JP2003183530A

JP2003183530A - レーザーマーキング用樹脂組成物、成形物及びマーキング方法

Info

Publication number: JP2003183530A
Application number: JP2001390912A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sawada; 誠司沢田; Nobuyuki Uchida; 信幸内田
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、生分解性樹脂の透明性や成型性を損
なわず、レーザー光線の照射により視認性が高く鮮明な
マークが得られるレーザーマーキング用樹脂組成物を提
供することを目的とする。【解決手段】雲母と生分解性樹脂とを含有してなるレー
ザーマーキング用樹脂組成物。雲母の重量平均粒子径が
５０μｍ以下である請求項１のレーザーマーキング用樹
脂組成物。雲母の含有量が、生分解性樹脂に対して０．
００５重量％以上で１重量％未満である請求項１又は２
記載のレーザーマーキング用樹脂組成物

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマーキング用組成
物、その成形物、及びマーキング方法に関するものであ
る。更に詳しくは、レーザー光線の照射により視認性が
高く鮮明な白発色をするマーキング用樹脂組成物、その
成形物、及びレーザーマーキング方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】生分解性樹脂は、廃棄した場合でも自然
界の水や微生物の存在下で分解され廃棄物の減溶化に優
れており、また、透明性、強度に優れている点から、食
品、洗剤、医薬品、化粧品及び飲料製品等の容器として
幅広く使用されている。現在のところ、これら容器類に
対するマーキングは、インクジェット方式が主流である
が、インキのニジミ、文字の欠け、あるいは、装置のメ
ンテナンス面において、多くの問題点を抱えている。そ
の一方で、マーキング工程の自動化、無人化を進める動
きの中で、非接触で且つマーキング速度の早い、レーザ
ー光によるマーキング方法が普及しつつある。しかし、
生分解性樹脂にレーザーマーキングをほどこした場合、
マークの視認性に乏しく、工程管理において、例えばそ
の機械読み取り性の面で問題を残している。

【０００３】ところで、ポリエステル樹脂系組成物にお
いては、雲母を２０％もしくは５０％及び溶融シリカや
炭酸カルシウムを５０％もしくは８０％添加したのレー
ザーマーキング性が良好なことはすでに特開昭６０−２
２６５５４号公報により知られている。しかし、添加剤
が多いため、分子量低下から製品の色相や色調に悪影響
を与えるという問題点があり、樹脂のメルトフローが低
くなり、成型性に悪影響を与えた。又、添加剤の種類に
よっては、研磨性が高くなり、成型機や混練り機をいた
める問題点も生じていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】生分解性樹脂の透明性
や成型性を損なわず、レーザー光線の照射により視認性
が高く鮮明なマークが得られるレーザーマーキング用樹
脂組成物が求められている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記した様
な課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に到
ったものである。即ち、本発明は、雲母と生分解性樹脂
とを含有してなるレーザーマーキング用樹脂組成物に関
する。また、本発明は、雲母の重量平均粒子径が５０μ
ｍ以下である上記レーザーマーキング用樹脂組成物に関
する。また、本発明は、雲母の含有量が、生分解性樹脂
に対して０．００５重量％以上で１重量％未満である上
記のレーザーマーキング用樹脂組成物に関する。また、
本発明は、上記レーザーマーキング用樹脂組成物を使用
した樹脂成形物に関する。また、本発明は、樹脂成形物
が容器類である上記樹脂成形物に関する。また、本発明
は、上記樹脂成形物にレーザー光を照射することを特徴
とする成形物のマーキング方法に関する。また、本発明
は、レーザー光が赤外線レーザー光である上記マーキン
グ方法に関する。また、本発明は、赤外線レーザー光が
遠赤外線レーザー光である上記マーキング方法に関す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明のマーキング用組成
物、成形物及びマーキング方法に就き詳細に説明する。
本発明で用いられる生分解性樹脂としては、特に限定は
なく、生分解性を有する樹脂が用いられるが、例えば、
ポリ乳酸、澱粉脂肪酸エステル、澱粉ポリエステル、酢
酸セルロース、キトサン、ポリカプロラクトン、ポリ−
３−ヒドロキシ酢酸、ポリブチレンサクシネ−ト、ポリ
ブチレンサクシネ−ト/アジペート、ポリブチレンアジ
ペート/テレフタレート、ポリビニルアルコールなどが
挙げられる。また、生分解性樹脂のメルティングインデ
ックス（ＭＩ）で通常は０．０１〜１００、好ましくは
０．０２〜８０程度のものが良い。

【０００７】本発明で用いられる雲母はレーザーマーキ
ングの際に発色剤、特に白色に発色する発色剤として作
用する。雲母類としては、例えばシロウンモ、ベニウン
モ、ソーダウンモ、セリサイト（キヌウンモ）、バナジ
ンウンモ、イライト等のシロウンモ系列に属する雲母
類、クロウンモ、キンウンモ、テツウンモ、チンワルド
ウンモ等のクロウンモ系列に属する雲母類、及びカイリ
ョク石、セラドン石、ムスコバイト、フロゴバイト、ス
ゾライト、パラゴナイト、バーミキュライト等の天然雲
母類、フッ素四珪素雲母で代表される合成雲母類が挙げ
られるが、製品の色相や色調への影響を考慮すると、ム
スコバイト、フロゴバイト、スゾライト、フッ素四珪素
雲母等の白色度の高い雲母が特に好ましい。

【０００８】本発明で用いられる雲母類の重量平均粒径
は特に制限はないが、マーキング用樹脂の色調への影響
と成型物の形状を考慮すると、通常は約７００μｍ以
下、好ましくは１００μｍ以下、特に好ましくは５０μ
ｍ程度以下である。その使用量は、生分解性樹脂に対し
て、下限が０．００５重量％、好ましくは約０．０１重
量％、更に好ましくは約０．０２重量％、特に好ましく
は約０．０５重量％程度であり、上限が１５重量％、好
ましくは１０重量％、更に好ましくは５重量％、特に好
ましくは１重量％程度がよい。製品の色相や色調、特に
樹脂の透明性への影響を極力抑える要求がある場合には
上限を１重量％未満程度にすればよい。使用量が少なす
ぎると、レーザーマーキング部の白発色度合いがうすく
なり、マークの視認性に欠ける。又使用量が多すぎる
と、マーキングの視認性は良いが、透明性が悪くなる。

【０００９】生分解性樹脂の強度を上げる目的で併用出
来る樹脂としては、例えばポリエチレンナフタレート、
ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。これらの
樹脂の配合量は特に制限はないが、ポリエチレンテレフ
タレート樹脂に対して、好ましくは５０重量％以下、よ
り好ましくは３０重量％以下、更に好ましくは２０重量
％以下である。透明性及び強度の点から、ポリエチレン
ナフタレートが好ましい。

【００１０】本発明のマーキング用組成物には必要に応
じて添加剤等を加える事が出来る。添加剤としては、例
えば、着色剤、充填剤（フィラー類）、滑剤、可塑剤等
が挙げられる。使用し得る着色剤としては特に制限はな
いが、例えばカーボンブラック、フタロシアニン、ア
ゾ、ジスアゾ、キナクリドン、アントラキノン、フラバ
ントロン、ペリレン、ジオキサジン、縮合アゾ、アゾメ
チン、又はメチン系等の各種有機顔料、硫酸鉛、酸化亜
鉛、クロムエロー、ジンクエロー、クロムバーミリオ
ン、ベンガラ、コバルト紫、群青、クロムグリーン、酸
化クロム、コバルトグリーン等の無機顔料が挙げられ
る。これらの有機顔料及び無機顔料は、樹脂の透明性や
発色したマークの鮮明性に影響を与えない範囲、例えば
生分解性樹脂に対して通常０．００１〜３重量％の範囲
で添加される。又、充填剤としては、例えば炭酸カルシ
ウム、アルミナ、硝子繊維等、通常生分解性樹脂に用い
られる充填剤が挙げられる。これらは樹脂の透明性や発
色したマークの鮮明性に影響を与えない範囲、例えば生
分解性樹脂に対して通常０．００１〜３重量％の範囲で
添加される。尚、透明性を確保する観点から、例えば二
酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム等の隠蔽性の高い
添加剤等の使用はさけた方が好ましい。

【００１１】又、使用し得る滑剤としては、例えばステ
アリン酸、ベヘン酸及びそのエステル。又は塩、カルナ
ウバワックス、ポリエチレンワックス等のワックス類及
び各種界面活性剤が用いられる。これらは生分解性樹脂
に対して通常０．１〜５重量％の割合で必要により添加
される。又、可塑剤としては例えばフタル酸、リン酸、
セバシン酸等のエステルが挙げられる。そのほか、酸化
防止剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤等通常プラスチッ
クの加工の際に常用されている添加剤を添加してもよ
い。これらの添加剤は、本発明のマーキング用樹脂組成
物を作製する際に、粉末のまま用いても良く、又、コン
パウンドやマスターバッチの形態で用いても良い。

【００１２】本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物
は、雲母と必要に応じて着色剤、充填剤、滑剤、可塑
剤、熱安定剤等の添加剤を生分解樹脂に加えて、エクス
トルーダー、２軸ニーダー、ロールミル等の混練機を用
いて均一に混合することにより得られる。又本発明のレ
ーザーマーキング用樹脂組成物は、雲母の濃度の高いマ
スターバッチを製造し、これに生分解性樹脂、所望によ
りフィラー等の添加剤を加えて混練機を用いて均一に配
合することによっても得られる。このようにして得られ
た本発明の組成物はそのまま、又必要があれば、更に生
分解性樹脂やフィラー等の添加剤を加え、それ自体公知
の方法で、本発明の樹脂成形物に成形される。尚、雲母
の濃度の高いマスターバッチは、必要に応じて着色剤、
充填剤、滑剤、可塑剤、熱安定剤等の添加剤を生分解性
樹脂に加えてエクストルーダー、２軸ニーダー、ロール
ミル等の混練機を用いて均一に配合し、例えばペレット
状又はマーブル状等の所望の形状に成形することにより
得られる。マスターバッチ中の雲母の含量は特に制限は
ないが、生分解性樹脂に対して通常３．０〜１０．０重
量％程度、好ましくは２．０〜８．０重量％程度がよ
い。

【００１３】樹脂成形物としては、例えば容器、キャッ
プ、部品等の３次元成形物、フィルム、テープ等の２次
元成形物等が挙げられる。これらの成形物は多層構成を
もつものでも良い。

【００１４】本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物
を用いた３次元成形物は、その成形物に応じて射出成
形、押し出し成形、中空成形、回転成形、粉末成形、真
空成形等それ自体公知の方法で成形される。その具体例
としては食品、洗剤、医薬品、化粧品、飲料製品等の生
分解性の特徴を生かした透明容器及びそのキャップ類が
挙げられる。

【００１５】フィルム等の２次元成形物は、熱可塑性樹
脂のフィルム化に用いられるインフレーション加工、多
層インフレーション加工、Ｔダイフィルム加工、フラッ
トフィルム法による縦横同時二軸延伸法、又は縦横逐次
二軸延伸法、チューブラフィルム法等それ自体公知の方
法により作製される。この様にして作製されたフィルム
は食品包装、繊維包装、雑貨包装、薬品類の包装、テー
プ、絶縁材料、農業用フィルム、各種シート、各種シー
ル、ラベル等通常の熱可塑性樹脂フィルムが用いられる
分野と同様の分野で用いられる。又、本発明のフィルム
は、各種基材即ちクラフト紙や上質紙などの紙類、プラ
スティックフィルム類、アルミニウム等の金属箔などと
密着させてラミネートとすることが出来、その様にして
得られたラミネートの用途としては牛乳、酒類などの食
品容器、医薬品の包装材料、食品の包装材料、各種シー
ト、各種シール、ラベル等の用途が挙げられる。

【００１６】このようにして得られた２次元又は３次元
成形物の表面にレーザー光を照射することにより、照射
部分に白色で鮮明なマークが得られる。レーザー光とし
ては、例えば炭酸ガスレーザー（波長約１０６００ｎ
ｍ）などの遠赤外線レーザー、ＹＡＧレーザー（波長約
１０６０ｎｍ）などの近赤外線レーザー、エキシマレー
ザーが挙げられるが、赤外線レーザー、特に遠赤外線レ
ーザーが好ましい。レーザー光の照射量としては例えば
ＴＥＡ炭酸ガスレーザーの場合、照射元のエネルギー密
度として０．５〜１Ｊ／ｃｍ²程度、本発明の樹脂成形
物の表面に照射するエネルギー密度としては、例えば
２．５〜２０Ｊ／ｃｍ²、好ましくは２．８〜１６Ｊ／
ｃｍ²、より好ましくは３．５〜１６Ｊ／ｃｍ²程度がよ
い。この照射部のエネルギー密度（Ｅd ）は、レーザー
光を集光して樹脂成形物の表面に照射するので、照射元
より高くなり、次の計算式で求められる。Ｅd ＝（照射元の総エネルギー量）／（マスク未使用時
の照射部の面積）本発明では使用する発色剤の添加量が少ないので、樹脂
の脆性、加工性等の物性に与える影響がほとんどない。

【００１７】

【実施例】次に実施例に依って、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明がこれらの実施例のみに限定される
ものではない。尚、透明性は東洋精機社製ヘイズメータ
ー（ヘイズガードプラス）を用いて、ヘイズ、全線透過
率を測定した。また、例中、特に断らない限り「部」は
「重量部」を表す。

【００１８】実施例１生分解性ポリ乳酸樹脂（三井化学社製レイシア）１０
０部、と雲母（メルク社製、イリオジンＬＳ−８００
平均粒径約１５μｍ）０．０５部をブレンドして本発
明のレーザーマーキング用樹脂組成物を得た。この組成
物を、射出成型機（名機製作所Ｍ５０Ａ２）を使用し
て、２２０℃にて成形し板状のプレート（２×３ｍｍ厚
さ１ｍｍ）を得た。このプレートの透明性は良好であっ
た（ヘイズ：２．４）。このプレートにレーザー光を照
射し、得られた白色マーキング文字の視認性を評価し
た。マーキング文字の視認性はＹＡＧレーザー（ＤＷ５
１００：富士電機社製）で発色性と鮮明性を確認した。
この結果は表１に示す。

【００１９】実施例２実施例１の樹脂１００部と雲母０．２部（イリオジンＬ
Ｓ−８００）をブレンドして本発明のレーザーマーキン
グ用樹脂組成物を得、射出成型機にて実施例１と同様に
してプレートを作成した。このプレートの透明性は良好
であった（ヘイズ：３．７）。このプレートに実施例１
と同様にレーザー光を照射し、得られた白色マーキング
文字の視認性を評価した。この結果を表１に示す。

【００２０】実施例３実施例１の樹脂１００部と雲母０．５部（イリオジンＬ
Ｓ−８００）をブレンドして本発明のレーザーマーキン
グ用樹脂組成物を得、射出成型機にて実施例１と同様に
してプレートを作成した。このプレートの透明性は良好
であった（ヘイズ：６．０）。このプレートに実施例１
と同様にレーザー光を照射し、得られた白色マーキング
文字の視認性を評価した。この結果を表１に示す。

【００２１】実施例４実施例１の樹脂１００部と雲母０．３部（メルク社製、
イリオジンＬＳ−８０５平均粒径約５０μｍ）をブレ
ンドして本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物を
得、射出成型機にて実施例１と同様にしてプレートを作
成した。このプレートの透明性は良好であった（ヘイ
ズ：５．１）。このプレートに実施例１と同様にレーザ
ー光を照射し、得られた白色マーキング文字の視認性を
評価した。この結果を表１に示す。

【００２２】実施例５実施例１の樹脂１００部と雲母０．９部（イリオジンＬ
Ｓ−８００）ブレンドして本発明のレーザーマーキング
用樹脂組成物を得、射出成型機にて実施例１と同様にし
てプレートを作成した。このプレートの透明性は良好で
あった。このプレートに実施例１と同様にレーザー光を
照射し、得られた白色マーキング文字の視認性を評価
し、結果を表１に示す。

【００２３】実施例６実施例１の樹脂１００部と雲母０．３部（メルク社
製、イリオジンＬＳ−８２５平均粒径約１５μｍ）
をブレンドして本発明のレーザーマーキング用樹脂組成
物を得、射出成型機にて実施例１と同様にしてプレート
を作成した。このプレートの透明性は良好であった（ヘ
イズ：３．３）。このプレートに実施例１と同様にレー
ザー光を照射し、得られた白色マーキング文字の視認性
を評価した。又マーキングしていないプレートを用い、
透過率の測定を実施した。この結果を表１に示す。

【００２４】比較例１生分解性樹脂（三井化学社製レイシア）１００部を射
出成型機にて実施例１と同様にしてプレートを作成し
た。このプレートの透明性は良好であった（ヘイズ：
２．４）。このプレートに実施例１と同様にレーザー光
を照射して、マーキング文字の視認性を評価した。この
結果を表１に示す。

【００２５】表１

【表１】

【００２６】レーザー鮮明性：マーキング鮮明性は目視
による判定。５〜４：マーク視認性良好で鮮明な白発色。３：マーク視認性良好な白発色。２〜１：マーク視認性十分（マーク部溶融、白発色せ
ず）。

【００２７】本発明のレーザーマーキング用樹脂組成物
を用いた成形物は、透明性が良好で、又表１から明らか
なように、１重量％未満の添加量でも、レーザーで良好
なマークが得られる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によると、生分解性樹脂を用いた
成形物に、レーザー照射部分の視認性が良好で鮮明な白
色マークを付与する事ができる。又、発色剤である雲母
の使用量が１重量％未満と少量であるため、成形性や研
磨性等に影響を与えることなく、又生分解性樹脂の透明
性、色相や色調に及ぼす影響を最小限に押さえることが
でき、特に透明性が重視される容器類の表面に鮮明なマ
ーキングができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｋ 3/34 Ｂ４１Ｍ 5/26 ＳＦターム(参考） 2H111 HA14 HA24 HA32 3E086 AD04 BA04 BA15 BA35 BB31 BB90 CA01 CA11 4F071 AA02 AA43 AB30 AE09 AF52 AG15 AH05 AH19 BC07 4J002 AB021 AB051 BE021 CF031 CF181 CF191 DJ056 FD096 GG01 GT00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】雲母と生分解性樹脂とを含有してなるレー
ザーマーキング用樹脂組成物。
【請求項２】雲母の重量平均粒子径が５０μｍ以下であ
る請求項１のレーザーマーキング用樹脂組成物。
【請求項３】雲母の含有量が、生分解性樹脂に対して
０．００５重量％以上で１重量％未満である請求項１又
は２記載のレーザーマーキング用樹脂組成物。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか一項記載のレ
ーザーマーキング用樹脂組成物を使用した樹脂成形物。
【請求項５】樹脂成形物が容器類である請求項４記載の
樹脂成形物。
【請求項６】請求項４又は５記載の樹脂成形物にレーザ
ー光を照射することを特徴とする成形物のマーキング方
法。
【請求項７】レーザー光が赤外線レーザー光である請求
項６記載のマーキング方法。
【請求項８】赤外線レーザー光が遠赤外線レーザー光で
ある請求項７記載のマーキング方法。