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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur und eine lasergedruckte Laminatstruktur.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur,
die durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl mit einer hohen Druckgeschwindigkeit
gedruckt werden kann, um ein klares Bild mit einer hervorragenden
Bewitterungsbeständigkeit,
Kratzbeständigkeit,
Wasserbeständigkeit
und chemischen Beständigkeit
zu bilden, und eine lasermarkierte Laminatstruktur, die durch Drucken
eines Bilds auf die Laminatstruktur erhalten wird.
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Herkömmliche Druckverfahren umfassen
z. B. ein erstes Druckverfahren, bei dem eine Tinte des Lösungstyps
auf ein Bildträgermedium
mittels einer Druckplatte übertragen
wird, die eine Relief-, Tiefrelief- oder Flachdruck-Druckoberfläche trägt, und
die gedruckte Tinte getrocknet wird, ein zweites Druckverfahren,
bei dem Bilder mit einem Thermotransfersystem unter Verwendung eines
Tintenbands und eines Thermotransferdruckers gedruckt werden, und
ein drittes Druckverfahren, bei dem Bilder durch Spritzen von Teilchen
einer flüssigen
Tinte durch feine Düsen
gedruckt werden.
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Diese herkömmlichen Druckverfahren weisen
jedoch Schwierigkeiten dahingehend auf, mit der fortlaufend zunehmenden
Verarbeitungsgeschwindigkeit von Herstellungsanlagen, einer Herstellung
des Einzelauftragstyps und dem Bedarf einer Arbeitsersparnis beispielsweise
beim Drucken eines Herstellungsdatums, eines Qualitätsgarantiebegrenzungsdatums,
einer Chargennummer, einer Pflanzenbezeichnung und entsprechender
Daten auf Produktetiketten, -schachteln oder Kunststoffbeuteln in
Produktabfüll-
und Verpackungsanlagen schrittzuhalten.
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Insbesondere erfordert das erste
Druckverfahren viel Aufwand für
Wartungsarbeiten zum Austausch der Druckplatte, zum Wiederauffüllen des
Druckers mit der Tinte und zum Steuern der Viskosität der Tinte.
Da die Tinte zum Trocknen viel Zeit benötigt, besteht bei dem ersten
Verfahren eine Beschränkung
hinsichtlich der Anwendung auf Hochgeschwindigkeits-Herstellungsanlagen
und es ist wahrscheinlich, dass Probleme bei der Haft- und Abriebbeständigkeit
der gedruckten Tinte auftreten.
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Bei dem zweiten Druckverfahren wird
keine flüssige
Tinte verwendet und es erfordert deshalb keinen Aufwand zur Steuerung
der Viskosität
der Tinte und keine Zeit zum Trocknen der gedruckten Tinte. Das
Tintenband muss jedoch ausgetauscht werden und somit ist das Ver fahren
bezüglich
der Anwendung auf eine Hochgeschwindigkeits-Herstellungsanlage nicht
notwendigerweise zufriedenstellend. Darüber hinaus gibt es Beschränkungen
bei der Gestalt des Bildträgermediums,
das mit dem zweiten Druckverfahren bedruckt werden kann und es führt zu erhöhten Druckkosten.
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Das dritte Druckverfahren kann die
Erfordernisse eines Hochgeschwindigkeitsdruckens und eines klaren
Drucks erfüllen.
Daher kann das dritte Verfahren mit Hochgeschwindigkeits-Herstellungsanlagen
schritthalten. Die Verwendung einer flüssigen Tinte in einer Herstellungsanlage
ist jedoch im Hinblick auf die Aufrechterhaltung einer sauberen
Umgebung unerwünscht,
das dritte Verfahren weist Probleme bei der Einfachheit von Wartungsarbeiten
auf, einschließlich
des Wechselns der Tinte, die Düsen
des Tintenstrahl-Druckkopfs neigen zum Verstopfen durch die Tinte
und der Prozentsatz der fehlerhaften Druckerzeugnisse neigt zur
Zunahme.
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Diese Nachteile der herkömmlichen
Druckverfahren werden insbesondere deutlich, wenn das Bildträgermedium
ein Produktetikett ist, das an einer Flasche angebracht werden soll,
die eine Flüssigkeit
wie z. B. Wasser, ein Getränk
oder ein alkoholisches Getränk
enthält.
Im Allgemeinen arbeitet eine Flaschenabfüllanlage zum Abfüllen eines
Getränks
oder dergleichen in Flaschen mit einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit und
in vielen Fällen
wird in der Flaschenabfüllanlage
ein heißer
Inhalt in Flaschen gefüllt.
Nach dem Füllen
mit dem Inhalt, dem Verschließen
und Etikettieren stoßen
die Flaschen während
des Förderns
zusammen. In manchen Fällen
werden die Flaschen mit einer Flaschenschutzflüssigkeit beschichtet oder in
kaltes Wasser eingetaucht, um den Inhalt zu kühlen, und somit werden die
Produktetiketten auch solchen strikten Bedingungen ausgesetzt. Daher
müssen
die gedruckten Abschnitte der Etiketten solchen strikten Bedingungen
widerstehen können.
