JP2016007729A - マーキング、マーキング方法、およびインクジェットプリンタ - Google Patents
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Abstract
低温保管しなければならない医薬品、冷凍食品が規定温度以上の高温にさらされたことを発色により示すサーモクロミックマーキングにおいて、
高速で、且つ平坦でない部材にも印字可能で、しかも扱いを簡便にするためマーキングに用いる材料を常温に貯蔵していても印字前に発色してしまわないサーモクロミックマーキング方法の開発、及びそのマーキングを可能とする装置。
【解決手段】
基材に形成されるマーキングにおいて、
前記マーキングが前記基材の上に形成される顕色剤層、
バリア層、発色剤層からなり、
前記バリア層が前記顕色剤層と発色剤層に相溶せず、
前記顕色剤層と発色剤層が接すると発色剤層が発色することを特徴とするマーキング、
及び前記マーキングを形成する装置。
【選択図】図1
Description
大きく分けて2種類あるのでそれぞれごとに説明する。
始めに印字機材の表面に対して、顕色剤の層を形成する。保存温度に冷却した後、顕色剤層の上に、ある一定温度以上になると溶解、或いは軟化するバリア層を形成する。最後に発色剤を帯電制御方式のインクジェットプリンタ等により印字する。
電制御方式のインクジェットプリンタ等を用いて発色剤層を形成し、保存温度に冷却した後に、ある一定温度以上になると溶解、或いは軟化するバリア層を設け、その後顕色剤層を形成する。
本発明の構造を改良することにより複数の温度履歴情報を得ることが可能となる。溶解、或いは軟化する温度の異なるバリア層を用いる。
次に本発明のマーキングに用いる発色剤層、顕色剤層、バリア層を形成するための材料について説明する。
ここに示す材料は、通常目視では無色、或いは淡色であるが、酸性物質、或いは塩基性物質に触れることにより構造が変化し目視で発色する物質が該当する。ただし、ここではおおよそpH5以上pH8未満の中性付近ではほぼ無色或いは淡色で、おおよそpH5未満で発色する物質を「酸性材料に触れて発色する物質」とし、おおよそpH8以上で発色する物質を「塩基性材料に触れて発色する物質」とする。また物質によっては酸性、中性付近、塩基性でそれぞれ異なる発色を示す化合物もあるので、「酸性材料に触れて発色する物質」と「塩基性材料に触れて発色する物質」両方に記す物質もある。
これに該当する物質としては、メチルバイオレットカルビノールベース、マラカイトグリーンカルビノールベース、チモールブルー、メチルイエロー、メチルオレンジ等が挙げられる。
チモールブルー、フェノールレッド、フェノールフタレイン、ナフトールフタレイン、クレゾールレッド、アリザニンイエロー等が挙げられる。
ここに示す材料は酸性物質、或いは塩基性物質であり、これもマーキング形成後の商品を種々の角度に傾けて保管する時に流れてしまったりしないよう商品の保管環境では固体のものが望ましい。例えば、商品を常温で保管する場合には、常温(おおよそ30℃以下)では固体のものが望ましい。また、ほぼ均一な層構造を形成するため非晶質であることが望ましい。
これに該当する酸性物質としては、カルボキシル基やスルホン酸基を有する高分子が挙げられる。具体的には、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、スチレンとポリアクリル酸の共重合物、アクリル酸メチルとアクリル酸の共重合物、アクリル酸エチルとアクリル酸の共重合物、アクリル酸プロピルとアクリル酸の共重合物、アクリル酸ブチルとアクリル酸の共重合物、アクリル酸ヘキシルとアクリル酸の共重合物、アクリル酸オクチルとアクリル酸の共重合物、メタクリル酸メチルとアクリル酸の共重合物、メタクリル酸エチルとアクリル酸の共重合物、メタクリル酸プロピルとアクリル酸の共重合物、メタクリル酸ブチルとアクリル酸の共重合物、メタクリル酸ヘキシルとアクリル酸の共重合物、メタクリル酸オクチルとアクリル酸の共重合物、スチレンとポリメタクリル酸の共重合物、アクリル酸メチルとメタクリル酸の共重合物、アクリル酸エチルとメタクリル酸の共重合物、アクリル酸プロピルとメタクリル酸の共重合物、アクリル酸ブチルとメタクリル酸の共重合物、アクリル酸ヘキシルとメタクリル酸の共重合物、アクリル酸オクチルとメタクリル酸の共重合物、メタクリル酸メチルとメタクリル酸の共重合物、メタクリル酸エチルとメタクリル酸の共重合物、メタクリル酸プロピルとメタクリル酸の共重合物、メタクリル酸ブチルとメタクリル酸の共重合物、メタクリル酸ヘキシルとメタクリル酸の共重合物、メタクリル酸オクチルとメタクリル酸の共重合物、スチレンとスチレンスルホン酸の共重合物、アクリル酸メチルとスチレンスルホン酸の共重合物、アクリル酸エチルとスチレンスルホン酸の共重合物、アクリル酸プロピルとスチレンスルホン酸の共重合物、アクリル酸ブチルとスチレンスルホン酸の共重合物、アクリル酸ヘキシルとスチレンスルホン酸の共重合物、アクリル酸オクチルとスチレンスルホン酸の共重合物、メタクリル酸メチルとスチレンスルホン酸の共重合物、メタクリル酸エチルとスチレンスルホン酸の共重合物、メタクリル酸プロピルとスチレンスルホン酸の共重合物、メタクリル酸ブチルとスチレンスルホン酸の共重合物、メタクリル酸ヘキシルとスチレンスルホン酸の共重合物、メタクリル酸オクチルとスチレンスルホン酸の共重合物、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリビニルフェノール等が挙げられる。
次に塩基性物質としては、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、キトサン、ポリリシン、ポリアルギニン、ポリアニリン等のアミノ基を有する高分子が挙げられる。また、
常温で固体の脂肪族ジアミン、具体的にはジアミノヘキサン、ジアミノオクタン、ジアミノデカン、ジアミノドデカン等も結晶性が低いので顕色剤層が形成しやすく好適である。
ここに示す材料は顕色剤層、発色剤層の間に設けられ、規定の温度になるまでは両者が接触しないようにバリアの役目を果たす。また、バリア層材料はカルボキシル基やスルホン酸基、フェノール性水酸基といった酸性基や、アミノ基のような塩基性基を極力持たない構造が好ましい。これはバリア層が軟化、或いは溶解しなくても、これら酸性基、或いは塩基性基が発色剤と反応して、発色剤が着色してしまう可能性があるからである。
例えば、肉類を原料とする冷凍食品の場合は−16℃前後なので、融点が−16℃の1−オクタノール、或いは2−オクタノンといった化合物をバリア層に設ける。魚介類でもう少し低温で保管する場合は、融点が−23℃の3−オクタノンが候補となる。炭水化物系の商品の場合、もう少し高温で保管を考える場合は融点が−12℃のドデカンが候補となる。これらバリア材料はそれのみで使用することも可能であるが、それよりも高融点の化合物を混合させることにより結晶性が低下し、非晶質性となるため、バリア層が緻密となり、発色剤層と顕色剤層の間の遮蔽性が向上するので好ましい。
顕色剤層はフィルム上に形成することにより、商品に貼付しやすくなる。
例えば図2に示すように初めに商品に顕色剤層が貼付される場合、フィルムの顕色剤層の形成されていない面は接着層を形成しておく。これにより顕色剤層を有するフィルムが商品に容易に貼付しやすくなる。また図7に示すように発色剤層、バリア層を形成した後で顕色剤層を形成する場合は、顕色剤層を形成している面と同じ側に、商品と接着するための接着層部位を設けることにより、商品への貼付が容易となる。
図4、7に示すカバー層6は発色剤層の発色が目視で確認できるよう、目視で透明或いは淡色であることが望まれる。人間の目は400〜700nmの波長の可視光に対する感受性が高いので、この波長域で極力吸収の無い材料がカバー層材料の候補となる。また視認性を高めるため結晶性の高い材料よりは非晶質の材料の方が好ましい。具体的には結晶性の高分子であるポリエチレンやポリプロピレン等よりは、非晶質のPET樹脂、或いはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等が好ましい。ただ、結晶性の樹脂でもカバー層を薄く形成することにより、光の透過性を向上させることによって使用は可能である。
