eng
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
Выпуск #6/2015
С.Розенбергер, У.Ютман
Лазерно-активные порошковые пигменты и полимерные гранулы
Лазерно-активные порошковые пигменты и полимерные гранулы
Просмотры: 5531
Лазерно-активные добавки серии Iriotec® 8000 фирмы Merck предназначены для лазерной маркировки полимеров. С их помощью нанесенные графические записи кода или серийного номера превращаются в стойкие надписи, защищенные от возможностей внешнего воздействия. Добавки серии Iriotec® разработаны преимущественно для маркировки с помощью импульсных лазеров, а именно – волоконных, YAG- или YVO4-модификаций с рабочими длинами волн порядка 1064 нм.
Теги: laser marking laser-sensitive powder pigments plastics polymers лазерная маркировка лазерно-активные порошковые пигменты пластики полимеры
Когда свет пишет…
Известно, что в области маркировки полимеров лазеры обладают рядом преимуществ, в случае маркировки поверхности полимерных деталей не обладающих ровной поверхностью. Также в ходе эксплуатации пластики подвергаются различным воздействиям со стороны окружающей среды. И особенности текстуры поверхности могут осложнить процесс маркировки. Но, в случае использования лазера для маркировки все эти проблемы отсутствует.
В настоящее время маркировка полимеров часто применяется при сортировке технических изделий, которые должны гарантированно проявлять хорошую контролепригодность. Пример – автомобилестроение, где важную роль играет резистентность деталей к воздействию масла и нагреву. Другой пример – изделия химической промышленности, каждая упаковка которых должна иметь отдельную маркировку, причем без возможности ее последующего изменения. Тогда в большей степени именно лазерный способ нанесения маркировки – экономичный и чистый, с экологической точки зрения, должен использоваться.
Лазерная маркировка – бесконтактный процесс
Бесконтактная лазерная маркировка также имеет ряд преимуществ. Она может применяться для работы с изделиями, имеющими любой тип поверхности. И ни шероховатость, ни геометрия поверхности не влияют на качество получаемой маркировки. Более того, существует возможность маркировки прозрачных пластиков. Данный метод маркировки не предъявляет каких-либо требований к обработке поверхности, также отсутствует проблема адгезии краски так как нет граничных поверхностей. Суть метода заключается в изменении цвета самого материала (рис.1).
Свет не является расходным материалом
С использованием лазерно-активных добавок под действием лазерного излучения материал полимера приобретает возможность изменять свои цвета. Это означает, что расходные материалы – растворители и краски для производства – отсутствуют, исключается необходимость складирования материалов, в том числе хранение пустых ёмкостей. Плюс ко всему, это ведёт к минимизации количества простоев по организационно-техническим причинам, так как свет не является расходным материалом.
От прозрачного для лазерного излучения полимера до лазерной маркировки
Большинство полимеров оказываются прозрачными для лазерного луча, и их маркировка получается достаточно экономичной. При добавлении в основной материал лазерно-активных частиц происходит поглощение энергии лазерного излучения, и это инициирует изменение цвета полимера. Merck предлагает использовать для лазерной маркировки пигметные порошки или гранулы. Наши лазерно-активные гранулы представляют собой обогащенный полимер. Их преимущества в том, что в них отсутствует пыль, что обеспечивает высокий контраст и четкость краев изображения. Гранулы быстро реагируют на излучение, обеспечивая темный цвет линий маркировки независимо от используемого материала полимера (рис.2).
Материал, тип лазера и добавка подбираются исходя из поставленных задач
Порошковые пигменты серии Iriotec® 8000 производства компании Merck поглощают энергию лазерного излучения и изменяют свой цвет вследствие взаимодействия с полимером. Ядром каждой частицы пигмента является слюдяная пластина, покрытая тонким слоем вещества, именно оно поглощает лазерное излучение.
Порошковые пигменты серии Iriotec® 8000 достаточно легко вводятся в полимеры. Вследствие их высокой температурной стабильности и низкой концентрации в частицах, требуемой для реакции, они хорошо подходят для технических и прозрачных полимеров. Данные пигменты обеспечивают высокую контрастность и четкость границ изображения, высокую скорость маркировки. Таким образом, описанный метод конкурирует с технологией струйной печати. Вследствие легкого обугливания поликарбоната, даже небольшое количество лазерно-активной добавки, в данном примере – Iriotec® 8825, является достаточным, чтобы существенно повысить четкость краев изображения и скорость маркировки. Изменение цвета при добавлении лазерно-активных частиц трудно зафиксировать невооруженным глазом; прозрачность поликарбоната сохраняется (рис.3).
