EP1440133A1 - Verfahren zum herstellen einer laserbeschriftbaren folie - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer laserbeschriftbaren folie

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EP1440133A1
EP1440133A1 EP02796200A EP02796200A EP1440133A1 EP 1440133 A1 EP1440133 A1 EP 1440133A1 EP 02796200 A EP02796200 A EP 02796200A EP 02796200 A EP02796200 A EP 02796200A EP 1440133 A1 EP1440133 A1 EP 1440133A1
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EP
European Patent Office
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layer
engraving
film
electron
laser
Prior art date
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EP02796200A
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English (en)
French (fr)
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EP1440133B1 (de
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Arne Koops
Michael BLÜMEL
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Tesa SE
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Publication date
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Publication of EP1440133B1 publication Critical patent/EP1440133B1/de
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
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    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31591—Next to cellulosic

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a laser-inscribable film.
  • the applicant produces a multi-layer label that is self-supporting, has a thin, opaque pigmented coating layer over a thick coating layer and is made from an electron-beam-hardened, solvent-free coating.
  • a label is described in DE 81 30 861 Ul.
  • the label is labeled by using a laser to engrave the thinner layer of paint by removing the layer so that the lower, thicker layer of paint becomes visible.
  • the film material has a high resistance due to its chemical structure and the electron beam hardening.
  • the thin layer of lacquer is first applied to a process film or support film (polyester film) and then the thick layer of lacquer is crocheted on. Both layers of paint are polymerized in one operation by electron radiation (80 kGy, 350 kV), so that a highly cross-linked polymer is formed.
  • This laser lacquer film is also equipped with a self-adhesive and is decashed from the support carrier film during final assembly.
  • Claim 19 relates to a multilayer label produced by such a method.
  • an engraving layer which has a UV-curable lacquer is printed on a support carrier film.
  • a base layer is applied over the engraving layer, which has an electron-beam-curable lacquer. Hardening takes place by means of electron radiation.
  • the support carrier film is located “below".
  • the engraving layer of the finished film is exposed, ie it is "on top”.
  • the film produced with the aid of the method according to the invention can be labeled with a laser by removing the engraving layer at the desired locations.
  • the engraving layer is printed, specifically - preferably using a UV flexographic printing process. Printing processes allow a wide range of possibilities with regard to the design of geometries, colors and color arrangements.
  • the UV flexographic printing process can also be used to apply the engraving layer to web-shaped materials and, despite the low price, provides good print quality. This enables considerably larger working widths than the previously known method explained at the beginning.
  • the engraving layer is preferably hardened by means of UV radiation before the base layer is applied. If the base layer (or an optional intermediate layer, see below) is subsequently cured by means of electron radiation, the UV-hardened lacquer is firmly bonded to the electron-beam-hardened lacquer with high interlaminate adhesion.
  • the properties of the laser-inscribable film e.g. a high resistance to mechanical, physical and chemical influences are just as good as with conventional laser foils.
  • the engraving layer is printed over the entire surface.
  • the engraving layer can be monochrome, preferably a strong color contrast to the color of the base layer or an intermediate layer
  • the laser-inscribable film is designed similarly to the conventional multi-layer label.
  • the film can be labeled with the aid of a laser (eg an NdrYAG or a C0 2 laser) by locally removing the engraving layer; If there is a strong color contrast between the engraving layer and the layer underneath, the labeling is particularly easy to read.
  • the engraving layer can also be printed over the entire surface and in multiple colors, since the printing techniques for applying the engraving layer can be handled flexibly. For example, two or more than two contrasting colors can be provided which run in the longitudinal direction of the laser-inscribable film, that is to say in the direction in which the engraving layer is printed.
  • Another example are different contrast colors that are printed in the transverse direction of the film as a repeat at a predetermined distance.
  • labels of different colors can be produced within a set of labels which is cut from the laser-inscribable film.
  • other color patterns of the engraving layer are also possible, right down to individualized markings according to customer requirements, such as logos or specific inscriptions that are provided in the engraving layer.
  • Laser marking can be done by removing the engraving layer as with a single-color engraving layer. With conventional multi-layer labels, multi-color design is only possible with great effort.
  • the engraving layer is partially printed on.
  • One example is an individualizing logo that is printed on the support film in a predetermined color (preferably in strong color contrast to the base layer or intermediate layer) at predetermined intervals. This is technically simpler and less expensive than if the engraving layer is printed over the entire surface and a different colored varnish must be provided at the locations between the individual logos.
  • This method variant is particularly suitable for an embodiment in which, after the engraving layer has been printed on and before the base layer has been applied, an intermediate layer is applied, which preferably has a pigmented electron-beam-curable lacquer.
  • the intermediate layer is preferably in color contrast to the base layer.
  • the base layer is from The intermediate layer is covered, and an engraving layer that is partially printed on it visually stands out from the intermediate layer.
  • the intermediate layer is removed locally, if appropriate together with parts of the engraving layer located at the relevant point. The base layer becomes visible.
  • the electron-beam-curable lacquer is preferably cured in one operation and crosslinked with the engraving layer, both in configurations in which only one base layer is provided and in configurations in which a base layer and an intermediate layer are applied.
