CN114650915A - 具有改变的结构的层构造及其生产 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及层结构，其含有：(A)第一透明辐射可雕刻层(A)，其具有第一表面a1)和基本平行于表面a1)延伸的第二表面a2)，其中所述第一层(A)在构成所述层结构的第一外表面的第一表面a1)上具有借助非电离电磁辐射(E)制成的彩色或黑色局部雕刻；(B)任选地，附加透明辐射可雕刻层(B)，其具有朝向第一层(A)的第一表面b1)和背向第一层(A)并基本平行于表面b1)延伸的另一表面b2)；和(C)任选地，至少一个附加透明塑料层(C)，其中所述附加层(C)的布置可选择地选自：在层(A)的第一表面a1)的那侧、在附加层(B)的另一表面b2)的那侧、在两个层(A)和(B)之间、或在多个附加层(C)的情况下，至少其中两种的组合，其中彩色或黑色局部雕刻的图像以不透明结构改变的形式存在于构成层结构的另一外表面并与第一表面a1)相反的层结构表面处。本发明同样涉及所述层结构的生产以及含有根据本发明的层结构的安全文件。
Description
本发明涉及具有局部的结构改变的层构造及其生产，以及包含所述层构造的安全文件。
基于塑料的安全文件和/或有价文件，尤其是身份证明文件，例如身份证，现今优选借助在高温和高压下的层压、不使用胶粘剂层、作为多层复合体生产，以防止随后拆开该层构造以更换识别特征。在层压工艺之前或过程中将相应的安全标记并入这些多层复合体，这些安全标记因此必须配置为耐受层压工艺参数而不受到破坏。此外，安全标记绝不能在多层复合体中引入弱点以致能够随后无损毁地再次打开该复合体。特别感兴趣的是可在层压工艺后引入或可引入制成的身份证明文件并在伪造的情况下能够就这样容易识别的安全标记。理想地，还应该能够将安全标记与文件持有人的数据相关联。
安全文件和/或有价文件中的安全标记通常分成三个安全等级：
- 1级安全标记是不使用附加辅助手段而可通过肉眼纯视觉感知的那些。
- 2级安全标记是需要辅助手段（例如放大镜、滤光片、读取装置等）才可见的那些。
- 3级安全标记是只能在实验室中借助法证方法识别的那些。在此，这种分析通常与至少部分损毁该文件相关联。
因此更加需要1级安全标记，其可快速感知，优选通过视觉或触觉手段感知，优选包括文件持有人的个人数据，并在发生伪造时可在没有辅助工具或只有很少辅助工具的情况下就这样快速察觉。这样的安全标记在下文中也称为个人化安全标记。
在由塑料，尤其是聚碳酸酯制成的身份证明文件的情况下，最重要的个人化安全标记是文件持有人的照片。其原因在于其可在空白文件已制成后借助激光雕刻，例如作为黑白照片引入该文件。为了改进激光雕刻照片的防伪性，如申请号为EP 18190363.4的欧洲专利申请中所述，已经开发出能够激光雕刻彩色照片的方法。除彩色激光雕刻外，这种方法还能够提供局部具有结构的照片以使其能够更容易与伪造品区分。因此，例如可以用更强的激光辐射雕刻照片的一些区域，以由此能够产生额外的结构化。但是，在巨大的努力下，伪造者也能够在照片上产生结构，例如通过局部施加透明漆。
在由聚碳酸酯制成的身份证明文件中流行的安全标记是透明窗口。防伪性的改进在于，在尝试进行伪造时会破坏窗口的透明性。例如当在身份证明文件上粘贴透明膜时或当通过机械手段拆开该文件时，发生透明性的破坏。在一些情况下，在透明窗口中使用激光雕刻文件持有人的照片或其它个人特有的信息，以使伪造尝试更加困难。其变体描述在WO2014/151377 A2中。
但是，仍然需要进一步改进彩色激光雕刻的方法以防止伪造。
本发明的目的因此是提供在层构造中具有防伪雕刻的层构造，和提供由其制成的更防伪的安全文件。另一目的是提供生产更防伪的层构造的方法，和借助该方法制成的更防伪的安全文件。
本发明的第一主题是层构造，其含有：
(A) 第一透明辐射可雕刻层(A)，其具有第一表面a1)和基本平行于表面a1)延伸的第二表面a2)，其中第一层(A)在其构成所述层构造的第一外表面的第一表面a1)上具有借助非电离电磁辐射(E)制成的彩色或黑色局部雕刻。非电离电磁辐射优选是激光辐射；
(B) 任选地，附加透明辐射可雕刻层(B)，其具有朝向第一层(A)的第一表面b1)和背向第一层(A)并基本平行于表面b1)延伸的另一表面b2)；
(C) 任选地，至少一个附加透明塑料层(C)，其中层(C)的布置可选择地选自：在层(A)的第一表面a1)的那侧、在附加层(B)的另一表面b2)的那侧、在两个层(A)和(B)之间、或在多个附加层(C)的情况下，其中至少两种的组合，
其中彩色或黑色局部雕刻的图像以结构改变的形式存在于构成层构造的外表面并与第一表面a1)相反的层构造的表面处。该结构改变优选是不透明的。
该结构改变在下文中也称为“不透明结构改变”或简称为“改变的结构”。
第一层(A)可由各种透明辐射可雕刻材料制成，该材料的着色可在染料存在下通过激光改变。层(A)优选是塑料层。“着色可通过激光改变”根据本申请是指在第一层的材料中，通过激光在持续辐射中1瓦特或脉冲辐射中5瓦特的最低能量输入的情况下，可实现用染料着色，以使这种雕刻为肉眼可见。对于脉冲辐射，优选使用0.5 kHz至1000 kHz，优选5kHz至100 kHz，更优选15 kHz至50 kHz的脉冲频率。对于脉冲辐射，优选选择5 ns至1000ns，更优选10 ns至200 ns的脉冲持续时间。
层(A)优选是激光可雕刻层。透明辐射可雕刻层(A)优选具有彩色局部雕刻。该雕刻优选包括结构，如字迹，其具有0.005至1 mm，更优选0.01至0.5 mm，更优选0.02至0.1 mm的宽度。该雕刻优选具有0.001至2 mm，更优选0.002至1 mm，非常优选0.005至0.5 mm，再更优选0.01至0.1 mm的深度。
第一层(A)和优选所有附加任选层(B)和(C)是透明和清澈的。“透明”根据本发明被理解为是指其在大于80%的程度上，优选在大于85%的程度上，更优选在大于90%的程度上，最优选在大于95%的程度上透射400至700 nm的波长范围内的光。
层构造的材料，尤其是第一层(A)的材料，优选在用激光处理前是清澈的。“清澈”在本申请中是指层构造具有根据标准ASTM D1003:2013测得的≤ 20%，优选≤ 15%，更优选≤ 10%，尤其优选≤ 5%的雾度，也称为浊度。
任选的附加层(B)可由各种至少部分透射电磁辐射(E)的材料制成，以使电磁辐射(E)能够以足够能量射到层(A)的表面a1)以实现着色。层(B)优选是塑料层。
任选的至少一个附加层(C)同样优选包含透明塑料。附加层(C)优选具有与附加层(B)或与第一层(A)相同的材料组成。
该层构造的特征在于，彩色或黑色局部雕刻的图像以结构改变的形式存在于构成层构造的外表面并与第一表面a1)相反的层构造的表面处。“图像”被理解为是指一侧上的雕刻的几乎相同形式以结构改变的形式存在于层构造的相反侧上。该图像可能相对于雕刻轻微位移、或存在于雕刻的正对面，即垂直穿过层构造，在与雕刻相反的层构造表面上。
在层构造的一个优选实施方案中，与第一表面a1)相反并构成层构造的另一外表面的层构造表面至少在相对于从该雕刻出发垂直穿过层构造的轴成45°至90°角的位置具有改变的结构。通常有可能至少在相对于从该雕刻出发垂直穿过层构造的轴成0°至90°，更优选5°至80°，最优选10°至70°角的位置将所述改变的结构引入层构造上。
这实现了以下效果：从具有不透明结构改变的层构造那侧在45°至90°的视角下，该彩色或黑色雕刻至少部分，优选完全被该不透明结构改变光学覆盖。从具有不透明结构改变的层构造那侧至少在45°至90°的视角下，不透明结构改变对彩色或黑色雕刻的光学覆盖度优选为基于彩色或黑色雕刻的宽度计50%至100%，更优选60%至90%，尤其优选70%至80%。
在层构造的外表面上的结构改变的特征在于，该层在具有结构改变的位置不再表现出透明性或表现出很少的透明性，但可能仍然是半透明的，这在视觉上表现为乳白色外观。对该结构改变的解释可能在于，由于在电磁辐射(E)的进入位置该层非常快速熔融，将空气泡夹杂在该层的材料中。另一种解释可能是在电磁辐射(E)进入该层的位置发生的材料的化学结构改变。
