JP2013022849A - Laminate for laser marking and laser marking method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザー光によって記録を行うレーザーマーキング用積層体およびそれを用いたレーザーマーキング方法に関する。さらに詳しくは、低いエネルギーによりマーキングが可能なレーザーマーキング用積層体、および、該積層体にレーザー光を照射して記録するレーザーマーキング方法に関するものである。 The present invention relates to a laminate for laser marking that performs recording with laser light and a laser marking method using the same. More specifically, the present invention relates to a laser marking laminate capable of marking with low energy, and a laser marking method for recording by irradiating the laminate with laser light.
製品の管理や品質保証の目的で、製品の包装や、包装に使われるフィルムなどに、製造番号や賞味期限等の情報を記録することは、一般に広く行われている。従来の記録方法としては、熱転写方式、ホットスタンプ方式、インクジェット方式などがあるが、包装や包装に使われるフィルムの表面に直接記録されるため、記録物が擦って消えたり、水、油などで記録が滲んだり消えたり、耐擦過性、耐水性、耐油性などの面で十分満足するものではなかった。 For the purpose of product management and quality assurance, it is common to record information such as a production number and a shelf life on a product packaging or a film used for packaging. Conventional recording methods include the thermal transfer method, hot stamp method, and ink jet method. However, since the recording is performed directly on the surface of the film used for packaging or wrapping, the recorded material may be rubbed off or washed with water, oil, etc. The recording was blurred or disappeared and was not fully satisfactory in terms of scratch resistance, water resistance and oil resistance.
これらの問題を解決するために、フィルムなどの保護層で保護をしたレーザー光により発色する発色層を設け、レーザー光を照射することにより情報を記録する方法が提案されている。 In order to solve these problems, a method has been proposed in which a color-developing layer that is colored by a laser beam protected by a protective layer such as a film is provided and information is recorded by irradiating the laser beam.
例えば、透明フィルムの片側に、ロイコ染料などの発色剤と顕色剤からなるレーザー光の吸収により発色する発色層を設け、フィルム側からレーザー光を照射し、記録する方法が提案されている。(例えば特許文献1参照) For example, a method has been proposed in which a color-developing layer that develops color by absorption of a laser beam composed of a color developer such as a leuco dye and a developer is provided on one side of a transparent film, and laser light is irradiated from the film side to record. (For example, see Patent Document 1)
しかしながら、ロイコ染料などにより発色させていることから、耐光性が劣っており、満足できるものではなかった。 However, since the color was developed with a leuco dye or the like, the light resistance was inferior and was not satisfactory.
また、レーザー光により発色する発色剤を含む発色層を設け、レーザー光の照射により記録が可能な包装体などが提案されている(例えば特許文献2参照)。しかしながら、前記包装体は、発色剤とバインダー樹脂が発色層に同時に存在するために、発色層中の発色剤が点在することとなり、その割合が少なく、発色濃度を十分に稼ぐことが出来なかった。 In addition, a packaging body that has a color-developing layer containing a color former that develops color by laser light and can be recorded by laser light irradiation has been proposed (see, for example, Patent Document 2). However, since the color former and the binder resin are simultaneously present in the color development layer, the packaging body is scattered with the color development agent in the color development layer, and the ratio is small and the color density cannot be sufficiently obtained. It was.
また、隠蔽層と該隠蔽層を除去したときに現れる下地層からなり、隠蔽層と下地層が容易に視認できる程度のコントラストを有し、レーザー光の照射により該隠蔽層が発熱・破壊されることにより除去され、下地が視認可能となり、情報の記録が行えるレーザー印字用積層体が提案されている(例えば特許文献3〜4参照)。しかしながら、レーザー光を照射することにより隠蔽層を除去するため、記録した部分の耐擦過性、耐水性、耐油性などが劣っていた。更に、隠蔽層を除去するため、レーザー光の照射エネルギーを強くすることが必要であった。
本発明は、耐光性、耐擦過性、耐水性、耐油性などに優れ、マーキングに必要なレーザー光のエネルギーを従来よりも低くした際にも視認性が高い記録画像が得られる、レーザーマーキング用積層体およびそれを用いたマーキング方法を提供するものである。 The present invention is excellent in light resistance, scratch resistance, water resistance, oil resistance, etc., and can obtain a recorded image with high visibility even when the energy of laser light necessary for marking is lower than before. A laminate and a marking method using the same are provided.
本発明は、レーザー光を吸収し発熱する材料と該材料の発熱エネルギーを受け取り融解する材料を含む発熱融解性組成物層を、浸透吸収性を有するあらかじめ着色された基材上に配設することなどにより、上記課題が解決され、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
「1.実質的に発色または変色しないレーザー光を吸収し発熱する材料(以下、吸収発熱材という)と該吸収発熱材の発熱エネルギーを受け取り融解する材料(以下、融解材という)を含む発熱融解性組成物層を、浸透吸収性を有するあらかじめ着色された基材上に配設し、その上に保護層を設けたことを特徴とするレーザーマーキング用積層体。
2.前記融解材の融点が、60℃〜200℃であることを特徴とする第1項に記載のレーザーマーキング用積層体。
3.前記融解材が、ワックス類、有機化合物から選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする第1項または第2項に記載のレーザーマーキング用積層体。
4.第1項〜第3項に記載のレーザーマーキング用積層体に、レーザー光を照射する工程と、前記吸収発熱材がレーザー光を吸収し発熱する工程と、発熱したエネルギーを前記融解材が受け取り、受け取った熱により融解材が融解し基材に浸透する工程とを順次行い、記録することを特徴とするレーザーマーキング方法。
」に関する。
In the present invention, an exothermic melting composition layer containing a material that absorbs laser light and generates heat and a material that receives and melts the exothermic energy of the material is disposed on a pre-colored substrate having penetrability. As a result, the above problems have been solved and the present invention has been completed.
