KR19990071729A - 컬러-마아킹된 물체의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
물체의 표면을 레이저 광으로 조사하는 컬러-마아킹된 물체의 제조방법에 있어서, 적어도 마아킹이 사용되는 위치에서 물체는 다른 파장에서 그들의 광 흡수 스펙트라내 최대를 나타내고, 레이저 광의 영향하에서 그들의 광-흡수 용량을 소실하는 적어도 세 개의 광-흡수 성분을 함유하는 플라스틱 조성물로 구성되고, 적어도 하나의 광-흡수 성분이 그의 광-흡수 용량을 완전히 또는 부분적으로 소실하는 기간 및 상기 파장과 세기의 레이저 광으로 매트릭스 도트의 위치에서 물체의 표면에 조사함에 의해 매트릭스 도트의 형태로 상기 마아킹이 가해지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 물체의 표면에 레이저 광을 조사함에 의해 컬러-마아킹된 물체의 제조방법에 관한 것이다.
상기의 방법은 WO94/12352에 공지되어 있다. 상기 특허 출원에서는 컬러-마아킹이 얻어지는 임의적인 선택조건하에서 물체의 표면에 조사되는 방법이 기술되어 있다.
공지된 방법의 단점은 얻어진 컬러가 자유롭게 선택되는 것이 아니라 우연히 얻어진다는 것이다. 더욱이, 상기 마아킹은 오직 한정된 수의 컬러가 얻어질 수 있다.
본 발명의 목적은 상기의 단점을 갖지 않는 제조방법을 제공하는 것이다.
의외로, 적어도 마아킹이 사용되는 위치에서 물체는 다른 파장에서 광 흡수 스펙트라내 최대를 나타내고, 레이저 광의 영향하에서 광-흡수 용량이 소실되는 적어도 세 개의 광-흡수 성분을 함유하는 플라스틱 조성물로 구성되고, 적어도 하나의 광-흡수 성분이 그의 광-흡수 용량을 완전히 또는 부분적으로 소실되는 기간과 상기 파장 및 세기의 레이저 광으로 매트릭스 도트의 위치에서 물체의 표면에 조사하여 매트릭스 도트의 형태로 마아킹이 가해진다.
이와같이, 컬러가 자유롭게 결정되는 마아킹이 얻어지고, 상기 마아킹은 다른 컬러를 포함하고, 다른 컬러내 마아킹은 같은 플라스틱 조성물의 표면에서 얻어질 수 있다. 더욱이, 상기 마아킹은 많은 다른 컬러로 같은 플라스틱 조성물의 표면에서 수득될 수 있다.
성분이 그의 광-흡수 용량을 완전히 또는 부분적으로 소실하기 전에 컬러-흡수 성분에 의해 흡수되는 매트릭스 도트는 빛의 색을 갖는다.
광-흡수 성분은 염료 또는 색소와 같은 유채색을 갖는 성분으로 이해된다. 광-흡수 성분은 이산화티타늄, 초크, 황화바륨, 카본 블랙 또는 황화철과 같은 백색 또는 검정색 성분을 포함하지 않는 것으로 이해된다.
광-흡수 성분은 보통의 낮에 그들의 광-흡수 용량을 거의 소실하지 않거나 또는 소실하지 않는 것이 필수적이다. 이와 같은 이유에서, 상기 광-흡수 성분은 울 스케일(Wool Scale, DIN 54003에 따라서)에서 적어도 5, 바람직하게 적어도 7 및 특히 7이상의 색 안정성을 갖는다.
적당한 광-흡수 성분의 예로는 이르갈리트 루바인 4 BP(Irgalith Rubine 4 BP)로 마젠타색 색소, 이르갈리트 블루 LGLD(Irgalith Blue LGLD)로 시안색 색소, 또는 크로모프탈 옐로우 6G(Cromopthal Yellow 6G) 및 크로모프탈 옐로우 3G(Cromopthal Yellow 3G)로 두 개의 노랑색 색소가 있다. 우연하게, 대부분의 광-흡수 성분은 레이저 광이 조사될 때 전체적 또는 부분적으로 그들의 광-흡수 용량을 소실한다.
본 발명의 제조방법은 간단한 방법으로 그 표면상에 가해진 매트릭스 도트를 허용한다.
