JPH111065A - レーザー光の照射により黒色系に発色するレーザーマーキング材料及びそれを含む樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザー光の照射により黒色系に発色し、そ
の発色がアルカリにより退色することがなくかつ人体に
対する毒性や環境汚染の問題のないレーザーマーキング
材料及びそれを含む樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 レーザー光の照射により黒色系に発色す
る二酸化チタンと還元剤とからなるレーザーマーキング
材料及びこれを含む樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光の照射
により黒色系に発色するレーザーマーキング材料及びそ
れを含む樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子部品等の物品表面に文字や記
号を表示するために、熱硬化型や紫外線硬化型のインク
を用いた転写印刷法が行なわれていた。しかしながら、
この方法は、物品表面へのゴミの付着防止、物品表面へ
のインクのなじみの調整等に困難を伴い、印刷後にイン
クの硬化を必要とする等の問題があった。また、前記印
刷法に代わる方法として、あらかじめ、レーザーマーキ
ング材料を配合した樹脂組成物を成形等した表面に、レ
ーザー光を照射し、画像を形成させる方法が提案されて
いる。レーザー光の照射により黒色系に発色するレーザ
ーマーキング材料としては、例えば、鉛化合物（特開平
２−４８９８４号公報、特開平３−５２９４４号公報参
照）、シュウ酸銅（特開平３−５２９４５号公報参照）
等が提案されている。鉛化合物をレーザーマーキング材
料に用いると、鮮明な黒色系の発色が得られるが、鉛等
の重金属には、人体に対する毒性や環境汚染の問題があ
る。電子部品等のレーザーマーキング材料として、シュ
ウ酸銅を用いた場合、レーザー光の照射により黒色系の
画像を形成した電子部品等を、アルカリ洗浄液で洗浄す
ると、黒色系の発色が退色し、画像が不鮮明になるとい
う問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、レーザー光
の照射により黒色系に発色し、その発色がアルカリによ
り退色することがなくかつ人体に対する毒性や環境汚染
の問題のないレーザーマーキング材料及びそれを含む樹
脂組成物を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明によれば、レーザー光の照射によ
り黒色系に発色する二酸化チタンと還元剤とからなるレ
ーザーマーキング材料が提供される。また、本発明によ
れば、レーザー光の照射により黒色系に発色する二酸化
チタンと還元剤とからなるレーザーマーキング材料を含
む樹脂組成物が提供される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に用いる二酸化チタンは、
ルチル型、アナタース型又はブルッカイト型のどの結晶
構造を有するものでもよいが、好ましくは、表面未処理
のものである。二酸化チタンの平均粒径は、１〜１００
０ｎｍ、好ましくは、５０〜５００ｎｍである。二酸化
チタンの平均粒径が１０００ｎｍより大きいと、レーザ
ー光を照射したときに十分な反応が得られなくなり、画
像も不均一になる。本発明に用いる還元剤は、レーザー
光の照射により二酸化チタンを低次酸化チタンに還元す
るものであればよく、特に限定されないが、好ましく
は、蓚酸第一錫等の有機酸金属塩、特に、蓚酸金属塩で
ある。この場合の金属は、低次価数と高次価数の両方を
示すことのできる遷移金属あり、低次価数の金属の有機
酸塩が用いられる。金属塩としては、第１錫塩が好まし
く用いられる。本発明に用いる二酸化チタンと還元剤と
の配合割合は、好ましくは、二酸化チタン１ｍｏｌに対
し、還元剤０．１〜１０ｍｏｌである。還元剤の配合割
合が０．１ｍｏｌより少なくないと、レーザー光を照射
したときの二酸化チタンの低次酸化チタンへの還元が不
十分になり、十分な黒色系の発色が得られなくなり、１
０ｍｏｌ以上配合しても発色性の大きな向上は見られな
い。

【０００６】本発明のレーザーマーキング材料は、成形
物又は固体表面を形成するための各種の樹脂組成物に配
合して用いることができる。この樹脂組成物の形態は、
特に制約されず、固体状、液体状、懸濁液状等の各種の
形態であることができる。固体状には、粉末状やペレッ
ト状が包含され、液体状には、液体状、粘性液状が包含
され、懸濁液状には、エマルジョンやサスペンジョンが
包含される。また、樹脂組成物の種類も特に制約され
ず、熱や光で硬化する硬化性樹脂組成物、熱可塑性樹脂
組成物、ゴム組成物等が包含される。硬化性樹脂組成物
としては、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタ
ン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、ポ
リイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂、キシレン樹脂、ケイ素樹脂等の硬化性樹脂を樹
脂成分として含む各種の組成物が挙げられる。熱可塑性
樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、合成ゴム（ポリブタジエン、ブタジエン／スチ
レン共重合体、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、エ
チエン／プロピレン共重合体）、ポリ酢酸ビニル、ポリ
メタクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、ポリ
アクリル酸アミド、ポリオキシメチレン、ポリフェニレ
ンオキシド、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネ
イト、セルロール系樹脂、ポリアクリロニトリル、熱可
塑性ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピ
ロリドン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂等の熱可塑性樹
脂を樹脂成分として含む各種の組成物が挙げられる。

