TWI230720B - Resin composition capable of being marked by laser, marking method, and marked molded article - Google Patents

Description

1230720 A7 五、發明說明（ ^本發明乃在成形物之表面上可藉雷射而施加文字、符 號圖案相片等標記之樹脂組成物，由該樹脂組成物所 製得成形物之標記方法和附加標記之成形物有關。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [習知之技術] 以往，由聚烯烴系樹脂所構成之成形物表面上以雷射 Ρ刷文子之方法，已知有例如日本專利公開公報特開平7_ 2 86074號^報中所記載，在前述樹脂調配以♦系物質，或如 特開平1-224186號公報所揭示，在前述樹脂中調配以鋁、 銅等金屬之方法。然而，矽系物質和聚烯烴間之互溶性不 佳，韦以成刀散不良之情形，結果無法期待以雷射顯現鮮明 的印字。另外，調配金屬時，所得組成物之加卫性能，機械性 狀會顯著降低，其使用範圍自然受限制。 另外，美國專利第334825號公報中肩示藉調配碳黑 和紫外光安定劑在烯Μ聚合物中，即可印字在電線外套上 之事實。然、而，單將碳黑調配在聚埽烴中，碳黑之分散狀態 不句勻，因此，不僅外觀不良，更無法得到均勾而良好的印字 狀態。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [發明之揭示] 因此，本發明之目的在提供一種可藉雷射在成形物之 表面上形成具有鮮明而均勾的對比的標記之樹脂組成物， 其標記方法以及表面上具有鮮明而均句的對比的標記之成 形物。 本發明之另-目的在提供不影響其加工性能或機械性 狀而可藉雷射標記之樹脂組成物和其標記方法，並提供不

1 310752 1230720 B7 五、發明說明（） 影響其加工性^ g i y / &次機械形&而施有上述標記之成形物。 發明者為達成上述目的，精心檢討研究社 聚烯烴系樹脂調配 、° ，發見在 構成之樹脂組成物所 物，以雷射光照射時，在該成形物之表面上形成鮮 明而均:的對比的印字之事實，而終於完成了本發明。 換5之，本發明在提供一種對於雷射敏感的組成分和 齊】起調配在聚烯烴系樹脂而構成的可藉雷射標記 的樹脂組成物。 本發明也提供-種在由上述樹脂組成物所製得成形物 表面上照射雷射光而標記之成形物之標記方法。 訂 本發明也提供一種由上述樹脂組成物所形成，且在其 表面以雷射施加標記之成形物。 [實施本發明之最佳形態] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明中之聚烯烴系樹脂，可為聚稀烴之單一聚合物 或/、聚σ物（包括無規共聚物，嵌段共聚物）之任意種類，例 如聚丙烯、聚乙烯等之單一烯烴聚合物；乙烯-丙烯共聚物 等S丙烯做為單體成分之共聚物；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物 等含乙烯做為單體成分之共聚物等。其中，就其物性、耐 熱性、價格等之均衡觀點而言，以聚丙烯（下文中，或簡稱為 ΡΡ)最為適合。前述聚丙稀之溶體流動指數宜在〇 5 至5〇(g/l〇分鐘）左右，彎曲彈性率宜在1〇〇〇〇至 18000kgf/cm2左右。當MFR值過小時，通常容易造成形成 上之困難；相反地，MFR值過大時，則不容易獲得充分的機 械強度。又，彎曲彈性率過小時，樹脂柔軟而使用時容易引

