CN113710751A

CN113710751A - 包括激光标记添加剂的组合物和激光标记组合物的系统与方法

Info

Publication number: CN113710751A
Application number: CN201980090308.0A
Authority: CN
Inventors: 约翰内斯·德布劳威尔; 曼尼什·南迪; 杜伊古·德尼兹·古巴斯
Original assignee: SABIC Global Technologies BV
Current assignee: SABIC Global Technologies BV
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-11-26
Also published as: EP3660108A1; EP3887455A1; EP3887455B1; US20220041839A1; WO2020110039A1

Abstract

本公开描述一种包含聚合物和激光标记添加剂的组合物，及其形成和使用的系统和方法。激光标记添加剂包括2‑(4,6‑二苯基‑1,3,5‑三嗪‑2‑基‑5‑己氧基)苯酚、2‑(2H‑苯并三唑‑2‑基)‑4‑(1,1,3,3‑四甲基丁基)苯酚、2‑(2‑羟基‑3,5‑二枯基)苯并三唑或其任何组合。激光标记添加剂配置为能够在聚合物中通过激光产生激光标记，例如在透明和/或半透明的聚合物中通过紫外激光产生激光标记。

Description

包括激光标记添加剂的组合物和激光标记组合物的系统与方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月30日提交的欧洲专利申请第18209603.2号的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开一般地但非限制性地涉及用于激光标记的组合物，制备组合物的系统和方法，以及用于激光标记组合物的系统和方法。

背景技术

唯一装置标识法规要求某些类别的医疗装置生产商使用唯一标识(ID)标记此类装置。例如，产品可能需要“直接标记”，例如无法篡改并且在产品整个生命周期内保持可见和可辨别的标记。在产品整个生命周期中，产品(例如医疗装置产品)可能经历多次清洁和灭菌操作。这种清洁和灭菌操作可能除去产品顶层和其上的标记。当使用墨/印刷进行标记时，需要根据材料和/或表面处理技术仔细调整墨以确保良好的润湿性。低表面能材料上可能需要表面处理技术，低表面能材料例如塑料，特别是环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、环状嵌段共聚物(CBC)、季戊四醇四硬脂酸酯(PET)和聚烯烃。即使有适当的墨部分和表面处理，墨附着性也可能不是永久性的。例如，基于墨的标记的墨会随着医疗装置经受的重复清洁和灭菌操作而褪色和磨损。因此，部件特别是塑料件的永久直接标记面临着识别不会遭受磨损或褪色并且抗篡改的一种或多于一种技术和/或一种或多于一种材料的挑战。

发明内容

本公开描述了一种或多于一种聚合物和一种或多于一种激光标记添加剂的组合物，以及在由组合物形成的基材上产生激光标记的方法、装置和系统。例如，本文所述的组合物(例如，聚合物组合物)包括吸收紫外线的激光标记添加剂。吸收紫外线的激光标记添加剂包括2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基-5-己氧基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑或其任何组合。本文所述的这种吸收紫外线的激光添加剂可以是美国食品药品监督管理局(FDA)批准和/或欧洲食品安全局(EFSA)批准为“食品安全”或“食品级”的“食品接触材料”或“食品接触物质”。如本文所述，紫外线 (UV)是指波长为10纳米(nm)至400nm的电磁辐射。

吸收UV的激光标记添加剂可以添加至透明/半透明材料和/或低表面能材料中，以能够通过光源(例如，UV光源)、例如UV激光器进行直接标记。透明/半透明材料和/或低表面能材料的说明性、非限制性实例包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、环状嵌段共聚物(CBC)、季戊四醇四硬脂酸酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基戊烯(PMP)、基于异山梨醇的聚碳酸酯、苯乙烯丙烯腈(SAN)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚乳酸基于双酚A的聚碳酸酯共聚物。举例说明，与聚合物本身或聚合物组合物相比，包括吸收UV的激光标记添加剂的聚合物组合物具有增加的UV吸收，并且能够对透明或半透明聚合物进行UV激光标记。例如，暴露在UV波长下会在聚合物材料中形成白色标记或浅色标记，这些标记具有高透明度、高抗划伤性、对大气成分提供阻隔性并且具有高抗破损性。因为激光标记可以通过改变聚合物材料的反射率来形成，而不是用墨进行标记，因此激光标记可与聚合物材料本身一样耐用。举例说明，除去激光标记需要施加足以除去或损坏聚合物材料的力。这些特性使由组合物(例如聚合物组合物)形成的一种或多于一种产品能够支持通过UV激光进行的永久性直接标记。另外，本文所述的一种或多于一种吸收UV的激光标记添加剂可用于塑料材料，其浓度满足FDA和/或EFSA食品接触状态法规，并且在UV暴露后产生可见标记。此外，这种聚合物组合物可用于制造和标记塑料部件和容器，其使用单层方法(即具有单层聚合物组合物)并且具有包括高透明度、抗划伤性、对大气成分的阻隔性和抗破损性的性能的组合。

另外，本文所述方法可以控制具有低可见光反射率的透明、不透明和/或有色的热塑性组合物的刻写，以及使用UV激光束的可定制和任选机器可读的浅色文本、标志、条形码和图像。本文所述的方法(和组合物)能够在约10nm 至500nm、特别是300nm至400nm的波长下在热塑性组合物(例如透明热塑性组合物)的表面上或附近刻写或标记浅色文本、标志和/或其他标识符。举例说明，浅色标记可以刻写在透明材料上。如本文所述，浅色可以指白色标记，其中白色通常可描述为白色、米白色、亮白象牙色、雪白色、珍珠白、古董白、粉笔白、乳白色、百合白、烟熏色、海贝壳色、老花色、奶油色、亚麻色、幽灵白、米黄色、米绸色、雪花石膏色、纸色、白涂料色等。

UV吸收剂可以例如在熔融复合操作中与聚合物组合(例如，共混)，以制备具有所需透明度或半透明性的聚合物组合物和/或由其制成的产品。另外或可替代地，添加剂可以与聚合物组合物组合(例如，共混)以改变激光标记的颜色或外观。例如，可将着色剂添加至天然、未着色的材料(例如纯树脂)中而不改变反射率。如本文所述，已开发工艺或方法以在制品表面之上或之下使用波长小于或等于500nm的激光束在透明热塑性组合物上产生浅色标记，所述透明热塑性组合物包括包含聚合物的组合物，所述聚合物例如聚碳酸酯、基于双酚A的聚碳酸酯共聚物、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚烯烃、聚酰胺、聚氯乙烯、聚乳酸以及包含至少一种前述物质的组合。一些聚合物可以产生这样的效果，但是本文所述方法可以提供产生组合物的方法，所述组合物可以增强产生激光标记的过程，甚至使其可以在激光束通常不能产生标记的组合物中产生激光标记。

聚合物组合物(包括UV吸收剂)可以有利地能够通过UV激光标记对透明和半透明材料直接标记。可受益于这种具有增强耐磨性和减少破损率的激光标记的产品实例是医疗装置和食品容器。因此，本公开克服了在低表面能材料例如塑料中形成永久性直接标记的现有挑战。

本发明组合物的一些实施方案包含：一种或多于一种聚合物；和选自 2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基-5-己氧基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3- 四甲基丁基)苯酚、2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑及其任何组合的激光标记添加剂。在一些实施方案中，2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基-5-己氧基)苯酚以组合物的0.01重量％至0.5重量％的量存在。

