착색제와 안료가 레이저 마킹 결과를 바꾸는 방식

착색제와 안료가 레이저 마킹 결과를 바꾸는 방식

핵심 요약

• 마킹 결과는 기본 폴리머보다 착색제가 좌우하는 경우가 많습니다.
• 카본 블랙은 1064 nm에서 강하게 흡수하므로 검은색 등급은 첨가제 없이도 마킹되는 경우가 많습니다.
• 일부 유기 안료는 빔 아래에서 탈색되거나 색이 변해, 아무도 지정하지 않은 마킹이 나옵니다.
• 모든 색상은 별도의 검증 대상입니다. 한 등급의 한 색상에서 검증된 레시피는 다른 색상에 적용되지 않습니다.

레이저 마킹이 실패한 이유를 물으면 보통 폴리머가 원인으로 제시됩니다. 그러나 잘 되던 시료와 그렇지 않은 양산 로트 사이에서 실제로 무엇이 바뀌었는지 물으면, 답은 훨씬 더 자주 색상입니다. 착색제는 낮은 함량으로 존재하고 마킹 사양에서 거의 논의되지 않지만, 결과를 좌우하는 경우가 많습니다.

착색제가 결과를 바꾸는 세 가지 방식

세 번째 메커니즘은 사람들을 놀라게 하는 것입니다. 마킹은 보통 기재를 어둡게 하거나 밝게 하는 것으로 예상되지만, 안료 자체가 분해되면 마킹 색상은 안료가 무엇으로 변하는지에 따라 정해지며, 어느 쪽도 아닐 수 있습니다.

착색제 유형별 거동

• 카본 블랙. 낮은 함량에서도 1064 nm에서 강한 흡수체입니다. 그래서 검은색 등급은 레이저 첨가제 없이도 마킹되는 경우가 많으므로, 첨가제를 지정하기 전에 확인해 볼 가치가 있습니다. 검은색에서의 어려움은 반대쪽에 있습니다. 밝은 마킹을 만드는 것으로, 이를 위해서는 발포와 보통 MOPA 광원이 필요합니다.
• 이산화티타늄(흰색). 불투명도가 높고 산란이 강합니다. 어두운 마킹에 대해 우수한 배경 대비를 제공하지만 빔을 반사하고 산란시키므로 마킹 임계값에 도달하려면 더 많은 에너지가 필요할 수 있습니다. TiO2 함량이 높으면 매력적인 대비에도 불구하고 등급의 마킹이 더 어려워질 수 있습니다.
• 무기 안료. 산화철, 울트라마린, 혼합 금속 산화물 등입니다. 일반적으로 열적으로 안정하여 마킹 과정에서도 남아 있고 예측 가능하게 거동합니다. 많은 안료가 유용하게 흡수합니다.
• 유기 안료와 염료. 가장 예측하기 어려운 그룹입니다. 많은 유기 안료가 마킹 온도에서 분해되어 더 밝은 색조로 탈색되거나 색상이 바뀝니다. 이를 의도적으로 활용할 수도 있지만, 가공이 아니라 외관을 위해 선택한 색상에서는 원치 않는 결과가 나오는 경우가 훨씬 더 많습니다.
• 진주광택 및 효과 안료. 운모 기반 효과 안료는 빛을 산란시키는 동시에 빔에도 반응하며, 보는 각도에 따라 측정값이 바뀌므로 대비 측정을 방해합니다.
• 형광 착색제. 열에 민감한 경우가 많고, 마킹 안과 주변에서 형광이 사라져 의도한 형상보다 훨씬 넓게 눈에 띄는 헤일로가 남을 수 있습니다.

색상마다 별도 검증이 필요한 이유

한 등급의 한 색상에서 마킹 레시피를 검증하고 전체 색상 계열에 출하 승인하는 경우가 흔합니다. 이 관행은 안료 구성이 색상마다 함량, 화학 조성, 열 안정성에서 다르기 때문에 문제를 반복적으로 일으킵니다. 천연색 등급에 맞춘 레시피를 파란색에 적용하면 마킹이 약하고, 검은색에 맞춘 레시피를 흰색에 적용하면 타 버립니다.

