JP7380503B2 - レーザー加飾方法および塗装され加飾された金属部材 - Google Patents
レーザー加飾方法および塗装され加飾された金属部材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7380503B2 JP7380503B2 JP2020167494A JP2020167494A JP7380503B2 JP 7380503 B2 JP7380503 B2 JP 7380503B2 JP 2020167494 A JP2020167494 A JP 2020167494A JP 2020167494 A JP2020167494 A JP 2020167494A JP 7380503 B2 JP7380503 B2 JP 7380503B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- thin film
- layer
- coating layer
- pigment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 59
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000005034 decoration Methods 0.000 title description 28
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 85
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 76
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 72
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 54
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 49
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 47
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 44
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 claims description 34
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 20
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 38
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 27
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 27
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000010408 film Substances 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 8
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- WMYWOWFOOVUPFY-UHFFFAOYSA-L dihydroxy(dioxo)chromium;phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O.O[Cr](O)(=O)=O WMYWOWFOOVUPFY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010330 laser marking Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007648 laser printing Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
Description
本発明は、レーザー加飾方法に関するものである。
レーザーマーキングは、対象物にレーザー光を照射して表面を溶かす、焦がす、剥離する、酸化させる、削る、変色させることでロゴや商品名、シリアル番号や型番などを印字する方法として使用されている。
この内、対象物の表面の塗装や印刷、メッキなどを剥離し、基材色とのコントラストを出すことでレーザー印字する技術が一般に用いられていることが非特許文献１に開示されている。
この内、対象物の表面の塗装や印刷、メッキなどを剥離し、基材色とのコントラストを出すことでレーザー印字する技術が一般に用いられていることが非特許文献１に開示されている。
KEYENCE、マーキング学習塾、URLhttps://www.keyence.co.jp/ss/products/marker/lasermarker/basics/laser_marking.jsp
レーザーで塗膜を剥がす従来技術を、アルミニウム基材等の表面に化成処理や塗布処理等の表面処理を施し表面処理層を形成した容器などの金属部材に適用することが考えられる。ところが表面処理を施した表面処理層を有する金属部材に適用すると、表面処理層に影響を与えることが判明した。
即ち、この塗膜層にレーザー光を照射してマーキング等の加飾を行った場合、レーザー光の照射位置で塗膜層が除去され、更に、表面処理層が除去されてアルミニウム基材が表面に露出するケースが多い。このような状態になると、その後にレトルト殺菌等の加熱殺菌処理などを行った場合に、露出したアルミニウム基材の表面が黒色に変色（以下、黒変）することが判明した。
即ち、この塗膜層にレーザー光を照射してマーキング等の加飾を行った場合、レーザー光の照射位置で塗膜層が除去され、更に、表面処理層が除去されてアルミニウム基材が表面に露出するケースが多い。このような状態になると、その後にレトルト殺菌等の加熱殺菌処理などを行った場合に、露出したアルミニウム基材の表面が黒色に変色（以下、黒変）することが判明した。
本発明は、このような問題に対処することを課題としている。すなわち、加飾部の変色や錆びなどを抑止することが本発明の課題である。
このような課題を解決するために、本発明は、一形態として以下の構成を具備する。
以下の（工程１）および（工程２）を含む塗膜層の次の特性を有する薄膜を備えた加飾された金属部材の製造方法。特性：前記薄膜は、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．０１ｍｍピッチおよび印字回数（繰り返し回数）５回という条件で照射しても剥がれることのないものであり、（工程１）金属素材は、金属基材そのもの、または、前記金属基材に表面処理層が形成されたものであり、前記金属素材の上に顔料を含む塗料または顔料を含まない塗料で塗装し乾燥させて塗膜層を形成する工程。（工程２）前記塗膜層に吸収される波長であって、金属素材表面には吸収されにくい波長の光を用い、前記塗膜層を前記薄膜となるまで剥がすことで加飾する工程。
以下の（工程１）および（工程２）を含む塗膜層の次の特性を有する薄膜を備えた加飾された金属部材の製造方法。特性：前記薄膜は、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．０１ｍｍピッチおよび印字回数（繰り返し回数）５回という条件で照射しても剥がれることのないものであり、（工程１）金属素材は、金属基材そのもの、または、前記金属基材に表面処理層が形成されたものであり、前記金属素材の上に顔料を含む塗料または顔料を含まない塗料で塗装し乾燥させて塗膜層を形成する工程。（工程２）前記塗膜層に吸収される波長であって、金属素材表面には吸収されにくい波長の光を用い、前記塗膜層を前記薄膜となるまで剥がすことで加飾する工程。