在组合物的一些前述实施方案中，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚以组合物的0.01重量％至0.5重量％的量存在。另外或可替代地，2-(2- 羟基-3,5-二枯基)苯并三唑以组合物的0.01重量％至3重量％的量存在。

在组合物的一些前述实施方案中，一种或多于一种聚合物中的至少一种聚合物选自聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、环状嵌段共聚物(CBC)、季戊四醇四硬脂酸酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基戊烯(PMP)、基于异山梨醇的聚碳酸酯、苯乙烯丙烯腈(SAN)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS) 及其任何组合。

在组合物的一些前述实施方案中，一种或多于一种聚合物中的至少一种聚合物选自环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、环状嵌段共聚物(CBC)、聚甲基戊烯(PMP)、聚烯烃及其任何组合。在组合物的一些前述实施方案中，一种或多于一种聚合物包括聚碳酸酯并且2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑以小于或等于组合物的3重量％的量存在。在一些前述实施方案中，一种或多于一种聚合物包括季戊四醇四硬脂酸酯(PET)并且2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑以小于或等于组合物的0.5重量％的量存在。

在一些实施方案中，部件包括由前述实施方案的一些组合物形成的基材。在一些实施方案中，基材是透明或半透明的，并且在基材中通过UV激光形成的激光标记是浅色或白色的。另外，部件可以是医疗装置或可以整合到医疗装置中。

本发明的刻写基材的方法的一些实施方案包括：在包含一种或多于一种聚合物和选自2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基-5-己氧基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2- 基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑及其任何组合的激光标记添加剂的基材上向基材开始施加激光束，其中激光束具有500nm 或小于500nm的波长；和停止向基材施加激光束，其中施加激光束在基材上产生激光标记。在一些实施方案中，方法还包括开始移动激光装置使得激光束以对应于激光刻写的图案移动。

在方法的一些前述实施方案中，激光束具有400nm或小于400nm的波长，并且激光束在撞击到基材上之前穿过一个或多于一个层。在一些前述实施方案中，产生激光束的激光装置具有一个或多于一个操作特征，所述操作特征选自：功率输出为1瓦特至3瓦特(W)，频率为10千赫兹至50千赫兹(kHz)，移动速度为200毫米每秒至1600毫米每秒(mm/s)，功率设置为95％。在一些实施方案中，部件包括具有通过本发明方法的一些前述实施方案形成的激光标记的基材。

如本文所用，各种术语仅出于描述特定实施方案的目的，并不旨在限制实施方案。例如，如本文所用，用于修饰例如结构、部件、操作等要素的序数术语(例如，“第一”、“第二”、“第三”等)本身并不表示该要素相对于另一个要素的任何优先级或顺序，而仅仅是将该要素与具有相同名称的另一个要素区分开 (但用于序数术语)。术语“耦合”定义为连接，尽管未必是直接连接，并且未必是机械连接。“耦合”的两个物品可以彼此一体化。除非本公开明确地另外要求，否则术语“一个”和“一种”定义为一个(种)或多个(种)。如本领域普通技术人员所理解的，术语“基本上”定义为在很大程度上但未必全部是所指定的(并且包括所指定的；例如，基本上90度包括90度并且基本上平行包括平行)。在任何公开的实施方案中，术语“基本上”可以替换为“在指定的[百分比]内”，其中百分比包括0.1％、1％或5％；并且术语“大约”可以替换为指定值的“10％以内”。短语“和/或”是指和或。举例说明，A、B和/或C包括：单独的A、单独的B、单独的C、A和B的组合、A和C的组合、B和C的组合、或A、B和C的组合。换言之，“和/或”作为包容性的“或”。

术语“包含”、“具有”和“包括”。因此，“包含”、“具有”或“包括”一个或多于一个要素的装置具有这些的一个或多于一个要素，但不限于仅具有这些的一个或多于一个要素。同样，“包含”、“具有”或“包括”一个或多于一个步骤的方法具有这些的一个或多于一个步骤，但不限于仅具有这些的一个或多于一个步骤。

任何系统、方法和制造制品的任何实施方案可以由任何所述的步骤、要素和/或特征组成，或基本上由任何所述的步骤、要素和/或特征组成，而不是包含/具有/包括任何所述的步骤、要素和/或特征。因此，在任何权利要求中，术语“由……组成”或“基本上由……组成”可以替代上面列举的任何开放式连接动词，以改变另外会使用开放式连接动词的给定权利要求的范围。另外，术语 “其中(wherein)”可以与“其中(where)”互换使用。

此外，以某种方式配置的装置或系统至少以这种方式配置，但也可以不同于具体描述的方式的其他方式配置。即使未描述或说明，但一个实施方案的一个或多个特征可以应用于其他实施方案，除非本公开或实施方案的性质明确禁止。

上面描述与实施方案相关的一些细节，下面描述其他细节。在阅读整个申请(包括以下部分：附图说明、具体实施方案和权利要求)后，本公开的其他实施方案、优点和特征将变得明显。

附图说明

以下附图通过实例而非限制性的方式进行说明。为了简洁和清晰起见，给定结构的每个特征并不总是在出现该结构的每个图中标记。相同的附图标记未必表示相同的结构。相反，可以使用相同的附图标记来指示相似的特征或具有相似功能的特征，不相同的附图标记也可以指示不相同的特征或具有不相同功能的特征。这些图是按比例绘制的(除非另有说明)，这意味着对于至少图中描绘的实施方案，所描绘的要素的尺寸相对于彼此是准确的。标识为示意图的视图未按比例绘制。

图1是说明使用包括吸收UV的激光标记添加剂的聚合物组合物进行激光刻写的系统的实例的图示。

图2A、图2B和图2C分别说明在黑色背景上激光刻写图1的包括一种或多于一种吸收UV的激光标记添加剂的聚合物组合物的测试结果的扫描图像。

图3A、图3B和图3C各自包括与图2A至图2C的测试结果的强度值相对应的图表。

图4是用于制备部件的系统的实例的透视图。

图5是说明刻写基材的方法的实例的流程图。

图6是说明制造包括激光标记添加剂的聚合物组合物的方法的实例的流程图。

图7是说明使用包括激光标记添加剂的聚合物组合物制造部件的方法的实例的流程图。

具体实施方式

参考图1，示出了用于刻写部件112例如模制部件的系统100的框图。部件112由具有激光标记添加剂134的聚合物组合物形成。部件112可以是半透明或透明的，并且可以配置为当暴露于UV辐射时能够产生或形成激光标记 154。例如，激光标记添加剂134包括FDA或EU批准的UV吸收剂并且能够形成白色或浅色激光标记，其可以与激光刻写和/或部件识别有关。

系统100包括部件112、激光装置114和电子装置116。部件112包括基材层122(例如，第一层)和任选的耦合至基材层122的外层124(例如，第二层)。为了说明的目的，外层124示为延伸经过基材层122。外层124可覆盖基材层 122的全部或仅一部分，并且任选地覆盖另一层的全部或一部分。在其他实施方案中，部件112可包括一个或多于一个其他层，例如另外的外层124、中间层或基层。在一些这样的实施方案中，基材层122可以经由外层124或直接地例如通过表面接触基材层122和一个或多于一个其他层而耦合至一个或多于一个其他层。