That is, the present invention
“1. Exothermic melting that includes a material that absorbs and generates heat by absorbing laser light that does not substantially develop or change color (hereinafter referred to as an absorption heating material) and a material that receives and melts the heat generation energy of the absorption heating material (hereinafter referred to as a melting material). A laminate for laser marking, characterized in that a composition layer is disposed on a pre-colored substrate having penetrability and a protective layer is provided thereon.
2. The laminate for laser marking according to item 1, wherein the melting material has a melting point of 60 ° C to 200 ° C.
3. The laminate for laser marking according to item 1 or 2, wherein the melting material is one or more selected from waxes and organic compounds.
4). The step of irradiating the laser marking laminate according to any one of Items 1 to 3 with laser light, the absorption heat generating material absorbs laser light and generates heat, and the melting material receives the generated energy, A laser marking method comprising: sequentially recording the melted material by melting and penetrating into the substrate by the received heat.
".
本発明によれば、吸収発熱材と融解材を含む発熱融解性組成物層を、浸透吸収性を有するあらかじめ着色された基材上に配設したことなどにより、融解材が融解し基材に浸透することにより記録して視認可能とするため、従来のレーザーマーキング用積層体やマーキング方法と比較して、低いエネルギーでマーキングが可能であり、さらに、低いエネルギーでマーキングした際にも視認性が高い記録画像が得られるという優れた効果を奏するものである。 According to the present invention, the melting material melts into the base material, for example, by disposing an exothermic melting composition layer containing the absorption heat generating material and the melting material on a pre-colored base material having penetrability. In order to be recorded and visible by penetrating, marking is possible with lower energy compared to conventional laser marking laminates and marking methods, and even when marking with low energy, visibility is also possible This provides an excellent effect that a high recorded image can be obtained.
本発明のレーザーマーキング用積層体は、吸収発熱材と融解材とあらかじめ着色された基材と保護層を最小の構成要件とする。 The laminate for laser marking according to the present invention has an absorption heat generating material, a melting material, a pre-colored base material, and a protective layer as minimum constituent requirements.
本発明のレーザーマーキング用積層体は前記要件により構成されるが、レーザー光を照射することによってマーキングした記録画像が視認可能となるメカニズムは、以下の様に考えている。即ち、本発明のレーザーマーキング用積層体は、あらかじめ着色された基材上に、吸収発熱材と融解材を含む発熱融解組成物層を配設するが、該発熱融解組成物層は、それ自体が光を散乱して不透明になり基材を隠蔽する状態で存在する。発熱融解組成物層が光を散乱して不透明となるには、融解材を粗粒状態で存在させることなどにより、達成することが出来る。発熱融解組成物層が光を散乱して不透明で存在する、本発明のレーザーマーキング用積層体に、レーザー光を照射すると、前記組成物中のレーザー光を照射された吸収発熱材がレーザー光を吸収し発熱する。この発熱エネルギーを融解材が受け取り融解し、あらかじめ着色された基材に浸透し吸収される。この結果、レーザー光未照射部とレーザー光照射により融解材が浸透吸収された部分とのコントラストにより、情報として視認可能となる。 The laminate for laser marking according to the present invention is configured according to the above requirements. The mechanism by which a recorded image marked by irradiating laser light becomes visible is considered as follows. That is, the laser marking laminate of the present invention has an exothermic melting composition layer containing an absorbing heat generating material and a melting material disposed on a pre-colored substrate. Exists in a state where it becomes opaque by scattering light and conceals the substrate. The exothermic melting composition layer can be made opaque by scattering light, for example, by allowing the melting material to exist in a coarse state. When the laminate for laser marking according to the present invention, in which the exothermic melting composition layer is scattered and opaque, is irradiated with laser light, the absorption heating material irradiated with the laser light in the composition emits laser light. Absorbs and generates heat. The exothermic energy is received and melted by the melting material, and permeates and is absorbed by the pre-colored substrate. As a result, it becomes visible as information due to the contrast between the non-irradiated portion of the laser beam and the portion where the molten material is permeated and absorbed by the laser beam irradiation.
本発明に用いる吸収発熱材は、レーザー光を吸収し、吸収した光エネルギーを熱エネルギーに変換後、該熱エネルギーを融解材に与えて、融解材を融解することが可能な材料である。具体的には、有機顔料、無機顔料、染料、無機材料などが挙げられる。 The absorption heating material used in the present invention is a material that can absorb laser light, convert the absorbed light energy into heat energy, and then apply the heat energy to the melting material to melt the melting material. Specific examples include organic pigments, inorganic pigments, dyes, and inorganic materials.
