KR20120058580A

KR20120058580A - 레이저 마킹 방법 및 용품

Info

Publication number: KR20120058580A
Application number: KR20127007830A
Authority: KR
Inventors: 핑팬 우; 준캉 제이콥 리우; 로버트 엘 더블유 스미슨; 레이첼 엠 러킹; 파누 케이 졸러; 제프리 오 엠슬랜더; 칸타 쿠마르
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-06-07
Also published as: EP2473357A1; JP5775080B2; EP2473357B1; WO2011026106A1; KR101775738B1; JP2013503065A; CN102574408A; US8771919B2; PL2473357T3; SG178455A1; US20120141752A1; CN102574408B; BR112012004532A2

Abstract

본 발명은 레이저(20)를 사용하여 다층 용품을 마킹하는 방법에 관한 것이다. 다층 용품(10)은 적어도 하나의 유기 중합체 및 적어도 하나의 감광성 안료를 갖는 레이저 마킹가능한 층(14)을 포함하고, 레이저 마킹가능한 층과 결합된 적어도 하나의 이형제를 포함한다. 레이저 마킹가능한 층의 레이저 마킹은 이형제(12)를 통해 다층 용품 내로 레이저 방사선(22)을 향하게 하여 감광성 안료와 유기 중합체 사이의 상호 작용을 유도함으로써 달성된다. 상호 작용의 결과로서, 시각적으로 인식가능한 마킹(16)이 용품 내에 형성된다. 레이저 마킹된 용품은 레이저 마킹가능한 층과, 이 레이저 마킹가능한 층의 표면과 결합된 제1 이형제를 포함한다. 레이저 마킹가능한 층 내의 마킹(들)은 이형제 층을 통해 볼 수 있으며, 마킹은 감광성 안료와 유기 중합체 사이의 레이저 유도된 상호 작용의 결과이다.

Description

레이저 마킹 방법 및 용품{LASER MARKING PROCESS AND ARTICLES}

본 발명은 레이저 마킹 방법 및 레이저 마킹된 용품에 관한 것이다.

중합체 기재(substrate)의 레이저 마킹은 알려져 있다. 일부 용품에서, 레이저 광을, 이 레이저에 의해 발생된 광의 파장(들)에 대해 "투과성"인 하나 이상의 층들을 통해 통과시킴으로써, 다층 기재 내의 하나의 층이 마킹된다. 레이저에 감응하는 기재 층은 레이저에 의해 방출된 광의 파장(들)과의 접촉시 간단히 탄화(char)될 수 있다. 일부 경우에, 마킹가능한 층은 레이저 감응 안료 또는 염료 등을 포함할 수 있다. 그러나, 전술한 "투과" 층들은 레이저의 에너지에 노출될 때 어떤 식으로든 여전히 손상되거나 변형될 수 있다. 투과 층이 단순히 장식용이거나 하나 이상의 하부 층들에 대한 보호 기능을 제공하기만 할 경우, 경미한 손상은 흔히 심각한 결과를 갖지 않는다.

다층 기재의 레이저 광에의 노출은, 재료의 특정 층들이 완성된 제품에서 중요한 성능 특성을 갖는 경우 더 문제가 될 수 있으며, 당업계에서는 용품 내 다른 층의 마킹 동안 그러한 재료를 레이저 광에 노출시키는 것을 피하고자 하였다. 접착제(들) 또는 이형제(들) 등의 층들은 그러한 마킹 공정 동안 레이저 조사에 통상 노출되지 않는 기능성 재료의 전형적인 것이다.

추가적으로, 전통적인 인쇄 방법은 예를 들어 이형제를 포함하는 층상 재료에 사용될 때 만족스럽지 않다. 이형제 층의 표면에의 인쇄된 이미지의 적용은 전형적으로 불량한 습윤성 및/또는 불량한 접착성에 의해 곤란하게 되며 이형제가 감압 접착제에 부착되거나 또는 그로부터 이형될 수 있는 능력에 악영향을 줄 수 있다. 더욱이, 이형제의 적용 전의 표면 상으로의 인쇄는 제조 공정에 단계들을 추가시킬 수 있으며, 이형제가 인쇄된 표면에 부착될 수 있는 능력에 악영향을 줄 수 있다.

다층 재료를 마킹하기 위한 레이저 마킹 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 하나 이상의 기능성 재료를 통해 레이저 마킹을 수행하여 완성된 제품에서 기능성 재료의 성능을 손상시키지 않고도 하부 재료를 마킹하는 방법을 제공하는 것이 특히 바람직하다. 전술한 방법에 따라 제조된 레이저 마킹된 용품을 제공하는 것이 또한 바람직하다.

본 발명은 레이저 마킹 방법 및 레이저 마킹된 용품을 제공함으로써 상기에 기재된 문제에 대처하며, 이들의 실시 형태는 본 명세서에 기재되어 있다.

