專利名稱：標記形成方法以及形成標記的成形品的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及標記形成方法和形成有標記的成形品，更詳細地說涉及通過對標記對象照射激光形成標記的方法和通過該方法獲得的成形品。而且本發(fā)明適用于使用或者生產(chǎn)PTFE(聚四氟乙烯)的領域內(nèi)需要識別的場合等。
背景技術(shù)：
一直以來，為了識別成形品的型號或者批號等需要在樹脂成形品的表面形成標記。
以前在樹脂上形成標記的方法，已知有如下方法使激光照射在熱可塑性樹脂上使之發(fā)泡隆起形成標記(參見特開昭62-13287號公報)、使激光照射在透明電極基板上使基板表面熔化形成標記(參見特開平9-175025號公報)、涂敷樹脂涂料使激光照射在形成樹脂膜層的部位不使樹脂膜層脫落使之發(fā)生熱變化變色形成標記(參見特開平4-42122號公報)、使激光照射在含有添加物的樹脂組合物上使添加物變色而且發(fā)泡形成標記(參見特開2001-113830號公報)、使激光照射在作為充填材料的混合有碳黑或者石墨的塑料上使填充材料變色形成標記(參見特開昭61-11771號公報)、使激光照射在配合有硼酸鹽的熱可塑性樹脂上使之發(fā)泡或者熔化形成標記(參見特開平8-142510號公報)、使激光照射在填充有作為填充材料的碳纖維、四氧化三鐵、紫外線吸收劑等熱可塑性樹脂的方法(參見特開2001-294758號公報)?？墒沁@些方法存在如下問題，即部分膜層脫落，而且由于把發(fā)泡劑或者變色劑等配合在樹脂內(nèi)形成標記，因此產(chǎn)生異物、工時增加、需要使用特定的配合劑，而且能夠形成標記的材料組成范圍受限制。而且，這還沒有說對各種PTFE形成標記。
一方面，在PTFE上形成標記的方法已知以前是涂敷涂料形成標記，但是上述利用涂料形成標記的方法存在以下問題①由于PTFE的材質(zhì)特性表面具有疏水性和疏油性，涂料不好浸在PTFE表面上，不能均勻涂敷，因此存在標記部分發(fā)生不均勻、不鮮明的問題。
②由于PTFE與其他材料接合性差，因此作為標記的涂料容易剝離，變得不能識別，而且剝離的涂料變成異物，在作為成形品使用的情況下不能滿足對成型品本來的特性要求。
③而且，由于在涂敷涂料情況下涂料部分的厚度部分增大，因此不能滿足對成型品本來的特性要求。
④存在使用涂料的水或者有機溶劑等分散劑的干燥需要時間長的不適合。
⑤在形成標記的表面不是平面形狀的情況下，即在曲面或者多種形狀的面上形成標記時，不能通過這樣的涂料使用印字。
⑥雖然需要添加為了形成標記專用的添加劑，但是這樣的添加劑對成型品本來的性能來說是不需要的，因此必須根據(jù)成型品或者完成品的用途或者性能適當選擇所使用的添加劑，因而存在選擇或者添加工藝花費很多時間的缺點。而且，如上所述添加劑對于成型品的本來性能來說是不需要的組分，因此成為發(fā)生污染的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述問題作出發(fā)明，其目的是提供一種標記形成方法和通過該方法獲得的成型品，所述標記形成方法能夠以PTFE作為標記對象，在所述標記對象上簡單地形成標記。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的標記形成方法，是用激光照射標記對象形成標記的方法，其特征在于上述標記對象由PTFE構(gòu)成，使激光照射上述標記對象，通過只使受所述照射的PTFE表面變質(zhì)，與沒有受所述照射的PTFE表面相比呈現(xiàn)不同的顏色，形成白色系標記。
而且，本發(fā)明第二方面所述的成型品，是用激光照射標記對象形成了標記的成型品，其特征在于上述標記對象由PTFE構(gòu)成，使激光照射上述標記對象，通過只使受所述照射的PTFE表面變質(zhì)，與沒有受所受所述照射的PTFE表面相比呈現(xiàn)不同的顏色，形成白色系標記。
而且，本發(fā)明的發(fā)明點有以下幾點。
1)本發(fā)明可以不填充填充材料在PTFE上形成標記。理由是利用本發(fā)明的方法在PTFE上形成標記的情況下，雖然照射部分的PTFE變質(zhì)(起毛刺)，但是沒有照射部分的PTFE沒有變質(zhì)(不起毛刺)，是均勻的白色，對于缺乏識別性的物品，由于反射率不同，能夠區(qū)分照射部和非照射部之間的不同。
