專利名稱：被著色劑著色的可激光熔接的透明、半透明或不透明塑料材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由著色劑著色的透明的、半透明的或不透明的塑料材料，其中由于納米尺度激光敏感顆粒的含量，其是激光可熔接的，以及涉及一種用于制造這類塑料材料的方法及它們的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
使用激光能量熔接塑料零件就其本身而言是眾所周知的。激光可熔接性起因于塑料中激光能量的吸收，直接通過與聚合物的相互作用或間接使用連接到塑料中的激光敏感劑。激光敏感劑可以是通過激光能量的吸收而導(dǎo)致塑料局部熱化的有機著色劑或顏料。在激光熔接中，塑料材料在連接區(qū)域通過激光能量的吸收而被強烈地加熱以使得材料熔化并且兩個部分彼此熔接在一起。
實際上，激光熔接中連接部分之間復(fù)合物形成的原則基于朝向激光源的連接部分具有對于具有特定波長的激光源的光線來說足夠的透明度，以使得輻照能夠達到位于下面的輻照被吸收的連接部分。由于這個吸收，熱被釋放，以便在連接部分的接觸區(qū)域，不僅吸收材料而且透明材料局部熔化并部分混合，通過這樣冷卻后形成復(fù)合物。結(jié)果兩個零件以這種方式彼此熔接在一起。
激光可熔接性是所基于的塑料和/或聚合物性質(zhì)、所有激光敏感添加劑的性質(zhì)和含量，以及所使用激光的波長和輻射能量的函數(shù)。除二氧化碳和準分子激光器外，具有典型波長1064nm和532nm的Nd:YAG激光(釹摻雜的釔-鋁-石榴石激光)，越來越多地用于這項技術(shù)，近年來甚至使用二極管激光器。
包含以著色劑和/或顏料形式存在的激光敏感添加劑的激光可熔接塑料，通常具有或多或少明顯的著色效應(yīng)和/或不透明性。在激光熔接的情況下，用來制備激光吸收劑的模壓化合物最經(jīng)常通過引入炭黑而這樣配備。
DE 10054859A1中描述了一種用于塑料模制件激光熔接的方法，激光束傳導(dǎo)穿過激光透明模制件I，并且在激光吸收模制件II中造成熱化，從而發(fā)生熔接。模制件包含以這樣一種方式彼此配合以致產(chǎn)生均勻顏色底色的激光透明和激光吸收著色劑和顏料，特別是炭黑。材料自然是不透明的。由于即使在低濃度下炭黑也會導(dǎo)致強的黑色著色，因此對于產(chǎn)品來說只有深色或灰色調(diào)才可以進行。此外，通常將透明和/或激光透明材料熔接到不透明的有色材料上是可能的。
原則上，依照DE 10054859A1的講授，激光透明連接部分和激光吸收連接部分可以被設(shè)置成同樣的色調(diào)。然而，對于這個目的來說完全不同的著色劑是必需的。建議本領(lǐng)域的技術(shù)人員在這種情況下要進行試驗。
這類使用不同的著色劑而進行的相同顏色的設(shè)置通常在環(huán)境影響下具有不同的老化行為，以便在使用中以及隨時間的推移引起不同的顏色改變。
兩種具有顏色設(shè)置白色/白色、相同的顏色/相同的顏色，特別是不利的淺色設(shè)置，或者白色或淺色設(shè)置上的透明的塑料成分通過激光熔接的連接只有在不令人滿意或帶有難度的根本不使用激光熔接的情況下才是可能的。因此，對于塑料來說存在所提到的通過激光熔接而連接的化合的需要。
具有精確限定的、可自由選擇顏色的透明色、半透明色以及不透明帶有顏色的激光可熔接塑料，特別是那些額外耐自然老化的激光可熔接塑料，不是從相關(guān)領(lǐng)域而周知的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明因此基于提供被著色劑、特別是那些具有淺色調(diào)的著色劑著色的透明、半透明或不透明的激光可熔接塑料的目的。出于這個目的，使用用于塑料的、可以在材料的透明度和/或顏色沒有被削弱的前提下被制成激光可熔接的激光敏感添加劑。
本發(fā)明描述了包含不影響塑料固有顏色的激光敏感添加劑的塑料。這將應(yīng)用于著色和老化行為。塑料基本上配備有本身是激光透明的著色劑和/或顏料以設(shè)定所希望的顏色和/或不透明性。出于激光熔接的目的，由這種塑料制成的激光吸收連接部分包含激光敏感添加劑。
