JP2005501162A - レーザー印刷可能フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明はレーザー書き込み可能フィルム(laser−inscribable film)の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
車、機械ならびに電気および電子装置などの部品に識別用印を付ける目的で精巧な技術を用いて作られたラベルの使用が増えてきており、そのようなラベルの例は、識別用プレート、工程操作制御ラベル、または保証認識標もしくは試験認識標などである。
【0003】
そのようなプレートまたはラベルに書き込みを行う目的で、印、例えば刻印、コードなどを「焼き付ける」ことを可能にする強力で制御可能なレーザーが幅広く用いられている。その書き込みを行うべき材料には高い要求が課せられる。例えば書き込み速度が速くなければならず、解像能力が高くなければならず、塗布(application)が簡潔でなければならず、かつそのような材料は機械的、物理的および化学的影響に高い耐性を示さなければならない。通常用いられる材料、例えば印刷された紙、電解による酸化を受けたアルミニウム、ラッカーで被覆されたアルミニウム、またはPVCフィルムなどはそのような要求の全てを完全には満足させるものでない。
【0004】
本出願者は、不透明に着色された薄いラッカー層を厚いラッカー層の上に含んで成る自己支持型の多層ラベルを紹介するものであり、これを、電子ビームで硬化する無溶媒ラッカーを用いて製造する。この種類のラベルは特許文献1に記述されている。そのラベルの書き込みは、レーザーを用いて薄い方のラッカー層に刻み込みを行って層を除去することを通して下方に位置する厚い方のラッカー層を露出させることで行われる。前記フィルム材料の化学的構造および電子ビームによる硬化によって前記フィルム材料は高い度合の耐性を示す。
【0005】
レーザー(好適にはNd:YAGレーザーまたはCO2レーザー)を用いた処理では、コントラスト層(contrast layer)として働く上方のラッカー層を比較的薄く(15μm未満)する必要がありかつそれに非常に一定した厚みを持たせる必要がある。これは、精密塗布装置(precision applicator)[マルチロールシステム(multiroll system)]を用いて薄いラッカー層を塗布することを通して製造工程中に達成されている。その目的で、最初に薄いラッカー層をプロセスフィルム(process film)または背面支持フィルム(supportive backing film)(ポリエステルフィルム)に塗布した後、ドクター(doctor)を用いて厚いラッカー層を塗布することが行われている。両方のラッカー層を電子による照射(80kGy、350kV)によって1回の操作で重合させることで高度に架橋した重合体を生じさせる。その後、そのレーザー−ラッカーフィルム(laser−lacquer film)に自己接着性マス(mass)を取り付け、そして仕上げ工程中に、それを背面支持フィルムから剥がして取り除くことが行われている。
【0006】
以前から公知のレーザー書き込み可能フィルムを製造している間に行われる1番目のラッカー被膜の塗布は、その工程の高価で敏感な段階である。例えば、そのような精密塗布装置によって作業幅(working width)が制限され、ラッカーの色の選択が限定され、薄いラッカー層を色づけする時の融通性がほとんどなく、かつ被膜の充分な品質を達成することができるとしても被覆速度をかなり低くした時のみである。
【0007】
その上、ある用途分野ではラベルの個別化(individualization)が望まれており、これをレーザー書き込み工程開始前に置くべきである。例として、この種類の個別化には顧客に特定のデザインが含まれ得る。これを書き込みを行う前に顧客に特定の個別化したラベルに通常の制御した配置で行うことと組み合わせると、これは偽造を防止するに役立つであろう、と言うのは、書き込みを行ったラベルを後で偽造するのはほとんど不可能であるからである。
【特許文献1】
