CN1463228A - 在衬底上做标记的方法 - Google Patents

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M·F·彼得斯
J·A·霍维乌斯
D·H·J·图夫
Y·维尔斯特拉
J·H·S·温克尔
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Abstract

提出了在具有可固化涂层的衬底上加上标记或图形的方法。在将涂料加到衬底上之后，把一种可与该涂料相混溶的油墨涂到潮湿的涂层上。油墨将向涂层内渗透，然后被固化。

Description

在衬底上做标记的方法
本发明涉及到在具有固化镀层的衬底上做标记的方法。
上述在衬底上提供标记或图形的方法通常是利用墨垫印刷(Tampon Printing)术来进行的。墨垫印刷的优点是可以采用多种颜色的油墨。墨垫印刷术在颜色的使用方面具有很大的自由度，同时又是一种比较经济的方法。其缺点是要求衬底和图形的形状不变。这种方法可用于平面形状的衬底，也可用于稍带弯曲形状的衬底。但是，一旦衬底是有点复杂的三维形状，就很难甚至不可能采用这种方法。另一种加标记或符号的方法是采用激光。在用激光做标记时，可以采用任何希望的方式控制激光。使得复杂的表面上也可以做上标记。从这个方面来说，用激光做标记是一种灵活的方法。但是，它对颜色的选择是很有限的。由于着色剂色素的数目有限，只能采用很少几种颜色。激光做标记主要用于打上技术符号，例如一种器件的型号数字。
本发明的目的之一是提供一种在衬底涂层上做标记的方法，此方法在颜色的选择上有很大的自由度，而且能灵活地用到衬底和图形形状很复杂的场合，同时做出的标记或图形具有很高的耐磨性和抗化学性(如耐酒精)。
为此目的，本发明应具有下面的特征：在衬底上涂上涂料后，把可与此涂料相混溶的一种油墨加到该涂层上，油墨随后渗透进涂层内，最后涂层被固化。
先采用浸涂或喷涂等方法在衬底上洒上一层涂料溶液。然后将油墨涂在仍然有些潮湿的涂层上，油墨就能渗透进涂层内。因此，油墨不会停留在涂层表面而是向里面渗透，经过一些时候将完全处在涂层内。加油墨的时间对标记的质量有影响。如果涂层太湿就加油墨，则油墨会溢出，得出的图形将是模糊的。但若等的时间过长才加油墨，则油墨向涂层的渗透不足。在加油墨之前必须让涂料溶液中的溶剂基本除尽，以尽可能防止油墨溢出。我们发现油墨固化后很容易除掉。由于着色剂或色素(颜料)全都在涂层内，故标记非常耐磨，其耐磨性要比用墨垫印刷时高得多。这种方法实际上适用于各种颜色，而且可以用各种非接触性喷涂技术来实现，因而能很简单地在三维(3D)表面上作出图形。
建议在加油墨之前就让涂层变干。最佳的干燥时间主要与涂层和图形的类型有关。若图形表面大而平。则所需干燥时间比由细线条或点组成的图形要长些。在高温下干燥的时间比在室温下或用强迫干燥(通过气流)时要短些。
建议按喷墨法(如热喷墨法)加油墨，但也可以采用高压(piezo)喷墨技术。还可以采用普通的喷涂法。
油墨的着色剂包含一种染料。也可以采用有机着色剂或色素。用有机油墨的好处是容易买到。不过也可以采用含无机色素(色素分散液)。这可根据涂层的类型以及衬底的用途来选择。如果打算用在高温下，则合适的涂层将在高温下固化，故必须采用无机色素作分散液。有机色素用在较低温度下较好。油墨或色素分散液可以用水和(或)醇来调和，只要它们和涂料可混溶就行。也可以使用在要加油墨的那个涂层之前就包含另一个或几个涂层的衬底。当然，这些涂层必须是可相互混溶的。
在本发明的一种优选方法中，涂层是一种用溶胶-凝胶工艺制成的溶胶-凝胶溶液，它是以涂在聚酰胺衬底上的以原硅酸四乙酯(TEOS)和3-缩水甘油基氧丙基三甲氧硅烷(GLYMO)为基础的一种溶液。适合于按照上面的方法来制备标记或图形的溶胶-凝胶溶液可从WO98/13434和WO 98/22548中查到。
在本发明的另一种优选方法中，涂层是一种用溶胶-凝胶工艺制成的溶胶-凝胶溶液，它是以涂在铝衬底上的以TEOS和甲基三甲氧硅烷(MTMS)为基础的一种溶液。
本发明还涉及到一种具有由至少一个带涂层的衬底形成的间隔层(wall portion)的器具，在此涂层内已按上面所述的方法做了标记。
下面用一些实例来对本发明加以说明。
例1
这个例子采用聚酰胺做的衬底(Solvay公司的IXEF)，它可用来制造部分家用电器或个人用品(如电剃须刀，牙刷等)。衬底上涂有一种以TEOS和GLYMO为基础的溶胶-凝胶溶液，溶胶-凝胶层的厚度约为10μm。所用的油墨是普通的市售油墨(例如HP的)。在室温下的干燥时间约为20分钟。固化温度约为160℃。在衬底上的图形很耐磨，而且耐醇和MEK(甲乙酮)。
例2
此例采用铝衬底，如可用作电熨斗底板的铝衬底。因而衬底应能用在高温下(350℃)。在铝衬底上涂有一种以TEOS和MTMS为基础的溶胶-凝胶溶液。所用的油墨是一种用水调和的Fe2O3色素分散液。室温下的干燥时间约为20分钟。油墨是用喷墨技术加进去的。固化温度约为350℃。所得到的图形完全符合耐磨性的要求。将图形中的色素长时间曝露在高温(350℃)后可保持它们的颜色。
例3
这个例子中所用的衬底材料是一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。采用一种半成品紫外(UV)可固化涂料(Beelicuse磨光UV清漆S.5.F.1/LK.11673(Schaepman))。这种涂料是以丙烯酸酯为基础的。此例中所用的油墨是将黑色染料溶于酒精中制成的。利用喷墨打印机将油墨印在尚未固化的涂层上。让油墨扩散15分钟后涂层就固化了。为固化采用一种Actirprint UV通道(tunnel)。涂层固化后，标记具有很强的耐磨性，而且耐酒精。
例4
此例中所用的衬底材料是一种丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。采用一种半成品UV可固化涂料(UV-清漆1322 995 88326(Eques))。这种涂料是以丙烯酸酯为基础的。为保证涂料和衬底之间有良好的粘接性，在将油墨加到涂层上之前让涂料放置10分钟。本例中所用的油墨是将黑色染料溶解在酒精内制成的。利用喷墨打印机将油墨印在尚未固化的涂层上。印后让涂层固化30秒钟。为固化利用一种Actiprint UV通道。涂层固化后，标记具有很高的耐磨性，而且耐酒精。