在层构造的一个优选实施方案中，该改变的结构具有浑浊或乳白色外观。包含该改变的结构的层构造区域优选具有用BYK-Gardner公司的haze gard plus型号的仪器根据标准ASTM D1003:2013测得的≥ 20%，优选≥ 50%，更优选≥ 80%的浊度或雾度。
更优选地，该改变的结构呈现为层构造上的白色雕刻。如已经提到，该改变的结构存在于与彩色或黑色局部雕刻所存在的表面相反的层构造表面上。彩色或黑色局部雕刻因此与该改变的结构朝向层构造的相反方向。由于该改变的结构为乳白色和浑浊的，彩色或黑色雕刻的优选至少一部分，优选整体被该改变的结构覆盖。由此，该彩色或黑色雕刻有可能从存在该改变的结构的那侧不再可见。可通过该改变的结构的宽度的选择来调节彩色或黑色雕刻从该改变的结构那侧的可见性。相反，如果从彩色或黑色雕刻的那侧查看层构造，可通过彩色或黑色雕刻的宽度的选择来覆盖该改变的结构。
在层构造的一个优选实施方案中，层(B)在具有该改变的结构的位置的层厚度比没有该改变的结构的位置厚至少0.001 mm。
在层构造的一个优选实施方案中，层(A)、(B)和(C)的至少一个，优选全部，具有下列性质之一，优选全部：
I.借助测微螺旋或借助显微切片和随后显微镜层厚度测量测定的10 µm至10000µm；优选20 µm至7000 µm，更优选30 µm至5000 µm，最优选70 µm至2000 µm的层厚度；
II. 优选通过根据DIN EN ISO/IEC 17025的UV-VIS-NIR-MIR方法测定的≥ 2%至≤ 99.95%，优选≥ 4%至≤ 90%，更优选≥ 5%至≤ 85%的对所选辐射的辐射透过率。
在层构造的一个优选实施方案中，至少层(A)，优选还有层(B)，包含选自烯属不饱和单体的聚合物、双官能反应性化合物的缩聚物和双官能反应性化合物的加聚产物或其中至少两种的组合的热塑性塑料。
优选的热塑性塑料是一种或多种基于二酚的聚碳酸酯或共聚碳酸酯、（一种或多种）聚丙烯酸酯或共聚丙烯酸酯和（一种或多种）聚甲基丙烯酸酯或共聚甲基丙烯酸酯，例如和优选聚甲基丙烯酸甲酯或聚(甲基)丙烯酸酯（PMMA），（一种或多种）含苯乙烯的聚合物或共聚物，例如和优选聚苯乙烯（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）或聚苯乙烯-丙烯腈（SAN），（一种或多种）热塑性聚氨酯以及（一种或多种）聚烯烃，例如和优选聚丙烯类型或基于环烯烃的聚烯烃（例如TOPAS®，Hoechst），（一种或多种）对苯二甲酸的缩聚物或共缩聚物，例如和优选聚-或共聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET或CoPET）、二醇改性的PET（PETG）、二醇改性的聚-或共聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯（PCTG）或聚-或共聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT或CoPBT），聚酰胺（PA）、（一种或多种）萘二甲酸的缩聚物或共缩聚物，例如和优选聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN），至少一种环烷基二羧酸的（一种或多种）缩聚物或共缩聚物，例如和优选聚环己烷二甲醇环己烷二甲酸（PCCD），聚砜（PSU）、上述至少两种的混合物或其共混物。
特别优选的热塑性塑料是一种或多种基于二酚的聚碳酸酯或共聚碳酸酯、或含有至少一种聚碳酸酯或共聚碳酸酯的共混物。非常特别优选的是含有至少一种聚碳酸酯或共聚碳酸酯和至少一种对苯二甲酸、萘二甲酸或环烷基二羧酸，优选环己烷二甲酸的缩聚物或共缩聚物的共混物。非常特别优选的是聚碳酸酯或共聚碳酸酯，其尤其具有500至100000，优选10000至80000，更优选15000至40000的平均分子量Mw，或其与至少一种具有10000至200000，优选21000至120000的平均分子量Mw的对苯二甲酸的缩聚物或共缩聚物的共混物。
合适的对苯二甲酸的缩聚物或共缩聚物在本发明的优选实施方案中是聚对苯二甲酸亚烷基酯。合适的聚对苯二甲酸亚烷基酯是例如芳族二羧酸或它们的反应性衍生物（例如二甲酯或酐）和脂族、脂环族或芳脂族二醇的反应产物，和这些反应产物的混合物。
优选的聚对苯二甲酸亚烷基酯可由对苯二甲酸（或其反应性衍生物）和具有2至10个C原子的脂族或脂环族二醇通过已知方法制成（Kunststoff-Handbuch, 第VIII卷, 第695页及其后, Karl-Hanser-Verlag, München 1973）。
优选的聚对苯二甲酸亚烷基酯含有基于二羧酸组分计至少80摩尔%，优选90摩尔%的对苯二甲酸基团和基于二醇组分计至少80摩尔%，优选至少90摩尔%的乙二醇和/或丁-1,4-二醇和/或环己烷-1,4-二甲醇基团。
优选的聚对苯二甲酸亚烷基酯除对苯二甲酸基团外还可含有最多20摩尔%的其它具有8至14个碳原子的芳族二羧酸或具有4至12个碳原子的脂族二羧酸的基团，例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、萘-2,6-二甲酸、4,4'-二苯基二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、环己烷二乙酸的基团。
优选的聚对苯二甲酸亚烷基酯除乙二醇和/或丁-1,4-二醇基团外还可含有最多80摩尔%的其它具有3至12个碳原子的脂族二醇或具有6至21个碳原子的脂环族二醇的基团，例如丙-1,3-二醇、2-乙基丙-1,3-二醇、新戊二醇、戊-1,5-二醇、己-1,6-二醇、环己烷-1,4-二甲醇、3-甲基戊-2,4-二醇、2-甲基戊-2,4-二醇、2,2,4-三甲基戊-1,3-二醇和2-乙基己-1,6-二醇、2,2-二乙基丙-1,3-二醇、己-2,5-二醇、1,4-二([β]-羟乙氧基)苯、2,2-双(4-羟基环己基)丙烷、2,4-二羟基-1,1,3,3-四甲基环丁烷、2,2-双(3-[β]-羟乙氧基苯基)丙烷和2,2-双(4-羟丙氧基苯基)丙烷的基团（参见DE-OS 24 07 674、24 07 776、27 15932）。
聚对苯二甲酸亚烷基酯可通过如例如DE-OS 19 00 270和US-PS 3 692 744中所述并入相对少量的三元或四元醇或三元或四元羧酸而支化。优选支化剂的实例是苯均三酸、偏苯三酸、三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷和季戊四醇。
优选使用基于酸组分计不大于1摩尔%的支化剂。
特别优选的是仅由对苯二甲酸及其反应性衍生物（例如其二烷基酯）和乙二醇和/或丁-1,4-二醇和/或环己烷-1,4-二甲醇基团制成的聚对苯二甲酸亚烷基酯，和这些聚对苯二甲酸亚烷基酯的混合物。
优选的聚对苯二甲酸亚烷基酯还是由至少两种上文提到的酸组分和/或由至少两种上文提到的醇组分制成的共聚酯；特别优选的共聚酯是聚对苯二甲酸(乙二醇/丁-1,4-二醇)酯。
优选用作组分的聚对苯二甲酸亚烷基酯优选具有大约0.4至1.5 dl/g，优选0.5至1.3 dl/g的特性粘度，在每种情况下在25℃下在苯酚/邻二氯苯（1:1重量份）中测得。
