可激光标记的塑料及其制备和用途

可激光标记的塑料及其制备和用途

技术领域

本发明涉及可激光标记的透明塑料、这些塑料的生产和用途、由 该塑料组成的模塑品、以及珠光颜料与激光敏感颜料的混合物的用途。

背景技术

产品的识别标记在几乎每个工业分支中日益重要。例如，通常需 要施加生产日期、到期日、条形码、公司微标、系列号之类的标记。 对所要传递的数据量的要求不断增长，因此将这种信息压缩成复杂程 度不断增加的代码，如条形码或数据矩阵代码。大多数这些标记目前 使用常规技术，如印刷或贴签而实现。但利用激光的无接触且非常迅 速的柔性标记正日益重要，尤其是对于塑料。这项技术能够高速产生 图形，如条形码，无需对塑料进行任何预处理以提高粘附性，即使在 非平面表面上。该记号耐久且耐磨，因为它在塑料体内。

对于施用到塑料上的激光标记的自动读取，例如使用激光扫描器 或CCD照相机。这样能够快速识别较大量的数据。为了保证足够高的 读取可靠性，所有的识别系统要求待检测的信息介质，如条形码线与 基材之间对比度要充分。这种要求对于使用白基材的任何检测器较 容易满足，但在彩基材上变得困难，而且在透明基材上，使用激光 扫描器不能实现读取。

但透明或半透明包装的优点在于容易察觉内容物的形状和填充高 度。

利用标签产生可变数据是一个复杂且昂贵的过程，因此正在被激 光标记替代。该方法快速、简单且便宜，而且具有将信息不可变地联 系到材料上的附加优点。如果数据利用印刷技术产生，即使在较透明 着的情况下，可以使用白印刷油墨产生具有反白易读性的代码。 但暗标记优选使用激光在最常见于包装领域的塑料上产生，但在透 明着的情况下，透明塑料与暗(吸光)条形码线之间地对比度太小， 不能成功进行扫描器读取，因为塑料反射不足。

对于塑料的激光标记，已知的特定颜料能够吸收相应激光射线并 对塑料进行暗或亮标记。这些颜料的例子为由未涂覆或涂覆云母 组成的层状云母颜料，但也可使用能够在塑料内产生颜变化的其它 特定颜料用于激光标记。所述类型的激光颜料可由Merck KGaA，Darmstadt，Germany以Iriodin LS而得到。

这些颜料能够标记本身不可标记的塑料或本身可标记的塑料，增 加了激光标记与基材之间的对比度。但尤其是对于透明或半透明塑料， 需要进一步增加对比度以使得它们的标记可扫描器识别。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供可激光标记的透明或半透明塑料， 其中因为相对未标记基材对比度较高而明显改进了激光标记的扫描器 可识别性，而且没有过多地降低塑料的透明性。

已经惊人地发现，该目的可通过将具体为激光标记开发出的上述 颜料与珠光颜料结合使用而实现。

因此，本发明提供了包含珠光颜料以及本身不具有任何珠光效果 的激光敏感颜料的可激光标记的透明或半透明塑料。

也称作干涉颜料的珠光颜料是层状颜料，其中具有低折射指数的 材料和具有高折射指数的材料、或金属的交替层排列在不透明或半不 透明的吸收性层状基材上。合适的基材的例子为叶硅酸盐如云母、合 成云母、滑石、绢云母、高岭土、玻璃、和其它含硅材料。其上沉积 的层可由着的或无金属氧化物，如TiO₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄、SnO₂、Cr₂O₃、 ZnO、CuO、NiO、或其它金属氧化物独立或混合组成。这些颜料例如由 德国专利和专利申请1467468、1959998、2009566、2214454、2215191、 2244298、2313331、2522572、3137808、3137809、3151343、3151354、 3151355、3211602、3235017和P 3842330中得知，且可例如以商品 名Iriodin购自Merck KGaA，Darmstadt，Germany。特别优选的颜料 制剂包括TiO₂/云母、Fe₂O₃/云母、和/或TiO₂/Fe₂O₃-云母颜料。

尽管已有技术也在可激光标记塑料的着中使用珠光颜料，但已 有技术尚未描述或暗示按照本发明组合使用颜料，因为按照本发明组 合使用颜料不能预期能够实现上述目的。

本发明的可激光标记的塑料有利的是包含分别基于塑料重量的 0.1-2％重量的珠光颜料和0.1-1.0％重量的激光敏感颜料。更低含量 的珠光颜料不会产生合适的效果，而更高的含量则过多降低塑料的透 明性。

塑料优选为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯 或PVC。

所用的珠光颜料可以是上述的以及来自已有技术的珠光颜料。该 颜料的组成优选为二氧化钛涂覆的由天然或合成云母制成的薄片、氧 化铝、二氧化硅、氯氧化铋薄片和/或薄片形式的碱式碳酸铅。

所用的激光敏感颜料有利地为未涂覆云母或一种或多种由金属氧 化物涂覆云母制成的颜料，可以使用的金属氧化物的例子为TiO₂、 Sn/Sb混合氧化物、Sn/In混合氧化物、等。但此处涂层的性质和厚度 选择使得没有珠光效果。也可使用例如列举于专利申请 DE-A-19726136的其它颜料或添加剂，只要导致塑料具有可见的颜 变化。优选的激光敏感颜料例如可以商品名Iriodin LS得自Merck KGaA，Darmstadt，Germany。

本发明的塑料可利用各种激光器，例如利用CO₂激光器、Nd：YAG 激光器、脉冲TEA-CO₂激光器、准分子激光器或其它的已知激光器，通 过已知的激光标记方法进行标记。标记可通过掩膜(mask)法或光束 偏转法来进行。

本发明还涉及一种制备本发明可激光标记的塑料的方法，包括将 热塑性粒料与珠光颜料和激光敏感颜料进行混合，然后将该材料进行 受热成型。

本发明还提供了可激光标记塑料在生产可利用激光辐射进行标记 的模塑品中的用途、以及相应的模塑品。该塑料特别适用于生产用作 包装材料的中空制品。本发明塑料的有利性能首先得到高的扫描器可 识别性，其次意味着，塑料的透明性对于待检测的相应中空制品内容 物是足够的。

本发明涉及珠光颜料和激光敏感颜料的混合物在可激光标记塑料 中提高施用到塑料上的激光标记的扫描器可识别性的一般用途。

本发明以下通过实施例更详细描述。

实施例1

为了激光标记，使用Interference Yellow(干涉黄)作为珠光颜料 和Iriodin LS 825作为激光敏感颜料对由透明聚乙烯制成的瓶进行 着。所用的对比物是仅用Iriodin LS 825着的由透明聚乙烯制 成的瓶。由Nd：YAG激光器产生的条形码在由珠光颜料着的聚乙烯瓶 上容易识别，而在没有珠光颜料的聚乙烯瓶上的条形码则不可识别。 但条形码在两个瓶上具有相同的暗度，而且对两个瓶中透明无液体 的填充液位的易察觉性大致相同。珠光颜料与激光敏感颜料的结合使 用明显增加了条形码与基材之间的对比度，使得该记号可机器识别。

实施例2

由0.4％细颗粒银白珠光颜料和0.3％Iriodin LS 810着的 聚乙烯瓶利用脉冲CO₂激光器(掩膜工艺)标记上条形码。该条形码在使 用各种扫描器读取设备时几乎具有100％的读取可靠性。无一所用设 备可读取仅包含Iriodin LS 810而没有珠光颜料的对比瓶上的条形 码。对于这两个瓶，彩液体以及透明无液体的填充液位和颜的 可察觉性是相同的。