  • the energy dose of the electron radiation is preferably in the range from 50 kGy to 150 kGy and the electron energy is preferably in the range from 200 keV to 500 keV.
  • the base layer and / or the optional intermediate layer can be applied by scraping before curing.
  • the engraving layer has at least one tamper-evident feature which enables additional individualization and increases the security against forgery of the laser-inscribable film or a multilayer label cut from it.
  • tamper-evident features are preferably not directly visible, but rather require a more or less large amount of equipment in order to be recognized and thus to provide the tamper evidence.
  • the engraving layer can contain fluorescent dyes in ultraviolet light, which are visible when illuminated with a UV lamp.
  • thermochromic dyes which change color when heated.
  • the engraving layer can have a cationic UV lacquer, which is preferably printed in a low thickness, for example in the range from 1 to 20 g / m 2 and particularly preferably in the range from 3 to 6 g / m 2 . (With a material density of 1 g / cm, 1 g / m 2 corresponds to a thickness of 1 ⁇ m.)
  • the base layer and / or the optional intermediate layer preferably has a pigmented electron-beam-curable polyurethane acrylate lacquer.
  • the thickness of the engraving layer can be in the range from 20 to 500 g / m 2 , preferably in the range from 100 to 160 g / m 2 .
  • An optional intermediate layer is usually thinner than the engraving layer.
  • the support carrier film can have a polyester film, the thickness of which is preferably in the range from 10 to 200 ⁇ m.
  • an adhesive is applied over the base layer, e.g. a pressure sensitive adhesive with a layer thickness in the range from 5 to 70 ⁇ m, preferably 10 to 30 ⁇ m.
  • This adhesive can be covered with a protective layer (e.g. silicone paper).
  • the laser-inscribable film can be produced in strips using the method according to the invention. From this, labels can be cut into the sizes required for the usual applications.
  • the support carrier film can already be removed during the production process, preferably in a final process step. However, it is also conceivable that the support carrier film is only removed by the customer before the label in question is labeled using a laser. If the base layer is provided with an adhesive, the customer can easily attach the label in the place provided.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a laser-inscribable film produced according to a first embodiment of the method according to the invention, which is still on a support carrier film,
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal section through a label made of a film according to FIG. 1 during an inscription process carried out with the aid of a laser
  • FIG. 3 shows a top view of the labeled label according to FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a schematic longitudinal section through a laser-inscribable film produced according to a second embodiment of the method according to the invention, which is oriented here as in FIG. 2, and
  • FIG. 5 shows a plan view of a labeled label made of a film according to FIG. 4.
  • FIG. 1 shows how a laser-inscribable film 1 is produced in accordance with a first exemplary embodiment.
  • a support carrier film 10 serves as the carrier, for which a polyester film with a thickness of 50 ⁇ m (Hostaphan film RN 50, Mitsubishi) is used in the exemplary embodiment.
  • a cationic UV varnish is printed over the entire surface of the support carrier film 10 using a UV flexographic printing process.
  • the engraving layer 11 formed in this way contains a lacquer amount of 3 to 6 g / m 2 , ie the thickness of the engraving layer is approximately 3 to 6 ⁇ m. In the export this varnish is dark pigmented. After printing, the engraving layer 11 is irradiated with ultraviolet light for curing.
  • a base layer 14 made of an electron-beam-curable lacquer (in the exemplary embodiment a white-pigmented polyurethane acrylate lacquer) is then crocheted onto the hardened engraving layer 11.
  • the preferred amount of lacquer is in the range from 100 to 160 g / m 2 , corresponding to a layer thickness of approximately 100 to 160 ⁇ m.
  • the base layer 14 is then irradiated with electrons, the acceleration voltage of the electrons being 350 kV and the energy dose being 80 kGy in the exemplary embodiment.
  • the electron-beam-curable lacquer of the base layer 14 is crosslinked, chemical bonds to the engraving layer 11 being formed at the same time. The result is a mechanically high-quality and chemically very stable material with layers firmly connected to each other.
  • an adhesive is applied to the base layer 14 using a conventional coating method, so that an adhesive layer 16 is formed.
  • the adhesive layer 16 is covered with a silicone paper serving as a protective layer 17.
  • the laser-inscribable film 1 is so large that a number of multi-layer labels can be cut from it.
  • the support carrier film 10 can be removed before cutting, but also after cutting, so that the engraving layer 11 is freely accessible.
  • FIG. 2 shows a multilayer label consisting of the laser-inscribable film 1 after the support carrier film 10 has been removed.
  • the engraving layer 11 is oriented upwards and the protective layer 17 is removed, since the label is glued to an object not shown in FIG. 2.
  • the adhesive layer 16 sticks preferably so strong that the film 1 cannot be detached from the object without being destroyed.
  • the film 1 can be labeled with the aid of a laser beam indicated by an arrow in FIG. 2, which is preferably generated with an Nd: YAG laser or a C0 2 laser.
  • the engraving layer 11 is removed, so that the base layer 14 located underneath is exposed. In this way, an engraved inscription 19 is created, which is particularly clearly visible when the color contrast between the engraving layer 11 (dark in the exemplary embodiment) and the base layer 14 (white in the exemplary embodiment) is great.
  • the film 1 is shown in plan view after labeling.
