red 179, 예를 들어 RheinChemie의 Macrolex Rot E2G

이산화티탄 안료:

F1) Hombitec RM 230 L(Venator 제품), 무기(Al 및 Ce 기반) 및 유기(스테아르산) 표면 처리된 초미세 TiO2 입자; 평균 일차 입자 크기는 약 20 nm.

F2) Hombitec RM 130 F(Venator 제품), 무기(Al 기반) 및 유기(스테아르산) 표면 처리된 초미세 TiO2 입자; 평균 일차 입자 크기는 약 15 nm.

F3) TiO2 F-RC5(Venator 제품), 무기(Al 기반) 및 유기 표면 처리(실리콘 및 기타)된 TiO2 입자; 평균 일차 입자 크기는 약 190 nm.

F4) Kronos 2220(Kronos 제품), 무기(Al 및 Si 기반) 및 유기 표면 처리(실리콘)된 TiO2 입자. 일차 입자 크기는 약 300 내지 400 nm.

시험

유형 1A 시편에 대한 ISO 527에 따른 인장 시험

UV-VIS-NIR 투과: 2 mm 두께의 사출 성형된 플라크가 Ulbricht 구가 있는 실험실 광도계를 사용하여 분석된다.

레이저 각인:

2 mm 두께의 사출 성형된 플라크는 상용 각인 시스템(Trumpf TruMark 6330, Nd:YV04 레이저, 파장 355 nm)으로 각인되었다. 최적의 각인 결과(최대 콘트라스트 값)를 수득하기 위해 레이저 빔의 작동 전류와 스캐너 주파수가 변경되었다. 최적의 각인 결과는 휘도 측정을 위해 사용되었다.

휘도 측정:

레이저로 각인된 표면 및 배경의 휘도는 Minolta LS-110 휘도계를 사용하여 측정되었다. 휘도 값은 다음 공식으로 콘트라스트 값을 계산하기 위해 사용되었다.

1) 밝은 배경/어두운 각인: 콘트라스트 = 100% * (배경의 휘도 - 각인의 휘도) / 배경의 휘도

2) 어두운 배경/밝은 각인: 콘트라스트 = 100% * (각인의 휘도 - 배경의 휘도) / 각인의 휘도

시험편은 7일 동안 110℃에서 증기에서 가수분해에 의해 시효됨. 시험편은 사전 건조 없이(가수분해 안정제를 포함하는 조성물의 경우에만) 인장 시험에 사용되었다.

컴파운드의 제조

모든 컴파운드는 이축 압출기(축 직경 25 mm)를 사용하여 제조되었다. 다음 공정 매개변수가 선택되었다: 속도 200 rpm, 처리량 14 kg/h, 온도 270℃. 유리 섬유와 Vikoflex 7910는 계량되고 용융물에 바로 넣었다; 다른 모든 원료(PBT 및 기타 첨가제)는 계량되고 흡입구를 통해 넣었다.

결과

^*) 평균 입자 크기는 본 발명에 따르지 않음

조성물 A 내지 D는 충분히 작은 이산화티탄 입자만이 원하는 개선을 가져온다는 것을 보여준다. 입자가 지나치게 크면(C 및 D), 인장 강도가 뚜렷하게 감소하고 NIR 영역의 투과율 값이 감소하며, 콘트라스트 값은 A에서 B로의 경우에 비해 더 적은 정도로 증가한다.

조성물 E 내지 L은 적절하게 작은 이산화티탄 입자가 소량이라도 포함되는 경우 NIR 영역의 투과율 값을 유의하게 저감하지 않으면서 콘트라스트 값의 원하는 개선을 가져온다는 것을 보여준다. 그러나 이산화티탄이 가수분해 안정제의 효과를 감소시키는 것이 또한 명백하다. 이러한 영향은 0.8%의 이산화티탄 함량에서 특히 명백하다(본 발명에 따르지 않음).

조성물 M 내지 N은 적절하게 작은 이산화티탄 입자가 또한 무색 제품의 경우에 콘트라스트 값을 개선시킬 수 있음을 보여준다. 그러나, 콘트라스트 값은 여전히 낮고 만족스럽지 않다.

