[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铜掺杂的硫化锌作为激光吸收剂。

本发明涉及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铜掺杂的硫化锌作为吸收剂。

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以高速施加刻印。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。使用所述添加剂在大多数聚合物中得到深色激光标记。这些适用于例如标记浅色塑料。使用该激光添加剂没有得到如标记深色塑料通常所需的浅色标记。

不利的是，在有色或深色塑料部件上难以辨认深色标记。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公开了用于产生浅色激光标记的材料和方法。在此使用由白色核和优选黑色或灰色壳组成的颗粒，其中通过激光辐射可以使后者变色。该深色的壳包含碳，例如炭黑形式的碳。在WO 2011/085779 A1中描述的材料全部具有缺点是，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、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彩色或深色基材上导致甚至在机械应力下在长时间周期中耐用且保持的浅色至白色标记。

因此，本发明的目的是找到用于在塑料制品上，优选在彩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在于提供用于激光标记的添加剂，其仅具有轻微的固有颜色或者完全没有固有颜色，其在激光的作用下在因此而掺杂的聚合物中，产生非常好的标记，特别高的对比度和锐利的浅色标记，优选在有色或深色背景上，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激光添加剂的制备方法。

令人惊奇地，已经发现，如果塑料或聚合物包含铜掺杂的硫化锌，则可以通过激光轰击向有色塑料制品和聚合物层提供浅色标记。

因此，本发明涉及可激光标记和/或可激光焊接的聚合物，特征在于它们包含至少一种铜掺杂的硫化锌作为吸收剂。

对于作为用于浅色激光标记的激光添加剂的掺杂的硫化锌的作用而言，特别重要的是用铜掺杂硫化锌。在本发明中的硫化锌中铜的含量优选是0.5-15摩尔％的Cu，特别地1-6摩尔％，基于硫化锌和硫化铜的总和。