제1 태양에서,

적어도 하나의 유기 중합체와 적어도 하나의 감광성 안료로 구성된 레이저 마킹가능한 층, 및 레이저 마킹가능한 층과 결합된 적어도 하나의 이형제를 포함하는 다층 용품을 제공하는 단계와;

적어도 하나의 이형제를 통해 다층 용품 내로 레이저 방사선(laser radiation)을 향하게 하여 감광성 안료와 유기 중합체 사이에 상호 작용을 유도하여 용품 내에 시각적으로 인식가능한 마킹을 형성함으로써 레이저 마킹가능한 층을 레이저 마킹하는 단계 - 상기 적어도 하나의 이형제는 레이저 방사선에 대해 투과성임 - 를 포함하는 방법이 제공된다.

다른 태양에서,

적어도 하나의 유기 중합체 및 적어도 하나의 감광성 안료를 포함하고 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 레이저 마킹가능한 층;

레이저 마킹가능한 층의 제1 주 표면과 결합된 제1 이형제; 및

제1 이형제를 통해 볼 수 있는 레이저 마킹가능한 층 내의 마킹 - 상기 마킹은 적어도 하나의 감광성 안료와 유기 중합체 사이의 레이저 유도된 상호 작용으로부터 생성됨 - 을 포함하는 용품이 제공된다.

달리 나타내지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 과학적 용어 및 기술적 용어는 달리 명시되지 않는 한 당업계에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본 명세서에 제공된 정의는 본 명세서에 빈번하게 사용되는 소정 용어들의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며 본 발명의 범주를 한정하고자 하는 것은 아니다.

고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)은 밀도가 약 0.940 g/㎤ 초과인 폴리에틸렌 열가소성 물질이다.

중밀도 폴리에틸렌 (MDPE)은 밀도가 0.926 내지 0.940 g/㎤의 범위인 폴리에틸렌 열가소성 물질이다.

저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)은 밀도가 약 0.926 g/㎤ 미만인 폴리에틸렌 열가소성 물질이다.

이형제는, 일회용 라이너의 표면에 적용될 때 라이너와 감압 접착제 (PSA) 사이에 표면 에너지가 낮은 계면을 제공하는 표면 에너지가 낮은 재료이다.

이형 라이너는 일 주 표면 또는 양 주 표면 상에 이형제를 포함하고 캐리어(carrier)로서 기능하여 접착제의 표면을 보호하는 감압 접착제 제품의 구성요소이다. 라이너는 압출된 플라스틱 필름일 수 있으며, 하나의 단일 유형의 플라스틱 재료, 상이한 플라스틱 재료들의 블렌드 또는 다층 공압출물로 제조될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "이형 라이너", "라이너", "이형 필름" 및 "이형 시트"는 상호 교환가능하다.

감압 접착제 (PSA)는 상대적으로 가벼운 압력을 적용하여 접합부를 형성하여 접착제와 피착체(adherend)를 결합시키는 접착제이다.

레이저는 "방사선의 자극된 방출에 의한 광 증폭"(light amplification by stimulated emission of radiation)의 두문자어(acronym)이며, 자극된 방출이라 불리는 공정을 통해 광(전자기 방사선)을 방출하는 장치를 말한다.

레이저 방사선은 레이저에 의해 방출된 광을 말한다.

레이저 마킹은 레이저 방사선을 사용하여 재료, 용품 또는 그 구성요소 내에 시각적으로 인식가능한 이미지를 생성하는 것을 말한다.

본 발명은 상세한 설명, 도면 및 첨부된 특허청구범위에서 구체적으로 기재된 실시 형태를 비롯한 본 명세서에 기재된 다양한 실시 형태를 고찰할 때 당업자에 의해 보다 충분히 이해될 것이다.

본 발명의 실시 형태를 설명할 때 도면들을 참고하는데, 이들 도면에서는 다양한 특징부가 도면 부호를 사용하여 식별되고 기재되어 있으며, 이때 유사한 부호는 유사한 특징부를 나타낸다.
<도 1>
도 1은 다층 시트를 선택적으로 레이저 마킹하기 위한 설비(arrangement)의 개략 측면도.
<도 2>
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따라 레이저 마킹된 다층 필름의 일부의 사시도.
<도 3>
도 3은 도 2의 다층 필름의 측면도.
<도 4>
도 4는 도 3의 다층 필름의 분해도.
<도 5>
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따라 레이저 마킹된 다층 필름의 측면도.
<도 6>
도 6은 도 5의 다층 필름의 분해도.
<도 7>
도 7은 롤 작동을 설명하는, 다층 필름의 측면도.
이들 실시 형태가 상기 도면들을 참고하여 본 명세서에 기재되어 있지만, 본 발명은 도시된 실시 형태들로 제한되지 않으며, 도면들과 그 도면들에 도시된 특징부들이 축적대로 그려진 것이 아님이 이해될 것이다.

달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 이어지는 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 기술된 수치적 파라미터는 본 명세서에 개시된 교시 사항을 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다.

종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함하며(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함), 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.

본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 갖는 실시예를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 일반적으로 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 이용된다.

다양한 실시 형태에서, 본 발명은 레이저 마킹된 다층 용품 및 레이저를 사용하여 그러한 용품을 제조하는 방법을 제공한다. 본 명세서에 기재된 다양한 실시 형태에서, 레이저 마킹은 레이저 감응 안료와 그 안료가 분산된 중합체 사이의 레이저 유도된 상호 작용으로부터 생성되는 하나 이상의 마킹된 영역을 생성함으로써 다층 용품의 적어도 하나의 층 내에 시각적으로 인식가능한 이미지(예를 들어, 로고(logo), 상표명, 회사명 등)를 제공한다. 특정 실시 형태에서, 본 방법은 레이저를 사용하여 다층 용품 - 여기서, 상기 용품의 적어도 하나의 외부 층은 이형제를 포함함 - 내의 내부 중합체 층을 마킹한다. 그러한 실시 형태에서, 레이저는 이형제를 통과하여 이형제의 이형 특성에 대한 실질적인 손상을 일으킴 없이 전술한 중합체 층을 마킹한다.

일부 실시 형태에서, 용품의 최외층(들)은 이형제(들)이며, 생성된 레이저 마킹된 용품은 이형 라이너이다. 그러한 실시 형태에서, 이형 라이너는 시각적으로 인식가능한 공급처의 표시(예를 들어, 로고, 상표명, 회사명 등), 팬시 디자인(fanciful design), 광고(들), 제품 사용 설명서, 또는 바코드 등을 포함하도록 마킹된다. 감압 접착제 (PSA)의 층에 적용될 때, 이형 라이너 상의 레이저 마킹된 영역은 여전히 보일 수 있다.

이제 도면들을 참고하면, 도 1은 본 발명에 따른 레이저 마킹 방법의 일 실시 형태를 개략적으로 도시한다. 레이저 마킹가능한 시트 또는 용품(10)은 기재된 마킹을 생성하기에 효과적인 소정 파장의 광을 포함하는 레이저 방사선(22)을 방출하는 레이저 공급원(20) 아래에서 (예를 들어, 화살표로 표시된) 단일 방향으로 반송된다. 일부 실시 형태에서, 용품(10)은 예를 들어 풀림 롤(unwind roll; 도시되지 않음)로부터 레이저 공급원(20)으로 반송되는 재료의 연속 시트이다. 다른 실시 형태에서, 용품(10)은 재료의 이산 또는 불연속 부분(piece)들을 포함할 수 있다. 용품(10)은, 재료의 연속 시트로서 또는 불연속 부분들로서, 유기 중합체 및 레이저 감응 안료로 구성된 적어도 하나의 레이저 마킹가능한 층을 포함하는 다층 시트이다. 레이저 방사선(22)은 용품(10)의 레이저 마킹가능한 층(14)으로 향하게 되며, 그럼으로써 유기 중합체와 레이저 감응 안료 사이의 상호 작용을 개시하여 레이저 마킹된 영역(16)을 생성한다. 이론에 의해 구애되고자 하지 않으면서, 전술한 상호 작용은 안료와 그 주위의 중합체 사이의 화학 반응 - 그 결과 사람 눈에 보이는 표시 형태의 레이저 마킹된 영역(16)을 갖는 제품이 생성됨 - 일 수 있는 것으로 여겨진다. 레이저 마킹된 영역은, 미환원된/미반응된 안료 및 중합체를 포함하는 동일한 층의 주위 부분보다 외관상 전형적으로 더 어둡다. 다른 첨가제 또는 성분들이 레이저 마킹가능한 층(14) 내에 존재할 수 있는데, 이는 예를 들어 염료 또는 착색제와 레이저 방사선에 감응하지 않을 것으로 여겨지는 다른 성분들이다.

다층 용품(10)은 하부의 레이저 마킹가능한 층(14) 위에 코팅된 적어도 하나의 상부 층(12)을 포함하며, 상부 층(12)은 기록 파장(write wavelength)에서 레이저 방사선(22)에 대해 실질적으로 투과성이다. 이와 관련하여 사용된 "투과성"은 레이저와의 상호 작용이 거의 없거나 최소한인 재료를 말한다. 레이저 방사선(예를 들어, 방사선(22))은 그 재료에 대해 관찰가능한 손상이 거의 또는 전혀 없는 투과성 재료를 통과할 것이다.

일부 실시 형태에서, 선택적인 제3 또는 하부 층(18)이 포함된다. 하부 층(18)은 상부 층(12)의 이형제와 동일하거나 상이할 수 있는 이형제 층을 포함할 수 있다. 이형제(들) 및 레이저는, 레이저에 대한 노출이 이형제가 기능할 수 있는 능력에 실질적으로 영향을 주지 않는다는 점에서 공용 가능하도록 선택된다. 다시 말하면, 이형제는 레이저 방사선에 대한 노출에 의해 기능적으로 손상되지 않는다. 본 명세서의 실시예에 기재된 박리 시험은 이형제의 이형 특성이 레이저에 대한 노출 후 유의하게 변화되는지를 결정하기 위한 한 가지 방법이다. 전술한 박리 시험이 이용될 때, 본 발명의 실시 형태들에 사용되는 이형제는 레이저에 대한 노출 후 박리 강도의 적당한 초기 변화를 겪을 수 있지만, 당업자에게 용인 가능한 방식으로 여전히 기능할 것이다. 이형제로부터의 박리 강도의 변화가 관찰되는 실시 형태들에서, 그 변화는 전형적으로 약 500% 이하 또는 약 100% 이하이며, 일부 실시 형태에서는 약 10% 이하일 것이다. 다시 말하면, 레이저 방사선에 대한 노출 후 이형제에 대한 박리 강도는 그의 초기값의 약 600% 이하, 일부 실시 형태에서는 약 200% 이하이며, 일부 실시 형태에서는 약 110% 이하이다.