また、このような課題を解決するために、本発明は別形態として、金属素材と塗膜層と加飾部を有し、前記金属素材は、金属基材そのもの、または、前記金属基材に表面処理層が形成されたものであり、前記塗膜層は、前記金属素材の表面に形成されたものであり、前記加飾部は、薄膜からなり、前記薄膜は、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．０１ｍｍピッチおよび印字回数（繰り返し回数）５回という条件で照射しても剥がれることのないものであること特徴とする金属部材を提供する。
このような特徴を有する本発明のレーザー加飾方法、および、加飾部に薄膜が残された金属材料によると、加飾された部分の変色や錆び等を抑止することができた。
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明では、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
（実施形態１）
図面を参照して本発明の実施形態１を説明する。実施形態１は、化成処理した表面処理層Ｌ２を有するアルミニウム容器を金属部材Ｌ６とする例である。
金属基材Ｌ３とは、金属や合金を意味する。図１（ａ）を参照されたい。表面処理層Ｌ２を持たない金属基材Ｌ３の場合、金属基材Ｌ３が金属素材Ｌ５となる。これに対して、アルミニウムのように表面処理層Ｌ２を有する金属や合金の場合は、表面処理層Ｌ２とその下にある金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３を併せて、金属素材Ｌ５という。
金属部材Ｌ６は、金属素材Ｌ５に塗膜層Ｌ１を設け、製品の部材になったものをいう。例えば、アルミニウム容器の場合は、塗装され金属部材Ｌ６となる。
図面を参照して本発明の実施形態１を説明する。実施形態１は、化成処理した表面処理層Ｌ２を有するアルミニウム容器を金属部材Ｌ６とする例である。
金属基材Ｌ３とは、金属や合金を意味する。図１（ａ）を参照されたい。表面処理層Ｌ２を持たない金属基材Ｌ３の場合、金属基材Ｌ３が金属素材Ｌ５となる。これに対して、アルミニウムのように表面処理層Ｌ２を有する金属や合金の場合は、表面処理層Ｌ２とその下にある金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３を併せて、金属素材Ｌ５という。
金属部材Ｌ６は、金属素材Ｌ５に塗膜層Ｌ１を設け、製品の部材になったものをいう。例えば、アルミニウム容器の場合は、塗装され金属部材Ｌ６となる。
（従来の例）
図１（ａ）は、アルミニウム容器を金属部材Ｌ６とした例である。金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３の表面を化成処理し表面処理層Ｌ２を形成し、その上に顔料を有する有色の塗膜層Ｌ１を有している。加飾用レーザーとして、一般的に用いられているファイバーレーザー（波長１０６４ｎｍ）を使用した。化成処理は、リン酸クロメート処理（ＣＰ処理）を行い、金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３の表面に表面処理層Ｌ２を形成し、更にその上に塗膜層Ｌ１を形成した。塗膜層Ｌ１が完全に乾いてから、塗膜層Ｌ１にファイバーレーザー（波長１０６４ｎｍ）を当てた。
図１（ａ）は、アルミニウム容器を金属部材Ｌ６とした例である。金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３の表面を化成処理し表面処理層Ｌ２を形成し、その上に顔料を有する有色の塗膜層Ｌ１を有している。加飾用レーザーとして、一般的に用いられているファイバーレーザー（波長１０６４ｎｍ）を使用した。化成処理は、リン酸クロメート処理（ＣＰ処理）を行い、金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３の表面に表面処理層Ｌ２を形成し、更にその上に塗膜層Ｌ１を形成した。塗膜層Ｌ１が完全に乾いてから、塗膜層Ｌ１にファイバーレーザー（波長１０６４ｎｍ）を当てた。
その結果を写真で撮影したのが図１（ｂ）である。星形に正確に加飾がなされている。複雑な形状でもきわめて視認性が良い加飾が行えることが分かる。ファイバーレーザー（波長１０６４ｎｍ）のレーザー光がガルバノミラーで掃引し、塗りつぶし間隔０．１ｍｍとした名残として、加飾領域の縁部が微小なデコボコになっていることが観て取れる。
しかしながら、図１（ｃ）の写真が示すように、加飾部２の塗膜がきれいに剥がれている。なお、黒く見える部分は黒変ではなく、撮影条件（光の反射によるゴースト）で黒く見えているだけであり、塗膜は全く存在していない。そして、図１（ｃ）の写真で示すようにレトルト殺菌（熱水殺菌）を施すと、加飾部２の全体にわたって黒変部位Ｂが生じる。
図１（ｂ）の加飾領域を調べたところ、ファイバーレーザー（波長１０６４ｎｍ）により、表面処理層Ｌ２がダメージを受け、加飾領域にわずかに表面処理層Ｌ２が残存するものの、金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３が大きく露出していることが分かった。
しかしながら、図１（ｃ）の写真が示すように、加飾部２の塗膜がきれいに剥がれている。なお、黒く見える部分は黒変ではなく、撮影条件（光の反射によるゴースト）で黒く見えているだけであり、塗膜は全く存在していない。そして、図１（ｃ）の写真で示すようにレトルト殺菌（熱水殺菌）を施すと、加飾部２の全体にわたって黒変部位Ｂが生じる。
図１（ｂ）の加飾領域を調べたところ、ファイバーレーザー（波長１０６４ｎｍ）により、表面処理層Ｌ２がダメージを受け、加飾領域にわずかに表面処理層Ｌ２が残存するものの、金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３が大きく露出していることが分かった。
すなわち、図１（ａ）のように、一般的に用いられる加飾用のファイバーレーザー（波長１０６４ｎｍ）で処理をすると、表面処理層Ｌ２まで剥がしてしまい、金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３までレーザー光の影響が及んでしまう。その後レトルト殺菌（熱水殺菌）処理を行うと、黒変部位Ｂが生じる。黒変部位Ｂを分析した結果、金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３にレトルト殺菌中処理中の熱水に含まれる微量な金属イオン（Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｉ等）が取り込まれて変色することが判明した。いずれにせよ、表面処理層Ｌ２を失い露出した金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３がレトルト殺菌中に反応を引き起こし、黒変することが判明した。
（本発明者による発見）
本発明者の発見について説明する。
（実験１）
図２（ａ）は、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を用いた加飾を用いた概念図である。図２（ｂ）および図２（ｃ）は、その結果を示す写真である。
（工程１）金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３の表面に表面処理層Ｌ２が形成されたものを金属素材Ｌ５として、金属素材Ｌ５の上に顔料を含む塗料で塗装した。
（工程２）その後、塗料を焼き付け乾燥させ塗膜層Ｌ１を得た。
本発明者の発見について説明する。
（実験１）
図２（ａ）は、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を用いた加飾を用いた概念図である。図２（ｂ）および図２（ｃ）は、その結果を示す写真である。