有機顔料としては、ファストイエローG、ファストイエロー10G、ファストイエローFGL、ピラゾロンオレンジ、ジアニシジンオレンジ、ベンズイミダゾロンオレンジHL、レーキレッド4R、ナフトールカーミンFB、ブリリアントファストスカーレット、メチルバイオレットレーキ、ローダミンBレーキ、ジオキサジンバイオレット、ビクトリアブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、フタロシアニンブルーR、ブリリアントグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン6Yなどが挙げられる。 Organic pigments include fast yellow G, fast yellow 10G, fast yellow FGL, pyrazolone orange, dianisidine orange, benzimidazolone orange HL, lake red 4R, naphthol carmine FB, brilliant fast scarlet, methyl violet lake, rhodamine B lake, Dioxazine violet, Victoria Blue Lake, Peacock Blue Lake, Phthalocyanine Blue R, Brilliant Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalocyanine Green 6Y and the like.
無機顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、塩基性硫酸鉛、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化アンチモン等の白色顔料、沈降性硫酸バリウム、炭酸バリウム、沈降性炭酸カルシウム、珪藻土、タルク、クレー、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナホワイトなどの体質顔料などが挙げられる。 As inorganic pigments, white pigments such as carbon black, titanium oxide, basic lead sulfate, zinc oxide, zinc sulfide, antimony oxide, precipitated barium sulfate, barium carbonate, precipitated calcium carbonate, diatomaceous earth, talc, clay, basic Examples include extender pigments such as magnesium carbonate and alumina white.
無機材料としては、金属単体、金属塩、金属水酸化物、金属の酸化物などが挙げられる。具体的には、金属の単体としては、鉄、亜鉛、スズ、ニッケル、銅、銀、金などが挙げられる。また、金属の塩としては、炭酸銅、炭酸ニッケル、炭酸マンガン、炭酸コバルト、炭酸ランタン、硝酸マグネシウム、硝酸マンガン、硝酸鉄、硝酸カドミウム、硝酸亜鉛、硝酸コバルト、硝酸鉛、硝酸ニッケル、硝酸銅、硝酸パラジウム、硝酸ランタン、酢酸マグネシウム、酢酸マンガン、酢酸カドミウム、酢酸亜鉛、酢酸コバルト、酢酸鉛、酢酸ニッケル、酢酸銅、酢酸パラジウム、塩化銅、塩化鉄、塩化コバルト、塩化ニッケル、塩化銀、塩化亜鉛、リン酸銅、リン酸鉄、リン酸コバルト、ピロリン酸銅、硫酸銅、硫酸鉄、硫酸コバルト、シュウ酸銅、シュウ酸鉄、シュウ酸コバルト、安息香酸銅、安息香酸鉄、安息香酸コバルト、芳香環を有するホスホン酸銅、ケイ酸塩鉱物などが挙げられる。 Examples of inorganic materials include simple metals, metal salts, metal hydroxides, metal oxides, and the like. Specifically, examples of the simple metal include iron, zinc, tin, nickel, copper, silver, and gold. Metal salts include copper carbonate, nickel carbonate, manganese carbonate, cobalt carbonate, lanthanum carbonate, magnesium nitrate, manganese nitrate, iron nitrate, cadmium nitrate, zinc nitrate, cobalt nitrate, lead nitrate, nickel nitrate, copper nitrate, Palladium nitrate, lanthanum nitrate, magnesium acetate, manganese acetate, cadmium acetate, zinc acetate, cobalt acetate, lead acetate, nickel acetate, copper acetate, palladium acetate, copper chloride, iron chloride, cobalt chloride, nickel chloride, silver chloride, zinc chloride , Copper phosphate, iron phosphate, cobalt phosphate, copper pyrophosphate, copper sulfate, iron sulfate, cobalt sulfate, copper oxalate, iron oxalate, cobalt oxalate, copper benzoate, iron benzoate, cobalt benzoate, Examples thereof include copper phosphonate having an aromatic ring and silicate mineral.
金属水酸化物としては、水酸化銅、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、水酸化アンチモン、水酸化コバルト、水酸化ニッケル、水酸化鉄、水酸化ランタンなどが挙げられる。また、金属酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化コバルト、酸化鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化マンガン、酸化モリブテン、酸化ニッケル、酸化銅、酸化パラジウム、酸化ランタン、アンチモン酸化スズ、インジウム酸化スズ、合成ゼオライト、天然ゼオライト、銅−モリブテン複合酸化物などが挙げられる。 Examples of the metal hydroxide include copper hydroxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc hydroxide, antimony hydroxide, cobalt hydroxide, nickel hydroxide, iron hydroxide, and lanthanum hydroxide. Examples of the metal oxide include silicon oxide, aluminum oxide, iron oxide, magnesium oxide, cobalt oxide, lead oxide, tin oxide, indium oxide, manganese oxide, molybdenum oxide, nickel oxide, copper oxide, palladium oxide, lanthanum oxide, Examples thereof include antimony tin oxide, indium tin oxide, synthetic zeolite, natural zeolite, and copper-molybten composite oxide.
本発明に用いる吸収発熱材において、あらかじめ着色された基材と発熱融解組成物層が高いコントラストを得られることが好ましく、融解材が、基材に浸透し吸収された際に、着色された基材の発色を阻害しないものが好ましい。前記観点から、好ましく用いられる吸収発熱材としては、酸化チタン、表面被服マイカなどが挙げられ、カーボンブラックは有色ではあるが、レーザー光を吸収し発熱する能力に優れており、少量の配合で大きな効果を得られるため、特に好ましい。
In the absorption heat generating material used in the present invention, it is preferable that a high contrast is obtained between the pre-colored base material and the exothermic melting composition layer, and when the melting material penetrates the base material and is absorbed, the colored base Those that do not inhibit the color development of the material are preferred. In view of the above, the absorption heat generating material preferably used includes titanium oxide, surface-coated mica, and the like. Although carbon black is colored, it has excellent ability to absorb laser light and generate heat. Since an effect is acquired, it is especially preferable.