至少一种聚碳酸酯或共聚碳酸酯与至少一种对苯二甲酸的缩聚物或共缩聚物的共混物优选是至少一种聚碳酸酯或共聚碳酸酯与聚-或共聚对苯二甲酸丁二醇酯或二醇改性的聚-或共聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯的共混物。聚碳酸酯或共聚碳酸酯与聚-或共聚对苯二甲酸丁二醇酯或二醇改性的聚-或共聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯的这种共混物可优选是包含1重量%至90重量%的聚碳酸酯或共聚碳酸酯和99重量%至10重量%的聚-或共聚对苯二甲酸丁二醇酯或二醇改性的聚-或共聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯，优选包含1重量%至90重量%的聚碳酸酯和99重量%至10重量%的聚对苯二甲酸丁二醇酯或二醇改性的聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯的共混物，其中比例合计为100重量%。聚碳酸酯或共聚碳酸酯与聚-或共聚对苯二甲酸丁二醇酯或二醇改性的聚-或共聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯的这种共混物可更优选是包含20重量%至85重量%的聚碳酸酯或共聚碳酸酯和80重量%至15重量%的聚-或共聚对苯二甲酸丁二醇酯或二醇改性的聚-或共聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯，优选包含20重量%至85重量%的聚碳酸酯和80重量%至15重量%的聚对苯二甲酸丁二醇酯或二醇改性的聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯的共混物，其中比例合计为100重量%。聚碳酸酯或共聚碳酸酯与聚-或共聚对苯二甲酸丁二醇酯或二醇改性的聚-或共聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯的这种共混物可最优选是包含35重量%至80重量%的聚碳酸酯或共聚碳酸酯和65重量%至20重量%的聚-或共聚对苯二甲酸丁二醇酯或二醇改性的聚-或共聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯，优选包含35重量%至80重量%的聚碳酸酯和65重量%至20重量%的聚对苯二甲酸丁二醇酯或二醇改性的聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯的共混物，其中比例合计为100重量%。在非常特别优选的实施方案中，可以是在上文提到的组成下的聚碳酸酯和二醇改性的聚环己烷二甲醇对苯二甲酸酯的共混物。
合适的聚碳酸酯或共聚碳酸酯在优选实施方案中特别是芳族聚碳酸酯或共聚碳酸酯。
聚碳酸酯或共聚碳酸酯可以已知方式是线性或支化的。
这些聚碳酸酯可由二酚、碳酸衍生物、任选链终止剂和任选支化剂以已知方式制备。在大约最近40年间在许多专利说明书中给出制备聚碳酸酯的细节。在此可以仅举例参考Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, 第9卷,Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964，参考D. Freitag, U.Grigo, P. R. Müller, H. Nouvertné, BAYER AG, "Polycarbonates", Encyclopediaof Polymer Science and Engineering, 第11卷, 第2版, 1988, 第648-718页，和最后参考Dres. U. Grigo, K. Kirchner和P.R. Müller, "Polycarbonate", Becker/Braun,Kunststoff-Handbuch, 第3/1卷, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester,Celluloseester, Carl Hanser Verlag München, Wien 1992, 第117-299页。
合适的二酚可以是例如通式(I)的二羟基芳基化合物
HO-Z-OH (I)
其中Z是具有6至34个碳原子的芳族基团，其可含有一个或多个任选取代的芳环和脂族或脂环族基团或烷基芳基或杂原子作为桥连元素。
合适的二羟基芳基化合物的实例包括：二羟基苯、二羟基联苯、双(羟苯基)链烷、双(羟苯基)环烷、双(羟苯基)芳烃、双(羟苯基)醚、双(羟苯基)酮、双(羟苯基)硫醚、双(羟苯基)砜、双(羟苯基)亚砜、1,1'-双(羟苯基)二异丙基苯和它们的在环上烷基化和在环上卤化的化合物。
例如在DE-A 3 832 396、FR-A 1 561 518、H. Schnell, Chemistry and Physicsof Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964, 第28页及其后；第102页及其后和D.G. Legrand, J.T. Bendler, Handbook of Polycarbonate Science andTechnology, Marcel Dekker New York 2000, 第72页及其后中描述了这些和另外合适的其它二羟基芳基化合物。
优选的二羟基芳基化合物是例如间苯二酚、4,4'-二羟基联苯、双(4-羟苯基)甲烷、双(3,5-二甲基-4-羟苯基)甲烷、双(4-羟苯基)二苯甲烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-(1-萘基)乙烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-(2-萘基)乙烷、2,2-双(4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双(4-羟苯基)-1-苯基丙烷、2,2-双(4-羟苯基)六氟丙烷、2,4-双(4-羟苯基)-2-甲基丁烷、2,4-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-甲基丁烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-4-甲基环己烷、1,3-双[2-(4-羟苯基)-2-丙基]苯、1,1'-双(4-羟苯基)-3-二异丙基苯、1,1'-双(4-羟苯基)-4-二异丙基苯、1,3-双[2-(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-丙基]苯、双(4-羟苯基)醚、双(4-羟苯基)硫醚、双(4-羟苯基)砜、双(3,5-二甲基-4-羟苯基)砜和2,2',3,3'-四氢-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺双[1H-茚]-5,5'-二醇或式(Ia)的二羟基二苯基环烷
其中
R1和R2彼此独立地为氢、卤素，优选氯或溴，C1-C8-烷基、C5-C6-环烷基、C6-C10-芳基，优选苯基，和C7-C12-芳烷基，优选苯基-C1-C4-烷基，尤其是苄基，
m是4至7，优选4或5的整数，
R3和R4对于各X可独立地选择并且彼此独立地为氢或C1-C6-烷基且
X是碳，
条件是在至少一个原子X上，R3和R4同时是烷基。优选地，在式(Ia)中，在一个或两个X原子上，尤其是仅在一个X原子上，R3和R4同时是烷基。
用于式(Ia)中的R3和R4基团的优选烷基是甲基。在二苯基取代的碳原子(C-1)的α位置的X原子优选没有被二烷基取代；相反，优选的是在C-1的β位置的烷基二取代。
特别优选的式(Ia)的二羟基二苯基环烷是在脂环族基团中具有5和6个环碳原子X的那些（在式(Ia)中m = 4或5），例如式(Ia-1)至(Ia-3)的二酚，
非常特别优选的式(Ia)的二羟基二苯基环烷是1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷（式(Ia-1)，其中R1和R2 = H）。
这样的聚碳酸酯可根据EP-A 359 953由式(Ia)的二羟基二苯基环烷制备。
特别优选的二羟基芳基化合物是间苯二酚、4,4'-二羟基联苯、双(4-羟苯基)二苯甲烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、双(4-羟苯基)-1-(1-萘基)乙烷、双(4-羟苯基)-1-(2-萘基)乙烷、2,2-双(4-羟苯基)丙烷、2,2-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)丙烷、1,1-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1'-双(4-羟苯基)-3-二异丙基苯和1,1'-双(4-羟苯基)-4-二异丙基苯。
非常特别优选的二羟基芳基化合物是4,4'-二羟基联苯和2,2-双(4-羟苯基)丙烷。