2)本發(fā)明能夠在填充了填充材料的PTFE上形成標記。
A.在填充材料的顏色是白色系以外顏色的情況下，在填充了白色系以外的填充材料的PTFE上形成本發(fā)明標記情況下，由于照射部的PTFE變質(zhì)，呈現(xiàn)其本身的顏色白色(起毛刺)，由于對比度鮮明，因此識別性好。
B.在填充材料的顏色是白色系的情況下，填充材料的顏色是白色系。在填充了白色系的填充材料的PTFE上形成本發(fā)明標記情況下，對于缺乏識別性的物品，由于反射率不同，能夠區(qū)分照射部和非照射部之間的不同。
而且，作為填充材料，可以舉出如下例子玻璃纖維、碳纖維、玻璃珠、碳粉、鈦酸鉀纖維、鋁粉、青銅粉末、二氧化硅粉末、氮化硼纖維、二氧化鉬粉末、氮化硅粉末、芳香族聚醚粉末、聚醚酮粉末、聚酰亞胺粉末等，但是并不限于上述例子。
在標記對象由PTFE構(gòu)成的情況下，如果使激光照射在所述標記對象上，PTFE部分起毛刺，變成表面被PTFE覆蓋的狀態(tài)，呈現(xiàn)PTFE本來的白色系，起到標記的效果。如果覆蓋所述表面的PTFE量為能夠根據(jù)基底材料的色相(標記對象的色相)識別的程度即可。
根據(jù)本發(fā)明的標記方法與現(xiàn)有技術(shù)明顯不同，由于不用剝離涂料、不用剝離表面層材料、不用使特定的填充材料等配合物變色以便產(chǎn)生顏色，不用配合特定的發(fā)泡劑使之發(fā)泡，通過使PTFE起毛刺形成白色系標記，如果是PTFE，則與填充材料的種類和量無關，只要PTFE在起毛刺范圍內(nèi)就可以。所以，即使是PTFE與其他樹脂或者合成橡膠的混合物，只要PTFE部分在起毛刺的組成范圍內(nèi)就可以。而且，具有在激光照射時幾乎不產(chǎn)生異物的優(yōu)點。
以前的激光標記原理通過如圖3所示，但本發(fā)明的標記形成方法不屬于下述任何一種1)剝離印刷面(剝離表面的墨水或者涂料51，使表面52和剝離面53之間的對比度強烈)(參照圖3(A))。
2)剝離表面層(通過激光使表面層54剝離)(參照圖3(B))3)通過化學反應使產(chǎn)生顏色(通過激光使對象物品產(chǎn)生化學變化，使表面55產(chǎn)生顏色)(參照圖3(C))。
而且，本發(fā)明包括以下實施方式。
1)對于PTFE使用激光裝置形成白色系標記。
2)在使激光照射在PTFE上時制成帶標記的成型品。
3)使激光照射在PTFE上形成標記的方法。
4)對于加了填充材料的PTFE使用激光裝置形成白色系標記。
5)在使激光照射在加了填充材料的PTFE上時制成帶標記的成型品。
6)使激光照射在加了填充材料的PTFE上形成標記的方法。
7)在通過使激光照射在標記對象上形成標記的方法中，其特征在于使激光照射在由PTFE構(gòu)成的上述標記對象，通過只使受所述照射的PTFE表面變質(zhì)，接受所述照射的PTFE表面與沒有受所述照射的PTFE表面相比呈現(xiàn)不同的顏色，形成白色系標記。
8)用激光照射標記對象形成了標記的成型品，其特征在于述標記對象由PTFE構(gòu)成，使激光照射上述由PTFE構(gòu)成的上述標記對象，通過只使受所述照射的PTFE表面變質(zhì)，接受所述照射的PTFE表面與沒有受所述照射的PTFE表面相比呈現(xiàn)不同的顏色，形成白色系標記。
本發(fā)明能夠達到以下效果即，如上所述本發(fā)明本發(fā)明第一方面請求保護的標記形成方法和本發(fā)明第二方面請求保護的產(chǎn)品中，以PTFE作為標記對象，能夠簡單地在所述標記對象上形成白色系標記。因此，在需要識別由PTFE構(gòu)成的產(chǎn)品時能夠容易地進行識別操作。
本發(fā)明的標記不對作為標記對象的PTFE表面進行加工，能夠直接標記。因此，能夠在標記部位形成沒有斑點的鮮明的標記。
本發(fā)明的標記不會從標記部位剝離，而且不會由于剝離產(chǎn)生異物，因此不會對形成標記的產(chǎn)品的本來性能產(chǎn)生任何不良影響。因此，本發(fā)明的標記能夠形成在作為滑動部的地方。
本發(fā)明的標記不需要干燥，因此形成標記不需要時間。