대안의 설비에서, 레이저 마킹가능한 층(14)은 다층 용품(10) 아래에 장착되고 선택적인 하부 층(18)을 통해 향하게 되는 레이저를 사용하여 마킹될 수 있다. 그러한 설비에서, 선택적인 하부 층(18; 예를 들어, 이형제)은 앞서 논의된 바와 같이 레이저에 대해 투과성이 되도록 선택된다.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 레이저 마킹된 다층 용품(110)이 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 실시 형태에서, 다층 용품(110)은 도 1의 용품(10)과 유사하며, 3개의 층, 즉 상부 또는 제1 층(112), 복수의 레이저 마킹된 영역(116)을 포함하는 레이저 마킹가능한 층(114) 및 제3 또는 하부 층(118)을 갖는 다층 시트를 포함한다. 각각의 마킹된 영역(116)은 레이저 마킹가능한 층(114) 내의 재료들의 레이저 유도된 상호 작용의 결과이다. 도 2에는, 레이저 마킹된 영역(116)이 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)에 의해 소유된 브랜드 "3M"의 형태로 도시되어 있다. 상부 층(112; 예를 들어, 도 3 참조)은 앞서 기재한 바와 같이 레이저 방사선에 대해 투과성인 재료를 포함한다. 더욱이, 상부 층(112)은 레이저 마킹가능한 층(114) 내의 마킹된 영역(116)이 상부 층(112)을 통해 관찰가능하다는 의미에서 시각적으로 또는 광학적으로 투명하다.

용품(110) 내의 각각의 층은 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 포함한다. 상부 층(112)은 제1 또는 상부 표면(112a) 및 제2 또는 하부 표면(112b)을 갖는다. 유사하게는, 레이저 마킹가능한 제2 층(114)은 제1 또는 상부 표면(114a) 및 제2 또는 하부 표면(114b)을 포함한다. 하부 층(118)은 제1 또는 상부 표면(118a) 및 제2 또는 하부 표면(118b)을 갖는다. 다양한 실시 형태에서, 용품(110)의 상이한 층들(112, 114 및 118)은 상이한 재료들을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 상부 층(112)은 레이저 마킹가능한 층(114)의 제1 주 표면(114a)에 적용되는 이형제를 포함한다. 층(114)은 유기 중합체와, 그 중합체 내에 배합되고 실질적으로 균일하게 분산된 레이저 감응 안료를 포함한다.

선택적인 하부 층(118)은 상부 층(112)의 이형제와 동일하거나 상이할 수 있는 제2 이형제를 포함할 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 하부 층(118)은 레이저 마킹가능한 층(114)이 하부 층(118)을 통해 마킹될 수 있도록 레이저에 대해 투과성이 되도록 선택될 수 있으며, 하부 층은 또한 마킹된 영역(116)이 하부 층을 통해 관찰 가능하다는 의미에서 시각적으로 또는 광학적으로 투명하다.

상부 층(112) 및 하부 층(118) 둘 모두가 이형제(들)를 포함하는 실시 형태에서, 용품(110)은 감압 접착제 (PSA) 층에 이형가능하게 부착될 수 있는 이형 라이너로서 사용될 수 있다. 용품(110)이 재료의 연속 시트인 경우, PSA 층은 층(118)의 제2 또는 하부 표면(118b)에 적용될 수 있다. 도 7을 참고하면, PSA 층(720)이 이형제(118)에 적용된, 3개의 층을 포함하는 연속 용품(710)이 도시되어 있다. 연속 용품(710)은 상부 층(112; 이형제)의 상부 표면(112a)이 PSA 층(720)의 하부 표면(720b)에 부착되도록 곡선 화살표 방향으로 용품의 단부를 컬링(curling) 또는 롤링(rolling)함으로써 롤 형태로 구성될 수 있다. 연속 용품(710)의 전체 길이는 롤(722)로 감길 수 있으며, 이 롤은 이어서 저장될 수 있거나 또는 추가 가공을 위해 다른 위치로 수송될 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 층들(112, 118)의 이형제는 롤링된 용품이 나중에, PSA 층(720)이 이형제의 표면 또는 상부 층(112)의 표면(112a)으로부터 먼저 우선적으로 이형되도록 풀릴 수 있게 하는 박리 강도를 갖도록 선택된다. 이어서, PSA 층(720)의 노출된 표면(720b)이 다른 표면에 적용될 수 있으며, 그렇게 적용될 때, 레이저 마킹된 영역(116)은 상부 층(112)을 통해 관찰자에게 계속 보일 수 있을 것이다. 하부 층(118)은 이형제를 포함하며, 따라서 레이저 마킹가능한 층(114)이 이후에 비교적 용이하게 PSA 층(720)의 표면(720a)으로부터 박리될 수 있게 한다.