【０００７】本発明のレーザー光の照射により黒色系に
発色する二酸化チタンと還元剤とからなるレーザーマー
キング材料を含む樹脂組成物において、二酸化チタンの
配合割合は、樹脂成分１００重量部に対し、通常、５〜
２００重量部、好ましくは５〜８０重量部、より好まし
くは１０〜５０重量部の割合である。本発明の樹脂組成
物は、二酸化チタンと還元剤とからなるレーザーマーキ
ング材料の他、慣用の補助成分を含むことができる。こ
のような補助成分としては、硬化剤、硬化促進剤、有機
又は無機充填剤、顔料、染料、酸化防止剤、難燃剤、溶
剤等が挙げられる。本発明の樹脂組成物は、例えば、成
形材料や塗装材料として用いられる。成形材料として用
いる場合、その成形方法としては、トランスファー成形
法、射出成形法、圧縮成形法、注型成形法、ディッピン
グ成形法等が挙げられる。一方塗装材料として用いる場
合、その塗装方法としては、流動浸漬法、静電スプレー
法、バーコーター法、ロールコーター法、はけ塗り法等
が挙げられる。本発明の樹脂組成物から得られる成形物
や塗装物の固体表面に対しては、レーザー光の照射によ
り、その表面に、黒色系の文字やマーク等の画像を形成
することができる。レーザーマーキングの対象となる物
品の具体例としては、例えば、表面を樹脂組成物で塗装
されたコンデンサー、抵抗、ダイオード、ＩＣ等の電子
・電気部品等が挙げられる。このような用途では、電気
・電子部品等の識別のために、樹脂組成物を任意の色に
着色することが要求されるが、シュウ酸銅のような青色
系の着色を有するレーザーマーキング材料を用いた場
合、樹脂組成物を任意の色に着色することが困難である
が、本発明に用いる二酸化チタンは、白色であり、樹脂
組成物を顔料や染料で任意の色に着色できる。レーザー
光としては、炭酸ガスレーザー光やＹＡＧレーザー光等
の従来公知のレーザー光を用いることができる。このよ
うなレーザー光発生装置としては、炭酸ガスレーザー発
生装置を始め、ＹＡＧレーザー発生装置等の従来公知の
各種のものを用いることができる。

【０００８】

【発明の効果】本発明のレーザーマーキング材料及び樹
脂組成物にレーザー光を照射すると、レーザー光照射箇
所の二酸化チタンが還元剤の作用により低次酸化チタン
に還元され、レーザー照射箇所には、黒色系画像が形成
される。この画像は、アルカリ洗浄液で洗浄しても退色
することがない。さらに、本発明に用いる二酸化チタン
は、白色であり、シュウ酸銅等の有色のレーザーマーキ
ング材料を用いた場合には困難であった、樹脂組成物を
任意の色に着色できるという効果がある。本発明で用い
るレーザーマーキング材料及び樹脂組成物は鉛化合物を
含まないことから、従来の鉛化合物を含有するものに見
られたような人体に対する毒性の問題も殆んどない。

【０００９】

【実施例】次に、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら
限定されるものではない。なお、樹脂組成物の性能評価
方法は、次のとおりである。 （視認性） ◎：非常に鮮明な画像である。 ○：鮮明な画像である。 △：やや不鮮明な画像である。 ×：画像がほとんど読みとれない。 （画像均一性） ◎：非常に均一な画像である。 ○：均一な画像である。 △：やや不均一な画像である。 ×：部分的な断線等の欠陥がある。

【００１０】実施例１〜３、比較例１〜２ 表１に示す樹脂組成物を調製し、８０℃で１時間、更
に、１５０℃で２時間加熱硬化し、０．５ｍｍの厚さの
成形物を作成した。次に、この成形物表面に、波長１
０．６μｍであるレーザー光を１回照射し、画線の太さ
が０．２ｍｍの画像を形成した。このとき使用したレー
ザー光マーキング装置は、ＩＥＡ ＣＯ₂レーザー、ユ
ニマーク４００の４Ｊ（ジュール）型（ウシオ電気社
製）である。実施例１〜３、比較例１〜２の樹脂組成物
の成形物表面にレーザー光の照射により形成した画像の
視認性、画像均一性の性能評価結果を表１に示す。な
お、表１に示す成分の具体的内容は、次のとおりであ
る。 エピコート８２８：油化シュルエポキシ社製ビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１９０ ＴｉＯ₂：堺化学工業社製アナタース型二酸化チタン、
平均粒径０．１５μｍ ＣＭＣ−１２Ｓ：龍森社製結晶性シリカ、平均粒径５．
０〜８．０μｍ ＳｎＣ₂Ｏ₄：日本化学産業社製蓚酸第一錫 ２Ｅ４ＭＺ：四国化成工業社製２−エチル−４−メチル
イミダゾール

【００１１】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ４１Ｍ 5/26 Ｓ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二酸化チタンと還元剤とからなるレーザ
   ー光の照射により黒色系に発色するレーザーマーキング
   材料。
2. 【請求項２】 還元剤を二酸化チタン１ｍｏｌに対し、
   ０．１〜１０ｍｏｌの割合で含む請求項１のレーザーマ
   ーキング材料。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のレーザーマーキング材
   料を含む樹脂組成物。