既可以使用一种二羟基芳基化合物以形成均聚碳酸酯，也可以使用不同的二羟基芳基化合物以形成共聚碳酸酯。既可以使用一种式(I)或(Ia)的二羟基芳基化合物以形成均聚碳酸酯，也可以使用多种式(I)和/或(Ia)的二羟基芳基化合物以形成共聚碳酸酯。在此，各种二羟基芳基化合物既可以无规、也可以嵌段方式互相连接。在由式(I)和(Ia)的二羟基芳基化合物组成的共聚碳酸酯的情况下，式(Ia)的二羟基芳基化合物与任选可共同使用的其它的式(I)的二羟基芳基化合物的摩尔比优选为99摩尔%的(Ia) : 1摩尔%的(I)至2摩尔%的(Ia) : 98摩尔%的(I)，优选99摩尔%的(Ia) : 1摩尔%的(I)至10摩尔%的(Ia) :90摩尔%的(I)，尤其99摩尔%的(Ia) : 1摩尔%的(I)至30摩尔%的(Ia) : 70摩尔%的(I)。
可使用式(Ia)和(I)的1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷和2,2-双(4-羟苯基)丙烷二羟基芳基化合物来制备非常特别优选的共聚碳酸酯。
合适的碳酸衍生物可以是例如通式(II)的碳酸二芳基酯
其中
R、R'和R"相同或不同并且彼此独立地为氢、直链或支化C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基或C6-C34-芳基，R另外也可以是-COO-R'''，其中R'''是氢、直链或支化C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基或C6-C34-芳基。
优选的碳酸二芳基酯是例如碳酸二苯酯、碳酸甲基苯基-苯基酯和碳酸二(甲基苯基)酯、碳酸4-乙基苯基-苯基酯、碳酸二(4-乙基苯基)酯、碳酸4-正丙基苯基-苯基酯、碳酸二(4-正丙基苯基)酯、碳酸4-异丙基苯基-苯基酯、碳酸二(4-异丙基苯基)酯、碳酸4-正丁基苯基-苯基酯、碳酸二(4-正丁基苯基)酯、碳酸4-异丁基苯基-苯基酯、碳酸二(4-异丁基苯基)酯、碳酸4-叔丁基苯基-苯基酯、碳酸二(4-叔丁基苯基)酯、碳酸4-正戊基苯基-苯基酯、碳酸二(4-正戊基苯基)酯、碳酸4-正己基苯基-苯基酯、碳酸二(4-正己基苯基)酯、碳酸4-异辛基苯基-苯基酯、碳酸二(4-异辛基苯基)酯、碳酸4-正壬基苯基-苯基酯、碳酸二(4-正壬基苯基)酯、碳酸4-环己基苯基-苯基酯、碳酸二(4-环己基苯基)酯、碳酸4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯基-苯基酯、碳酸二[4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯基]酯、碳酸联苯-4-基-苯基酯、碳酸二(联苯-4-基)酯、碳酸4-(1-萘基)苯基-苯基酯、碳酸4-(2-萘基)苯基-苯基酯、碳酸二[4-(1-萘基)苯基]酯、碳酸二[4-(2-萘基)苯基]酯、碳酸4-苯氧基苯基-苯基酯、碳酸二(4-苯氧基苯基)酯、碳酸3-十五烷基苯基-苯基酯、碳酸二(3-十五烷基苯基)酯、碳酸4-三苯甲基苯基-苯基酯、碳酸二(4-三苯甲基苯基)酯、碳酸(水杨酸甲酯)苯基酯、碳酸二(水杨酸甲酯)酯、碳酸(水杨酸乙酯)苯基酯、碳酸二(水杨酸乙酯)酯、碳酸(水杨酸正丙酯)苯基酯、碳酸二(水杨酸正丙酯)酯、碳酸(水杨酸异丙酯)苯基酯、碳酸二(水杨酸异丙酯)酯、碳酸(水杨酸正丁酯)苯基酯、碳酸二(水杨酸正丁酯)酯、碳酸(水杨酸异丁酯)苯基酯、碳酸二(水杨酸异丁酯)酯、碳酸(水杨酸叔丁酯)苯基酯、碳酸二(水杨酸叔丁酯)酯、碳酸二(水杨酸苯酯)酯和碳酸二(水杨酸苄酯)酯。
特别优选的二芳基化合物是碳酸二苯酯、碳酸4-叔丁基苯基-苯基酯、碳酸二(4-叔丁基苯基)酯、碳酸联苯-4-基-苯基酯、碳酸二(联苯-4-基)酯、碳酸4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯基-苯基酯、碳酸二[4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯基]酯和碳酸二(水杨酸甲酯)酯。非常特别优选碳酸二苯酯。
既可以使用一种碳酸二芳基酯、也可以使用不同的碳酸二芳基酯。
为了控制或改变端基，另外可以使用例如一种或多种没有用于制备所用（一种或多种）碳酸二芳基酯的单羟基芳基化合物作为链终止剂。在此，它们可以是通式(III)的化合物
其中
RA是直链或支化C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基、C6-C34-芳基或-COO-RD，其中RD是氢、直链或支化C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基或C6-C34-芳基，和
RB、RC相同或不同并且彼此独立地为氢、直链或支化C1-C34-烷基、C7-C34-烷基芳基或C6-C34-芳基。
这样的单羟基芳基化合物是例如1-、2-或3-甲基苯酚、2,4-二甲基苯酚、4-乙基苯酚、4-正丙基苯酚、4-异丙基苯酚、4-正丁基苯酚、4-异丁基苯酚、4-叔丁基苯酚、4-正戊基苯酚、4-正己基苯酚、4-异辛基苯酚、4-正壬基苯酚、3-十五烷基苯酚、4-环己基苯酚、4-(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、4-苯基苯酚、4-苯氧基苯酚、4-(1-萘基)苯酚、4-(2-萘基)苯酚、4-三苯甲基苯酚、水杨酸甲酯、水杨酸乙酯、水杨酸正丙酯、水杨酸异丙酯、水杨酸正丁酯、水杨酸异丁酯、水杨酸叔丁酯、水杨酸苯酯和水杨酸苄酯。
优选的是4-叔丁基苯酚、4-异辛基苯酚和3-十五烷基苯酚。
合适的支化剂可包括具有三个或更多个官能团的化合物，优选具有三个或更多个羟基的那些。
合适的具有三个或更多个酚式羟基的化合物是例如间苯三酚、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)庚-2-烯、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)庚烷、1,3,5-三(4-羟苯基)苯、1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷、三(4-羟苯基)苯基甲烷、2,2-双(4,4-双(4-羟苯基)环己基)丙烷、2,4-双(4-羟苯基异丙基)苯酚和四(4-羟苯基)甲烷。
其它合适的具有三个或更多个官能团的化合物是例如2,4-二羟基苯甲酸、苯均三酸/均苯三甲酰三氯、氰尿酰氯和3,3-双(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚。
优选的支化剂是3,3-双(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚和1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷。
在层构造的一个优选实施方案中，层(A)，优选还有层(B)，包含至少一种在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂，或其中层(A)，优选还有层(B)，被至少一种在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂以涂料组合物的形式涂覆。
合适的添加剂原则上包括所有的激光敏感添加剂，所谓的激光标记添加剂，即由在所用辐射(C)的波长范围内的吸收剂组成的添加剂。该添加剂优选包含至少一种或多种有机和/或无机红外线吸收剂，优选无机红外线吸收剂。这样的添加剂及其在模塑料中的用途描述在例如WO-A 2004/50766和WO-A 2004/50767中并可以商标名MicabsTM购自DSM。
