JP2022073563A - レーザーマーキング用包装用積層体およびそれを用いた包装体 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザーマーキングによって耐久性が高く、視認性の高い印字が行える包装用の積層体であって、レーザー光の照射エネルギ量を調整することで異なる色の印字が可能である積層体を提供することであり、また、それを用いた包装体を提供することを課題とする。
【解決手段】外層フィルムと第1の中間フィルムと第２の中間フィルムとシーラントフィルムとが積層されたレーザーマーキング用包装用積層体であって、前記第１の中間フィルムおよび前記第２の中間フィルムのシーラントフィルム側にそれぞれ第１の着色層および第２の着色層を有し、前記第１の着色層と前記第２の着色層とが異なる色を持つことを特徴とするレーザーマーキング用包装用積層体。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー光を用いた可変情報マーキングが施される包装体に使用する包装用積層体に関し、詳しくは、レーザー光のエネルギ量によって積層体の異なる深さのマーキングを行い、それによって異なる色のマーキングが可能となる包装用積層体およびそれを用いた包装体に関する。

各種の物品を収納する紙箱や包装袋には、商品名や内容物の成分表示、説明書などのように包装材料にあらかじめ印刷しておくことができる共通な情報と、製造年月日や製造工場、製造装置など、多くの場合内容物を収納して包装体となった段階でないと表示する内容を決定できない可変情報との２種類の情報が表示されることが多い。

２種類の情報のうち共通な情報を表示するための印刷は、包装体の下地となる基材や表面層に行うことができる。また、包装体の取り扱い方法に応じて、耐久性を有し、高速で印刷するための印刷方法や印刷インキが開発されている。一方、包装体となった段階で包装体上に可変情報を表示する方法は、多様な内容物、多様な包装体の処理が行われる包装体ではまだ確立されたものはない。

たとえば、包装体が圧力に耐えられるリジッドで平面的なものであれば、機械的な印字や刻印が可能であるが、柔軟な包装袋や円筒形などの非平面の容器などでは採用することが困難である。これに対応するためのインクジェット法は高速で非接触で印字が可能な印字方法であるが、最外表面に付着したインクが摩擦によって脱落したり、インクジェットのヘッドの詰まりなどにより、印字が判別不能になったりすることがある。また、包装体表面にのったインクを剥離して、他の情報に書き換えるなど、改竄される虞があるという問題があった。

また、非接触印字の他の方法としてレーザー光によるマーキングが行われている。レーザー光によるマーキングは、レーザー光を吸収した素材が急激な活性化状態に至って、レーザーアブレーションとして素材が溶融、昇華、蒸発など素材が除去されることにより、マーキングがなされる方法である。この方法では、物体の表面に物理的に溝を刻むことになるため、包装体の摩擦や屈曲などによって脱落することがなく、また、改竄されにくいという利点を有する。さらに単に物理的な溝を刻むだけでなく、印字の視認性を向上させるために、レーザーマーキングする部分にレーザー光吸収剤と熱によって変色する樹脂との組合せによるレーザーマーキングインキ層とアルミペースト含有インキ層との組合せからなるレーザーマーキングが特許文献１に開示されている。

また、レーザーアブレーションによるマーキングは、素材の調製やレーザー光の照射条件などにより、高速、高精細なマーキングが可能であるが、除去された素材が飛散してカスとなって包装体に付着する場合があった。そのため、このカスが異物として問題となることがあった。

ところで、包装体に記録される可変情報には、製造ロットなどが記号化された数字、文字の組合せ列やそれらが各種のコードがされた図形、バーコードなどとして記載されることがある。これらの記号、文字列やコード図形は、情報システム上に保管された情報と参照して利用されたりする。特に図形化されたコードは、専用の読取装置にて光学的、機械的に読みこまれるため、多くの情報を記録することが可能である。

さらに、近年、特に包装体の内容物が食品である場合、単に内容物の成分を表示するだけでなく、その産地、生産者、加工場所、加工者、アレルギー物質、流通情報など、多様な情報の提供が求められてきている。しかしながら、包装体の表面は面積が限られており、これら情報を文字情報として記載するには制限があった。このためにバーコードや各種の二次元コードなどのデジタル情報として記録する方法がなされているが、さらに記録容量を増やすために、カラー化された一次元、二次元のデジタル記録が考案されている。カラー化により多値のデジタル記録が可能となる。なお、従来は、このデジタルデータの読み込みには、専用の端末が必要とされていたが、近年では、携帯電話等の端末が普及し、これによって情報にアクセスが可能となった。このことは、一般消費者も容易に情報にアクセスすることを可能とし、今後も、より多くの情報を包装体に記録することが求められている。このように、包装体が関わる各場面で、多様な情報が求められており、その解決のための方法として多色化が可能なレーザーマーキングが求められている。

特開２０１５－２０７９６

本発明が解決しようとする課題は、レーザーマーキングによって耐久性が高く、視認性の高い印字が行える包装用の積層体であって、レーザー光の照射エネルギ量を調整することで異なる色の印字が可能である積層体を提供することであり、また、それを用いた包装体を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明は、外層フィルムと第1の中間フィルムと第２の中間フィルムとシーラントフィルムとが少なくともこの順に積層されたレーザーマーキング用包装用積層体であって、前記第１の中間フィルムおよび前記第２の中間フィルムのシーラントフィルム側にそれぞれ第１の着色層および第２の着色層を有し、前記第１の着色層と前記第２の着色層とが異なる色を持つことを特徴とするレーザーマーキング用包装用積層体である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記第１の中間フィルムおよび前記第２の中間フィルムが、ポリエステルフィルムまたはポリアミドフィルムであることを特徴とする請求項１に記載のレーザーマーキング用包装用積層体である。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記第１の着色層と前記第２の着色層の一方が、金属蒸着層であることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザーマーキング用包装用積層体である。

また、本発明の請求項４に係る発明は、外層フィルム側から照射するレーザー光のエネルギ量によって、外層フィルムから第１の着色層までを除去することで第２の着色層が表出され、外層フィルムから第２の着色層までを除去することでその下地が表出されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザーマーキング用包装用積層体である。

また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれかに記載のレーザーマーキング用包装用積層体を用いたことを特徴とする包装体である。

本発明により、２色以上の表示を付加できる包装用の積層体及びそれを用いた包装体を提供することができる。多色を用いた多値の記録により情報量の多いデジタル情報を記録できる包装体を提供することができる。

本発明からなる包装用積層体の一つの実施形態を示す断面模式図である。 本発明における印字原理を示すための一つの実施形態を示す断面模式図である。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明からなる包装用積層体の一つの実施形態を示す断面模式図である。包装用積層体１は、外層フィルム２と第１の中間フィルム４と第２の中間フィルム７とシーラントフィルム１０とが接着剤層３、６、９によって積層されている。第１の中間フィルム４には、第１の着色層５が積層されており、第２の中間フィルム７には、第２の着色層８が積層されてなる。

外層フィルム２には、積層体としたときの内層側の第１の着色層５または第２の着色層８を外層フィルムを通して視認でき、レーザーマーキングに用いるレーザー光に対して吸収、散乱などしない透明性を持てば各種のプラスチックフィルムを用いることができる。このようなフィルムとして、ポリエチレンフィルム、無延伸のポリプロピレンフィルムを用いることができる。前記のポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンやオレフィン系の共重合ポリエチレンを用いることができる。また、前記ポリプロピレンとしては、ホモポリプロピレンのほか、エチレンとのブロックまたはランダム共重合体を用いることもできる。