다른 실시 형태에서, PSA 층이 상부 층 및 하부 층 중 어느 하나 또는 둘 모두에서 이형제 위에 적용되고, 레이저 마킹가능한 층은 PSA 및 이형제 둘 모두의 다수의 층을 통해 레이저로 마킹될 수 있다.

또 다른 실시 형태에서, 다층 용품은 이형제 하부 층을 포함하지 않으며, PSA 층이 레이저 마킹가능한 층의 하부 표면에 직접 적용되어 기재-배킹된 접착 테이프를 제공한다. 이어서, PSA 층의 노출된 표면이 다른 표면에 접착될 수 있으며, 그렇게 적용될 때 레이저 마킹된 영역은 용품의 상부 층을 통해 계속 보일 수 있을 것이다.

도 5 및 도 6을 참고하면, 레이저 마킹된 다층 용품(210)의 다른 실시 형태가 도시되어 있다. 용품(210)은 앞서 기재한 용품(110)과 유사하지만 재료의 추가의 층들을 포함한다. 용품(210)은 시트형 재료의 5개의 층을 포함한다. 레이저 마킹가능한 층(214)은 앞서 기재한 층(114) 및 마킹된 영역(116)과 유사한 마킹된 영역(216)을 포함하며, 층(214)은 상부 표면(214a)과 하부 표면(214b)을 포함한다. 추가적으로, 용품(210)의 상부 층 및 하부 층(212, 218)은 각각 상부 층(112) 및 하부 층(118)과 유사하다. 상부 층(212)은 상부 표면(212a) 및 하부 표면(212b)을 포함하고, 하부 층(218)은 상부 표면(218a) 및 하부 표면(218b)을 포함한다. 더욱이, 상부 층 및 하부 층(212, 218) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 앞서 기재한 바와 같이 이형제를 포함할 수 있다.

용품(210)은 또한 레이저 마킹가능한 층(214)의 양 면에 중간 층(222, 224)을 포함한다. 중간 층(222)은 용품(210) 내에서 상부 층(212)과 레이저 마킹가능한 층(214) 사이에 배치된다. 층(222)은 상부 표면(222a)과 하부 표면(222b)을 포함한다. 중간 층(224)은 하부 층(218)과 레이저 마킹가능한 층(214) 사이에 배치된다. 중간 층(224)은 상부 표면(224a)과 하부 표면(224b)을 포함한다. 다양한 실시 형태에서, 중간 층(222 및/또는 224) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 유기 중합체를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 양 층에 대한 유기 중합체는 레이저 마킹가능한 층(214)에 사용된 유기 중합체와 동일할 것이다.

다층 용품이 본 명세서에서 앞서 기재한 것보다 훨씬 더 많은 재료 층들을 갖는 복수의 층들을 포함하는 실시 형태가 고려됨이 이해될 것이다. 앞서 기재한 바와 같이 용품이 레이저 마킹가능한 층을 포함하고 레이저 마킹가능한 층 위에 코팅된 재료의 층들이 용품을 마킹하기 위해 사용되는 레이저에 대해 투과성인 한, 용품의 원하는 특성 및 최종 용도에 따라 임의의 수의 그러한 층들이 용품 내에 포함될 수 있다.

레이저 마킹가능한 층에 사용하기에 적합한 재료는 레이저 감응 안료와 상용성인 임의의 다양한 필름-형성 중합체를 포함한다. 본 발명의 다양한 실시 형태에서, 적어도 하나의 레이저 감응 안료는 레이저 마킹가능한 층의 유기 중합체 중에 실질적으로 균질하게 분산된다. 적합한 레이저 감응 안료에는 결정질 (예를 들어, 루틸형) 이산화티타늄 (TiO₂)과 같은 하나 이상의 금속 산화물이 포함된다. 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E. I. du Pont de Nemours and Company; "듀폰(DuPont)")로부터 입수가능한 것들을 비롯한 구매가능한 이산화티타늄이 본 발명의 다양한 실시 형태에 사용하기에 적합하다. 특히, 듀폰으로부터 상표명 "Ti-퓨어"(Ti-Pure)로 입수가능한 이산화티타늄, 예를 들어 "Ti-퓨어 R-902+"로 지정된 제품이 사용될 수 있다. 소량의 실리카 (SiO₂), 알루미나 (Al₂O₃) 및/또는 수산화알루미늄이 이산화티타늄 내에 존재할 수 있다. 전형적으로, 실리카, 알루미나 및/또는 수산화알루미늄은 TiO₂의 각각의 입자를 둘러싸는 외부 코팅의 형태로 존재한다. 이산화티타늄이 레이저 감응 안료로서 사용되는 실시 형태에서, 이산화티타늄은 레이저 마킹가능한 층의 총 중량을 기준으로 약 10 중량% 미만의 농도로 유기 중합체 내에 전형적으로 존재한다. 일부 실시 형태에서, 이산화티타늄은 약 5 중량% 미만 또는 약 1 중량% 미만의 농도로 유기 중합체 내에 존재한다. 또 다른 실시 형태에서, 이산화티타늄은 레이저 마킹가능한 층의 총 중량을 기준으로 약 0.5 중량% 미만의 농도로 존재한다. 더 높거나 더 낮은 농도의 이산화티타늄이 또한 적합할 수 있다.

