JP5956164B2

JP5956164B2 - 包装フィルムへのレーザマーキング方法、包装フィルム、及び包装体、並びにそれを容器とした容器詰め食品

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Publication number: JP5956164B2
Application number: JP2012007690A
Authority: JP
Inventors: 健一多胡; 康敬竹内
Original assignee: QP Corp
Current assignee: QP Corp
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2032-01-18
Also published as: JP2013146880A

Description

本発明は、食品等を包装する包装フィルムへのレーザマーキング方法、及びレーザマーキングされた包装体に関するものである。更に詳しくは、レーザ光の照射により、判読しやすい印字が高速で行えるレーザマーキングの印字体の技術に関する。

一般に、食品等を包装する包装材料には、製造年月日、賞味期限、品質管理番号、ロット番号、有効期限等の管理情報が表示されているが、従来の表示は日付をはじめとする製造者記号など個々に印字する場合にはジェットプリンタで表面に印字されているものがある。これらの管理情報はその改ざんを防ぐために、特殊なインキを用いた記録部を包装材料の内部に設置し、レーザ光を包装材料の最外層側から照射して記録部に熱印加することによって包装材料の内部に管理情報を印字することが可能となっている。これらのレーザ光照射による印字方法及び印字装置が特許文献１で提案されている。

特開２０１１−２５９３１号公報

本発明が解決しようとする課題は、従来のレーザマーキングでは、ロイコ染料等を発色材とした特殊なインキを介在させて、レーザ光が当たった照射部分は特殊塗装が熱発色をさせている。表層の裏面印刷等にレーザ受光インキを用いた層にレーザマーキングを行うと、インキが消失的に発泡、あるいはガス化するなどの問題があり、保護層の設置が好ましいとされている。そこで包装袋に特殊なインキを用いることなく、製造者記号、製造年月日等の情報印字が、外部摩擦によって消失することがなく、また、被包装物として食品類等と直接接触することもなく、しかも、読み取りを容易にかつ確実ならしめる表示を実現するのものである。すなわち、製品の外表面は変化させずに、しかも読みやすい表示をおこない、年齢を重ねた人でも食品の情報が分かりやすい表示による日付、製造者記号などを印字する包装フィルムへのレーザマーキング方法、及びレーザマーキングされた包装体を提供することである。

本発明の包装フィルムへのレーザマーキング方法は、少なくとも表層及びシール層が積層してなる包装フィルムに、レーザマーキングする方法において、フィルムとフィルムでサンドイッチされた酸化チタンを着色剤に用いた白色インキ層にレーザ光を照射して黒変させ、マーキング文字が読取に際して線が太く見えるようにもとの文字と斜め方向にずらした文字で構成され、且つ、レーザ光がもとの文字の黒変箇所に再照射しない、ずらした文字からなるフォントを用いることを特徴としている。

また、他の包装フィルムへのレーザマーキング方法では、少なくとも表層及びシール層が積層してなる包装フィルムに、レーザマーキングする方法において、フィルムとフィルムでサンドイッチされた酸化チタンを着色剤に用いた白色インキ層にレーザ光を照射して黒変させ、マーキング文字が読取に際して、読みやすいように表示する文字の輪郭をなぞる、所謂袋文字で構成され、且つ、レーザ光が文字の黒変箇所に再照射しない文字からなるフォントを用いることを特徴としている。

さらに、本発明のレーザマーキングされた包装体は、少なくとも表層及びシール層が積層してなる包装フィルムに、表層の裏面にグラビア印刷により印刷層を有する包装フィルムであって、酸化チタンを着色剤に用いた白色インキ層にレーザ光を照射してマーキング文字が読取に際して線が太く見えるようにもとの文字と斜め方向にずらした文字で構成され、且つ、レーザ光がもとの文字の黒変箇所に再照射しない、ずらした文字とからなるフォントを用い、レーザ光により、黒変させ、日付、製造者等の情報表示がなされていることを特徴としている。

また、他のレーザマーキングされた包装体は、少なくとも表層及びシール層が積層してなる包装フィルムに、表層の裏面にグラビア印刷により印刷層を有する包装フィルムであって、酸化チタンを着色剤に用いた白色インキ層にレーザ光を照射してマーキング文字が読取に際して、読みやすいように表示する文字の輪郭をなぞる、所謂袋文字で構成され、且つ、レーザ光が文字の黒変箇所に再照射しない文字からなるフォントを用い、レーザ光により、黒変させ、日付、製造者等の情報表示がなされていることを特徴としている。