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Beispielsweise wurden die folgenden
Verfahren zur Angabe des Herstellungsmonats und -jahrs des in Flaschen
gefüllten
Getränks
und dergleichen auf einem Produktetikett vorgeschlagen und in die
Praxis umgesetzt, welche diese Anforderungen erfüllen. Bei einem ersten Verfahren
werden anzugebende Spezifikationen, einschließlich des Monats und des Jahrs
zusammen mit Mustern im Randbereich eines Produktetiketts im Vorhinein
gedruckt und Kerben werden in Abschnitten des Produktetiketts ausgebildet,
in denen relevante Spezifikationen gedruckt werden (es werden Abschnitte
des Produktetiketts abgeschnitten, in denen relevante Spezifikationen
gedruckt werden), wenn eine Flasche, die das Produktetikett trägt, mit
einem Getränk
oder dergleichen gefüllt
wird. Bei einem zweiten Verfahren wird eine Schicht aus einer Laser-Färbungstinte
in einem Anzeigebereich eines Produktetiketts durch Drucken ausgebildet
und der Anzeigebereich wird mit einem Laserstrahl bestrahlt, um relevante
Spezifikationen in dem Anzeigebereich zu drucken. Bei einem dritten
Verfahren wird eine Schicht aus einer Laserlicht-absorbierenden
Farbtinte ausgebildet, die Laserlicht absorbiert, bei der Absorption
des Laserlichts Wärme
erzeugt und sich zersetzt und in einem Anzeigebereich eines Produktetiketts
verschwindet, und der Anzeigebereich wird mit dem Laserstrahl bestrahlt,
um Abschnitte der Schicht der Laserstrahl-absorbierenden Farbtinte,
die einem relevanten Bild entsprechen, das Buchstaben und/oder Muster
umfasst, zu entfernen, so dass das Bild in der Farbe eines Trägerelements
(Papierblatt) des Produktetiketts im Kontrast zu der Farbe der Laserlicht-absorbierenden
Farbtinte angezeigt wird.
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Diese bisher vorgeschlagenen Techniken
des Anzeigens und des Druckens weisen jedoch nach wie vor Probleme
auf. Wenn beispielsweise Kerben in dem Produktetikett gebildet werden
(wenn Abschnitte des Produktetiketts abgeschnitten werden), werden
Abschnittsteile erzeugt und das Produktetikett neigt nach dem Anbringen
an einer Flasche ausgehend von den eingekerbten Abschnitten zum
Reißen.
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Obwohl das Verfahren, bei dem ein
Anzeigebereich mit der Laser-Färbungstinte
gedruckt und der Anzeigebereich zur Bildung von Buchstaben und Mustern
mit einem Laserstrahl unter Bildung einer Farbe durch die Färbungstinte
bestrahlt wird, für
ein Hochgeschwindigkeitsdrucken geeignet ist, ist die Laser-Färbungstinte bezüglich der
Lichtechtheit und der chemischen Beständigkeit unterlegen. Insbesondere
entfärbt
sich die Laser-Färbungstinte,
wenn sie ultravioletten Strahlen ausgesetzt wird. Darüber hinaus
muss bei diesem Verfahren die Ausgangsleistung eines Lasers reguliert
werden. Wenn das Produktetikett eine Überzugsschicht aufweist und
das Produktetikett mit einem übermäßig intensiven
Laserstrahl bestrahlt wird, dann wird die Überzugsschicht zerstört und aufgedruckte
Buchstaben und Muster verblassen, wenn auf das Produktetikett eine Flaschenschutzflüssigkeit
aufgebracht wird.
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Obwohl das dritte Verfahren, bei
dem eine Schicht aus einer Laserlicht-absorbierenden Farbtinte ausgebildet
wird, die Laserlicht absorbiert, bei der Absorption des Laserlichts
Wärme erzeugt
und sich zersetzt und in einem Anzeigebereich eines Produktetiketts
verschwindet, und der Anzeigebereich mit dem Laserstrahl bestrahlt
wird, um Abschnitte der Schicht der Laserlicht-absorbierenden Farbtinte,
die einem relevanten Bild entsprechen, zu entfernen, so dass das
relevante Bild in der Farbe des Trägerelements (Papierblatt) des
Produktetiketts im Kontrast zu der Farbe der Laserlicht-absorbierenden
Farbtinte angezeigt wird, für
ein Hochgeschwindigkeitsdrucken geeignet ist, ist die Klarheit des
so gedruckten Bilds in gewisser Weise nicht zufriedenstellend und
die Kratzbeständigkeit
und die Wasserbeständigkeit
der gedruckten Abschnitte des Produktetiketts sind nicht hoch genug,
um strikten Bedingungen zu widerstehen, da eine Überzugsschicht und die Tintenschicht
vollständig
entfernt werden.
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Die
EP 0 443 639 A1 beschreibt ein Verfahren
zur Lasermarkierung von Kunststoffgegenständen ohne übermäßige Beschädigung des Kunststoffs. Bei
diesem Verfahren wird eine dunkle Beschichtung auf einen weißen Träger aufgebracht,
um das Material bereitzustellen, das vom Laser abgetragen wird.
Zwischen dem Kunststoffträger
und der dunklen Beschichtung kann eine Zwischenschicht aufgebracht
werden, die eine Dicke aufweist, die ausreichend ist, so dass die
Abtragung der am längsten
zurückbleibenden
dunklen Beschichtung zumindest einen Teil der Zwischenschicht abtragen
wird, ohne den darunterliegenden Kunststoff übermäßig zu deformieren.