310752 1230720 A7 五、發明說明（） 起螺變（塑流），相反地^曲彈性率過大時，樹脂過堅硬而使 用時容易發生破裂。 本發明之樹脂組成物中，除聚烯烴系樹脂之外,尚可添 加調配其他樹脂。例如播用取 J便用聚丙烯或聚乙烯等結晶性高， 彈性率高之樹脂做為㈣烴系樹脂時，可藉調配稀烴系、 本乙稀系、聚醋系、聚醒胺系等各種彈性體（包括天然橡 膠、合成橡膠、熱可塑性彈性體等）來調整其彈性率。彈 性體之調配量，例如使用聚丙稀等做為聚稀烴系樹腊時，以 聚稀烴系樹脂1GG重量份計刻〇 5至3()重量份 直 中尤以使用5至25重量份… 里篁r刀馮較佳。當彈性體之用量過少 時，無㈣得彈性鱧之添加效果。相反地，彈性體之用量過 ^時，彈&率降低過多，會影響所得成形物之尺寸穩定性而 不宜。 線 本發明中，對於雷射敏感的組成分（即雷射感應組成 分)，乃指由照射雷射光而會發生物理或化學變化之组成分 而言，可採用利用雷射光標記時常用之已知雷射感應性組 成分。上述組成分包括例如碳黑等黑色色料，金屬化合物 系白色色料等無機系色料等。上述組成分可單獨或二種以 上混合使用。由於適當挑選上述雷射感應性成分之種類， 可形成所期待彩色之標記。一般而言，使用碳黑等黑色色 料時，可得白色印字，採用金屬化合物系白色色料等白色色 料時，可得黑色印字。又，併用金屬化合物系等白色色料和 碳黑等黑色色料時，可得極為鮮明的黑色標記。 上述碳黑不論其原料種類或製法之不同，皆可採用，例 本紙張尺度i用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G χ 297公髮· 310752 1230720 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（f 如爐法碳黑、槽法碳黑、乙炔碳黑、克尖碳黑等皆可利用。 碳黑之粒徑和吸油量易影響標記性能。較佳之粒徑為平均 粒徑在10至100nm左右，而較佳之吸油量在50至500ml/g 左右。當碳黑之平均粒徑過小或吸油量過大時，碳黑粒子 過細而不便操作處理。相反地，碳黑之平均粒徑過大或吸 油量過少時，其分散性降低，而成形物之外觀容易劣化。 上述金屬化合物系白色色料之例，可舉出如氧化鈦、 氧化錯、氧化辞等金屬化合物；滑石（矽酸鎂）、碳酸舞、 鈦酸鉀等金屬塩類（金屬之碳酸塩、矽酸塩、鈦酸塩等含氧 酸塩類）等。其中，以氧化鈦最適用。上述金屬化合物系白 色色料可單獨或將二種以上之配料調配使用。 上述對雷射敏感成分之用量，隨該成分之種類而異，一 般對於樹脂組成物重量言，可在〇 〇〇5至5〇重量％範圍内 選擇使用。例如使用碳黑做為上述對雷射敏感成分時，其 使用量以樹脂組成物重量計，採用〇 〇1至5重量％左右其 中以使用0.03至4重量％為較宜。最好採用〇〇5至3重 里/〇範圍。又，使用金屬化合物系白色色料時，其用量以樹 脂組成物重量計，採用〇 2至5〇重量％左右，其中以使用〇 $ 至40重里/〇左右為較宜。當雷射感應性成分之用量過少 時，難得對比鮮明的印字（包括白字或黑字），相反地，其用量 過多時，分散性降低，而印字部分之解像度容易降低而不 宜。 本發明中所使用之分散助劑，只要能提升上述雷射感 應性成分之分散性，任何分散助劑皆可使用，並無特別限制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4^^1() χ 297公爱） 310752 裝-------訂.-------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 1230720 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（，^ 但以採用脂肪酸系化合物為適宜。上述脂肪酸系化合物包 括碳數在2以上（例如2至32個左右）之飽和或不飽和脂 肪酸或其衍生物（例如塩、酯、醯胺類等）。上述脂肪酸系 化合物之適宜例有月桂酸、肉莖蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、 油酸、亞麻脂酸、亞麻油酸等高級脂肪酸（例如碳數在1 〇 至20左右之脂肪酸）；月桂酸鋅、硬脂酸辦、硬脂酸辞、 油酸鈉等前述高級脂肪酸塩類（鹼金屬塩、鹼土金屬塩、 1鋅塩等）；乙烯基雙硬脂醯胺、月桂醯胺等上述高級脂肪酸 之釀胺衍生物等高級脂肪酸系化合物（包括高級脂肪酸和 其衍生物）。 