（工程１）金属基材（アルミニウム基材）Ｌ３の表面に表面処理層Ｌ２が形成されたものを金属素材Ｌ５として、金属素材Ｌ５の上に顔料を含む塗料で塗装した。
（工程２）その後、塗料を焼き付け乾燥させ塗膜層Ｌ１を得た。
ファイバーレーザー（波長１０６４ｎｍ）による加飾では、図１（ｂ）のように、顔料を有する有色の塗膜層Ｌ１がすべて剥がされている。これに対して、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）による加飾では、図２（ｂ）の写真および図２（ｃ）の薄膜Ｌ４の拡大写真に示されているように、加飾部２には、薄膜Ｌ４が残っている。この時のＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）による加飾条件は、出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード４０００ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．１ｍｍピッチ、印字回数（繰り返し回数）1回という条件であった。
図２（ｃ）のように、残った塗膜層Ｌ１の薄膜Ｌ４は、金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）が見える程薄く、かつ膜厚が均一であった。なお、図２（ｂ）および図２（ｃ）の写真を撮影するに当たり、薄膜Ｌ４が残っていることが分かるようにあえて顔料濃度の濃い赤い塗料を使用し、薄膜Ｌ４の存在が分かるようにしている。
図２（ｃ）のように、残った塗膜層Ｌ１の薄膜Ｌ４は、金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）が見える程薄く、かつ膜厚が均一であった。なお、図２（ｂ）および図２（ｃ）の写真を撮影するに当たり、薄膜Ｌ４が残っていることが分かるようにあえて顔料濃度の濃い赤い塗料を使用し、薄膜Ｌ４の存在が分かるようにしている。
いずれにせよ、金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）が見える程薄い塗膜層Ｌ１が残っているため、図２（ａ）のように、レトルト殺菌（熱水殺菌）を行ったが、黒変することは全くなかった。わずかでも薄膜Ｌ４に孔があれば孔の部分が黒変するため、薄膜Ｌ４には金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）を露出するような孔は開いておらず、均一な薄膜Ｌ４となって残存していることが確認された。
（実験２）
そこで、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）の出力を高める実験を行った。その結果、出力をいくら高めても、顔料を有する有色の塗膜層Ｌ1の加飾部２には薄膜Ｌ４が残存し、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）によって塗膜層Ｌ１をすべて剥離することが困難であることが判明した。
そこで、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）の出力を高める実験を行った。その結果、出力をいくら高めても、顔料を有する有色の塗膜層Ｌ1の加飾部２には薄膜Ｌ４が残存し、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）によって塗膜層Ｌ１をすべて剥離することが困難であることが判明した。
（実験３）
実験１で作成した薄膜Ｌ４に対して、薄膜Ｌ４の特性を調べる実験を行った。特性調査条件として、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）、出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．０１ｍｍピッチ、印字回数（繰り返し回数）５回というものであった。
結果として、薄膜Ｌ４は剥がれることはなかった。
特性調査条件は、前述した加飾出力条件であるＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）、出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード４０００ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．１ｍｍピッチ、印字回数（繰り返し回数）1回と比較して、非常に過酷な条件であることが分かる。
この条件は、スキャンスピードが極めて遅く、塗りつぶし間隔が０．０１ｍｍと印字箇所があえて重なるように、しかも印字回数が５回であり同じ印字箇所にＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）が多数回照射されるという厳しい条件である。
この条件で照射しても薄膜Ｌ４は剥がれることがなく、何らかの物理的な現象で、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）では剥がせない特性の薄膜Ｌ４であることが分かった。
実験３から、特性調査条件は、薄膜Ｌ４を特定するのに有効であることが分かった。
実験１で作成した薄膜Ｌ４に対して、薄膜Ｌ４の特性を調べる実験を行った。特性調査条件として、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）、出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．０１ｍｍピッチ、印字回数（繰り返し回数）５回というものであった。
結果として、薄膜Ｌ４は剥がれることはなかった。
特性調査条件は、前述した加飾出力条件であるＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）、出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード４０００ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．１ｍｍピッチ、印字回数（繰り返し回数）1回と比較して、非常に過酷な条件であることが分かる。
この条件は、スキャンスピードが極めて遅く、塗りつぶし間隔が０．０１ｍｍと印字箇所があえて重なるように、しかも印字回数が５回であり同じ印字箇所にＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）が多数回照射されるという厳しい条件である。
この条件で照射しても薄膜Ｌ４は剥がれることがなく、何らかの物理的な現象で、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）では剥がせない特性の薄膜Ｌ４であることが分かった。
実験３から、特性調査条件は、薄膜Ｌ４を特定するのに有効であることが分かった。
（実験４）
原因を明らかにすべく実験をしたところ、波長の長いＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）は、表面処理層Ｌ２に吸収されにくい波長（吸収率は０％よりも大きく５％以下）であること。塗膜層Ｌ１に含まれる顔料や樹脂に吸収される波長であることが分かった。
塗膜層Ｌ１が薄膜Ｌ４となって薄く残存する理由は、顔料の粒径がＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）の波長に比較して薄いため回折限界を超えており光が吸収されにくくなっていることが原因の一つして考えられる。かつ、表面処理層Ｌ２に吸収されずに反射するため、塗膜層Ｌ１が薄く残ることが考えられる。さらに、金属基材Ｌ３は熱伝導性が良く、熱が金属基材Ｌ３から逃げるなどの複合的な要因で薄膜Ｌ４が残るものと推定される。
