Additive Masterbatches ermöglichen das Lasermarkieren und Laserschweißen transparenter Kunststoffe

Zum Lasermarkieren und Lasertransmissionsschweißen hat Gabriel-Chemie Masterbatchs für tranparente Kunststoffe entwickelt. Beim Lasermarkieren versprechen sie kontrastreichere Schriften und Abbildungen. Beim Laserschweißen sind sie für Gabriel-Chemie der Einstieg in der Verwendung transparenter und transparent eingefärbtger Fügepartner

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Das Markieren und Transmissionsschweißen transparenter Kunststoffe wird bei vielen Produkten immer wichtiger. Ein Grund dafür liegt in der verbesserten Modifizierung der Kunststoffe. So kann heute mit einer Lasermarkierung von transparenten bis glasklaren Kunststoffen ein guter Kontrast der Markierung erreicht werden.

Die Gabrial-Chemie Gruppe hat dafür eine Standardreihe praxiserprobter Masterbatches mit polymerspezifischen Trägern entwickelt. Im Kompetenzzentrum für Laseradditive der Gabriel-Chemie Deutschland GmbH, Weitnau, stehen lampengepumpte und diodengepumpte Nd:YAG-Laser (1064 nm Wellenlänge) für die Rezepturausarbeitung und für Testmarkierungen von Fertigartikeln zur Verfügung.

Masterbatches für 1064 nm Wellenlänge konzipiert

Die Masterbatches dieser Laseradditive sind für die Grundwellenlänge von 1064 nm des für die Kunststoffmarkierung hauptsächlich verwendeten Nd:YAG-Lasers konzipiert. Sie initiieren bei einer Dosierung von 2% einen neuartigen Materialeffekt: Die thermischen Effekte des eingekoppelten NIR-Lichtes (NIR: nahes Infrarot) wirken sich nicht wie bei bisherigen Additiven direkt an der Oberfläche, sondern erst in etwa 20 bis 300 µm Tiefe des Kunststoffs aus.

Das verbessert die Markierungsqualität: Die Markierung wird wesentlich dunkler. Ein Aufrauhen der Oberflächen lässt sich vermeiden. Die Kantenschärfe markierter Linien wird erhöht.

Leichterer Einstieg in den Design-Bereich

Aufgrund dieser Verbesserungen sind Anwendungen nicht nur bei technischen Beschriftungen, sondern auch im Design-Bereich nun leichter möglich. Zu den häufigsten Anwendungen des Lasermarkierens gehören Medizinprodukte, zum Beispiel Behältnisse, Spritzen, Kanülen und Ventile unter anderem aus Polypropylen (PP) und dem Kunststoff Topas, aber auch Laborbedarfsmaterialien wie vornummerierte Reaktionsgefäße und Microtiterplatten aus PP.

Weitere Anwendungen umfassen Brillengestelle aus transparentem Polyamid 12, Verpackungen für die Nahrungsmittelindustrie, Abdeckscheiben für Messanzeigen aus Polycarbonat oder Polystyrol, Füllstandsskalen aus Polypropylen, Polystyrol, PMMA oder PC, Einwegtrinkgefäße aus SAN oder PETG, Leuchtanzeiger aus PMMA mit gestrahlten und dadurch selbst leuchtenden hellen Markierungen.

Eine Eintrübung wird sowohl durch das Additiv als auch durch den Einsatz polymerspezifischer Trägerkunststoffe vermieden. Als Träger sind Kunststoff wie Polyolefine, Polycarbonat, PET, transparentes ABS, Polystyrol, SAN, COC, PMMA, SMMA und transparente Polyamide geeignet. Bei Bedarf lassen sich auch spezifische Laseradditive „formulieren“.

Masterbatches zum Lasertransmissionsschweißen

Das Lasertransmissionsschweißen von Kunststoffen (LTW: Laser Transmission Welding) etabliert sich als Fügetechnik zunehmend auch mit transparenten oder transparent eingefärbten Fügepartnern. Dazu hat die Gabriel-Chemie Deutschland GmbH spezielle Masterbatches entwickelt.

Die verwendeten Masterbatches – Additivsysteme – zum Lasermarkieren und Laserschweißen sind nicht ionisch, halogenfrei, antimon- und schwermetallfrei sowie toxikologisch unbedenklich. Sie sind tauglich für den Einsatz als Lebensmittelbedarfsgegenstände gemäß dem deutschen und europäischen Lebensmittelrecht.

Dreijähriges, vom BMBF gefördertes Forschungsprojekt

Aufgrund ihrer Farblosigkeit lassen sie sich auch für transparent eingefärbte Kunststoffe verwenden. Sie können als Kombination mehrerer Masterbatches oder als Einzelkomponenten zugegeben werden. Diese Masterbatches sind das Ergebnis eines dreijährigen, durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes gemeinsam mit dem Institut für Kunststofftechnik und dem Forschungsinstitut für Pigmente und Lacke der Universtität Stuttgart.

Dipl.-Chem. Paul Englert beschäftigt sich bei der Gabriel-Chemie Deutschland GmbH, Weitnau, mit der Entwicklung von Masterbatches für Lasermarkierung.

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