在本發(fā)明的標記方法中，如果使激光照射標記對象，照射部的PTFE變質(zhì)(起毛刺)，呈現(xiàn)PTFE的本來顏色，起標記的作用，因此即使標記形成表面不是平面狀也能夠形成標記。
本發(fā)明的標記方法，不用為了形成對成型品或者產(chǎn)品的本來性能產(chǎn)生不必要影響的標記而添加添加劑，因此能夠省去選擇向標記對象中添加的添加劑或者向標記對象中添加添加劑的時間。而且，能夠防止發(fā)生污染成型品或者產(chǎn)品的問題。
而且，本發(fā)明也能夠達到如下效果。
1)能夠通過調(diào)整激光裝置的輸出或者它的照射速度簡單地控制白色系對比度。
2)由于能夠容易地進行標記尺寸管理，因此也能夠形成小的文字標記。
3)與現(xiàn)有技術(shù)相比，不受涂料剝離、表面層剝離、特定填充材料等混合物變色乃至呈現(xiàn)顏色或者特定發(fā)泡劑配合的限制，如果是PTFE，不受配合上的限制。


圖1是形成了根據(jù)本發(fā)明實施例的形成標記的PTFE組成物的表面放大照片。
圖2是形成了根據(jù)本發(fā)明實施例的形成標記的密封件的立體圖。
圖3是說明現(xiàn)有的激光標記原理的圖。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的實施例。
標記所使用的激光光源可以使用CO2激光器等氣體激光器、半導體激光器、YAG激光器等固體激光器，等等。根據(jù)使用的激光器種類形成標記所需要的熱照射量有差別，因此可以充分識別所述物品的程度照射就可以。這里，主要以使用CO2激光器情況下的照射條件為中心具體說明本發(fā)明。
作為標記對象所使用的PTFE成型物使用一種板材(20mm×20mm×2mm)，是通過把17份重量的纖維長度為100μm的碳素纖維分散在100份重量的PTFE中形成混合物，進行加壓燒結(jié)獲得的。板材的顏色為黑色系。
圖1中示出輸出功率為3.6W、標記速度為300mm/s條件下形成標記時的電子顯微鏡照相。所述圖1的上側(cè)是激光照射部，下側(cè)是非激光照射部，所謂“照射激光使PTFE變質(zhì)(起毛刺)”是所述圖1的上側(cè)所示狀態(tài)。
下面，表1示出本實施方式中形成標記的一個實施例的條件和其結(jié)果。
表1

*標記狀態(tài) *成形品表面狀態(tài)對于非照射部，照射表面的粗糙度，厚度的變化，成形品的性能○容易識別的白色◎良好△可識別○沒有影響
×識別困難△有影響的可能×有影響如同所述表1所示，如果把標記速度固定在150(mm/s)，激光的輸出為1.2W以上能夠形成呈現(xiàn)明亮的白色系的標記。
而且，如果把標記速度固定在300(mm/s)，激光的輸出為2W水平，能夠識別的程度的照射部的PTFE呈現(xiàn)起毛刺的白色系，如果激光輸出為3.6W以上，能夠形成呈現(xiàn)明亮的白色系的標記。
進一步，如果把標記速度固定在400(mm/s)，激光的輸出為2W水平，能夠識別的水平照射部的PTFE呈現(xiàn)起毛刺的白色系，如果激光輸出為4.8W以上，能夠形成呈現(xiàn)明亮的白色系的標記。
可是，由于照射部相對于非照射部產(chǎn)生表面粗糙度或者厚度變化，因此有時成形品表面狀態(tài)，即照射部的表面狀態(tài)影響成形品的性能。例如，對于密封件，在使用CO2激光器、激光光束直徑為φ14mm情況下，由于照射產(chǎn)生如下情況1)變形，例如圓度下降，壁厚變化；2)表面凹陷、突起；3)表面層的物理性能降低(機械強度、拉伸度、破壞能、奶磨損性等)；4)滑動時磨損現(xiàn)象異常；因此存在密封性能下降的問題。
因此，即使是例如容易識別的標記狀態(tài)，也不適合于在成形品上形成標記的狀態(tài)。
因為上述觀點，最好通過使激光器的輸出比上述表1大，而且標記速度也大，形成識別性優(yōu)良、而且對成形品本來的性能沒有任何不良影響的標記。
因此，最好本實施例方式中形成標記的條件與上述表1相比，在標記速度為150(mm/s)情況下，輸出為1.2W，在標記速度為300(mm/s)情況下輸出為3.6～6W，標記速度為400(mm/s)情況下輸出為4.8～8.4W。