上述分散助劑之用量，以樹脂組成物整體計，可採用 0.005至6重量％左右，其中，以採用〇 〇1至5重量0/〇左右為 較宜。當分散助劑用量過少時，前述對雷射敏感成分之分 散性降低。難得鮮明的印字。相反地，使用量過多時，成形 時會發生分散助劑蒸發、昇華等而附着在模具等問題。 1 本發明中，可藉雷射標記之樹脂組成物之調製方法如 下： (1) 將聚稀煙系樹脂，雷射敏感成分、分散助劑、依需 要再加上其他樹脂（例如彈性物等），添加劑等按照所定量 調配，再按一般熔融混煉方法混煉，製成錠劑； (2) 另外，先將對雷射敏感成分、分散助劑等做為主添 加料，成形時再按所定量調配在聚烯烴系樹脂而直接成形， 亦為可行方法之一。 本發明之成形物之標記方法，乃照射雷射光於前述本 310752 I-----------------$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1230720 A7 6 B7 五、發明說明（， 發明之樹脂組成物所製成之成形物表面而達成。 上述成形物，可藉擠壓成型（extrusion molding)(薄膜、 片狀、其他）、射出成型（injection molding)、吹塑成型（blow molding) '壓縮成型（compression molding)等塑膠成型時 常用之成型方法而製成。 標記所使用雷射光種類並無特別限制，例如氣體雷 射、半導體-雷射、激發雷射等均可採用，但以Nd:YAG雷_ 射最為適用。標記方法並無特定限制，可藉已知常用方法 而進行。為提升標記精密度，可藉以往周知之光學方法，將 雷射光集中成適當大小之光點，然後將此雷射光點藉以電 腦控制之複數光鏡組成之掃描裝置，照射在成形物表面而 形成所希望形狀之標記為最佳照射方法。標記種類並無特 別限制，可包括文字、符號、圖案、繪畫、照片等任何種 類。 藉本發明之標記方法，可以很簡單的獲得成形物表面 上施有對比鮮明而均勻的所欲形狀的標記之成形物。 依據本發明之可藉雷射標記之樹脂組成物和標記方法 由於聚烯烴系樹脂令調配有特定成分，所以可藉雷射而能， 在成形物表面上造成對比鮮明而均勻之標記。 犯 又，本發明所標記的成形物，在其表面上形成的 有對比鮮明而均勻之優點。 、α /、 又，本發明方法不影響樹脂組成物和其成形物之加 性或機械性狀，尤為一大特點。 兹將本發明藉實施例更具鱧詳細說明如下。但本發明 310752 ·裝、-------訂---------^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Μ氏張尺度顧巾關家鮮 6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1230720 A7 B7 五、發明說明（） 範圍不受其侷限不待贅述。另外，實施例和比較例中，採用 下列之聚合物、碳黑、金屬化合物和分散助劑。 聚合物 PP:M1(=MFR)為10(g/10分鐘），彎曲彈性率為 13000kgf/cm2 之聚丙烯。 PP/彈性體：將80重量份之上述PP和彈性體（住友化 學工業公司製品，商品名為邦達因HX8290)20重量份藉一-般擠壓機熔融混煉而製成者。 PE/彈性體：[三井化學公司製品，商品名：海傑克士 < 1300]]80重量份和彈性體[住友化學工業公司製品，商品名 為邦達因HX8290]20重量份藉一般擠壓機熔融混煉而製 成者。 碳黑（CB) CB-1:爐法碳黑（furnace black)(平均粒徑為20nm) CB-2:乙炔碳黑（平均粒徑為40nm) CB-3:克尖碳黑（平均粒徑為25nm) 金屬化合物 M_l:氧化鈦 M-2:氧化辞 M-3:鈦酸鉀 分散助劑 DA-1:乙烯基雙硬脂醯胺 DA-2:硬脂酸 DA-3:硬脂酸鋅 裝--------訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210乂 297公釐） 7 310752