특정 파장의 레이저 광으로 조사하면 이미 선택된 광-흡수 성분의 광-흡수 용량이 감소되고, 조사된 자리의 표면은 당해의 성분에 의해 더 이상 흡수되지 않는 컬러를 반사할 것이다. 반사된 컬러의 휘도는 레이저 광의 세기를 증가시키거나 또는 조사의 기간을 연장시킴에 의해 향상될 수 있다.
바람직한 컬러의 마아킹은 표면상에서 많은 매트릭스 도트를 사용하여 형성된다.
또한, 표면상에 나란하게 다른 컬러의 매트릭스 도트를 사용하는 것이 가능하다. 관찰자에게는 매트릭스 도트의 위치에서 표면의 컬러는 매트릭스 도트의 컬러가 마치 혼합된 것과 같이 눈에 띄기때문에 혼합색이다. 혼합된 컬러가 나란히 위치하는 컬러 혼합의 방법은 분배법(partitive method)이라고 불리운다. 상기 혼합된 컬러는 매트릭스 도트의 표면적 비율 및 컬러의 휘도 비율에 의해 측정된다. 이와 같이, 많은 혼합된 컬러가 형성될 수 있다.
상기 문헌에서, 도트사이의 중심대 중심사이의 거리는 너무 작아서, 개개의 매트릭스 도트를 눈으로 구별할 수 없는 것이 필수적이다. 신문 사진은 또한 상기와 같은 방식으로 착색되어 있다.
컬러 프린팅에 알려져 있는 것과 같이, 표면에 적어도 세 개의 다른 컬러의 매트릭스 도트를 사용하여 매우 좋은 결과를 얻었다. 상기는 적어도 세 개의 다른 파장의 레이저 광으로 표면을 조사함에 의해 상기가 이루어지며, 적어도 세 개의 광-흡수 성분중 하나는 각 파장에서 그의 광-흡수 용량을 전체적 또는 부분적으로 소실한다. 이와 같은 방식으로, 적어도 세 개의 컬러의 사용은 적절한 양으로 컬러를 혼합함에 의해 형성된 많은 다른 컬러를 허용한다.
혼합된 컬러는 다양한 형태로 얻어질 수 있다. 예를 들면 각각에 대해 매트릭스 도트의 컬러의 휘도를 변화시키고; 예를 들면 다른 매트릭스 도트보다 더 긴 특정 컬러의 매트릭스 도트에 조사함에 의해 혼합된 컬러가 얻어진다. 선택적으로, 다른 컬러의 전체 면적 비율은 다른 것보다 더 큰 하나의 매트릭스 도트를 형성시킴에 의해 또는 다른 컬러보다 더 많이 한가지 컬러의 매트릭스 도트를 형성시킴에 의해서 각각에 대해 변화시킬 수 있다. 상기 매트릭스 도트는 둥글거나 또는 정사각형이지만, 표면의 전체 반사를 증가시키거나 또는 표면을 잘 채우기위해서 또한 예를 들면 삼각형 또는 선형일 수 있다.
ASTM 표준 E 308에 따라 먼저 컬러의 삼자극값을 측정하고, 상기의 표준에서 기술된 것과 같은 CIE D65 컬러 다이아그람(10。 관찰자)내의 컬러의 위치를 측정하는 유색성 배위를 그로부터 계산하여 컬러를 특징화한다. 이와 같이, 상기 컬러 다이아그람은 가시영역에서 모든 컬러의 그래픽도이다.
상기 분배 혼합 기술은 컬러 다이아그람내에 매트릭스 점의 적어도 세 개의 다른 컬러를 나타내는 점 사이에 면적내 놓여있는 컬러 다이아그람에서 형성된 컬러를 허용한다. 상기 점은 면적의 정점을 형성한다.
수득된 많은 다른 컬러가 허용되는 본 발명의 방법은 매트릭스 도트를 사용하는 것을 포함하며, 상기가 전체적으로 또는 부분적으로 곁쳐진다. 상기 컬러 혼합 기술은 감법 혼합(subtractive blending)으로 기술된다.