如基材层122的详细视图130所示，基材层122包括一种或多于一种聚合物132和激光标记添加剂134(即由其形成)。例如，基材层122由聚合物组合物形成，所述聚合物组合物例如为参考图4所述的聚合物复合材料450，其包括一种或多于一种聚合物132和激光标记添加剂134。参考图4描述聚合物组合物的形成。任选地，基材层122还包括其他添加剂，例如其他激光标记添加剂(例如，炭黑)，其他紫外线吸收剂或聚合物添加剂，如进一步参考图4所述。

聚合物132可以包括或对应于聚合物或聚合物共混物，并且可任选地为透明或半透明的。在一些实施方案中，聚合物132包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、环状嵌段共聚物(CBC)、季戊四醇四硬脂酸酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯 (PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基戊烯(PMP)(例如，TPX，Mitsui Chemicals Inc.的商标)、基于异山梨醇的聚碳酸酯(例如，Durabio，Mitsubishi Chemical Corp.的商标)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或其组合。在特定实施方案中，聚合物132选自环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、环状嵌段共聚物(CBC)、聚甲基戊烯(PMP)和聚烯烃。参考图4描述其他聚合物。

激光标记添加剂134配置为与电磁辐射(例如，激光束152)相互作用以在基材层122之中或之上形成激光标记154。可以在基材层122中产生多个激光标记154以形成激光标识156(例如，激光刻写)，例如激光标记154的图案。示例性的激光标识156包括人可读标识(例如文本和/或数字)、机器可读标识(例如条形码、二维码、点、破折号和/或符号的图案等)或其组合。

在一些实施方案中，激光标记添加剂134包括或对应于紫外线吸收剂(UV 吸收剂)。UV吸收剂是用于有机材料或合成材料中吸收UV辐射的分子。UV 吸收剂配置为吸收UV光谱的至少一部分UV辐射。例如，UVA吸收剂配置为吸收UVA辐射，即波长为300nm至400nm的电磁辐射。

在一些实施方案中，(添加剂134的)UV吸收剂包括2-(4,6-二苯基-1,3,5- 三嗪-2-基-5-己氧基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、 2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑或其组合。在其他实施方案中，UV吸收剂包括一种或多于一种其他FDA或EU批准的食品安全UV吸收剂。

一种或多于一种UV吸收剂的总浓度为基材层122的0.01重量％至10重量％(例如，用于形成基材层122的聚合物组合物(排除填料)的重量％)。例如，第一UV吸收剂的浓度为2重量％，第二UV吸收剂的浓度为4重量％，第三 UV吸收剂的浓度为3重量％。在一些实施方案中，特定UV吸收剂的浓度为 0.01重量％至6重量％。在特定实施方案中，特定UV吸收剂的浓度为0.1重量％至3重量％。

特定UV吸收剂的浓度可以取决于基材层122的聚合物132。例如，基材层122的2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑的浓度当聚合物132是或包括季戊四醇四硬脂酸酯(PET)时小于或等于0.5重量％和当聚合物132是或包括其他聚合物例如聚碳酸酯(PC)时小于或等于3重量％。举例说明，当聚合物132是或包括基材层122的大于或等于50重量％的浓度的PET时，2-(2-羟基-3,5-二枯基) 苯并三唑的浓度为0.5重量％。

在基于聚碳酸酯的聚合物中，多种UV吸收剂的说明性的示例性组合包括 0.5重量％的2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基-5-己氧基)苯酚和0.5重量％的2-(2H- 苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚或3.0重量％的2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑中的至少一种。在基于聚碳酸酯的聚合物中，多种UV吸收剂的其他说明性的示例性组合包括0.5重量％的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚和0.5重量％的2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基-5-己氧基)苯酚或 3.0重量％的2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑中的至少一种。

在一些实施方案中，部件112包括耦合至基材层122的外层(outer layer)124(例如，外层(exterior layer))。外层124可以包括或对应于基材层的盖帽层或覆盖膜并且可以保护基材层122的激光标记154免受磨损和/或损坏。在一些实施方案中，外层124对UV辐射是透明或半透明的。例如，外层124 使UV辐射能够穿过外层124到达基材层122，使得外层124不散射UV辐射。外层124可以对UV辐射具有低折射率，例如1至2的折射率并且可以不含(即，不包括)UV吸收剂。

激光装置114配置为在部件112、例如其基材层122中产生激光标识156。激光装置114包括激光142并且任选地包括一个或多于一个接口160和/或一个或多于一个输入/输出(I/O)装置170。激光142配置为产生激光束152并且引导或提供激光束152至部件112以形成激光标记154。通过移动激光142(和因而形成的激光束152)，可以形成多个激光标记154以产生激光标识156。在一些实施方案中，一个或多于一个接口160和/或一个或多于一个I/O装置170配置为调整激光142的设置或参数，即激光设置。激光设置包括激光142的功率输出、激光142的功率设置、激光142的频率以及激光142的移动速度。

激光142包括或对应于气体激光、激光二极管、固态激光、准分子激光或其组合。在一些实施方案中，激光142是UV激光并且配置为产生具有UV波长的电磁辐射的激光束152。例如，激光142是UVA激光(315nm至400nm)、 UVB激光(280nm至315nm)、UVC激光(100nm至280nm)或极UV激光(10nm 至121nm)。在特定的实施方案中，激光142是UV激光并且具有基本上355nm 的波长。在其他实施方案中，激光142具有小于或等于500nm的波长。在一些实施方案中，激光142在基本上95％的功率设置下操作。激光142的功率设置为1至100％的值并且控制或调整激光142的输出功率和激光束152的强度或功率。在一些实施方案中，激光142具有1瓦特至3瓦特(W)的功率输出。

在特定实施方案中，激光142在基本上95％的功率设置下具有基本上2W的功率输出。

在一些实施方案中，激光142具有10千赫兹至50千赫兹(kHz)的频率。

在特定实施方案中，激光142具有20kHz至40kHz的频率。在其他实施方案中，激光142具有大于50kHz的频率。或者，激光142具有小于或等于基本上如下值的任一个值或任何两个值之间的频率：10kHz、15kHz、20kHz、25kHz、 30kHz、35kHz、40kHz、45kHz和50kHz。在一些实施方案中，激光142具有 200毫米每秒至1600毫米每秒(mm/s)的移动速度。在特定实施方案中，激光 142具有600mm/s至1200mm/s的移动速度。在其他实施方案中，激光142具有大于1600mm/s的移动速度。或者，激光142具有小于或等于基本上如下值的任一个值或任何两个值之间的移动速度：200mm/s、300mm/s、400mm/s、 500mm/s、600mm/s、700mm/s、800mm/s、900mm/s、1000mm/s、1100mm/s、 1200mm/s、1300mm/s、1400mm/s、1500mm/s和1600mm/s。另外，进一步参考图2A至图2C和图3A至图3C描述关于说明性激光设置组合的细节。