合适的有机红外线吸收剂是例如在700至2500 nm之间（近红外 = NIR）具有尽可能高的吸收的化合物。合适的例如包括文献中已知的红外线吸收剂，如例如M. Matsuoka,Infrared Absorbing Dyes, Plenum Press, New York, 1990中的物质类别所描述。特别合适的是选自以下物质类别的红外线吸收剂：偶氮、偶氮甲川（Azomethin）、 甲川、蒽醌、阴丹酮、皮蒽酮（Pyranthron）、黄烷士酮（Flavanthron）、苯并蒽酮、酞菁、苝、二噁嗪、硫靛、异吲哚啉、异吲哚啉酮、喹吖啶酮、吡咯并吡咯或喹酞酮颜料，以及偶氮、偶氮甲川或甲川染料的金属络合物或偶氮化合物的金属盐。其中，酞菁和萘酞菁非常特别合适。由于它们在热塑性塑料中的改进的溶解度，具有大体积侧基的酞菁和萘酞菁是优选的。
合适的无机红外线吸收剂是例如金属的混合氧化物，例如WO-A 2006/042714中描述的含磷的锡-铜混合氧化物，选自硼化物和/或钨酸盐及其混合物的那些，优选选自硼化物和/或钨酸盐及其混合物的至少一种或多种红外线吸收剂，更优选选自钨酸盐的至少一种或多种红外线吸收剂。
选自硼化物的合适的无机红外线吸收剂包括例如MxBy类型的化合物（M= La、Ce、Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Y、Sm、Eu、Er、Tm、Yb、Lu、Sr、Ti、Zr、Hf、V、Ta、Cr、Mo、W和Ca；且x和y是1至6的整数），其中六硼化镧(LaB6)、硼化镨(PrB6)、硼化钕(NdB6)、硼化铈(CeB6)、硼化铽(TbB6)、硼化镝(DyB6)、硼化钬(HoB6)、硼化钇(YB6)、硼化钐(SmB6)、硼化铕(EuB6)、硼化铒(ErB6)、硼化铥(TmB6)、硼化镱(YbB6)、硼化镥(LuB6)、硼化锶(SrB6)、硼化钙(CaB6)、硼化钛(TiB2)、硼化锆(ZrB2)、硼化铪(HfB2)、硼化钒(VB2)、硼化钽(TaB2)、硼化铬(CrB和CrB2)、硼化钼(MoB2、Mo2B5和MoB)、硼化钨(W2B5)或这些硼化物的组合是合适的。
选自钨酸盐的合适的无机红外线吸收剂也包括例如选自WyOz（W = 钨、O = 氧；z/y= 2.20 – 2.99）和/或MxWyOz（M = H、He、碱金属、碱土金属、稀土族的金属、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi；x/y = 0.001-1.000；z/y = 2.2-3.0）类型的钨化合物的那些，其中优选作为M的元素是H、Cs、Rb、K、Tl、In、Ba、Li、Ca、Sr、Fe和Sn，其中非常特别优选的是Cs。特别优选的是Ba0.33WO3、Tl0.33WO3、K0.33WO3、Rb0.33WO3、Cs0.33WO3、Na0.33WO3、Na0.75WO3及其混合物。在本发明的一个特定实施方案中，非常特别优选单独使用Cs0.33WO3作为无机红外线吸收剂。同样优选的是0.20和0.25的Cs/W比。
在无机红外线吸收剂中，如果应在具有≥ 10%至≤ 99%，优选≥ 30%至≤ 95%，更优选≥ 40%至≤ 93%的通过根据DIN EN ISO/IEC 17025的UV-VIS-NIR-MIR方法测定的对所选辐射的辐射透过率的层构造上进行本发明的方法，钨酸盐由于它们的低固有着色而优于硼化物。
为了制备这种钨酸盐，将例如三氧化钨、二氧化钨、氧化钨水合物、六氯化钨、钨酸铵或钨酸和任选其它含元素M的盐，例如碳酸铯以特定化学计量比混合，以使得由式MxWyOz给出各组分的摩尔比。这种混合物随后在还原气氛，例如氩气-氢气气氛中在100℃至850℃的温度下处理，最后所得粉末在惰性气体气氛中在550℃至1200℃的温度下热处理。为了制备本发明的无机红外线吸收剂纳米颗粒，可通过将红外线吸收剂与下述分散剂和其它有机溶剂，例如甲苯、苯或类似的芳烃混合并在合适的磨机，例如球磨机中在添加氧化锆（例如直径0.3毫米）的情况下研磨以产生所需粒度分布。以分散体形式获得纳米颗粒。在研磨后任选可以加入进一步的分散剂。在升高的温度和减压下除去溶剂。优选的是具有小于200nm，更优选小于100 nm的平均粒度的纳米颗粒。可借助透射电子显微术（TEM）测定颗粒的粒度。例如在Adachi等人, J. Am. Ceram. Soc. 2008, 91, 2897-2902中描述了对红外线吸收剂纳米颗粒的这种测量。
例如在EP-A 1 801 815中更详细描述了钨酸盐的制备，并且它们可以例如以YMDS874为名购自Sumimoto Metal Mining Co., Ltd. (Japan)公司。
例如，为了其用在具有至少一个包含具有通过根据DIN EN ISO/IEC 17025的UV-VIS-NIR-MIR方法测定的≥ 10%至≤ 99%，优选≥ 30%至≤ 95%，更优选≥ 40%至≤ 93%的对所选辐射的辐射透过率的透明热塑性塑料的层(A)的层构造中，将由此获得的颗粒分散在有机基质，例如丙烯酸酯中并任选如上所述在磨机中使用合适的辅助剂，例如二氧化锆和任选使用有机溶剂，例如甲苯、苯或类似的烃研磨。
合适的基于聚合物的分散剂尤其是具有高透射率的分散剂，例如聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚醚、聚酯或聚酯聚氨酯，和由它们衍生的聚合物。
优选的分散剂是聚丙烯酸酯、聚醚和基于聚酯的聚合物，其中特别优选的具有高温稳定性的分散剂是聚丙烯酸酯，例如聚甲基丙烯酸甲酯和聚酯。也可以使用这些聚合物的混合物或基于丙烯酸酯的共聚物。例如在JP 2008214596中以及在Adachi等人J. Am.Ceram. Soc. 2007, 90 4059-4061中描述了这种类型的分散助剂和制备钨酸盐分散体的方法。合适的分散剂是商购可得的。
基于聚丙烯酸酯的分散剂特别合适。这样合适的分散剂可例如以商品名EFKATM，例如EFKATM 4500和EFKATM 4530获自Ciba Specialty Chemicals。含聚酯的分散剂同样合适。它们可例如以SolsperseTM商品名，例如SolsperseTM 22000、24000SC、26000、27000获自Avecia。含聚醚的分散剂也是已知的，例如以DisparlonTM DA234和DA325商品名来自Kusumoto Chemicals公司。基于聚氨酯的体系也是合适的。基于聚氨酯的体系可以以商品名EFKATM 4046、EFKATM 4047获自Ciba Specialty Chemicals。TexaphorTM P60和P63是来自Cognis的相应商品名。
添加剂优选包含至少一种或多种有机和/或无机红外线吸收剂。
红外线吸收剂在分散剂中的量可为基于根据本发明使用的无机红外线吸收剂的分散体计0.2重量%至50.0重量%，优选1.0重量%-40.0重量%，更优选5.0重量%-35.0重量%，最优选10.0重量%-30.0重量%。该即用型红外线吸收剂制剂的总组成不仅可包含红外线吸收剂纯物质和分散剂，还可包含其它辅助剂，例如二氧化锆，和残留溶剂，例如甲苯、苯或类似的芳烃。
对无机红外线吸收剂，更优选选自钨酸盐的那些在层构造的聚合物组合物中的量没有限制。但是，总聚合物组合物中的无机红外线吸收剂，尤其是钨酸盐通常可以≥ 0.7重量%至≤ 4.5重量%，优选≥ 0.6重量%至≤ 2重量%，更优选≥ 0.7重量%至≤ 1.5重量%的量使用，按无机红外线吸收剂的固体部分计算。
在本文中，“无机红外线吸收剂，尤其是钨酸盐的固体部分是指作为纯物质而非作为含纯物质的分散体、悬浮液或其它制品的无机红外线吸收剂，尤其是钨酸盐，其中除非明确地另行指明，下文说明的红外线添加剂的含量，尤其是钨酸盐含量始终基于这种固体部分。
优选地，除钨酸盐作为红外线吸收剂外，还可任选使用其它红外线吸收剂，其中就其在这种混合物中的用量比例而言，在每种情况下低于上述钨酸盐的比例。在混合物的情况下，在此优选的是含有2至5（包括端点）种，特别优选2或3种不同的红外线吸收剂的组合物。其它红外线吸收剂优选选自硼化物和氧化锡，更优选LaB6或锑掺杂的氧化锡或氧化铟锡。
或者，该层构造可被在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂以涂料组合物的形式涂覆。这些涂料组合物优选包含在≥ 0.70 µm至≤ 1000 µm的波长范围内，优选在≥ 1.0 µm至≤ 50 µm的范围内，更优选在≥ 1.0 µm至≤ 2.5 µm的范围内吸收的红外线吸收剂。这些涂料组合物例如作为ClearweldTM以LD920、LD930或LD940为名商购可得。