本発明に用いる吸収発熱材の配合割合としては、発熱融解組成物全質量に対して、0.1〜20質量%であり、この範囲より小さいと融解材が融解する量が少なくなり、記録された情報が視認しにくくなる傾向が見られ、この範囲より大きいと、吸収発熱材が発する熱エネルギーが大きくなり、融解材の融解する範囲が大きくなり、記録した情報が不鮮明になる傾向が見られる。さらに好ましくは、0.5〜10質量%であり、この範囲にあると、記録画像が鮮明となり、視認性が高くなるため好ましい。 The blending ratio of the absorption heat generating material used in the present invention is 0.1 to 20% by mass with respect to the total mass of the exothermic melting composition. The information tends to be difficult to see, and if it is larger than this range, the heat energy generated by the absorption heating material increases, the melting range of the melting material increases, and the recorded information tends to become unclear. . More preferably, it is 0.5 to 10% by mass, and when it is in this range, the recorded image becomes clear and the visibility becomes high.
本発明に用いる融解材としては、吸収発熱材の発熱エネルギーを受け取り融解でき、あらかじめ着色された基材を隠蔽することができ、さらに、融解した際に基材に浸透することが出来る材料である。具体的には、ワックス類、有機化合物などが挙げられる。本発明で用いることができるワックス類としては、天然ワックス類、合成ワックス類などが挙げられ、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、などが用いられる。また、有機化合物としては、長鎖脂肪酸類及びそのエステル類、アミド類などが挙げられ、例えば、トリラウリン、ミリスチン酸、ベヘン酸、ステアリン酸アミドなどが用いられる。 The melting material used in the present invention is a material that can receive and melt the heat generation energy of the absorbing heat generating material, conceal a previously colored base material, and can penetrate into the base material when melted. . Specific examples include waxes and organic compounds. Examples of the waxes that can be used in the present invention include natural waxes and synthetic waxes. For example, paraffin wax, microcrystalline wax, polyethylene wax, and the like are used. Examples of the organic compound include long chain fatty acids and esters thereof, amides, and the like. For example, trilaurin, myristic acid, behenic acid, stearic acid amide and the like are used.
本発明に用いる融解材は、前記の通り、熱エネルギーを受け取り融解するが、融解材の融点としては、60℃〜200℃であることが好ましい。この範囲より低いとレーザーマーキング用積層体の耐熱性が悪くなる傾向が見られ、この範囲より高いと、融解材が融解するために大きなエネルギーが必要となって融解材が融解する量が少なくなり、記録された情報が視認しにくくなる傾向が見られる。より好ましくは、80℃〜160℃であり、この範囲にあると、耐熱性が十分であり、記録画像が鮮明で視認性が高くなるため好ましい。 As described above, the melting material used in the present invention receives heat energy and melts, but the melting point of the melting material is preferably 60 ° C to 200 ° C. If the temperature is lower than this range, the heat resistance of the laser marking laminate tends to be deteriorated. If the temperature is higher than this range, a large amount of energy is required for the melting material to melt, and the amount of melting of the melting material decreases. The recorded information tends to be difficult to view. More preferably, it is 80 ° C. to 160 ° C., and if it is within this range, the heat resistance is sufficient, and the recorded image is clear and the visibility is high, which is preferable.
本発明に用いる、レーザーマーキング積層体の発熱融解組成物層の厚みとしては、1μm〜50μm程度が好ましい。この範囲より小さいと、あらかじめ着色された基材を隠蔽しにくくなり、記録画像の視認性が劣る傾向が見られ、この範囲より大きいと、融解材を融解し、基材に浸透吸収するために必要となるエネルギーが多くなる傾向がある。さらに好ましくは、5μm〜35μm程度であり、最適には15μm〜30μm程度である。これらの範囲であると、適度なエネルギーで情報の記録が可能となり、記録画像の視認性が十分に得られるため好ましい。 The thickness of the exothermic melting composition layer of the laser marking laminate used in the present invention is preferably about 1 μm to 50 μm. If it is smaller than this range, it will be difficult to conceal the pre-colored base material, and the visibility of the recorded image will tend to be inferior. If it is larger than this range, the melting material will melt and penetrate and absorb into the base material. There is a tendency to require more energy. More preferably, it is about 5 μm to 35 μm, and most preferably about 15 μm to 30 μm. Within these ranges, it is preferable because information can be recorded with appropriate energy and the visibility of the recorded image can be sufficiently obtained.
発熱融解組成物層をあらかじめ着色された基材上に配設する方法の一例としては、融解材を有機溶剤中でボールミルなどにより分散することで、粗粒状態の融解材の有機溶剤分散物が得られる。前記分散物に、吸収発熱材を混合し撹拌することにより、発熱吸収剤組成物の有機溶剤分散物が得られる。発熱吸収剤組成物の有機溶剤分散物を基材上に塗工し乾燥することで、基材を隠蔽する発熱融解組成物層が得られる。 As an example of a method for disposing the exothermic melting composition layer on a pre-colored base material, the melting material is dispersed in an organic solvent by a ball mill or the like, whereby an organic solvent dispersion of the melting material in a coarse state is obtained. can get. An organic solvent dispersion of the exothermic absorbent composition is obtained by mixing and stirring an absorption exothermic material in the dispersion. An organic solvent dispersion of the exothermic absorbent composition is applied onto a substrate and dried to obtain an exothermic melting composition layer that conceals the substrate.
