用于对塑料件进行部分染色的方法技术

本发明专利技术涉及一种对塑料件、特别是热塑性塑料件、更具体而言包含层结构的热塑性塑料件进行部分染色、特别是彩色激光刻印的方法，以及所得部分染色的、优选彩色激光刻印的塑料件、特别是热塑性塑料件。

Method for partial dyeing of plastic parts

The invention relates to a method for partially dyeing plastic parts, especially thermoplastic parts, and more specifically thermoplastic parts with layer structure, in particular color laser printing, and the obtained partially dyed and preferred color laser printing plastic parts, especially thermoplastic parts.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对塑料件进行部分染色的方法本专利技术涉及一种对塑料件、特别是热塑性塑料件、更具体而言包含层结构的热塑性塑料件进行部分染色、特别是彩色激光刻印的方法，以及所得部分染色的、优选彩色激光刻印的塑料件、特别是热塑性塑料件。借助激光对塑料件进行彩色刻印的可能性是整个塑料件制造业所关注的。本文关注的是例如用于汽车工业的三维成型塑料件的彩色激光刻印。可例如用彩色符号来刻印开关、隔板等。在此，还可借助激光对具有表面保护用涂层的塑料件进行彩色刻印。激光束去除涂层，并且在该位置处的染料同时迁移至塑料表面中。未受保护的塑料表面也可被彩色激光刻印并随后涂布以便确保塑料件连续有光泽的外观并提供免受刮擦和化学损害的保护。到目前为止这类彩色符号可例如在第一制造步骤中借助利用几个彩色组件的塑料注塑来产生。在第二制造步骤中必须用遮盖色涂布塑料件。在第三制造步骤中借助激光对彩色层进行刻印以便暴露处于下方的塑料表面。可选地，可在第四制造步骤中施加保护涂料。替代地，可在背面对透明塑料膜进行彩色刻印，并且然后根据膜内嵌模压方法用热塑性塑料后注射以便获得有光泽的或一致外观的表面。这种方法例如公开于EP-A0691201实施例1中。在安全和/或价值文件市场上，特别是对于身份证明文件(ID文件)而言，需要借助激光对这些文件进行彩色个人化。利用激光刻印方法对部分或完全由聚合物膜组成的ID文件进行个人化是现有技术。然而，当前已知的方法在这类文件中仅创建具有各种灰色标度的图像和文本。不能借助激光刻印来创建彩色元素。仅与先前印制技术施加的彩色层组合，然后借助激光来改变所述彩色层，就可能在塑料件中或塑料件上生成彩色图像。近年来特别是在安全和/或价值文件、特别是ID文件的领域内已开发出允许在完全或部分由聚合物膜构建的这些文件中创建彩色元素的方法。然而，这些方法有关于相当大的技术花费。所有方法包括用于实现彩色设计的印制工艺。WO-A03/056507公开了一种方法，其中可按下述借助激光刻印来生成彩色图像：将与特定波长的激光反应的颜色整面地印制到膜上，随后在所述膜的面上应生成彩色图像。反应通过一旦彩色颜料暴露于激光就对这些颜料漂白的方式表现。如果使用在三种不同波长下反应的三种类型的颜料，例如红、黄、蓝，则可能创建全色图像，因为颜料在受激光辐照的位置处相应地被漂白。然而，这种方法是特别复杂的，因为必须使用三种不同的激光源，并且必须将颜色整面地印制到表面上。由此在层压之后图像的区域中膜的复合粘附不够好。另一种方法公开于EP-A2752302中并且基于彩色显示的原理：将基色红、黄、蓝的窄线印制到膜上。然后借助激光使这些线选择性变黑以让彩色图像的压印生成。这种方法也是复杂的，因为在周界中(imVorfeld)必须非常准确地印制以让图像生成。图像的分辨率也非常粗糙，因为所述线不能低于大约80μm的距离，并且图像显得黑暗，因为图像面的大部分被激光变黑。借助喷墨的膜印制作为另一种方法描述于JP-A2012-011688中。对于此，通常用喷墨印刷机将印制图案(Druckmotive)印制到膜上，并且用激光固定油墨。这种方法与广泛使用的UV固化油墨系统可比拟。代替UV光，在此仅使用激光来固定油墨。利用这种方法，油墨保留在塑料表面上。在此，这种方法特别不适合于刻印安全文件，因为油墨可能自塑料表面磨损。JP-A2012-011689公开了在不损害基材的情况下对模制件进行彩色激光印制的方法和设备。在这种方法中，借助喷墨将油墨施加到模制件上，并且然后利用激光束将这种油墨固定在所述模制件上。EP-A2179857公开了用于可激光刻印写入的ID-卡的层结构，所述层结构具有在所述激光刻印之后施加到卡体的另一个层，并且限制或完全防止了随后借助激光刻印而写入卡并因此对所含信息的伪造。并未公开彩色激光刻印。WO-A2005/033218公开了含有铁蓝颜料的涂料组合物，所述涂料组合物适合于产生可激光刻印的涂层，可利用激光以无粉末(schmauchspuren-)和无残留的方式对所述涂层进行激光刻印。借助激光刻印使涂层磨损并施加对应信息。因此，本专利技术的目的是提供一种用于对塑料件、优选热塑性塑料件、更优选塑料膜和/或膜层复合物进行部分染色、特别是彩色激光刻印的改进且简单的方法。这一目的意外地通过根据本专利技术的用于对塑料件、特别是热塑性塑料件进行部分染色、特别是彩色激光刻印的方法得以解决，所述方法包括步骤：i)将塑料件浸渍于染色浴中，ii)可选地，加热染色浴，iii)利用聚焦非电离电磁辐射，优选具有在≥0.1μm至≤1mm范围内、更优选在≥0.15μm至≤20μm范围内的波长的聚焦非电离电磁辐射，最优选利用在≥0.15μm至≤20μm范围内的波长的激光辐射来辐照来自i)和可选ii)的塑料件，其中部分染色大致上仅在步骤iii)中受辐照的位置处发生。