これらのレーザマーキング方法でマーキングされた包装体は、グラビア印刷で特殊なインキを用いることなく、製造者記号、製造年月日等の情報印字が、外部摩擦によって消失することがなく、また、被包装物として食品類等と直接接触することもないのは言うにまでもなく、年齢を重ねた人でも食品の情報が分かりやすい表示を提供できるものである。

本発明による包装フィルムへのレーザマーキング方法、レーザマーキングされた包装体によれば、レーザ光が表面の表層を透過して、白色のインキ層の成分を黒色変化させることで白地に黒色のマーキングが可能となり、表面の表層越しに、商品名、日付、製造者記号などのマーキングを白地に黒文字として判読ができる。さらに請求項１及び３の発明によれば、マーキング文字は通常のレーザ文字の軌跡ではなく、太く見えるようにもとの文字と斜め方向にずらした文字で構成されている。また、請求項２及び４の発明によれば、表示する文字の輪郭をなぞる、所謂袋文字で構成されている。これらのマーキング文字はこれにより製造者記号、製造年月日等の印字が、年齢を重ねた人でも分かりやすく、読みやすいものとすることが出来る。また、レーザ印字特有の発色剤等を用いることなくマーキングができるので安価に多方面に使用することができる。

本発明に係る一実施例の包装フィルムの代表的な構成を示す説明図である。従来のマーキング方法を説明する説明図である。本発明の一実施例に用いるマーキングフォントを説明する説明図である。本発明に用いる包装フィルムにマーキングする包装機の一実施例を示す説明図である。

本発明を以下、図面をもとに説明する。
図１に包装体に用いられる包装フィルムの代表的な構成を表した。すなわち、本発明に係る一実施例の包装フィルムは少なくとも表層、印刷層、シール層から構成され、印刷層は表層の内側に印刷されている包装フィルムで本発明を説明する。

表層は、非晶質無延伸ＰＥＴ（ＡＰＥＴ）、延伸ＰＥＴ（ＯＰＥＴ）、結晶性ＰＥＴ（ＣＰＥＴ）、延伸ＰＰ（ＯＰＰ）、無延伸ＰＰ（ＣＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、延伸Ｎｙ（ＯＮｙ）、無延伸Ｎｙ（ＣＮｙ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、延伸ＰＳ（ＯＰＳ）などが挙げられるものであれば特に限定されない。

また、シール層としては、ヒートシール性のある直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、あるいは無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）などが挙げられる。

印刷層は、例えば図１の断面図に示すように、透明延伸ポリプロピレンフィルムの内面に、グラビア印刷などによる印刷層が形成されている。より詳しくは、透明な延伸ポリプロピレンなどのフィルムの内面に、グラビア印刷などによる絵柄、文字情報の印刷層が形成され、さらにその上に白インキによる白色インキ層が形成されて見栄えを良くしている。この白色インキ層の一部に本発明のレーザマーキング方法による印字を行なうことができる。当然、レーザマーキング用に白色インキ層を設けることもできる。

また、白色の印刷層としては、個別情報の印刷が読みやすくする為に設けるもので、酸化チタンを含有するグラビア用白インキあるいはフレキソ用白インキを主に用いるが、完全な白色でなくともよく、チタン白等白色顔料を含む淡色のインキでもよく、それぞれグラビア印刷法あるいはアニロックスロールを介してインキを転移するフレキソ印刷法で部分印刷される。

また、絵柄、文字印刷層としては、グラビア用あるいはフレキソ用プロセスインキを用い、それぞれグラビア印刷法あるいはアニロックスロールを介してインキを転移するフレキソ印刷法で印刷される。

さらにまた、絵柄、文字印刷層の下地として設けられる白色インキ層としては、酸化チタンを含有するグラビア用白インキあるいはフレキソ用白インキを用い、それぞれグラビア印刷法あるいはアニロックスロールを介してインキを転移するフレキソ印刷法で全面に印刷されて得られるインキ層の一部を使用することもできる。

白色の印刷層の塗工量は０．１ｇ／ｍ２〜５ｇ／ｍ２、好ましくは１．０ｇ／ｍ２〜２．０ｇ／ｍ２である。０．１ｇ／ｍ２未満では効果を発揮することができない場合があるし、５ｇ／ｍ２を超えて塗工しても、塗工量の増加に見合う効果は得られない。