発熱融解組成物層には、マーキングに影響がない程度に、必要に応じて各種添加剤を添加することができる。具体的には、紫外線吸収剤、各種着色剤、分散剤などが挙げられる。 Various additives can be added to the exothermic melting composition layer as needed to the extent that the marking is not affected. Specifically, an ultraviolet absorber, various coloring agents, a dispersing agent, etc. are mentioned.
本発明に用いるあらかじめ着色された基材としては、融解材が融解した際に浸透吸収することが出来、レーザー光未照射部とレーザー光照射により融解材が浸透吸収された部分とのコントラストがあり、マーキングされたことが視認できれば特に限定はなく、着色紙、有色の布類や不織布などを用いることができる。また、レーザー光未照射部とレーザー光照射により融解材が浸透吸収された部分のコントラストにより視認することから、それ自体が光を散乱して基材を隠蔽している発熱融解組成物層とのコントラストがより高くなるため、あらかじめ着色された基材は、明度が低いものを用いることが好ましい。 The pre-colored base material used in the present invention can absorb and absorb when the melting material is melted, and there is a contrast between the laser light non-irradiated portion and the portion where the molten material is permeated and absorbed by laser light irradiation. As long as it can be visually confirmed that the marking has been made, there is no particular limitation, and colored paper, colored cloth, nonwoven fabric, and the like can be used. In addition, since it is visually recognized by the contrast between the laser light non-irradiated portion and the portion where the melting material is permeated and absorbed by the laser light irradiation, the heat-dissipating composition layer that itself scatters light and conceals the substrate. Since the contrast becomes higher, it is preferable to use a pre-colored substrate having low brightness.
本発明のレーザーマーキング用積層体(1)は、図1に示すように、あらかじめ着色された基材(2)に、吸収発熱材(3a)、融解材(3b)を含む発熱融解組成物層(3)、保護層(4)を順次積層された構成が一例として挙げられる。該積層体にレーザー光を照射すると、吸収発熱材がレーザー光を吸収し、その吸収した光エネルギーを熱に変換する。融解材は、吸収発熱材が変換した熱エネルギー受け取り融解し、基材に浸透し吸収されることでマーキング画像等が形成され、記録される。 As shown in FIG. 1, the laser marking laminate (1) of the present invention comprises an exothermic melting composition layer containing an absorbing heat generating material (3 a) and a melting material (3 b) on a pre-colored base material (2). An example is a configuration in which (3) and the protective layer (4) are sequentially laminated. When the laminated body is irradiated with laser light, the absorption heat generating material absorbs the laser light and converts the absorbed light energy into heat. The melting material receives and melts the heat energy converted by the absorption heat generating material, penetrates into the base material and is absorbed, and a marking image or the like is formed and recorded.
本発明のレーザーマーキング用積層体は、耐擦過性、耐水性、耐油性などを持たせる観点から、保護層を設ける。その際、記録画像が鮮明で視認性が高くなることから、透明で、レーザー光を吸収しない保護層であることが好ましい。 The laminate for laser marking of the present invention is provided with a protective layer from the viewpoint of imparting scratch resistance, water resistance, oil resistance and the like. At that time, since the recorded image is clear and visibility is high, the protective layer is preferably transparent and does not absorb laser light.
本発明に用いる保護層は、通常知られている各種コーティング方法等により形成することができる。具体的には、水または有機溶剤を溶媒または分散媒とし、該溶媒または分散媒中に発色する材料を各種混合または分散機を用いて作成した溶液を、あらかじめ着色された基材上に配設した発熱融解組成物層に接してバーコート等のコーティング手法により塗工した後、溶媒または分散媒を除去することによって得ることができる。 The protective layer used in the present invention can be formed by various commonly known coating methods. Specifically, water or an organic solvent is used as a solvent or dispersion medium, and a solution prepared by using various mixing or dispersing machines with a color developing material in the solvent or dispersion medium is disposed on a pre-colored substrate. It can be obtained by removing the solvent or the dispersion medium after coating by the coating technique such as bar coating in contact with the exothermic melting composition layer.
また、重合後、保護層となりうるモノマー、オリゴマーなどを直接または溶剤等に溶解または分散後、基体にバーコート等のコーティング手法により塗工した後、必要に応じて、電子線、紫外線などを照射、熱を加えることにより重合し、目的とする保護層を得ることもできる。保護層を設ける時に、発熱融解組成物層との密着性を挙げるために、一般に知られているアンカー層、プレコート層を設けても良い。 In addition, after polymerization, monomers or oligomers that can serve as a protective layer are dissolved or dispersed directly or in a solvent, etc., and then applied to the substrate by a coating method such as bar coating, and then irradiated with electron beams, ultraviolet rays, etc. The desired protective layer can also be obtained by polymerization by applying heat. When providing a protective layer, a generally known anchor layer or precoat layer may be provided in order to increase adhesion to the exothermic melting composition layer.
その他、保護層として、樹脂フィルム、シート等をそのまま用いても良い。この時、接着層、粘着層等を介して設けても、発熱融解組成物層に直接設けても良い。 In addition, a resin film, a sheet, or the like may be used as it is as the protective layer. At this time, it may be provided via an adhesive layer, an adhesive layer, or the like, or may be provided directly on the exothermic melting composition layer.