已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)由于存在一定量納米尺度激光敏感顆粒填料，被著色劑著色的透明、半透明或不透明的激光可熔接塑料在沒有顏色和/或透明度被削弱的前提下可以被制成可激光標記和/或激光可熔接的塑料。
因此本發(fā)明的目的是被著色劑著色的透明、半透明或不透明的，以它們由于存在一定量納米尺度激光敏感顆粒而是激光可熔接的為特征的激光可熔接塑料。
此外，本發(fā)明的目的是納米尺度激光敏感顆粒用于制造被著色劑著色的透明、半透明或不透明的激光可熔接塑料的應(yīng)用。
另外，本發(fā)明的目的是一種借助于納米尺度激光敏感顆粒、其顆粒在高剪切下被混合到塑料基體中的用于制備由著色劑著色的透明、半透明或不透明的激光可熔接塑料的方法。
本發(fā)明基于對從相關(guān)領(lǐng)域而周知的激光標記顏料就它們的粒度和它們的形態(tài)而言不適合用于高透明性體系方面的認知，因為它們通常極大地超出大約80nm的可見光波長四分之一的臨界尺寸。具有原生顆粒低于80nm粒子尺寸的激光敏感顏料是眾所周知的，但是這些不是以孤立的原生粒子或小的聚集體的形式而提供的，而是象在炭黑的情況下，例如，僅僅作為高度聚集的、部分團聚的具有相當更大粒子直徑的粒子而得到。因此所周知的激光標記顏料導(dǎo)致相當大的光散射并且因此而導(dǎo)致塑料的發(fā)白。
此外，本發(fā)明基于對從相關(guān)領(lǐng)域而周知的激光標記顏料升高材料渾濁度、敗壞材料顏色并且由于它們的固有顏色和它們不充分的分散性、顏色更正沒有達到令人滿意以及必須接受所希望顏色的偏差而使顏色更正變得必要方面的認知。
依照本發(fā)明，將納米尺度激光敏感顆粒加入到塑料中，特別是那些本身具有透明性或半透明性，并且另外被著色的、白色的或不透明的塑料中，以使它們可激光熔接。
激光敏感納米尺度的顆粒添加劑被理解為所有在要使用的激光的特征波長范圍內(nèi)是吸收劑并且因而在它們被埋置的塑料基體中能夠產(chǎn)生局部熱化，從而導(dǎo)致塑料熔化的無機固體，如金屬氧化物、混合金屬氧化物、復(fù)合氧化物、金屬硫化物、硼化物、磷酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氮化物等和/或這些化合物的混合物。
納米尺度被理解為離散的激光敏感顆粒的最大直徑小于1μm，即在納米范圍內(nèi)。在這種情況下，這個尺寸定義涉及所有可能的顆粒形態(tài)如原生粒子以及可能的聚集體和團聚物。
激光敏感顆粒的粒子大小優(yōu)選為1～500nm，特別是5～100nm。如果選擇粒子大小低于100nm，金屬氧化物顆粒就其本身而言不再是可見的并且不會損害塑料基體的透明性。
塑料中，激光敏感顆粒的含量相對于塑料而言適宜為0.0001～0.1重量％，更優(yōu)選為0.001～0.01重量％。對所有開始被考慮的塑料來說，在這個濃度范圍內(nèi)，通常會引起塑料基體的充分激光可熔接性。
如果適當選擇粒度和濃度在給定的范圍內(nèi)，那么即使對于高透明性的基體材料來說，固有透明性的損傷也是可以避免的。因而對于具有粒度高于100nm的激光敏感顏料來說選擇更低的濃度范圍，對于粒度低于100nm的也可以選擇更高的濃度是優(yōu)選的。
摻雜的銦氧化物、摻雜的錫氧化物、摻雜的銻氧化物以及六硼化鑭優(yōu)選開始考慮作為納米尺度激光敏感顆粒用于制備著色劑著色的透明、半透明或不透明的激光可熔接塑料。
特別適宜的激光敏感添加劑是銦-錫氧化物(ITO)或銻-錫氧化物(ATO)以及摻雜的銦-錫和/或銻-錫氧化物。銦-錫氧化物是特別優(yōu)選的并且通過部份還原方法依次能夠得到“藍色的”銦-錫氧化物。非還原的“黃色”銦-錫氧化物可以在更高的濃度和/或處于上限的粒度下導(dǎo)致塑料視覺上可看到的輕微黃色斑點，而“藍色的”銦-錫氧化物不會引起任何可看到的顏色變化。
