Способ изготовления маркированных изделий

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАРКИРОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий формование изделий из полимерной композиции, содержащей двуокиси титана, и обработку лазерным излучением, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости маркировки к внешним воздействиям и получения объемного изображения без разрушения полимерной матрицы, для формования используют композицию на основе термопласта, содержащую 0,1 - 0,9 мас.% двуокиси титана, и излучение осуществляют с длиной волны в области прозрачности термопласта длительностью импульса 10^-9 - 10^-7 с и интенсивностью 0,1 - 0,5 порога разрушения термопласта.

Изобретение относится к переработке полимерных материалов, в частности к изготовлению из них маркированных изделий.
Известен способ изготовления маркированных изделий, заключающийся в формовании изделий из полимерного материала, содержащего неорганические добавки (иодат свинца, карбонат свинца, изоцианат диоксина и др.), с последующим воздействием лазерного излучения. Недостатком способа является значительное воздействие лазерного излучения на полимерную матрицу, приводящее к ее разрушению и развитию деструктивных процессов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления маркированных изделий, включающий формование изделий из полимерной композиции на основе синтетической смолы (эпоксидной, кремнийорганической, полиамидной), при этом композиция имеет состав, мас.%: Двуокись титана 1-5
Наполнитель (двуокись
кремния, окись алюминия или их смесь) 65-75 Смола Остальное
Недостатком данного способа изготовления маркированных изделий является локализация изображения вблизи поверхности (на глубине менее 0,01 мм), что приводит к его ухудшению при механических, химических и других воздействиях.
Кроме того, при воздействии лазерного излучения на поверхность изделия наблюдается разрушение полимерной матрицы, которое инициирует процессы деструкции, приводящие к ухудшению качества изображения (например, к снижению контраста) и сокращению сроков эксплуатации маркированных изделий.
Целью изобретения является повышение устойчивости маркировки к внешним воздействиям и получение объемного изображения без разрушения полимерной матрицы.
Цель изобретения достигается за счет того, что маркированные изделия формуют из полимерной композиции, содержащей двуокись титана, а затем формованное изделие обрабатывают лазерным излучением, причем в отличие от прототипа для формования используют композицию на основе термопласта, содержащую 0,1-0,9 мас.% двуокиси титана, а излучение используют с длиной волны в области прозрачности термопласта длительностью импульса 10^-9-10^-7 с интенсивностью 0,1-0,5 порога разрушения термопласта.
При этом под областью прозрачности полимера понимается спектральный диапазон, в пределах которого коэффициент поглощения полимера не превышает величины 100 см^-1. Под порогом разрушения полимерной матрицы понимается интенсивность излучения, при которой возникают разрушения (трещины, сколы, пузырьки и т. д. ) полимерной матрицы под действием одного лазерного импульса. Эти разрушения обнаруживают с помощью оптического микроскопа.
П р и м е р 1. Для приготовления полимерной композиции к 999 г (99,9 мас. % ) пластиката полипропилена марки 21060-30 добавляют 1 г (0,1 мас.%) двуокиси титана (не менее 80% частиц двуокиси титана имеют размер v 10 мкм ).
Для формования изделия полученную смесь перемешивают и загружают в литьевую машину и при температуре 220 10^оС и давлении 110 10 бар получают трубку диаметром 12 мм и толщиной стенки 0,5 мм.
Полученную трубку облучают через медный шаблон сфокусированным излучением импульсного твердотельного лазера с длительностью импульса = 10^-9 с, интенсивностью J = 2,3 ^.10⁹ Вт/см² (0,1 J_p) на длине волны = 1,06 мкм (коэффициент поглощения полипропилена на длине волны 1,06 мкм составляет величину 10 см^-1), что соответствует области прозрачности полипропилена 0,4-3,2 мкм. При использовании шаблона с прямоугольным отверстием 5 х 0,5 мм получают контрастное изображение темно-серого цвета размером 5 х 0,5 мм.
Глубину полученного изображения и состояние полимерной матрицы определяют с помощью оптического микроскопа МБС-10 путем анализа разреза трубки в месте образовавшегося изображения. Глубина изображения составляет 0,2 мм, при этом признаков, характеризующих разрушение полимерной матрицы (трещины, сколы, пузырьки и т.д.), не наблюдаются.
Для определения интенсивности лазерного излучения J_p, при которой происходит разрушение полимерной матрицы, 1000 г пластиката полипропилена указанной выше марки загружают в литьевую машину и при температуре 220 10^оС и давлении 110 10 бар получают трубку диаметром 12 мм и толщиной стенки 0,5 мм.Трубку облучают сфокусированным излучением импульсного твердотельного лазера с = 10^-9 с и = 1,06 мкм и определяют интенсивность J_p, соответствующую порогу разрушения полимерной матрицы. Разрушение полимерной матрицы определяют с помощью микроскопа МБС-10. Для полипропилена J_p = 23 ^.10⁹ Вт/см².
Другие примеры конкретного осуществления способа, отличающиеся от примера 1 составом полимерного материала и параметрами воздействующего лазерного излучения, приведены в таблице.
Изобретение относится к переработке полимерных материалов. Используется в производстве изделий с устойчивой маркировкой. Сущность: готовое изделие формуют из композиции на основе термопласта, содержащей 0,1 - 0,9 мас.% двуокиси титана, облучают его импульсом лазерного излучения длительностью 10^-9-10^-7 с интенсивностью 0,1 - 0,5 порога разрушения термопластичной матрицы. 1 табл.