所述至少一种在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂可包含于层构造中。
本发明的另一主题是生产着色层构造的方法，其包括步骤：
i) 预先放置优选未着色的层构造，其至少具有
i)1. 第一透明辐射可雕刻层(A)，其具有第一表面a1)和第二表面a2)，其中这些表面基本互相平行延伸，
i)2. 任选地，附加透明辐射可雕刻层(B)，其具有朝向第一层(A)的第一表面b1)和朝向相反方向并因此背向第一层(A)的另一表面b2)；
ii) 使第一透明辐射可雕刻层(A)的第一表面a1)的至少一部分与着色剂，优选与含有着色剂的着色浴(F)接触；
iii) 从背向着色浴(F)的那侧用聚焦非电离电磁辐射穿过表面a2)或任选还穿过b2)照射来自ii)的层构造。
该层构造优选有两个外表面在步骤iii)中与非电离电磁辐射接触。外表面之一优选由第一表面a1)形成。另一外表面优选由第二表面a2)、或如果存在的话由另一表面b2)形成。该层构造在步骤iv)中可在外侧之一上覆盖有附加的层或涂层。
如上文联系本发明的层构造已经描述，在聚焦非电离辐射入射在第一层(A)的第一表面a1)上时，形成彩色或黑色局部雕刻。当聚焦非电离辐射入射在由第一层(A)的第二表面a2)或由附加层(B)的另一表面b2)形成的外表面上时，在层构造的外表面，即表面a2)或b2)处以不透明结构改变的形式形成彩色或黑色局部雕刻的图像。
着色浴(B)可包含至少一种着色剂，优选至少一种染料，更优选来自根据染料索引分类的溶剂染料和/或分散染料类的至少一种染料或这些染料的混合物。
英国染色工作者学会和美国纺织化学家和染色家协会的染料索引(CI)明确地通过类名和对化学组成或化学结构的编号表征所有着色剂。
来自根据染料索引分类的溶剂染料类的染料可以是例如来自德国Lanxess AG公司的所谓MacrolexTM染料。可提到的实例包括MacrolexTM Blue 3R、MacrolexTM Red H、MacrolexTM Yellow 6G（根据CI的溶剂黄179）、MacrolexTM Violet Red R（根据CI的分散紫31）、MacrolexTM Orange R（根据CI的溶剂橙107）或这些染料的混合物。
来自根据染料索引分类的分散染料类的染料可以是例如重氮、二苯胺和蒽醌化合物、乙酸酯染料、分散染料和/或分散溶胶染料（Dispersolfarbstoff）并包括分散蓝#3、分散蓝#14、分散黄#3、分散红#134和分散红#7。上述染料的分类和描述依据“染料索引”, 第3版, 由英国染色工作者学会和美国纺织化学家和染色家协会联合出版(1971)。染料非常通常可根据所需颜色作为单一染料成分或作为混合物的组分使用。因此本文所用的术语“染料”也包含染料混合物。
合适的染料包括水不溶性重氮-二苯胺和蒽醌化合物。特别合适的是如染料索引,第3版, 第2卷, 英国染色工作者学会, 1971, 第2479和2187-2743页中公开的乙酸酯染料、分散乙酸酯染料、分散染料和分散溶胶染料。
优选的分散染料包括Dystar的Palanil Blue E-R150（蒽醌/分散蓝）、DIANIXOrange E-3RN（偶氮染料/Cl分散橙25）和作为溶剂染料的上述MacrolexTM染料。
着色浴优选包含：
a) 溶剂和/或分散剂，优选水和/或有机溶剂，更优选水
b) 着色剂，优选染料，更优选来自根据染料索引分类的溶剂染料和/或分散染料的染料。
c) 异丙醇。
已经发现有利的着色浴是适用于聚碳酸酯层构造在> 80℃的温度下的均匀着色的那些。这些例如描述在WO-A 03/040461、EP-A 2050866、WO-A 03/083207中。在本发明的方法的条件下，层构造的局部着色基本在受照射区发生，以使得强雕刻精确地在这些位置变得可见。
进一步优选地，着色浴因此除上述组分a)和b)外还包含组分c)。
组分a)至c)可基于着色浴的总重量计以下列量存在：
a) 10重量%至90重量%，优选15重量%至85重量%，更优选35重量%至50重量%，
b) 0.01重量%至50重量%，优选0.1重量%至20重量%，更优选0.2重量%至15重量%，
c) 5重量%至90重量%，优选10重量%至80重量%，更优选15重量%至60重量%。
着色浴优选包含选自根据染料索引分类的分散染料类的染料和/或染料混合物，非常特别是选自偶氮、二苯胺和蒽醌化合物的染料。
着色浴优选包含选自根据染料索引分类的溶剂染料类的染料和/或染料混合物，最优选MakrolexTM染料的染料和/或染料混合物。
所用溶剂和/或分散剂a)可以是水和/或有机溶剂。优选使用水。
可考虑的有机溶剂包括在接触时不侵蚀层结构的所有常规溶剂，尤其是不以化学方式侵蚀，即特别对其光学性质没有影响。实例包括丁醇、丁二醇、二乙二醇、乙醇、乙二醇、庚烷、己烷、戊烷、炔丙醇、丙醇或上述溶剂的混合物。
在本发明的方法中优选使用水和c)。
步骤iii)中的层构造的照射用聚焦非电离电磁辐射进行，其中选择聚焦非电离电磁辐射的波长范围，以使着色浴具有通过根据DIN EN ISO/IEC 17025的UV-VIS-NIR-MIR方法测定的≥ 2%至≤ 99%，优选≥ 30%至≤ 95%，特别优选≥ 40%至≤ 93%的对所选辐射的辐射透过率。
步骤iii)中的照射优选用波长为≥ 0.1 µm至≤ 1000 µm，优选≥ 1.0 µm至≤50 µm，更优选≥ 1.0 µm至≤ 2.5 µm的激光辐射进行。
如果用激光进行照射，这可在连续波操作（CW激光器）中进行，尤其用于像素文件或灰度文件的雕刻。特别优选使用脉冲激光辐射来照射该层构造或用于矢量图像或栅格化图像。优选使用0.5 kHz至1000 kHz的脉冲频率；优选使用5 kHz至100 kHz的脉冲频率，特别优选的是15 kHz至50 kHz的脉冲频率。
通过改变在步骤iii)中用于照射的激光光束的功率，可以根据对所需应用提出何种要求来影响激光照射位置的着色强度。所用的激光输出越高，在层构造的激光照射位置的着色越强。
通过改变在步骤iii)中用于照射的激光光束的频率，可以使层(A)的a1)侧，即背向着色浴的层构造侧的触觉雕刻与灰度匹配。在低频率的情况下，脉冲持续时间足够长以便在有机材料的情况下能使a1)侧部分碳化。由此使雕刻呈现深色。这用具有60瓦特标称功率的激光器在小于30 kHz的频率下实现。在30 kHz以上频率的情况下，脉冲持续时间特别短。该材料的结构改变因此变得可见和可感知，但在有机材料的情况下不发生碳化或仅在有限程度上碳化。该结构改变因此呈现为无色或白色雕刻。
在该方法中优选使用NdYAG激光器（钕掺杂的钇-铝-石榴石激光器）。但是，对于该层构造的彩色激光雕刻，也可以使用适用于塑料部件，如层构造的雕刻和焊接的激光器类型。例如也可能使用CO2激光器。
着色浴的颜色浓度也可影响照射后的塑料部件，如本发明的层构造的局部着色的强度。优选的是基于着色浴的总重量计0.01重量%至50重量%，更优选0.1重量%至30重量%，最优选0.2重量%至20重量%的着色剂，优选染料b)的浓度。
在该方法的一个优选实施方案中，层构造在步骤iii)中优选穿过附加层(B)照射到第一层(A)上。
在该方法的一个优选实施方案中，至少层(A)，优选还有层(B)，包含选自烯属不饱和单体的聚合物、双官能反应性化合物的缩聚物和双官能反应性化合物的加聚产物或其中至少两种的组合的热塑性塑料。
为避免重复，下面参考上文联系本发明的层构造就优选实施方案、材料、组成和添加剂而言关于热塑性塑料的陈述。
在该方法的一个优选实施方案中，层(A)和任选还有层(B)，包含至少一种在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂，或其中层(A)和优选还有层(B)，被至少一种在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂以涂料组合物的形式涂覆。上文已经提到优选的添加剂和它们的优选量。