  • the engraved inscription 19 thus appears as white writing against a dark background which is formed by the part of the engraving layer 11 which has not been removed.
  • FIGS. 4 and 5 A second exemplary embodiment of a method for producing a laser-inscribable film is described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the film is labeled 2 here.
  • a polyester film of 50 ⁇ m thickness (Hostaphan RN 50, Mitsubishi) is used as the support film, onto which several layers are applied and cured in succession. Finally, the support carrier film is removed.
  • FIG. 4 shows the laser-inscribable film 2 designed as a multi-layer label after the support carrier film has been removed in an orientation similar to that in FIG. 2. The individual method steps are explained in more detail below.
  • the support carrier film is partially printed with a cationic UV-curable varnish using a UV flexographic printing process.
  • a partial-surface engraving layer 21 is formed, which can be seen in the upper area of FIG. 4.
  • the UV-curable lacquer is pigmented dark green and in the form of a sweeping logos 28 are applied, see also FIG. 5.
  • the amount of lacquer (based on a full-surface print) is in the range from 3 to 6 g / m 2 .
  • the engraving layer 21 is irradiated with ultraviolet light for curing.
  • an intermediate layer 22 is applied with a doctor blade, which in the exemplary embodiment consists of a black pigmented electron-beam-curable polyurethane acrylate lacquer (quantity of lacquer approximately 13 g / m).
  • the material of the intermediate layer 22 surrounds the parts of the engraving layer 21 which protrude from the support carrier film, so that a largely flat surface 23 is created ("in-mold-embossed" method). The engraving layer 21 is thus virtually cast into the intermediate layer 22, see FIG. 4.
  • a further layer of an electron-beam-curable lacquer is knitted on, namely the base layer 24.
  • the base layer 24 again consists of polyurethane acrylate lacquer and is pigmented white.
  • the amount of lacquer is preferably in the range from 100 to 160 g / m 2 .
  • the base layer 24, the intermediate layer 22 and the engraving layer 21 are then irradiated with electrons from the side of the base layer 24 (80 kGy energy dose at 350 kV in the exemplary embodiment).
  • the base layer 24 and the intermediate layer 22 are hardened and the intermediate layer 22 is crosslinked with the engraving layer 21.
  • an adhesive layer 26 is finally applied (in the exemplary embodiment, a pressure sensitive adhesive with a layer thickness of 20 ⁇ m) and covered with a protective layer (which is not shown in FIG. 4).
  • a pressure sensitive adhesive with a layer thickness of 20 ⁇ m
  • a protective layer which is not shown in FIG. 4.
  • Figure 4 (like Figures 1 and 2) is not to scale.
  • FIG. 5 shows the laser-inscribable film 2 (or a section thereof) in a top view.
  • the engraving layer 21 is designed as a pattern of logos 28, which appear dark green on the black background formed by the intermediate layer 22.
  • the film 2 is individualized by the logos 28.
  • the intermediate layer 22 is removed locally with the aid of a laser until the white base layer 24 appears below it. If a part of a logo 28 is located at a location detected by the laser beam, this area of the engraving layer 21 is also removed. In this way, an engraved inscription 29 is produced, as shown in FIG. 5 (in a color rendering not corresponding to the exemplary embodiment).

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen einer laserbeschriftbaren Folie (1) wird eine Gravierschicht (11), die einen UV-härtbaren Lack aufweist, auf eine Stützträgerfolie (10) aufgedruckt. Über der Gravierschicht (11) wird eine Basisschicht (14), die einen elektronenstrahlhärtbaren Lack aufweist, aufgebracht. Mittels Elektronenbestrahlung erfolgt eine Härtung.

Description

Verfahren zum Herstellen einer laserbeschriftbaren Folie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer laserbeschriftbaren Folie.
Zur Kennzeichnung von Teilen an Fahrzeugen, Maschinen, elek- trischen und elektronischen Geräten, usw. finden zunehmend technische Etiketten Verwendung, so z.B. als Typenschilder, als Steueretiketten für Prozessabläufe oder als Garantie- und Prüfpiaketten.
Um derartige Schilder oder Etiketten zu beschriften, werden weit verbreitet leistungsfähige steuerbare Laser eingesetzt, mit deren Hilfe Markierungen wie Schriften, Kodierungen und dergleichen "eingebrannt" werden. An das zu beschriftende Material sind hohe Anforderungen gestellt. So soll die Beschriftung schnell erfolgen können, das Auflösungs ermögen soll hoch sein, die Anwendung soll einfach sein und das Material soll eine hohe Beständigkeit gegenüber mechanischen, physikalischen und chemischen Einflüssen haben. Gängige Materialien wie z.B. bedrucktes Papier, eloxiertes oder lackiertes Aluminium oder PVC-Folien erfüllen nicht alle - diese Anforderungen.
Die Anmelderin stellt ein mehrschichtiges Etikett her, das selbsttragend ist, über einer dicken Lackschicht eine dünne, deckend pigmentierte Lackschicht aufweist und aus einem elek- tronenstrahlgehärteten, lösungsmittelfreien Lack gefertigt wird. Ein derartiges Etikett ist in der DE 81 30 861 Ul beschrieben. Das Etikett wird beschriftet, indem mit Hilfe eines Lasers die dünnere Lackschicht durch Schichtabtrag graviert wird, so dass die untere dickere Lackschicht sichtbar wird. Das Folienmaterial hat aufgrund seines chemischen Aufbaus und der Elektronen- Strahlhärtung eine hohe Beständigkeit .
Die Bearbeitung mittels eines Lasers (vorzugsweise eines Nd:YAG-
Lasers oder eines C02-Lasers) macht es erforderlich, dass die als
Kontrastschicht dienende obere Lackschicht ziemlich dünn sein
(weniger als 15 μm) und eine hohe Schichtdickenkonstanz aufweisen muss. Dies wird bei der Herstellung realisiert, indem zum Aufbringen der dünnen Lackschicht ein Präzisionsauftragswerk (Mehrwalzensystem) verwendet wird. Dazu wird zunächst die dünne Lackschicht auf eine Prozessfolie oder Stützträgerfolie (Polyesterfolie) aufgetragen und danach die dicke Lackschicht aufgeräkelt. Beide Lackschichten werden in einem Arbeitsgang durch eine Elektronenbestrahlung (80 kGy, 350 kV) polymerisiert, so dass ein hochvernetztes Polymer entsteht. Diese Laserlackfolie wird noch mit einer Selbstklebemasse ausgerüstet und bei der Endkonfektionierung von der Stützträgerfolie dekaschiert .
Bei der Fertigung der vorbekannten laserbeschriftbaren Folie ist das Aufbringen der ersten Lackbeschichtung ein kostenintensiver und sensibler Verf hrensschritt. So limitiert das Präzisionsauftragswerk die Arbeitsbreite, die Auswahl der Lackfarben ist beschränkt, die Farbgestaltung der dünnen Lackschicht ist wenig flexibel, und eine ausreichende Beschichtungsqualitat kann nur mit einer relativ geringen Beschichtungsgeschwindigkeit erreicht werden. Ferner besteht in machen Anwendungsfeidern der Wunsch nach einer Individualisierung der Etiketten, die bereits vor der Beschriftung mittels eines Lasers vorhanden sein soll . Eine solche Individualisierung könnte z.B. ein kundenspezifisches Design enthalten. Dies würde im Zusammenhang mit einem kontrollierten Vertriebsweg der noch unbeschrifteten, aber kundenspezifisch individualisierten Etiketten der Originalitätssicherung dienen, denn eine Fälschung beschrifteter Etiketten wäre dann nahezu unmöglich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer laserbeschriftbaren Folie zu schaffen, das kostengünstiger durchgeführt werden kann als das vorbekannte Verfahren und eine größere Variabilität bei der Gestaltung der laserbeschriftbaren Folie ermöglicht, bis hin zur kundenspezifischen Individualisierung.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer laserbeschriftbaren Folie mit den Merkmalen des An- Spruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Der Anspruch 19 betrifft ein nach einem derartigen Verfahren hergestelltes mehrschichtiges Etikett.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer laserbeschriftbaren Folie wird eine Gravierschicht, die einen UV- härtbaren Lack aufweist, auf eine Stützträgerfolie aufgedruckt. Über der Gravierschicht wird eine Basisschicht aufgebracht, die einen elektronenstrahlhärtbaren Lack aufweist . Ein Härten erfolgt mittels Elektronenbestrahlung.
Bei der hier gewählten Terminologie, die von dem Herstellungsverfahren ausgeht, befindet sich die Stützträgerfolie "unten". Bei der fertigen Folie ist dagegen die Gravierschicht exponiert, d.h. sie liegt "oben" . Ähnlich wie das vorbekannte mehrschichtige Etikett kann die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Folie mit einem Laser beschriftet werden, indem die Gravierschicht an den gewünschten Stellen abgetragen wird. Erfindungsgemäß wird die Gravierschicht aufgedruckt, und zwar - vorzugsweise mit einem UV-Flexodruckverfahren. Druckverfahren erlauben in Bezug auf die Gestaltung von Geometrien, Farben und Farbanordnungen vielfältige Möglichkeiten. So lässt sich das UV-Flexodruckverfahren auch zum Aufbringen der Gravierschicht auf bahnförmige Materialien verwenden und erbringt trotz niedrigem Preis eine gute Druckqualität . Dies ermöglicht erheblich größere Arbeitsbreiten als das eingangs erläuterte vorbekannte Verfahren.
Vorzugsweise wird die Gravierschicht vor dem Aufbringen der Basisschicht mittels UV-Bestrahlung gehärtet. Wenn später die Basisschicht (oder eine optionale Zwischenschicht, siehe unten) mittels Elektronenbestrahlung ausgehärtet wird, ergibt sich eine feste Verbindung des UV-gehärteten Lacks mit dem elektronen- strahlgehärteten Lack bei hoher Interlaminathaftung.
Die Eigenschaften der laserbeschriftbaren Folie, wie z.B. eine hohe Beständigkeit gegenüber mechanischen, physikalischen und chemischen Einflüssen, sind ähnlich gut wie bei den herkömmlichen Laserfolien. Ein aufwendiger Beschichtungsvorgang mit einem
Mehrwalzensystem ist jedoch im Gegensatz zu der Herstellung des eingangs beschriebenen Mehrfachetiketts nicht erforderlich. Anstelle des UV-Flexodruckverfahrens können auch andere gängige Drucktechniken benutzt werden, um die Gravierschicht auf die Stützträgerfolie aufzubringen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Gravierschicht vollflächig aufgedruckt. Dabei kann die Gravierschicht einfarbig sein, wobei vorzugsweise ein starker Farbkon- trast zu der Farbe der Basisschicht bzw. einer Zwischenschicht
(siehe unten) vorgesehen ist. In diesem Fall ist die laserbe- schriftbare Folie ähnlich gestaltet wie das herkömmliche mehrschichtige Etikett. Die Folie kann mit Hilfe eines Lasers (z.B. eines NdrYAG- oder eines C02-Lasers) beschriftet werden, indem die Gravierschicht lokal abgetragen wird; bei einem starken Farbkontrast zwischen der Gravierschicht und der darunterliegenden Schicht ist dann die Beschriftung besonders gut lesbar. Die Gravierschicht kann aber auch vollflächig und dabei mehr- - farbig aufgedruckt werden, da sich die Drucktechniken zum Aufbringen der Gravierschicht flexibel handhaben lassen. So können z.B. zwei oder mehr als zwei Kontrastfarben vorgesehen sein, die in Längsrichtung der laserbeschriftbaren Folie verlaufen, also in der Richtung, in der die Gravierschicht aufgedruckt wird. Ein anderes Beispiel sind unterschiedliche Kontrastfarben, die in Querrichtung der Folie als Rapport in einem vorgegebenen Abstand aufgedruckt werden. Auf diese Weise können innerhalb eines Etikettensatzes, der aus der laserbeschriftbaren Folie zugeschnitten wird, unterschiedlich farbige Etiketten erzeugt werden. Grundsätzlich sind auch andere Farbmuster der Gravierschicht möglich, bis hin zu individualisierenden Kennzeichnungen nach Kundenwunsch, wie z.B. Logos oder spezifische Beschriftungen, die in der Gravierschicht vorgesehen sind. Dabei kann die Laserbeschriftung durch Abtragen der Gravierschicht wie bei einer einfarbigen GravierSchicht erfolgen. Bei den herkömmlichen mehrschichtigen Etiketten ist eine mehrfarbige Gestaltung nur mit großem Aufwand möglich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Gravierschicht teilflächig aufgedruckt. Ein Beispiel ist ein individualisierendes Logo, das in einer vorgegebenen Farbe (vorzugsweise in starkem Farbkontrast zu der Basisschicht oder Zwischenschicht) in vorgegebenen Abständen auf die Stutztragerfolie aufgedruckt wird. Dies ist technisch einfacher und kostengünstiger, als wenn die Gravierschicht vollflächig aufgedruckt wird und dabei an den Stellen zwischen den einzelnen Logos ein andersfarbiger Lack vorgesehen sein muss.
Diese Verfahrensvariante eignet sich insbesondere für eine Ausgestaltung, bei der nach dem Aufdrucken der Gravierschicht und vor dem Aufbringen der Basisschicht eine Zwischenschicht aufgebracht wird, die vorzugsweise einen pigmentierten elek- tronenstrahlhärtbaren Lack aufweist. Die Zwischenschicht steht vorzugsweise in Farbkontrast zu der Basisschicht. Solange die Folie noch nicht beschriftet ist, ist die Basisschicht von der Zwischenschicht verdeckt, und eine teilflächig aufgedruckte -Gravierschicht hebt sich optisch von der Zwischenschicht ab. Zum Beschriften mit Hilfe eines Lasers wird die Zwischenschicht lokal abgetragen, gegebenenfalls zusammen mit sich an der betreffenden Stelle befindenden Teilen der Gravierschicht. Dabei wird die Basisschicht sichtbar.
Der elektronenstrahlhärtbare Lack wird vorzugsweise in einem Arbeitsgang gehärtet und dabei mit der Gravierschicht vernetzt, und zwar sowohl bei Ausgestaltungen, bei denen nur eine Basisschicht vorgesehen ist, als auch bei Ausgestaltungen, bei denen eine Basisschicht und eine Zwischenschicht aufgetragen werden. Dabei liegt die Energiedosis der Elektronenbestrahlung vorzugsweise im Bereich von 50 kGy bis 150 kGy und die Elektronenenergie vorzugsweise im Bereich von 200 keV bis 500 keV. Die Basisschicht und/oder die optionale Zwischenschicht können vor dem Aushärten durch Aufräkeln aufgetragen werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Gravierschicht mindestens ein Originalitätsmerkmal auf, das eine zusätzliche Individualisierung ermöglicht und die Fälschungssicherheit der laserbeschriftbaren Folie bzw. eines daraus zugeschnittenen mehrschichtigen Etiketts erhöht. Vorzugsweise sind derartige Originalitätsmerkmale nicht direkt sichtbar, sondern erfordern einen mehr oder weniger großen apparativen Aufwand, um erkannt zu werden und somit den Originalitätsnachweis zu liefern. So kann die Gravierschicht beispielsweise in ultraviolettem Licht fluoreszierende Farbstoffe enthalten, die bei Beleuchtung mit einer UV-Lampe sichtbar werden. Ein anderes Beispiel sind thermochrome Farbstoffe, die beim Erwärmen ihre Farbe ändern. Es ist auch denkbar, den Lack der Gravierschicht mit anderen nachweisbaren Substanzen zu dotieren, die einen Originalitätsnachweis liefern können, z.B. mit Substanzen wie "Biocode" oder "Microtaggent". Unter der Marke "Biocode" wird von der Firma Biocode ein System mit Agenz, Marker und Rezeptor vermarktet, das einen spezifischen Nachweis bei biologischen Proben ermöglicht. "Microtaggent" ist eine Marke der Firma Microtrace Inc. für ein mehrschichtig farbiges Pigment, welches -nur bei mikroskopischer Betrachtung einen kundenspezifischen Farbcode erkennen lässt. Diese Originalitätsmerkmale sind als solche bekannt und in unterschiedlichen Ausführungsformen verfügbar. Sie lassen sich zur eindeutigen Identifikation und Kennzeichnung von Produkten veilseitig einsetzen.
Die Gravierschicht kann einen kationischen UV-Lack aufweisen, der vorzugsweise in einer geringen Stärke aufgedruckt wird, die z.B. im Bereich von 1 bis 20 g/m und besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 6 g/m2 liegt. (Bei einer Materialdichte von 1 g/cm entspricht 1 g/m2 einer Dicke von 1 μm.)
Die Basisschicht und/oder die optionale Zwischenschicht weist vorzugsweise einen pigmentierten elektronenstrahlhärtbaren Polyurethanacrylatlack auf . Die Stärke der Gravierschicht kann im Bereich von 20 bis 500 g/m2 liegen, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 160 g/m2. Eine optionale Zwischenschicht ist in der Regel dünner als die Gravierschicht .
Die Stützträgerfolie kann eine Polyesterfolie aufweisen, deren Dicke vorzugsweise im Bereich von 10 bis 200 μm liegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird über der Basisschicht eine Klebmasse aufgetragen, z.B. ein Haftkleber mit einer Schichtdicke im Bereich von 5 bis 70 μm, vorzugsweise 10 bis 30 μm. Diese Klebmasse kann mit einer Schutzlage (z.B. einem Silikonpapier) abgedeckt werden.
Die laserbeschriftbare Folie lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bahnweise herstellen. Daraus können Etiketten in den für die üblichen Anwendungen erforderlichen Größen zugeschnitten werden. Die Stützträgerfolie kann bereits während des Herstellungsverfahrens dekaschiert werden, vorzugsweise in einem abschließenden Verfahrensschritt. Es ist aber auch denkbar, dass die Stützträgerfolie erst vom Kunden abgenommen wird, bevor das betreffende Etikett mittels eines Lasers beschriftet wird. Wenn die Basisschicht mit einer Klebmasse versehen ist, kann der Kunde - das Etikett leicht an der dafür vorgesehenen Stelle anbringen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte laserbeschriftbaren Folie, die sich noch auf einer Stützträgerfolie befindet,
Figur 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein Etikett aus einer Folie gemäß Figur 1 während eines mit Hilfe eines Lasers durchgeführten Beschriftungsvorgangs,
Figur 3 eine Draufsicht auf das beschriftete Etikett gemäß Figur 2,
Figur 4 einen schematischen Längsschnitt durch eine gemäß einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte laserbeschriftbare Folie, die hier wie in Figur 2 orientiert ist, und
Figur 5 eine Draufsicht auf ein beschriftetes Etikett aus einer Folie gemäß Figur 4.
In Figur 1 ist dargestellt, wie eine laserbeschriftbare Folie 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt wird.
Als Träger dient eine Stützträgerfolie 10, für die im Ausfuhrungsbeispiel eine Polyesterfolie mit einer Dicke von 50 μm (Hostaphanfolie RN 50, Mitsubishi) verwendet wird. Auf die Stützträgerfolie 10 wird ein kationischer UV-Lack mit Hilfe eines UV-Flexodruckverfahrens vollflächig aufgedruckt. Die auf diese Weise ausgebildete GravierSchicht 11 enthält im Ausführungsbei- spiel eine Lackmenge von 3 bis 6 g/m2, d.h. die Dicke der Gravierschicht beträgt ungefähr 3 bis 6 μm. Im Ausfuhrungsbei- spiel ist dieser Lack dunkel pigmentiert. Nach dem Aufdrucken wird die Gravierschicht 11 zum Aushärten mit ultraviolettem Licht bestrahlt .
Danach wird auf die ausgehärtete Gravierschicht 11 eine Basis- Schicht 14 aus einem elektronenstrahlhärtbaren Lack (im Ausfuhrungsbeispiel ein weiß pigmentierter Polyurethanacrylatlack) aufgeräkelt. Die bevorzugte Lackmenge liegt im Bereich von 100 bis 160 g/m2, entsprechend einer Schichtdicke von etwa 100 bis 160 μm. Anschließend erfolgt eine Bestrahlung der Basisschicht 14 mit Elektronen, wobei im Ausführungsbeispiel die Beschleunigungsspannung der Elektronen 350 kV und die Energiedosis 80 kGy beträgt . Dabei wird der elektronenstrahlhärtbare Lack der Basisschicht 14 vernetzt, wobei gleichzeitig chemische Bindungen zu der Gravierschicht 11 ausgebildet werden. Das Ergebnis ist ein mechanisch hochwertiges und chemisch sehr beständiges Material mit fest untereinander verbundenen Schichten.
In einem weiteren Schritt wird mit einem konventionellen Beschichtungsverfahren eine Klebmasse auf die Basisschicht 14 aufgetragen, so dass eine Klebeschicht 16 entsteht. Im Ausführungsbeispiel wird die Klebeschicht 16 mit einem als Schutz- läge 17 dienenden Silikonpapier abgedeckt .
In der Regel ist die laserbeschriftbare Folie 1 so groß, dass daraus eine Anzahl mehrschichtiger Etiketten zugeschnitten werden kann. Die Stützträgerfolie 10 kann vor dem Zuschneiden, aber auch nach dem Zuschneiden dekaschiert werden, so dass die Gravierschicht 11 frei zugänglich wird.
Die Figur 2 zeigt ein aus der laserbeschriftbaren Folie 1 bestehendes mehrschichtiges Etikett, nachdem die Stützträgerfolie 10 abgelöst wurde. In der Darstellung gemäß Figur 2 ist die Gravierschicht 11 nach oben orientiert und die Schutzlage 17 ist entfernt, da das Etikett auf einen in Figur 2 nicht eingezeichneten Gegenstand aufgeklebt ist. Die Klebeschicht 16 klebt vorzugsweise so stark, dass die Folie 1 nicht zerstörungsfrei von - dem Gegenstand abgelöst werden kann.
Mit Hilfe eines in Figur 2 durch einen Pfeil angedeuteten Laserstrahls, der vorzugsweise mit einem Nd:YAG-Laser oder einem C02-Laser erzeugt wird, kann die Folie 1 beschriftet werden. Dabei wird die Gravierschicht 11 abgetragen, so dass die darunter befindliche Basisschicht 14 freigelegt wird. Auf diese Weise entsteht eine gravierte Beschriftung 19, die besonders gut sichtbar ist, wenn der Farbkontrast zwischen der GravierSchicht 11 (im Ausführungsbeispiel dunkel) und der Basisschicht 14 (im Ausführungsbeispiel weiß) groß ist.
In Figur 3 ist die Folie 1 nach dem Beschriften in Draufsicht gezeigt. Bei der Farbwahl des Ausführungsbeispiels erscheint also die gravierte Beschriftung 19 als weiße Schrift vor einem dunklen Hintergrund, der durch den nicht abgetragenen Teil der Gravierschicht 11 gebildet wird.
Anhand der Figuren 4 und 5 wird ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen einer laserbeschriftbaren Folie beschrieben. Die Folie ist hier mit 2 bezeichnet. Wie im ersten Ausführungsbeispiel wird als Stützträgerfolie eine Polyesterfolie von 50 μm Dicke (Hostaphan RN 50, Mitsubishi) verwendet, auf die nacheinander mehrere Schichten aufgebracht und ausgehärtet werden. Zum Schluss wird die Stützträgerfolie dekaschiert. Die Figur 4 zeigt die als mehrschichtiges Etikett gestaltete laserbeschriftbare Folie 2 nach dem Abnehmen der Stützträgerfolie in einer Orientierung ähnlich wie in Figur 2. Im Folgenden werden die einzelnen Verfahrensschritte näher erläutert.
Zunächst wird die Stützträgerfolie mit einem kationischen UV-härtbaren Lack über ein UV-Flexodruckverfahren partiell bedruckt. Auf diese Weise entsteht eine teilflächige Gravier- schicht 21, die im oberen Bereich der Figur 4 zu erkennen ist. im Ausführungsbeispiel ist der UV-härtbare Lack dunkelgrün pigmentiert und in Form eines in regelmäßigen Abständen wieder- kehrenden Logos 28 aufgetragen, siehe auch Figur 5. Die Lackmenge - liegt dabei (bezogen auf einen vollflächigen Aufdruck) im Bereich von 3 bis 6 g/m2. Nach dem Aufdrucken wird die Gravierschicht 21 zum Aushärten mit ultraviolettem Licht bestrahlt .
Anschließend wird mit einem Rakel eine Zwischenschicht 22 aufgetragen, die im Ausführungsbeispiel aus einem schwarz pigmentierten elektronenstrahlhärtbaren Polyurethanacrylatlack besteht (Lackmenge etwa 13 g/m ) . Dabei umgibt das Material der Zwischenschicht 22 die Teile der Gravierschicht 21, die von der Stützträgerfolie vorstehen, so dass eine weitgehend plane Oberfläche 23 entsteht ( "In-mold-embossed"-Verfahren) . Die Gravierschicht 21 ist also quasi in die Zwischenschicht 22 eingegegossen, siehe Figur 4.
Bevor eine Elektronenstrahlhärtung durchgeführt wird, wird eine weitere Schicht aus einem elektronenstrahlhärtbaren Lack aufgeräkelt, nämlich die Basisschicht 24. Sie besteht im Ausführungsbeispiel wiederum aus Polyurethanacrylatlack und ist weiß pigmentiert. Die Lackmenge liegt vorzugsweise im Bereich von 100 bis 160 g/m2. Anschließend werden die Basisschicht 24, die Zwischenschicht 22 und die GravierSchicht 21 von der Seite der Basisschicht 24 her mit Elektronen bestrahlt (im Ausführungsbei- spiel 80 kGy Energiedosis bei 350 kV) . Dabei werden die Basis- schicht 24 und die Zwischenschicht 22 gehärtet und die Zwischenschicht 22 mit der Gravierschicht 21 vernetzt.
Wie im ersten Ausführungsbeispiel wird zum Schluss eine Klebeschicht 26 aufgetragen (im Ausführungsbeispiel ein Haftkleber mit einer Schichtdicke von 20 μm) und mit einer Schutzlage (die in Figur 4 nicht eingezeichnet ist) abgedeckt. Nachdem die Stutztragerfolie abgelöst und die laserbeschriftbare Folie 2 gegebenenfalls in Stücke von gewünschter Größe zugeschnitten ist, ergibt sich der in Figur 4 gezeigte Zustand. Die Figur 4 ist (ebenso wie die Figuren 1 und 2) nicht maßstäblich. Die Figur 5 zeigt die laserbeschriftbare Folie 2 (oder einen -Ausschnitt daraus) in Draufsicht. Die Gravierschicht 21 ist als Muster von Logos 28 ausgestaltet, die dunkelgrün auf dem von der Zwischenschicht 22 gebildeten schwarzen Untergrund erscheinen. Die Folie 2 ist durch die Logos 28 individualisiert.
Um die Folie 2 zu beschriften, wird mit Hilfe eines Lasers lokal die Zwischenschicht 22 abgetragen, bis darunter die weiße Basisschicht 24 erscheint. Sollte sich an einer von dem Laser- strahl erfassten Stelle ein Teil eines Logos 28 befinden, wird dieser Bereich der Gravierschicht 21 ebenfalls abgetragen. Auf diese Weise entsteht eine gravierte Beschriftung 29, wie in Figur 5 (in nicht dem Ausführungsbeispiel entsprechender Farbwiedergabe) gezeigt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer laserbeschriftbaren Folie, mit den Schritten:
- Aufdrucken einer Gravierschicht (11; 21) , die einen UV- härtbaren Lack aufweist, auf eine Stützträgerfolie (10) , - Aufbringen einer Basisschicht (14; 24) , die einen elektronenstrahlhärtbaren Lack aufweist, über der Gravierschicht (11; 21) ,
- Härten mittels Elektronenbestrahlung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravierschicht (11; 21) mit einem UV-Flexodruckverfahren aufgedruckt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravierschicht (11; 21) vor dem Aufbringen der
Basisschicht (14; 24) mittels UV-Bestrahlung gehärtet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gravierschicht (11) vollflächig aufge- druckt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gravierschicht teilflächig (21) aufgedruckt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravierschicht mehrfarbig aufgedruckt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufdrucken der GravierSchicht (21) und vor dem Aufbringen der Basisschicht (24) eine Zwischenschicht (22) aufgebracht wird, die vorzugsweise einen pigmentierten elektronenstrahlhärtbaren Lack aufweist .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, dass der elektronenstrahlhärtbare Lack in einem Arbeitsgang gehärtet und dabei mit der Gravierschicht (11; 21) vernetzt wird, wobei die Energiedosis der Elektronenbe- Strahlung vorzugsweise im Bereich von 50 kGy bis 150 kGy liegt und wobei die Elektronenenergie vorzugsweise im Bereich von 200 keV bis 500 keV liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekenn- zeichnet, dass die Basisschicht (14; 24) und/oder die optionale Zwischenschicht (22) aufgeräkelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die GravierSchicht mindestens ein Originali- tätsmerkmal aufweist, das vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: im UV-Licht fluoreszierende Farbstoffe, thermochrome Farbstoffe, ein auf biologische Proben spezifisches NachweisSystem enthaltende Substanzen, mehrschichtige Farbpigmente.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravierschicht (11; 21) einen kat- ionischen UV-Lack aufweist .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravierschicht (11; 21) in einer Stärke im Bereich von 1-20 g/m2 aufgedruckt wird, vorzugsweise im Bereich von 3-6 g/m2.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (14; 24) und/oder die optionale Zwischenschicht (22) einen pigmentierten elektronenstrahlhärtbaren Polyurethanacrylatlack aufweist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (14; 24) in einer Stärke im Bereich von 20-500 g/m2 aufgetragen wird, vorzugsweise im Bereich von 100-160 g/m2.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch geken - zeichnet, dass die Stützträgerfolie (10) eine Polyesterfolie aufweist, deren Dicke vorzugsweise im Bereich von 10-200 μm liegt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn- zeichnet, dass über der Basisschicht (14; 24) eine Klebmasse
(16; 26) aufgetragen wird, die vorzugsweise mit einer Schutzlage (17) abgedeckt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn- zeichnet, dass die laserbeschriftbare Folie (1; 2) zugeschnitten wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützträgerfolie (10) dekaschiert wird, vorzugsweise in einem abschließenden Verfahrensschritt.
19. Mehrschichtiges Etikett, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18.
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