JP2021529244A - レーザーマーキングと染料拡散熱転写印刷による印刷との双方に適したポリマーベースの複合材料 - Google Patents
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Abstract
Description
レーザー彫刻によるプラスチックの刻印は、セキュリティ書類、特にパスポート、IDカード、またはクレジットカードなどの本人確認書類で広く使用されている。レーザー彫刻によるカードの白黒のパーソナライゼーション、すなわちレタリングや白黒写真などの画像の利用は広く知られている。レーザー彫刻によるパーソナライゼーションは、一般的に、特に偽造に対する高いセキュリティを有することを特徴とする。(テキスト)画像はカードの内側に形成されるため、(テキスト)画像を除去して新しい(テキスト)画像を生成することは不可能である。
本発明の目的は、適切なポリマーの開発および処方により、レーザーマーキングと染料拡散熱転写印刷による印刷との双方に適した複合材料を開発することであった。
これらの目的は、(a)ポリアミド成分、(b)エーテル単位とアミド単位とをベースとする(コ)ポリアミド、および(c)カーボンブラック、を含有するポリマーベースの複合材料によって達成される。
(1)(コ)ポリアミド(b)は印刷インクの十分な吸収性を示すため、染料拡散熱転写印刷によってポリマーベースの複合材料を印刷可能にすることができ、優れた色の濃さの印刷画像が得られること;ならびに
(2)ポリアミド成分および(コ)ポリアミド、ならびにカーボンブラックの量を選択することで、十分な透明性と、レーザーエネルギーに対する十分な吸収中心との双方が得られ、その結果レーザーマーキングの望ましい品質(すなわち鮮鋭性および解像度)が得られること、
が見出された。
(1)レーザーによりマーキングされた成形品を製造するための材料としての、および/または
(2)染料拡散熱転写印刷におけるインク受容体または印刷媒体としての、
ポリマーベースの複合材料の使用も提供する。
(A)熱可塑性プラスチックを含む少なくとも1つの層(A)、および
(B)上述したポリマーベースの複合材料から製造された少なくとも1つの層(B)、
を含む層状構造体を提供する。
ポリマーベースの複合材料は、
(a)ポリアミド成分(a)、
(b)エーテル単位とアミド単位とをベースとする(コ)ポリアミド(b)、および
(c)カーボンブラック、
を含有する。
(a1)モノマー単位中に10〜12個の炭素原子を有するラクタムを重合することにより製造される、またはモノマー単位中に10〜12個の炭素原子を有するω−アミノカルボン酸を重縮合することにより製造される、10〜12個の炭素原子を有するAB型の直鎖脂肪族ポリアミド、
(a2)モノマー単位中に6〜14個の炭素原子を有するジアミンとモノマー単位中に9〜14個の炭素原子を有するジカルボン酸とを重縮合することにより製造されるAABB型の直鎖脂肪族ポリアミド、
(a3)モノマー単位中に10〜20個の炭素原子を有する脂環式ジアミンとモノマー単位中に8〜18個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸とを重縮合することによって製造され、任意選択的には、さらに6〜14個の炭素原子を有するラクタムまたは6〜14個の炭素原子を有する直鎖脂肪族ω−アミノカルボン酸によって製造される、脂環式ポリアミド、
(a4)10〜20個の炭素原子を有する脂環式ジアミンと8〜18個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸とをベースとする、任意選択的には、さらに6〜14個の炭素原子を有するラクタムまたは6〜14個の炭素原子を有する直鎖脂肪族ω−アミノカルボン酸によって製造される、半芳香族ポリアミド、
(a5)2〜12個の炭素原子を有する脂肪族ジアミンと8〜18個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸とをベースとする、任意選択的には、さらに6〜14個の炭素原子を有するラクタムまたは6〜14個の炭素原子を有する直鎖脂肪族ω−アミノカルボン酸によって製造される、半芳香族ポリアミド、ならびに
これらのコンパウンドおよびこれらの(コ)ポリマー。
