JP6998250B2 - 赤外線レーザ照射用樹脂組成物及び赤外線レーザ照射用樹脂フィルム - Google Patents
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本実施形態の表面層1は、透明な樹脂組成物によって構成される。表面層1の光線透過率は、例えば70%以上とされる。表面層1を積層した後に発色層3にレーザマーキングを施す場合、表面層1は赤外線レーザが十分に透過する樹脂組成物によって構成される。表面層1に含まれる樹脂は、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれでもよい。当該樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ビニルブチラール樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリスチレン、ポリウレタン等が挙げられる。なお、(メタ)アクリルとは、アクリルおよびメタクリルの一方または両方を意味する。上記樹脂は、単独または2種以上が混合されて用いられる。なお、赤外線レーザが透過し易く、製膜性に優れ、耐候性に優れる等の観点から、上記樹脂の中でも(メタ)アクリル樹脂が好ましい。
本実施形態の中間層2は、表面層1と同様に、透明な樹脂組成物によって構成される。中間層2を積層した後に発色層3にレーザマーキングを施す場合、中間層2は、赤外線レーザが十分に透過する樹脂組成物によって構成される。例えば、中間層2が光透過性の高い(メタ)アクリル共重合体組成物で構成されることによって、赤外線レーザ照射用樹脂フィルム10に照射される赤外線レーザは、中間層2を透過し易く、発色層3まで到達し易くなる。
発色層3は、樹脂及びマンガン含有チタン酸カルシウム系複合酸化物を含む赤外線レーザ照射用樹脂組成物からなる。
粘着剤層4は、樹脂板、金属板、ガラス板などに固着され得る粘着剤を含む層である。当該粘着剤として、例えば、(メタ)アクリル粘着剤等が挙げられる。なお、当該粘着剤は、中間層2が含む(メタ)アクリル共重合体組成物と同じであってもよい。
本実施形態の赤外線レーザ照射用樹脂フィルム10は、レーザマーキングラベルとして用いられる。赤外線レーザ照射用樹脂フィルム10へのレーザマーキングは、例えばファイバーレーザ、YAGレーザ等を用いて行われる。ファイバーレーザから出射される赤外線レーザの波長は、例えば1064nmとされる。本実施形態の赤外線レーザ照射用樹脂フィルム10では、表面層1側から赤外線レーザが照射され、当該赤外線レーザの少なくとも一部は表面層1及び中間層2を透過する。表面層1及び中間層2を透過した赤外線レーザの少なくも一部は、発色層3に含まれるマンガン含有チタン酸カルシウム系複合酸化物に照射され、赤外線レーザが照射されたマンガン含有チタン酸カルシウム系複合酸化物は白色に変色する。従って、発色層3のうち赤外線レーザが照射された部位が白色化してマーキングされる。このようにして、赤外線レーザ照射用樹脂フィルム10の所望の位置に赤外線レーザを照射することにより、赤外線レーザ照射用樹脂フィルム10に所望の情報をマーキングすることができる。
アクリル樹脂(商品名:カネエースMC-732、株式会社カネカ製)100質量部、マンガン含有チタン酸カルシウム系複合酸化物(商品名:MPT-370、石原産業株式会社製、組成:CaO-TiO2-MnO2、比重:4.1g/cm3、平均粒子径:0.90μm、比表面積:2.5m2/g)3.5質量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(商品名:イルガノックス1010、BASFジャパン株式会社製)0.3質量部、リン系酸化防止剤(商品名:アデカスタブPEP-36、株式会社ADEKA製)1.2質量部、チオエーテル系酸化防止剤(商品名:アデカスタブAO-412S、株式会社ADEKA製)2.0質量部、アクリル加工助剤(商品名:メタブレンP-551A、三菱ケミカル株式会社製)3.0質量部、及び、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(商品名:PTMG1000、三菱ケミカル株式会社製)5.0質量部を、185℃に加熱された二本のロールで混練した後、圧延することで、赤外線レーザ照射用樹脂組成物からなる厚さ50μmの発色層を得た。
表1に示すように赤外線レーザ照射用樹脂組成物の配合割合を変更した以外は実施例1と同様にして、発色層を得た。
アクリル樹脂(商品名:H-4002、日本カーバイド工業株式会社製、ガラス転移点(Tg):38℃、重量平均分子量(Mw):1万、水酸基価:55.8mgKOH/g)42.4質量部とアクリル樹脂(商品名:KP-1876E、日本カーバイド工業株式会社製、ガラス転移点(Tg):2℃、重量平均分子量(Mw):13万、水酸基価:60.4mgKOH/g)42.4質量部とを混合し、さらにイソシアネート系架橋剤(商品名:コロネートHK、東ソー株式会社製)15.2質量部、実施例1と同様のマンガン含有チタン酸カルシウム系複合酸化物16.9質量部、セルロースアセテートブチレート(商品名:CAB381-0.1、イーストマンケミカル製)1.7質量部、及び、実施例1と同様のポリテトラメチレンエーテルグリコール8.5質量部を混合し、赤外線レーザ照射用樹脂組成物を調製した。次に、赤外線レーザ照射用樹脂組成物の乾燥後の厚みが50μmとなるように、アプリケーターでPETフィルム(商品名:P6050、リンテック株式会社製)上に赤外線レーザ照射用樹脂組成物を塗工し、170℃で乾燥させた。その後、PETフィルムを剥離し、赤外線レーザ照射用樹脂組成物からなる発色層を得た。
表1及び表2に示すように赤外線レーザ照射用樹脂組成物の配合割合を変更した以外は実施例4と同様にして、発色層を得た。表2には、表1と同様に、赤外線レーザ照射用樹脂組成物の配合割合を質量部で示している。なお、実施例5~9では、メラミン系架橋剤(商品名:MS-11、株式会社三和ケミカル製)及びリン酸エステル系硬化触媒(商品名:CT-198、トクシキ株式会社製)を用いた。
アクリル樹脂(H-4002)50.0質量部とアクリル樹脂(KP-1876E)50.0質量部と白色顔料(商品名:NBK-967、日弘ビックス株式会社製)100質量部とを混合し、さらにイソシアネート系架橋剤(コロネートHX)15質量部を添加して塗工液を調製した。その後、塗工液の乾燥後の厚みが50μmになるように、PETフィルム(P6050)上にアプリケーターを用いて塗工液を塗工し、170℃で乾燥させて白色フィルムを得た。このようにしてPETフィルム上に形成された白色のフィルムの上に、表2に示すように赤外線レーザ照射用樹脂組成物の配合割合を変更した以外は実施例4と同様にして調整された赤外線レーザ照射用樹脂組成物をスクリーン印刷した。その後、PETフィルムを剥離し、白色のフィルム上に形成された赤外線レーザ照射用樹脂組成物からなる発色層を得た。
表2に示すように赤外線レーザ照射用樹脂組成物の配合割合を変更した以外は実施例1と同様にして、発色層を得た。
マンガン含有チタン酸カルシウム系複合酸化物にかえて、酸化鉄系レーザ変色顔料(商品名:Laserflair830、メルク株式会社製)、酸化鉄系レーザ変色顔料(商品名:Laserflair835、メルク株式会社製)またはカーボンブラック含有黒色顔料(商品名:NBK-968、日弘ビックス株式会社製)を用い、表2に示す配合割合とした以外は実施例4と同様にして、発色層を得た。
以下に説明する方法で、上記実施例及び比較例に係る赤外線レーザ照射用樹脂組成物からなる発色層を評価した。評価結果は表1及び表2に示す通りである。
日本電飾工業株式会社製のヘイズメーターNDH-2000を用いて発色層の全光線透過率を測定し、その結果を以下の基準で評価した。
A:全光線透過率が5%未満。
B:全光線透過率が20%未満。
C:全光線透過率が20%以上。
パナソニック株式会社製のファイバーレーザーマーカーLP-Zを用いて、出力20%、パルス周期50μ秒、線幅0.07mm、印字速度1000mm/秒の条件で発色層に赤外線レーザを照射し、文字及び10mm角の二次元コードを発色層に印字した。その後、目視または二次元コードリーダー(商品名:SR-H60W、株式会社キーエンス製)を用いて印字部の読み取り易さを以下の基準で判定した。
A:文字の視認、及び二次元コードリーダーによる二次元コードの読み取りができた。
B:文字を視認できたが、二次元コードリーダーによる二次元コードの読み取りはできなかった。
C:文字を視認することも難しかった。
上記読み取り性の評価と同様にして文字及び10mm角の二次元コードを発色層に印字した後、ニチバン株式会社製24mm幅セロテープ(登録商標)CT-24を印字部に重ねて貼り付けてから、目視または二次元コードリーダー(商品名:SR-H60W、株式会社キーエンス製)を用いて印字部の読み取り易さを以下の基準で判定した。
