JPWO2006101063A1 - レーザーマーキング用二色成形体及びレーザーマーキング方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)有機溶媒を含有するインキを使用するため、環境衛生上に問題がある。
(2)印刷時にインキの滲みが発生する。
(3)次工程のインサート成形前に印刷インキの乾燥が必要であり生産性が劣る。
(4)被覆体あるいは支持体を構成する熱可塑性樹脂をインサート成形した時に、各樹脂の成形圧力により前工程で印刷された文字、記号、図柄の変形が生じる。
(5)成形工程での成形温度設定によっては印刷された文字、記号、図柄の変色が生じる。
(6)形状が複雑な二色成形体に対しては印刷ができない。
(7)生産工程が複雑で生産性が劣る。
本発明の二色成形体は、少なくとも支持体と、該支持体を被覆する被覆体とからなるものであって、前記支持体は、(A)熱可塑性樹脂、(B)特定エネルギー吸収剤、及び(C)上記(B)成分以外の着色剤の3成分を含有する樹脂組成物から構成されており、前記被覆体は、(D)透明の熱可塑性樹脂から構成されている。
以下、各成分について説明する。
本発明の樹脂組成物では、レーザー光線照射により、この熱可塑性樹脂の照射された部分が乖離発泡し、白文字、白色記号及び白色図柄のいずれか一つ以上が発現する形態、または、レーザー光線照射により、前記熱可塑性樹脂の照射された部分が炭化し、黒文字、黒色記号及び黒色図柄のいずれか一つ以上が発現する形態、の2つの場合がある。
次に、本発明の組成物に用いられるレーザー光線のエネルギーを吸収する特定エネルギー吸収剤としては、カーボンブラック、チタンブラック、四三酸化鉄(鉄黒)、雲母、炭酸塩、及び金属珪酸塩からなる群より選ばれた少なくとも1種である。
以上の特定エネルギー吸収剤は、1種単独で使用することも、2種以上を併用することもできる。
すなわち、レーザー光線照射により、熱可塑性樹脂の照射された部分が乖離発泡し、白文字、白色記号及び白色図柄のいずれか一つ以上が発現する形態の場合には、特定エネルギー吸収剤の添加量は、(A)熱可塑性樹脂100質量部に対し、0.005〜5質量部、好ましくは0.01〜3質量部、さらに好ましくは0.02〜1質量部である。0.005質量部未満では充分なコントラストが得られず、一方、5質量部を超えるとエネルギー吸収機能が過剰となり同様にコントラストが低下する。
一方、レーザー光線照射により熱可塑性樹脂の照射された部分が炭化し、黒文字、黒色記号及び黒色図柄のいずれか一つ以上が発現する形態の場合には、特定エネルギー吸収剤の添加量は、(A)熱可塑性樹脂100質量部に対し、0.0001〜5質量部、好ましくは0.00015〜3質量部、さらに好ましくは0.0002〜1質量部である。0.0001質量部未満では充分なコントラストが得られず、一方、5質量部を超えるとエネルギー吸収機能が過剰となり同様にコントラストが低下する。
(C)着色剤としては、無機顔料、有機顔料、染料などが挙げられる。このうち、無機顔料としては、白色顔料として酸化チタン、硫酸バリウム、硫化亜鉛、酸化亜鉛、黄色顔料として酸化鉄、チタンイエロー、赤色顔料として酸化鉄、青色顔料としてコバルトブルー、群青などが挙げられる。また、有機顔料としては、黄色はモノアゾ、縮合アゾ、アンスラキノン、ジスアゾ、複素環、赤色はキナクリドン、アンスラキノン、ペリレン、モノアゾ、青色はフタロシアニン、緑色はフタロシアニンなどが挙げられる。さらに、染料としては、黄色はモノアゾ、アンスラキノン、ジスアゾ、複素環、赤色はアンスラキノン、ペリノン、チオインヂゴ、ジスアゾ、青色はアンスラキノンなどが挙げられる。