− 1,4−テトラメチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、1,9−ノナメチレンジアミン、および1,10−デカメチレンジアミンなどの2〜14個の炭素原子を有する直鎖脂肪族ジアミンから選択することができる直鎖脂肪族ジアミン;または脂環式ジアミン、最も好ましくは1,4−二置換シクロヘキサン骨格をベースとするもの;
− 6〜36個の炭素原子、好ましくは9〜18個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸、特には1,10−デカンジカルボン酸(セバシン酸)、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、および1,18−オクタデカンジカルボン酸から選択することができる脂肪族ジカルボン酸;
− カプロラクタム、オエナントラクタム、およびラウリルラクタムなどのラクタム;
− アミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、11−アミノウンデカン酸、または12−アミノドデカン酸などのα,ω−アミノカルボン酸;ならびに
− 芳香族または脂環式二酸、最も好ましくは1,4−二置換シクロヘキサン骨格をベースとするもの。
5〜95%、より好ましくは20〜80%、最も好ましくは30〜70%のポリアミド成分(a)、および
5〜95%、より好ましくは20〜80%、最も好ましくは30〜70%の(コ)ポリアミド(b)、
を含有する。
(A)熱可塑性プラスチックを含む少なくとも1つの層(A)、および
(B)上述したポリマーベースの複合材料から製造された少なくとも1つの層(B)、
を含む。
材料
TROGAMID(登録商標)CX7323:PA PACM12、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンとドデカン二酸とから製造されたポリアミド、ηrel=1.8;Evonik Resource Efficiency GmbHから市販;
VESTAMID(登録商標)L2101F:ηrel=2.2のPA12をベース単位とするもの、Evonik Resource Efficiency GmbHから市販;
VESTAMID(登録商標)E58-S4:PA12セグメントとポリエーテルセグメントとからなる(コ)ポリマーであるポリエーテル−ブロック−アミド(PA12エラストマー)、ηrel=1.8、Evonik Resource Efficiency GmbHから市販;
Ti-Pure(商標)R-105:二酸化チタン、Chemours Companyから市販;
Ultranox(登録商標)626:亜リン酸エステル、Addivant Germany GmbHから市販;
Lamp black 101:95nmの平均粒子のカーボンブラック、Orion Engineered Carbons GmbHから市販。
以下の表1に示す組成および重量パーセントを有するマスターバッチ顆粒を、TROGAMID(登録商標)CX7323については260〜300℃、またはVESTAMID(登録商標)L2101Fについては250〜300℃の従来の処理温度で二軸混錬押出機(Coperion ZSK-26mc)中で製造した。
以下の表2に示される実施例(EA1〜EA2およびEB1〜EB6)の組成および重量パーセントを有するポリアミドコンパウンドを、TROGAMID(登録商標)CX7323については260〜300℃、またはVESTAMID(登録商標)L2101Fについては250〜300℃の従来の処理温度で二軸混錬押出機(Coperion ZSK-26mc)中で製造した。
ポリアミドコンパウンドの顆粒を乾燥し、ホッパーに供給した。次いで、顆粒を溶融し、系内でダイから押し出した。ポリマーコンパウンドの溶融物はダイから出て研磨カレンダーで落下した。フィルムの最終的な成形および冷却は、3本のロールからなる研磨カレンダーで行った。ポリマーコンパウンドから製造された厚さ0.1mmのフィルムが得られた。
以下の通りに6つの外層と2つのコア層とを有するサンドイッチ構造を製造した:
6つの外層:EB1〜EB6のフィルム;
2つのコア層:外層と同じポリアミドを有するEA〜EA2のフィルム。
印刷実験は、Datacard(登録商標)CD800カードプリンタからのインストールで、サンドイッチ構造のサンプルに対して次のパラメータを使用して行った:
カラーリボン:Datacard535000-003 YMCKTカラーリボン
解像度:300×600dpi。
悪い(−):顔写真の輪郭を認識するのが困難であり、リボンから基材に色がほとんど転写されない;
低い(+):顔写真の輪郭を認識できるものの、顔の特徴がはっきりと定まらない;
中間(++):顔写真の輪郭を認識でき、顔の特徴をはっきりと観察できるものの、若干の色の歪みが存在する;
高い(+++):顔写真の輪郭を認識でき、顔の特徴を濃い色ではっきりと観察できる。
レーザー彫刻は、TruMark 3130(TRUMPF)機上で、EC1〜EC6のサンプルに対して以下のパラメータを使用して行った:
レーザー媒質:Nd:YVO4
波長:1064nm
電力:10.5W
電圧:220V
DPI:600
周波数:45000Hz
Claims (20)
- (a)ポリアミド成分(a)、
(b)エーテル単位とアミド単位とをベースとする(コ)ポリアミド(b)、および
(c)カーボンブラック、
を含有する、ポリマーベースの複合材料。 - 前記ポリマーベースの複合材料が、その総重量を基準として、
5〜95%、好ましくは20〜80%、より好ましくは30〜70%のポリアミド成分(a)、および
5〜95%、好ましくは20〜80%、より好ましくは30〜70%の(コ)ポリアミド(b)、
を含有する、請求項1記載のポリマーベースの複合材料。 - 前記(コ)ポリアミド(b)が、アミド単位のブロックとエーテル単位の配列とから構成されるポリ−エーテル−ブロック−アミド(PEBA)(コ)ポリマーから選択され、好ましくはポリエーテルエステルアミドおよびポリ−エーテル−ブロック−アミドから選択される、請求項1または2記載のポリマーベースの複合材料。
- 前記(コ)ポリアミド(b)の前記エーテル単位が、少なくとも1種のポリアルキレンエーテルポリオールから、好ましくはポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリトリメチレングリコール(PO3G)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、およびこれらのブレンドまたはこれらの(コ)ポリマーから選択されるポリアルキレンエーテルポリオールから得られたものであり;
前記(コ)ポリアミド(b)が、直鎖脂肪族モノマーの残基であるアミド単位と、PTMG、PPG、またはPEG型のポリエーテル配列とから構成されているものである;
請求項1から3までのいずれか1項記載のポリマーベースの複合材料。 - 前記ポリアミドブロックの数平均分子量が、500〜12,000g/mol、好ましくは2,000〜6,000g/molであり、かつ/または
前記エーテル単位の配列の数平均分子量が、200〜4,000g/mol、好ましくは300〜1,100g/molである、請求項3または4記載のポリマーベースの複合材料。 - 前記(コ)ポリアミド(b)が、アミド1つあたり平均少なくとも9個の炭素数を有するアミド単位を含み、かつ/または前記(コ)ポリアミド(b)の前記アミド単位が、前記(コ)ポリアミド(b)の50〜95重量%を占める、請求項3から5までのいずれか1項記載のポリマーベースの複合材料。
- 前記ポリアミド成分(a)が、
(a1)モノマー単位中に10〜12個の炭素原子を有するラクタムを重合することにより製造される、またはモノマー単位中に10〜12個の炭素原子を有するω−アミノカルボン酸を重縮合することにより製造される、10〜12個の炭素原子を有するAB型の直鎖脂肪族ポリアミド、
(a2)モノマー単位中に6〜14個の炭素原子を有するジアミンとモノマー単位中に9〜14個の炭素原子を有するジカルボン酸とを重縮合することにより製造されるAABB型の直鎖脂肪族ポリアミド、
(a3)モノマー単位中に10〜20個の炭素原子を有する脂環式ジアミンとモノマー単位中に8〜18個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸とを重縮合することによって製造され、任意選択的には、さらに6〜14個の炭素原子を有するラクタムまたは6〜14個の炭素原子を有する直鎖脂肪族ω−アミノカルボン酸によって製造される、脂環式ポリアミド、
(a4)10〜20個の炭素原子を有する脂環式ジアミンと8〜18個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸とをベースとする、任意選択的には、さらに6〜14個の炭素原子を有するラクタムまたは6〜14個の炭素原子を有する直鎖脂肪族ω−アミノカルボン酸によって製造される、半芳香族ポリアミド、
(a5)2〜12個の炭素原子を有する脂肪族ジアミンと8〜18個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸とをベースとする、任意選択的には、さらに6〜14個の炭素原子を有するラクタムまたは6〜14個の炭素原子を有する直鎖脂肪族ω−アミノカルボン酸によって製造される、半芳香族ポリアミド、ならびに
これらのコンパウンドおよびこれらの(コ)ポリマー;
からなる群から選択される、請求項1から6までのいずれか1項記載のポリマーベースの複合材料。 - 前記直鎖脂肪族ポリアミド(a1)または(a2)が、PA79、PA610、PA99、PA810、PA612、PA10、PA1010、PA812、PA614、PA11、PA1012、PA1210、PA913、PA139、PA814、PA12、PA1212、PA1113、PA1014、PA1410、およびこれらのコンパウンドからなる群から選択される、請求項1から7までのいずれか1項記載のポリマーベースの複合材料。
- 前記脂環式ポリアミド(a3)および半芳香族ポリアミド(a4)が、MACM10、MACM11、MACM12、MACM13、MACM14、MACM16、PACM10、PACM11、PACM12、PACM13、PACM14、PACM16、TMDC10、TMDC11、TMDC12、TMDC13、TMDC14、TMDC15、TMDC16、MACMI/12、MACMT/12、PACMI/12、PACMT/12、またはこれらの系をベースとする混合物もしくは(コ)ポリアミドからなる群から選択される、請求項1から7までのいずれか1項記載のポリマーベースの複合材料。
- 前記PACMが、30〜70%、好ましくは35〜65%のtrans,trans異性体含有量を有する、請求項9記載のポリマーベースの複合材料。
- 前記脂環式ポリアミド(a3)が透明であり、3%未満、特に好ましくは2%未満のヘイズを有しており、どちらの特性も、射出成形された厚さ2mmの試験片でASTM D1003により決定される、請求項7、9または10記載のポリマーベースの複合材料。
- 前記カーボンブラックが、10nm〜10μm、好ましくは50nm〜2μmの粒子サイズを有し、かつ/または前記ポリマーベースの複合材料の総重量を基準として50〜300ppm、好ましくは100〜200ppm、より好ましくは120〜180ppmの量で存在する、請求項1から11までのいずれか1項記載のポリマーベースの複合材料。
- 最大20重量%、好ましくは最大5重量%の、1種以上の追加の成分、好ましくは、安定剤、潤滑剤、着色剤、可塑剤、造核剤、酸化防止剤、耐衝撃性改良剤、およびUV吸収剤からなる群から選択される追加の成分をさらに含有する、請求項1から12までのいずれか1項記載のポリマーベースの複合材料。
- 請求項1から13までのいずれか1項記載のポリマーベースの複合材料から製造される、成形品、好ましくはフィルム。
- (1)レーザーによってマーキングされる成形品を製造するための材料としての、および/または
(2)染料拡散熱転写印刷におけるインク受容体もしくは印刷媒体としての、
請求項1から13までのいずれか1項記載のポリマーベースの複合材料の使用。 - (A)熱可塑性プラスチックを含む少なくとも1つの層(A)、および
(B)請求項1から13までのいずれか1項記載のポリマーベースの複合材料から製造された少なくとも1つの層(B)、
を含む、層状構造体。 - 前記層(A)の熱可塑性プラスチックが、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテル、およびポリスルホンアミドから選択され、好ましくは、前記層(A)の熱可塑性プラスチックが、前記層(B)のポリアミド成分と同一のポリアミド成分である、請求項16記載の層状構造体。
- 層(A)が、白色または半透明の層であり、かつ/または
層(A)が、2つの層(B)の間にあり、かつ/または
層(A)と層(B)との間に、前記層状構造体が、少なくとも1種の熱可塑性プラスチックを含む少なくとも1つの追加の層を有する、
請求項16または17記載の層状構造体。 - 積層、同時押出、インモールドラベリング、および直接接着から選択されるプロセスにより様々なプラスチックフィルムを互いに接合することを含む、請求項16から18までのいずれか1項記載の層状構造体の製造方法。
- 請求項16から18までのいずれか1項記載の層状構造体を含む、セキュリティ書類および/または有価書類、好ましくは例えばIDカードなどの本人確認書類。
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