NL8300525A

NL8300525A - Werkwijze voor het merken van polymeren met laserstralen en met deze werkwijze gemerkte houders uit polymeer materiaal.

Info

Publication number: NL8300525A
Application number: NL8300525A
Authority: NL
Original assignee: Metal Box Plc
Priority date: 1983-02-11
Filing date: 1983-02-11
Publication date: 1984-09-03

Description

Br/lh/49

Werkwijze voor het merken van polymeren met laserstralen enHkeze werkwijze gemerkte houders uit polymeer materiaal.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het merken van polymeren door bestraling met laserstralen en op houders van polymeer materiaal die op deze wijze zijn gemerkt.

5 Bij het verpakken en in de handel brengen van levensmiddelen en dergelijke goederen is het vaak gewenst om de houders te merken met onuitwisbare informatie, meestal in kode, zoals de juiste fabrieks- en partijkode. Hiervoor zijn laser-koderingssystemen verkrijgbaar, die werken met 10 gepulseerde CC^-laserstralen met een golflengte van 10 ,6 pm, dat wil zeggen in het infrarode gebied. Sommige polymeren, zoals polyvinylchloride, kunnen gemakkelijk door dergelijke laserstralen worden gemerkt, maar bij vele polymeren die gewoonlijk voor het verpakken van levensmiddelen worden 15 gebruikt, zoals polypropeen, polyetheen, polystyreen en acrylonitrile-styreen-copolymeren (ABS) ontstaat geen leesbaar merkteken. Een gemeenschappelijk kenmerk van de laatstgenoemde polymeren is het voorkomen van alkeenbindingen in de polymeerketen. Bij beschouwing van het infrarood spectrum 20 van de polymeren die geen leesbaar merkteken geven, blijkt dat zij bij een golflengte van 10,6 pm slechts uiterst weinig energie absorberen. Wil men het polymeer door warmte beschadigen, dat wil zeggen een merkteken maken, dan moet het polymeer energie absorberen bij de golflengte van de opval-25 lende straling, want anders zal de stralingsenergie worden doorgegeven zonder te worden gebruikt.

De uitvinding verschaft nu een werkwijze voor het merken van een polymeer door bestraling met laserstralen, welke gekenmerkt is doordat het polymeer voorafgaand aan 30 de bestraling wordt gemodificeerd ter vergroting van de energie-absorptie bij de golflengte van de laserstralen.

Bij voorkeur wordt deze modificering van het polymeer uitgevoerd door in het polymeer een toevoegsel op te nemen dat 8300525 -2- 4 C* Λ» · ' een sterk absorptievermogen voor energie bij de golflengte van de laserstralen heeft.

De uitvinding is vooral toepasbaar bij het-maken van polymeren, bijvoorbeeld in de vorm van voedsel-5 houders, met laserstralen van 10,6 jam golflengte, geleverd door een CC^-laser, als het polymeer bestaat uit stoffen zoals polypropeen, polyetheen, polystyreen of acrylonitrile-butadieen-styreen-copolymeren die een gering absorptievermogen bij die golflengte hebben. In dat geval kiest men 10 een toevoegsel dat een groot absorptievermogen (bijvoorbeeld meer dan 50%) bij de golflengte van 10,6 £im heeft.

Voor het toevoegsel kunnen diverse materialen met een dergelijk groot absorptievermogen worden gekozen, maar bij polymeren die in houders voor levensmiddelen moeten 15 worden gebruikt is het wel een veréiste dat het toevoegsel niet giftig is. Bij voorkeur dient het toevoegsel ook te kunnen worden verwerkt tot een geconcentreerd mengsel dat in het polymeer kan worden ingebracht, en dient het bij het inbrengen of bij het verwerken van het polymeer voorafgaand 20 aan de bestraling met laserstralen dit polymeer niet aan te kleuren, liet het oog op deze eisen is een silicaatmateriaal doeltreffend gebleken. Het bij voorkeur gebruikte toevoegsel is calciumsilicaat, dat in de vorm van het mineraal Wolla-stoniet een absorptiegraad van 88% bij een golflengte van 25 10,6 urn heeft. Dit calciumsilicaat kan ook in synthetisch geprecipiteerde vorm worden gebruikt en wordt meestal ingébracht in een hoeveelheid van 1-5 gew.% van het polymeer.

Bij gehaltes boven 5% wordt het merkteken verrassenderwijs minder goed zichtbaar. De bij voorkeur gebruikte hoeveelheid 30 calciumsilicaat ligt bij nagenoeg 2 gew.%. Andere silicaten die gebruikt kunnen worden zijn aluminiumsilicaten, bijvoorbeeld in de vorm van porseleinaarde.