次に、本発明のマーキングを形成する装置について説明する。
顕色剤層を形成する場合は、図1に示すように顕色剤材料を直接商品の基材上に塗布する場合、及び図2に示すように顕色剤層を形成したフィルムを貼付する場合で装置が異なる。そこで、それぞれについて説明する。
図10は本発明のマーキング形成装置の層形成機構の模式図である。
図11は本発明のマーキング形成装置の顕色剤層形成機構の模式図である。
発色剤層を形成する装置は、単に温度上昇によるバリア層の軟化、溶解による色調の変化を所望する場合は目視しやすいようベタ塗りが好適である。この場合は上記顕色剤層を形成する装置が有効である。
(3)カバー層を形成する装置
カバー層は樹脂を何らかの有機溶媒に溶解し、その溶液をディスペンサー等を使って、マーキングの上に流しこむ。その後、乾燥して内部に含まれている有機溶媒を揮発させることによりカバー層を形成することができる。また光等のエネルギーを利用して光硬化させる等の汎用の方法で形成することができる。
本発明の具体的な実施例を以下に示す。
顕色剤材料として平均分子量250,000のポリアクリル酸(10g)を水(190g)と混合し、約60℃に加温しながらオーバーヘッドスターラーで撹拌してポリアクリル酸を溶解させ、5重量%ポリアクリル酸水溶液を調製する。これを図10に示す装置に充填し、厚さ125μmで、裏面に粘着層と離形フィルムを有するPETフィルムに溶液厚さが約40μmとなるよう塗布する。塗布後、60℃で8時間乾燥し、平均厚さが2μmのポリアクリル酸からなる顕色剤層がPETフィルム上に形成される。このPETフィルムを図11に示す装置で医薬品の紙パッケージに貼付する。
サーモクロミックマーキングが完了した医薬品の紙パッケージを室温25℃の部屋に移す。すると、移して約1分後、サーモクロミックマーキングを形成した部分に緑色で数字の「123456789」が現れた。再び室温5℃の部屋に戻したが数字は消えなかった。
顕色剤材料として実施例1と同様に平均分子量250,000のポリアクリル酸(10g)を水(190g)と混合し、約60℃に加温しながらオーバーヘッドスターラーで撹拌してポリアクリル酸を溶解させ、5重量%水溶液を調製する。これを図10に示す装置に充填し、厚さ125μmで裏面に粘着層と離形フィルムを有するPETフィルムに溶液厚さが約40μmとなるよう塗布する。塗布後、60℃で8時間乾燥し、平均厚さが2μmのポリアクリル酸からなる顕色剤層がPETフィルム上に形成される。このPETフィルムを図11に示す装置で冷凍食品のPETフィルムパッケージに貼付する。
サーモクロミックマーキングが完了した冷凍食品のPETフィルムパッケージを室温5℃の部屋に移す。すると、移して約1分後、サーモクロミックマーキングを形成した部分に緑色で数字の「123456789」が現れた。再び室温-20℃の部屋に戻したが数字は消えなかった。
2…顕色剤層
3…バリア層
4…発色剤層
6…カバー層
10…ホッパー
11…開口部
12…顕色剤
13…スキージ
14…円筒
15…回転カッター
16…刃
17…フィルム端部貼付部位
18…回転カッターの刃
19…顕色剤層が形成されたフィルム基材
20…粘着層
21…離形フィルム
22…インク滴
23…ノズル
24…帯電電極
25…偏向電極
26…被印字物
27…ガター
28…インクジェットプリンタの本体
29…インクジェットヘッド
30…インク供給路
31…供給ポンプ
32…調整弁
33…サブ容器
34…インク補給路
35…インク回収路
36…回収ポンプ
37…メイン容器
42…吸引ポンプ
45…冷却部分
Claims (15)
- 基材上に規定した温度以上になると発色するマーキングを形成する方法において、