本発明に用いる保護層は、さらに、防汚性、耐熱性、耐光性、耐劣化性、ガスバリア性、帯電防止性、耐ブロッキング性などを持たせても良い。また、表面の滑り性、印刷適性を有した表面としても良い。 The protective layer used in the present invention may further have antifouling properties, heat resistance, light resistance, deterioration resistance, gas barrier properties, antistatic properties, blocking resistance, and the like. Moreover, it is good also as a surface with the slipperiness | lubricity of a surface, and printability.
本発明において、照射可能なレーザーとしては、固体レーザー、液体レーザー、ガスレーザー、半導体レーザー、ファイバーレーザー、自由電子レーザー等が挙げられる。 In the present invention, examples of lasers that can be irradiated include solid lasers, liquid lasers, gas lasers, semiconductor lasers, fiber lasers, and free electron lasers.
固体レーザーとしては、ルビーレーザーやYAGレーザー、ダイオード励起固体レーザー等があり、液体レーザーとしては、色素レーザー等がある。更に、ガスレーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、エキシマーレーザー等が挙げられる。また、半導体レーザーとしては、グリーンレーザー、ファイバーレーザーとしては、FAYbレーザー等が挙げられる。 Examples of the solid laser include a ruby laser, a YAG laser, and a diode-excited solid laser, and examples of the liquid laser include a dye laser. Further, examples of the gas laser include a carbon dioxide laser, a helium neon laser, an argon ion laser, and an excimer laser. Examples of the semiconductor laser include a green laser, and examples of the fiber laser include a FAYb laser.
用いることのできるレーザーの波長域としては、500nm〜12000nmであり、その強度は、本発明のレーザーマーキング用積層体にダメージを与えないような出力で、適宜選択して用いられる。好ましく用いられるレーザーの波長域としては、500nm〜1200nmであり、特に好ましく用いられるレーザーの波長域は、500nm〜700nmである。用いるレーザー光として好ましくは、YAGレーザー、グリーンレーザー等である。特に、グリーンレーザーを用いると、レーザー光としての波長が短いため、レーザー光照射の径を小さくすることができ、記録が鮮明になり、更に、単位出力あたりの照射エネルギーが大きいため、出力を低くした状態で記録できるため、特に好ましい。 The wavelength range of the laser that can be used is 500 nm to 12000 nm, and the intensity thereof is appropriately selected and used with an output that does not damage the laminate for laser marking of the present invention. The wavelength range of the laser that is preferably used is 500 nm to 1200 nm, and the wavelength range of the laser that is particularly preferably used is 500 nm to 700 nm. The laser light used is preferably a YAG laser, a green laser or the like. In particular, when using a green laser, the wavelength of the laser light is short, so the diameter of the laser light irradiation can be reduced, the recording becomes clear, and the irradiation energy per unit output is large, so the output is low. It is particularly preferable because it can be recorded in the same state.
本発明のレーザーマーキング用積層体にマーキングする方法としては、以下の工程を経ることにより行われる。即ち、該レーザーマーキング用積層体に、前記照射可能なレーザーから発せられるレーザー光を照射し、吸収発熱材がレーザー光を吸収し発熱する。続いて発熱したエネルギーを融解材が受け取り、受け取った熱により融解材が融解し、あらかじめ着色された基材に浸透して吸収されることにより目的とする情報などを記録する。 As a method of marking on the laser marking laminate of the present invention, the following steps are performed. That is, the laser marking laminate is irradiated with laser light emitted from the irradiable laser, and the absorption heating material absorbs the laser light and generates heat. Subsequently, the melting material receives the generated energy, and the melting material is melted by the received heat, and penetrates the pre-colored base material to be absorbed, thereby recording target information and the like.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
(実施例1)
(発熱融解組成物塗工液の作製)
ポリエチレンワックス(融点100℃ 融解材) 50質量部
エチルセルロース 5重量部
カーボンブラック(吸収発熱材) 0.5質量部
メチルエチルケトン 50質量部
上記成分をボールミルにて1時間攪拌混合をし、発熱融解組成物塗工液を得た。
(発熱融解組成物層の作製)
基材としてあらかじめ赤色に着色された着色紙上に、前記発熱融解組成物塗工液を塗工し、室温で乾燥することにより、あらかじめ着色された基材が、発熱融解組成物で淡灰色色に隠蔽された、基材の上に発熱融解組成物層を設けた積層体を得た。この時、発熱融解組成物層の厚みは、25μmであった。
(レーザーマーキング用積層体の作製)
アクリル系粘着剤溶液(積水化学工業(株)社製 エスダイン7850 45質量%トルエン・酢酸エチル溶液)を透明な50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗工し、室温で乾燥することにより、透明なフィルム上に粘着剤層を設けた。このフィルムを、前記発熱融解組成物層の上に、ラミネータを用いて貼り合わせ、保護層を設け、レーザーマーキング用積層体を得た。
この積層体に、グリーンレーザー光照射装置(SUNX社製 LP-G050 レーザー波長:655nm、パワー:1.0W、スキャンスピード:500mm/s、印字パルス周期:50μs、焦点距離:225mm)によりレーザー光を保護層側から照射し、照射したレーザー光を吸収発熱材が吸収し発熱させ、発熱したエネルギーを融解材であるポリエチレンワックスが受け取り、受け取った熱によりポリエチレンワックスが融解し、基材に浸透し吸収されることで、レーザーマーキングを行った。マーキングしたところの記録状態を目視により確認したところ、レーザー光を照射した部分が赤色になり照射していない部分が淡灰色のままである、鮮明で視認性の高い記録画像が得られていることが確認できた。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
Example 1
(Preparation of exothermic melting composition coating solution)
Polyethylene wax (melting point 100 ° C. Melting material) 50 parts by weight Ethylcellulose 5 parts by weight Carbon black (absorption heat generating material) 0.5 part by weight Methyl ethyl ketone 50 parts by weight The above ingredients are stirred and mixed in a ball mill for 1 hour, and an exothermic melting composition is applied. A working solution was obtained.
(Preparation of exothermic melting composition layer)
By applying the exothermic melting composition coating solution on a colored paper that has been colored red in advance as a base material and drying at room temperature, the pre-colored base material becomes a light gray color with the exothermic melting composition. A concealed laminate having an exothermic melting composition layer provided on a substrate was obtained. At this time, the thickness of the exothermic melting composition layer was 25 μm.
(Production of laser marking laminate)
An acrylic pressure-sensitive adhesive solution (Esdyne 7850 45% by mass toluene / ethyl acetate solution manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is coated on a transparent 50 μm polyethylene terephthalate film and dried at room temperature to obtain a transparent film. Was provided with an adhesive layer. This film was laminated on the exothermic melting composition layer using a laminator, a protective layer was provided, and a laser marking laminate was obtained.
Laser light is applied to this laminate by a green laser light irradiation device (LP-G050 manufactured by SUNX, laser wavelength: 655 nm, power: 1.0 W, scan speed: 500 mm / s, print pulse cycle: 50 μs, focal length: 225 mm). Irradiated from the protective layer side, the absorbed laser beam is absorbed by the heat generating material to generate heat, and the generated heat is received by the polyethylene wax that is the melting material, and the polyethylene wax melts by the received heat and penetrates into the substrate and absorbs it. As a result, laser marking was performed. When the recorded state of the marked part is visually confirmed, a clear and highly visible recorded image is obtained in which the part irradiated with the laser light turns red and the part not irradiated remains light gray. Was confirmed.
(実施例2)
実施例1のレーザーマーキング用積層体を用い、レーザー照射を以下の条件で行った。YAGレーザー光照射装置(SUNX社製 LP-V10U レーザー波長:1060nm、パワー:2.4W、スキャンスピード:300mm/s、印字パルス周期:20μs、焦点距離:190mm)によりレーザー光を保護層側から照射し、レーザーマーキングを行った。マーキングしたところの記録状態を目視により確認したところ、レーザー光を照射した部分が赤色になり照射していない部分が淡灰色のままである、鮮明で視認性の高い記録画像が得られていることが確認できた。
(Example 2)
Using the laser marking laminate of Example 1, laser irradiation was performed under the following conditions. Laser light is irradiated from the protective layer side by a YAG laser light irradiation device (LP-V10U manufactured by SUNX, laser wavelength: 1060 nm, power: 2.4 W, scan speed: 300 mm / s, printing pulse cycle: 20 μs, focal length: 190 mm) Then, laser marking was performed. When the recorded state of the marked part is visually confirmed, a clear and highly visible recorded image is obtained in which the part irradiated with the laser light turns red and the part not irradiated remains light gray. Was confirmed.
(実施例3)
ポリエチレンワックスを脂肪酸アマイド(融点145℃)とした以外は、実施例1と同じ方法で、レーザーマーキング用積層体を得た。さらに、実施例2と同じ方法で、レーザー照射を行った。 マーキングしたところの記録状態を目視により確認したところ、レーザー光を照射した部分が赤色になり照射していない部分が淡灰色のままである、鮮明で視認性の高い記録画像が得られていることが確認できた。
(Example 3)
A laser marking laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polyethylene wax was fatty acid amide (melting point: 145 ° C.). Further, laser irradiation was performed in the same manner as in Example 2. When the recorded state of the marked part is visually confirmed, a clear and highly visible recorded image is obtained in which the part irradiated with the laser light turns red and the part not irradiated remains light gray. Was confirmed.
(実施例4)
吸収発熱剤を表面被服マイカ(LAZERFLAIR820 メルク社) 2.0重量部 分散剤として、ソルビタンモノステアレート 0.05 重量部 とした以外は、実施例1と同じ方法で、レーザーマーキング用積層体を得た。さらに、実施例2と同じ方法で、レーザー照射を行った。
マーキングしたところの記録状態を目視により確認したところ、レーザー光を照射した部分が赤色になり照射していない部分が白色のままである、鮮明で視認性の高い記録画像が得られていることが確認できた。
Example 4
Surface-coated mica (LAZERFLAIR820 Merck) 2.0 parts by weight Absorbing exothermic agent was used in the same manner as in Example 1 except that 0.05 part by weight of sorbitan monostearate was obtained as a dispersant. It was. Further, laser irradiation was performed in the same manner as in Example 2.
When the recorded state of the marking is confirmed by visual observation, it is confirmed that a clear and highly visible recorded image is obtained in which the portion irradiated with the laser light turns red and the portion not irradiated remains white. It could be confirmed.
(実施例5)
ポリエチレンワックスをエルカ酸アミド(融点80℃)とした以外は、実施例1と同じ方法で、レーザーマーキング用積層体を得た。さらに、実施例1と同じ方法で、レーザー照射を行った。
マーキングしたところの記録状態を目視により確認したところ、レーザー光を照射した部分が赤色になり照射していない部分が淡灰色のままである、鮮明で視認性の高い記録画像が得られていることが確認できた。
(Example 5)
A laser marking laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyethylene wax was erucic acid amide (melting point: 80 ° C.). Further, laser irradiation was performed in the same manner as in Example 1.
When the recorded state of the marked part is visually confirmed, a clear and highly visible recorded image is obtained in which the part irradiated with the laser light turns red and the part not irradiated remains light gray. Was confirmed.
(比較例1)
カーボンブラックを用いなかった以外は、実施例1と同じ方法で、レーザーマーキング用積層体を得た。さらに、この積層体に実施例1と同じ方法で、レーザー照射を行ったが、マーキングすることが出来なかった。
(Comparative Example 1)
A laminate for laser marking was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black was not used. Further, this laminate was irradiated with laser in the same manner as in Example 1, but could not be marked.
(比較例2)
12μmのPETフィルム基体上に、二酸化チタン8部(石原産業(株)社製 吸収発熱する材料)をエスダイン#7850、204部(積水フーラー(株)社製、アクリル酸エステル樹脂、固形分45質量%、発色する材料)中に分散した溶液を、バーコートにより塗工し、溶剤を熱風により除去し、25μmの厚みで設け、レーザー光吸収発熱発色層を持つ従来のレーザーマーキング用積層体を得た。この積層体に、実施例1と同じ条件でレーザー光を照射し、レーザーマーキングを行った。マーキングしたところの記録状態を目視により確認したところ、吸収発熱する材料と発色する材料が混在し、吸収発熱する材料と発色する材料が点在するため、照射されたエネルギーが完全に発色する材料に利用されず、発色濃度が低く、コントラストの低い記録物が得られていることを確認した。
(Comparative Example 2)
On a 12 μm PET film substrate, 8 parts of titanium dioxide (material that absorbs and generates heat by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), 204 parts (by Sekisui Fuller Co., Ltd., acrylate resin, solid content 45 mass) %, The solution dispersed in the material) is applied by bar coating, the solvent is removed by hot air, and the layer is provided with a thickness of 25 μm, and a conventional laser marking laminate having a laser light absorption exothermic coloring layer is obtained. It was. This laminate was irradiated with laser light under the same conditions as in Example 1 to perform laser marking. When the recorded state of the marking is visually confirmed, the material that absorbs and generates heat and the material that develops color are mixed, and the material that absorbs and generates heat and the material that develops color are scattered. It was confirmed that a recorded material having a low color density and a low contrast was obtained without being used.
実施例1〜5及び、比較例1〜2のレーザー光を照射しマーキングしたところの記録状態を目視により評価した結果を(表1)に示す。
記録の視認性:レーザー光を照射した部分の記録画像の視認性を目視により評価した。
◎:記録画像のコントラストが高く、十分な視認性がある。
△:記録画像のコントラストが低く、視認しにくい。
×:記録画像のコントラストがとれず、視認できない。
記録の鮮明性:レーザー光を照射した部分の記録画像の鮮明性を目視により評価した。
◎:記録画像の解像度が高く、非常に鮮明。
○:記録画像の解像度がやや高く、鮮明。
△:記録画像の解像度がやや低く、やや不鮮明。
×:記録画像が得られていない。
Table 1 shows the results of visual evaluation of the recorded state when the laser beams of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were irradiated and marked.
Visibility of recording: Visibility of a recorded image of a portion irradiated with laser light was visually evaluated.
A: The contrast of the recorded image is high and there is sufficient visibility.
(Triangle | delta): The contrast of a recorded image is low and it is hard to visually recognize.
X: The contrast of the recorded image cannot be taken and cannot be visually recognized.
Sharpness of recording: The sharpness of the recorded image of the portion irradiated with the laser beam was visually evaluated.
A: The resolution of the recorded image is high and very clear.
○: The resolution of the recorded image is slightly high and clear.
Δ: The resolution of the recorded image is slightly low and slightly unclear.
X: A recorded image is not obtained.
表1の結果から明らかなように、実施例1〜5の本発明のレーザーマーキング用積層体は、レーザー光を照射して得られた記録画像は、鮮明で視認性の高いものとなった。一方、比較例1、2のレーザーマーキング用積層体は、記録画像が得られないか、得られても不鮮明で、視認しにくいものであった。 As is clear from the results in Table 1, the recorded images obtained by irradiating the laser beams with the laser marking laminates of Examples 1 to 5 were clear and highly visible. On the other hand, the laminates for laser marking of Comparative Examples 1 and 2 were not able to obtain a recorded image or were unclear even when obtained, and were difficult to visually recognize.
本発明は、製品の管理や品質保証の目的で、製品の包装や、包装に使われるフィルムなどに、製造番号や賞味期限等の情報を記録する各種マーキング材料として、利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as various marking materials for recording information such as production numbers and expiration dates on product packaging and film used for packaging for the purpose of product management and quality assurance.
1…レーザーマーキング用積層体
2…あらかじめ着色された基材
3a…吸収発熱材
3b…融解材
3…発熱融解組成物層
4…保護層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser marking laminated body 2 ... Pre-colored base material 3a ... Absorption
Claims (4)
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-
2011
- 2011-07-21 JP JP2011160190A patent/JP2013022849A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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