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Die
EP 0 650 824 A1 betrifft ein Abtragungssystem
zum Aufbringen von Informationskonfigurationen und/oder dekorativen
Konfigurationen auf einen Reifen. Jede der zu behandelnden Schichten
des Reifens kann für
den auftreffenden Laserstrahl einen unterschiedlichen Absorptionsfaktor
aufweisen. In der
EP 0 650 824 nimmt
der Absorptionsfaktor monoton von der äußersten zur innersten Schicht
ab, so dass die Abtragung der exponierten Schicht die nächste Schicht
nicht beeinträchtigt
oder auf andere Weise deformiert.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Ertindung, eine Lasermarkierungs-Laminatstnaktur bereitzustellen,
die ein klares Bild entwickeln kann, das eine hervorragende Kratzbeständigkeit,
Wasserbeständigkeit
und chemische Beständigkeit
bei einer hohen Druckgeschwindigkeit aufweist, wenn sie mit einem Laserstrahl
bestrahlt wird.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist die Bereitstellung einer gedruckten Laminatstruktur,
die durch Bestrahlen einer Lasermarkierungs-Laminatstruktur erhalten
wird, die ein klares Bild entwickeln kann, das eine hervorragende
Kratzbeständigkeit,
Wasserbeständigkeit
und chemische Beständigkeit
bei einer hohen Druckgeschwindigkeit aufweist, wenn sie mit einem
Laserstrahl bestrahlt wird.
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Die Ertinder der vorliegenden Erfindung
haben umfangreiche Studien durchgeführt, um die vorstehend genannten
Probleme zu lösen.
Die vorliegende Erfindung beruht auf den Erkenntnissen, die sich
aus den Studien ergeben haben.
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Wenn eine Laminatstruktur, die mindestens
ein Trägerelement,
eine Basisschicht, die eine erste Farbe aufweist und die auf einer
Oberfläche
des Trägerelements
gebildet ist, und eine Laserlicht-absorbierende Maskierungsschicht,
die eine zweite Farbe aufweist, die sich von der ersten Farbe in
der Helligkeit deutlich unterscheidet und die auf der Basisschicht
gebildet ist, wie z. B. eine weiße Tintenschicht und eine schwarze
Tintenschicht, oder eine schwarze Tintenschicht und eine Silbertintenschicht,
mit einem Laserstrahl mit einer geeigneten Intensität von der
Seite der Laserlicht-absorbierenden Versiegelungsschicht zur Entfernung
von Abschnitten der Laserlicht-absorbierenden Maskierungsschicht,
die einem gewünschten
Muster, einschließlich Buchstaben
entsprechen, bestrahlt wird, dann kann das Muster durch den deutlich
unterschiedlichen Farbkontrast zwischen der Basisschicht und der
Maskierungsschicht angezeigt werden und die Basisschicht, die auf dem
Trägerelement
zurückbleibt,
schützt
die Trägerschicht
und daher sind sowohl das Muster als auch die Trägerschicht gegenüber verschiedenen
schädlichen
Einwirkungen beständig.
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Gemäß eines ersten Aspekts der
vorliegenden Erfindung umfasst eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur als
essentielle Komponenten ein Trägerelement,
eine auf einer Oberfläche
des Trägerelements
gebildete Basisschicht und eine auf der Basisschicht gebildete Maskierungsschicht,
die durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl zersetzt und entfernt
werden kann.
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Erfindungsgemäß können die Basisschicht und die
Maskierungsschicht gefärbte
Schichten mit Farben sein, die bezüglich der Helligkeit deutlich
unterschiedlich voneinander sind, wobei die Basisschicht eine Mehrschichtstruktur
aufweisen kann, die mindestens eine obere Basisschicht und eine
untere Basisschicht aufweist, wobei die obere Basisschicht ein Laserlicht-Absorptionsvermögen aufweisen
kann und die untere Basisschicht in einer Farbe gefärbt sein
kann, die der Farbe der oberen Basisschicht ähnlich ist und die Laserlicht durchlassen
kann.
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Erfindungsgemäß kann die Maskierungsschicht
eine Tintenschicht sein, die ein Metallpulver enthält.
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Erfindungsgemäß kann die Basisschicht eine
Zweischicht-Schichtstruktur mit einer oberen Basisschicht und einer
unteren Basisschicht sein, wobei die obere Basisschicht eine Tintenschicht
sein kann, die Ruß enthält und die
untere Basisschicht eine Tintenschicht sein kann, die ein anderes
Färbungsmittel
als Ruß enthält.
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Die vorstehenden und andere Aufgaben,
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die
folgende Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher,
wobei
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1 eine
Schnittansicht einer Lasermarkierungs-Laminatstruktur in einer ersten
erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist;
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2 eine
Schnittansicht einer Lasermarkierungs-Laminatstruktur in einer zweiten
erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist;
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3 eine
Schnittansicht einer Lasermarkierungs-Laminatstruktur in einer dritten
erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist;
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4 eine
Schnittansicht einer Laminatstruktur zur Lasermarkierung in einer
vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist;
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5 eine
Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Lasermarkierten Laminatstruktur
ist, die mit einem Laserstrahl gedruckt worden ist; und
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6 eine
Vorderansicht eines Produktetiketts ist, das eine erfindungsgemäße lasermarkierte
Laminatstruktur umfasst.
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Grundsätzlich wird bei den endungsgemäßen Lasermarkierungs-Laminatstrukturen
die Differenz des Laserlichtabsorptionsvermögens zwischen deren Komponentenschichten
genutzt. Zur Markierung eines Bilds auf erfindungsgemäßen Laminatstrukturen
ist ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 10,6 μm geeignet,
der von einem CO2-Laser emittiert worden
ist. Beispielsweise absorbiert Ruß diesen Laserstrahl effektiv
und Titanoxid (weiß)
oder ein gewöhnliches
Färbungsmittel
für Druckfarben,
das von Ruß verschieden
ist, absorbiert den Laserstrahl nicht sehr effektiv. Wenn daher
eine gefärbte
Schicht, die Ruß enthält, mit
dem Laserstrahl bestrahlt wird, dann absorbiert diese gefärbte Schicht
den Laserstrahl und erzeugt Wärme,
wohingegen eine gefärbte
Schicht, die Titanoxid oder dergleichen enthält, den Laserstrahl nicht effektiv
absorbiert und nicht viel Wärme
erzeugt.