原因を明らかにすべく実験をしたところ、波長の長いＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）は、表面処理層Ｌ２に吸収されにくい波長（吸収率は０％よりも大きく５％以下）であること。塗膜層Ｌ１に含まれる顔料や樹脂に吸収される波長であることが分かった。
塗膜層Ｌ１が薄膜Ｌ４となって薄く残存する理由は、顔料の粒径がＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）の波長に比較して薄いため回折限界を超えており光が吸収されにくくなっていることが原因の一つして考えられる。かつ、表面処理層Ｌ２に吸収されずに反射するため、塗膜層Ｌ１が薄く残ることが考えられる。さらに、金属基材Ｌ３は熱伝導性が良く、熱が金属基材Ｌ３から逃げるなどの複合的な要因で薄膜Ｌ４が残るものと推定される。
実験２の結果から、実験１で行った加飾は、実質的に塗膜層Ｌ１に吸収される波長であって、表面処理層Ｌ２の表面（金属素材表面Ｌ５ａ）には吸収されにくい（吸収率は０％より大きく５％以下の）波長のＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）用い、薄膜Ｌ４を残して塗膜層Ｌ１を剥がすことで、加飾された金属部材Ｌ６とする工程を行っていたことになる。
（実験５）
上述の実験では、塗膜層Ｌ１の薄膜Ｌ４が残ることを確認するため、あえて顔料含む有色の塗料を厚く塗布する実験を行った。実験条件は、塗料（赤色塗料顔料添加量３．２（ＰＨＲ）、塗膜量７０ｍｇ/ｄｍ2である。
その結果、図２（ｂ）および図２（ｃ）の写真では、薄膜Ｌ４に顔料がかなり残ったが、薄膜Ｌ４を通して下層の金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）が見えた。膜厚の厚い顔料を含む有色の塗膜層Ｌ１でも、塗膜層Ｌ１の薄膜Ｌ４が残ることが判明し、薄膜Ｌ４が残るのは塗膜層Ｌ１の厚さと無関係であることが分かった。
また、低い顔料濃度の塗料を使用する実験も行った。残った塗膜層Ｌ１に含まれる顔料濃度が低いため、顔料の残存が少なく、金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）がよく見える透き通った均一な膜厚の薄膜Ｌ４となることが分かった。
上述の実験では、塗膜層Ｌ１の薄膜Ｌ４が残ることを確認するため、あえて顔料含む有色の塗料を厚く塗布する実験を行った。実験条件は、塗料（赤色塗料顔料添加量３．２（ＰＨＲ）、塗膜量７０ｍｇ/ｄｍ2である。
その結果、図２（ｂ）および図２（ｃ）の写真では、薄膜Ｌ４に顔料がかなり残ったが、薄膜Ｌ４を通して下層の金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）が見えた。膜厚の厚い顔料を含む有色の塗膜層Ｌ１でも、塗膜層Ｌ１の薄膜Ｌ４が残ることが判明し、薄膜Ｌ４が残るのは塗膜層Ｌ１の厚さと無関係であることが分かった。
また、低い顔料濃度の塗料を使用する実験も行った。残った塗膜層Ｌ１に含まれる顔料濃度が低いため、顔料の残存が少なく、金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）がよく見える透き通った均一な膜厚の薄膜Ｌ４となることが分かった。
このことから、加飾部２の視認性を高めるためには、顔料濃度を低くした分、厚く塗料を塗布することで達成できることが判明した。つまり、厚い有色の塗膜層Ｌ１とすることで、加飾部２以外の塗膜層Ｌ１の色が濃くなる。他方、薄膜Ｌ４の領域では顔料濃度が低いため加飾部２は透き通った薄膜Ｌ４となる。塗膜層Ｌ１の部分の色が濃く、薄膜Ｌ４の部分の色が薄くなるため、視認性が向上する。
（実験６）
実験５の結果を踏まえ、顔料添加量と塗膜量による影響を調べる実験を行った。また、顔料の色も赤、緑および黒を用意し、色による薄膜Ｌ４の影響を調べた。実験材料となる金属素材Ｌ５として、化成処理したアルミニウム板（材質5182合金）を用いた。そして、所定の顔料添加量・塗膜量の有色塗料を塗装後、焼き付け乾燥し、塗装板を得た。
塗料として、赤色塗料、黒色塗料、緑色塗料の３色の塗料を用いた。
キーエンス社製ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を使用して、薄膜Ｌ４を残し加飾部２（薄膜Ｌ４の部位）とした。
塗装部と加飾部２（薄膜Ｌ４の部位）の色を、Ｌ*ａ*ｂ*値：X-rite(積分球タイプ色差計)（x-rite社製）を用いて測定した。塗装部と加飾部２（薄膜Ｌ４の部位）の色差ΔＥ*は、塗装部の色を基準として求めた。
加えて、視認性目視評価も行った。視認性目視評価は、各色において、加飾部２（薄膜Ｌ４の部位）が最も視認しやすいものから順に◎＞○＞△＞×として判断した。
（実験結果Ｒ）赤色塗料
実験５の結果を踏まえ、顔料添加量と塗膜量による影響を調べる実験を行った。また、顔料の色も赤、緑および黒を用意し、色による薄膜Ｌ４の影響を調べた。実験材料となる金属素材Ｌ５として、化成処理したアルミニウム板（材質5182合金）を用いた。そして、所定の顔料添加量・塗膜量の有色塗料を塗装後、焼き付け乾燥し、塗装板を得た。
塗料として、赤色塗料、黒色塗料、緑色塗料の３色の塗料を用いた。
キーエンス社製ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を使用して、薄膜Ｌ４を残し加飾部２（薄膜Ｌ４の部位）とした。
塗装部と加飾部２（薄膜Ｌ４の部位）の色を、Ｌ*ａ*ｂ*値：X-rite(積分球タイプ色差計)（x-rite社製）を用いて測定した。塗装部と加飾部２（薄膜Ｌ４の部位）の色差ΔＥ*は、塗装部の色を基準として求めた。
加えて、視認性目視評価も行った。視認性目視評価は、各色において、加飾部２（薄膜Ｌ４の部位）が最も視認しやすいものから順に◎＞○＞△＞×として判断した。
（実験結果Ｒ）赤色塗料
実験Ｒ３～実験Ｒ５は、顔料添加量３．２ＰＨＲであることで共通しており、塗膜量が異なっている。また、実験Ｒ６と実験Ｒ７も顔料添加量２．５ＰＨＲであることで共通しており、塗膜量が異なっている。
この結果から、赤色塗料においては塗膜量を多くした方が色差ΔＥ*および視認性目視評価が良好になることが判明した。
また、視認性は、塗膜層Ｌ１と薄膜Ｌ４の色の差に影響されるため、実験Ｒ３と実験Ｒ６のように、同じ７０ｍｇ／ｄｍ2の膜厚でも、顔料の添加量の少ないＲ６の方がやや劣った。
（実験結果Ｂ）黒色塗料
この結果から、赤色塗料においては塗膜量を多くした方が色差ΔＥ*および視認性目視評価が良好になることが判明した。
また、視認性は、塗膜層Ｌ１と薄膜Ｌ４の色の差に影響されるため、実験Ｒ３と実験Ｒ６のように、同じ７０ｍｇ／ｄｍ2の膜厚でも、顔料の添加量の少ないＲ６の方がやや劣った。
（実験結果Ｂ）黒色塗料
黒色塗料を用いた実験Ｂ３～実験Ｂ５、および、実験Ｂ６～実験Ｂ７でも赤色塗料と同じように塗膜量を多くした方が色差ΔＥ*および視認性目視評価が良好になることが判明した。黒色塗料を用いた実験結果Ｂは、赤色塗料を用いた実験結果Ｒと同じ傾向を示した。
（実験結果Ｇ）緑色塗料
（実験結果Ｇ）緑色塗料
緑色塗料を用いた実験Ｇ３～実験Ｇ５、および、実験Ｇ６～実験Ｇ７でも赤色塗料や黒色塗料と同じように塗膜量を多くした方が色差ΔＥ*および視認性目視評価が良好になることが判明した。緑色塗料を用いた実験結果Ｇは、赤色塗料を用いた実験結果Ｒと黒色塗料を用いた実験結果Ｂと同じ傾向を示した
以上のように顔料の組み合わせを検討したところ、ＣＯ2レーザーの波長１０６００ｎｍの光は、色に関係なく顔料に吸収される波長であることが判明した。
そのため、非常に広範な顔料に対してＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）が有効であることが判明した。
この結果から、塗膜層Ｌ１に吸収される波長であって、金属素材表面Ｌ５ａには吸収されにくい波長のレーザーであれば、原理的にどのような波長のレーザーであってもかまわないことが分かった。