Claims

적어도 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품을 포함하는 성형체로서, 제1 성형 부품은 NIR 방사선에 대해 적어도 부분적으로 투명하고, 제2 성형 부품은 NIR 방사선을 흡수하여 제1 성형 부품 및 제2 성형 부품이 레이저 투과 용접에 의해 적어도 부분적으로 서로에 접합하고, 제1 성형 부품은 어두운 색인 적어도 하나의 소영역(subregion)을 갖고, 소영역의 적어도 일부는 밝은 색의 레이저 각인을 가지며, 제1 성형 부품은 각 경우에 몰딩 컴파운드의 총 중량을 기준으로
A) 열가소성 폴리머 또는 열가소성 폴리머의 혼합물 38.2 중량% 초과 99.98 중량% 이하,
B) 0.5 nm 내지 25 nm 범위의 평균 일차 입자 크기를 갖는 이산화티탄 입자 0.01 중량% 이상 0.8 중량% 미만,
C) NIR 방사선이 제1 성형 부품을 일부 투과할 수 있게 하는 NIR 영역에서 흡수를 갖는 하나 이상의 가용성 염료 0.01 중량% 내지 1.0 중량%, 및
D) 추가 혼화재 0 중량% 내지 60 중량%
를 포함하는 몰딩 컴파운드로 적어도 부분적으로 이루어지는 것인 성형체.
제1항에 있어서, 몰딩 컴파운드는 43.8 중량% 내지 89.96 중량%의 A), 0.02 중량% 내지 0.65 중량%의 B, 0.02 중량% 내지 0.55 중량%의 C, 및 10 중량% 내지 55 중량%의 D를 포함하는 것인 성형체.
제1항에 있어서, 몰딩 컴파운드는 44.1 중량% 내지 89.9 중량%의 A), 0.05 중량% 내지 0.35 중량%의 B, 0.05 중량% 내지 0.55 중량%의 C, 및 10 중량% 내지 55 중량%의 D를 포함하는 것인 성형체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 폴리머는 폴리에스테르 또는 폴리아미드, 바람직하게는 폴리에스테르, 또는 이들 열가소성 폴리머 중 둘 이상의 혼합물인 성형체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 폴리머는 PBT이거나, 열가소성 폴리머의 혼합물이 A)의 총 중량을 기준으로 적어도 45 중량%의 PBT를 포함하는 것인 성형체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 이산화티탄 입자는 5 nm 내지 25 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 25 nm 범위의 평균 일차 입자 크기를 갖는 것인 성형체.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 존재하는 혼화재 D는 몰딩 컴파운드의 총 중량을 기준으로 10 중량% 내지 50 중량%의 유리 섬유인 성형체.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 존재하는 혼화재 D는 몰딩 컴파운드의 총 중량을 기준으로 1 중량% 내지 5 중량%의 가수분해 안정제인 성형체.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 밝은 색의 레이저 각인을 갖는 제1 성형 부품의 소영역은 최대 50 cd/㎡, 바람직하게는 최대 30 cd/㎡의 배경 휘도를 갖는 것인 성형체.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 밝은 색의 레이저 각인을 갖는 제1 성형 부품의 소영역의 배경 휘도와 레이저 각인의 휘도 사이의 콘트라스트 값이 적어도 80%인 성형체.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, NIR 방사선은 800 nm 내지 1200 nm의 파장 범위에 존재하는 것인 성형체.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 성형 부품은 적어도 부분적으로 NIR 방사선에 대하여 적어도 10%의 투과율을 갖는 것인 성형체.
a) NIR 영역에서 레이저 투과 용접에 의해 제1 성형 부품을 제2 성형 부품에 결합하는 단계;
b) 레이저 각인에 의해 제1 성형 부품을 각인하는 단계
를 포함하며,
단계 b)는 단계 a)에 선행하거나 후행하고, 바람직하게는 단계 a)에 후행하는 것인, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 성형체를 제조하는 방법.
제13항에 있어서, 레이저 각인을 UV/VIS 영역의 레이저 빛으로 수행하는 것인 제조 방법.
성형체의 제조에서 레이저 각인을 갖는 성형 부품으로서의, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 몰딩 컴파운드의 용도.