JP2010095396A - レーザーマーキング用酸化ビスマス系添加剤およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】a)ビスマスの酸化物と、b)ガドリウムおよびネオジムから選択される少なくとも1つの金属の酸化物とを含有することを特徴とするレーザーマーキング用添加剤。好ましい金属酸化物は下記一般式で表される。Bi(1−x)MxOy(式中、Mはガドリウムおよびネオジムから選択される少なくとも1つの金属、xおよびyはそれぞれ0.001<x<0.5、1<y<2.5の関係を有する値である。)
【選択図】 なし
Description
(1)非接触のマーキング方法であるため、任意の形状の基材に高速でマーキングを行うことができる、
(2)インクを使用しないため、マーキングが耐摩耗性に優れ、改ざんが困難であり、また有機溶剤等の揮発がないため低環境負荷である、
という大きな特徴がある。
a)ビスマスの酸化物と、
b)ガドリウムおよびネオジムから選択される少なくとも1つの金属の酸化物とを
含有することを特徴とするものである。
(式中、Mはガドリウムおよびネオジムから選択される少なくとも1つの金属、xおよびyはそれぞれ0.001<x<0.5、1<y<2.5の関係を有する値である。)
本発明によるレーザーマーキング用添加剤は、上記添加剤を構成する元素の酸化物、あるいは熱を加えることにより酸化物となる化合物を、所定の割合で配合した原料配合物を粉砕機で乾式処理することにより、メカノケミカル反応を起こすに充分なエネルギーをその原料配合物に与える工程と、それを300℃以上の温度で焼成すること工程を含む方法により好適に製造することができる。
三酸化ビスマス198.6gと三酸化ガドリウム1.4gを、直径15mmのアルミナボール2kgの入った内容積2リットルの転動ボールミルに入れ、12時間粉砕混合を行った。この混合物をるつぼに詰め、電気炉に入れて800℃で3時間焼成した。得られた焼成物を転動ボールミルで平均粒子径が2〜3μmになるまで湿式粉砕し、乾燥して淡黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
原料を、三酸化ビスマス199.3gと三酸化ネオジム0.7gに変えた以外、実施例1と同様の操作を行い、淡黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
市販の三酸化ビスマス(平均粒径2.9μm)を用意した。
特許文献4に記載の方法に従ってジルコン酸ビスマス化合物267−024aを製造した。すなわち、三酸化ビスマス95.7gと酸化ジルコニウム4.3gを混合し、且つ1000℃で10分間るつぼ中で溶融させ、得られた溶融物をついで水浴中に注いだ。その後、乾燥、粉砕を経て黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
特許文献4に記載の方法に従ってニオブ酸ビスマス化合物267−059aを製造した。すなわち、三酸化ビスマス98.8gと五酸化ニオブ1.2gを混合し、且つ1000℃で10分間、1093℃で10分間、るつぼ中で加熱し、ついでこの混合物を水浴中に注いだ。その後、乾燥、粉砕を経て淡黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
特許文献4に記載の方法に従ってビスマス亜鉛酸化物化合物174−115eを製造した。すなわち、三酸化ビスマス97.7gと酸化亜鉛2.3gを混合し、且つ749℃で65時間、コージエライト・サガー中で加熱した。その後、この混合物を粉砕することにより淡黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
特許文献4に記載の方法に従ってチタン酸ビスマス化合物174−013aを製造した。すなわち、三酸化ビスマス97.2gと酸化チタン2.8gを混合し、且つ1000℃で10分間、るつぼ中で溶融させ、得られた溶融物をついで水浴中に注いだ。その後、乾燥、粉砕を経て淡黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
特許文献4に記載の方法に従ってストロンチウムビスマス酸化物化合物267−047aを製造した。すなわち、三酸化ビスマス87.1gと炭酸ストロンチウム12.9gを混合し、且つ1000℃で10分間、1093℃で10分間、1149℃で1分間、るつぼ中で溶融させ、得られた溶融物をついで水浴中に注いだ。その後、乾燥、粉砕を経て黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
特許文献4に記載の方法に従ってアルミン酸ビスマス化合物267−022aを製造した。すなわち、三酸化ビスマス99.1gと酸化アルミニウム0.9gを混合し、且つ1000℃で10分間るつぼ中で溶融させ、得られた溶融物をついで水浴中に注いだ。その後、乾燥、粉砕を経て黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
原料を、三酸化ビスマス198.5gと酸化サマリウム1.6gに変えた以外、実施例1と同様の操作を行い、淡黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
原料を、三酸化ビスマス199.2gと酸化ユウロピウム0.8gに変えた以外、実施例1と同様の操作を行い、淡黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
原料を、三酸化ビスマス199.2gと酸化ジスプロシウム0.8gに変えた以外、実施例1と同様の操作を行い、淡黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
原料を、三酸化ビスマス199.2gと酸化ホルミウム0.8gに変えた以外、実施例1と同様の操作を行い、淡黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
原料を、三酸化ビスマス199.2gと酸化イッテルビウム0.8gに変えた以外、実施例1と同様の操作を行い、淡黄色のレーザーマーキング用添加剤を得た。
特許文献5に記載の銅モリブデン系複合酸化物(東罐マテリアル・テクノロジー社製42−903A、平均粒径1.5μm)を用意した。
実施例および比較例で得られたレーザーマーキング用添加剤に対し、下記の方法で、樹脂への初期着色性およびレーザーマーキング特性を評価した。得られた結果を表1にまとめて示す。
高密度ポリエチレン樹脂に上記添加剤を0.025PHR(樹脂100重量部に対する添加剤の重量部数)で分散させた。この組成物を70℃で3時間乾燥させた後、射出成形機(日本製鋼所社製、JSW、J505A11)を使用し200℃で板状に成形した。得られた成形板の初期着色性を下記基準で目視にて評価した。
×濃い着色、
○ほとんど着色なし
(2)レーザーマーキング特性
(1)にて作成した成形板に対して、YAGレーザー(日本電気社製、SL475K)を照射し、成形板を変色させた。レーザー照射条件は、入力電流20A、送り速度500mm/秒、Q―sw周波数5kHzであった。
×ほぼ印字不可(実施例1の黒度100に対して20未満)、
△黒度不良(実施例1の黒度100に対して20以上80未満)、
○黒度良(実施例1の黒度100に対して80以上90未満)、
◎黒度非常に良(実施例1の黒度100に対して90以上)
印字精細性:レーザーを照射した際の印字繊細性
×ほぼ印字不可、
△印字かすれ、
○印字良、
◎ 繊細な印字
Claims (4)
- a)ビスマスの酸化物と、
b)ガドリウムおよびネオジムから選択される少なくとも1つの金属の酸化物とを
含有することを特徴とするレーザーマーキング用添加剤。 - 上記金属酸化物が下記一般式で表される請求項1記載のレーザーマーキング用添加剤。
Bi(1−x)MxOy
(式中、Mはガドリウムおよびネオジムから選択される少なくとも1つの金属、xおよびyはそれぞれ0.001<x<0.5、1<y<2.5の関係を有する値である。) - 上記添加剤を構成する元素の酸化物、あるいは熱を加えることにより酸化物となる化合物を、所定の割合で配合した原料配合物を粉砕機で乾式処理することにより、メカノケミカル反応を起こすに充分なエネルギーをその原料配合物に与える工程と、それを300℃以上の温度で焼成する工程を含むことを特徴とする、請求項1または2記載のレーザーマーキング用添加剤の製造方法。
- 請求項1または2記載のレーザーマーキング用添加剤を含むレーザーマーキング可能な成形物。
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