以上のように顔料の組み合わせを検討したところ、ＣＯ2レーザーの波長１０６００ｎｍの光は、色に関係なく顔料に吸収される波長であることが判明した。
そのため、非常に広範な顔料に対してＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）が有効であることが判明した。
この結果から、塗膜層Ｌ１に吸収される波長であって、金属素材表面Ｌ５ａには吸収されにくい波長のレーザーであれば、原理的にどのような波長のレーザーであってもかまわないことが分かった。
視認性は、塗膜層Ｌ１と薄膜Ｌ４との色差ΔＥ*が大きいことと関連する。実験６では、顔料濃度を低くし、顔料濃度の低下を補うため厚い塗膜層Ｌ１とすることで塗膜層Ｌ１の部分のＬ*、ａ*、ｂ*色空間の測定値が大きくなる。他方、薄膜Ｌ４は、顔料濃度が低いため、薄膜Ｌ４に残る顔料が少なくなり、加飾部２（薄膜Ｌ４）のＬ*、ａ*、ｂ*色空間の測定値が小さくなる。その結果、塗膜層Ｌ１と加飾部２（薄膜Ｌ４）と色差ΔＥ*が大きくなり、視認性が向上することが判明した。
（実験の総括）
（実験の総括）
以上の実験結果Ｒ、実験結果Ｂおよび実験結果Ｇを総合すると、次のようなことが分かる。
塗料の主成分は、顔料、溶剤、塗膜成分（合成樹脂など）であるが、乾燥させた塗料には、溶剤が揮発して残っていない。塗膜層Ｌ１は、結局、顔料と塗膜成分（合成樹脂など）と添加物等で構成されるものとなる。ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）は、顔料は吸収される波長であり、また、塗膜成分（合成樹脂など）にも顔料ほどではないが吸収される波長のレーザー光である。顔料と塗膜成分（合成樹脂など）で構成される塗膜層Ｌ１にＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を照射すると、顔料と塗膜成分（合成樹脂など）にレーザー光が吸収され、加熱されて塗膜層Ｌ１が剥がされて行く。しかし、最後の薄膜Ｌ４が、残るものであった。
表面処理層Ｌ２には、レーザー光が吸収されず、反射されてしまうことが判明した。
最終的にＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）で加熱される対象物が無くなり、塗膜成分（合成樹脂など）と顔料が残った結果、薄膜Ｌ４が残ることとなる。
塗料の主成分は、顔料、溶剤、塗膜成分（合成樹脂など）であるが、乾燥させた塗料には、溶剤が揮発して残っていない。塗膜層Ｌ１は、結局、顔料と塗膜成分（合成樹脂など）と添加物等で構成されるものとなる。ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）は、顔料は吸収される波長であり、また、塗膜成分（合成樹脂など）にも顔料ほどではないが吸収される波長のレーザー光である。顔料と塗膜成分（合成樹脂など）で構成される塗膜層Ｌ１にＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を照射すると、顔料と塗膜成分（合成樹脂など）にレーザー光が吸収され、加熱されて塗膜層Ｌ１が剥がされて行く。しかし、最後の薄膜Ｌ４が、残るものであった。
表面処理層Ｌ２には、レーザー光が吸収されず、反射されてしまうことが判明した。
最終的にＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）で加熱される対象物が無くなり、塗膜成分（合成樹脂など）と顔料が残った結果、薄膜Ｌ４が残ることとなる。
（原理）
塗膜層Ｌ１が薄膜Ｌ４となって、薄く残存する理由は、薄膜顔料の粒径や塗膜成分（合成樹脂など）の厚さがＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）の波長に比較して小さいため回折限界を超えており吸収されにくくなっていることが原因の一つして考えられる。かつ、表面処理層Ｌ２に吸収されずに反射するため、塗膜層Ｌ１が薄く残ることが考えられる。さらに、金属基材Ｌ３は熱伝導性が良く、熱が金属基材Ｌ３から逃げるなどの複合的な要因で薄膜Ｌ４が残るものと推定される。
塗膜層Ｌ１が薄膜Ｌ４となって、薄く残存する理由は、薄膜顔料の粒径や塗膜成分（合成樹脂など）の厚さがＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）の波長に比較して小さいため回折限界を超えており吸収されにくくなっていることが原因の一つして考えられる。かつ、表面処理層Ｌ２に吸収されずに反射するため、塗膜層Ｌ１が薄く残ることが考えられる。さらに、金属基材Ｌ３は熱伝導性が良く、熱が金属基材Ｌ３から逃げるなどの複合的な要因で薄膜Ｌ４が残るものと推定される。
（薄膜の特性）
いずれにせよ、金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）が見える程薄い塗膜層Ｌ１が残っているため、図２（ａ）のように、レトルト殺菌（熱水殺菌）を行ったが、黒変することは全くなかった。わずかでも薄膜Ｌ４に孔があれば孔の部分が黒変するため、薄膜Ｌ４には金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）を露出するような孔は開いておらず、均一な薄膜Ｌ４となって残存していることが確認された。
そして、薄膜Ｌ４は、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）、出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．０１ｍｍピッチ、印字回数（繰り返し回数）５回という条件でも薄膜Ｌ４が剥がれることがないという特性を有していることが判明した。
この特性は、薄膜Ｌ４を特定するために有効な実験手段であることが分かった。
いずれにせよ、金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）が見える程薄い塗膜層Ｌ１が残っているため、図２（ａ）のように、レトルト殺菌（熱水殺菌）を行ったが、黒変することは全くなかった。わずかでも薄膜Ｌ４に孔があれば孔の部分が黒変するため、薄膜Ｌ４には金属素材表面Ｌ５ａ（表面処理層Ｌ２）を露出するような孔は開いておらず、均一な薄膜Ｌ４となって残存していることが確認された。
そして、薄膜Ｌ４は、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）、出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．０１ｍｍピッチ、印字回数（繰り返し回数）５回という条件でも薄膜Ｌ４が剥がれることがないという特性を有していることが判明した。
この特性は、薄膜Ｌ４を特定するために有効な実験手段であることが分かった。
（表面処理層の有無）
実施形態１として、数々の実験に金属としてアルミニウム合金を使用し、リン酸クロメート処理（ＣＰ処理）による表面処理層Ｌ２を有する金属素材Ｌ５を使用した。
しかし、原理から言って、表面処理層Ｌ２が存在しない金属素材Ｌ５にも適用可能である。例えば、表面処理層Ｌ２をあえて設けないスチール（金属素材Ｌ５）でも、塗膜層Ｌ１に吸収される波長であって、金属素材表面Ｌ５ａであるスチール表面にほとんど吸収されない波長のレーザーを用いれば薄膜Ｌ４が残されることは明らかである。そして、薄膜Ｌ４が残されることで、スチール（金属素材Ｌ５）の腐蝕等を防ぐことができる。
実施形態１として、数々の実験に金属としてアルミニウム合金を使用し、リン酸クロメート処理（ＣＰ処理）による表面処理層Ｌ２を有する金属素材Ｌ５を使用した。
しかし、原理から言って、表面処理層Ｌ２が存在しない金属素材Ｌ５にも適用可能である。例えば、表面処理層Ｌ２をあえて設けないスチール（金属素材Ｌ５）でも、塗膜層Ｌ１に吸収される波長であって、金属素材表面Ｌ５ａであるスチール表面にほとんど吸収されない波長のレーザーを用いれば薄膜Ｌ４が残されることは明らかである。そして、薄膜Ｌ４が残されることで、スチール（金属素材Ｌ５）の腐蝕等を防ぐことができる。