依照本發(fā)明所要使用的激光敏感顆粒就其本身而言是眾所周知的并且即使以納米尺度的形式，即作為具有尺寸低于1μm、特別是在這里優(yōu)選的尺寸范圍內(nèi)、通常以分散體的形式或以可容易再分散的粉末狀納米尺度顆粒的團聚體的形式的離散顆粒是商業(yè)上可得到的。
激光敏感顆粒通常作為團聚的顆粒，例如，作為顆粒尺寸可以從1μm～數(shù)毫米的團聚體而提供?？梢允褂靡勒毡景l(fā)明的方法采用強的剪切作用將這些團聚體混合到塑料基體中，其中團聚體被打碎成納米尺度的原生粒子。
團聚程度的測試按照(1972年8月)的DIN 53206進行。
納米尺度顆粒，例如特別是金屬氧化物，可以例如通過熱解法而制備。例如，EP 1 142 830A、EP 1 270 511A或DE 103 11 645中描述了這種方法。此外，納米尺度顆粒也可以通過沉淀法，例如如DE100 22 037中所描述的方法而制備。
納米尺度激光敏感顆粒可以加入到幾乎所有塑料體系中以提供它們激光可熔接性。其中塑料基體基于聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚烯烴、苯乙烯聚合物和苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、硅樹脂、聚酰亞胺、聚砜、聚醚砜、聚酮、聚醚酮、PEEK、聚苯硫醚、聚酯(如PET、PEN、PBT)、聚環(huán)氧乙烷、聚亞胺酯、聚烯烴或包含氟的聚合物(如PVDF、EFEP、PTFE)的塑料是常用的?；旌系桨鲜鏊芰献鳛榻M分的摻雜物中，或混合到由這類聚合物通過隨后反應(yīng)而改變所衍生的聚合物中也是可能的。這些材料是眾所周知的，并且商業(yè)上可以以多種形式而得到。納米尺度的顆粒依照本發(fā)明的優(yōu)點特別歸結(jié)于含有有色的透明或半透明塑料體系如聚碳酸酯、透明聚酰胺(如GrilamidTR55、TR90、TrogamidT5000、CX7323)、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚醚砜、環(huán)烯烴共聚物(Topas、Zeonex)、聚甲基丙烯酸酯及其它們的共聚物，因為它們不會影響材料的透明性。此外，可以引用透明的聚苯乙烯和聚丙烯以及所有部份結(jié)晶的可以通過使用生核劑或特殊處理條件而經(jīng)加工進入到透明膜或模制體中的塑料。另外，帶有顏色的不透明塑料可以配有納米尺度激光敏感顏料。
聚酰胺通常從以下組分制備支鏈的和無支鏈的脂肪族(6～14個C原子)、烷基-取代或未被取代的脂環(huán)族(14～22個C原子)、芳基脂肪族二胺(C14～C22)以及脂肪族和脂環(huán)族二羧酸(C6～C44)；后者可以被芳族二羧酸部分取代。特別是，透明的聚酰胺可以另外由具有6個C原子、11個C原子和/或12個C原子的單體組分組成，其衍生于內(nèi)酰胺或ω-氨基羧酸。
優(yōu)選地，但不是排他地，依照本發(fā)明的透明聚酰胺由下列組分制備三月桂酸甘油酯內(nèi)酰胺或ω-氨基正十二烷酸、壬二酸、癸二酸、正十二烷二酸、脂肪酸(C18-C36；舉例來說，商品名為Pripol)、環(huán)己烷二羧酸，這些脂肪族酸部分或全部被異對苯二酸、對苯二酸、萘二甲酸、三丁基間苯二酸取代。此外，也可以使用以無支鏈、支鏈和取代的形式存在的十烷二胺、十二烷二胺、壬烷二胺、六亞甲基二胺以及烷基取代/未被取代的脂環(huán)族二胺的典型代表雙-(4-氨基環(huán)己基)-甲烷、雙-(3-甲基-4-氨基環(huán)己基)-甲烷、雙-(4-氨基環(huán)己基)-丙烷、雙-(氨基環(huán)己烷)、雙-(氨基甲基)-環(huán)己烷、異氟爾酮二胺或者甚至取代的五甲基二胺類。
例如，在EP 0 725 100和EP 072 5101中描述了相應(yīng)的透明聚酰胺的例子。
帶有顏色的透明、半透明或不透明塑料體系基于聚甲基丙烯酸酯、雙酚-A-聚碳酸酯、聚酰胺以及由降冰片烯和α-烯烴制成的環(huán)烯烴共聚物是特別優(yōu)選的，其可以在沒有削弱材料的顏色和透明性的前提下借助于依照本發(fā)明的納米尺度顆粒而被制成激光可熔接塑料。