电子装置116包括一个或多于一个接口160、一个或多于一个处理器(例如，一个或多个控制器)，如代表性处理器164、存储器168和一个或多于一个输入 /输出(I/O)装置170。接口160可以包括网络接口和/或配置为通信耦合至一个或多于一个其他装置例如激光装置114的装置接口。例如，接口160可以包括发送器、接收器或其组合(例如，收发器)，并且可以实现有线通信、无线通信或其组合。尽管电子装置116描述为单个电子装置，但在其他实施方案中，系统100包括多个电子装置。在这样的实施方案中，例如分布式控制系统，多个电子装置各自控制系统100的装置或子系统，例如激光装置114。

处理器164包括激光控制器172。例如，激光控制器172(例如，处理器164) 可以配置为产生和/或传送一个或多于一个激光设置控制信号182至激光装置 114以启动和控制激光标识156的激光刻写。举例说明，激光控制器172发送激光设置控制信号182至激光装置114以调整特定激光设置。

尽管处理器164的一个或多于一个部件描述为单独部件，但在一些实施方案中，处理器164的一个或多于一个部件可以与处理器164分开(例如，不包括在其中)。举例说明，激光控制器172可以与处理器164分开并且与处理器 164不同。

存储器168，如非暂时性计算机可读存储介质，可以包括易失性存储器装置(例如，随机存取存储器(RAM)装置)、非易失性存储器装置(例如，只读存储器(ROM)装置、可编程只读存储器和闪存)，或两者。存储器168可以配置为存储指令192、一个或多于一个阈值194以及一个或多于一个数据集196。指令192(例如，控制逻辑)可以配置为当由一个或多于一个处理器164执行时，使一个或多于一个处理器164执行本文进一步描述的操作。例如，一个或多于一个处理器164可以执行参考图4至图7所描述的操作。一个或多于一个阈值 194和一个或多于一个数据集196可以配置为使处理器164生成控制信号。例如，处理器164可以响应于从激光装置114或监测装置(未示出)接收到的传感器数据例如传感器数据，产生控制信号并且发送控制信号(例如182)。可以基于将传感器数据与一个或多于一个阈值194、一个或多于一个数据集196或其组合进行比较来调整激光设置。

在一些实施方案中，处理器164可以包括或对应于微控制器/微处理器、中央处理单元(CPU)、现场可编程门阵列(FPGA)装置、专用集成电路(ASIC)、其他硬件装置、固件装置或其任何组合。处理器164可以配置为执行指令192 以启动或执行参考图4描述的一个或多于一个操作和/或图5至图7的方法中的一个或多于一个操作。

一个或多于一个I/O装置170可以包括鼠标、键盘、显示装置、相机、其他I/O装置或其组合。在一些实施方案中，一个或多于一个处理器164响应于经由一个或多于一个I/O装置170接收到的一个或多于一个用户输入而生成控制信号并且发送控制信号。

电子装置116可以包括或对应于通信装置、移动电话、手机、卫星电话、计算机、平板电脑、便携式计算机、服务器、显示装置、媒体播放器或台式计算机。另外或替代地，电子装置116可以包括机顶盒、娱乐单元、个人数字助理(PDA)、监视器、计算机监视器、电视、调谐器、视频播放器、包括处理器或者存储或检索数据或计算机指令的任何其他装置或组合。

在系统100操作期间，激光装置114的激光142产生激光束152并且引导 /提供激光束152至基材层122。例如，电子器件116发送控制信号182至激光装置114以开始通过激光装置114产生激光束152。作为其他实例，激光装置 114的用户通过向激光装置114的一个或多于一个I/O装置170提供一个或多于一个输入来产生激光束152。

在一些实施方案中，激光152在接触或撞击基材层122之前穿过一个或多于一个外层124。在特定实施方案中，基材层122是透明或半透明的。例如，基材层122(例如，其聚合物132)对于可见光和UV光(例如，UV辐射)是透明或半透明的。举例说明，基材层122(例如，其聚合物132)具有基本上1至2 的折射率。

基材层122中的激光标记添加剂134响应于激光束152的激光暴露而反应以形成激光标记。例如，UV吸收剂型激光标记添加剂134吸收激光束152的 UV辐射并且使基材层122变形以形成激光标记154。举例说明，UV辐射的吸收使UV吸收剂温度升高，从而使UV吸收剂周围的基材层122区域的温度升高。基材层122的局部温度升高使基材层122(例如，其聚合物132)变形(例如，塑性变形或热变形)以形成激光标记154，例如白色或浅色标记。示例性激光标记如图2A至图2C所示。

在一些实施方案中，激光装置114移动或引导激光142，以移动激光束152 产生多个激光标记154从而形成激光标识156(例如，激光刻写或激光ID)。例如，电子激光116发送一个或多于一个控制信号182以调整激光142的激光设置，以移动激光142，和/或停止产生激光束152。激光标记154可以形成在基材层122的表面(例如，与外层124耦合或接触的表面)上或基材层122内。

在一些实施方案中，部件112包括在医疗装置中，或包括或对应于医疗装置。部件112的激光标识156使唯一标识符能够直接标记在部件112上，而不是放置在可移除的标签或标牌上。在部件112是医疗装置的这种实施方案中，激光标识156使得能够追踪医疗装置，并且可抵抗医疗清洁程序和/或篡改。

因此，图1的系统100能够在透明或半透明的聚合物中使用UV激光产生激光标记。这种激光标记可用于对医疗装置进行刻写或直接标记，以识别医疗装置并且符合监管直接标记标准。另外，这种激光标记可以由聚合物制成，所述聚合物具有符合FDA或EFSA食品接触安全规定的UV吸收剂浓度。因此，本公开克服了在透明或半透明的聚合物中使用UV激光形成耐磨损激光标记的现有挑战。激光标记能够符合监管标准并且防止激光标记的磨损和/或篡改。

在一些实施方案中，与聚合物132或背景材料相比，来自UV激光的暴露在不同光学性能(例如，反射率)的基材层122(例如，其聚合物132)中产生微点，使得激光标记可以清晰可见(例如，人眼无需放大即可识别)至半隐蔽(例如，人眼几乎不可见)。例如，UV暴露可在聚合物材料中产生热相互作用。换言之，激光标记154可以是基材层122(例如，其聚合物132)局部熔化的结果，以产生极小的光学不同、反射或光散射的点或点阵列。与通过表面改性形成碳化痕迹并且增加材料的空隙体积的其他激光(例如红外激光)相比，本文公开的激光标记154可以作为近表面改性的结果而形成。因此，本文公开的系统100和方法可以产生激光标记154而不增加材料的空隙体积。

另外，激光标记154的强度和颜色可以通过改变激光参数(例如功率、频率、速度、行距和焦点)进行调制，从而使得产生不同程度的易读性或清晰度的标记。激光标记154的易读性，无论是在基材层122的表面上还是靠近其表面，都可以从容易可读的浅色标记调整为半隐蔽、几乎不可见的标记，这可能需要特定的观察装置，例如专业和精密的观察装置以读取和解释数据。所得水印可用作材料或产品识别的半隐蔽识别和/或可追溯方法。水印通常可以描述为在特定角度通过透射光(或通过反射光，在深色背景上观察)观察时出现的可识别图像。水印的可见性差异很大；虽然有些在随意检查时很明显，但有些需要进行一些研究来观察。

