[发明专利]球形金属粒子用作激光标记或激光可焊剂的用途，以及可激光标记和/或可激光焊接的塑料

说明书

本发明涉及球形金属粒子作为塑料的激光标记和/或激光焊接所用的 添加剂的用途。本发明进一步涉及包含本发明的激光标记剂的可激光标记 和/或可激光焊接的塑料。

用激光标记塑料和用激光能量焊接塑料部件是本身已知的。二者都由 该塑料中的激光能量吸收引起，这通过与聚合物相互作用直接实现，或通 过与添加到塑料中的激光敏感剂相互作用而间接实现。所述激光敏感剂可 以是有机染料或颜料，其通过吸收激光能量而在塑料中产生颜色上的可见 局部变化。它也可以是在用激光照射时从不可见的无色形式转化成可见形 式的化合物。在激光焊接的情况下，由接合区域中的激光能量吸收引起的 塑料发热如此高，以致该材料熔融且两个部件彼此焊接在一起。

作为一般合理化措施的一部分，产品标记在几乎所有工业部门中都变 得越来越重要。例如，需要施加生产数据、批号、过期日、产品ID、条形 码、公司标识等等。与传统标记技术(例如印刷、压花、压印和加标签) 相比，激光标记因其非接触式操作而明显更快，更精确，还可以毫无问题 地施加到不平坦表面上。由于在材料中的表面下方生成激光标记，它们耐 久、牢固，并就移除、变更或甚至伪造而言明显更安全。因此，与其它介 质的接触(例如在液体容器以及盖子的情况下)同样没有问题——当然， 假定该塑料基质是稳定的。生产ID的安全性和耐久性以及无污染性在例 如医药品、食品和饮料包装的情况中极为重要。

激光标记技术已经证实非常适用于塑料标记。必须在要标记的塑料与 激光之间发生充分相互作用才能有效标记塑料。在此，首先必须记住，引 入塑料的能量不应太高，因为它可能破坏塑料制品或其结构。其次，激光 束不应在没有显著相互作用的情况下穿过塑料，因为在这种情况下无法标 记塑料。

为提高激光束与塑料的相互作用，使用其中已掺入吸收剂(也称为吸 收体)的塑料。这些吸收体可以是例如可激光标记聚合物或珠光颜料和金 属效果颜料。

在使用珠光颜料和金属效果颜料的情况下，激光照射造成这些颜料发 热。在该珠光颜料和该金属效果颜料的直接环境中，随之在塑料中存在热 变化，例如塑料的碳化或发泡，由此能够标记或标识该塑料制品。

DE 197 26 136A1公开了粒度0.1至100微米的微研磨粒子形式的可 激光标记聚合物的用途。这些可激光标记聚合物的缺点在于在掺有该可激 光标记聚合物的塑料的加工过程中，它们会熔融。因此掺入的可激光标记 聚合物的熔程与所用塑料体系的熔程必须彼此协调。

DE 198 10 952A1公开了珠光颜料或金属光泽颜料作为塑料中的吸收 体的用途。使用珠光颜料或金属光泽颜料或金属效果颜料的缺点在于，为 了在激光标记后实现令人满意的对比度，浓度水平必须如此高以致其自动 使塑料具有珠光或金属着色。

因此，如果使用珠光颜料和/或金属效果颜料，在是珠光颜料(珠光光 泽效果)时，不可能在无显著着色的情况下令人满意地实现高对比度激光 标记，或在是金属光泽或金属效果颜料时，不可能在无显著金属着色的情 况下实现高对比度激光标记。此外，金属效果颜料和珠光颜料相对昂贵。

此外，珠光颜料或金属光泽或金属效果颜料的片状结构具有有害影响， 即，该颜料因其片状结构而在塑料体注射成型操作必然引起的层流中发生 取向，这在制成的塑料制品中造成流痕或条纹。

为了在塑料的激光标记中获得所需对比度，EP 1 145 864A1教导了使 用金属粉末和/或半金属粉末与基于层状硅酸盐的效果颜料或两种或多种 效果颜料的混合物。在此仍存在塑料的可见着色或金属色问题，这对清澈 透明的塑料而言是不合意的。此外，该珠光颜料同样不利地在制成的塑料 制品中产生条纹或流痕。

DE 10 2004 053 376A1公开了塑料上的有色激光标记和激光铭文，其 基于将聚合物铭刻介质焊接到塑料表面上。与其它吸收体相比，该说明书 中提到的适用于标记的能量吸收体尤其包括球形金属粉末。但没有给出关 于金属粉末粒度的细节。

根据DE 10 2004 045 305A1的教导，通过将硼化物(优选六硼化镧) 掺入塑料中，可以消除现有技术中存在的吸收体总是将要铭刻的塑料着色 的问题。其缺点在于这些硼化物，尤其是六硼化镧，构成了显著的成本因 素。因此这些硼化物不适合作为普遍采用的激光标记剂。