前記基材に顕色剤または発色剤を含む第1の部材を形成する第1の工程と、
前記第1の部材を被覆するバリア層を形成する第2の工程と、
前記バリア層に顕色剤または発色剤のうち前記第1の部材と異なる方を含む第2の部材を形成する第3の工程とを備え、
前記第1の工程または第3の工程の少なくとも片方は、
前記顕色剤または発色剤を含む液体を液滴化する工程と、
前記液体の液滴を前記基材またはバリア層に被着させる工程と、
を有することを特徴とするマーキング方法。 - マーキング形成中の前記マーキングの発色を防ぐために、前記液体またはバリア層の少なくとも一部を冷却することを特徴とする、
請求項1記載のマーキング方法。 - 前記発色剤として、酸性物質あるいは塩基性物質に触れることにより構造が変化し目視で発色する物質を用い、
前記発色剤を含む溶液を前記液体として用いることを特徴とする、
請求項1記載のマーキング方法。 - 前記第2の工程および前記第3の工程は、摂氏10℃以下の環境温度下で実行されることを特徴とする、
請求項1記載のマーキング方法。 - 前記第2の工程および前記第3の工程は、摂氏0℃以下の環境温度下で実行されることを特徴とする、
請求項1記載のマーキング方法。 - インクを格納するインク容器と、前記インクの液滴を吐出するインクジェットヘッドと、前記インク容器から前記インクジェットヘッドに前記インクを供給するインク供給路を有し、前記インクの液滴により被印字物上に任意のパターンを形成するインクジェットプリンタであって、
前記インクの少なくとも一部を、摂氏15℃未満の温度に保持するよう冷却可能な冷却装置を有することを特徴とする、インクジェットプリンタ。 - 前記インクの少なくとも一部を、摂氏0℃以下の温度に保持するよう冷却可能な冷却装置を有することを特徴とする、
請求項6記載のインクジェットプリンタ。 - 前記冷却装置は、
冷媒を循環させる冷媒経路を備え、前記冷媒を圧縮、液化、減圧、気化させることにより冷却を行うことを特徴する、
請求項6記載のインクジェットプリンタ。 - 前記インクに圧力を印加するために前記インク供給路に設けられた供給ポンプを有し、
前記供給ポンプを冷却するポンプ冷却装置、および、前記供給ポンプを断熱するポンプ断熱部材の少なくとも一つを有する、
請求項6記載のインクジェットプリンタ。 - 前記インク容器を内蔵する本体と、前記インクジェットヘッドとの間の少なくとも一部に断熱壁を有する、
請求項6記載のインクジェットプリンタ。 - 基材に形成されるマーキングにおいて、
前記マーキングが前記基材の上に形成される顕色剤層、バリア層、発色剤層からなり、
前記バリア層は第1の温度では前記顕色剤層と発色剤層とを非接触に保ち、第2の温度では前記顕色剤層と発色剤層とを接触させる構成を有し、
前記顕色剤層および発色剤層のうち少なくとも一方は複数のドット形状で形成され、該複数のドットにより所定パターンが形成されており、
前記第2の温度で前記顕色剤層と発色剤層が接すると前記発色剤層が発色し、前記所定パターンを可視化することを特徴とするマーキング。 - 請求項11記載のマーキングにおいて、
前記基材の上に前記顕色剤層が形成されており、
前記顕色剤層の上に前記バリア層が形成されており、
前記バリア層の上に前記発色剤層が形成されており、
前記顕色剤層、バリア層、および発色剤層がカバー層によって覆われていることを特徴とするマーキング。 - 請求項11記載のマーキングにおいて、
前記顕色剤層が裏面に接着剤層を有し、表面に前記顕色剤からなる層を形成されたフィルムで形成されていることを特徴とするマーキング。 - 前記バリア層が炭素数10〜18の炭化水素を少なくとも一種含むことを特徴とする請求項11記載のマーキング。
- 前記発色剤層が酸性物質と接触すると発色する物質である場合、前記発色剤層に塩基性の高分子が混合されていることを特徴とする請求項11記載のマーキング。
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