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Wenn daher ein Muster, das Buchstaben
umfasst, mit dem Laserstrahl mit gesteuerter Intensität auf eine
gefärbte
Schicht, die ein Laserabsorptionsvermögen aufweist, geschrieben wird,
erzeugen die bestrahlten Abschnitte der gefärbten Schicht Wärme, schmelzen
und verdampfen oder die gefärbte
Schicht erzeugt Wärme,
zersetzt sich und verascht unter Bildung des Musters. Eine gefärbte Schicht,
die ein niedriges Laserlichtabsorptionsvermögen aufweist, erzeugt jedoch
nicht viel Wärme
und verschwindet nicht, wenn sie mit dem Laserstrahl bestrahlt wird,
so lange die Intensität
des Laserstrahls nicht übermäßig hoch
ist. Auf einer erfindungsgemäßen Laminatstruktur
kann ein Muster zufrieden stellend markiert werden, wenn die Intensität des Laserstrahls,
der von dem CO2-Laser emittiert wird, so
gesteuert wird, dass die Energiedichte des Laserstrahls auf der
Oberfläche
der Laminatstruktur im Bereich von 0,5 bis 2,0 J/cm2 liegt.
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Die erfindungsgemäße Lasermarkierungs-Laminatstruktur
nutzt das selektive Laserlichtabsorptionsvermögen seiner Komponentenschichten
zur Bildung eines klaren Musters durch eine Lasermarkierung. Die erfindungsgemäße Lasermarkierungs-Laminatstruktur
umfasst als essentielle Komponenten ein Trägerelement, eine auf einer
Oberfläche
des Trägerelements
gebildete Basisschicht und eine auf der Basisschicht gebildete Maskierungsschicht.
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Wie es vorstehend erwähnt worden
ist, soll die erfindungsgemäße Lasermarkierungs-Laminatstruktur als
Markierungsabschnitt einer Unterlage verwendet werden, wie z. B.
eines Produktetiketts, einer Schachtel oder eines Verpackungsmaterials,
wie z. B. eines Kunststoffbeutels, so dass es bevorzugt ist, dass
der Markierungsabschnitt und auch andere Abschnitte der Unterlage,
die Muster und Bilder aufweisen, ein hervorragendes Aussehen, eine
hervorragende Gestaltung und eine hervorragende Beständigkeit
gegenüber
Umweltbedingungen aufweisen. Daher kann die Lasermarkierungs-Laminatstruktur
mehr als drei Schichten umfassen.
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Wenn das Trägerelement beispielsweise ein
Papierblatt oder Pappe ist, dann kann das Papierblatt oder die Pappe
als solches) verwendet werden oder das Papierblatt oder die Pappe
kann ein laminiertes Papierblatt oder eine laminierte Pappe sein,
die durch Laminieren z. B. einer Aluminiumfolie oder eines Kunststofffilms
an die Oberfläche
eines Papierblatts oder einer Pappe gebildet wird. Das Trägerelement
kann ein einfacher Kunststofffilm oder ein laminierter Kunststofffilm
sein, der durch Laminieren einer Mehrzahl von Kunststofffilmkomponenten
gebildet wird.
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Die Maskierungsschicht kann mit einer Überdruck-Schicht
(nachstehend als „OP-Schicht" oder „OF Lackschicht" bezeichnet) beschichtet
sein, um die Kratzbeständigkeit
und andere Arten der Beständigkeit
der Lasermarkierungs-Laminatstruktur gegenüber schädlichen Zuständen zu
verbessern. Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur kann mit einer
Mehrzahl von Basisschichten und einer Mehrzahl von Maskierungsschichten
ausgestattet sein.
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Wenn beispielsweise eine Tintenschicht
mit einer Farbe, die von Schwarz verschieden ist, als Maskierungsschicht
im Hinblick auf die Gestaltung bevorzugt ist, dann kann die Maskierungsschicht
durch Überlagern einer
gefärbten
Schicht, die eine Farbe aufweist, die von Schwarz verschieden ist,
auf einer schwarzen Tintenschicht gebildet werden, oder es kann
sich um eine Tintenschicht aus einer Tinte handeln, die ein Metallpulver mit
einer hohen Deckkraft enthält,
wie z. B. einer Silbertinte.
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Wenn die Maskierungsschicht aus einer
Tinte gebildet ist, die ein Metallpulver enthält, wie z. B. einer Silbertinte,
dann kann die unter der Maskierungsschicht liegende Basisschicht
in einer Zweischicht-Struktur ausgebildet sein, die aus einer Tintenschicht,
die Ruß enthält, als
obere Basisschicht, und einer Farbtintenschicht, die keinen Ruß enthält, als
untere Basisschicht besteht, da die Maskierungsschicht aus einer
Silbertinte oder dergleichen ein niedriges Laserlicht-Absorptionsvermögen aufweist.
Wenn die Lasermarkierungs-Laminatstruktur auf diese Weise ausgebildet
wird, dann erzeugt die schwarze Tintenschicht, die Ruß enthält und die
als obere Basisschicht dient, bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl
Wärme,
und zwar selbst dann, wenn die Silbertintenschicht, die als Maskierungsschicht
dient, mit einer OP-Schicht beschichtet ist. Anschließend werden
Abschnitte der Maskierungsschicht und der OP-Schicht, die den bestrahlten
Abschnitten der oberen Basisschicht entsprechen, durch die in der
oberen Basisschicht erzeugten Wärme
zum Verdampfen gebracht, wodurch auf der Lasermarkierungs-Laminatstruktur
ein Muster gebildet wird. Da die Basisschicht mit der Silbertintenschicht
maskiert ist, die als Maskierungsschicht dient, kann vermutet werden,
dass der Laserstrahl durch die Silbertintenschicht abgefangen wird
und die obere Basisschicht, die Ruß enthält, nicht erreichen kann. In
der Praxis wird es so sein, dass der Laserstrahl durch Lücken zwischen
den Silberteilchen der Silbertintenschicht hindurchdringt oder von
den Silberteilchen reflektiert wird und die obere Basisschicht erreicht.
Daher wird in der oberen Basisschicht ausreichend Wärme erzeugt
und es kann ein klares schwarzes Muster gebildet werden, das in
starkem Kontrast zu der Silbertintenschicht steht.
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Nachstehend werden bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Die 1 bis 4 sind Schnittansichten erfindungsgemäßer Lasermarkierungs-Laminatstrukturen,
in denen ähnliche
oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
sind.
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Gemäß 1 weist eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur
ein Trägerelement 1 und
mindestens drei Schichten auf, d. h. eine Basisschicht 2,
die auf einer Oberfläche
des Trägerelements 1 gebildet
ist, eine Maskierungsschicht 3, die auf der Basisschicht 2 gebildet
ist, und eine OP-Schicht 4, die auf der Maskierungsschicht 3 gebildet
ist. Die Maskierungsschicht 3 kann durch Bestrahlen mit
einem Laserstrahl entfernt werden.
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Gemäß 2 weist eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur
in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform
ein Trägerelement 1,
eine Zweischicht-Basisschicht 2, die aus einer unteren
Basisschicht 2A, die auf einer Oberfläche des Trägerelements 1 gebildet
ist, und einer oberen Basisschicht 2B besteht, die auf
der unteren Basisschicht 2A gebildet ist, eine Maskierungsschicht 3,
die auf der Basisschicht 2 gebildet ist, und eine OP-Schicht 4 auf,
die auf der Maskierungsschicht 3 gebildet ist. Die untere
Basisschicht 2A weist eine Farbe auf, die derjenigen der
oberen Basisschicht 2B ähnlich
ist und die einen Laserstrahl durchlassen kann. Die obere Basisschicht 2B weist
ein Laserlicht-Absorptionsvermögen
auf.
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Gemäß 3 weist eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur
in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform
ein Basiselement 1, eine Zweischicht-Basisschicht 2,
die auf einer Oberfläche
des Trägerelements 1 gebildet
ist, eine Maskierungsschicht 3, die auf der Zweischicht-Basisschicht 2 gebildet
ist, und eine OP-Schicht auf, die auf der Maskierungsschicht 3 gebildet
ist. Die Zweischicht-Basisschicht 2 besteht aus einer oberen
schwarzen Tintenschicht 2D, die Ruß enthält, und einer unteren Basisschicht 2C aus
einer Tinte mit einer von Schwarz verschiedenen Farbe.
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Gemäß 4 weist eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur
in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform
ein Basiselement 1, eine Basisschicht 2, die auf
einer Oberfläche
des Trägerelements 1 gebildet ist,
eine Maskierungsschicht 3A aus einer Tinte, die ein Metallpulver
enthält,
die auf der Basisschicht 2 gebildet ist, und eine OP-Schicht 4 auf,
die auf der Maskierungsschicht 3A gebildet ist.
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Die vorstehend genannten, in den 1 bis 4 veranschaulichten Lasermarkierungs-Laminatstrukturen
sind lediglich Beispiele und die vorliegende Erfindung ist nicht
darauf beschränkt.
Die Basisschichten 2, 2A, 2B, die Maskierungsschichten 3, 3A und
die OP-Schichten 4 können einen
beliebigen geeigneten Aufbau aufweisen und aus beliebigen geeigneten
Materialien ausgebildet sein.
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Nachstehend wird ein Verfahren zur
Markierung eines Bilds auf einer erfindungsgemäßen Lasermärkierungs-Laminatstruktur beschrieben.
Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur wird mit einem Laserstrahl
bestrahlt, der von einem bekannten Laser emittiert wird, um Abschnitte
der OP-Schicht 4 und der Maskierungsschicht 3, 3A zu
entfernen, die einem gewünschten
Bild entsprechen, das gedruckt werden soll, so das Abschnitte der
Oberfläche
der Basisschicht 2, 2A, 2B, die den bestrahlten
Abschnitten der OP-Schicht 4 und der Maskierungsschicht 3, 3A entsprechen,
exponiert werden, um das Bild in der Farbe der Basisschicht 2, 2A, 2B im
Kontrast zu der Farbe der Maskierungsschicht 3, 3A anzuzeigen.
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Gemäß 5 werden dann, wenn eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur,
die mit einer funktionellen Struktur ausgestattet ist, die mindestens
eine Basisschicht 2, eine Maskierungsschicht 3,
die durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl entfernt werden kann,
und eine OP-Schicht 4 aufweist,
die in dieser Reihenfolge auf einem Trägerelement 1 gebildet
sind, mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, bestrahlte Abschnitte
der Maskierungsschicht 3 und der OP-Schicht 4 entfernt und ein
gewünschtes
Bild 13 (6)
wird auf die Lasermarkierungs-Laminatstruktur
gedruckt. Das Bild wird in der Farbe der Basisschicht 2 angezeigt,
die im Kontrast zur Farbe der Maskierungsschicht 3 steht.
Folglich wird eine gedruckte Laminatstruktur 11 erhalten,
die das Bild 13 trägt,
wie es in 6 gezeigt
ist. Die gedruckte Laminatstruktur 11 bildet einen Teil
eines Etiketts 10.
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Wie es vorstehend erwähnt worden
ist, ist der Laserstrahl, der beim Drucken der Lasermarkierungs-Laminatstruktur
eingesetzt wird, ein Laserstrahl, der von einem CO2-Laser
emittiert wird. Das Bild 13 kann in einer zufrieden stellenden
Druckqualität
gebildet werden, wenn die Intensität des Laserstrahls so gesteuert
wird, dass die Energiedichte des Laserstrahls auf der Lasermarkierungs-Laminatstruktur
im Bereich von 0,5 bis 2,0 J/cm2 liegt.
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Obwohl der Mechanismus der Ausbildung
des Bilds der erfindungsgemäßen Lasermarkierungs-Laminatstruktur
bei der Bestrahlung mit dem Laserstrahl unklar ist, wird angenommen,
dass eine Laserlicht-absorbierende Schicht Laserlicht absorbiert,
wenn sie mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, und Wärme erzeugt,
und dass die bestrahlten Abschnitte der Laserlichtabsorbierenden
Schicht durch die darin erzeugte Wärme zum Schmelzen gebracht
werden, verdampfen oder ein Phänomen
verursachen, so dass das Bild auf der Lasermarkierungs-Laminatstruktur gebildet
wird.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend
zusammen mit den Beispielen detaillierter beschrieben.
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Beispiel 1 (nicht erfindungsgemäß)
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Ein Aluminium-metallisiertes Papierblatt,
das von Honshuu Seishi K. K. erhältlich
ist, wurde als Trägerelement
verwendet. Eine 3 μm
dicke weiße
Tintenschicht wurde auf einer Aluminiummetallisierten Oberfläche des
Aluminium-metallisierten Papierblatts durch Beschichten der Aluminium-metallisierten
Oberfläche
mit einer weißen
Tinte IBL-962, die von The Inktec Co., Ltd. erhältlich ist und ein Polyamidharz
als Träger
und 30% Titanoxid enthält,
mittels Tiefdruck gebildet. Anschließend wurde auf der weißen Tintenschicht
durch Beschichten der weißen
Tintenschicht mit einer schwarzen Tinte IBL-991, die von The Inktec
Co., Ltd. erhältlich
ist und ein Polyamidharz als Träger
und 12% Ruß enthält, durch
Tiefdruck eine 3 μm
dicke schwarze Tintenschicht gebildet. Anschließend wurde auf der schwarzen
Tintenschicht durch Beschichten der Oberfläche der schwarzen Tintenschicht
mit einem OP-Lack, der 18 Nitrozellulose enthielt, mittels Tiefdruck
eine etwa 1 μm
dicke OP-Lackschicht gebildet, wodurch eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur
mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt wurde.
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OP-Lackschicht/schwarze Tintenschicht/weiße Tintenschicht/Aluminium-metallisiertes
Papierblatt.
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Beispiel 2 (nicht erfindungsgemäß)
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Im Beispiel 2 wurde eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur
mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt. Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur
von Beispiel 2 weist die gleichen Komponenten wie die Lasermarkierungs-Laminatstruktur
von Beispiel 1 auf, jedoch sind die Positionen der weißen Tintenschicht
und der schwarzen Tintenschicht im Beispiel 2 bezogen auf die Positionen
der gleichen Schichten im Beispiel 1 vertauscht.
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OP-Lackschicht/weiße Tintenschicht/schwarze
Tintenschicht/Aluminium-metallisiertes Papierblatt.
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Beispiel 3 (nicht erfindungsgemäß)
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Im Beispiel 3 wurde eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur
mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt. Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur
von Beispiel 3 weist die gleichen Komponenten und den gleichen Aufbau
wie die Lasermarkierungs-Laminatstruktur von Beispiel 2 auf, jedoch
ist das Beispiel 3 anstelle der schwarzen Tintenschicht der Rußenthaltenden
schwarzen Tinte mit einer getönten
Farbtintenschicht aus einem farbgetönten Polyamidharz als Träger ausgestattet,
das organische Gelb-, Zinnoberrot- und Indigopigmente enthält.
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OP-Lackschicht/weiße Tintenschicht/getönte Farbtintenschicht/Aluminium-metallisiertes
Papierblatt.
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Beispiel 4 (nicht erfindungsgemäß)
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Ein Aluminium-metallisiertes Papierblatt,
das von Honshuu Seishi K. K. erhältlich
ist, wurde als Trägerelement
verwendet. Eine 3 μm
dicke schwarze Tintenschicht wurde auf einer Aluminium-metallisierten
Oberfläche
des Aluminium-metallisierten Papierblatts durch Beschichten der
Aluminium-metallisierten Obertläche mit
einer schwarzen Tinte IBL-991, die von The Inktec Co., Ltd. erhältlich ist
und ein Polyamidharz als Träger und
12 % Ruß enthält, durch Tiefdruck
gebildet. Anschließend
wurde auf der schwarzen Tintenschicht durch Beschichten der schwarzen
Tintenschicht mit einer Silbertinte, die von The Inktec Co., Ltd.
erhältlich
ist und ein Polyamidharz als Träger
und 6% einer Schwimmaluminiumpaste, die Aluminiumteilchen mit einer
Korngröße von 6 μm als Pigment
enthält,
durch Tiefdruck eine 3 μm
dicke Silbertintenschicht gebildet. Anschließend wurde auf der Silbertintenschicht
durch Beschichten der Oberfläche
der Silbertintenschicht mit einem OP-Lack, der 18 % Nitrozellulose
enthielt, mittels Tiefdruck eine etwa 1 μm dicke OP-Lackschicht gebildet,
wodurch eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit dem nachstehend
gezeigten Aufbau hergestellt wurde.