1230720 五、發明說明（8 ) DA-4:硬脂酸鈣 實施例1至8 按照表1中所*調配比率，將聚合物和碳黑（即雷射感 應性成分）以及分散助劑調製成為可作白色標記之樹脂組 成物，再利用射出成型法製成2mm厚度之板狀成形物。然 後，在成形物表面施行雷射標記，皆可得鮮明印字結果。 實施例9至；[4 按照表2所示調配比率，將聚合物和金屬化合物（即雷 射感應性成分）以及分散助劑調製成為可作黑色標記之樹 脂組成物，再藉射出成型法製成2mm厚度之板狀成形物。 然後，在成形物表面上施加雷射標記，皆可得鮮明印字結 果。 實施例15至17 按照表3所示調配比率，將金屬化合物和碳黑（即雷射 感應性成分）以及分散助劑調製成可作黑色標記之樹脂組 成物，再藉射出成型法製成2mm厚度之板狀成形物。然後 在成形物表面上施加電射標記，皆可得鮮明印字結果。 比較例1至6 按,¾表4所示調配比率，將聚合物和後黑以及分散助 劑調製成為可作白色標記之樹脂組成物，再藉射出成型法 製成2mm厚度之板狀成形物。然後在成形物表面上施加 雷射標記，皆無法獲得鮮明印字結果。 比較例7至1〇 按照表5所示調配比率，調製可作黑色標記之樹脂組 , ^^裝·-------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 8 310752 1230720 A7 B7 五、發明說明（ 成物，再藉射出成型法製成2mm厚度之板狀成形物，在該 成形物表面上施加雷勒辦―^ 田射‘記，皆無法獲得鮮明印字結果。 -----------卜裝·！ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 叮 線 實施 例 _^ 種類 合物 1量— (重量 %) 種類 黑 _用量 (重量 %) 種類 :助劑 (重量 %) 雷射 標記 種類 印字 狀態 實施 例1 PP 99.94 CB-1 0.05 DA-1 0.01 白色 標記 鮮明 實施 例2 PP 99.6 CB-1 0.2 DA-1 0.2 白色 標記 鮮明 實施 例3 PP 98.5 CB-1 1 DA-1 0.5 白色 標記 鮮明’ 實施 例4 PP 96 CB-1 3 DA-1 1 白色 標記 鮮明 實施 例5 PP 98,5 CB-1 1 DA-2 0.5 白色 標記 鮮明 實施 例6 PP 98 CB-1 1 DA-2 1 白色 標記 鮮明 實施 例7 PP 98.2 CB-2 1 DA-3 0.8 白色 標記 鮮明 實施 例8 PP 98.2 CB-3 1 DA-3 0.8 白色 標記 鮮明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 9 310752 1230720 表2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7 10 五、發明說明（） 實施 例 聚合物 金屬化合物 分散助劑 雷射 標記 種類 印字 狀態 種類 用量 (重量 %) 種類 用量 (重量 %) 種類 用量 (重量 %) 實施 例9 PP 99.29 M-1 0.7 DA-1 0.01 黑色 標記 鮮明 實施 例10 PP 98.8 M-1 1 DA-1 0.2 黑色 標記 鮮明 實施 例11 PP ^ 89.5 M-1 10 DA-1 0.5 黑色 標記 鮮明‘ 實施 例12 PP 69 M-1 30 DA-1 1 黑色 標記 鮮明 實施 例13 PP 89.5 M-2 10 DA-1 0.5 黑色 標記 鮮明 實施 例14 PP 89 M-3 10 DA-1 1 黑色 標記 鮮明 表 3 聚合物 金屬化合物 碳黑 分散助劑 雷射 標記 種類 實施 用量 用量 用量 用量 印字 例 種類 重量 種類 (重量 種類 (重量 種類 (重量 狀態 %) %) %) %) 實施 例15 PP 88.5 M-1 10 CB-1 1 DA-1 0.5 黑色 標記 鮮明 實施 例16 PP/彈 性物 88.5 M-1 10 CB-1 1 DA-1 0.5 黑色 標記 鮮明 實施 例17 PE/彈 性物 88.5 M-1 10 CB-1 1 DA-4 0.5 黑色 標記 鮮明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝·-------訂--- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 310752 1230720 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11 五、發明說明（） 表4 比較 例 聚合物 碳黑 分散助劑 雷射 標記 種類 印字 狀態 • 種類 用量 (重量 %) 種類 用量 (重量 %) 種類 用量 (重量 %) 比較 例1 PP 99.995 CB-1 0.005 DA-1 0 白色 標記 對财足 無法纖 比較 例2 PP 90 CB-1 10 DA-1 0 白色 標記 CB綠 不良而不 觸 比較 例3 PP 99 CB-1 0 DA-1 1 白色 標記 無激ρ字 比較 例4 PP/彈 性物 99 CB-2 0 DA-3 1 白色 標記 無柳字 比較 例5 PE/彈 性物 99 CB-2 1 DA-3 0 白色 標記 CB練 不良而不 m 比較 例6 PP 99 CB-3 1 DA-3 0 白色 標記 CB分散 不良而不 m 表5 ► 比較 例 聚合物 金屬化合物 分散助劑 雷射 標記 種類 印字 狀態 種類 用量 (重量 %) 種類 用量 (重量 %) 種類 用量 (重量 %) 比較 例7 PP 95 M_1 5 DA-1 0 黑色 標記 氧(谈分 散不良而 不_月 比較 例8 PP 99 M-1 0 DA-1 1 黑色 標記 印字不鮮 明而無法 m 比較 例9 PP 90 M-1 10 DA-2 0 黑色 標έ己 氧分 散不良而 不糊 比較 例10 PP 99 M-1 0 DA-4 1 黑色 標記 印字不鮮 明而無法 繼 ---------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 11 310752

Claims (1)

1. :!0 1230720 附 LlD 2 第 8811^πττ^Ρ^請案 申請專利範圍修正本 (92年12月2曰） -種可藉雷射而得白色印字之白色標記用樹脂組成 物，係將以全體樹脂組成物重量計，〇 〇1至5重量％之 平均粒徑1 0至1 〇〇nm的碳黑作為對於雷射敏感的成分 和以全體樹脂組成物重量計，〇.〇〇5至6重量％之選自 南級脂肪酸及高級脂肪酸醯胺的分散助劑調配在聚丙 2. 烯而構成該可藉雷射標記之樹脂組成物。 一種可藉雷射而得黑色印字之黑色標記用樹脂組成 物’係將以全體樹脂組成物重量計，〇 〇1至5重量，之 平均粒徑1〇至100nm的碳黑及〇 2至5〇重量之金屬 化合物系白&色料作為對於雷射敏感的成分和以全體 樹脂組成物會吾士4_ n p 重里计〇·005至6重量％之選自高級脂肪 系化σ物的分散助劑調配在聚丙烯而構成該可藉雷 射標記之樹脂組成物。 曰田 3·…青專利範圍第2項之黑色標記用樹脂組成物，其中 门、及知肪酸糸化合物係高級脂肪酸醯胺。 4 專利範圍第1或2項之樹脂組成物，其中復以聚 ' Ή00重量份計，添加0 5至3 5 一插里里仂之弹性體。 •種成形物之白色標記 範圍第]^白為在上述申請專利 、、白色‘屺用樹脂組成物所製得成形物专 1 ，稭照射雷射光而白色標記之方法。 6· 一種成形物之里声戶々 „ ^ …巳，不&己方泣，兵符徵為在上述申請專利 1230720 範圍第2或3項之黑色標記用樹脂組成物所製得成形物 表面上，藉照射雷射光而黑色標記之方法。 310752