被覆体を形成する透明の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリメタクリルスチレン樹脂(MS樹脂)、AS樹脂、メチルメタアクリレート樹脂(PMMA樹脂)、軟質メチルメタアクリレート樹脂(軟質PMMA樹脂)、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリシクロヘキサン1,4−ジメチルフタレート樹脂、ポリスチレン樹脂、透明ABS樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂などが挙げられる。これらの透明熱可塑性樹脂の中で、特に表面硬度特性から、メチルメタアクリレート樹脂、軟質メチルメタアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂が好ましい。さらに好ましくは、メチルメタアクリレート樹脂、軟質メチルメタアクリレート樹脂である。なお、被覆体の厚さは0.5〜5mmが好ましく、0.7〜4mmがさらに好ましい。
射出成形による共成形方法としては、コアバック法、ダイスライド法、ロータリー法などのような二色(二種類)の樹脂をそれぞれ別々の射出シリンダーから金型内部に順次、射出充填して異種材料あるいは異色材料の成形品を作る成形法が挙げられる。
レーザー機器:ロフィンバーゼル社 RSM30D(Nd:YAG)
アパーチャー:2.0mmφ
走査速度:400mm/s
波長:1064nm
周波数:6000Hz
電流値:34A
レーザー機器:ロフィンバーゼル社 RSM30D(Nd:YAG)
アパーチャー:2.0mmφ
走査速度:400mm/s
波長:1064nm
周波数:6000Hz
電流値:28A
測色計(グレタグマクベス社製 7000A)を用いて、WI:白色度、YI:黄味度、を測定した。
コントラスト評価:
コニカミノルタ社製の輝度計(LS100)を用いて測定した。数値の大きいほどコントラストが高く、視認性が高い。本発明では、コントラストが3以上のときに合格(○)とし、コントラストが2以上、3未満のときに△、コンントラストが2未満のときに不合格(×)とした。
被覆体のクラックの有無は、キーエンス社製の拡大顕微鏡(VH5900)を用いて観察した。
熱可塑性樹脂のゴム強化メチルメタアクリレート樹脂(ゴム強化PMMA樹脂)として、三菱レイヨン社製アクリペットVRL40(商品名)と通常のメチルメタアクリレート樹脂である三菱レイヨン社製アクリペットMF(商品名)とをブレンドし、ゴム量が15質量%となるように調製した。調製は、通常の押出機による造粒で行った。調製したゴム強化メチルメタアクリレート樹脂(ゴム強化PMMA樹脂)100質量部に対し、カーボンブラック(三菱化学社製、#20)0.1質量部、着色剤である酸化チタン0.02質量部、着色剤である群青(第一化成社製、AP201)0.1質量部のほか、ジメチルポリシロキサン/二酸化珪素混合物(東レダウコーニングシリコーン社製、商品グレード:125M)2.0質量部を添加し、高速ミキサーで均一混合し、押出機、ペレタイザーにて造粒して支持体用のコンパウンドを調製した。
そして、まず射出成形機にて厚み3.0mmの平板プレートを作製し、Nd:YAGレーザーを使用してマーキングされた箇所の発色性を評価した。その結果を表1に示す。
群青及びジメチルポリシロキサン/二酸化珪素混合物を用いないこと以外は、実施例1と同様にして、平板プレートの発色性と、二色成形体の発色性及びコントラストを評価した。結果を表1に示す。
ジメチルポリシロキサン/二酸化珪素混合物を用いないこと以外は、実施例1と同様にして、平板プレートの発色性と、二色成形体の発色性及びコントラストを評価した。結果を表1に示す。
ゴム強化PMMA樹脂100質量部に対し、カーボンブラック0.1質量部を用い、酸化チタン、群青及びジメチルポリシロキサン/二酸化珪素混合物を用いないこと以外は、実施例1と同様にして、平板プレートの発色性と、二色成形体の発色性及びコントラストを評価した。結果を表1に示す。
ゴム強化PMMA樹脂の代わりに、ナイロン樹脂(宇部興産社製、商品名:宇部ナイロン 1015GU6)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、平板プレートの発色性と、二色成形体の発色性及びコントラストを評価した。結果を表1に示す。