在帶有顏色的透明、半透明和不透明的體系中，這些納米尺度激光敏感添加劑的中性固有顏色是有利的，因為對于塑料來說，使得自由顏色的選擇成為可能。
那些在800和1500nm之間感興趣的范圍內(nèi)只有輕微的內(nèi)在吸收即激光透明的著色開始被考慮。
為了識別著色劑，以下使用比色指數(shù)的命名原則(C.I.)。所有著色劑名稱如溶劑橙或顏料紅101為C.I.名稱(為了簡單起見，下列表1中省去了名稱成分C.I.)。
表1激光透明的著色劑


所引用的一些著色劑可以以彼此稍微相異的不同結(jié)構(gòu)而存在。例如，顏料可以使用不同的金屬離子著色，由此出現(xiàn)不同形式的顏料。這個形式依照C.I.通過添加后綴冒號和數(shù)字而識別，舉例來說，對于使用鈉著色的顏料為顏料紅48，使用鈣著色的為顏料紅48:1，使用鋇著色的為顏料紅48:2，使用鍶著色的為顏料紅48:3，使用鎂著色的為顏料紅48:4。這里所引用的C.I.著色劑名稱以這樣一種方法理解即它們包括所有的形式和/或結(jié)構(gòu)。它們在比色指數(shù)中都有記錄。
依照本發(fā)明的激光可熔接塑料通常作為模制體或半成品而提供。激光可熔接涂漆也是可能的。
依照本發(fā)明高度透明的激光可熔接塑料的制備以就其本身而言眾所周知的方式按照塑料制造和加工中眾所周知并且常用的工藝和方法進行。在這種情況下，可以在聚合或縮聚之前或期間將激光敏感添加劑引入到單獨的反應(yīng)物或反應(yīng)混合物中或者甚至在反應(yīng)過程中使其混合，使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的相應(yīng)塑料的具體制造方法。在縮聚物如聚酰胺的情況下，例如可以將添加劑加入到單體組分中的一種單體中。然后可以將這個單體組分與剩余的反應(yīng)物一起以通常的方法進行縮聚反應(yīng)。此外，在大分子形成以后，也可以將所得到的高分子量的中間或最終產(chǎn)物與激光敏感添加劑混合，在這種情況下，同樣能夠使用所有對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說熟知的方法。
在用于此目的的常用設(shè)備和裝置如反應(yīng)器、攪拌釜、混合器、軋制機、擠出機等中，將流體、半流體和固體的配制品組分或單體以及可能必需的添加劑如聚合引發(fā)劑、穩(wěn)定劑(如紫外光吸收劑、熱穩(wěn)定劑)、視覺增白劑、抗靜電劑、軟化劑、脫模劑、潤滑劑、分散劑、抗靜電劑，而且包括填料和增強劑或耐沖擊改性劑混合并均化，也許成型，然后進行固化，這取決于塑料基體材料的配比組成。為了這個目的，將納米尺度激光敏感顆粒在適當?shù)臅r候加入到材料中并均勻混合。納米尺度激光敏感顆粒以濃縮的預(yù)混和物(母體混和物)的形式與同種或相容的塑料的混合是特別優(yōu)選的。
如果納米尺度激光敏感顆粒加入到塑料基體中的混合是在塑料基體中高剪切作用下進行的，那么它是優(yōu)選的。這可以通過攪拌器、軋制機和擠出機的適當設(shè)置而進行。這樣，可以有效地防止任何可能的納米尺度顆粒團聚或聚集成更大的塊；所有存在的大顆粒被打碎。所選擇的相應(yīng)工藝和具體的方法參數(shù)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是眾所周知的。
塑料模制體和半成品可以由單體和/或預(yù)聚體經(jīng)過注射成型或從模塑料擠出或通過鑄造方法而得到。
聚合可以通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的方法，例如，通過加入一種或多種聚合引發(fā)劑并通過加熱或輻照引發(fā)聚合而進行。為了使單體完全轉(zhuǎn)化，聚合后可以進行回火步驟。
通過將激光敏感氧化物分散在常用的涂漆配制品中、涂刷以及漆層的干燥或硬化而得到激光可熔接涂漆。