在本专利技术的范围内，“大致上”理解为用肉眼明显可辨别为可见的彩色元素的彩色元素仅在步骤iii)中受辐照的位置处生成。在此不排除可能在非辐照位置处发生塑料件的轻微染色。根据本专利技术的方法的特征在于，对塑料件、特别是热塑性塑料件的部分染色大致上在步骤iii)中受辐照的位置处发生。其余的塑料件在非辐照区域处无染色或仅具有非常弱的染色。因此，可以对塑料件的针对性区域进行染色，例如借助根据本专利技术的方法来向这种塑料件上施加图像、个人化(Personalisierung)、标志、符号或字样。这些不能从塑料表面上容易地去除。因此，根据本专利技术的方法特别适合于制造安全和身份证明文件的领域。这些彩色元素达到5000dpi的特别高的分辨率且可选甚至更高，特别是在用激光辐射来辐照期间。根据本专利技术的方法既不需要高精度印制技术，也不需要使用不同的激光强度，只要用激光辐射在步骤iii)中进行辐照即可。根据本专利技术的方法还适合于将彩色元素施加至三维塑料件以及膜和/或膜层复合物上。多种塑料件、特别是热塑性塑料件可用于根据本专利技术的方法中。在优选热塑性塑料件的情况下，这可特别优选为选自烯键式不饱和单体的聚合产物和/或双官能反应性化合物的缩聚物和/或双官能反应性化合物的加聚产物的热塑性塑料。对于诸如像身份证明文件领域内的特定应用而言，它可为有利的，并因此优选使用透明的热塑性塑料。特别合适的热塑性塑料是基于二元酚的一种或更多种聚碳酸酯或共聚碳酸酯；聚-或共聚丙烯酸酯和聚-或共聚甲基丙烯酸酯，诸如像且优选聚甲基丙烯酸甲酯或聚(甲基)丙烯酸酯(PMMA)；含有苯乙烯的聚合物或共聚物，诸如像且优选聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或聚苯乙烯丙烯腈(SAN)；热塑性聚氨酯以及聚烯烃，诸如像且优选聚丙烯类型或基于环烯的聚烯烃(例如TOPASTM，Hoechst)；对苯二甲酸的缩聚物或共缩聚物，诸如像且优选聚-或共聚对苯二甲酸乙二酯(PET或共聚PET)，二醇改性的PET(PETG)，二醇改性的聚-或共聚对苯二甲酸环己二甲酯(PCTG)，或者聚-或共聚对苯二甲酸丁二酯(PBT或共聚PBT)；聚酰胺(PA)；萘二羧酸的缩聚物或共缩聚物，诸如像且优选聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)；至少一种环烷基二羧酸的缩聚物或共缩聚物，诸如像且优选聚环己烷二甲酸环己烷二甲醇酯(PCCD)；聚砜(PSU)，上述者的混合物或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对塑料件进行部分染色的方法，所述方法包括以下步骤i)将塑料件浸渍于染色浴中，ii) 可选地，加热所述染色浴，iii)利用聚焦非电离电磁辐射，优选具有在≥ 0.1 μm至≤ 1 mm范围内、更优选在≥ 0.15 μm至≤ 20 μm范围内的波长的聚焦非电离电磁辐射，最优选利用在≥ 0.15 μm至≤ 20 μm范围内的波长的激光辐射来辐照来自i)和可选ii)的所述塑料件，其中所述部分染色大致上仅在步骤iii)中受辐照的位置处发生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.29 EP 16162536.31.一种用于对塑料件进行部分染色的方法，所述方法包括以下步骤i)将塑料件浸渍于染色浴中，ii)可选地，加热所述染色浴，iii)利用聚焦非电离电磁辐射，优选具有在≥0.1μm至≤1mm范围内、更优选在≥0.15μm至≤20μm范围内的波长的聚焦非电离电磁辐射，最优选利用在≥0.15μm至≤20μm范围内的波长的激光辐射来辐照来自i)和可选ii)的所述塑料件，其中所述部分染色大致上仅在步骤iii)中受辐照的位置处发生。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤iii)借助在≥0.15μm至≤20μm范围内的波长的激光辐射来进行。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述染色浴包含至少一种着色剂，优选至少一种染料，或上述者的混合物。4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，所述染色浴包含根据染料索引分类属于溶剂染料和/或分散染料的组的至少一种染料或这些染料的混合物。5.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，在步骤i)中，所述塑料件的浸渍深度≤120mm，优选0.01至100mm，特别优选0.1至20mm。6.根据权利要求1至5所述的方法，其特征在于，所述染色浴包含：a)水和/或有机溶剂，b)至少一种着色剂，优选至少一种染料，特别优选根据染料索引分类属于溶剂染料和/或分散染料的至少一种染料或这些染料的混合物。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述染色浴还包含：c)根据结构式(I)的至少一种溶剂R—[(O-(CH2)m)n—]OH(I)，其中R是乙基、丙基或丁基，m是2、3或4，以及n是1、2或3，条件是，如果R是丁基，则m是2或4，d)根据结构式(II)的至少一种匀染剂：H—[(O-(CH2)m)n—]OH(II)，其中m是2、3或4，以及n是1、2或3。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述组分a)至d)以相关于所述染料溶液的总重量计的...

【专利技术属性】
技术研发人员：G齐奥瓦拉斯，C皮耶尔马泰奥，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE