JP2017124499A - レーザー印字用積層フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】メインの印刷絵柄を視認できる側とは反対側からのレーザー印字において、安定した印字品質が得られる、レーザー印字用積層フィルムを提供する。【解決手段】プラスチックフィルム１、および印刷絵柄層２、および印字剤層３、および白インキ層４を備えるレーザー印字用積層フィルム１０であって、積層フィルム１０への印字は、印刷絵柄層２を視認できる側とは反対側からレーザー照射して行うものであり、レーザー照射する側から、白インキ層４、印字剤層３、印刷絵柄層２、プラスチックフィルム１、もしくは印字剤層３、プラスチックフィルム１、白インキ層４、印刷絵柄層２の順に積層されている。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー印字用積層フィルムに関するものである。とくに、印刷された絵柄を視認できる面とは反対側の面からのレーザー照射で印字して、レーザー照射面からの情報の視認が可能な、レーザー印字用積層フィルムに関するものである。

レーザー印字は、ワークピースや材料にレーザービームを照射して印字やマーキングを行なうものであり、様々な用途に用いられている。その特徴はたとえば、印字の高速性や精度、経済性や改竄のしにくさなどであって、印字やマーキング方法の一つとして広く定着している。

たとえば、包装材料などの場合には積層フィルムを材料として用いることもでき、その場合、積層フィルムにレーザー印字を行なうためには、特許文献にも示されるように、レーザー照射により発色する印字剤層を設けて、その部分にレーザー照射して、所望の印字あるいはマーキングを行なうことが一般的である。
一般的な印字剤は白色の色味であり、レーザー照射により周辺の樹脂を炭化させることにより発色して印字がなされる。このコントラストを更に強化し発色を安定させるために、印字剤の下地として白インキが利用されることもあった。

一方、レーザー印字面を包装材料のメインの絵柄面ではなく、反対側の面から視認できることが求められる用途もある。このような用途にはたとえば、ハム、ソーセージ等の深絞りの蓋において、メインの印刷絵柄は底材側から視認でき、成分表示や賞味期限表示、ロットなどを蓋材側から視認することのできる用途や、懸賞付きピロー袋などにおいて、メインの印刷絵柄は外側から視認でき、当たり外れなどの情報は内側からのみ視認できるようになっているなどの用途などがある。

このような用途の場合には、従来は白インキ層を設けて、その上に印字剤層を設けるなどするのが一般的であったが、印字剤は白インキに吸収されやすく、また顔料粒子の粗い白インキにおいてはレベリングも充分ではなく、その結果、印字剤層が均一に形成されにくく、レーザー印字も発色が薄かったり、印字そのものにも支障をきたすなどの問題が指摘されてきた。

発色改善のために、レーザーの出力を上げる方法をとる場合には、エネルギー過多となってフィルムに穴が開くなどの損傷を与えたり、印字の表面状態が荒れるなどのおそれがあり、またたとえば、包装材料にガスバリア性のフィルムを用いている場合には、ガスバリア層が破壊されて、包装材料としての性能低下をきたす恐れもある。

特開２００２−２７８３２号公報

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、メインの印刷絵柄を視認できる側とは反対側からのレーザー印字において、安定した印字品質が得られる、レーザー印字用積層フィルムを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、レーザー印字用積層フィルムであって、この積層フィルムが備えるのは、プラスチックフィルム、および印刷絵柄層、および印字剤層、および白インキ層であり、前記積層フィルムへの印字は、印刷絵柄層を視認できる側とは反対側からレーザー照射して行うのであり、レーザー照射する側から、白インキ層、印字剤層、印刷絵柄層、プラスチックフィルム、もしくは印字剤層、プラスチックフィルム、白インキ層、印刷絵柄層の順に積層されていることを特徴とする、レーザー印字用積層フィルムである。

また、請求項２に記載の発明は、前記印刷絵柄層は、プラスチックフィルムに裏刷りで設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー印字用積層フィルムである。

また、請求項３に記載の発明は、前記印刷絵柄層は、プラスチックフィルムに配置された白インキ層の上に、表刷りで設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー印字用積層フィルムである。

本発明によれば、メインの印刷絵柄を視認できる側とは反対側からのレーザー印字において、安定した印字品質が得られる、レーザー印字用積層フィルムを提供することが可能である。