바람직하게 상기 표면의 컬러는 적어도 세 개의 다른 착색된 매트릭스 점의 감법 혼합에 의해 측정된다. 감법 혼합물로부터 개발된 컬러의 범위는 컬러 다이아그람내 매트릭스 점의 적어도 세 개의 다른 컬러를 나타내는 점사이의 면적의 외부에 놓여 있는 컬러를 형성한다는 점에서 분배혼합의 경우보다 더 크다.
원칙적으로 플라스틱 조성물은 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 또는 엘라스토머를 포함한다. WO94/12352에 언급된 것과 같은 플라스틱 조성물이 플라스틱으로 함유하는 것이 특히 적당하다.
바람직하게, 컬러 다이아그람내 매트릭스 점의 적어도 세 개의 다른 컬러를 나타내는 점사이의 면적은 다이아그람 면적의 적어도 10%를 덮는 광-흡수 성분이 선택된다.
바람직하게 상기 면적은 다이아그람의 적어도 30%, 바람직하게는 적어도 75%를 덮는다.
그의 광-흡수 용량을 소실시키기위하여 선정된 광-흡수 성분에 대해 상기의 표면을 조사시킨 레이저 광의 파장은 실험에 의해 쉽게 측정된다.
바람직하게, 상기 표면을 조사하는 레이저광의 파장은 그의 광-흡수 용량을 소실시키기위하여 광-흡수 성분의 흡수 스펙트럼에서 최대로 나타나는 것이다. 이와 같은 방식으로 컬러의 좋은 휘도 및 매우 좋은 선택성이 얻어진다.
바람직하게, 본 발명의 제조방법은 하나 또는 그 이상의 마스크를 사용하여 실시된다. 상기 마스크는 표면에 조사된 위치에 투과되거나 표면에 조사되지 않은 위치에서 투과되지 않는다. 표면에 다른 마스크 및 다른 파장의 레이저 광으로 연속적인 조사는 빠르고 쉽게 표면에 가해진 다른 컬러의 매트릭스 도트를 허용한다.
상기의 잇점은 매트릭스 도트의 크기가 마스크에 의해 측정되는 것이고, 레이저 빔의 직경에 의해 측정되는 것은 아니며, 상기 표면은 큰-직경의 레이저 빔으로 조사될 수 있다. 결과적으로, 조사는 시간에 더 짧아진다.
바람직하게, 본 발명의 제조방법은 가변 마스크(variable mask)로 실시된다.
바람직하게, LCD 스크린에 의해 제조되는 마스크를 사용한다.
특히, PDLCD(Polymer Dispersed Liquid Crystal Display) 마스크를 사용하며, 비투과된 레이저 빔을 흡수하는 것이 아니라 분산시켜서 마스크가 따뜻해지지 않는 잇점이 있다.
상기 마스크의 잇점은 소망의 마스크가 LCD 스크린 또는 PDLCD 스크린상에서 컴퓨터-발생될 수 있고, 상기 표면은 마스크를 통해 조사될 수 있다. 연속적으로, 제2 마스크는 같은 위치의 스크린 상에서 정정된다. 상기는 가능한 위치 잡이 문제를 피할 수 있다. 다른 잇점은 다양한 마스크가 매우 빠르게 대체될 수 있다는 것이다.
본 발명의 제조방법은 서로 인접하게 위치하는 적어도 3개의 마스크를 사용하여 물체의 표면에 동시에 조사하는 레이저 장치로 실시되며, 상기 마스크는 상기 마스크의 상이 다른 것의 위에 있는 물체의 표면에 투영시키는 방식으로 다른 파장의 레이저 광이 조사되어 매우 좋은 결과가 얻어졌다. 단일 작동으로 물체의 표면이 다른 마스크로 조사되는 잇점이 있다. 상기 방법에서, 상기 마스크가 가변적이면, 다른 마아킹이 매우 빠르게 연속으로 사용될 수 있는 부가적인 잇점이 있다. 같은 종류의 조립이 비디오 투영에서 알려져 있다.
또한 상기 방법은 가변 세기의 조절된 레이저 빔을 사용하여 실시될 수 있다. 상기는 컬러의 휘도 및 조사된 물체의 형태라는 측면에서 더 큰 유연성을 제공한다.