在该方法的一个优选实施方案中，该添加剂包含至少一种或多种有机和/或无机红外线吸收剂。
在该方法的一个优选实施方案中，着色剂或着色浴(F)包含来自根据染料索引分类的溶剂染料和/或分散染料类的至少一种染料或这些染料的混合物。
在该方法的一个优选实施方案中，着色浴(F)包含：
a) 溶剂和/或分散剂，优选水和/或有机溶剂，
b) 至少一种着色剂，优选至少一种染料，更优选来自根据染料索引分类的溶剂染料和/或分散染料的至少一种染料，或上述染料的混合物。
层(A)，优选还有层(B)，优选包括至少一种热塑性塑料和/或至少一种黑色颜料，优选炭黑。
优选在步骤ii)之前在不存在着色浴的情况下用聚焦非电离电磁辐射(E)穿过表面a2)照射层构造的第一表面a1)。
层构造可优选包含至少一个热塑性塑料层，其包含至少一种在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂，并且其中这种至少一个热塑性塑料层具有通过根据DIN EN ISO/IEC 17025的UV-VIS-NIR-MIR方法测定的≥ 10%至≤ 99%，优选≥30%至≤ 95%，更优选≥ 40%至≤ 93%的对所选辐射的辐射透过率，优选无机红外线吸收剂，更优选选自钨酸盐的无机红外线吸收剂。这种层优选构成层构造的外层，其最终也被彩色激光雕刻。
层构造优选包含这种至少一个热塑性塑料的外层，其含有至少一种在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂，并且其中这种至少一个热塑性塑料层具有通过根据DIN EN ISO/IEC 17025的UV-VIS-NIR-MIR方法测定的≥ 10%至≤ 99%，优选≥ 30%至≤ 95%，更优选≥ 40%至≤ 93%的对所选辐射的辐射透过率，优选无机红外线吸收剂，更优选选自钨酸盐的无机红外线吸收剂；和含有至少一种热塑性塑料和至少一种激光敏感添加剂，优选黑色颜料，更优选炭黑的附加层。
这一实施方案能使例如本发明的彩色激光雕刻与黑色激光雕刻组合。为此可在步骤i)之前和/或在步骤iii)之后在不存在着色浴(B)的情况下如在步骤iii)中那样用E)照射该层构造，尤其是层(A)。理想地，相同的辐射(C)可用于这种进一步照射。通过在不存在着色浴(F)的情况下用(C)照射，可以在所需位置将黑色雕刻施加到表面上，优选在位于下方的层构造的透明层中。在着色浴外的激光雕刻的情况下，这些层构造的高激光反应性导致在激光照射位置变黑。如果层构造位于着色浴中，则着色浴减弱激光光束的强度，以致仅在受照射位置实现着色、但没有引起层构造的表面变黑。
为了在着色浴外产生黑色或白色激光雕刻，优选如下操作：通过改变所用激光光束的频率，可以在灰度方面调节层构造的触觉雕刻。在低频率的情况下，脉冲持续时间足够长以便在有机材料的情况下能使层中碳化。由此使雕刻呈现深色。这用具有60瓦特标称功率的激光器在小于30 kHz的频率下实现。在30 kHz以上频率的情况下，脉冲持续时间特别短。这使材料中的结构改变可见和可感知，在有机材料的情况下不发生碳化或仅在有限程度上碳化。由此使该雕刻呈现为无色或白色。
本发明的另一主题涉及安全文件，其包含本发明的层构造或通过本发明的方法可获得的层构造。特别地，已通过本发明的方法个人化或彩色雕刻的安全文件，如身份证、护照和驾驶执照和其它个人化安全文件的特征在于施加的个人化或彩色雕刻信息的高防伪性。本发明的方法可用于以分散管理（dezentral）和防伪的方式以彩色将空白文件个人化，包括与黑白雕刻组合。其另外可以创建彩色触觉激光雕刻，或者也与黑白雕刻组合，这迄今只可能为黑色。
实施例
膜1: MakrofolTM ID 6-2 00000，透明，由聚碳酸酯组成，厚度600 µm，来自Covestro Deutschland AG公司（对应于本发明的层构造的层(C)）
膜2:如下制造100 µm厚度的包含红外线吸收剂的透明聚碳酸酯膜（对应于本发明的层构造的层(A)或(B)）:
母料:高浓缩IR母料的配混
用常规双螺杆配混挤出机（ZSK 32）在250℃至330℃的常规用于聚碳酸酯的加工温度下生产用于制造膜2的母料。
将具有以下组成的母料配混和随后造粒：
·94.69重量%的来自Covestro Deutschland AG公司的MakrolonTM 3108聚碳酸酯
·0.75重量%的来自Sumitomo公司的YMDS 874红外线吸收剂
·4.5重量%的来自Covestro Deutschland AG公司的MakrolonTM 3108粉末
·0.006重量%（60 ppm）灯黑101（来自Evonik-Degussa GmbH公司的炭黑），其具有95 nm的平均粒度
挤出膜2的生产
用于生产挤出膜的装置包括：
·用于挤出含有至少一种聚碳酸酯的层的挤出机，其具有直径(D)为60 mm且长度为33 D的螺杆。螺杆具有脱气区；
·熔体泵；
·转向头；
·宽度450 mm的狭缝模头；
·具有水平辊布置的三辊平滑化压延机，其中第三个辊可相对于水平面枢转+/-45°；
·辊传送机；
·厚度测量装置；
·用于双面施加保护膜的装置；
·牵引装置；
·卷绕站。
将母料的粒料从干燥机传送到挤出机的装料斗中。在挤出机的机筒/螺杆塑化系统中熔融和传送该材料。熔体从狭缝模头传送到平滑化压延机上。在（由三个辊组成的）平滑化压延机上进行膜的最终成型和冷却。使用结构化钢辊（6号表面）和结构化硅酮橡胶辊（2号表面）将表面压花。在Nauta Roll Corporation公司的US-4 368 240中公开了用于将膜表面结构化的橡胶辊。该膜随后通过牵引传送，然后将膜卷绕。
膜1和2的层压以产生层压件A:
在Bürckle公司的50/100型号的层压压机中进行层压。
创建层压件的以下层构造：
膜2，100 µm
膜1，600 µm
膜2，100 µm
用下列压机设置来层压上述层构造：
预热压机到170-180℃
在15 N/cm²的压力下压制8分钟
在100 N/cm²的压力下压制2分钟
冷却压机到38℃并打开压机。
高光泽层压板用于该层压；层压件因此在两面上获得高光泽表面并因此具有似玻璃清澈的外观。
着色浴的组成
5重量%的水
15重量%的Macrolex TM Blue 3R（染料，来自Lanxess AG Deutschland公司）
80重量%的异丙醇
实施例1:
将四个隔片置于上文提到的组成的着色浴(F)中。将具有如上所述的性质的层压件A形式的本发明的层构造放置在隔片上。调节隔片的高度，以使层压件A仅从其下侧被着色浴(F)润湿。
使用Foba公司的D84S型号名称的NdYAG 1064 nm激光器来进行层压件A的激光照射。这用大约7.5 W的激光功率、在脉冲操作中30 kHz的激光频率和30 A的电流强度来运行。将行进速度设定为60 mm/s。将带有膜的着色浴(F)置于Foba D84S激光装置的工件支架上。将激光器的焦点调节到层压件A的膜表面上。
在照射后，将层压件A从着色浴(F)中取出并用水清洁。当从其朝向照射源的那侧查看层压件A时，可以观察到以下结果：当对照深色背景查看时，激光雕刻元素呈现为白色；不可能或几乎不可能察觉到蓝色着色；激光雕刻呈现白色。当对照白色背景查看时，可以明显察觉到蓝色着色。
当从其朝向着色浴(F)的那侧查看层压件A时，对照白色或浅色背景和对照黑色或深色背景都可以明显察觉到着色。
在说明书中关于结构改变的定义中已经给出对这种效果的解释。
为了测定层构造在用激光照射时最先接触到的表面（在这种情况下为表面a2)）处的雾度，根据等同于ISO 13468-1的标准ASTM D1003:2013进行浊度的测定。为此，使用BYK-Gardner公司的haze gard plus型号的仪器，其用于根据标准ASTM D1003:2013测定雾度。测得的雾度达到87.2%的值，其中0%代表没有雾度，这对应于似玻璃清澈层。该层构造在尚未被激光照射的位置具有5%的雾度。使用相同标准，在通过激光雕刻前透过层压件A的透射率测得为81.1%，而在通过激光引入雕刻后在雕刻位置的透射率等于38.2%。
实施例2
用红色着色浴和黄色着色浴重复实施例1。
除染料外，着色浴的组成与实施例1中相同。所用红色染料是：Macrolex® Red H。
所用黄色染料是：Macrolex® Yellow 6G。