また、外層フィルム２には、レーザーマーキングの記録予定領域を除いて、印刷などにより各種の情報を記録することができる。

第１の中間フィルム４、および第２の中間フィルム７としては二軸延伸されたポリエステルフィルム、二軸延伸されたポリアミドフィルムなど、透明性が高く、包装材としての強度を付与できるフィルムを用いることができる。また、包装体として酸素や水蒸気などに対するガスバリア性が必要な場合は、エチレンビニルアルコール共重合体フィルムや、透明な金属酸化物を蒸着したポリエステルフィルムなどを用いてもよい。

第１の中間フィルム４、第２の中間フィルム７上には、それぞれ第１の着色層５および第２の着色層８を設ける。着色層としては、レーザーマーキングあるいはレーザーによる除去が可能なものであれば、包装材として通常用いられる印刷インキを用いることができる。それぞれのフィルム上にグラビア印刷などのコーティング法により作製することができる。また、第１の着色層５、第２の着色層８の一方をアルミニウムなどの金属蒸着層により作製することもできる。

シーラントフィルム１０としては、包装材としてのシール特性を有すればよく、包装形態や内容物に合わせて、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルムなどを用いることができる。

本発明からなる積層体は、定法によって積層すればよい。すなわち、あらかじめ第１の着色層５をコーティング等によって積層した第１の中間フィルム４と、第２の着色層８を積層した第２の中間フィルム７とを作製し、ついで、外層フィルム２と第１の中間フィルム４と第２の中間フィルム７とシーラントフィルム１０とを接着剤にて積層することによ
って、積層体とすることができる。接着剤としては、ウレタン系の接着剤などによりドライラミネート法で積層するのが簡便であるが、それに限定されるものではない。

ついで、本発明からなる多色印字について説明する。図２は、多色印字の原理を示すものである。レーザー光による第１の印字状態を模式的に示したのが第１印字部２０であり、第２の印字状態を模式的に示したのが第２印字部２１である。

本発明からなる積層体１を外層フィルム側から視認すると、第１の着色層５と第２の着色層とが混色した色として視認することができる。第１の着色層５が隠ぺい性の高いものであれば第１の着色層５の色を視認することができる。レーザー光による材料除去を第１の着色層まで届くようレーザー光の照射条件を調整することにより、第１の着色層が除去され、第２の着色層が表面色として視認される（図２の２０）。また、同様にレーザー光の照射条件を第２の着色層まで届くように調整することで第２の着色層８を除去する（図２の２１）ことが可能となり、着色層がない表面色として視認され、これにより二色の印字を行うことができる。二色の印字を明確に分離するには、前記二つのレーザー光の照射条件を分離したものとすることにより可能となり、そのためには、第１の着色層５と第２の着色層８のレーザー光吸収量および第２の中間フィルムがレーザー光により除去される厚みなどを調整すればよい。

印字する記号、文字など、たとえばプラス記号「＋」、アスタリスク「＊」、数字の「８」、カタカナ文字「オ」など、通常の表記では交差部を持つものでは、フォントなどを調整して、同一個所を複数回のレーザー照射をしないように調整すればよい。同一個所を複数回レーザー照射すると所定の発色が得られなかったり、積層体の強度を低下させたり、積層体にピンホールを生じさせたりする場合がある。

また、第２の中間フィルム７および第２の着色層８とシーラント層との間に、第３の着色層を設けた第３の中間フィルムを設けてもよく、前記の二色印字と同様に三色の印字を行うことができる。

本発明による多色印字は、バーコードなどのデジタル記号による記録に応用することで、多値記録を行うことができる。また、人による可視情報としても利用できる。

本発明からなるレーザーマーキング用積層体は、四方シールパウチ、ピロー包装などのパウチ形態だけでなく、蓋材、ラベルなど各種の包装体の一部として用いることができる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は、実施例により何ら限定されるものではない。

