激光塑料印標(biāo)技術(shù)(2)
福州印刷網(wǎng) 2009-1-20 11:47:06 來(lái)源：中華印刷包裝網(wǎng)
用于激光器的配方
如果用正確選擇的添加劑配方，F(xiàn)OBA的Bone說(shuō)，幾乎任何一種塑料都能被任何型號(hào)的激光機(jī)印標(biāo)。配方或母料的供應(yīng)商需要了解樹脂、最終應(yīng)用、需要的圖標(biāo)類型。例如，一些塑料如高密度聚乙烯和聚碳酸酯在有些顏色上用YAG激光器不用任何添加劑就可以印制得很好。另一方面，二氧化碳激光機(jī)在印制這兩種塑料時(shí)沒有特殊添加劑就印得不好。
現(xiàn)有技術(shù)的限制是得到調(diào)好色的激光印標(biāo)的能力有限，而且激光優(yōu)選的塑料成本也高于市面價(jià)格的10%～15%，有時(shí)更高。
Clariant集團(tuán)母料技術(shù)發(fā)展部主任BillBlasius承認(rèn)，激光印標(biāo)在顏料選擇和顏色透明度上受到限制。他說(shuō)，“在如何使用顏料和添加劑方面我們比十年前懂得更多。我們希望使用激光燈時(shí)能充分利用化學(xué)反應(yīng)，這種化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在特殊的樹脂和某些添加劑和顏料之間。”
由于復(fù)配技術(shù)的發(fā)展，我們可以在黑色或藍(lán)色的乙酸醛共聚物上得到近乎白色的印標(biāo)，或者在黑色的ABS上得到純白色的印標(biāo)。用特殊的配方和激光機(jī)參數(shù)，我們甚至可以得到調(diào)好的顏色。Schlather解釋說(shuō)，“用這種方式，蝕刻的激光印標(biāo)可以被調(diào)成Pantone，Munsell或其他工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。樹脂中的顏料決定顏色和色相，而激光機(jī)決定強(qiáng)度或濃度�！痹S多激光印標(biāo)顏色/添加劑以表面經(jīng)過(guò)處理的云母為基礎(chǔ)，如EM工業(yè)公司配制的流行的Afflair和LaserFlair配方。但其他添加劑如銅和銻也用于專利配方中。
“盡管現(xiàn)有的用于裝飾塑料的激光光源很多，但是密封的二氧化碳激光器是目前使用得最廣泛的，其次是燈管泵送的固態(tài)Nd∶YAG激光器和近年來(lái)的二極管泵送的Nd∶YAG器。”
生產(chǎn)可用于激光印標(biāo)的塑料的公司有BASF，Bayer，Ticona和RTP等公司。用于激光印標(biāo)的特殊顏料和添加劑母料的主要供應(yīng)商是Clariant和PolyOne。
首先集中看汽車件，Ticona引進(jìn)兩種可激光印標(biāo)的黑色乙酸醛共聚物，CelconLM90和LM90Z。LM90用于印制發(fā)動(dòng)機(jī)罩和燃料設(shè)備元件，LM90Z是內(nèi)飾件的UV穩(wěn)定型，如用于揚(yáng)聲器格柵和釋放桿。TomMiller的汽車營(yíng)銷經(jīng)理說(shuō)，專利技術(shù)的添加劑最適合于Nd∶YAG激光機(jī)。
Ticona的最新研究產(chǎn)品是CelconUV140LG，據(jù)說(shuō)這是最早的低光澤激光印標(biāo)用的乙酸醛共聚物。它也有抗紫外線的作用。在2001和2002模型年汽車展上，它主要用于收音機(jī)的按鈕、危險(xiǎn)信號(hào)燈和巡航控制器上。Ticona也提供可激光印標(biāo)的光滑、玻璃纖維填充的和礦物質(zhì)/玻璃纖維填充的CelanexPBT，用于不要求美觀的汽車、電器/電子元件的印標(biāo)。基于混合物和合金的可激光印標(biāo)的VandarPBT被指定作為汽車內(nèi)胎內(nèi)部元件。新型可激光印標(biāo)的Celanese尼龍66也在汽車內(nèi)部元件應(yīng)用的評(píng)定之中。
據(jù)Ticona的Miller介紹,大多數(shù)汽車件要求有純白印標(biāo)的黑色基材帶返白印標(biāo)。“不但特別黑的濃度要與OEM的規(guī)格對(duì)比，白色的也要。得到的白色的濃度主要取決于附加的包裝。”
激光蝕刻，更準(zhǔn)確的說(shuō)是油漆雕版從20世紀(jì)80年代中葉就被應(yīng)用于晝/夜反光的元件上，如熒光屏，汽車立體聲環(huán)繞控制的按鈕和開關(guān)，鏡殼。有的元件是特別透明的聚碳酸酯或ABS，它們被首先油漆成白色，然后用黑色油漆。用激光機(jī)來(lái)進(jìn)行黑色蝕刻，當(dāng)制件是反光的，白色就顯露出來(lái)。Ticona的Miller說(shuō)，“有了創(chuàng)造性的制品設(shè)計(jì)和制造技術(shù)(如雙組分模塑)，有可能取消這兩道工序�！�
“二氧化碳激光機(jī)蝕刻塑料表面，通過(guò)蒸發(fā)清理材料，得到的是對(duì)比的印標(biāo)，但很少或幾乎沒有真正的顏色變化。”
RTP供應(yīng)幾種光滑的增強(qiáng)型可激光印標(biāo)的塑料復(fù)配料。這些塑料是PP，尼龍(6，66，12，11，612)，ABS，LLDPE，乙酸醛共聚物，熱塑性聚氨酯，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，間規(guī)聚苯乙烯，聚砜，PPS，TPO，丙烯酸，PC/丙烯酸，PC/ABS，LPC。顏料部經(jīng)理StuartSwain說(shuō),“把不同的顏色在黑色的背景上印制成白色、黃色、綠色是有巨大商機(jī)的�！�
德國(guó)的BASF激光印標(biāo)實(shí)驗(yàn)室的研究表明，玻璃纖維的添加只是輕微地減弱了塑料的印制性能，但有些填充物，阻燃劑和重新研磨的碎料都能極大的銷弱印制性能。BASF生產(chǎn)的可用于激光印標(biāo)的樹脂有TerluranABS，Ultraformacetal，LuranSASA，Ultramid尼龍，LuranSAN和UltradurPBT的黑色顏料。
德國(guó)Bayer也作著類似的工作，該公司提供可用于激光印標(biāo)的聚碳酸酯，ABS，PBT。
Clariant公司的大多數(shù)激光印標(biāo)母料都是定制的。我們有自己的激光印標(biāo)粉料基地，既是云母基材配方，也有專利添加劑配方(我們希望用這些配方來(lái)生產(chǎn)特殊的母料)。Clariant目前可達(dá)到的顏料效果首先是在任何顏料的襯底上實(shí)現(xiàn)從白到灰到黑的梯度。在非常黑的襯底上，Clariant可以提供藍(lán)色、紅色或綠色的印標(biāo)。Blasius期望以后幾年可實(shí)現(xiàn)更廣范圍的顏色。
PolyOne集團(tuán)FastMark市場(chǎng)經(jīng)理DavidBates說(shuō)，他們公司的新型母料適用于做白色襯底上的對(duì)比度較高的純黑色印標(biāo)和黑襯底上的純白印標(biāo)。PolyOne還提供母料，這種母料實(shí)質(zhì)上可提供任何顏色的印標(biāo)(通常是在黑色制件上)。該公司把各式特殊效用的著色劑與激光印標(biāo)用的添加劑結(jié)合起來(lái)創(chuàng)造更大的可能性—如在自然著色的容器上印制閃亮的印標(biāo)。這些新配方呈現(xiàn)出巨大商機(jī)—在某些高檔SAN化妝品包裝材料上，聚烯烴洗發(fā)劑和調(diào)溫器瓶和蓋，和玩具的效益一樣好。PolyOne已經(jīng)開發(fā)出既光潔又可以是玻璃纖維或礦物質(zhì)填充的聚烯烴，聚碳酸酯，PC/ABS，SAN的FastMar添加劑。
其他幾家公司也已在低調(diào)基礎(chǔ)上提供激光印標(biāo)配方，包括Ferro集團(tuán)，A.SchulmanandLNP工程技術(shù)塑料公司。Schulman制造激光印標(biāo)的復(fù)配料和用于汽車艙的PolyBatch母料。LNP提供激光印標(biāo)的StarFlam阻燃劑尼龍型用于電器件的復(fù)配料，用于醫(yī)學(xué)容器的聚苯硫醚的Stat-Kon配方，外科手術(shù)用的ABS，PC和乙酸醛配方。
塑料制品標(biāo)記在中國(guó)—激光標(biāo)記的前景
許多塑料最終制品，如計(jì)算機(jī)等辦公機(jī)器外殼和配件、電器外殼和配件、各種電器連接件、汽車內(nèi)飾件都需要標(biāo)記上產(chǎn)品商標(biāo)、規(guī)格、使用材料、制造廠商、制造日期、有效期等，有的如塑料管材還需要標(biāo)記上成型機(jī)型號(hào)等。這有的是為了滿足商業(yè)活動(dòng)的要求，有的是質(zhì)量保證法規(guī)的強(qiáng)制性要求的。
有多種塑料制品標(biāo)記方法，如直接成型(即直接在注射成型模具上刻制)、壓印、熱壓花、噴墨、激光等。不管哪一種方法都要求標(biāo)記清晰、牢固耐用、不會(huì)被機(jī)械、化學(xué)和物理因素作用而消失。
由于經(jīng)濟(jì)原因，目前在中國(guó)較多使用的是直接成型、壓印和熱壓花的方法，噴墨印刷有所增加(特別在管材生產(chǎn)線上)，激光標(biāo)記方法少見。激光標(biāo)記方法由于具有無(wú)需油墨和溶劑、環(huán)境適應(yīng)性好、可通過(guò)計(jì)算機(jī)靈活控制標(biāo)記形狀，以及可標(biāo)記數(shù)據(jù)密度大，其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，尤其在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用正在快速增長(zhǎng)。但是，激光標(biāo)記方法也存在缺點(diǎn)，為進(jìn)行清晰的激光標(biāo)記塑料，材料需要采用專門添加劑進(jìn)行適當(dāng)改性。
隨著激光標(biāo)記方法應(yīng)用范圍的擴(kuò)大、技術(shù)的成熟，成本正在下降。中國(guó)是一個(gè)塑料制品生產(chǎn)和應(yīng)用大國(guó)，2001年產(chǎn)值在500萬(wàn)元以上企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，塑料制品生產(chǎn)量達(dá)到了11853kt，而按照樹脂生產(chǎn)和進(jìn)出口量計(jì)算的表觀消費(fèi)量更達(dá)到了25000kt左右(估計(jì)值)，大量的塑料制品需要標(biāo)記。激光標(biāo)記方法作為新一代的標(biāo)記方法在中國(guó)塑料制品行業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。
本文標(biāo)題：激光塑料印標(biāo)技術(shù)(2)
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