当对照深色背景查看层压件时，激光雕刻元素呈现为白色；不可能察觉到着色；激光雕刻呈现白色。当对照白色背景查看时，可以明显察觉到红色和黄色着色。
当从其朝向着色浴(F)的那侧查看层压件时，对照白色或浅色背景和对照黑色或深色背景都可以明显察觉到着色。
为了测定层构造在激光照射时最先接触到的表面（在这种情况下为表面a2)）处的雾度，根据等同于ISO 13468-1的标准ASTM D1003:2013进行浊度的测定。为此，使用BYK-Gardner公司的haze gard plus型号的仪器，其用于根据标准ASTM D1003:2013测定雾度。测得的雾度达到87.2%的值，其中0%代表没有雾度，这对应于似玻璃清澈层。该层构造在尚未被激光照射的位置具有5%的雾度。
附图
以下附图举例显示如何通过激光将结构改变和彩色或黑色局部雕刻同时引入层构造，但不限于这些实施方案。附图显示：
图1a:作为侧视图的本发明的层构造的示意图，其中彩色或黑色局部雕刻和不透明结构改变作为相对于彼此的垂直图像通过激光引入；
图1b: 如图1中的层构造的示意图，但层构造相对于激光旋转大约45°；
图1c:如图1中的层构造的示意图，但激光相对于层构造旋转大约45°；
图2:生产方法的示意图。
图1a显示在上文对实施例描述的条件下在如实施例1或2中所述制成的层构造1上，如何在第一表面a1) 10上引入颜色120和在另一表面a2) 20上引入不透明结构改变110。对于层压件A形式的层构造1的激光照射，首先将激光100垂直指向层构造1的另一表面a2) 20上。当激光光束100射中层构造1的另一表面a2) 20时，产生不透明结构改变110。激光光束100随后垂直于另一表面a2) 20穿过层构造1的厚度D行进。当其射到第一表面a1)10上时，在制成结构改变110后已穿过层构造1传导的激光100产生彩色或黑色雕刻120。由于第一表面10与着色浴200直接接触，可以进行这种着色。
图1b显示与图1a中所示相同的方法，其中使用层构造1，但层构造1的另一表面20尤其相对于激光的入射角旋转几度，以使激光光束100以大约45°的角度射到层构造1的另一表面20上。激光100的光束路径同样经过层构造的厚度D，其中激光光束覆盖的路途略大于图1中的布置。由此，构成彩色或黑色局部雕刻120的图像的不透明结构改变110相对于穿过层构造1的垂线略微偏移布置。
图1c显示与图1a中所示相同的方法，其中激光器和因此激光100相对于层构造1的另一表面20旋转几度，以使激光光束100以大约45°的角度射到层构造1的另一表面a2) 20上。激光100的光束路径同样经过层构造的厚度D，其中激光光束覆盖的路途略大于图1中的布置。由此，构成雕刻120的图像的不透明结构改变110相对于穿过层构造1的垂线略微偏移布置。
图2显示本发明的方法的步骤。在步骤i) 300中，以层压件A的形式预先放置未着色的层构造1。如上文对图1a所述，这在Foba D84S激光装置的工件支架上进行。对于步骤ii) 400，将着色浴(F) 200放置在层构造1下方，以使仅第一表面a1) 10与着色浴(F) 200接触。在第三步骤iii) 500中，层构造1首先借助激光光束100照射到层构造1的另一表面a2) 20上，以在被激光100射中时在另一表面a2)上产生不透明结构改变110。此后，激光射到第一表面a1) 10上，以在此处产生彩色或黑色局部雕刻120。
Claims (15)
1.层构造，其含有：
(A) 第一透明辐射可雕刻层(A)，其具有第一表面a1)和基本平行于表面a1)延伸的第二表面a2)，其中第一层(A)在其构成所述层构造的第一外表面的第一表面a1)上具有借助非电离电磁辐射(E)制成的彩色或黑色局部雕刻；
(B) 任选地，附加透明辐射可雕刻层(B)，其具有朝向第一层(A)的第一表面b1)和背向第一层(A)并基本平行于表面b1)延伸的另一表面b2)；
(C) 任选地，至少一个附加透明塑料层(C)，其中附加层(C)的布置可选择地选自：在层(A)的第一表面a1)的那侧、在附加层(B)的另一表面b2)的那侧、在两个层(A)和(B)之间、或在多个附加层(C)的情况下，其中至少两种的组合，
其中彩色或黑色局部雕刻的图像以不透明结构改变的形式存在于构成层构造的另一外表面并与第一表面a1)相反的层构造表面处。
2.如权利要求1中所述的层构造，其中与第一表面a1)相反并构成层构造的另一外表面的层构造表面至少在相对于从所述雕刻出发垂直穿过层构造的轴成45°至90°角的位置具有改变的结构。
3.如前述权利要求任一项中所述的层构造，其中所述改变的结构具有浑浊或乳白色外观，优选具有20至500 NTU的浊度，更优选具有50至450 NTU的浊度。
4.如前述权利要求任一项中所述的层构造，其中层(B)在具有所述改变的结构的位置的层厚度比没有所述改变的结构的位置厚至少0.001 mm。
5.如前述权利要求任一项中所述的层构造，其中层(A)、(B)和(C)的至少一个，优选全部，具有一个，优选两个，更优选三个，最优选所有下列性质：
I. 10 µm至10000 µm的层厚度；
II. 通过根据DIN EN ISO/IEC 17025的UV-VIS-NIR-MIR方法测定的≥ 2%至≤99.95%，优选≥ 4%至≤ 90%，更优选≥ 5%至≤ 85%的对所选辐射的辐射透过率。
6.如前述权利要求任一项中所述的层构造，其中至少层(A)，优选还有层(B)，包含选自烯属不饱和单体的聚合物、双官能反应性化合物的缩聚物和双官能反应性化合物的加聚产物或其中至少两种的组合的热塑性塑料。
7.如前述权利要求任一项中所述的层构造，其中层(A)，优选还有层(B)，包含至少一种在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂，或其中层(A)，优选还有层(B)，被至少一种在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂以涂料组合物的形式涂覆。
8.生产着色层构造的方法，其包括步骤：
i) 预先放置未着色的层构造，其至少具有
i)1. 第一透明辐射可雕刻层(A)，其具有第一表面a1)和第二表面a2)，其中这些表面基本互相平行延伸，
i)2. 任选地，附加透明辐射可雕刻层(B)，其具有朝向第一层(A)的第一表面b1)和朝向相反方向并因此背向第一层(A)的另一表面b2)；
ii) 使第一透明辐射可雕刻层(A)的第一表面a1)的至少一部分与着色剂，优选与含有着色剂的着色浴(F)接触；
iii) 从背向着色浴(F)的那侧用聚焦非电离电磁辐射穿过表面a2)或任选还穿过b2)照射来自ii)的层构造。
9.如权利要求8中所述的方法，其中层构造在步骤iii)中优选穿过附加层(B)照射到第一层(A)上。
10.如权利要求8或9任一项中所述的方法，其中至少层(A)，优选还有层(B)，包含选自烯属不饱和单体的聚合物、双官能反应性化合物的缩聚物和双官能反应性化合物的加聚产物或其中至少两种的组合的热塑性塑料。
11.如权利要求8至10任一项中所述的方法，其中层(A)，和任选还有层(B)，包含至少一种在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂，或其中层(A)，和优选还有层(B)，被至少一种在所用聚焦非电离电磁辐射的波长范围内具有吸收最大值的添加剂以涂料组合物的形式涂覆。
12.如权利要求11中所述的方法，其中所述添加剂包含至少一种或多种有机和/或无机红外线吸收剂。
13.如权利要求8至12任一项中所述的方法，其中着色剂或着色浴(F)包含来自根据染料索引分类的溶剂染料和/或分散染料类的至少一种染料或这些染料的混合物。
14.如权利要求8至13任一项中所述的方法，其中着色浴(F)包含：
a) 溶剂和/或分散剂，优选水和/或有机溶剂，
b) 至少一种着色剂，优选至少一种染料，更优选来自根据染料索引分类的溶剂染料和/或分散染料的至少一种染料，或上述染料的混合物。
15.安全文件，其包含如权利要求1至7任一项中所述的层构造或通过如权利要求8至14任一项中所述的方法可获得的层构造。
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