一般に、レーザマーキングに用いられるレーザは、発振波長によって２つに大別される。その１は、発振波長が１０６４ｎｍの近辺にあるものであり、光を増幅させる媒質・方式等の違いによって印字等の可能な対象物が異なっている。この発振波長１０６４ｎｍのレーザは、樹脂及び金属の加工は良好であるが、透明な物体の加工を行うことはできない。この種のレーザの代表的なものとしては、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＦＡＹｂレーザをあげることができる。ＹＡＧレーザは、金属の彫刻が可能であり、波長の低いものも提供されている。ＹＶＯ４レーザは、金属の印字が可能であり、微細なマーキングに向いている。また、ＦＡＹｂレーザでは、機種によりパルス幅を短くして、熱影響が少なく、印字に有利な方式という特徴を有している。

その２は、発振波長が１０６００ｎｍの近辺にあるものであり、この発振波長１０６００ｎｍのレーザは、紙や透明な物体への印字が可能である。この種のレーザの代表的なものとしては、ＣＯ２レーザをあげることができる。ＣＯ２レーザは、樹脂及び透明な物体の加工は可能であるが、金属を加工することはできないという特徴を有している。

また、レーザ印字には、弱いパワーで数回に分けて重ね印字をすることでより鮮明な印字の仕上がりを行なう方法を行なう場合もある。しかし、包装用フィルムは印字されるフィルムのラインスピードが速く、弱いパワーで回数を分けて重ねて印字する時間が取れない。さらに、印字の対象が樹脂やガラスなどのブロックに比較するとその厚みが薄く、レーザ光により、印刷層の黒変箇所に再度レーザ光を照射すると、黒変箇所はレーザ光の影響を強く受けてしまうため、レーザ光が当たった照射部分は焼け焦げてフィルムに孔があいてしまう問題となる。

白色インキ層を設けた包装用フィルムには、近赤外線領域の波長が１０６４nmのＹＶＯ４レーザ光線を照射することが好ましい。このＹＶＯ４レーザ光は、小さい文字や加工などの精細マーキングが可能で、高速印字性に優れる。特に、シングルモードビームは、ビーム光が真円で均一かつ、パーティクルレスの印字が可能であると共に、レーザーパワーの安定度に優れ、ムラのない印字が可能であるので、レーザーパワー、スキャンスピード、印字パルス周期を調整することにより、樹脂の発色具合も調整が可能である。

この点、ＹＶＯ４レーザは、微妙なパワー調整ができるため、略透明な表層を透過して、二酸化チタンを顔料として添加しているインキ層に黒色の発色を起こして文字等の印字ができるという特徴がある。また、黒変によるマーキングは、下地の白とのコントラストが大きく、判読可能に表示させることができるものである。しかし、一度黒変させた箇所に再度レーザ光を照射すると黒変が一気に加速され、ガスが発生して表層とシール層の断面中に空洞が発生してしまうため、鮮明な印字は出力の調整に相まって、レーザ光が同じ場所に照射しない工夫が必要となる。

図２はレーザ光を幅方向に振って繰り返しの照射を行なって太い文字を作成することを説明する説明図である。
この印字方法は所謂塗り潰しに近く、ラインスピードの速い包装用フィルムの印字には対応が難しい文字が生じる恐れがある。そこで図３に一例を示すようにずらした文字（Ａ）、又は袋文字（Ｂ）のフォントを用いることによりラインスピードに印字装置のスキャンスピードが対応できるものである。
図２に示す文字を構成する黒変したラインで構成する文字と図３に示すずらし文字（Ａ）、又は袋文字（Ｂ）を構成する黒変したラインは同じ太さではあるが文字を読み取る際に文字の輪郭を認識して判読することになり、見た目に読み取りやすくなっている。
また、包装用フィルムの白色印刷層にレーザ光が黒変箇所に再照射しないずらし文字のフォントを図３の一例をもとに説明する。

説明のため数字２、３、５の印字例としてレーザ光を照射する軌跡を示した。レーザ光が重なる部分を避ける箇所の例を示した。
さらに説明すると
（Ａ）は、ずらし文字の数字の「２」は主となる「２」と従となる「２」の重なりをなくすために右上の交差位置を切り離し、左下の交差部も切り離している。数字の「２」は書き出しと書き終わりは次に説明する袋文字のように連続させることもできる。「３」、「５」も同様に右下にずらし、交点部は切り離している。（Ｂ）は、袋文字の数字の「２」を示している。連続しているため書き出し位置と書き終わりの位置が重なってしまうので、書き出し位置と書き終わりの位置をわずかに離すことにより解決させることができる。