（実施例１）
２軸延伸ＰＥＴフィルム（１２μｍ）（東洋紡株式会社製、Ｅ５２０２）にグラビア印刷により藍および白（東京インキ株式会社製、ＬＧＳＫ）を印刷し、第１の中間フィルム、第１の着色層とした。同様に２軸延伸ＰＥＴフィルム上に赤を印刷し、第２の中間フィルム、第２の着色層とした。外層フィルムとして直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（４０μｍ）（出光ユニテック株式会社製、ＭＢ１０４）、シーラントフィルムとして直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（７５μｍ）（タマポリ株式会社製、ＭＺ１８０）を用いて、以下の構成（外層側から記載）の積層体を作製した。

ＬＬＤＰＥ／ＡＤ／ＰＥＴ／印（藍＋白）／ＡＤ／ＰＥＴ／印（赤）／ＡＤ／ＬＬＤＰ
Ｅ
接着剤（ＡＤ）には、ポリエステル系ウレタン接着剤（ＤＩＣ株式会社製、ＬＸ５００）を用いてドライラミネート法により各フィルムをラミネートした。

（実施例２）
実施例１において、第１の着色層を藍、第２の着色層を黄とした他は同様にして積層体を作製した。

（実施例３）
実施例１において、第２の中間フィルムとして２軸延伸ナイロンフィルム（１５μｍ）（興人フィルム＆ケミカルズ株式会社製、ボニールＷ）を用いた他は同様にして積層体を作製した。

（実施例４）
実施例１において、第１の中間フィルム、第１の着色層に替えて、アルミ蒸着ＰＥＴフィルム（１２μｍ）を用いた他は同様にして積層体を作製した。

（比較例１）
実施例１において、第１の中間フィルムの第１の着色層上に、直接第２の着色層赤を印刷し、第２の中間フィルムは無地のＰＥＴフィルムとして、同様に積層体を作製した。

ＬＬＤＰＥ／ＡＤ／ＰＥＴ／印（藍＋白）／印（赤）／ＡＤ／ＰＥＴ／ＡＤ／ＬＬＤＰＥ
（レーザー照射）
レーザーとして炭酸ガスレーザーマーカー（株式会社キーエンス製、ＭＬ－Ｚ９５１０）を用いた。スキャン速度を１０００ｍｍ／ｓｅｃに固定して、出力、照射回数を表１に示した条件にて調整し、印字状態を目視にて観察した。

比較例１では、第１の着色層と第２の着色層とが隣接し、２色の印字ができなかったが、実施例１から４において、２色の印字が可能であった。

１・・・包装用積層体
２・・・外層フィルム
３・・・接着剤層
４・・・第１の中間フィルム
５・・・第１の着色層
６・・・接着剤層
７・・・第２の中間フィルム
８・・・第２の着側層
９・・・接着剤層
１０・・シーラントフィルム
２０・・第１印字部
２１・・第２印字部

Claims (5)

1. 外層フィルムと第1の中間フィルムと第２の中間フィルムとシーラントフィルムとが少なくともこの順に積層されたレーザーマーキング用包装用積層体であって、前記第１の中間フィルムおよび前記第２の中間フィルムのシーラントフィルム側にそれぞれ第１の着色層および第２の着色層を有し、前記第１の着色層と前記第２の着色層とが異なる色を持つことを特徴とするレーザーマーキング用包装用積層体。
2. 前記第１の中間フィルムおよび前記第２の中間フィルムが、ポリエステルフィルムまたはポリアミドフィルムであることを特徴とする請求項１に記載のレーザーマーキング用包装用積層体。
3. 前記第１の着色層と前記第２の着色層の一方が、金属蒸着層であることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザーマーキング用包装用積層体。
4. 外層フィルム側から照射するレーザー光のエネルギ量によって、外層フィルムから第１の着色層までを除去することで第２の着色層が表出され、外層フィルムから第２の着色層までを除去することでその下地が表出されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザーマーキング用包装用積層体。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のレーザーマーキング用包装用積層体を用いたことを特徴とする包装体。

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