또한, 단일 레이저 장치를 사용하여 다른 파장의 레이저 광으로 표면을 조사할 수 있기 때문에 적당한 파장을 갖는 레이저 장치가 바람직하다.
바람직하게, 상기 레이저는 다른 광-흡수 성분의 흡수 스펙트라의 최대에 필적하는 다른 파장의 광을 방출할 수 있다. 그리고, 단일 레이저 장치로 모든 가능한 컬러를 형성할 수 있다.
특히 바람직한 것은 다른 파장의 적어도 3개의 레이저 빔이 단일 섬유에서 단일화될 수 있는 레이저 장치를 사용하고, 다른 빔과 독립적으로 각각의 빔의 세기를 변화시킬 수 있다. 상기의 잇점은 물체의 표면이 모든 컬러를 방출할 수 있는 하나의 조합된 레이저 빔을 사용하여 쉽게 조사될 수 있다는 점이다. 상기의 결과는 사용되는 마아킹의 형태 및 선택될 수 있는 색의 수에 대한 매우 높은 유연성을 갖는다.
실시예 1
네덜란드의 DSM에서 공급되는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS)로 론팔린 SFA-34(Ronfalin SFA-34) 1897중량부, 네덜란드의 티오파인에서 공급되는 이산화 티타늄 색소로 티오파인 R41(Tiofine R41) 100중량부와 네덜란드의 메스르 시바 게이에서 공급되는 각각의 마젠타, 시안 및 옐로우색 색소로 이르갈리트 루바인 4BP(Irgalith Rubine 4BP)의 1중량부, 이르갈리트 블루 LGLD(Irgalith Blue LGLD) 1중량부 및 크로모프탈 옐로우 6G(Cromopthal yellow 6G) 1중량부로 건조 혼합물이 제조된다.
상기 건조 혼합물은 독일의 워너 앤드 플라이더러에서 공급되는 ZSK30 이중-나사 압출기에서 용융되고, 260℃에서 혼련되어 입자화한다. 상기 입자는 사출성형되어 240℃의 온도에서 아르부르 올라운더(Arburg Allrounder) 320-90-750 사출성형기에서 3.2*120*120mm로 측정된 플라크를 제조한다. 상기 플라크내 착색 색소는 가시광을 흡수한다. 상기 플라크는 엷은 회색이다.
마아킹은 레이저 조립에 의해 표면상에 연속적으로 가해진다. 가변 파장의 레이저 조립을 이용한다.(TMW 레이저 조립). 상기 레이저 조립은 EEO-355 시딩 레이저를 포함하고, GCR-230/50 Nd:YAG 레이저에 대한 펌프 레이저로 사용될 수 있다. 또한, 레이저 조립은 MOPO 710 광학 변수 오실레이터(OPO)를 포함하며, 진동수 배가 광학(FDO)를 통해 마지막에 언급된 레이저로부터 단일광을 수득한다. 상기 조립은 USA의 스펙크라-피직스에 의해 공급된다.
하기의 레이저 조립이 선택된다:
펄스 너비: 5ns
Q-스위칭 진동수: 30Hz
도트 직경: 3mm
쓰기 속도: 10mm/s
선간격: 0.66mm
초점 길이: +80mm
천연색은 하기에 기술되는 방법에 따른 상기의 레이저 조립에 의해 시험편상에 가한다. 천연색은 USA의 코렐 코퍼레이션의 "휴렛 팩커드를 위한 코렐-포토프린트 5.0(Corel-Photoprint 5.0 for Hewlett Packard)"에 의해 "레드 마스크", "그린 마스크" 및 "블루 마스크"(선택: 스플릿 채널 RGB)로 분해된다. 상기 검정/백색 마스크는 USA의 메스르 제너럴 파라메트릭 코퍼레이션의 "스펙트라 스타 GTx(Spectra Star GTx)를 사용하여 투명체위에 프린트한다. 위치교차점은 정확한 위치에 대해 상주위에 제공된다.
연속적으로, "블루 마스크"는 상기 플라크위에 맞추고, 450nm의 파장을 갖는 레이저로 조사한다. 다음 상기 마스크를 제거하고, "블루 마스크"에 의해 얻어진 상위의 정확한 위치에 "그린 마스크"로 대체시킨다. 상기 "그린 마스크"에 530nm의 파장을 갖는 레이저 광을 조사한다. 마지막으로, 상기 "레드 마스크"가 맞추어지고, 650nm의 파장을 갖는 레이저 광을 조사한다. 상기 마지막 조사를 완결하자마자 지울 수 없는 천연색이 플라스틱에 얻어지고, 천연색의 범위는 원래의 것과 비교된다.
실시예 2
네덜란드의 DSM 레진에서 공급되는 히드록시관능기 수지로 우라크론 474 CY(Uracron 474 CY) 65.0 중량부, 독일의 휼스에서 공급되는 톨로네이트 HDT EV 412(Tolonate HDT EV 412) 20.8중량부, 벨기에의 알드리치에서 공급되는 디부틸인딜라우레이트의 0.6중량부, 크로노스 CL 220(Kronos CL 220) 10.0중량부, 네덜란드의 시바 게이지에서 공급하는 옐로우 색소로 크로모프탈 옐로우 3G 1.2중량부, 네덜란드의 BASF에서 공급되는 레드 색소로 팔리오겐 레드 L 3910 HD(Paliogen Red L 3910 HD) 1.2중량부, 네덜란드의 시바 게이지에서 공급되는 블루색소인 오라솔 블루 GN(Orasol Blue GN) 1.2 중량부로 이루어진 래커가 거칠게 교반되면서 비이커에서 제조된다. 상기 래커는 50마이크로미터의 필름 두께로 알루미늄 시이트상에 가한다. 상기 래커 필름은 회색을 띤다. 마아킹이 실시예 1에서 기술된 것과 같이 래커 필름에서 만들어진다.
상기 실험에 대한 레이저 조립은 다음과 같다:
펄스 너비: 5ns
Q-스위칭 진동수: 30Hz
도트 직경: 3mm
쓰기 속도: 25mm/s
선간격: 0.66mm
초점 길이: +40mm
Claims (11)
- 물체의 표면에 레이저 광을 조사하는 컬러-마아킹된 물체의 제조방법에 있어서,적어도 마아킹이 사용되는 위치에서 물체는 다른 파장에서 그들의 광 흡수 스펙트라내 최대를 나타내고, 레이저 광의 영향하에서 그들의 광-흡수 용량을 소실하는 적어도 세 개의 광-흡수 성분을 함유하는 플라스틱 조성물로 구성되며, 적어도 하나의 광-흡수 성분이 그의 광-흡수 용량을 완전히 또는 부분적으로 소실하는 기간 및 상기 파장과 세기의 레이저 광으로 매트릭스 도트의 위치에서 물체의 표면에 조사함에 의해 매트릭스 도트의 형태로 마아킹이 가해지는 것을 특징으로 하는 컬러-마아킹된 물체의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 표면의 컬러가 적어도 세 개의 다른 컬러를 띈 매트릭스 점의 감법 혼합에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 표면의 컬러가 매트릭스 도트의 컬러를 분배혼합함에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,컬러 다이아그람에서 매트릭스점의 적어도 세 개의 다른 컬러를 나타내는 점들 사이의 면적이 다이아그람 면적의 적어도 10%를 덮도록 광-흡수 성분이 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 표면을 조사하는 레이저 광의 파장은 다른 광-흡수 성분의 흡수 스펙트라에서 나타내는 최대에 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,본 발명의 제조방법이 하나 또는 그 이상의 마스크를 사용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,본 발명의 제조방법이 가변 마스크를 사용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 마스크가 LCD 스크린에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,가변 PDLCD(Polymer Dispersed Liquid Crystal Display) 마스크를 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,서로 인접하게 위치하는 적어도 세 개의 마스크를 사용하여 물체의 표면에 동시에 조사하는 레이저 장치로 표면을 조사하고, 마스크의 상이 다른 것 위의 물체의 표면에 투영되는 방식으로 상기 마스크가 다른 파장의 레이저광으로 조사되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 다른 빔과 무관하게 각 빔의 세기를 변화시킬 수 있으며, 다른 파장의 적어도 3개의 레이저 빔이 단일섬유에서 단일화되는 것을 특징으로 하는 레이저 장치.
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