適宜的涂漆組包括，例如，粉末漆，物理干燥漆，可輻射固化漆，單組分或多組分反應(yīng)漆如雙組分聚氨酯漆。
在用包含納米尺度激光敏感顆粒固體的塑料制造塑料模制件或涂漆之后，它們可以使用激光通過輻射而熔接。
激光熔接可以在商業(yè)上可得到的激光標記設(shè)備上進行，如Baasel制造的具有0.1～22安培輸出以及1～100mms-1前進速度的StarMarkSMM65型激光器。當設(shè)置激光能量和前進速度時，應(yīng)確保輸出不要選擇得太高并且前進速度不要選擇得太低，以避免所不希望的碳化。在太低的輸出和太高的前進速度下，熔接會不充分。在個別情況下必要的設(shè)置也可以根據(jù)這個目的在沒有任何更多影響的前提下而確定。
對于熔接塑料模制體或塑料半成品來說，必要的是至少一個要被連接的部分至少在表面區(qū)域包括依照本發(fā)明的塑料，連接表面利用對于塑料中所包含顆粒來說敏感的激光進行輻射。適當執(zhí)行這個方法以便朝向激光束的連接部分不吸收激光能量，第二個連接部分由依照本發(fā)明的塑料制成，這個部分在相界被強烈熱化以使得兩個部分彼此熔接。為得到材料的結(jié)合一定的接觸壓力是必要的。
具體實施例方式
實施例1有色透明的、有色半透明的或不透明帶有顏色的激光敏感模制體的制備將一種包含激光敏感納米尺度顏料的有色透明的、有色半透明的或不透明帶有顏色的塑料模制化合物，在擠出機中熔化并注射到注射模具中以形成以薄板形式存在的塑料模制體或被擠出形成平板、薄膜或管材。
在強的剪切作用下進行激光敏感顏料加入到塑料模制化合物中的混合以便將可能存在的團聚粒子打碎成納米尺度的原生粒子。
激光吸收(a)模制化合物的制備實施方案Aa使用Degussa AG公司高性能聚合物部門Marl的商業(yè)化產(chǎn)品TrogamidCX 7323作為塑料模制化合物，與0.01重量％濃度的Nanogate公司生產(chǎn)作為激光敏感顏料的納米尺度銦-錫氧化物NanoITO IT-05C5000以及0.01重量％濃度的作為激光透明著色劑的C.I.顏料紅166(Scarlett RN，Ciba Spezialittenchemie生產(chǎn))在300℃下于BerstorffZE 2533D擠出機中復(fù)合并?；?。
實施方案Ba使用Degussa AG公司高性能聚合物部門Marl的商業(yè)化產(chǎn)品Vestamid L1901作為塑料模制化合物，與0.01重量％濃度的Nanogate公司生產(chǎn)作為激光敏感顏料的納米尺度銦-錫氧化物NanoITO IT-05C5000以及0.01重量％濃度的作為激光透明著色劑的C.I.顏料紅166(Scarlett RN，Ciba Spezialittenchemie生產(chǎn))在260℃下于BerstorffZE 2533D擠出機中復(fù)合并?；?br> 實施方案Ca使用Degussa AG公司高性能聚合物部門Marl的商業(yè)化產(chǎn)品Vestamid L1901作為塑料模制化合物，與0.01重量％濃度的Nanogate公司生產(chǎn)作為激光敏感顏料的納米尺度銦-錫氧化物NanoITO IT-05C5000以及0.01重量％濃度的作為激光透明著色劑的C.I.顏料綠7(Irgalite Green FNP，Ciba Spezialittenchemie生產(chǎn))在260℃下于BerstorffZE 2533D擠出機中復(fù)合并?；?br> 實施方案Da
使用Degussa AG公司甲基丙烯酸酯部門Darmstadt的商業(yè)化產(chǎn)品Plexiglas7N作為塑料模制化合物。將0.01重量％濃度的Nanogate公司生產(chǎn)的作為激光敏感顏料的納米尺度銦-錫氧化物NanoITOIT-05 C5000與0.01重量％濃度的作為激光透明著色劑的C.I.顏料紅166(Scarlett RN，Ciba Spezialittenchemie生產(chǎn))在250℃下于BerstorffZE 2533D擠出機中復(fù)合并?；Ｔ跀D出的情況下，也可以優(yōu)選使用Plexiglas7H型的高分子量模制化合物。
