[发明专利]可激光标记和可激光焊接的聚合物材料

说明书

本发明涉及有色的可激光标记和可激光焊接的聚合物材料，其特征在于它们包含作为吸收剂的至少一种具有大比表面积的掺杂的氧化锡或氧化铟。

本发明涉及有色的可激光标记和可激光焊接的聚合物材料，其特征在于它们包含至少一种具有大比表面积的掺杂的氧化锡或氧化铟作为吸收剂。

制造的商品的标记在几乎所有工业部门中变得越来越重要。因此，例如生产日期、批号、有效期限、条形码、二维码、公司标识和序列号常常必须被施加至塑料部件。在这方面越来越重要的是使用激光无接触的非常快速和灵活的标记。使用该技术可以甚至向非平面的表面施加刻印。由于刻印位于塑料体本身内，因此其可以永久耐磨损。

由于许多塑料是对激光透明的，因此通常向塑料中加入激光敏感剂，所述激光敏感剂由于在塑料材料中吸收激光，直接由于与聚合物的相互作用或者间接由于与加入的材料的相互作用，而引起局部的高度可见的变色。激光敏感剂可以是吸收激光的有机染料或颜料。各种原因可以造成变色，例如聚合物的分解或者吸收剂本身由不可见形式转变成可见形式。塑料颜色的变暗通常由于引入的激光能量所导致的碳化而发生。

已知许多添加剂用于塑料的激光标记。合适的用于使用Nd-YAG激光器(铷掺杂的钇铝石榴石激光器)、YVO₄激光器(钒酸钇激光器)和1064nm光纤激光器标记的材料优选是吸收波长1064nm的光且本身仅具有轻微固有颜色的那些。实例是在云母或金属上的磷酸铜、氧化铋、氯氧化铋、锑掺杂的氧化锡。EP 1 377 522 A2描述了用于塑料激光标记的添加剂，其由煅烧的锑/锡混合的氧化物组成，其中在表面处锑的浓度大于在整个颗粒中的锑的浓度。粒度为0.1-10μm，优选0.5–5μm。使用添加剂得到在浅色背景上的深色标记。没有得到浅色标记。

EP 1 720 712 A1描述了高度透明的可激光标记和可激光焊接的塑料材料，其包含具有1-100nm的粒度的掺杂的氧化锡、氧化锑或氧化铟，以及其在2mm的厚度下透明度是大于85％并显示小于3％的雾度。EP 1 720 712 A1教导了在激光标记中期望相对于浅色背景的深色标记和高对比度。所得的标记是深色的。该专利申请还说明了不能用包含含有小于80μm的初级颗粒的聚集的颗粒或者相对大的颗粒的颜料生产透明的塑料制品。

然而，在有色或深色塑料部件上只能困难地看到深色标记。深色或有色塑料部件的实例是电缆绝缘材料、键盘或深色塑料管。在此期望浅色，尽可能白色的刻印，因为这显示比相对于深色背景的灰色或黑色标记显著更高的对比度。浅色标记可以通过借助激光辐照使塑料发泡产生。然而，这限于少数聚合物类型并且由于泡沫形成而导致表面的显著改变。表面的机械强度由此降低。

WO 2011/085779 A1描述了用于产生浅色激光标记的材料和方法。该方法使用由白色核和优选黑色或灰色壳组成的颗粒，通过激光辐射可以使其变色。该深色的壳包含碳，例如炭黑。

在WO 2011/085779 A1中描述的材料具有缺点是，它们是深灰至黑色的并由此显著限制了塑料部件的颜色设计。

特别地，如果有的话，红色、棕色、蓝色和绿色色调仅在有限的程度上是可行的。

因此，仍然需要激光添加剂，其特别地由于激光轰击而在有色或深色基材上导致甚至在机械应力下在长时间周期中保持的浅色至白色标记。

因此，本发明的目的是找到用于在有色或深色塑料物体上产生高对比度和机械稳定的浅色标记的方法。本发明的另一个目的是提供激光添加剂，其仅具有轻微的固有颜色或者完全没有固有颜色，并且在激光的作用下产生非常好的标记，导致其掺杂的聚合物中在有色或深色背景上特别高的对比度，特别锐利和浅色的标记，并且可以用于宽范围的塑料中。

本发明的再一个目的是提供这样的添加剂的制备方法。

令人惊奇地，已经发现如果有色塑料以低浓度包含具有大比表面积的掺杂的氧化锡(例如FTO、ATO)或者氧化铟锡(ITO)，则通过用激光辐照可以为彩色或深色塑料制品提供浅色标记。