A:文字の視認、及び二次元コードリーダーによる二次元コードの読み取りができた。
B:文字を視認できたが、二次元コードリーダーによる二次元コードの読み取りはできなかった。
C:文字を視認できず、二次元コードリーダーによる二次元コードの読み取りもできなかった。
上記読み取り性の評価と同様の条件で赤外線レーザを発色層に照射し、1辺20mmの正方形を発色層に印字した後、粘着剤層を有する透明フィルムの粘着剤層を印字部に重ねて貼り付けた。その後、発色層のうち正方形が印字された部位と赤外線レーザが照射されていない部とのL値をそれぞれ測色計(コニカミノルタ株式会社製、商品名:CM-3500d)にて測定し、それらのL値の差を計算した。
実施例1乃至9および比較例では、下地としてHi-S Cal AX7416M(日本カーバイド工業株式会社製)の黒色層に発色層を貼り付け、パナソニック株式会社製のファイバーレーザーマーカーLP-Zを用いて、出力100%、パルス周期50μ秒、線幅0.07mm、印字速度500mm/秒で発色層を横断するように赤外線レーザを照射した。そして、下地の黒色層や白色フィルムが傷付くか、または発色層が切断されるかを確認し、以下の基準で評価した。
A:下地が損傷することなく、かつ発色層が切断されることもなかった。
B:下地が損傷されたが、発色層は切断されなかった。
C:下地が損傷し、かつ発色層も切断されていた。
上記読み取り性の評価と同様にして文字及び10mm角の二次元コードを発色層に印字した後、発色層の印字された側とは反対側の面に粘着剤層を積層し、粘着剤層を介してアルミニウム板に発色層を貼付けた。その後、アルミニウム板に貼り付けられた発色層を150℃の環境下で2000時間静置し、発色層の外観変化を以下の基準で評価した。
S:変化がわからなかった。
A:僅かに黄変や収縮が見られたが、二次元コードリーダーによる二次元コードの読み取りができた。
B:文字を視認できたが、二次元コードリーダーによる二次元コードの読み取りはできなかった。
C:著しい外観変化があり、二次元コードリーダーによる読み取りはできなかった。
上記読み取り性の評価と同様にして文字及び10mm角の二次元コードを発色層に印字した後、発色層の印字された側とは反対側の面に粘着剤層を積層し、粘着剤層を介してアルミニウム板に発色層を貼付けた。その後、発色層の表面が水平面に対して45°かつ南側を向くようにして、アルミニウム板に貼り付けられた発色層をアリゾナ及びフロリダにて3年間屋外で暴露した。その後の発色層の外観変化を以下の基準で評価した。
S:変化がわからなかった。
A:僅かに黄変や収縮が見られたが、二次元コードリーダーによる二次元コードの読み取りができた。
B:文字を視認できたが、二次元コードリーダーによる二次元コードの読み取りはできなかった。
C:著しい外観変化があり、二次元コードリーダーによる読み取りはできなかった。
2・・・中間層
3・・・発色層
4・・・粘着剤層
10・・・赤外線レーザ照射用樹脂フィルム
Claims (6)
- 樹脂及びマンガン含有チタン酸カルシウム系複合酸化物を含み、
マンガン含有チタン酸カルシウム系複合酸化物の含有量が、前記樹脂100質量部に対して3質量部以上50質量部以下である
ことを特徴とする赤外線レーザ照射用樹脂組成物。 - 前記マンガン含有チタン酸カルシウム系複合酸化物の含有量が、前記樹脂100質量部に対して15質量部以上である
ことを特徴とする請求項1に記載の赤外線レーザ照射用樹脂組成物。 - 前記樹脂がアクリル樹脂である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の赤外線レーザ照射用樹脂組成物。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の赤外線レーザ照射用樹脂組成物からなる発色層を備える
ことを特徴とする赤外線レーザ照射用樹脂フィルム。 - レーザマーキングラベルに用いられる
ことを特徴とする請求項4に記載の赤外線レーザ照射用樹脂フィルム。 - 前記発色層の厚さが10μm以上50μm以下である
ことを特徴とする請求項4または5に記載の赤外線レーザ照射用樹脂フィルム。
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