同様にアルファベットの文字もずらし文字を作成することができる。また、「．」は、ずらし文字よりも「。」の袋文字、或いは小さな二重丸「◎」を採用すると良く、これらをあわせて採用することができる。
他の文字、数字、記号はこれらを組み合わせて重なりや重複を防止するフォントを作成することによりフィルムのスピードに追従できる見た目のよい（文字）マーキングを提供することが可能とできる。これらのフォントはマーキング装置にて記憶させておくことで対応が可能である。
図４は包装機にレーザ装置を設置した実施例の一例を示したものである。
ロールのフィルムが搬送中にレーザ装置５０で所定の位置に印字した後にフォーマー２０で被包装体３１を包む込み、背シール２１で筒状に成形され、その後エンドシール２２により上下がシールされ、そのシール上を切断することにより個別の包装体３０を製造することを説明している。

実施例に使用した包装用フィルム１の構成は表層１１からＯＰＰ／印刷層／接着性ＣＰＰのシール層１２構成で総厚みが３０μｍから５０μｍであった。
印刷層１０は表層１１の内面にレーザ印字箇所を含み文字、絵柄印刷後に文字、絵柄を目立たせるように酸化チタンを着色剤として含有した白インキにより印刷されたフィルムを使用した。
文字の大きさ：高さ３ｍｍ幅２．５ｍｍ
ワーク間距離：３１０ｍｍ
出力設定：３０〜４５％
スキャンスピード：１２００ｍｍ／ｓ
フイルムスピード：４ｍ/ｓ
マーキング内容：賞味期限、製造所略号

１包装用フィルム
４レーザ光軌跡
５ずらした文字
６袋文字
１０印刷層
１１表層
１２シール層
２０フォーマー
２１背シール
２２エンドシール
３０包装体
３１被包装体
５０レーザ装置

Claims

少なくとも表層及びシール層が積層してなる包装フィルムに、レーザマーキングする方法において、
前記包装フィルムは、表層フィルムとシール層フィルムでサンドイッチされた酸化チタンを着色剤に用いた白色インキ層を有し、
前記白色インキ層に接する前記シール層フィルムの主成分は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、あるいは無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）であり、
前記白色インキ層の塗工量は０．１〜５ｇ／ｍ^２であり、
フィルムとフィルムでサンドイッチされた酸化チタンを着色剤に用いた白色インキ層にレーザ光を照射して黒変させ、もとの文字と斜め方向にずらした文字とで構成され、且つ、レーザ光がもとの文字の黒変箇所に再照射しない形状からなるフォントを用いることを特徴とする包装フィルムへのレーザマーキング方法。
少なくとも表層及びシール層が積層してなる包装フィルムに、レーザマーキングする方法において、
前記包装フィルムは、表層フィルムとシール層フィルムでサンドイッチされた酸化チタンを着色剤に用いた白色インキ層を有し、
前記白色インキ層に接する前記シール層フィルムの主成分は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、あるいは無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）であり、
前記白色インキ層の塗工量は０．１〜５ｇ／ｍ^２であり、
フィルムとフィルムでサンドイッチされた酸化チタンを着色剤に用いた白色インキ層にレーザ光を照射して黒変させ、袋文字で構成され、且つ、レーザ照射時に黒変箇所を再照射されない形状からなるフォントを用いることを特徴とする包装フィルムへのレーザマーキング方法。
少なくとも表層及びシール層が積層してなる包装フィルムであって、
前記包装フィルムは、酸化チタンを着色剤に用い、表層フィルムとシール層フィルムでサンドイッチされた白色インキ層を有し、
前記白色インキ層に接する前記シール層フィルムの主成分は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、あるいは無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）であり、
前記白色インキ層の塗工量は０．１〜５ｇ／ｍ^２であり、
前記白色インキ層が、もとの文字と斜め方向にずらした文字とで構成され、且つ、レーザ照射時に黒変箇所を再照射されない形状からなるフォントを用いたレーザマーキング文字による情報表示を有することを特徴とする包装フィルム。
少なくとも表層及びシール層が積層してなる包装フィルムであって、
前記包装フィルムは、酸化チタンを着色剤に用い、表層フィルムとシール層フィルムでサンドイッチされた白色インキ層を有し、
前記白色インキ層に接する前記シール層フィルムの主成分は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、あるいは無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）であり、
前記白色インキ層の塗工量は０．１〜５ｇ／ｍ^２であり、
前記白色インキ層が、袋文字で構成され、且つ、レーザ照射時に黒変箇所を再照射されない形状からなるフォントを用いたレーザーマーキング文字による情報表示を有することを特徴とする包装フィルム。
請求項３又は４に記載の包装フィルムを含む包装体。
請求項５に記載の包装体を容器とした容器詰め食品。