De deeltjes van het toevoegsel,(bijvoorbeeld calciumsilicaat), die over de massa van het polymeer zijn 35 verdeeld, blijken energie uit de invallende laserstralen op te nemen en in warmte om te zetten, waardoor het polymeer in de onmiddellijké nabijheid van deze deeltjes een zeer hoge temperatuur verkrijgt, omdat de energie vanwege de 8300525 -3- geringe warmtegeleidbaarheid van. het polymeer niet op snelle wijze kan ontsnappen. De hoge temperatuur kan een verbreking van chemische bindingen in willekeurige zwakke schakels van de polvmeerketen tengevolge hebben, waardoor vluchtige» 5 laag moleculaire fragmenten worden gevormd, of anders een plaatselijke afbraak van het polymeer. Het waarneembare resultaat is een zichtbaar merkteken aan het oppervlak van het polymeer, waar de laserstralen het materiaal hebben getroffen.

10 De uitvinding verschaft ook een houder van polymeer materiaal dat door bestraling met laserstralen is gemerkt, en waarbij het polymere materiaal vooraf is gemodificeerd ter vergroting van zijn energie-absorptie bij de golflengte van de laserstralen, bij voorkeur door in het 15 polymeer een toevoegsel op te nemen dat een sterk absorptievermogen voor energie van de golflengte van de laserstralen heeft.

In een specifiek voorbeeld werd calciumsilicaat in synthetisch neergeslagen vorm vanuit een geconcentreerd 20 mengsel opgenomen in wit gepigmenteerd polypropeen tot een gehalte van 2 gew.% van het polymeer. Bij bestraling van het polymeer met een gepulseerde stralenbundel van 10,6 pm golflengte met behulp van een in de handel verkrijgbare CC^-laser werd op het oppervlak van het polymeer een relief-25 beeld van zilvergrijze kleur gevormd. Het beels stak circa 40 um boven het oorspronkelijke oppervlak uit terwijl de kleuring zich tot 40-50 pm beneden het oorspronkelijke oppervlak uitstrekte. Dit kwam door de vorming van een celstructuur, hetgeen zou overeenstemmen met de produktie 30 van vluchtige fragmenten zoals hierboven genoemd.

8300525

Claims

1. Werkwijze voor het merken van een polymeer door bestraling met laserstralen, met het kenmerk, dat' het polymeer voorafgaand aan de bestraling wordt gemodificeerd ter vergroting van zijn energie-absorptie bij de 5 golflengte van de laserstralen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de modificering van het polymeer wordt verkregen door in het polymeer een toevoegsel op te nemen dat een sterk absorptievermogen voor energie bij de golflengte van 10 de laserstralen heeft.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij men laserstralen van 10,6 pm golflengte gebruikt, geleverd door een C02-laser, alsmede een polymeer zoals polypropeen, polyetheen, polystyreen of een acrylonitrile-butadieen- 15 styreen-copolymeer dat bij die golflengte een gering absorptievermogen heeft, met het kenmerk, dat het toevoegsel bij de golflengte van 10,6 um een groot absorptievermogen heeft.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het toevoegsel een silicaat is.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het toevoegsel calciumsilicaat is.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat.het calciumsilicaat wordt ingebracht in een hoeveelheid van 1-5 gew.%, betrokken op het polymeer,

7. Houder van polymeer materiaal, die gemerkt is door bestraling met laserstralén, met het kenmerk, dat het polymere materiaal is gemodificeerd ter vergroting van de energie-absorptie bij de golflengte van de laserstralen.

8. Houder volgens conclusie 7, met het kenmerk, 30 dat het modificeren bestaat uit het opnemen van een toevoegsel dat een sterk absorptievermogen voor energie bij de golflengte van de laserstralen heeft in het polymeer.

9. Houder volgens conclusie 7 of 8, waarbij het polymere materiaal bestaat uit polypropeen, polyetheen, 35 polystyreen of een acrylonitrile-butadieen-styreen-copolymeer, dat gemerkt is door bestraling met stralen van 10,6 μια golflengte uit een CC^-laser, met het kenmerk, dat het 8300525 c··* - _ -XT -5- polymeer een toevoegsel bevat met een groot absorptievermogen bij de golflengte van 10,6 um.

10. Houder volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het toevoegsel een silicaat is.

11. Houder volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het toevoegsel calciumsilicaat is.

12. Houder volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het calciumsilicaat aanwezig is in een gehalte van 1-5 gew.%, betrokken op het polymeer. 8300525