而且，通過加減照射激光的輸出或者標記速度，可以調(diào)整標記狀態(tài)(對比度)。即，如果輸出降低、標記速度提高，則標記狀態(tài)(對比度)變?nèi)酰喾慈绻敵鎏岣?、標記速度下降則標記狀態(tài)(對比度)變強。
在使激光照射由PTFE構(gòu)成的標記對象的情況下，激光光束照射時的表面溫度通過下面的表達式推出Tp＝2βF/((πλcρ))×(t)Tp表面溫度(℃)β激光吸收率F能量密度(W/cm2)λ；熱傳導率(cal/cm° Cs)ρ密度(g/cm3)t照射時間(s)由PTFE構(gòu)成的成型品雖然可以舉出如下例子，例如密封件、保護環(huán)、推力圈、滑動密封件、承磨環(huán)、波紋管、板材等。但是本發(fā)明并不限于這些。而且，本發(fā)明的標記也可以適用于上述成型品的中間形成物或者最終成形品。例如，以密封件為例，中間形成物是切割之前的成型品，最終成形品是切割之后的成型品。
如圖2所示，在圓周的一個位置上設置有切割部2的密封件1中，通過預先在切割部2設置作為識別標記的白色系標記3，使得可以識別切割部2，能夠用于定位。切割部2是在組裝時作為嵌合部使用的，因此除了圖中的斜切面之外，可以是直切面或者階梯面等。
在所述密封件1由添加了暗色系的填充材料的PTFE構(gòu)成的情況下，如果根據(jù)本發(fā)明的方法使激光照射所述切割部2的外周面部位，由于如圖1所示PTFE部分起毛刺，呈現(xiàn)白色系，是PTFE本來的顏色，形成標記3。
因此，在密封件1的情況下，能夠容易地識別作為嵌合部使用的切割部2，因此可以適用于識別類似的密封件、方向性的識別等。而且，在用于制造密封件1的中間形成物上形成白色系標記3的情況下，可以集中對多個密封件1進行標記操作。
雖然圖中所示的標記3是相比簡單的帶狀，但是也可以標記公司名稱或者成形品代碼等各種文字、符號或者圖形等。
如果摩擦所述起毛刺的白色系照射部分，PTFE的起毛刺狀態(tài)再變成原來的稠密狀態(tài)，變成原來的顏色。因此通過該作用，在形成滑動部的地方形成標記的情況下，本發(fā)明的標記起標記成型品的作用，但是在所述成型品作成產(chǎn)品之后，把所制成的產(chǎn)品組裝在滑動部情況下，所述標記消失。即最好所述標記在從成型品制造工藝到組裝工藝期間有效(標記不消失)，即使在組裝之后標記消失，對于所述制成的產(chǎn)品的本來性能也不產(chǎn)生任何不良影響。而且，在不是滑動部的地方形成標記的情況下，本發(fā)明的標記可以在成形品上加上公司名稱、產(chǎn)品代碼等文字符號等。因此，在不是滑動部的地方形成標記的情況下由于所述標記不消失，可以識別產(chǎn)品，對產(chǎn)品的性能不會產(chǎn)生任何不良影響。
權(quán)利要求
1.一種用激光照射標記對象形成標記的方法，其特征在于上述標記對象由PTFE構(gòu)成，使激光照射上述標記對象，通過只使受所述照射的聚四氟乙烯表面變質(zhì)，與沒有受所述照射的聚四氟乙烯表面相比呈現(xiàn)不同的顏色，形成白色系標記。
2.一種用激光照射標記對象形成標記的成型品，其特征在于上述標記對象由聚四氟乙烯構(gòu)成，使激光照射上述標記對象，通過只使受所述照射的聚四氟乙烯表面變質(zhì)，與沒有受所述照射的聚四氟乙烯表面相比呈現(xiàn)不同的顏色，形成白色系標記。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種標記形成方法以及形成有標記的成形品，所述標記形成方法能夠以PTFE作為標記對象，在所述標記對象上簡單地形成標記。為了實現(xiàn)上述目的，在用激光照射標記對象形成標記的方法，上述標記對象由PTFE構(gòu)成，使激光照射上述標記對象，通過只使受所述照射的PTFE表面變質(zhì)，與沒有受所述照射的PTFE表面相比呈現(xiàn)不同的顏色，形成白色系標記。標記對象例如可以是由PTFE構(gòu)成的圓周上一個地方設置有標記的密封件或者用于制造所述密封件的中間成型物。
文檔編號B41M5/26GK1568263SQ038012
公開日2005年1月19日 申請日期2003年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月1日
發(fā)明者龍戶雅章, 安彥忠, 梅原俊彥 申請人:Nok株式會社