實施方案Ea使用Degussa AG公司甲基丙烯酸酯部門Darmstadt的商業(yè)化產(chǎn)品Plexiglas7N作為塑料模制化合物。將0.01重量％濃度的Nanogate公司生產(chǎn)的作為激光敏感顏料的納米尺度銦-錫氧化物NanoITOIT-05 C5000與0.01重量％濃度的作為激光透明著色劑的C.I.顏料藍29(群青藍)在250℃下于BerstorffZE 25 33D擠出機中復(fù)合并?；?。在擠出的情況下，也可以優(yōu)選使用Plexiglas7H型的高分子量模制化合物。
實施方案Fa使用Degussa AG公司甲基丙烯酸酯部門Darmstadt的商業(yè)化產(chǎn)品Plexiglas7N作為塑料模制化合物。將0.01重量％濃度的Nanogate公司生產(chǎn)的作為激光敏感顏料的納米尺度銦-錫氧化物NanoITOIT-05 C5000與0.01重量％濃度的作為激光透明著色劑的C.I.顏料綠7(Irgalite Green FNP，Ciba Spezialittenchemie生產(chǎn))在250℃下于BerstorffZE 25 33D擠出機中復(fù)合并?；Ｔ跀D出的情況下，也可以優(yōu)選使用Plexiglas7H型的高分子量模制化合物。
相對應(yīng)的激光透明(t)模制化合物At～Ft的制備依照上述實施方案Aa～Fa進行，但差別在于沒有添加激光敏感顏料。
實施例2有色透明的、有色半透明的或不透明帶有顏色的激光敏感澆鑄PMMA半成品的制備將0.01重量％濃度的Nanogate公司生產(chǎn)的作為激光敏感顏料的納米尺度銦-錫氧化物NanoITO IT-05 C5000與分散劑和著色劑一起以0.001的重量％濃度分散在1000份具有1000cP粘度的PMMA/MMA預(yù)聚物溶液中。加入1份AIBN后，將混合物注入到槽中并在50℃水浴中聚合2.5小時。通過隨后干燥箱中115℃下的回火，轉(zhuǎn)化殘余的單體。由此得到激光吸收半成品。
為了制備激光透明的半成品，制備不包含激光敏感顏料的批次。
如果要制備透明的半成品，優(yōu)選使用表中的可溶性著色劑(名稱“溶劑”)。弱散射微粉化的著色劑顏料，如群青藍，可以用于幾乎透明的設(shè)置。更強散射顏料適合于半透明或不透明的變體。著色劑的分配對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是眾所周知的。DE 43 139 24中尤其說明了有關(guān)聚合的實施例和細則。
變體A使用0.01重量％濃度的C.I.顏料紅166(Scarlett RN，CibaSpezialittenchemie生產(chǎn))作為激光透明著色劑。
變體B使用0.01重量％濃度的C.I.顏料藍29(群青藍，CibaSpezialittenchemie生產(chǎn))作為激光透明著色劑。
變形C
使用0.01重量％濃度的C.I.顏料綠7(Irgalite Green GFNP，CibaSpezialittenchemie生產(chǎn))作為激光透明著色劑。
實施例3進行激光熔接(含有0.01重量％ITO含量的澆鑄PMMA)將由含有0.01重量％ITO含量的澆鑄PMMA制成的有色透明的、有色半透明的或不透明帶有顏色的激光敏感塑料板(尺寸60mm*60mm*2mm)與第二塊由未摻雜的澆鑄PMMA制成的有色透明的、有色半透明的或帶有顏色的在可見光范圍內(nèi)不透明但激光透明的塑料板要被熔接的表面相接觸。將板以這樣一種方式放置到Baasel-Lasertechnik公司生產(chǎn)的Starmark激光器SMM65的熔接支座中以使得未摻雜的板放置在上面，即，未摻雜的板首先被激光束穿透。將激光束的焦點設(shè)置到兩塊板的接觸面。在激光的控制單元設(shè)置參數(shù)頻率(2250Hz)，燈電流(22.0A)，前進速度(30mms-1)。在輸入要被熔接面積的尺寸(22*4mm2)后，啟動激光。在熔接過程的結(jié)尾，可以將熔接的塑料板從設(shè)備上去除。