図１は本発明に係るレーザー印字用積層フィルムの、一実施形態例を説明するための部分断面模式図である。 図２は本発明に係るレーザー印字用積層フィルムの、他の実施形態例を説明するための部分断面模式図である。

以下本発明を実施するための形態について、図１および図２を参照しながら詳細な説明を加える。ただし、本発明はここに示した例にのみ限定されるものではなく、請求項によって限定されるものである。

図１は本発明に係るレーザー印字用積層フィルムの、一実施形態例を説明するための部分断面模式図である。レーザー印字用積層フィルム（１０）は、プラスチックフィルム（１）、印刷絵柄層（２）、および印字剤層（３）、および白インキ層（４）を備える。ここに示した例では、白インキ層（４）の上に接着剤層（５）を介して、シーラント層（６）が積層されている。ここで印刷絵柄層（２）は、メインの印刷絵柄を表示する層である。
シーラント層（６）は、レーザー印字用積層フィルム（１０）を製袋して包装材料として用いる場合に用いられる層であって、レーザー印字用積層フィルム（１０）をシーラント層（６）同士が対向するように重ね合わせ、ヒートシールすることによって製袋を行なうことができる。
またシーラント層（６）は、あらかじめ製膜されたフィルムを接着剤層（５）を介して積層するのでもよく、押出機などを用いて積層フィルム上に直接層形成して積層するのでもよい。

ここに示す実施形態例では、印刷絵柄層（２）の視認はプラスチックフィルム（１）側から行なうことができる。したがって、印刷絵柄層（２）は、プラスチックフィルム（１）に裏刷り(絵柄を表裏逆に印刷)することによって形成される。
すなわちここに示すレーザー印字用積層フィルム（１０）を製袋して包装材料として用いる場合には、包装袋外側からの印刷絵柄層（２）の視認が可能である。またレーザー印字はレーザー光（７）を、印刷絵柄層（２）を視認できる側とは反対側から照射して行なう。すなわち、印字は、シーラント層（６）側である包装袋内側からの印字視認が可能である。

また図１に示す実施形態例では、レーザー印字用積層フィルム（１０）はレーザー光（７）の照射側から、シーラント層（６）、接着剤層（５）、白インキ層（４）、印字剤層（３）、印刷絵柄層（２）プラスチックフィルム（１）の順に積層されている。このうち、印字およびその視認に係る層は、白インキ層（４）、印字剤層（３）、印刷絵柄層（２）、プラスチックフィルム（１）の４層であって、本発明においての一実施形態例では、この順に積層する。

レーザー印字用積層フィルム（１０）を、このような順の層構成にすることによって、印字剤層（３）の形成は、印刷絵柄層（２）上になされることになって、白インキ層（４）上に形成する場合に比べて、白インキ層（４）に吸収される事や白インキ層（４）の表面が粗であることに影響を受けることが少なくなり、表面が平滑で均一な塗膜を形成することが可能になる。

印字剤層（３）が、表面が平滑で均一な塗膜として形成されることによって、レーザー光（７）による印字が行なわれる際も、より鮮明でコントラストのよい印字が可能になる。また印字剤層（３）上に白インキ層（４）がある場合には、印字剤層（３）でのレーザー光線の熱変換によって発生する熱で白インキ層（４）の樹脂も炭化して発色し、印字視認したときのコントラストが向上する。

図２は本発明に係るレーザー印字用積層フィルムの、他の実施形態例を説明するための部分断面模式図である。ここに示すレーザー印字用積層フィルム（１０）の実施形態例においては、プラスチックフィルム（１）に白インキ層（４）を形成した後、印刷絵柄層（２）は表刷りによって設ける。したがって、メインの印刷絵柄層は、包装袋にした場合の外側からの視認が可能である。
またここに示すレーザー印字用積層フィルム（１０）の実施形態例ではレーザー光（７）の照射側から、シーラント層（６）、接着剤層（５）、印字剤層（３）、プラスチックフィルム（１）、白インキ層（４）、印刷絵柄層（２）の順に積層されている。このうち、印字およびその視認に係る層は、印字剤層（３）、プラスチックフィルム（１）、白インキ層（４）、印刷絵柄層（２）の４層である。
すなわち本発明において、図２に示す他の実施形態例では、これらの４層はレーザー照射側から見て、印字剤層（３）、プラスチックフィルム（１）、白インキ層（４）、印刷絵柄層（２）の順に配置する。
印字剤層（３）は、印刷絵柄層（２）とは反対側に、すなわちプラスチックフィルム（１）に直接形成してあり、この場合においても白インキ層（４）の上に形成する場合の、白インキ層（４）への吸収、あるいは白インキ層（４）の表面が粗であることによる影響を受けることが少なくなり、表面が平滑で均一な印字剤層（３）の塗膜を形成することが可能になる。
またこのように、白インキ層（４）が、プラスチックフィルム（１）を介してレーザー光線（７）照射側の反対側にある場合には、その白色が印字部分の背景にあることの効果によって、印字視認したときのコントラストが向上する。