DE 81 30 861 U1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、レーザー書き込み可能なフィルムの製造を可能にしかつ以前から公知の方法に比べて低いコストで実施可能でありかつレーザー書き込み可能フィルムに関して設計の自由度がより大きいことで顧客に特定の個別化を広げることを可能にする方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1記載の特徴を有するレーザー書き込み可能フィルム製造方法を用いて本目的を達成する。本方法の有利な態様を副請求項に示す。請求項19に前記方法を用いて製造した多層ラベルを示す。
【0010】
レーザー書き込み可能フィルムを製造する本発明の方法では、紫外線硬化性ラッカーを含んで成る刻み込み層(engraving layer)を背面支持フィルムに印刷で塗布する(applied)。電子ビーム硬化性ラッカーを含んで成る基礎層(base layer)を前記刻み込み層の上に塗布する。電子照射で硬化を起こさせる。
【0011】
ここで選択した用語に関して、背面支持フィルムの位置は製造工程に由来して「下側」である。それとは対照的に、完成フィルムでは、刻み込み層が露出している、即ち「上部に」位置する。本発明の方法を用いて製造したフィルムは、以前から公知の多層ラベルと同様にレーザーで前記刻み込み層の所望場所を除去することを通して書き込み可能である。
【0012】
本発明に従い、印刷、好適には紫外線フレキソグラフィック印刷(UV flexographic printing)方法を用いて前記刻み込み層を塗布する。印刷方法は形状、色および色配置の設計に関して幅広く多様な可能性を与える方法である。例えば、また、紫外線フレキソグラフィック印刷方法を用いて前記刻み込み層をウエブ(web)形態の材料に塗布することも可能であり、これは低価格であるにも拘らず、良好な印刷品質を与える。それによって、最初に記述した以前から公知の方法に比べて作業幅がかなり大きくなる。
【0013】
前記刻み込み層を好適には前記基礎層の塗布を行う前に紫外線照射で硬化させておく。前記基礎層(または任意の中間層、以下を参照)を後に電子照射で硬化させると、結果として、前記紫外線で硬化させたラッカーと電子ビームで硬化させたラッカーの間の結合が堅固になることに加えて中間層が高い接着力を示すようになる。
【0014】
本レーザー書き込み可能フィルムの特性、例えば機械的、物理的および化学的影響に対する高い耐性は、通常のレーザーフィルム(laser films)のそれと同様に良好である。しかしながら、最初に記述した多層ラベルの製造とは対照的に、マルチロールシステムを用いた複雑なコーティング手順を全く必要としない。前記刻み込み層を前記背面支持フィルムに塗布する時、紫外線フレキソグラフィック印刷方法の代わりに、また、他の通常用いられる印刷技術を用いることも可能である。
【0015】
本発明の有利な1つの態様では、前記刻み込み層を表面全体に亘って印刷で塗布する。ここで、そのような刻み込み層は1色の層であってもよく、この場合、好適には、基礎層または中間層(以下を参照)の色に関して強い色コントラストが存在するようにする。この場合の本レーザー書き込み可能フィルムのデザインは通常の多層ラベルのそれに類似している。本フィルムの書き込みはレーザー(例えばNd:YAGレーザーまたはCO2レーザー)を用いて特定場所の刻み込み層を除去することで実施可能であり、特に、前記刻み込み層とこれの下側に位置する層の間の色コントラストが強いと、その書き込まれた物の読み易さが特に良好になる。
【0016】
しかしながら、また、前記刻み込み層を表面全体に亘って2色以上の色の印刷で塗布することも可能である、と言うのは、そのような刻み込み層を塗布する印刷技術は多様であるからである。例として、本レーザー書き込み可能フィルムの縦方向、即ち前記刻み込み層を印刷で塗布する方向に対照的な2色または2色以上の色を位置させてもよい。別の例は、フィルムの横方向に対照的な異なる色を指定間隔で正しく位置するパターン(registering pattern)の形態に印刷で塗布する例である。このようにして、本レーザー書き込み可能フィルムからある大きさに切り取るように設定したラベルの中にいろいろな色のラベルを生じさせることができる。原則として、また、前記刻み込み層に他の色のデザインを与えることも可能であり、かつ識別用印を個別化するデザインを顧客が望むように広げ、例えばロゴ(logos)または特定の書き込みなどを前記刻み込み層の中に与えることも可能である。この場合のレーザー書き込み方法は、単色の刻み込み層の場合と同様に、前記刻み込み層を除去することで実施可能である。通常の多層ラベルの場合には多色デザインが可能であるとしても多大な費用がかかる。