利用手撕試驗得到具有4個等級的黏附力值。
黏附力評價如下0 沒有黏附力。
1 輕微的黏附力。
2 有一些黏附力；分離有一點困難。
3 好的黏附力；只有在很困難的情況下并也許借助于工具才能分離。
4 不可分離的黏附力；只有通過內(nèi)聚破壞才能分離。
實施方案A
模制化合物Aa與模制化合物At將標準的由模制化合物Aa制成的注射模制塑料板(尺寸60mm*60mm*2mm)與第二塊標準的由模制化合物At制成的注射模制塑料板(尺寸60mm*60mm*2mm)相接觸。將板以這樣一種方式放置到Baasel-Lasertechnik公司生產(chǎn)的Starmark激光器SMM65的熔接支座中以使得由模制化合物At制成的板放置在上面，即，由模制化合物At制成的板首先被激光束穿透。在激光的控制單元設(shè)置參數(shù)頻率(2250Hz)，燈電流(22.0A)，前進速度(10mms-1)。在輸入要被熔接面積的尺寸(22*4mm2)后，啟動激光。在熔接過程的結(jié)尾，可以將熔接的塑料板從設(shè)備上去除。
利用手撕試驗得到具有4個等級的黏附力值。
變體A1使用顏料藍29(群青藍)作為塑料中的著色劑。利用手撕試驗得到具有4個等級的黏附力值。
變體A2使用溶劑橙60作為塑料中的著色劑。利用手撕試驗得到具有4個等級的黏附力值。
實施方案B模制化合物Ba與模制化合物Bt將標準的由模制化合物Ba制成的注射模制塑料板(尺寸60mm*60mm*2mm)與第二塊標準的由模制化合物Bt制成的注射模制塑料板(尺寸60mm*60mm*2mm)相接觸。將板以這樣一種方式放置到Baasel-Lasertechnik公司生產(chǎn)的Starmark激光器SMM65的熔接支座中以使得由模制化合物Bt制成的板放置在上面，即，由模制化合物Bt制成的板首先被激光束穿透。在激光的控制單元設(shè)置參數(shù)頻率(2250Hz)，燈電流(22.0A)，前進速度(10mms-1)。在輸入要被熔接面積的尺寸(22*4mm2)后，啟動激光。在熔接過程的結(jié)尾，可以將熔接的塑料板從設(shè)備上去除。
利用手撕試驗得到具有4個等級的黏附力值。
實施方案C模制化合物Ca與模制化合物Ct將標準的由模制化合物Ca制成的注射模制塑料板(尺寸60mm*60mm*2mm)與第二塊標準的由模制化合物Ct制成的注射模制塑料板(尺寸60mm*60mm*2mm)相接觸。將板以這樣一種方式放置到Baasel-Lasertechnik公司生產(chǎn)的Starmark激光器SMM65的熔接支座中以使得由模制化合物Ct制成的板放置在上面，即，由模制化合物Ct制成的板首先被激光束穿透。在激光的控制單元設(shè)置參數(shù)頻率(2250Hz)，燈電流(22.0A)，前進速度(10mms-1)。在輸入要被熔接面積的尺寸(22*4mm2)后，啟動激光。在熔接過程的結(jié)尾，可以將熔接的塑料板從設(shè)備上去除。
利用手撕試驗得到具有4個等級的黏附力值。
實施方案D模制化合物Da與模制化合物Dt將標準的由模制化合物Da制成的注射模制塑料板(尺寸60mm*60mm*2mm)與第二塊標準的由模制化合物Dt制成的注射模制塑料板(尺寸60mm*60mm*2mm)相接觸。將板以這樣一種方式放置到Baasel-Lasertechnik公司生產(chǎn)的Starmark激光器SMM65的熔接支座中以使得由模制化合物Dt制成的板放置在上面，即，由模制化合物Dt制成的板首先被激光束穿透。在激光的控制單元設(shè)置參數(shù)頻率(2250Hz)，燈電流(22.0A)，前進速度(10mms-1)。在輸入要被熔接面積的尺寸(22*4mm2)后，啟動激光。在熔接過程的結(jié)尾，可以將熔接的塑料板從設(shè)備上去除。
利用手撕試驗得到具有4個等級的黏附力值。
實施方案E模制化合物Ea與模制化合物Et熔接類似于模制化合物Da與模制化合物Dt的熔接而進行。
利用手撕試驗得到具有4個等級的黏附力值。