Лазерно-активные пигменты в форме порошка играют ключевую роль в изменении цвета полимера. Как можно увидеть на образце полиамида синего цвета, варьируя рабочие параметры лазера, можно изменять тон и цвет. Полиамид, как правило, реагирует на свет. При добавлении пигментного порошка, управление результатом маркировки происходит с помощью соответствующих настроек параметров лазера. Также возможно получение темной маркировки, что позволяет выполнять черно-белые изображения (рис.4). В зависимости от состава полимера и настройки параметров лазера возможно получить:
темные области – полимер обугливается;
светлые области – полимер вспенивается.
Лазерно-активные гранулы производства Merck проявляют свои свойства независимо от основного материала
Кроме вещества, поглощающего излучение, лазерно-активные гранулы, в частности Iriotec® 8208, также содержат цветообразующие компоненты, что позволяет им проявлять свои свойства независимо от основного полимера. Цвет получаемой маркировки всегда темный, независимо от типа основного полимера: полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП) или термопластичного полиуретана (ТПУ), которые, как правило, обугливаются. Цвет маркировки может быть светлым в таких полимерах, как полиоксиметилен (ПОМ) и полиметилметакрилат (ПММА), которые имеют свойство вспениваться. При использовании пигментных порошков ПОМ невозможно промаркировать в темных тонах. Но добавив лазерно-активные гранулы, можно провести маркировку поверхности независимо от основного полимера (рис.5).
Наполнители, красящие вещества
и так далее
Количество полимера, способного реагировать на воздействие лазерного излучения, можно уменьшить, если включить в него наполнители, например стекловолокно. Кроме того, известно, что лазерное излучение обладает свойством рассеиваться. А это влияет как на контраст, в случае формирования темной маркировки на светлом фоне, так и на ширину линии в случае светлой маркировки на темном фоне. В результате маркировки полиамида с 30%-ным содержанием стекловолокна возможно добиться высокого контраста изображения. Ширина линии возрастает в сравнении со случаем использования материала без добавок. В сравнении с обычным полиамидом, стекловолокно не оказывает влияния на скорость маркировки и на контраст изображения (рис.6).
* * *
Более подробную информацию о продукции и о влиянии материалов, добавок и наполнителей можно найти на сайтах компании Merck, производителя лазерно-активных гранул для лазерной маркировки: www.merck–laserforum.de и www.merckgroup.com.
Известно, что в области маркировки полимеров лазеры обладают рядом преимуществ, в случае маркировки поверхности полимерных деталей не обладающих ровной поверхностью. Также в ходе эксплуатации пластики подвергаются различным воздействиям со стороны окружающей среды. И особенности текстуры поверхности могут осложнить процесс маркировки. Но, в случае использования лазера для маркировки все эти проблемы отсутствует.
В настоящее время маркировка полимеров часто применяется при сортировке технических изделий, которые должны гарантированно проявлять хорошую контролепригодность. Пример – автомобилестроение, где важную роль играет резистентность деталей к воздействию масла и нагреву. Другой пример – изделия химической промышленности, каждая упаковка которых должна иметь отдельную маркировку, причем без возможности ее последующего изменения. Тогда в большей степени именно лазерный способ нанесения маркировки – экономичный и чистый, с экологической точки зрения, должен использоваться.
Лазерная маркировка – бесконтактный процесс
Бесконтактная лазерная маркировка также имеет ряд преимуществ. Она может применяться для работы с изделиями, имеющими любой тип поверхности. И ни шероховатость, ни геометрия поверхности не влияют на качество получаемой маркировки. Более того, существует возможность маркировки прозрачных пластиков. Данный метод маркировки не предъявляет каких-либо требований к обработке поверхности, также отсутствует проблема адгезии краски так как нет граничных поверхностей. Суть метода заключается в изменении цвета самого материала (рис.1).
Свет не является расходным материалом
С использованием лазерно-активных добавок под действием лазерного излучения материал полимера приобретает возможность изменять свои цвета. Это означает, что расходные материалы – растворители и краски для производства – отсутствуют, исключается необходимость складирования материалов, в том числе хранение пустых ёмкостей. Плюс ко всему, это ведёт к минимизации количества простоев по организационно-техническим причинам, так как свет не является расходным материалом.
От прозрачного для лазерного излучения полимера до лазерной маркировки
Большинство полимеров оказываются прозрачными для лазерного луча, и их маркировка получается достаточно экономичной. При добавлении в основной материал лазерно-активных частиц происходит поглощение энергии лазерного излучения, и это инициирует изменение цвета полимера. Merck предлагает использовать для лазерной маркировки пигметные порошки или гранулы. Наши лазерно-активные гранулы представляют собой обогащенный полимер. Их преимущества в том, что в них отсутствует пыль, что обеспечивает высокий контраст и четкость краев изображения. Гранулы быстро реагируют на излучение, обеспечивая темный цвет линий маркировки независимо от используемого материала полимера (рис.2).
Материал, тип лазера и добавка подбираются исходя из поставленных задач
Порошковые пигменты серии Iriotec® 8000 производства компании Merck поглощают энергию лазерного излучения и изменяют свой цвет вследствие взаимодействия с полимером. Ядром каждой частицы пигмента является слюдяная пластина, покрытая тонким слоем вещества, именно оно поглощает лазерное излучение.
Порошковые пигменты серии Iriotec® 8000 достаточно легко вводятся в полимеры. Вследствие их высокой температурной стабильности и низкой концентрации в частицах, требуемой для реакции, они хорошо подходят для технических и прозрачных полимеров. Данные пигменты обеспечивают высокую контрастность и четкость границ изображения, высокую скорость маркировки. Таким образом, описанный метод конкурирует с технологией струйной печати. Вследствие легкого обугливания поликарбоната, даже небольшое количество лазерно-активной добавки, в данном примере – Iriotec® 8825, является достаточным, чтобы существенно повысить четкость краев изображения и скорость маркировки. Изменение цвета при добавлении лазерно-активных частиц трудно зафиксировать невооруженным глазом; прозрачность поликарбоната сохраняется (рис.3).
Лазерно-активные пигменты в форме порошка играют ключевую роль в изменении цвета полимера. Как можно увидеть на образце полиамида синего цвета, варьируя рабочие параметры лазера, можно изменять тон и цвет. Полиамид, как правило, реагирует на свет. При добавлении пигментного порошка, управление результатом маркировки происходит с помощью соответствующих настроек параметров лазера. Также возможно получение темной маркировки, что позволяет выполнять черно-белые изображения (рис.4). В зависимости от состава полимера и настройки параметров лазера возможно получить:
темные области – полимер обугливается;
светлые области – полимер вспенивается.
Лазерно-активные гранулы производства Merck проявляют свои свойства независимо от основного материала
Кроме вещества, поглощающего излучение, лазерно-активные гранулы, в частности Iriotec® 8208, также содержат цветообразующие компоненты, что позволяет им проявлять свои свойства независимо от основного полимера. Цвет получаемой маркировки всегда темный, независимо от типа основного полимера: полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП) или термопластичного полиуретана (ТПУ), которые, как правило, обугливаются. Цвет маркировки может быть светлым в таких полимерах, как полиоксиметилен (ПОМ) и полиметилметакрилат (ПММА), которые имеют свойство вспениваться. При использовании пигментных порошков ПОМ невозможно промаркировать в темных тонах. Но добавив лазерно-активные гранулы, можно провести маркировку поверхности независимо от основного полимера (рис.5).
Наполнители, красящие вещества
и так далее
Количество полимера, способного реагировать на воздействие лазерного излучения, можно уменьшить, если включить в него наполнители, например стекловолокно. Кроме того, известно, что лазерное излучение обладает свойством рассеиваться. А это влияет как на контраст, в случае формирования темной маркировки на светлом фоне, так и на ширину линии в случае светлой маркировки на темном фоне. В результате маркировки полиамида с 30%-ным содержанием стекловолокна возможно добиться высокого контраста изображения. Ширина линии возрастает в сравнении со случаем использования материала без добавок. В сравнении с обычным полиамидом, стекловолокно не оказывает влияния на скорость маркировки и на контраст изображения (рис.6).
* * *
Более подробную информацию о продукции и о влиянии материалов, добавок и наполнителей можно найти на сайтах компании Merck, производителя лазерно-активных гранул для лазерной маркировки: www.merck–laserforum.de и www.merckgroup.com.
Отзывы читателей