在一些实施方案中，例如由一步工艺形成的一层部件，激光标记154可以定位在第一部件和/或基材的表面上。在其他工艺中，例如由双射成型、包覆成型或激光焊接装置形成的两层部件，激光标记154可以定位在基材层122内 (例如，在第一步中)而与基材或其他层124不相互作用。举例说明，激光标记 154发生在两个部件或层(例如，122、124)的界面处。例如，PMMA的外层124 不与激光束152相互作用并且包括UV激光标记添加剂134的PC的基材层122 与激光束152相互作用以改变基材层122在相互作用点的光学性能(例如，反射率)。在任一情况下，激光标记154均可以是耐用的(即不能从表面刮擦掉)。

在一些实施方案中，从基材层122的任一侧来看，激光标记154的外观会发生变化。例如，在纯树脂(即无着色剂)的情况下，激光标记154从部件112 的两侧(即正面和背面)看起来相似。使用电磁辐射在如本文所述的聚合物材料上产生可见的可感知的激光标记154的范围可以是清晰可见、不可见和/或仅在特定照明/观察条件下可见(例如，水印)。可以通过改变电磁辐射变量来控制聚合物材料的形态变化从而操纵激光标记154的外观。

可刻写各种类型的部件112。部件112的以下描述仅是说明可以使用系统 100(和/或本文公开的方法)制备和刻写的部件112，并不旨在限制其范围。例如，本文公开的系统100和方法可用于在以下示例部件112中激光刻写标识、文本、条形码和/或图像(例如，照片图像)：医疗装置、药品或食品包装标记，包括水印、玻璃部件例如汽车面板和灯框，其中包括水印的标记可在部件、预涂层或后涂层的表面上引入，并且还可放置在第二次击中区域以增加对比度；武器(例如，火器)；手机、电脑、平板电脑、电视等电子壳体或屏幕，其中包括水印的标记位于两个层或部件的表面上或界面处。

在特定的实例中，可以在卡片或门票内两层界面处的表面或子表面上产生激光标记154，例如名片、身份识别(ID)卡、客户卡等。即使整张卡片是透明的或作为不透明卡片中的一个窗口存在，也可产生激光标记154。ID卡中的其他可能层可以包括金属层、磁性层、具有角同色异谱性能的层及其组合。这些层可以通过各种工艺组装，所述工艺包括但不限于共挤出、共层压等。

更具体地，ID卡可以包括芯层(例如，反射热塑性层)和包含本文公开的组合物的透明膜层(例如，包含吸收UV添加剂的材料在波长小于或等于500nm 时具有吸收光的能力)。任选地，盖帽层(例如，外层124)可设置在与芯层相对的透明膜层的外部，例如，以防止划伤、提供增加的耐化学性和/或耐光性。具有小于或等于100微米厚度的其他层可以首先通过挤出、熔融流延或溶剂流延工艺和任选的拉伸以达到所需厚度而形成。可以以涂层形式添加盖帽层和其他任选层。

图2A至图2C和图3A至图3C说明了包括图1的激光标记添加剂134的聚合物组合物的激光刻写测试结果。图2A至图2C各自对应于聚合物组合物的特定制剂，并且描绘在黑色背景上使用不同激光设置在相应聚合物组合物中制成的多个激光刻写的扫描图像。图3A至图3C各自是分别对应于图2A至图 2C的激光刻写强度值的图表。

参考图2A至图2C，根据表1中所列的材料和浓度(重量％)形成不同组合物(例如，制剂1至制剂3)的试样210至214。

图2A描绘了由根据第一制剂(制剂1)的聚合物组合物形成的第一试样210 上的激光刻写。类似地，图2B和图2C描绘了由根据第二制剂(制剂2)的聚合物组合物形成的第二试样212上的激光刻写和由根据第三制剂(制剂3)的聚合物组合物形成的第三试样214上的激光刻写。

将试样210至214用355nm激光束激光刻写以评价不同浓度UV吸收剂的效果。具体地，将具有2瓦特(W)功率输出的Trumark 6330激光(355nm)使用一系列激光设置、即激光设置1至激光设置4用于刻写试样210至214(如下所述)。激光的功率设置为95％，所有激光设置使用0.03mm的行距。行距，也称为填充因子，表示相邻线和激光点之间的间距(指向试样210至214的光束宽度之间的间距)。因此，激光设置1至激光设置4的功率设置、行距和功率保持不变，并且激光设置1至激光设置4中激光的频率和移动速度变化。

Trumark 6330激光用于标记具有不同设置的试样210至214的正方形区域 222。试样210至214具有2.54mm的厚度。为了测量刻写区域的强度对比度(例如，亮度)，标记较大的0.5mm×0.5mm正方形区域，即测量区域224。图2A 至图2C中，测量区域224(例如，4个较大的底部正方形)使用与正方形区域222 的第一行标记中使用的相同激光设置进行刻写。每个测量区域224均标记有不同激光设置，即激光设置1至激光设置4。

激光设置1具有20千赫兹(kHz)的频率和600毫米每秒(mm/s)的激光速度。激光设置2具有25kHz的频率和750mm/s的激光速度。激光设置3具有30kHz 的频率和900mm/s的激光速度。激光设置4具有40kHz的频率和1200mm/s 的激光速度。测量区域224的强度根据以下方法测量。

为了获得颜色强度，将试样210至214放置在黑色背景上以强调对比度。使用RAL9010和RAL 9005的参考白色和参考黑色来测量颜色强度。参考白色(RAL 9010)和参考黑色(RAL 9005)在RGB颜色空间中的颜色强度如表2所示。

RGB强度(例如，强度值或像素值)对应于8位颜色值(0-255)，其中0表示无颜色或无强度，并且255表示特定颜色平面(即红色、绿色或蓝色)的全色或全强度。为了进行试样210至214的颜色强度测量，将试样210至214与参考白色和参考黑色一起扫描。扫描图像由Gimp 2.4软件处理以生成RGB值。举例说明，Gimp 2.4软件根据每个扫描图像确定每个颜色平面(RGB)的强度值，使用每个扫描图像中的参考白色和参考黑色作为零强度(0)和全强度(255)的参考值。

试样210至214的测量区域224的颜色强度测量结果列于表3中，并且在图3A至图3C中以图形方式描绘。

图3A至图3C说明了表3的RGB强度值、即图2A至图2C所示试样210 至214上四种不同激光设置1至激光设置4所产生的激光标记的RGB强度值的柱状图。在图3A至图3C中，横轴描绘激光设置1至激光设置4，纵轴说明激光设置各自的强度值。激光设置各自具有代表红色、绿色和蓝色强度值的三个柱状。

参考图3A，图310说明了使用如图2A所示激光设置1至激光设置4的在制剂1上的激光标记的强度值。在图3A中，每种颜色的激光强度值相似，但激光强度值从激光设置1降低至激光设置4，即随着频率和移动速度两者的增加，激光标记强度降低。

图3B描绘了说明使用如图2B中所示激光设置1至激光设置4在制剂2 上的激光标记的强度值的图312，图3C描绘了说明使用如图2C中所示激光设置1至激光设置4在制剂3上的激光标记的强度值的图314。图3B和3C描绘了类似趋势。然而，在图3C中，从激光设置1至激光设置4的强度值降低要小得多，即频率和移动速度的增加不会对强度值产生与图3A和图3B相同程度的影响。另外，对于所有四个使用的激光设置，制剂3产生最高的RGB强度。较高强度对应于较白或较浅的标记。因此，制剂3中实现的激光标记在这三种制剂中是最浅的。