타당한 접근 방식은 다음과 같습니다.

• 색상을 외관상의 변형이 아니라 소재 사양의 일부로 취급하십시오. 마킹 레시피는 등급과 색상에 대해 검증합니다.
• 모든 양산 색상을 출력-속도 매트릭스로 스크리닝하고, 육안 판단이 아니라 L*를 측정하십시오.
• 색상별로 별도의 레시피를 기록하고 호출하십시오. 교체 시 수작업으로 조정하지 마십시오.
• 레이저 첨가제가 있는 상태에서 색상 표준을 다시 맞추십시오. 변성되지 않은 수지에서 승인된 색상은 흡수제가 배합되면 유지되지 않습니다.
• 착색제 변경을 재검증 발동 조건으로 명시하십시오. 명목상 같은 색상이라도 안료 공급업체가 바뀌는 경우도 포함합니다.

색상에서 비롯된 마킹 문제 진단

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자주 묻는 질문

같은 수지인데 색상에 따라 마킹이 다른 이유는 무엇입니까?

안료 구성이 색상마다 함량, 화학 조성, 열 안정성에서 다르고, 안료가 빔과 직접 상호작용하기 때문입니다. 카본 블랙은 강하게 흡수하고, 이산화티타늄은 산란시키며, 많은 유기 안료는 마킹 온도에서 분해됩니다. 기본 폴리머는 동일하지만 레이저가 실제로 상호작용하는 대상은 동일하지 않습니다.

검은색 플라스틱에는 레이저 첨가제가 필요합니까?

필요하지 않은 경우가 많습니다. 카본 블랙은 낮은 함량에서도 1064 nm에서 강한 흡수체이므로 검은색 등급은 첨가제 없이도 잘 마킹되는 경우가 많습니다. 비용을 들이기 전에 먼저 확인해 볼 가치가 있습니다. 검은색에서 더 어려운 문제는 밝은 마킹을 만드는 것으로, 탄화가 아니라 발포가 필요하며 보통 짧은 펄스 폭의 MOPA 광원이 필요합니다.

같은 등급의 여러 색상에 마킹 레시피를 공유할 수 있습니까?

공유해서는 안 됩니다. 한 색상에서 검증하고 전체 계열에 출하 승인하는 것은 흔한 관행이지만 양산 문제의 확실한 원인입니다. 검은색에 맞춘 레시피는 흰색을 태우고 천연색에 맞춘 레시피는 안료가 들어간 등급을 거의 마킹하지 못하기 때문입니다. 색상별로 별도의 레시피를 기록하고 호출하며, 명목상 같은 색상에서 공급업체가 바뀌는 경우를 포함해 착색제 변경을 재검증 발동 조건으로 취급하십시오.

마킹 색상이 전혀 엉뚱하게 나온 이유는 무엇입니까?

폴리머가 열화된 것이 아니라 유기 안료가 빔 아래에서 분해되었을 가능성이 가장 큽니다. 그러면 마킹 색상은 안료가 무엇으로 변하는지에 따라 정해지며, 더 밝거나 다른 색조이거나 예측할 수 없을 수 있습니다. 색상이 허용한다면 열적으로 안정한 무기 안료로 대체하면 해결되며, 그렇지 않다면 안료가 그대로 남을 만큼 마킹 에너지를 낮춰야 합니다.

진주광택 또는 메탈릭 효과 등급에서는 대비를 어떻게 측정해야 합니까?

검사 방법에서 측정 형상을 고정하고 명시해야 합니다. 효과 안료는 보는 각도와 조명에 따라 외관이 바뀌기 때문입니다. 그렇지 않으면 공급업체와 고객이 같은 부품에서 정당하게 다른 측정값을 얻게 됩니다. 첫 분쟁이 생긴 뒤가 아니라 허용치에 합의하기 전에 형상을 고정하십시오.

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