（熱水殺菌処理容器以外への適用）
また、実施形態１や実験では、レトルト殺菌用容器について述べてきたが、樹脂層の間にアルミニウム箔を有するレトルトパウチにも適用可能である。金属素材Ｌ５は、樹脂などでコーティングされた薄いフィルムでもよい。
さらに、レトルト殺菌しない場合でも、露出した金属基材Ｌ３（特にスチール）が汚れや雨水に晒されれば腐蝕（錆び）が進むこともあり得、レトルト殺菌（熱水殺菌）用容器に限らず、あらゆる容器の加飾部２の保護に寄与する。
また、本発明は、容器に限らず、様々な装置の部品や製品など塗膜層Ｌ１を有するあらゆる金属素材Ｌ５の加飾に適用可能である。
また、実施形態１や実験では、レトルト殺菌用容器について述べてきたが、樹脂層の間にアルミニウム箔を有するレトルトパウチにも適用可能である。金属素材Ｌ５は、樹脂などでコーティングされた薄いフィルムでもよい。
さらに、レトルト殺菌しない場合でも、露出した金属基材Ｌ３（特にスチール）が汚れや雨水に晒されれば腐蝕（錆び）が進むこともあり得、レトルト殺菌（熱水殺菌）用容器に限らず、あらゆる容器の加飾部２の保護に寄与する。
また、本発明は、容器に限らず、様々な装置の部品や製品など塗膜層Ｌ１を有するあらゆる金属素材Ｌ５の加飾に適用可能である。
（光の波長）
さらに、前述の数々の実験ではＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を加飾に用いたが、上述の原理によれば、塗膜層Ｌ１に吸収される波長であって、金属素材表面Ｌ５aには吸収されにくい波長の光を用いればよく、本発明は、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）に限定されるものではない。例えば、加飾を行おうとしている金属（合金）は様々であり得、金属（合金）の種類が異なれば、金属素材表面Ｌ５ａに吸収されにくい光の波長は異なってくる。また、表面処理の種類によっても表面処理層Ｌ２の物性は異なり、金属素材表面Ｌ５ａに吸収されにくい光の波長も異なってくる。
塗膜層Ｌ１に吸収される波長であって、金属素材表面Ｌ５aには吸収されにくい波長の光を用いさえすれば、本発明の実施は可能である。
さらに、前述の数々の実験ではＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を加飾に用いたが、上述の原理によれば、塗膜層Ｌ１に吸収される波長であって、金属素材表面Ｌ５aには吸収されにくい波長の光を用いればよく、本発明は、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）に限定されるものではない。例えば、加飾を行おうとしている金属（合金）は様々であり得、金属（合金）の種類が異なれば、金属素材表面Ｌ５ａに吸収されにくい光の波長は異なってくる。また、表面処理の種類によっても表面処理層Ｌ２の物性は異なり、金属素材表面Ｌ５ａに吸収されにくい光の波長も異なってくる。
塗膜層Ｌ１に吸収される波長であって、金属素材表面Ｌ５aには吸収されにくい波長の光を用いさえすれば、本発明の実施は可能である。
（レーザー光）
この原理に従えば、光源（加熱源）は、レーザーでなくともよく、例えば、塗膜層Ｌ１の上にマスキングテープを貼り、遠赤外線領域のランプ（波長１０６００ｎｍ）を用いても薄膜Ｌ４の残った加飾部２を得ることができる。
この原理に従えば、光源（加熱源）は、レーザーでなくともよく、例えば、塗膜層Ｌ１の上にマスキングテープを貼り、遠赤外線領域のランプ（波長１０６００ｎｍ）を用いても薄膜Ｌ４の残った加飾部２を得ることができる。
（加飾された金属部材の製品化）
以上のように、塗装された金属素材Ｌ５から、加飾された金属部材Ｌ６が作られる。金属部材Ｌ６は、他の部材や材料を入れたり組み立てたりして製品となる。例えば、加飾された飲料缶体であれば、缶体に飲料が入れられ製品化される。また加飾された金属部材Ｌ６が缶体、缶蓋のパネル、缶蓋のタブなど、缶に限っても様々な部分の加飾に使える。さらに、飲料缶に限らず、食缶（缶詰等）、エアゾール缶など、製品の種類を問わない。
以上のように、塗装された金属素材Ｌ５から、加飾された金属部材Ｌ６が作られる。金属部材Ｌ６は、他の部材や材料を入れたり組み立てたりして製品となる。例えば、加飾された飲料缶体であれば、缶体に飲料が入れられ製品化される。また加飾された金属部材Ｌ６が缶体、缶蓋のパネル、缶蓋のタブなど、缶に限っても様々な部分の加飾に使える。さらに、飲料缶に限らず、食缶（缶詰等）、エアゾール缶など、製品の種類を問わない。
（実施形態２）
薄膜Ｌ４が、塗膜層Ｌ１に含まれる顔料に依らないことを確かめるため、塗膜層Ｌ１の下に、顔料を全く含まない塗料を用いてクリア層Ｃを形成し、薄膜Ｌ４が残るか確かめた。
実施形態１では、効果を明確にするために顔料を多く添加した青色塗料を４５ｍｇ/ｄｍ2となる膜厚で塗布し、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を用い加飾を行った。図３（ａ）は実施形態１であり、薄膜Ｌ４が残存している。その結果は、図３（ｃ）に実施形態１として示した写真のように薄膜Ｌ４には、顔料が残っている。
他方、図３（ｂ）は、実施形態２である。透明な塗料からなるクリア層Ｃを２５ｍｇ/ｄｍ2となるように金属基材Ｌ３の上に塗布し、さらにクリア層Ｃの上に実施形態１と同じ顔料を多く添加した青色塗料を４５ｍｇ/ｄｍ2を塗布し有色の塗膜層Ｌ１を重ねたものである。
実施形態２の金属部材Ｌ６では、図３（ｃ）の写真のように、顔料はほとんど残っておらず、ほぼクリア層Ｃからなる薄膜Ｌ４が残されているだけであった。クリア層Ｃを作ることにより、有色の塗膜層Ｌ１と加飾部２の色の差がはっきりし、視認性が高まる。また、実施形態２では、クリア層Ｃの薄膜Ｌ４が残っているので、レトルト殺菌（熱水殺菌）しても黒変することはなかった。
薄膜Ｌ４が、塗膜層Ｌ１に含まれる顔料に依らないことを確かめるため、塗膜層Ｌ１の下に、顔料を全く含まない塗料を用いてクリア層Ｃを形成し、薄膜Ｌ４が残るか確かめた。
実施形態１では、効果を明確にするために顔料を多く添加した青色塗料を４５ｍｇ/ｄｍ2となる膜厚で塗布し、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を用い加飾を行った。図３（ａ）は実施形態１であり、薄膜Ｌ４が残存している。その結果は、図３（ｃ）に実施形態１として示した写真のように薄膜Ｌ４には、顔料が残っている。
他方、図３（ｂ）は、実施形態２である。透明な塗料からなるクリア層Ｃを２５ｍｇ/ｄｍ2となるように金属基材Ｌ３の上に塗布し、さらにクリア層Ｃの上に実施形態１と同じ顔料を多く添加した青色塗料を４５ｍｇ/ｄｍ2を塗布し有色の塗膜層Ｌ１を重ねたものである。
実施形態２の金属部材Ｌ６では、図３（ｃ）の写真のように、顔料はほとんど残っておらず、ほぼクリア層Ｃからなる薄膜Ｌ４が残されているだけであった。クリア層Ｃを作ることにより、有色の塗膜層Ｌ１と加飾部２の色の差がはっきりし、視認性が高まる。また、実施形態２では、クリア層Ｃの薄膜Ｌ４が残っているので、レトルト殺菌（熱水殺菌）しても黒変することはなかった。
実施形態２においてクリア層Ｃを用いて実験したのは、顔料を全く含まないクリア層Ｃでも薄膜Ｌ４が残ることを確かめることにあった。
敢えてクリア層Ｃに透けて見える程の若干量の顔料を添加して、着色することも可能である。若干量の顔料を添加したものもクリア層Ｃに含まれる。
敢えてクリア層Ｃに透けて見える程の若干量の顔料を添加して、着色することも可能である。若干量の顔料を添加したものもクリア層Ｃに含まれる。