因此，如通过与制剂1和制剂2中获得的激光标记相比，在相同激光标记参数(激光设置4)下获得的标记较浅(RGB强度较高)所表明，制剂3能够实现较宽的激光标记处理窗口(即较宽范围和组合的激光设置)。举例说明，可以使用较快激光移动速度和/或可以使用较高频率来产生与制剂3相似的强度标记。较高激光移动速度和较高频率可对基材(例如，基材层122)产生较少暴露，并且通常对基材产生较少的损坏或变形。因此，具有制剂3的基材可具有在较少暴露(例如，更有效)并且结构完整性较少地降低的情况下刻写的激光标记。

参考图4，示出用于制备模制部件的系统400的实例。系统400配置为使用挤出工艺以形成聚合物组合物并且使用注塑工艺以由聚合物组合物形成模制部件(例如，其部件112和/或基材层122)，如本文所述。系统400包括挤出机410、注射器414和模头418(例如，模具)。挤出机410经由一个或多于一个管道422例如一根或多于一根管耦合至注射器414。注射器414经由一个或多于一个管道426例如一根或多于一根管耦合至模头418。系统400可通过控制器412例如其处理器164和/或成形控制器来控制。例如，控制器412发送一个或多于一个控制信号482以开始系统400的一个或多于一个操作。

挤出机410包括一个或多于一个料斗，例如第一料斗430和第二料斗432，耦合至一个或多于一个料斗的筒体434。例如，筒体434可以经由进料喉438 耦合至料斗。每个料斗430、432配置为用于接收从料斗经由相应进料喉438 向筒体434提供(例如，重力进给或力进给)的材料(例如，球团、颗粒、薄片、粉末和/或液体)。如所示的，第一料斗430接收第一材料440和第二料斗432 接收第二材料442。第一材料440包括聚合物例如聚合物132和第二材料442 包括激光标记添加剂134。尽管描述为提供给单独料斗，但在其他实施方案中，第一材料440和第二材料442可由相同料斗提供。

在一些实施方案中，聚合物132包括聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯共聚物(PC COPO)、聚碳酸酯-硅氧烷共聚物、聚醚酰亚胺、聚醚酰亚胺-硅氧烷共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯醚(PPE)-硅氧烷共聚物、聚乳酸、基于双酚 A的聚碳酸酯共聚物或其组合。

另外或可替代地，聚合物132可以包括热塑性聚合物、共聚物及其共混物。聚合物132可以包括聚酯，例如半结晶聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、乙二醇改性聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCTG)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)、间苯二甲酸改性聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCTA)和Tritan^TM(对苯二甲酸二甲醇酯、1,4-环己烷二甲醇与2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的组合，来自Eastman Chemical)。另外或替代地，材料可包括树脂，例如Xylex^TM(PC和无定形聚酯的组合)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)(例如，来自Valox^TM PBT系列的树脂)和/或可从SABIC^TM甲获得的PET树脂。另外或可替代地，材料可包括液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚砜(PSU)、聚乙烯亚胺、聚酰亚胺(PI)、环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、聚酰胺(PA)、丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)或其组合。

如本文所用，术语“聚碳酸酯(polycarbonate)”(或“聚碳酸酯(polycarbonates)”) 包括共聚碳酸酯、均聚碳酸酯和(共)聚酯碳酸酯。术语聚碳酸酯还可以定义为具有式(1)的重复结构单元的组合物：

其中R¹基团总数的至少60％是芳族有机基团，其余为脂族、脂环族或芳族基团。在另一方面，每个R¹均为芳族有机基团，并且更优选地是式(2)的基团：

HO–A¹–Y¹–A²–OH (2)，

其中A¹和A²中的每一个是单环二价芳基基团并且Y¹是具有一个或两个将A¹与A²分开的原子的桥连基团。在各个方面，一个原子将A¹与A²分开。例如，这种类型的基团包括但不限于基团，例如─O─、─S─、─S(O)─、─S(O₂) ─、─C(O)─、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2.2.1]-亚双环庚基、亚乙基、亚异丙基、亚新戊基、亚环己基、亚环十五烷基、亚环十二烷基和亚金刚烷基等基团。作为说明性的非限制性实例，桥连基团Y¹可以是烃基或饱和烃基，例如亚甲基、亚环己基或亚异丙基。

在一些实施方案中，其他材料可以与第一材料440和第二材料442在挤出机410中组合。例如，其他材料可一通过挤出机410经由一种或多种料斗接收。作为说明性的非限制性实例，其他材料可包括一种或多于一种添加剂，例如抗冲改性剂、流动改性剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外(UV)光稳定剂、吸收UV的添加剂、增塑剂、润滑剂、抗静电剂、抗微生物剂、着色剂(例如染料或颜料)、表面效应添加剂、辐射稳定剂或其组合。

示例性吸收UV的添加剂包括羟基二苯甲酮；羟基苯并三唑；羟基苯并三嗪；氰基丙烯酸酯；草酰苯胺；苯并

嗪酮苄叉丙二酸酯；受阻胺光稳定剂；纳米级无机物，例如镍猝灭剂、金属氧化物、混合金属氧化物、金属硼化物；和包含前述至少一种的组合；2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚(

5411)；2-羟基-4-正辛基氧基二苯甲酮(

531)； 2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛基氧基)-苯酚(

1164)；2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并

嗪-4-酮)(

UV-3638)；1,3- 双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷(

3030)；2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并

嗪-4-酮)； 1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基) 氧基]甲基]丙烷；纳米尺寸的无机材料，例如氧化钛、氧化铈和氧化锌，所有均具有小于或等于100纳米的粒径，或包含前述UV吸收剂的至少一种的组合。基于100重量份的总的组合物，排除任何填料，UV吸收剂的使用量是0.001 重量份至5重量份。无机添加剂例如六硼化镧(LaB₆)或氧化铯钨(CTO)也可用于增强组合物与激光束的相互作用并且改善标记对比度。

着色剂例如颜料和/或染料添加剂也可以单独存在或与残留可见着色少的吸收UV稳定剂组合存在，以便通过直接促成反射率的变化调节基材颜色以及激光刻写文本、徽标、条形码、图像等的颜色和对比度。有用的颜料可以包括有机颜料例如偶氮类、二偶氮类、喹吖啶酮、苝、萘四羧酸、黃烷士酮、异吲哚酮、四氯异吲哚酮、蒽醌、蒽酮(enthrones)、二

嗪、酞菁和偶氮色淀；颜料红101、颜料红122、颜料红149、颜料红177、颜料红179、颜料红202、颜料紫29、颜料蓝15、颜料蓝60、颜料绿7、颜料黄119、颜料黄147、颜料黄150和颜料棕24；或包含至少一种前述颜料的组合。

示例性染料通常是有机材料，包括香豆素染料，例如香豆素460(蓝色)、香豆素6(绿色)、尼罗红等；镧系元素配合物；烃类和取代烃类染料；多环芳烃染料；闪烁染料例如

唑或

二唑染料；芳基或杂芳基取代的聚(C2-8)烯烃染料；碳菁染料；阴丹酮染料；酞菁染料；

嗪染料；羧基苯乙烯染料；萘四羧酸染料；卟啉染料；双(苯乙烯基)联苯染料；吖啶染料；蒽醌染料；花菁染料；次甲基染料；芳基甲烷染料；偶氮染料；靛族染料、硫准靛染料、重氮染料；硝基染料；醌亚胺染料；氨基酮染料；四氮唑染料；噻唑染料；苝染料、芘酮染料；双苯并

唑基噻吩(BBOT)；三芳基甲烷染料；呫吨染料；噻吨染料；萘酰亚胺染料；内酯染料；荧光团，例如吸收近红外波长并且发射可见光波长的反斯托克斯位移染料等；发光染料，例如7-氨基-4-甲基香豆素；3-(2'- 苯并噻唑基)-7-二乙氨基香豆素；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-

二唑； 2,5-双-(4-联苯基)-

唑；2,2'-二甲基-对四联苯；2,2-二甲基-对三联苯；3,5,3"", 5""-四叔丁基-对五联苯；2,5-二苯基呋喃；2,5-二苯基

唑；4,4'-二苯基芪； 4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃；1,1'-二乙基-2, 2'-碘化碳菁；3,3'-二乙基-4,4',5,5'-二苯并硫代三碳菁碘化物；7-二甲基氨基-1- 甲基-4-甲氧基-8-氮杂喹诺酮-2；7-二甲基氨基-4-甲基喹啉-2；2-(4-(4-二甲基氨基苯基)-1,3-丁二烯基)-3-乙基苯并噻唑鎓高氯酸盐；3-二乙基氨基-7-二乙基亚胺基苯并

唑鎓高氯酸盐；2-(1-萘基)-5-苯基

唑；2,2'-对-亚苯基-双(5-苯基

唑)；罗丹明700；罗丹明800；芘、

红荧烯、晕苯等；或包含前述染料的至少一种的组合。应当理解，上述添加剂、UV吸收剂、着色剂等中的任一种可以与本文所述任何材料一起使用，并且不限于聚碳酸酯。

每个料斗430、432将其相应材料440、442提供到筒体434中，在筒体434 中材料组合以形成聚合物复合材料450。例如，材料在筒体434中通过旋转螺杆、沿着筒体434布置的加热器或两者生成的机械能(例如，压力)逐渐熔化。熔融的材料混合在一起(例如共混)以形成聚合物复合材料450。任选地，在混合成分以形成聚合物复合材料450期间，可以在合适时间混合一种或多于一种添加剂。

因此，与聚合物132相比，聚合物复合材料450通过将本文所述激光标记添加剂134并入聚合物复合材料450中具有增加的UV吸收。增加的UV吸收能够实现使用聚合物复合材料450制成的透明或半透明部件或层中的激光标记。例如，由聚合物复合材料450制成的部件在暴露于UV辐射、例如来自UV激光的激光束时可形成白色或浅色标记。

将聚合物复合材料450从筒体434经由管道422提供给注射器414。注射器414将聚合物复合材料450经由管道426注入模头418。聚合物复合材料450 流动进入模头418直至聚合物复合材料450基本上填充模头418，例如一个或多于一个腔体或其特征。聚合物复合材料450冷却以形成模制部件(例如，部件112)。

如所示的，将聚合物复合材料450从挤出机410经由注射器414提供给模头418。在其他实施方案中，系统400可不包括注射器并且挤出机410可将聚合物复合材料450经由一个或多于一个管道提供给模头418。尽管聚合物复合材料450已在使用挤出工艺的系统400中描述，但在其他实施方案中，聚合物复合材料450可通过其他工艺形成并且提供给注射器414以注入模头418。

如参考图4所述，系统400配置为形为模制部件。模制部件包括聚合物复合材料(包括聚合物和和激光标记添加剂)，其可有利地能够通过UV辐射进行激光标记。例如，模制部件的基材层当暴露于UV激光时形成白色或浅色激光标记。另外，基材层可以是透明或半透明的。

在其他实施方案中，挤出机410形成挤出物(例如，聚合物复合材料450 股线)，然后将其在水浴中冷却，或者通过当挤出物从挤出机410经由管道422 移动至造粒机时，将挤出物喷涂在管道422(例如，传送带)中。造粒机将挤出物(例如，其股线)破碎成碎片，例如球团。聚合物复合材料450的球团然后可用于注塑工艺或其他成型工艺。

在一些实施方案中，聚合物复合材料450还可包括一种或多于一种添加剂，旨在赋予某些特性至模制部件(例如，部件112)。各种添加剂可以并入聚合物复合材料450中，条件是选择一种或多于一种添加剂使得不会显著不利地影响聚合物复合材料450的所需性能(例如，添加剂具有良好的与聚合物132和激光标记添加剂134的相容性)。例如，选择的一种或多于一种添加剂不会显著不利地影响聚合物132和激光标记添加剂134之间的键合、聚合物132的透明度、激光标记添加剂134的UV吸收或其组合。

作为其他说明性的非限制性实例，聚合物复合材料450可以包括脱模剂，以便于模制部件从模具组件中脱出。作为说明性的非限制性实例，脱模剂的实例包括脂肪族和芳香族羧酸及其烷基酯，例如硬脂酸、山萮酸、季戊四醇四硬脂酸酯、三硬脂酸甘油酯和乙二醇双硬脂酸酯。脱模剂还可包括聚烯烃，例如高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和类似的聚烯烃均聚物和共聚物。另外，脱模剂的一些组合物可以使用季戊四醇四硬脂酸酯、单硬脂酸甘油酯、蜡或聚α硬烯烃。以组合物的总重量计，脱模剂通常以0.05重量％至 10重量％，例如0.1重量％至5重量％、0.1重量％至1重量％或0.1重量％至 0.5重量％存在于组合物中。一些脱模剂具有高分子量、通常大于或等于300，以防止在熔融加工过程中脱模剂从熔融聚合物混合物中流失。

参考图5，示出刻写基材的方法的一个实例。方法500可以通过激光装置或系统、例如系统100或其一个或多于一个部件(例如，激光装置114、激光 142、电子器件116、激光控制器172或其组合)来进行。基材可包括或对应于部件112、部件112的一部分例如基材层122或图4的模制部件，如本文所述。

方法500包括在510处开始向基材施加激光束。例如，激光束可以包括或对应于图1的激光束152。举例说明，激光装置114响应于来自电子器件116 的激光控制器172的一个或多于一个控制信号使激光142产生并且提供激光束 152至基材层122。另外或可替代地，激光装置114响应于经由激光装置114 的一个或多于一个I/O装置170接收的用户输入使激光142产生激光束152。施加激光束152可以在到达基材之间穿过一层或多层外层(例如，124)。在一个特定实施方案中，基材在刻写之前或之后并入医疗装置中。

方法500任选地包括在512处开始移动激光装置使得激光束以对应于激光刻写的图案移动。例如，激光刻写可包括或对应于激光标识156并且可以包括一个或多于一个激光标记154。举例说明，激光装置114响应于来自电子器件 116的激光控制器172的一个或多个控制信号或经由激光装置114的一个或多于一个I/O装置接收的用户输入来调整激光142以移动或引导激光束152。移动激光束152可产生多个激光标记154并且形成激光标记154的图案，即激光标识156。在其他实施方案中，基材或基材和激光装置移动使得激光束相对于基材以一定图案移动。

方法500还包括在514处停止向基材施加激光束。例如，激光装置114响应于来自电子器件116的激光控制器172的一个或多于一个控制信号或经由激光装置114的一个或多于一个I/O装置170接收的用户输入而使激光142中止或停止产生激光束152。可以由方法500形成的一种产品或制造制品包括部件 112。

因此，方法500描述制造聚合物组合物，例如聚合物复合材料450。方法 500有利地能够产生具有增加的UV吸收的聚合物组合物，使得可在透明或半透明材料例如基材层122中通过UV激光形成激光标记。

参考图6，示出制造聚合物组合物的方法的一个实例。方法600可以通过制造装置或系统、例如系统400(例如，挤出机410)来进行。聚合物组合物可以包括或对应于聚合物复合材料450，如本文所述。聚合物组合物可用于形成部件1122或其一部分、例如基材层122。

方法600包括在610处接收激光标记添加剂。例如，激光标记添加剂可以包括或对应于激光标记添加剂134，例如结合图1所述。方法600还包括在612 处将激光标记添加剂与一种或多于一种聚合物组合以形成聚合物组合物。可由方法600形成的一种产品或制造制品包括部件112。任选地，方法600包括在将激光标记添加剂与一种或多于一种聚合物例如聚合物132组合之前，接收一种或多于一种聚合物。

因此，方法600描述制造聚合物组合物，例如聚合物复合材料450。方法 600有利地能够产生具有增加的UV吸收的聚合物组合物，使得可在透明或半透明材料例如基材层122中通过UV激光形成激光标记。

参考图7，示出了制造部件的方法的一个实例。方法700可以通过制造装置或系统、例如系统400(例如，挤出机410)来进行。部件可以包括或对应于部件112或图4的模制部件，如本文所述。

方法700包括在710处将聚合物组合物注入模具。模具限定一个或多于一个腔体，使得当注入时聚合物组合物流动进入模具中直至聚合物组合物材料基本上填充一个或多于一个腔体。例如，聚合物组合物可包括或对应于聚合物复合材料450，并且模具可以包括或对应于模具或模头418。举例说明，聚合物复合材料450当施加至模头418时处于熔融状态并且通过在模头418中冷却而固化以形成部件112(例如，其基材层122)。方法700还包括在712处从模具中取出部件。举例说明，一件或多于一件模头418相互解耦，从模头418中取出部件112。

方法700还可以包括在挤出装置处组合聚合物、激光标记添加剂和一种或多于一种添加剂以形成聚合物组合物。例如，挤出装置可以包括或对应于挤出机410。一种或多于一种添加剂可以包括或对应于添加剂134、参考图4所述的一种或多于一种添加剂或其组合。在一些这样的实施方案中，方法700还包括从挤出装置向注射装置提供用于注入模具的聚合物组合物。例如，注射装置可以包括或对应于注射器414。在其他实施方案中，挤出装置可以将聚合物组合物注入模具。

因此，方法700描述制造部件，例如具有UV吸收剂的部件112。方法700 有利地能够形成能够通过UV激光实现激光刻写的部件。另外，与通过IR激光形成的激光刻写相比，激光刻写可以增加耐磨损性和防篡改性。

注意，参考图5至图7中的一种方法描述的一个或多于一个操作可与图5 至图7中的其他方法的一个或多于一个操作组合。例如，方法600的一个或多于一个操作可与方法700的一个或多于一个操作组合。另外，参考图1和图4 的系统描述的一个或多于一个操作可与参考图5至图7的一种方法描述的一个或多于一个操作组合。

上述说明和实施例提供了说明性实施方案的结构和使用的完整描述。尽管以上已以某种程度的特定性或参考一个或多于一个单独实施方案描述了某些实施方案，但本领域技术人员可以在不脱离本公开的范围的情况下对公开的实施方案进行许多改变。因此，方法和系统的各种说明性实施方式并不旨在限于公开的特定形式。相反，它们包括落入权利要求范围内的所有修改和替代，并且除所示实施方案以外的实施方案可包括所述实施方案的一些特征或全部特征。例如，元件可以省略或组合为单一结构，连接可以进行替换，或两者兼而有之。此外，在适当的情况下，上述任何实施例的方面可以与描述的任何其他实施例的方面组合以形成具有类似或不同性能和/或功能并且解决相同或不同问题的其他实施例。类似地，应当理解，上述益处和优点可与一种实施方案有关或可与多种实施方案有关。因此，本文描述的单个实施方案不应解释为限制性的，并且在不脱离本公开的教导的情况下可以适当地组合本公开的实施方案。

权利要求并不旨在包括并且不应解释为包括装置加功能或步骤加功能的限制，除非在给定的权利要求中分别使用短语“用于……的装置”或“用于…… 的步骤”明确记载了这样的限制。

Claims

1.一种组合物，其包含：

一种或多于一种聚合物；和

选自2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基-5-己氧基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑及其任何组合的激光标记添加剂。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基-5-己氧基)苯酚以所述组合物的0.01重量％至0.5重量％的量存在。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的组合物，其中2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚以所述组合物的0.01重量％至0.5重量％的量存在。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑以所述组合物的0.01重量％至3重量％的量存在。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中一种或多于一种聚合物中的至少一种聚合物选自聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、环状嵌段共聚物(CBC)、季戊四醇四硬脂酸酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基戊烯(PMP)、基于异山梨醇的聚碳酸酯、苯乙烯丙烯腈(SAN)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)及其任何组合。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中一种或多于一种聚合物中的至少一种聚合物选自环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、环状嵌段共聚物(CBC)、聚甲基戊烯(PMP)、聚烯烃及其任何组合。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中一种或多于一种聚合物包括聚碳酸酯，并且其中2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑以小于或等于所述组合物的3重量％的量存在。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中一种或多于一种聚合物包括季戊四醇四硬脂酸酯(PET)，并且其中2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑以小于或等于所述组合物的0.5重量％的量存在。

9.一种部件，其包括由根据权利要求1至8中任一项所述的组合物形成的基材，其中所述基材是透明或半透明的，并且其中在所述基材中通过UV激光形成的激光标记是浅色或白色的。

10.根据权利要求9所述的部件，其中所述部件是医疗装置或被整合到医疗装置中。

11.一种刻写基材的方法，所述方法包括：

在包含一种或多于一种聚合物和选自2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基-5-己氧基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2-羟基-3,5-二枯基)苯并三唑及其任何组合的激光标记添加剂的基材上进行：

向所述基材开始施加激光束，其中所述激光束具有500nm或小于500nm的波长；和

停止向所述基材施加激光束，其中施加激光束在所述基材上产生激光标记。

12.根据权利要求11所述的方法，其还包括开始移动激光装置使得所述激光束以对应于激光刻写的图案移动。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述激光束具有400nm或小于400nm的波长，并且其中所述激光束在撞击到所述基材上之前穿过一个或多于一个层。

14.根据权利要求11所述的方法，其中产生所述激光束的激光装置具有一个或多于一个选自以下的操作特征：功率输出为1瓦特至3瓦特(W)，频率为10千赫兹至50千赫兹(kHz)，移动速度为200毫米每秒至1600毫米每秒(mm/s)，功率设置为95％。

15.一种部件，其包括具有通过权利要求11至14中任一项所述的方法形成的激光标记的基材。