以下本発明を構成する各要素、および発明を実施するための各要素について個々に説明を加える。

（プラスチックフィルム）
プラスチックフィルムは高分子樹脂組成物からなるフィルムであって、たとえばポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリアミド（ナイロンー６、ナイロンー６６等）、ポリイミドなどが使用でき、用途に応じて適宜選択される。特にポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートを基材フィルムとする場合は、フィルム強度と価格においてより好ましい。

（印刷絵柄層）
プラスチックフィルムを基材として、印刷の手法を用いて絵柄を形成することによって印刷絵柄層が形成される。印刷方法および印刷インキには特に制約を設けるものではないが、既知の印刷方法の中からフィルムへの印刷適性、色調などの意匠性、密着性、食品容器としての安全性などを考慮すれば適宜選択してよく、たとえばグラビア印刷法、オフセット印刷法、グラビアオフセット印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法などを用いることができる。中でもグラビア印刷法は、生産性や絵柄の高精細度において好ましく用いることができる。

（印字剤層）
レーザー光の照射によって、発色する層であって、一般的には白色系の色身をもつことが多い。レーザー光の照射によって、そのエネルギーを熱に変換し、周辺の樹脂を炭化させることによって黒色に発色し印字がなされる。すなわち、黒化した樹脂部分と、黒化しなかった樹脂部分のコントラストによって印字が視認可能となる。

また、この印字を視認する際に、よりコントラストを上げて視認しようとすれば、印字の背景として白色インキ層を設けることによってその効果を得ることができる。あるいは印字による黒化部分の周囲に白色インキを配置することによっても、その効果を得ることができる。

たとえば、プラスチックフィルムに印字剤層を形成し、プラスチックフィルムを介して反対側に白インキ層を設ける場合には、印字剤層側からのレーザー照射によって、印字剤層の印字部分は黒化し、白インキ層はその背景となって、印字視認したときのコントラストは向上する。
あるいは、印字剤層上に白インキ層を配置して、白インキ層側からのレーザー光照射によって印字する場合には、印字剤層の印字部分は黒化し、さらに印字剤層でのレーザー光線の熱変換によって発生する熱で、その部分の白インキ層の樹脂は炭化して黒色に発色し、印字視認したときのコントラストは向上する。

印字剤としては、様々な種類のものが商品化されており、本発明において特に限定を加えるものではないが、たとえば、ＬＧ−ＬＳ印字剤（東京インキ製）、エルビマＺ１１７（東洋インキ製）を用いることが可能である。

印字剤層の形成には、通常用いられる印刷手法を用いて形成することができる。印字剤層は印字可能領域に形成されていればよく、印字されない領域には設ける必要はない。
また、印字剤層は、白インキ層の上に形成しようとすれば、白インキ層への吸収、あるいは白インキ層の表面が粗であることによる影響を受けるおそれがあるために、通常の印刷絵柄層上やプラスチックフィルム上に設ける必要がある。これにより、表面が平滑で均一な印字剤層の塗膜とすることが可能になる。

また印字可能領域には、少なくとも印字剤層と白インキ層が設けてあればよく、印字の視認を妨げない範囲であれば、この限りではない。

（白インキ層）
本発明に係るレーザー印字用積層フィルムの、白インキ層については、白インキのタイプに特段の制限を設けるものではないが、白インキの白色度は、視認のコントラストを向上させる範囲で適宜選択可能である。またレーザー照射による印字において、印字剤層の熱変換による熱で、樹脂が炭化し黒色に発色するものから適宜選択することができる。