Claims (16)

1.一种在涂有可固化的涂料的衬底上做上标记的方法，其特征在于：将涂料涂在衬底上之后，把一种可与该涂料相混溶的油墨涂在该涂层上，油墨后来渗透到涂层内，最后涂层被固化。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，在加上油墨之前要使涂料预先干燥。
3.如权利要求1或2的方法，其特征在于，油墨是用喷墨技术加入的。
4.如权利要求1，2或3的方法，其特征在于，所用油墨是一种加水和/或加醇调和的油墨。
5.如权利要求1至4中任何一条的方法，其特征在于，油墨的着色剂包含一种染料，一种有机或无机色素，或者它们的组合。
6.如权利要求1至5中任何一条的方法，其特征在于，涂料是可以热固化的。
7.如权利要求1至5中任何一条的方法，其特征在于，涂料是可以紫外线固化的涂料。
8.如权利要求1至5中任何一条的方法，其特征在于，涂料可利用空气固化。
9.如权利要求1至8中任何一条的方法，其特征在于，衬底是一种聚合物。
10.如权利要求1至8中任何一条的方法，其特征在于，衬底材料是金属。
11.如权利要求1至8中任何一条的方法，其特征在于，衬底材料是陶瓷。
12.如权利要求1至8中任何一条的方法，其特征在于，衬底材料是木材。
13.如权利要求1至8中任何一条的方法，其特征在于，衬底材料是玻璃。
14.如权利要求1至5中任何一条的方法，其特征在于，涂料是一种用溶胶-凝胶工艺产生的溶胶-凝胶溶液，它是以涂在聚酰胺衬底上的以原硅酸四乙酯(TEOS)和3-缩水甘油基氧丙基三甲氧硅烷(GLYMO)为基础的一种溶液。
15.如权利要求1至5中任何一条的方法的特征在于，涂料是一种用溶胶-凝胶工艺产生的溶胶-凝胶溶液，它是以涂在聚酰胺衬底上的以原硅酸四乙酯(TEOS)和甲基三甲氧硅烷(MTMS)为基础的一种溶液。
16.一种具有由至少一个带涂层的衬底形成的间隔层的器具，在此涂层内已按上述权利要求中任意一条的方法做了一个标记。
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