ゴム強化PMMA樹脂の代わりに、透明ABS樹脂(NABS樹脂)(東レ社製、商品名:トヨラック920)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、平板プレートの発色性と、二色成形体の発色性及びコントラストを評価した。結果を表1に示す。
ゴム強化PMMA樹脂の代わりにポリカーボネート樹脂(出光興産社製、商品名:タフロンA1700)を用いるとともに、カーボンブラック0.001質量部、酸化チタン0.2質量部、及び硫化亜鉛(サクトルベン社製、商品名:サクトリス HD)0.2質量部を用い、着色剤である群青及びジメチルポリシロキサン/二酸化珪素混合物を用いないこと以外は、実施例1と同様にして、二色成形体の発色性及びコントラストを評価した。結果を表2に示す。
ポリカーボネート樹脂の代わりにABS樹脂(テクノポリマー社製、商品名:テクノABS110)を用いたこと以外は、実施例6と同様にして、二色成形体の発色性及びコントラストを評価した。結果を表2に示す。
Claims (9)
- 少なくとも支持体と、該支持体を被覆する被覆体とからなる2色成形体であって、
前記支持体は、(A)熱可塑性樹脂100質量部に対して、(B)カーボンブラック、チタンブラック、四三酸化鉄、雲母、炭酸塩、及び金属珪酸塩からなる群より選ばれた少なくとも1種からなる特定エネルギー吸収剤0.0001〜5質量部、及び(C)上記(B)成分以外の着色剤0〜10質量部を含有する樹脂組成物から構成され、
前記被覆体は、(D)透明の熱可塑性樹脂から構成されている、
レーザーマーキング用二色成形体。 - 前記支持体と前記被覆体が、射出成形にて共成形されてなる請求項1記載のレーザーマーキング用二色成形体。
- レーザー光線照射により、前記(A)熱可塑性樹脂の照射された部分が乖離発泡し、白文字、白色記号及び白色図柄のいずれか一つ以上を発現する請求項1又は2に記載のレーザーマーキング用二色成形体。
- 前記(A)熱可塑性樹脂が、MABS樹脂、メチルメタアクリレート/スチレン共重合樹脂、メチルメタアクリレート樹脂、ゴム強化メチルメタアクリレート樹脂、ナイロン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリ乳酸系樹脂、及びポリオレフィン樹脂からなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項3記載のレーザーマーキング用二色成形体。
- 前記(A)熱可塑性樹脂が、ゴム強化メチルメタアクリレート樹脂である請求項4記載のレーザーマーキング用二色成形体。
- レーザー光線照射により、前記(A)熱可塑性樹脂の照射された部分が炭化し、黒文字、黒色記号及び黒色図柄のいずれか一つ以上を発現する請求項1又は2に記載のレーザーマーキング用二色成形体。
- 前記(A)熱可塑性樹脂が、ABS樹脂、ASA樹脂、ゴム強化ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ABS/ポリカーボネートアロイ樹脂、及びABS/ポリブチレンテレフタレートアロイ樹脂からなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項6記載のレーザーマーキング用二色成形体。
- 前記被覆体と前記支持体が、被覆体/支持体=1/9〜9/1の厚み構成比である請求項1〜7のいずれか1項に記載のレーザーマーキング用二色成形体。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザーマーキング用二色成形体に、レーザー発振波長が532〜1064nm、レーザー媒質がネオジウム変性イットリウム−アルミニウム−ガーネット又はネオジウム変性イットリウム−四酸化バナジウムであるレーザーマーカーを照射して印字し、印字発色部と下地部とのコントラストが3以上とする、レーザーマーキング方法。
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