また白インキ層の形成方法についても特段の制限を設けるものではない。通常の印刷方法やコーティング方法の中から適宜選択することができるが、２度以上の重ね刷りなどによって、あまり厚膜にすることは、隠蔽性が増して印字やコントラストの向上にとって、好ましくない影響を及ぼすおそれがあり好ましくない。

（シーラント層）
シーラント層の材質としては、熱可塑性樹脂のうちポリオレフィン系樹脂が一般的に使用され、具体的には、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン樹脂（ＭＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−αオレフィン共重合体、エチレン−メタアクリル酸樹脂共重合体などのエチレン系樹脂や、ポリエチレンとポリブテンのブレンド樹脂や、ホモポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−αオレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂等を使用することができる。
（接着剤層）
接着剤層は、シーラント層を本発明による、レーザー印字用積層体に積層する際に用いることができる。接着剤の材料として特に制約を設けるものではないが、たとえば、ポリエステル−イソシアネート形樹脂、ウレタン樹脂、ポリエーテル系樹脂などを用いることができる。

また積層の方法については、シーラント層にあらかじめ製膜されたフィルムを用いる場合には、ドライラミネーションあるいは、ノンソルベントラミネーションなどの方法を用いることができる。あるいは、熱可塑性樹脂を用いて、積層体に直接層形成する場合には、たとえば押し出し機を用いてのラミネート、あるいは層形成の方法を選択することもできる。

また積層フィルム中には、たとえば包装材料として用いる場合など、内容物に対する要求性能によって、必要な機能を有する層を加えて積層することができる。たとえば、食品の保存性を要求される場合においての、ガスバリアフィルムなどである。
（レーザー照射）
レーザー印字する際のレーザー発振器についてはレーザー印字用として商品化されているものも多く、限定するものではないが、たとえばＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザーなどを使用することができる。

このようにして、本発明によれば、メインの印刷絵柄を視認できる側とは反対側からのレーザー印字において、安定した印字品質が得られる、レーザー印字用積層フィルムを提供することが可能である。

以下本発明を、実施例を用いてより具体的に説明を加える。ただし本発明はここに示した例にのみ限定されるものではない。

実施例１〜実施例３、比較例１〜比較例２、のレーザー印字用積層フィルムを作成し、
印字のコントラストによる鮮明さを評価した。
評価基準は以下のとおりである。
鮮明である ・・・〇
比較的鮮明である・・・△
鮮明ではない ・・・×

尚、印字に用いたレーザーの照射に関する条件は、以下のとおりである。
レーザー発振器：キーエンス社製、ＭＤ−Ｖ９９００Ａ
レーザーパワー：５０％
スキャンスピード：３００ｍｍ／秒
Ｑスイッチ周波数：１００ｋＨｚ
スポット可変：−６０
印字回数：１回
印字距離：１８９ｍｍ
である。

＜実施例１＞
積層体の層構成は以下のとおりである。
プラスチックフィルム／印字剤層／白インキ層／シーラント層（レーザー照射側）。
これは、本発明によるレーザー印字用積層フィルムを基本とした構成である。

＜実施例２＞
積層体の層構成は以下のとおりである。
プラスチックフィルム／印字剤層／白インキ層／白インキ層／シーラント層（レーザー照射側）。
これは、本発明によるレーザー印字用積層フィルムを基本とした構成であって、白インキ層を２度重ねて形成した構成である。

＜実施例３＞
積層体の層構成は以下のとおりである。
白インキ層／プラスチックフィルム／印字剤層／シーラント層（レーザー照射側）。
これは本発明によるレーザー印字用積層フィルムを基本とした構成であって、表刷り仕様を基本とした構成である。

＜比較例１＞
積層体の層構成は以下のとおりである。
プラスチックフィルム／白インキ層／印字剤層／シーラント層（レーザー照射側）。
これは、従来型のレーザー印字用積層フィルムを基本とした構成である。

＜比較例２＞
積層体の層構成は以下のとおりである。
プラスチックフィルム／印字剤層／シーラント層（レーザー照射側）。
これは、レーザー印字用積層フィルムにおいて、白インキ層を設けない構成である。

実施例１〜実施例３、比較例１〜比較例２で製作した、レーザー印字用積層フィルムの、評価結果を、表１に示す。

表１に示した結果から下記のことが明らかである。すなわち本発明によるレーザー印字用積層フィルムはその構成を基本としたものが、実施例１〜実施例３であって、これらは印字のコントラストによる鮮明さにおいて、〇もしくは△評価であって、一定の鮮明さを
確認することができた。一方、比較例１〜比較例２においては、従来の仕様のもの、および白インキ層を省いたものであって、×評価であり、印字の鮮明さが見られなかった。

実施例１においては、本発明によるレーザー印字用積層フィルムを基本とした構成であって、印字の鮮明さにおいて一番すぐれている結果となった。これは印字剤層上に白インキ層を配置して、白インキ層側からのレーザー光照射によって印字する場合であって、印字剤層の印字部分は黒化し、さらに印字剤層でのレーザー光線の熱変換によって発生する熱で、その部分の白インキ層の樹脂は炭化して黒色に発色し、印字視認したときのコントラストは向上することによるものであると考えられる。

実施例２においては、本発明によるレーザー印字用積層フィルムを基本とした構成であって、印字の鮮明さにおいて比較的鮮明であることが確認できる結果となった。これは印字剤層上に白インキ層を配置して、白インキ層側からのレーザー光照射によって印字する場合であって、印字剤層の印字部分は黒化し、さらに印字剤層でのレーザー光線の熱変換によって発生する熱で、その部分の白インキ層の樹脂は炭化して黒色に発色し、印字視認したときのコントラストは向上することによるものであると考えられる。
ただし、白インキ層は２度重ねて設けてあるために、実施例１に比べて厚く形成されており、白インキによる隠蔽効果等によって、実施例１とは、印字視認したときのコントラストにおいて若干の差が出ているものの、ある程度のコントラストの向上が示されていると考えられる。

実施例３は、本発明によるレーザー印字用積層フィルムを基本とした構成であり、そのうち印刷絵柄層の表刷りの構成を基本にしたものである。レーザー照射して印字した結果、印字の鮮明さにおいて比較的鮮明であることが確認できる結果となった。
これはプラスチックフィルムに印字剤層を形成し、プラスチックフィルムを介して反対側に白インキ層を設ける場合であって、印字剤層側からのレーザー照射によって、印字剤層の印字部分は黒化し、白インキ層はその背景となって、印字視認したときのコントラストが向上することが示されていると考えられる。

比較例１は、従来型のレーザー印字用積層フィルムを基本とした構成であり、レーザー照射して印字した結果、印字の鮮明さにおいては×評価、すなわち鮮明さに欠ける評価結果となった。
これは、印字剤層を白インキ層の上に形成しているために、白インキ層への吸収、あるいは白インキ層の表面が粗であることによる影響を受けて、印字剤層が、表面が平滑で均一な塗膜として形成されていないことによるものと考えられる。

比較例２は、レーザー印字用積層フィルムにおいて、白インキ層を設けない構成である。レーザー照射によって印字剤層に印字は行なわれるものの、コントラストを更に向上させるために効果的な、白インキ層が設けられていないために、印字の鮮明さにおいては×評価、すなわち鮮明さに欠ける評価結果となった。

このように、本発明によって、メインの絵柄印刷視認できる側とは反対側からのレーザー印字において、安定した印字品質が得られる、レーザー印字用積層フィルムを提供することが可能であることを検証することができた。

１・・・プラスチックフィルム
２・・・印刷絵柄層
３・・・印字剤層
４・・・白インキ層
５・・・接着剤層
６・・・シーラント層
７・・・レーザー光
１０・・・レーザー印字用積層フィルム

Claims (3)

1. レーザー印字用積層フィルムであって、
   この積層フィルムが備えるのは、プラスチックフィルム、および印刷絵柄層、および印字剤層、および白インキ層であり、
   前記積層フィルムへの印字は、印刷絵柄層を視認できる側とは反対側からレーザー照射して行うのであり、
   レーザー照射する側から、白インキ層、印字剤層、印刷絵柄層、プラスチックフィルム、もしくは印字剤層、プラスチックフィルム、白インキ層、印刷絵柄層の順に積層されていることを特徴とする、レーザー印字用積層フィルム。
2. 前記印刷絵柄層は、プラスチックフィルムに裏刷りで設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー印字用積層フィルム。
3. 前記印刷絵柄層は、プラスチックフィルムに配置された白インキ層の上に、表刷りで設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー印字用積層フィルム。