【0017】
本発明の別の有利な態様では、前記刻み込み層を表面の一部に印刷で塗布する。1つの例は、背面支持フィルムの上に指定間隔で位置させた個別化用ロゴを指定色(好適には基礎層または中間層に関して色コントラストが強い)の印刷で塗布する例である。これは、前記刻み込み層を印刷で表面全体に塗布する(この場合には個々のロゴの間に異なる色のラッカーを与える必要がある)場合よりも技術的に簡潔でありかつ費用が低い方法である。
【0018】
本方法のこの変法は、特に、前記刻み込み層を印刷で塗布した後であるが前記基礎層を塗布する前に中間層を塗布しそして好適には前記中間層に電子ビームで硬化し得る着色したラッカーを含める態様で用いるに適する。好適には、前記中間層と前記基礎層の間に色コントラストを存在させる。本フィルムへの書き込みを行う前に前記基礎層を中間層で完全に覆いそして表面の一部に印刷で塗布した刻み込み層と前記中間層を目で見て区別できるようにする。レーザーを用いて書き込みを行う時、前記中間層の特定の場所を除去し、適宜、それと一緒に、関係した場所に位置する刻み込み層部分も除去する。このようにして、前記基礎層を見ることができるようにする。
【0019】
基礎層を単独で存在させる態様ばかりでなくまた基礎層と中間層を塗布する態様でも、前記電子ビーム硬化性ラッカーを好適には単一操作で硬化させ、このようにして、前記刻み込み層と一緒に架橋させる。ここで、電子照射によるエネルギー量を好適には50kGyから150kGyの範囲にし、そして電子のエネルギーを好適には200keVから500keVの範囲にする。硬化に先立って、前記基礎層および/または任意の中間層を塗布する目的でドクターを用いてもよい。
【0020】
本発明の1つの有利な態様では、刻み込み層に、本レーザー書き込み可能フィルムまたはこれからある大きさに切り取った多層ラベルの追加的個別化を可能にしかつ偽造に関する防御を向上させる少なくとも1種の抗偽造特徴を含める。そのような抗偽造特徴は好適には直接見ることはできないが、好適には、それらを認識するある種の装置に大きな費用がかからないようにし、従って、本物であることの証拠を与えるものである。例として、そのような刻み込み層に紫外光内の蛍光を発することで紫外線ランプによる照射で見ることができるようになる染料を含めてもよい。別の例は、熱で色が変化するサーモクロミック(thermochromic)染料を用いる例である。
【0021】
また、前記刻み込み層のラッカーに本物であることの証拠を与え得る他の検出可能物質、例えば「Biocode」または「Microtaggent」などの如き物質をドーパントとして添加することも可能である。Biocode社は商標「Biocode」のシステムを市販しており、それには、生物学的試験片に特定の証拠を与え得る作用剤、マーカーおよび受容体が入っている。「Microtaggent」は、Microtrace Inc.社の商標であり、それは、顧客に特異的な色のコードを顕微鏡で見ることでのみ識別可能にする多層色顔料の商標である。そのような抗偽造特徴はそれ自体公知であり、いろいろな態様で利用可能である。それらは製品の明瞭な識別および識別用印を付ける目的で多様に使用可能である。
【0022】
前記刻み込み層にカチオン性紫外線ラッカー(UV lacquer)を含めてもよく、これを好適には薄い厚み、例えば1から20g/m2の範囲、特に好適には3から6g/m2の範囲(1g/m2は、当該材料の密度が1g/cm3の時、1μmの厚みに相当する)の厚みに印刷で塗布する。
【0023】
前記基礎層および/または任意の中間層に好適には電子ビームで硬化し得る着色したポリウレタン−アクリレートラッカーを含める。この刻み込み層の厚みは20から500g/m2の範囲、好適には100から160g/m2の範囲であってもよい。一般的には、任意の中間層の方を前記刻み込み層よりも薄くする。
【0024】
前記背面支持フィルムにポリエステルフィルムを含めてもよく、これの厚みを好適には10から200μmの範囲にする。