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OP-Lackschicht/Silbertintenschicht/schwarze
Tintenschicht/Aluminium-metallisiertes Papierblatt.
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Beispiel 5 (nicht erfindungsgemäß)
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Im Beispiel 5 wurde eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur
mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt. Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur
von Beispiel 5 weist die gleichen Komponenten und den gleichen Aufbau
wie die Lasermarkierungs-Laminatstruktur von Beispiel 4 auf, jedoch
ist das Beispiel 5 anstelle der schwarzen Tintenschicht der Rußenthaltenden
schwarzen Tinte mit einer getönten
Farbtintenschicht aus einem farbgetönten Polyamidharz als Träger ausgestattet,
das organische Gelb-, Zinnoberrot- und Indigopigmente enthält.
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OP-LackschichUSilbertintenschicht/getönte FarbtintenschichUAluminium-metallisiertes
Papierblatt.
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Beispiel 6
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Auf einem Aluminium-metallisierten
Papierblatt, das von Honshu Seishi K. K. erhältlich ist, wurden 3 μm dicke Schichten
durch Drucken der farbgetönten
Tinte, die ein Polyamidharz als Träger enthält und die in Beispiel 5 verwendet
worden ist, der schwarzen Tinte IBL-991, die ein Polyamidharz als
Träger
und Ruß als Pigment
enthält
und die in Beispiel 4 verwendet worden ist, und der Silbertinte,
die ein Polyamidharz als Träger enthält, welche
von The Inktec erhältlich
sind, gebildet. Anschließend
wurde durch Beschichten der Silbertintenschicht mit einem OP-Lack,
der 18% Nitrozellulose enthielt, mittels Tiefdruck eine etwa 1 μm dicke OP-Lackschicht
gebildet, wodurch eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit dem
nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt wurde.
-
OP-Lackschicht/Silbertintenschicht/schwarze
Tintenschicht/getönte
Farbtintenschicht/Aluminium-metallisiertes Papierblatt.
-
Beispiel 7
-
Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur
von Beispiel 7 weist die gleichen Komponenten und den gleichen Aufbau
wie die Lasermarkierungs-Laminatstruktur von Beispiel 6 auf, jedoch
ist das Beispiel 6 mit einer Zinnoberrot-Tinte IBL-121 ausgestattet,
die ein Polyamidharz als Träger
enthält
und von The Inktec Co., Ltd. erhältlich
ist.
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OP-Lackschicht/Silbertintenschicht/schwarze
Tintenschicht/Zinnoberrot-Tintenschicht/Aluminium-metallisiertes
Papierblatt.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine 3 μm dicke schwarze Tintenschicht
wurde auf einer Aluminium-metallisierten Oberfläche eines Aluminium-metallisierten
Papierblatts, das von Honshyu Seishi K. K. erhältlich ist, durch Beschichten
der Aluminium-metallisierten Oberfläche mit einer schwarzen Tinte
IBL-991 mittels
Tiefdruck gebildet, die von The Inktec Co., Ltd. erhältlich ist
und ein Polyamidharz als Träger
und 12% Ruß als
Pigment enthält,
und auf der schwarzen Tintenschicht wurde durch Beschichten der
Oberfläche
der schwarzen Tintenschicht mit einem OP-Lack, der 18 Nitrozellulose
enthielt, mittels Tiefdruck eine etwa 1 μm dicke OP-Lackschicht gebildet,
wodurch eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit dem nachstehend
gezeigten Aufbau hergestellt wurde.
-
OP-Lackschicht/schwarze Tintenschicht/Aluminium-metallisiertes
Papierblatt.
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Vergleichsbeispiel 2
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Eine 3 μm dicke Laserfärbungstintenschicht
wurde auf einer Aluminium-metallisierten Oberfläche eines Aluminium-metallisierten
Papierblatts, das von Honshyu Seishi K. K. erhältlich ist, durch Beschichten
der Aluminium-metallisierten Oberfläche mit einer Laserfärbungs-Leukotinte, die von
Dai Nippon Ink Kagaku Kogyo K. K. erhältlich ist, gebildet, und auf
der Laserfärbungstintenschicht
wurde durch Beschichten der Oberfläche der Laserfärbungstintenschicht
mit einem OP-Lack, der 18% Nitrozellulose enthielt, mittels Tiefdruck
eine etwa 1 um dicke OP-Lackschicht gebildet, wodurch eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur
mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt wurde.
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OP-Lackschicht/Laserfärbungstintenschicht/Aluminium-metallisiertes
Papierblatt.
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Leistungstests
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Die Lasermarkierungs-Laminatstrukturen
in den Beispielen 1 bis 7 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden
zur Bewertung ihrer Leistung getestet. Die Testergebnisse sind in
der Tabelle 1 angegeben.
