JPH11152117A - レーザー印字可能な包装材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 包装材として一般的に使用される厚さの金属
箔を有し、しかもレーザー照射による印字が明瞭且つ鮮
明な包装材を提供する。 【解決手段】 レーザー照射によって印字するべき金属
箔を有する包装材において、金属箔２の上に断熱効果を
有する下刷り層４を設け、その下刷り層４の上にレーザ
ー吸収性の着色印刷層５を設け、さらに該着色印刷層５
の上に透明なオーバーコート層６を設けたレーザー印字
可能な包装材１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面にレーザーを
照射することにより印字可能な、アルミニウム箔などの
金属箔を基材とした、熱封緘包装材や包装容器の蓋材な
ど、種々の用途に使用する包装材に関する。ここで「印
字」には、文字のほか、記号、図形などを表す場合を含
む。

【０００２】

【従来の技術】医薬品や飲料、食品などの包装容器に使
用する包装材の表面には通常、種々のデザインが印刷さ
れているが、製造所、製造年月日、賞味期限、製造責任
者などの記載は予め印刷することは少なく、包装容器に
組立てた後、あるいは内容物を包装容器に収容した後に
直接包装体表面に印字を施すことによって記載すること
が多い。この記載方法として包装材の表面に直接、イン
キ等で印字する方法や、別のラベル等に印字して貼付す
る方法がある。しかし不定形の表面を有する包装体や衝
撃に弱い内容物を収納した軟包装などの場合は機械的な
印字方法は適当ではなく、また、印字部が取り扱いの過
程や輸送の過程で消滅したり脱離するなどの問題があ
る。

【０００３】その対策として、包装体の印刷表面にレー
ザー照射によって文字や記号を描画させることによって
印字する方法が行われている。例えば、包装容器などに
使用されるプラスチックフィルム、金属箔、紙等の基材
に印刷した後、オーバーコート層を設けた包装材にレー
ザーを照射し、印刷層の被照射部を溶融、あるいは昇華
させることにより白抜き文字やデザインを印字させる方
法（特開平６−２２７１３７号公報）、印刷層に感熱発
色性の染料等の着色成分を配合することにより印字させ
る方法（特開平６−２５５２５４号公報、特開平９−１
９３９号公報）等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミニウム
箔等の金属箔を使用する場合に、一般に包装用途の基材
に使用される０．００８mm（８μm ）程度以上の厚さの
アルミニウム箔を基材とし、前記のように印刷層および
オーバーコート層を設けた包装材では、レーザー照射に
よる印字は輪郭が崩れて不明瞭になったり、あるいは不
鮮明で識別が困難であるという問題が存在する。本発明
は包装材として一般的に使用される厚さの金属箔を有
し、しかもレーザー照射による印字が明瞭且つ鮮明な包
装材を提供することを技術課題としている。

【０００５】

【課題についての検討】本発明者等は種々の基材を変え
て印字性を金属箔の場合と比較したところ、紙やプラス
チックを基材とした場合は金属箔を基材とした場合より
も印字が明瞭且つ鮮明に行われることを見出した。即
ち、印刷層に印字されるのは前記したように印刷層がレ
ーザーによって加熱されることにより溶融、流動化、あ
るいは昇華によって白抜き文字を形成し、または反応を
起こして発色するからである。しかるに、基材としてア
ルミニウム箔等の金属箔を使用すると、熱容量および熱
伝導率がプラスチックや紙に比較して大きいために熱エ
ネルギーが金属箔に奪われ、熱伝導・熱拡散により印刷
層の温度が上がり難くなるために印刷層の変化が充分に
起こらなくなるためであると考えられる。

【０００６】本発明は前記の知見に基づいて、この原因
を克服してレーザー照射による印字が明瞭且つ鮮明であ
る、金属箔を基材とし、印刷層（およびオーバーコート
層）を設けた包装材を得たものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のレーザー印字可
能な包装材は、レーザー照射によって印字するべき金属
箔を有する包装材において、金属箔面に下刷り層を設
け、該下刷り層の上に印刷層を設けたものである。請求
項２のレーザー印字可能な包装材は、前記印刷層の上に
さらにオーバーコート層を設けたものである。また請求
項３の包装材は、金属箔の上に断熱効果を有する下刷り
層を設け、その下刷り層の上にレーザー吸収性の印刷層
を設けてなるものである。請求項４の包装材は、前記印
刷層の上にさらに透明なオーバーコート層を設けたもの
である。

【０００８】本発明の包装材の印字に使用するレーザー
は炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザ
ー、その他半導体レーザー等、厳密に管理された状態で
使用すれば、いずれのレーザーも使用は可能である。し
かしこのような印字には有機質材料に対して適当な化学
的作用を示し、金属や無機質材料にはあまり化学的作用
を示さない、赤外領域に波長を持つ炭酸ガスレーザーが
通常使用されており、もっとも適当なレーザーである。

【０００９】本発明の包装材において使用する金属箔と
しては、硬質乃至軟質のアルミニウム箔が適当である
が、銅箔、鉄箔、ステンレススチール箔等の他の金属箔
も使用可能である。金属箔の厚さは特に制限はなく、包
装材が使用される用途によって選択すればよい。例え
ば、ＰＴＰ包装に使用する包装材の場合には下刷り層、
印刷層、オーバーコート層の厚さも含めて合計の厚さは
通常、数十μm 以下に設定しなければ包装材の破裂（破
袋）が困難になり、内容物の取り出しができないという
ような問題がある。このように包装材の基材として使用
されるアルミニウム箔等の金属箔の厚さは用途によって
制約があるが、レーザーによる印字性に関しては、厚い
場合は数百μm 以上のものも使用可能であり、全く制限
はない。

【００１０】ただし、使用される金属箔が薄い場合は本
発明の包装材の効果は小さくなる。たとえば、実用上は
包装材用基材として必要な透気度、透湿度、強度等が不
適当となるのであまり使用されないが、金属箔が８μm
程度より薄くなると、本発明の包装材の構成をとらない
場合でも鮮明な印字が可能な場合が多いので、あえて本
発明の包装材の構成をとる必要はなくなる。

【００１１】本発明の包装材を構成する下刷り層は印刷
層のプライマ−を兼ねるとともに印刷層において発生し
た熱を金属箔の方へ逃がさないための断熱層の役割をす
るものである。従って、金属箔基材と印刷層との間のプ
ライマ−として機能する有機質皮膜を形成するものであ
れば使用可能である。

【００１２】下刷り層を設けるには、有機質皮膜を形成
する樹脂成分を主成分とする溶液あるいは分散体を皮膜
形成材としてロールコ−ティングやグラビア印刷等、通
常の塗工機によって基材上に塗布し、乾燥させて皮膜を
形成させる方法、有機質皮膜を形成する樹脂成分を主成
分とする溶剤を含有せず、加熱によって流動しうる所謂
ホットメルト型塗料として塗工する方法、あるいは有機
質皮膜を形成する樹脂成分を主成分とする組成物をフィ
ルム状に成形しうる場合はフィルムとして直接、熱圧に
より、または接着剤を使用して基材に貼付する方法など
がある。

【００１３】前記有機質皮膜形成剤には顔料や染料など
の着色剤や充填剤のほか、通常印刷インキや塗料に使用
される各種添加剤を使用してもよい。下刷り層の厚さは
断熱効果を示すには少なくとも０．５μm 以上にするの
が好ましく、これ未満の厚さでは断熱効果が十分でな
く、印字が不明瞭になったり、不鮮明になる。厚さの上
限はなく、包装材を使用する用途によって設定すればよ
い。

【００１４】本発明の包装材を構成する印刷層を設ける
には、たとえば赤外線の領域（赤外領域）、特に炭酸ガ
スレーザーの波長である１０．６μm 付近に赤外線の特
性吸収を示す樹脂類を主成分とするビヒクルとし、顔料
や染料等の着色剤および印刷インキ用の種々の添加剤を
加えて製造された印刷インキを前記下刷り層の上に印刷
することにより行われる。

【００１５】前記の赤外線の領域、特に炭酸ガスレーザ
ーの波長である１０．６μm 付近に赤外線の特性吸収を
示す樹脂類としては、通常、印刷インキに使用される天
然ないし合成樹脂類は大抵、使用可能である。しかしポ
リエチレンやポリプロピレンのような赤外線の領域の１
０．６μm 付近に全く吸収を示さないオレフィン系の
（共）重合体類は不適当である。他の樹脂類、たとえば
塩化ビニルなどのハロゲン化ビニル系、酢酸ビニルなど
のビニルエステル系、（メタ）アクリル系、ビニルエー
テル系、ブタジエンなどのジオレフィン系などの重合性
モノマーから製造される( 共) 重合体類、ポリエステル
系、エポキシ系、ポリウレタン系、ポリエーテル系、ア
ルキッド系、マレイン酸樹脂、フェノール樹脂等のハ−
ドレジン系、繊維素系、ロジン系樹脂やテルペン系樹脂
のような天然樹脂系、クマロン−インデン系、石油樹脂
系などの縮合系、環化重合系などの樹脂類等の通常の樹
脂類は、前記したように１０．６μm 付近に赤外線の吸
収を示すものであれば全て使用可能である。

【００１６】上記の樹脂類で非常に高融点のものや、架
橋型のものであっても、他の樹脂や添加剤の併用、架橋
の程度の抑制を行うことで有効に使用できるので下刷り
層、オーバーコート層との密着、あるいは用途によって
要求される耐熱性等に適合した広い配合組成の選択が可
能である。印刷層の厚さはレーザーの吸収により変化を
生じるためには、少なくとも２μm 以上にするのが好ま
しい。２μm 以下になると、印字の明瞭性、鮮明性は充
分ではない。厚い方では特に制限はない。印刷形式はグ
ラビア印刷、凸版印刷、平版印刷等種々の印刷形式の採
用が可能であるが、印刷インキの選択、印刷物の取り扱
い易さ等諸条件を考慮してグラビア印刷が適当である。

【００１７】通常、包装材のオーバーコート層は印刷層
に接着し、印刷層を保護するために設けるのであるが、
本発明の包装材においても用いることができる。ただし
オーバーコート層はレーザー印字の目的のためにレーザ
ーの透過が必要であり、印字後の視認のために透明ない
し透光性であることが必要である。オーバーコート層を
設ける場合は、印刷層でレーザーにより発生した熱エネ
ルギーの表面からの放散を防ぐので、印字を鮮明・明瞭
にする効果が大きくなる。オーバーコート層を設けない
場合は、コストが低減する利点がある。

【００１８】なおポリエチレンやポリプロピレンのフィ
ルムの貼着や押出しコ−ティング等はレーザー透過には
有利であるとしても、印刷層との密着性や表面硬度など
の皮膜性能が必ずしも用途に適合しない場合がある。従
って、本発明のオーバーコート層を形成する皮膜の主成
分は、印刷層の主成分である種々の樹脂類に、さらにポ
リオレフイン樹脂類を加えた広い範囲の樹脂類から、印
刷層の組成に対応し、また包装材としての用途にも適合
するように選択する。硬度、耐熱性、耐薬品性などを要
する場合には、架橋性樹脂を使用し、あるいはアミノ樹
脂等の架橋剤の使用等も必要になる。

【００１９】またレーザーの透過性についてはオーバー
コート層の厚さを適当な範囲にコントロールすることに
よって対応させる必要がある。オーバーコート層の皮膜
厚さは０．５乃至２μm が好ましい。皮膜厚さが０．５
μm 以下になると樹脂組成によっては印刷層で発生する
熱エネルギーの表面からの放散の抑制が十分でなく、印
字の明瞭性、鮮明性が低下することがある。また、２μ
m を越えると樹脂組成によってはオーバーコート層での
レーザーの吸収が大きくなる場合があって、印刷層の印
字が不明瞭、不鮮明になることがある。

【００２０】オーバーコート層を形成する樹脂成分に通
常印刷インキや塗料の製造において使用される添加剤等
の使用は可能であるが、レーザー吸収の大きいものや、
顔料、充填剤、艶消し剤などレーザーを反射、散乱させ
るものは使用できない。オーバーコート層を設けるに
は、下刷り層の場合と同様に皮膜を形成する樹脂成分を
主成分とする溶液あるいは分散体を皮膜形成材としてロ
ールコ−テイングやグラビア印刷等通常の塗工機によっ
て基材上に塗工し、乾燥させて皮膜を形成させる方法、
有機質皮膜を形成する樹脂成分を主成分とする溶剤を含
有せず、加熱によって流動しうる所謂ホットメルト型塗
料として塗工する方法、あるいは有機質皮膜を形成する
樹脂成分を主成分とする組成物をフィルム状に成形しう
る場合はフィルムとして直接、熱圧により、または接着
剤を使用して基材に貼付する方法などを適用することが
できる。しかしグラビア印刷方式あるいはロールコ−テ
イング方式によるのがもっとも容易で効率的である。

【００２１】本発明の包装材において、レーザー印字を
明瞭かつ鮮明に行うためには、前記の構成を必ずしも包
装材全面に施す必要はないが、少なくともレーザー印字
を行うべき部分は必ず適用しなければならない。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１に示す実施の形態では、上記
のように構成された包装材１は、アルミニウム箔などの
金属箔２を基材とし、少なくともレーザー印字するべき
部分３に、少なくとも０．５μm の下刷り層４を設け、
その上に少なくとも２μm の着色印刷層５を設け、さら
にその上に０．５乃至２μm のオーバーコート層６を設
けた構成としている。レーザー印字するべき部分３では
着色印刷層５をいわゆるベタ刷りとしている。前記レー
ザー印字するべき部分３は、内容物を表示したり、開封
手順を記載したりする他の印刷部分７と別個に印刷して
もよいが、同じ印刷インクで同時に印刷するほうが、印
刷回数が減るので好ましい。オーバーコート層６はその
ような他の印刷部分７を含む包装材１の全体に設けてい
る。着色印刷層５の色は濃色であるほうが、レーザー印
字した部分とのコントラストがはっきりするので好まし
い。なお符号８は金属箔２の裏面に設けた熱溶融性樹脂
などからなる熱封緘層である。

【００２３】上記の包装材１は、たとえば内容物を包装
した後、包装した日付などをレーザー印字する。レーザ
ーはオーバーコート層６を透過し、着色印刷層５によっ
て吸収され、その部分を加熱する。そのとき下刷り層４
が金属箔２に熱が逃げるのを遮断し、オーバーコート層
６も熱の放散を妨げる。それにより着色印刷層５の温度
が維持される。そしてたとえば照射した描画線に沿って
溶融し、下刷り層４ないし金属箔２が見えるようにな
り、白抜き状態で明瞭に表示される。なお印刷層に感熱
発色性の染料が配合されている場合は、レーザー照射し
た部分が発色して文字などが表示される。その場合は印
刷層は無色ないし透明あるいは淡色にするのが好まし
い。

【００２４】図１の実施の形態では、金属箔２の全体あ
るいは他の印刷部分７を含めた範囲まで広く下刷り層４
を設けている。その場合は下刷り層４による効果、たと
えば視覚効果や保護効果などが金属箔２の全体に及ぶの
で、下刷り層４は透明あるいは金属箔２の光沢を損なわ
ない程度の淡色にするのが好ましい。他方、図２のよう
に、金属箔２の表面のうち、レーザー印字するべき部分
３にのみ下刷り層４を設けるようにしてもよい。この場
合は下刷り層４の色は必ずしも透明にする必要はなく、
任意に選択できる。しかし透明ないし淡色にするほう
が、着色印刷層５をレーザー印字で白抜き状態にしたと
きに金属箔２の色や淡色で印字が表示されるので、読み
取りやすい利点がある。

【００２５】

【実施例】以下実施例について説明する。硬質アルミニ
ウム箔２０μm にＶＡＴプライマ−（大日本インキ化学
工業（株）製塩化ビニル共重合体系プライマ−溶液）を
使用してグラビア印刷により、それぞれ厚さ０．５μm
、０．８μm および１．２μm の下刷り層（断熱層）
を形成させた。

【００２６】次に、前記の下刷り層を設けた試料の上に
（あるいは硬質アルミニウム箔の上に直接）、青色のＴ
Ｆ８４２（大日本インキ化学工業（株）製硝化綿−ブチ
ラール系グラビアインキ）をグラビア印刷して、それぞ
れ厚さ１．５μm 、２．０μm および２．５μm の印刷
層を設けた。さらに前記試料に対して、ＬＤ＃４５０ク
リヤー（（株）リーダー製硝化綿−アクリル系オーバー
コートワニス）をそれぞれ厚さ０．４μm 、０．９μm
および１．８μm のオーバーコート層を形成させて包装
材試料を作成した。なお下刷り層を設けないもの、およ
びオーバーコート層を設けないものも、それぞれ比較例
として作成した。

【００２７】前記包装材試料に対し、レーザー照射装置
（（株）ユニオン コーポレーション製：Ｒｆ−ＣＯ₂
レーザーマーキング装置、炭酸ガスレーザー、波長１
０．６μm 、出力１２Ｗ）により、印字を行った。各試
料の印字結果は表１に示した。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１の結果より、レーザー印字可能な金属
箔基材を使用した包装材として、印刷層に下刷り層を設
けたものは、印字が鮮明で明瞭であることが分かる。さ
らにオーバーコート層を設けたものは、より効果が大き
くなることが分かる。

【００３０】

【発明の効果】金属箔を基材とする包装材において、下
刷り層をプライマ−として設けた上に印刷を行い印刷層
を設けたので、レーザー印字を行う際に、印刷層で吸収
された熱エネルギーが下刷り層で断熱されて金属箔基材
へ伝導せず、結果として、印字が明瞭、かつ鮮明に行わ
れるようになった。さらにオーバーコート層を設けたも
のでは、表面への熱の拡散がオーバーコート層によって
遮断されるために損失がなくなり、一層印字が鮮明・明
瞭になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の包装材の実施の形態を示す断面図で
ある。

【図２】 本発明の包装材の他の実施の形態を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 包装材 ２ 金属箔 ３ 印刷の部分 ４ 下刷り層 ５ 着色印刷層 ６ オーバーコート層 ７ 他の印刷部分

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー照射によって印字するべき金属
   箔を有する包装材において、金属箔面に下刷り層を設
   け、該下刷り層の上に印刷層を設けてなるレーザー印字
   可能な包装材。
2. 【請求項２】 前記印刷層の上にさらにオーバーコート
   層を設けてなる請求項１記載のレーザー印字可能な包装
   材。
3. 【請求項３】 金属箔の上に断熱効果を有する下刷り層
   を設け、その下刷り層の上にレーザー吸収性の印刷層を
   設けてなるレーザー印字可能な包装材。
4. 【請求項４】 前記印刷層の上にさらに透明なオーバー
   コート層を設けてなる請求項３記載のレーザー印字可能
   な包装材。