また、実施形態２では、塗料を塗り重ねても下層（クリア層Ｃ）の薄膜Ｌ４が残ることが判明した。この結果から、異なる色の顔料の塗料を塗り重ねて、２層で構成すれば、下層の塗料の顔料が残る薄膜Ｌ４が形成されることとなる。その場合、敢えて下層の塗料に顔料を多く添加し、上層に下層と異なる色の顔料を添加した２層構造にすることも可能である。ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を用いて加飾を行うと、上層の色と異なる下層由来の顔料の色が残った薄膜Ｌ４が形成される。加飾部２の色が加飾部２の周辺の色と異なることで、視認性を高めることができる。また、趣の変わった加飾部２とすることができる。
実施形態２では、加飾部２において、クリア層Ｃ自体が金属素材表面Ｌ５ａを覆う保護膜となり、レトルト殺菌（熱水殺菌）による変色や、汚れ（特に、海岸近くの塩風による塩分付着）などによる腐蝕（錆び）から金属部材Ｌ６を守る。
レーザーによる加飾の原理は、塗膜層Ｌ１がレーザー光を吸収することによる。レーザー光が当たり、塗膜層Ｌ１が熱せられ高温になる。実施形態２では、クリア層Ｃの成分である塗膜成分（合成樹脂）も顔料ほどではないがレーザー光を吸収するので、やはり、クリア層Ｃも加熱され剥がされるものと推察される。
また、クリア層Ｃを極端に薄くし、有色の塗膜層Ｌ１をその上に設ければ、クリア層Ｃと塗膜層Ｌ１からなる薄膜Ｌ４が残ることとなる。
（塗料[顔料の有無]）
以上のように、顔料を含まない塗料で形成されたクリア層Ｃも加飾され薄膜Ｌ４を残ることが判明した。本発明の実施には顔料の有無は無関係である。したがって、本発明でいう塗膜層Ｌ１とは、クリア層Ｃのみからなる場合も含まれ、塗料に顔料が含まれない塗膜層Ｌ１であっても、本発明に含まれる。
なお、上述の実施形態１および実施形態２では、クリア層Ｃと塗膜層Ｌ１を別の層として説明してきたが、両層ともに塗料で形成された層であることに違いはなく、クリア層Ｃも塗膜層Ｌ１の一種である。
以上のように、顔料を含まない塗料で形成されたクリア層Ｃも加飾され薄膜Ｌ４を残ることが判明した。本発明の実施には顔料の有無は無関係である。したがって、本発明でいう塗膜層Ｌ１とは、クリア層Ｃのみからなる場合も含まれ、塗料に顔料が含まれない塗膜層Ｌ１であっても、本発明に含まれる。
なお、上述の実施形態１および実施形態２では、クリア層Ｃと塗膜層Ｌ１を別の層として説明してきたが、両層ともに塗料で形成された層であることに違いはなく、クリア層Ｃも塗膜層Ｌ１の一種である。
（視認性）
実施形態１の実験６の結果と実施形態２の結果を併せ、有色の塗料を用いた実験の考察ができる。視認性は、塗膜層Ｌ１と薄膜Ｌ４との色差ΔＥ*が大きいことと関連する。顔料濃度を低くし、顔料濃度の低下を補うため厚い塗膜層Ｌ１とすることで塗膜層Ｌ１の部分のＬ*、ａ*、ｂ*色空間の測定値が大きくなる。他方、薄膜Ｌ４は、顔料濃度が低いため、薄膜Ｌ４に残る顔料が少なくなり、加飾部２（薄膜Ｌ４）のＬ*、ａ*、ｂ*色空間の測定値が小さくなる。その結果、塗膜層Ｌ１と加飾部２（薄膜Ｌ４）との色差ΔＥ*が大きくなり、視認性が向上する。このようにすることで、加飾部２（印字）の視認性を高めることができる。さらに、クリア層Ｃを設けることで、加飾部２（薄膜Ｌ４）に残る顔料はさらに少なくなり、色差ΔＥ*がさらに広がり、加飾部２（印字）視認性が向上する。
実施形態１の実験６の結果と実施形態２の結果を併せ、有色の塗料を用いた実験の考察ができる。視認性は、塗膜層Ｌ１と薄膜Ｌ４との色差ΔＥ*が大きいことと関連する。顔料濃度を低くし、顔料濃度の低下を補うため厚い塗膜層Ｌ１とすることで塗膜層Ｌ１の部分のＬ*、ａ*、ｂ*色空間の測定値が大きくなる。他方、薄膜Ｌ４は、顔料濃度が低いため、薄膜Ｌ４に残る顔料が少なくなり、加飾部２（薄膜Ｌ４）のＬ*、ａ*、ｂ*色空間の測定値が小さくなる。その結果、塗膜層Ｌ１と加飾部２（薄膜Ｌ４）との色差ΔＥ*が大きくなり、視認性が向上する。このようにすることで、加飾部２（印字）の視認性を高めることができる。さらに、クリア層Ｃを設けることで、加飾部２（薄膜Ｌ４）に残る顔料はさらに少なくなり、色差ΔＥ*がさらに広がり、加飾部２（印字）視認性が向上する。
他方、顔料の濃度が高い塗料を使用した塗膜層Ｌ１に加飾を行う場合は、薄膜Ｌ４（印字部分）に顔料が多く残り、加飾部２（印字）の視認性が劣ることがある。このような場合、消費者に目立たないように加飾する場合に使用できる。例えば、ロット番号等の消費者に必要のない情報の印字である。
また、「加飾（印字）」とは、文字に限らず、模様、絵柄、バーコード、２次元コードや機械読取可能な情報等を含むものである。また、加飾（印字）の使用目的を問わない。
また、「加飾（印字）」とは、文字に限らず、模様、絵柄、バーコード、２次元コードや機械読取可能な情報等を含むものである。また、加飾（印字）の使用目的を問わない。
また、実施形態２では、顔料を含まないクリア層Ｃも加飾されることが判明した。顔料を全く含まない塗膜層Ｌ１で塗装し、加飾しても透明な塗膜層Ｌ１に透明な薄膜Ｌ４（印字部分）が残ることとなり、きわめて視認性が劣る。
しかし、消費者に伝えることが必要のないロット番号等を印字する場合は有利になる。特定の方向から光を当てることで、印字が浮かび上がり、製造元等を確認したい場合だけロット番号等の情報を知るなどの用途に使える。
しかし、消費者に伝えることが必要のないロット番号等を印字する場合は有利になる。特定の方向から光を当てることで、印字が浮かび上がり、製造元等を確認したい場合だけロット番号等の情報を知るなどの用途に使える。
以上、本発明に係る実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、前述の各実施形態は、その目的および構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
また、前述の各実施形態は、その目的および構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
Ｌ１：塗膜層，
Ｌ２：表面処理層，
Ｌ３：金属基材（アルミニウム基材）
Ｌ４：薄膜
Ｌ５：金属素材
Ｌ５ａ：金属素材表面
Ｌ６：金属部材
２ ：加飾部
Ｂ ：黒変部位
Ｃ ：クリア層
Ｌ２：表面処理層，
Ｌ３：金属基材（アルミニウム基材）
Ｌ４：薄膜
Ｌ５：金属素材
Ｌ５ａ：金属素材表面
Ｌ６：金属部材
２ ：加飾部
Ｂ ：黒変部位
Ｃ ：クリア層
Claims (9)
- 以下の（工程１）および（工程２）を含む塗膜層の次の特性を有する薄膜を備えた加飾された金属部材の製造方法。
特性：前記薄膜は、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．０１ｍｍピッチおよび印字回数（繰り返し回数）５回という条件で照射しても剥がれることのないものであり、
（工程１）金属素材は、金属基材そのもの、または、前記金属基材に表面処理層が形成されたものであり、前記金属素材の上に顔料を含む塗料または顔料を含まない塗料で塗装し乾燥させて塗膜層を形成する工程。
（工程２）前記塗膜層に吸収される波長であって、金属素材表面には吸収されにくい波長の光を用い、前記塗膜層を前記薄膜となるまで剥がすことで加飾する工程。
- 前記(工程１)が、前記金属素材は、前記金属基材そのもの、または、前記金属基材に表面処理層が形成されたものであり、顔料を含まない塗料で塗装し乾燥させたクリア層を形成させ、その後、クリア層の上に顔料を含む塗料を塗装で塗膜層を形成する工程であること特徴とする請求項１記載の加飾された金属部材の製造方法。
- 前記金属部材が、缶である請求項１または２記載の塗装された金属部材の製造方法。
- 前記金属素材表面には吸収されにくい波長の光は、前記金属素材表面に０％より大きく５％以下しか吸収されない波長の光であることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の金属部材の製造方法。
- 金属素材と塗膜層と加飾部を有し、
前記金属素材は、金属基材そのもの、または、前記金属基材に表面処理層が形成されたものであり、