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1. Drucktest
-
Die Lasermarkierungs-Laminatstrukturen
in den Beispielen 1 bis 7 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden
von der Seite der OP-Lackschicht aus mit einem Laserstrahl, der
von einem LASER MARK 920 (Lumonics Co., Kanada), einem TEA CO2-Laser, abgegeben wurde, in einer Energiedichte
von 0,2 J/cm2 auf der Oberfläche jeder
Lasermarkierungs-Laminatstruktur
durch eine Maske durch eine Einzelbestrahlungsmarkierung bestrahlt,
und die Sichtbarkeit der Buchstaben, die auf den Lasermarkierungs-Laminatstrukturen
ausgebildet worden sind, wurde durch eine visuelle Untersuchung
bewertet.
-
2. Flaschenbeschichtungsbeständigkeitstest
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Eine Flaschenbeschichtungsflüssigkeit
wurde auf die so markierten Lasermarkierungs-Laminatstrukturen aufgebracht, welche
die Buchstaben aufwiesen, und der Zustand der auf den Lasermarkierungs-Laminatstrukturen
markierten Buchstaben wurde 30 min nach dem Aufbringen der Flaschenbeschichtungsflüssigkeit
auf die Lasermarkierungs-Laminatstrukturen bewertet.
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3. Bewitterungsbeständigkeitstest
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Die Lasermarkierungs-Laminatstrukturen
wurden unter Verwendung eines Xenon-Bewitterungsmessgeräts (Zuka Shiken-ki K. K.) 24
Stunden sichtbaren-ultravioletten Strahlen ausgesetzt.
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-
In der Tabelle 1 bezeichnen die Symbole
die folgenden Abstufungen:
-
1. Drucktest
-
- :
Sehr klar erkennbar
- O: Ziemlich klar erkennbar
- Δ: Erkennbar
- X: Kaum erkennbar
-
2. Flaschenbeschichtungsbeständigkeit
-
- :Perfekt
beständig
- O: Ziemlich beständig
- Δ: Teilweise
erodiert und Aluminiumschicht exponiert
- X: Vollständig
erodiert und Aluminiumschicht exponiert
-
3. Bewitterungsbeständigkeit
-
- Zustand
völlig
unverändert
- X: Sowohl die gedruckten Abschnitte als auch die nicht-gedruckten
Abschnitte wurden gelb und die Buchstaben waren teilweise ausgelöscht
-
Wie es aus der Tabelle 1 ersichtlich
ist, weisen die erfindungsgemäßen Lasermarkierungs-Laminatstrukturen
eine hervorragende Färbungsleistung,
Flaschenbeschichtungsbeständigkeit
und Bewitterungsbeständigkeit
auf.
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Die Färbungsleistung der Lasermarkierungs-Laminatstrukturen
in den Beispielen 4 bis 7 ist besonders hervorragend und insbesondere
die Lasermarkierungs-Laminatstrukturen in den Beispielen 6 und 7
weisen ferner eine hervorragende Flaschenbeschichtungsbeständigkeit
auf.
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Obwohl die Lasermarkierungs-Laminatstruktur
im Vergleichsbeispiel t eine hervorragende Flaschenbeschichtungsbeständigkeit
und Bewitterungsbeständigkeit
aufweist, ist diese bei der Färbungsleistung
ziemlich unterlegen. Die Erkennbarkeit von Buchstaben, die auf der
Lasermarkierungs-Laminatstruktur im Vergleichsbeispiel 1 ausgebildet
waren, war bei der Verwendung eines Laserstrahls mit 0,8 J/cm2 nicht zufrieden stellend.
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Obwohl die Färbungsleistung bei der Verwendung
einer wärmeempfindlichen
Tinte zufriedenstellend ist, wurden die Buchstaben, die auf der
Lasermarkierungs-Laminatstruktur im Vergleichsbeispiel 2 ausgebildet worden
sind, bei der Befeuchtung der Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit der Flaschenbeschichtungsflüssigkeit
ausgelöscht
und die Tinte löste
sich ab. Sowohl gedruckte Abschnitte als auch nicht-gedruckte Abschnitte
wurden gelb und die Buchstaben wurden teilweise beeinflusst, wenn
die Lasermarkierungs-Laminatstruktur dem Bewitterungsbeständigkeitstest
unterworfen wurde.
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Wie es aus der vorstehenden Beschreibung
deutlich wird, umfasst die Lasermarkierungs-Laminatstruktur erfindungsgemäß als essentielle
Komponenten das Trägerelement,
die Basisschicht, die auf einer Oberfläche des Trägerelements gebildet ist, und
die auf der Basisschicht gebildete Maskierungsschicht, die durch
Bestrahlen mit einem Laserstrahl zersetzt und entfernt werden kann,
wobei die Basisschicht und die Maskierungsschicht Schichten mit
unterschiedlichen Farben sind, die sich bezüglich der Helligkeit deutlich voneinander
unterscheiden, wie z. B. eine weiße Tinte und eine schwarze
Tinte bzw. eine schwarze Tinte und eine Silbertinte, wobei die Lasermarkierungs-Laminatstruktur
ein klares Bild mit der Farbe der Basisschicht bilden kann, die
einen deutlichen Kontrast zu der Farbe der Maskierungsschicht bildet,
wenn sie mit einem Laserstrahl zur Entfernung von Abschnitten der
Maskierungsschicht, die dem Bild entsprechen, bestrahlt wird, wobei
die gedruckten Abschnitte und das Trägerelement gegen verschiedene
schädliche
Einwirkungen beständig
sind, da die Basisschicht auf dem Trägerelement zum Schutz des Trägerelements
verbleibt.
