塑胶制品表面涂饰工艺 本发明的技术背景
本发明是一项为制作完成的塑胶制品进行表面涂饰的工艺。本工艺可在塑胶制品表面制作出花纹，或使制品表面更具装饰效果。
如今，整个行业都深切感受到对(小型)塑胶制品进行表面涂饰的迫切需求。塑胶制品在如此广泛的领域内得到大量的应用，而且(抛开其功能特性不谈)每件塑胶制品都必须美观漂亮才能吸引购买者，才能满足他们的审美情趣。仅仅想到这两点，你就能体会到这项工艺的广阔前景。塑胶制品表面涂饰工艺的预处理(prior-art)工艺使用一种分散染料在特殊纸张上印出图案。分散染料包含在所谓“升华式”墨水中，这种“墨水”能够在特定的温度(所谓的“升华温度”)时由固态转变为气态。将上述过程中(已喷印好色彩、花纹或图案)的纸张贴到需要进行表面涂饰的塑胶制品上，然后将这个“制品-纸张”结合体放入加热炉内。在设定的温度下，分散染料将从纸张上升华，并转移到制作塑胶制品的材料上。这样，所需的色彩、花纹或图案即可沉积在塑胶制品表面。
这个工艺方法地缺陷是：分散染料的升华温度(以下可简称为Ts)可能会颇高，所以，如果需要进行表面涂饰的物品是塑胶制品的话，材料本身很可能会因高温而变形，因而产生一些废品。更糟的是，许多塑胶材料的软化温度甚至低于Ts，所以它们无法使用上述的预处理(prior-art)方式来进行表面涂饰。
为了使描述更加简单易懂，下文中我们将经常提到塑胶眼镜框的例子(本发明的应用范围当然远远不止于此)。美国的一篇专利文献(专利号：5 980 588)公布了一种方法，使用特殊的溶液来处理塑胶眼镜框。按照该专利文献的描述，塑胶涂饰工艺可以在低温下操作，所用墨水含有溶解于水性溶剂中的特殊颜料。该溶剂可以激活塑胶眼镜框的表层物质，并增加眼镜框表层以及含有特殊颜料墨水的载体薄膜的粘附力，这样一来，这种颜料就更容易转移到塑胶物质的表层上。完成这个步骤之后，眼镜框被放入一个低沸点物质环境内(该低沸点物质是这种颜料的溶剂)保存，直到转移的颜料已经稳固地附着在塑胶材料上为止。
这种方法需要使用溶剂产品，本身就具有一定的不足之处，其主要的缺陷在于：塑胶材料需要暴露在上述溶剂中(特别是在颜料固化阶段)，因而有被损坏的危险。另外一个缺点是：因为固化不够充分，眼镜框上的涂饰可能会显得不够深，或者是不够均匀。
发明概述
因此，本发明的主要目标是要提供一种简单有效的塑胶制品热涂饰技术。下文将以眼镜框为例，因为制作眼镜框的塑胶材料具有比较低的软化温度；可用于这种材料的热涂饰技术，基本上就能够适用于许多其它塑胶材料，比如醋酸纤维素等。醋酸纤维素的软化点很低，所以无法用前述的预处理(prior-art)方式来进行热涂饰。
在这个总体目标之下，本发明还有另外一个目的，那就是要提供一种方法，使处理过后的塑胶材料的表面涂饰具有理想的质量水平。
在本发明中，这些目标都已实现。附录中的专利权利要求条款(claims)具体描述了本发明的一些特性。有两条特性属于本发明的基本因素，所以值得在此特别说明。这两条特性分别为：
首先，是胶漆(或树脂)的使用。下文中我们将把胶漆(或树脂)统称为“容纳性胶漆”。该材料的优点是：在接近玻璃态转化点(glass-transitionpoint)的温度条件下，能够很好地吸收和容纳染料。
其次，染料在以下的环境条件升华：环境气压小于大气压，加热温度低于额定温度。
本工艺主要包含以下步骤：
将(溶于“墨水”中的)染料涂抹或喷印到载体(通常以薄膜为载体)上，以确定需要转移到塑胶材料表面的色彩、图案或花纹等；
将一层(如上所述的)容纳性胶漆涂覆到需要进行涂饰的塑胶材料表面上，然后使其干燥；
将含有染料的载体薄膜贴到已经涂覆胶漆的塑胶材料表面上，形成一个“物品-载体薄膜”的结合体；
将该“物品-载体薄膜”结合体放入加热炉；
加热该“物品-载体薄膜”结合体，将温度升高到一定高度，使胶漆开始软化，而制作该物品的塑胶材料不致软化；
降低放有该“物品-载体薄膜”结合体的加热炉内的气压，使染料开始升华，从而使涂饰从载体薄膜上转移至塑胶物品表面；
需要说明的是，本工艺流程的某些特定步骤并不需要遵守什么严格的顺序，比如步骤e和步骤f之间并无严格的前后关系。
不过，在以下的描述中，您将能够更加清晰地了解本发明所具有的特点与优势。下文使用了眼镜框的涂饰过程作为一个非限制性实例。这一具有一定典型性的实例只是为了方便对本发明进行详细描述，而远非是本发明的唯一应用途径。
发明详述
在本发明中，工艺流程的第一个步骤包括：在一个载体薄膜(比如一张普通纸、铝箔、冲压锡箔纸或塑料薄膜等)上，涂覆上将要被转移至眼镜框上的色彩、花纹或图案等。操作人员可以使用上文中描述的含有“分散”染料的墨水，运用喷墨打印机、平版印刷、丝印或类似的工艺，在载体薄膜上喷印出所需的色彩、花纹或图案等。市场上有多种分散染料墨水可供选择，在低升华能(sublimation-energy)、中升华能和高升华能这三种类型中，前两种类型适合在本发明中使用。
本工艺流程的第二个步骤是：使用湿法操作，将一层透明的容纳性胶漆涂覆到(需要进行涂饰的)眼镜框的塑胶材料表面上。使用风干法或烘烤法等方法，使胶漆涂层干燥。在给定的环境条件下，如果纯树脂或混合树脂也能具有相同的特性(对染料具有容纳性)，就可以用于取代上述的胶漆材料。不过，为了使本文更加简洁明了，在下文的描述中将只提及胶漆。
用于此用途的胶漆应具有某些特性。首先，在低于眼镜框塑胶材料的软化点的温度条件下(并且温度差别应该具有一定的余量，至少应低10℃到20℃)，它应该能够软化，进而变得具有“容纳性”，而同时眼镜框本身又不致变形。在达到胶漆的软化温度之后，胶漆还应具有最适宜的“容纳性”特性(下文将进一步详细叙述这一点)。
在“试验-改错”过程中，将适当剂量的添加剂(比如：可塑剂或催化剂等)加入市场上常见的胶漆产品中，以不断调整该胶漆的玻璃态转变温度，使之低于需要涂饰的眼镜框的塑胶材料的玻璃态转变温度。
下一个步骤是，将载体薄膜贴到(已经涂覆了胶漆的)眼镜框表层上，然后将这个“眼镜框-载体薄膜”结合体放入加热炉中。加热炉的温度被升高到Tf。该温度应低于眼镜框塑胶材料的软化温度(约10℃)，但是足以使胶漆软化并变得具有容纳性。
这时，利用一些常见的手段，抽出加热炉内的空气，使炉内气压值降低到足以使染料在当前温度Tf下开始升华，此时炉内环境可表示为Tf＝Ts。如果炉内的气压降到一个极低的值(约10-6巴)，染料的升华温度也会进一步大大降低，甚至使醋酸纤维素或聚酰胺之类的(众所周知的常用于生产低成本眼镜框的)低软化点塑胶也可放在加热炉内进行上述操作。
将载体薄膜上的染料的升华温度降低至炉温Tf后，载体薄膜上的色彩、花纹和图案等开始向胶漆涂层转移，最后会固定在眼镜框表层上。很显然，容纳性胶漆层的功用是为染料提供一个可以“附着”的表层。如上文所述，胶漆的玻璃态转化温度已经经过特别的调整，所以其特性有所保证：如果在加热炉内达到的温度Tf下，胶漆变得太软，很可能会导致载体薄膜粘到眼镜框上；而相反，如果胶漆软化程度不够，其容纳性就不够理想，进而会影响染料转移的效果。
把眼镜框从加热炉内拿出，剥去载体薄膜，眼镜框上将显示出理想的涂饰效果。
上述工艺还有另外一种应用方法，无须使用安装有真空抽气没备的特殊加热炉。在这种方法中，将需要涂饰的物品和载体密封在一个容器内。抽出容器内空气，使之达到一定真空状态，然后将该容器放入普通加热炉内，使载体上的染料发生升华。
很显然，以上描述的工艺流程可以根据实际情况进行一些更改和变动，而不会超出附录中专利权利要求条款(claims)所定义的范围。比如，如果制作物品所用的塑胶材料的软化点要高于染料的升华点，操作过程中就无须抽气降压。