實施方案F模制化合物Da與模制化合物Dt熔接類似于模制化合物Da與模制化合物Dt的熔接而進行。
利用手撕試驗得到具有4個等級的黏附力值。
權(quán)利要求
1.由著色劑著色的透明的、半透明的或不透明的塑料材料，其特征在于由于納米尺度激光敏感顆粒的含量，其是激光可熔接的。
2.依照權(quán)利要求1的塑料材料，其特征在于所包含的激光敏感顆粒的粒度為1～500nm。
3.依照權(quán)利要求1或2的塑料材料，其特征在于所包含的激光敏感顆粒的粒度為5～100nm。
4.依照權(quán)利要求1～3之一的塑料材料，其特征在于所述激光敏感顆粒的含量相對于塑料材料來說為0.0001～0.1重量％，優(yōu)選為0.001～0.01重量％。
5.依照權(quán)利要求1～4之一的塑料材料，其特征在于其包含金屬氧化物、混合的金屬氧化物、復(fù)合氧化物、金屬硫化物、硼化物、磷酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氮化物等和/或這些化合物的混合物作為納米尺度激光敏感顆粒。
6.依照權(quán)利要求1～5之一的塑料材料，其特征在于其包含摻雜的銦氧化物、摻雜的錫氧化物、摻雜的銻氧化物、銦-鋅氧化物或六硼化鑭作為納米尺度激光敏感顆粒。
7.依照權(quán)利要求6的塑料材料，其特征在于其包含銦-錫氧化物或銻-錫氧化物作為納米尺度激光敏感顆粒。
8.依照權(quán)利要求7的塑料材料，其特征在于其包含藍色的銦-錫氧化物作為納米尺度激光敏感顆粒。
9.依照權(quán)利要求1～8之一的塑料材料，其特征在于所述塑料基體基于聚(甲基)丙烯酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚烯烴、苯乙烯聚合物和苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、硅樹脂、聚酰亞胺、聚砜、聚醚砜、聚酮、聚醚酮、聚苯硫醚、聚酯、聚環(huán)氧乙烷、聚胺酯、聚烯烴、環(huán)烯烴共聚物或包含氟的聚合物。
10.依照權(quán)利要求9的塑料材料，其特征在于其基于聚甲基丙烯酸甲酯。
11.依照權(quán)利要求9的塑料材料，其特征在于其基于雙酚A-聚碳酸酯。
12.依照權(quán)利要求9的塑料材料，其特征在于其基于聚酰胺。
13.依照權(quán)利要求1～12之一的塑料材料，其特征在于其被提供作為模制體、半成品或涂漆。
14.納米尺度激光敏感顆粒用于制備由著色劑著色的透明的、半透明的或不透明的激光可熔接塑料材料的用途。
15.一種用于制備依照權(quán)利要求1～13之一的由著色劑著色的透明的、半透明的或不透明的激光可熔接塑料材料的方法，其特征在于將納米尺度激光敏感顆粒在高剪切下混合到塑料基體或流動的包含單體的澆鑄配制品中。
16.依照權(quán)利要求15的方法，其特征在于將納米尺度激光敏感顆粒與塑料材料以濃縮的預(yù)混合物的形式混合到塑料基體或流動的包含單體的澆鑄配制品中。
17.一種用于熔接塑料模制體或塑料半成品的方法，至少一個要被連接的部件至少在連接區(qū)域的表面區(qū)域包含依照權(quán)利要求1～13之一的塑料材料，所述連接區(qū)域利用對于塑料材料中所包含顆粒來說敏感的激光進行輻射。
全文摘要
本發(fā)明涉及由著色劑而著色的透明的、半透明的或不透明的塑料材料，其由于含有一定量納米尺度激光敏感顆粒而是激光可熔接的。這些可以作為模制體、半成品或涂漆而提供的塑料材料，特別包含粒度為5～100nm、含量為0.0001～0.1重量％的激光敏感顆粒。常用的化合物為納米尺度的銦－錫氧化物、銻－錫氧化物、銦－鋅氧化物和六硼化鑭。
文檔編號B41M5/28GK1925989SQ200580006905
公開日2007年3月7日 申請日期2005年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月4日
發(fā)明者哈拉爾德·黑格爾, 托馬斯·哈斯克爾, 京特·伊特曼, 羅蘭·烏爾舍, 克勞斯-迪特爾·許貝爾 申請人:德古薩股份公司