【0025】
本発明の1つの好適な態様では、接着性マス(adhesive mass)、例えば層厚が5から70μm、好適には10から30μmの範囲の感圧接着剤を前記基礎層の上に塗布する。この接着性マスを保護層(例えばシリコン紙)で保護的に覆ってもよい。
【0026】
本レーザー書き込み可能フィルムは本発明の方法を用いてウエブ(web)の形態で製造可能である。それから通常の用途に要求されるある大きさのサイズのラベルを切り取ってもよい。この製造工程が完了する前、好適には本方法の最終段階で、前記背面支持フィルムを剥がして除去してもよい。しかしながら、また、関係したラベルにレーザーで書き込みを行う前に顧客が前記背面支持フィルムを剥がすまでそれを存在させたままにしておくことも可能である。前記基礎層に接着性マスを与えておくと、その顧客はそのラベルをその意図した場所に容易に付着させることができるであろう。
【0027】
以下に本実施例を用いて本発明を更に説明する。
【実施例】
【0028】
図1に、レーザー書き込み可能フィルム1の製造方法を1番目の実施例として示す。
【0029】
用いる支持体(backing)に背面支持用フィルム10を含め、この実施例では、厚みが50μmのポリエステルフィルム(Hostaphan RN 50フィルム、Mitusbishi)を用いる。この背面支持フィルム10の面積全体にカチオン性紫外線ラッカーを紫外線フレキソグラフィック印刷方法による印刷で塗布する。この実施例では、そのようにして生じさせる刻み込み層11の中に存在する前記ラッカーの量が3から6g/m2になるようにする、即ち刻み込み層の厚みを約3から6μmにする。この実施例における前記ラッカーは暗色に着色している。この刻み込み層11を印刷で塗布した後、これに紫外光による照射を受けさせることで、それを硬化させる。
【0030】
次に、ドクターを用いて、電子ビームで硬化し得るラッカー(この実施例では白色に着色したポリウレタン−アクリレートラッカー)で構成させた基礎層14を前記硬化させた刻み込み層11に塗布する。前記ラッカーの好適な量は100から160g/m2の範囲であり、これは層厚が約100から160μmであることに相当する。次に、前記基礎層14に電子による照射を受けさせるが、この実施例では、電子の加速電圧を350kVにする一方、エネルギー量を80kGyにする。そのようにして、前記基礎層14の電子ビーム硬化性ラッカーを架橋させるが、ここでは、それと同時に前記刻み込み層11と化学的に結合させる。その結果として生じる材料は高い機械的仕様(specification)と高い化学的耐性を示しかつ層が互いにしっかりと結合している。
【0031】
さらなる段階として、通常のコーティング方法を用いて接着性マスを前記基礎層14に塗布することで、接着性層16を与える。この実施例では、前記接着性層16を保護層17として働くシリコン紙で保護被覆する。
【0032】
レーザー書き込み可能フィルム1の大きさを、一般的には、これから多数の多層ラベルをある大きさに切り取ることができるに充分な大きさにする。ある大きさに切断する工程を行う前か或はその後に前記背面支持フィルム10を剥がして除去することで、前記刻み込み層11に自由にアクセスできるようにしてもよい。
【0033】
図2に、レーザー書き込み可能フィルム1で構成させた多層ラベルを示し、これは、前記背面支持フィルム10を剥がして除去した後である。図2に示すように、刻み込み層11の方向は上に向いており、図2には示していないが、このラベルを接着によってある製品に接着させることから、保護層17は剥がしてある。接着性層16に持たせる接着強度は、好適には、フィルム1を前記製品から剥がした時にそれがひどい損傷を受けるであろうような強度である。
【0034】
図2に矢印で示すレーザービーム、好適にはNd:YAGレーザーの使用またはCO2レーザーの使用で生じさせたレーザービームを用いてフィルム1に書き込みを行うことができる。そのようにして刻み込み層11を除去すると、それの下方に位置する基礎層14が現われる。その結果として刻み込まれた書き込み19がもたらされ、これは、特に、前記刻み込み層11の色(この実施例では暗色)と基礎層14の色(この実施例では白色)の間のコントラストが高い度合の時に良好に見ることができる。
【0035】
図3に、書き込み工程を受けさせた後のフィルム1の平面図を示す。従って、この実施例で選択した色の場合、刻み込まれた書き込み19が暗色の背景(刻み込み層11の除去されなかった部分により形成)の上に白色の印として現われる。
【0036】
レーザー書き込み可能フィルムを製造する方法の2番目の実施例を図4および5を用いて記述する。ここでは、前記フィルムを2で示す。1番目の実施例の場合と同様に、使用する背面支持フィルムに厚みが50μmのポリエステルフィルム(Hostaphan RN 50、Mitusbishi)を含め、この上に逐次的に複数の層を塗布して硬化させる。最後に、前記背面支持フィルムを剥がして除去する。図4に、背面支持フィルムを剥がした後の多層ラベルとして表示するレーザー書き込み可能フィルム2を図2の方向と同様な方向に示す。この工程の個々の段階を以下により詳細に記述する。
【0037】
最初に、背面支持フィルムの一部にカチオン性の紫外線硬化性ラッカーを紫外線フレキソグラフィック印刷方法で印刷する。それによって、その表面の一部に刻み込み層21を生じさせるが、これを図4の上方領域に見ることができる。この実施例では、前記紫外線硬化性ラッカーは暗緑色に着色しており、これを規則的な間隔で繰り返すロゴ28の形態で塗布する(また図5も参照)。ここで、前記ラッカーの量(表面全体に塗布するプリントを基準)を3から6g/m2の範囲にする。刻み込み層21を印刷で塗布した後、これに紫外光照射を受けさせることで、これを硬化させる。
【0038】
次に、ドクターを用いて中間層22を塗布するが、この実施例では、それを電子ビームで硬化し得る黒色に着色したポリウレタン−アクリレートラッカーで構成させる(ラッカーの量を約13g/m2にする)。ここで、前記中間層22の材料が前記背面支持フィルムから突き出ている部分(前記刻み込み層21の)を取り巻き、それによって、表面23が実質的に平になる[「鋳型内エンボス(in−mold−embossed)」加工]。従って、刻み込み層21が中間層22の中に流し込まれたように見なすことができる(図4参照)。
【0039】
電子ビームで硬化させる前に、ドクターを用いて、電子ビームで硬化し得るラッカーで構成させた別の層、即ち基礎層24を塗布する。この実施例では、それをまたポリウレタン−アクリレートラッカーで構成させ、それを白色に着色する。このラッカーの量を好適には100から160g/m2の範囲にする。次に、前記基礎層24、中間層22および刻み込み層21に電子による照射を前記基礎層24側から受けさせる(この実施例では350kVにおいて80kGyをエネルギー量)。そのようにして前記基礎層24と中間層22を硬化させ、かつそれによって、前記中間層22を前記刻み込み層21と一緒に架橋させる。
【0040】
前記1番目の実施例の場合と同様に、最後に接着性層26(この実施例では層厚が20μmの感圧接着剤)を塗布し、それを保護層で保護的に覆う(図4には示していない)。前記背面支持フィルムを剥がして除去しそして適宜レーザー書き込み可能フィルム2をある大きさに切断して所望の大きさの断片にすると、その結果として生じる状態は図4に示す状態である。図4(図1および2と同様に)は一定の割合ではない。
【0041】
図5に、レーザー書き込み可能フィルム2(またはこれの詳細)の平面図を示す。刻み込み層21のデザインにロゴ28の模様の形態を持たせ、これらのロゴは、中間層22により形成される黒色背景の上に暗緑色として現われる。これらのロゴ28はフィルム2を個別化するものである。
【0042】
フィルム2に書き込みを行う時、レーザーを用いて中間層22の特定の場所を白色の基礎層24が下方に現われるまで除去する。ロゴ28の一部がレーザービームにさらされる場所に位置する場合には、刻み込み層21のその領域も同様に除去される。その結果として図5に示す如き刻み込まれた書き込み29が生じる(色の再現はこの実施例に相当しない)。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】図1に、本発明の方法の1番目の態様を用いて生じさせたレーザー書き込み可能フィルム(まだ背面支持フィルムの上に位置する)を貫く図式的縦方向断面を示す。
【図2】図2に、図1に示したフィルムと同じフィルムで構成させたラベルにレーザーで書き込み手順を実施している間のそれの図式的縦方向断面を示す。
【図3】図3に、図2に示したラベルと同じラベルに書き込みを行った後の平面図を示す。
【図4】図4に、本発明の方法の2番目の態様を用いて生じさせたレーザー書き込み可能フィルムを貫く図式的縦方向断面を示す(この図のフィルムの方向は図2の場合と同じである)。
【図5】図5に、図4に示したフィルムと同じフィルムで構成させた書き込みを行ったラベルの平面図を示す。
Claims (19)
- レーザー書き込み可能フィルムの製造方法であって、
− 紫外線硬化性ラッカーを含んで成る刻み込み層(11;21)を背面支持フィルム(10)に印刷で塗布し、
− 電子ビーム硬化性ラッカーを含んで成る基礎層(14;24)を前記刻み込み層(11;21)の上に塗布し、
− 電子照射で硬化させる、
段階を用いた方法。 - 紫外フレキソグラフィック印刷方法を用いた印刷で前記刻み込み層(11;21)を塗布することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記基礎層(14;24)を塗布する前に前記刻み込み層(11;21)を紫外線照射で硬化させることを特徴とする請求項1または2記載の方法。
- 前記刻み込み層(11)を全表面に印刷で塗布することを特徴とする請求項1から3のいずれか記載の方法。
- 前記刻み込み層(21)を表面の一部に印刷で塗布することを特徴とする請求項1から3のいずれか記載の方法。
- 前記刻み込み層を2色以上の色の印刷で塗布することを特徴とする請求項1から5のいずれか記載の方法。
- 前記刻み込み層(21)を印刷で塗布した後であるが前記基礎層(24)を塗布する前に中間層(22)を塗布し、好適には、前記中間層(22)に着色した電子ビーム硬化性ラッカーを含めることを特徴とする請求項1から6のいずれか記載の方法。
- 前記電子ビーム硬化性ラッカーを1回の操作で硬化させ、それによって、前記刻み込み層(11;21)と一緒に架橋させるが、前記電子照射によるエネルギー量を好適には50kGyから150kGyの範囲にしそして電子のエネルギーを好適には200keVから500keVの範囲にすることを特徴とする請求項1から7のいずれか記載の方法。
- 前記基礎層(14;24)および/または任意の中間層(22)を塗布する目的でドクターを用いることを特徴とする請求項1から8のいずれか記載の方法。
- 前記刻み込み層に好適には下記の群:紫外光内の蛍光を発する染料、サーモクロミック染料、生物学的試験片に特異的な検出系を含んで成る物質、多層着色顔料から選択した少なくとも1種の抗偽造特徴を含めることを特徴とする請求項1から9のいずれか記載の方法。
- 前記刻み込み層(11;21)にカチオン性紫外線ラッカーを含めることを特徴とする請求項1から10のいずれか記載の方法。
- 前記刻み込み層(11;21)を印刷で1から20g/m2の範囲、好適には3から6g/m2の範囲の厚みに塗布することを特徴とする請求項1から11のいずれか記載の方法。
- 前記基礎層(14;24)および/または任意の中間層(22)に着色した電子ビーム硬化性ポリウレタン−アクリレートラッカーを含めることを特徴とする請求項1から12のいずれか記載の方法。
- 前記基礎層(14;24)を20から500g/m2の範囲、好適には100から160g/m2の範囲の厚みに塗布することを特徴とする請求項1から13のいずれか記載の方法。
- 前記背面支持フィルム(10)に厚みが好適には10から200μmの範囲のポリエステルフィルムを含めることを特徴とする請求項1から14のいずれか記載の方法。
- 前記基礎層(14;24)の上に接着性マス(16:26)を塗布し、そしてそれを好適には保護層(17)で保護被覆することを特徴とする請求項1から15のいずれか記載の方法。
- 前記レーザー書き込み可能フィルム(1;2)をある大きさに切断することを特徴とする請求項1から16のいずれか記載の方法。
- 前記背面支持フィルム(10)を好適には最終工程段階で剥がして除去することを特徴とする請求項1から17のいずれか記載の方法。
- 請求項1から18のいずれか記載の方法を用いて作られた多層ラベル。
Applications Claiming Priority (2)
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