前記塗膜層は、前記金属素材の表面に形成されたものであり、
前記加飾部は、薄膜からなり、前記薄膜は、ＣＯ2レーザー（波長１０６００ｎｍ）を出力３０Ｗ、パワー１００%、スキャンスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、塗りつぶし間隔０．０１ｍｍピッチおよび印字回数（繰り返し回数）５回という条件で照射しても剥がれることのないものであること特徴とする金属部材。
- 前記塗膜層は、金属素材表面に形成された顔料を有さない塗料からなるクリア層とその上に顔料を有する塗料から成る有色塗膜層を有することを特徴とする請求項５記載の金属部材。
- 前記金属部材が缶体、缶蓋のパネルまたは缶蓋のタブを含む缶の部材である請求項５または請求項６記載の金属部材。
- 請求項４～請求項７のいずれか１項の金属部材を備え、他の部品や材料を有する製品。
- 前記製品が、飲料入り缶である請求項８記載の製品。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020167494A JP7380503B2 (ja) | 2020-10-02 | 2020-10-02 | レーザー加飾方法および塗装され加飾された金属部材 |
| PCT/JP2021/025764 WO2022070543A1 (ja) | 2020-10-02 | 2021-07-08 | レーザー加飾方法および塗装され加飾された金属部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020167494A JP7380503B2 (ja) | 2020-10-02 | 2020-10-02 | レーザー加飾方法および塗装され加飾された金属部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022059729A JP2022059729A (ja) | 2022-04-14 |
| JP7380503B2 true JP7380503B2 (ja) | 2023-11-15 |
Family
ID=80949871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020167494A Active JP7380503B2 (ja) | 2020-10-02 | 2020-10-02 | レーザー加飾方法および塗装され加飾された金属部材 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7380503B2 (ja) |
| WO (1) | WO2022070543A1 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015531684A (ja) | 2012-08-13 | 2015-11-05 | クラウン・パッケージング・テクノロジー・インク | レーザマーキングシステムおよび方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3922843B2 (ja) * | 1999-08-30 | 2007-05-30 | 大和製罐株式会社 | 隠しコードマーク付き缶蓋 |
| JP6799849B2 (ja) * | 2016-11-01 | 2020-12-16 | 紀伊産業株式会社 | 濃淡重なり模様付成形品の製法およびそれによって得られる濃淡重なり模様付成形品 |
-
2020
- 2020-10-02 JP JP2020167494A patent/JP7380503B2/ja active Active
-
2021
- 2021-07-08 WO PCT/JP2021/025764 patent/WO2022070543A1/ja active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015531684A (ja) | 2012-08-13 | 2015-11-05 | クラウン・パッケージング・テクノロジー・インク | レーザマーキングシステムおよび方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022059729A (ja) | 2022-04-14 |
| WO2022070543A1 (ja) | 2022-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5206222B2 (ja) | レーザーマーキング用インキ組成物及び記録材 | |
| JP7380503B2 (ja) | レーザー加飾方法および塗装され加飾された金属部材 | |
| JP2016124562A (ja) | レーザ印字用包装材料 | |
| JP6500380B2 (ja) | 印字方法 | |
| JP2022130381A (ja) | 缶蓋用多層仕上げ | |
| JP6489241B2 (ja) | 印字方法 | |
| WO2021157231A1 (ja) | 加飾したアルミニウム基材の製造方法および加飾したアルミニウム基材 | |
| JP6361281B2 (ja) | 印字方法 | |
| JP2009000136A (ja) | ゴルフクラブヘッドの模様付け方法 | |
| RU2019120633A (ru) | Формирование текстуры в декоре поверхности банки | |
| JPWO2021157231A5 (ja) | ||
| JP3232405B2 (ja) | 金属光沢を有する印刷物及び該製造方法 | |
| JP6461610B2 (ja) | 印刷層付き熱収縮性フィルムの製造方法、印刷層付き熱収縮性フィルム、包装体及び包装体の製造方法 | |
| JP5811018B2 (ja) | レーザ加飾方法 | |
| JPH0321485A (ja) | レーザーマーキング部分の耐汚染性向上方法 | |
| JP5022112B2 (ja) | 塗装ガラス容器および塗装ガラス容器の製造方法 | |
| JP2009078374A (ja) | 樹脂被覆金属材への印字方法、及び印字を備えた樹脂被覆金属材 | |
| JP6819477B2 (ja) | レーザー印字用シート | |
| JPH0237308B2 (ja) | Koodomaakunoinjioyobigenjihoho | |
| JP5936316B2 (ja) | Ｐｔｐ包装体用の蓋材の製造方法 | |
| WO2022014183A1 (ja) | レーザー加飾方法 | |
| JP2020522403A (ja) | 金属基板の多層仕上げ | |
| US20110151210A1 (en) | Method for producing a laser-inscribable film with metallic surface luster | |
| JPH08213495A (ja) | 半導体用パッケージ用セラミック板へのマーク表示方法及び半導体用パッケージ用セラミック板 | |
| TWI583478B (zh) | 經過陽極氧化之鋁質物品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230309 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231003 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231016 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7380503 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |