JP5318645B2 - レーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
本発明のレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物(以下、単に「熱可塑性樹脂組成物」ともいう)は、熱可塑性樹脂と、前記熱可塑性樹脂100質量部に対して0.001〜5質量部のカーボンブラックと、前記熱可塑性樹脂100質量部に対して0.01〜3質量部の無機青色補色剤と、を含有するものである。
熱可塑性樹脂組成物を原料にして形成した成形品は、レーザー光線が照射されると、照射
部位がマーキング(印字)されるものである。
熱可塑性樹脂としては、従来公知の熱可塑性樹脂を適宜選択して用いることができる。熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、熱可塑性ウレタン系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、エステル系樹脂等を挙げることができる。なかでも、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂が好ましく、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂が更に好ましい。これらの樹脂を用いることによって、レーザー発色性が良好になるという利点がある。尚、これらの熱可塑性樹脂は、一種単独で、又は、二種以上を組み合わせて用いることができる。
カーボンブラックは、成形体の生地色を黒色に着色する作用を奏するとともに、レーザー光を照射した際には、レーザー光吸収剤として機能する。即ち、カーボンブラックはレーザー光を吸収して発熱し、その周囲の熱可塑性樹脂を熱分解・発泡させることにより、白色のマーキングを付けることができる。
カーボンブラック等を含有するレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物にレーザー光を照射して得られる白色マーキングには、通常樹脂の熱変色による黄み・赤みが発生する。しかしながら、青色補色剤を添加した本発明の熱可塑性樹脂組成物では、樹脂の熱変色に起因する黄み・赤みが少ない鮮明な白色マーキングを得ることができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、低次酸化チタンを含有させることもできる。低次酸化チタンは、カーボンブラックと同様に、成形体の生地色を黒色に着色する作用を奏するとともに、レーザー光を照射した際には、レーザー光吸収剤として機能する。即ち、カーボンブラックはレーザー光を吸収して発熱し、その周囲の熱可塑性樹脂を熱分解・発泡させることにより、白色のマーキングを付ける。更に、低次酸化チタンはレーザー光の照射を受けて酸化され、白色着色剤である二酸化チタンが生成し、更に白く発色することが期待される。
熱可塑性樹脂がポリアミド系樹脂である場合には、ガラスファイバーを更に含有させることが好ましい。ガラスファイバーを含有させることにより、ポリアミド系樹脂の成形性を維持しながらも、力学的強度を与えることができる。また、耐熱性も向上させることができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、必要に応じて、その特性を損なわない範囲で各種の添加剤を添加することができる。添加剤の具体例としては、ポリエチレングリコールなどの分散剤、滑剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を挙げることができる。
本発明のレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物は、各種押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール、フィーダールーダー等を用いて、各成分を混練することにより得られる。各成分を混練する際は、一括して混練しても、数回に分けて添加混練してもよい。
本発明のレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物は、レーザー光線を照射して発色させるものである。照射するレーザー光線としては、He−Neレーザー、Arレーザー、CO2レーザー、エキシマレーザー等の気体レーザー、YAGレーザー、YVO4等の固体レーザー、半導体レーザー、色素レーザー等を挙げることができる。これらのうち、YAGレーザー、YVO4レーザー等の固体レーザーが好ましい。
Nd・YAGレーザー(商品名「RSM30D」、ロフィンバーゼル社製)を使用して、レーザー照射速度400mm/secでレーザー光を照射し、レーザー発色性の評価を行った。評価に際しては、レーザー照射により発色した部分と生地部分とのコントラストの良否を以下の基準により目視判定した。
◎:白色視認性が良好で、黄みがほとんどない。
○:白色視認性が良好で、わずかに黄みがある。
△:白色視認性が良好であるが、黄み、赤みが強い。
×:白色視認性に劣る。
◎:△L≧40
○:△L=30〜39
△:△L=15〜29
×:△L<15
熱可塑性ポリアミド樹脂(ポリアミド6樹脂、商品名「アラミン CM1017」、東レ社製)100質量部に、カーボンブラック(商品名「三菱カーボンブラック #2300」 平均粒子径=15nm、DBT給油量=320ml/100g、三菱化学社製)0.06質量部、無機青色補色剤として群青(商品名「D−981」、第一化成社製)0.5質量部、分散剤としてポリエチレングリコール 0.12質量部を配合し、260℃で押出成形することにより樹脂組成物ペレットを得た。得られた樹脂組成物ペレットを120℃にて3時間予備乾燥した後、280℃にて射出成形を行い、厚さ2mmのプレートを得た。得られたプレートのレーザー発色性の評価結果は「◎」、コントラスト性の評価結果は「◎」であった。
熱可塑性樹脂100質量部に対して、ガラスファイバー(商品名「CS3J−451」 カット長=3mm、フィラメント径=11μm、日東紡社製)45質量部を更に加えたこと以外は、前述の実施例1と同様にしてプレートを得た。得られたプレートの各種評価結果を表1に示す。
熱可塑性樹脂100質量部に対して、低次酸化チタン(商品名「ティラックD」、赤穂化成社製)0.4質量部を更に加えたこと以外は、前述の実施例1と同様にしてプレートを得た。得られたプレートの各種評価結果を表1に示す。
熱可塑性アクリル樹脂(商品名「スミペックスHT01X」、住友化学社製)100質量部に、カーボンブラック(商品名「三菱カーボンブラック #2300」 平均粒子径=15nm、DBT給油量=320ml/100g、三菱化学社製)0.04質量部、無機青色補色剤として群青(商品名「D−981」、第一化成社製)0.4質量部、分散剤としてポリエチレングリコール 0.10質量部を配合し、230℃で押出成形することにより樹脂組成物ペレットを得た。得られた樹脂組成物ペレットを90℃にて3時間予備乾燥した後、230℃にて射出成形を行い、厚さ2mmのプレートを得た。得られたプレートの各種評価結果を表1に示す。
無機青色補色剤としての群青を配合しないこと以外は、前述の実施例1と同様にしてプレートを得た。得られたプレートの各種評価結果を表1に示す。
無機青色補色剤としての群青を配合しないこと以外は、前述の参考例4と同様にしてプレートを得た。得られたプレートの各種評価結果を表1に示す。
Claims (4)
- 熱可塑性樹脂と、
前記熱可塑性樹脂100質量部に対して0.001〜5質量部のカーボンブラックと、
前記熱可塑性樹脂100質量部に対して0.01〜3質量部の無機青色補色剤と、
を含有し、
前記熱可塑性樹脂がポリアミド系樹脂であるレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物。 - 前記熱可塑性樹脂100質量部に対して5質量部以下の低次酸化チタンを更に含有する請求項1に記載のレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂である前記ポリアミド系樹脂100質量部に対して60質量部以下のガラスファイバーを更に含有する請求項1または2に記載のレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物。
- 前記無機青色補色剤が群青及び/又は紺青である請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーザーマーキング用熱可塑性樹脂組成物。
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