유기 중합체 재료에 관해서는, 임의의 다양한 열경화성 유기 중합체뿐만 아니라 열가소성 유기 중합체도 적합할 수 있으며, 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 고려된다. 사용하기에 적합한 중합체성 재료가 하기에 논의되어 있으며, 그러한 재료가 흔히 임의의 다양한 첨가제 및/또는 충전제, 예를 들어 가소제, 분해방지제(antidegradant), 및 염료 등과 배합됨이 이해될 것이다. 본 발명의 다양한 실시 형태에서, 레이저 마킹가능한 층을 형성하는 데 사용되는 중합체성 재료는 앞서 기재한 바와 같이 측정된 양의 레이저 감응 안료(예를 들어, 이산화티타늄)와 배합된다.

적합한 유기 중합체의 예에는 폴리올레핀 재료, 예를 들어 폴리에틸렌이 포함된다. 적합한 폴리에틸렌 중합체에는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 중밀도 폴리에틸렌 (MDPE), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 및 이들의 둘 이상의 조합이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 레이저 마킹가능한 층은 HDPE를 포함하고, 상부 층 및 하부 층은 이형제를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 레이저 마킹가능한 층은 역시 HDPE를 포함하며, 이때 상부 층 및 하부 층은 이형제를 포함하고, (예를 들어, 도 5 및 도 6의 층(222, 224)과 유사한) 중간 층은 LDPE, MDPE 또는 둘 모두를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 하나의 중간 층은 LDPE이고, 다른 하나의 중간 층은 MDPE이다.

일부 실시 형태에서, 레이저 마킹가능한 층에 사용하기에 적합한 유기 중합체에는, 이형제 층을 지지할 수 있는 한, 임의의 필름 형성 중합체가 포함된다. 적합한 중합체성 필름에는 이러한 응용에 적합한 폴리아미드 (예를 들어, 나일론(Nylon)); 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET); 폴리아세탈; 및 폴리카르보네이트 등으로부터 제조된 것들이 포함된다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 가장 통상적인 열가소성 폴리에스테르이며, "폴리에스테르"로 통상 불린다. 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 코폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 아이소프탈레이트와 같은 변형물들이 또한 본 발명의 다양한 실시 형태에 사용하기에 적합하다. 더 넓은 의미에서, 글리콜 또는 다이올과, 예를 들어 테레프탈산, 아이소프탈산, 세바스산, 말론산, 아디프산, 아젤라산, 글루타르산, 수베르산, 석신산 또는 이들의 둘 이상의 혼합물과 같은 다이카르복실산 (또는 그의 에스테르 등가물)의 중축합으로부터 생성되는 중합체를 기재로 한 임의의 폴리에스테르 필름이 본 발명에 사용하기에 적합하다. 적합한 글리콜에는, 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 및 폴리올, 예를 들어 부탄다이올 및 이들의 둘 이상의 혼합물이 포함된다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)는 2축 배향되고 열적으로 안정화된 필름의 형태로 널리 알려져 있는데, 이들 필름은 그들의 주요 브랜드명인 마일라(Mylar)(등록상표)(미국 23836 버지니아주 체스터 소재의 듀폰 테이진 필름즈 유. 에스. 리미티드 파트너십(Dupont Teijin Films U. S. Limited Partnership)), 멜리넥스(Melinex)(등록상표)(미국 23836 버지니아주 체스터 소재의 듀폰 테이진 필름즈 유. 에스. 리미티드 파트너십), 테이진(등록상표)(미국 23836 버지니아주 체스터 소재의 듀폰 테이진 필름즈 유. 에스. 리미티드 파트너십), 루미러(Lumirror)(등록상표)(미국 02852 로드아일랜드주 노스 킹스타운 소재의 토레이 플라스틱스 (아메리카), 인크(Toray Plastics (America), Inc.)) 또는 호스타판(Hostaphan)(등록상표)(미국 29652 사우스 캐롤라이나주 그리어 소재의 미츠비시 폴리에스테르 필름, 인크.(Mitsubishi Polyester Film, Inc.)) 등으로 흔히 불리며 구매가능하다.

압출 등에 의해 필름 또는 층을 형성하기 전에 중합체 수지 내로 첨가제가 블렌딩될 수 있다. 압출 작동시, 첨가제가 압출기에 직접 첨가될 수 있다. 예시적인 첨가제에는 실리카, 탄산칼슘, 카올린 등과 같은 충전제, 착색제 (예를 들어, 염료 또는 안료), 슬립제(slip agent), 블로킹 방지제, 가공 보조제, 산화방지제, 정전기 방지제, 레이저 감응 안료 (예를 들어, 이산화티타늄) 및 그 혼합물이 포함된다.

일부 실시 형태에서, 중합체 필름 이외의 재료는 레이저 마킹가능한 층에서의 사용에 바람직할 수 있다. 그러한 재료의 예에는 부직 기재, 직조 기재, 셀룰로오스 재료 (예를 들어, 종이) 등이 포함된다. 그러한 직조 및 부직 재료 내에 포함시키기에 적합한 섬유에는 전술한 중합체뿐만 아니라 셀룰로오스 재료, 예를 들어 종이도 포함된다.

전술한 모든 기재는 이형제를 적용하기 전에 처리될 수 있다.

하나 이상의 중간 층 (예를 들어, 도 5의 층(222, 224))을 포함하는 실시 형태에서, 중간 층은 용품을 마킹하는 데 사용되는 기록 파장의 레이저에 대해 투과성인 재료를 포함한다. 레이저 마킹가능한 층은 레이저 감응 안료를 포함하지만, 중간 층은 전형적으로 레이저 감응 안료를 포함하지 않는다. 일부 경우에, 중간 층은 레이저 마킹가능한 층과 최외층(들) 내의 이형제 사이에 열적 버퍼(thermal buffer) 또는 열 배리어(heat barrier)를 제공할 수 있다. 일부 방법에서, 레이저 마킹가능한 층의 마킹은 안료와 유기 중합체 사이의 레이저 유도된 상호 작용 동안 과도한 열을 발생시킬 수 있으며, 중간 층의 존재는 열적 버퍼를 제공하여 용품의 외부 층 내의 이형제 또는 접착제의 열분해(thermal degradation)에 대해 보호할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 레이저 마킹된 용품 내의 층들 중 하나 이상에 대해 적합한 유기 중합체는 열가소성 탄성중합체 올레핀 (TEO)을 포함할 수 있다. 당업계에서 열가소성 폴리올레핀 (TPO)으로 또한 알려진 열가소성 탄성중합체 올레핀 (TEO)은 본질적으로 열가소성 및 탄성 둘 모두를 나타낸다. TEO는 전형적으로 열가소성 물질 (예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 또는 폴리비닐 클로라이드)과 조합된, 예를 들어 에틸렌 프로필렌 고무 (예를 들어, 에틸렌-프로필렌 단량체 [EPM] 또는 에틸렌-프로필렌-다이엔-단량체 [EPDM]), 니트릴 고무, 또는 스티렌 부타다이엔 고무와 같은 고무 재료의 블렌드이며, 이는 또한 임의의 다양한 첨가제 및/또는 충전제, 예를 들어 가소제, 분해방지제, 충전제, 및 염료 등과 배합될 수 있다.

TEO는 전형적으로 폴리프로필렌 및 EPDM의 블렌드로서 구매가능하다. 대안적으로, TEO는 열가소성 물질, 예를 들어 폴리프로필렌을 고무질 재료, 예를 들어 에틸렌-프로필렌 고무와 공중합함으로써 형성될 수 있다. 고무질 재료는 선택적으로 가황될 수 있다.

TEO 내의 열가소성 물질 대 고무질 재료의 상대 비율은 각각 약 15 중량%의 열가소성 물질 내지 약 85%의 열가소성 물질, 및 약 85%의 고무질 재료 내지 약 15%의 고무질 재료의 범위일 수 있다. TEO는 전형적으로 원하는 최종 용도 특성을 생성하도록 제형화될 수 있다. 더 많은 양의 열가소성 물질을 갖는 TEO는 더 취성일 수 있다. 많은 양의 고무질 재료를 갖는 TEO는 순수한 고무에 더 유사한 특성을 갖는 경향이 있을 것이다. 레이저 마킹된 용품이 이형 라이너로서 사용되고자 하는 본 발명의 실시 형태에서, PSA가 기재에 부착된 후 PSA 층으로부터 라이너가 박리될 수 있게 하기에 적합한 물리적 특성을 갖는 라이너를 제공하도록 다양한 TEO가 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서, TEO는 약 30 중량% 내지 약 70 중량%의 열가소성 물질 및 약 70% 내지 약 30%의 고무질 재료, 또는 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 열가소성 물질 및 약 60 중량% 내지 약 40 중량%의 고무질 재료를 포함한다.

적합한 구매가능한 TEO에는 디 앤드 에스 플라스틱스 인터내셔널(D & S Plastics Intl.; 미국 미시간주 어번 힐스 소재)로부터 상표명 덱스플렉스(DEXFLEX)로 입수가능한 것, 듀폰 컴퍼니(DuPont Co.; 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재)로부터 입수가능한 상표명 알크린(ALCRYN)의 것, 멀티베이스(Multibase; 미국 오하이오주 코플레이 소재)로부터 입수가능한 상표명 멀트-플렉스(MULT-FLEX)의 것, 및 에이. 슐만(A. Schulman; 미국 오하이오주 아크론 소재)으로부터 입수가능한 상표명 폴리트로프(POLYTROPE) TPP의 것이 포함된다. TEO의 등급은 이형 라이너를 제조하는 데 사용될 가공의 유형에 대해 선택되며, 바람직하게는 압출 등급, 예를 들어 디 앤드 에스 플라스틱스 인터내셔널로부터 입수가능한 덱스플렉스 SB-814이다. 구매가능한 TEO는 충전제, 가공 보조제, 및 가소제 등과 같은 다른 첨가제를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 다층 용품은 다수의 층을 갖는 필름을 위한 블로운 필름 압출 또는 공압출 및 시트 압출 또는 공압출과 같은 공지된 공정에 의해 제조될 수 있다. 필름은 약 0.013 ㎜ (0.0005 인치) 내지 약 0.25 ㎜ (0.010 인치)의 두께로, 그리고 바람직하게는 약 0.025 ㎜ (0.001 인치) 내지 약 0.2 ㎜ (0.008 인치)의 두께로 제조될 수 있다. 더 얇은 필름이 비용을 고려하여 요망될 수 있지만, 더 두꺼운 필름은 증가된 내인열성 및 인장 강도 등을 제공할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 다층 용품은 먼저 압출 또는 공압출에 의해 제조될 수 있으며, 생성된 압출 용품의 표면은 이후에 하나 이상의 추가 재료 층으로 코팅될 수 있다.

이형제의 층들은 필름이 가열 경화되기 전에 필름 제조 공정 동안에, 그리고 공지된 인-라인 코팅에 의해 적용될 수 있거나 또는 (필름의 제조 및 가열 경화 후에) 오프-라인 공정에 의해 적용될 수 있다. 통상적인 오프-라인 코팅 공정에는 롤 코팅, 리버스 롤 코팅, 그라비어 롤 코팅, 리버스 그라비어 롤 코팅, 브러시 코팅, 와이어-와운드 로드 (메이어(Meyer) 로드) 코팅, 분무 코팅, 에어 나이프 코팅, 또는 디핑(dipping)이 포함되는데, 이들은 용매계 용액, 무용매 또는 수계 에멀젼으로부터 유래할 수 있다.

코팅 전에 베이스 중합체 필름의 표면 개질이 필요하지는 않지만, 베이스 중합체 필름의 표면 또는 표면들은 본 발명의 코팅의 적용 전에 개질될 수 있다. 통상적인 표면 개질 기술에는 코팅 접착력을 향상시키는 코로나 처리가 포함된다. 코로나 처리 또는 다른 표면 개질은 코팅의 웨트아웃(wet out)을 허용할 정도로 충분해야 한다. 추가적으로, 프라이머 또는 다른 중간 층이 선택적으로 중합체 필름과 이형 코팅 사이에 사용될 수 있다.

첨가제는 압출 전에 중합체 수지 내로 블렌딩될 수 있거나 또는 압출기에 직접 첨가될 수 있다. 예시적인 첨가제에는 충전제, 착색제 (예를 들어, 염료 또는 안료), 슬립제, 블로킹 방지제, 가공 보조제, 레이저 감응 안료 (예를 들어, 이산화티타늄) 등이 포함된다. 착색제는 전형적으로 필름 조성물의 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로, 그리고 일부 실시 형태에서는 약 0.3 중량% 내지 약 3 중량%의 양으로 사용된다.

블로킹 방지제는 폴리에틸렌의 외부 층들에 특히 유용하여, 압출된 필름이 롤에 감길 때 폴리에틸렌의 층들 사이의 점착 또는 블로킹을 방지한다. 유용한 재료에는 규조토 그 자체 또는 저밀도 폴리에틸렌 결합제 중의 규조토가 포함된다. 블로킹 방지제는 폴리에틸렌 수지의 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 양으로, 그리고 바람직하게는 약 3 중량% 내지 약 8 중량%의 양으로 포함될 수 있다.

폴리에틸렌은 본 명세서에 기재된 용품의 레이저 마킹가능한 층 내의 주요 중합체 성분으로서 유용하지만, 그것은 또한 가공 보조제로서 유용하여 TEO 수지의 압출 및 필름 평탄성(flatness)을 향상시킨다. 다양한 폴리에틸렌이 선택적으로 TEO와 블렌딩되어, 생성된 필름에 원하는 이형 특성을 제공할 수 있다. 그러한 응용에서, 저밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 비롯한 임의의 유형의 폴리에틸렌이 사용될 수 있다. 폴리에틸렌은 약 1 중량% 내지 99 중량%의 양으로, 그리고 일부 실시 형태에서는 약 15 중량% 이상의 양으로 사용될 수 있다.

일 실시 형태에서, 레이저 마킹가능한 용품은 이형 코팅 또는 층이 적용되거나 적용될 수 있는 TEO 및 이산화티타늄의 레이저 마킹가능한 층을 포함하는 이형 라이너로서 제공된다. 레이저 마킹가능한 층 내의 TEO는 하나 이상의 다른 중합체, 예를 들어 폴리에틸렌과 혼합되거나 블렌딩될 수 있다. 그러한 실시 형태에서, TEO는 약 5 중량% 내지 약 100 중량%의 TEO, 그리고 더 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 100 중량%의 TEO의 농도로 레이저 마킹가능한 층 내에 존재한다. TEO 및 다른 중합체의 상대량의 선택은 이형 라이너에 필요한 최종 특성, 예를 들어 인장 강도, 내인열성 등을 알게 됨으로써 당업자에 의해 결정될 수 있다. (하기에 보다 상세하게 기재된) 이형 코팅은 의도된 용도 및 원하는 이형 특성에 따라 TEO 필름 코어의 한 면 또는 양 면에 적용되거나 적용될 수 있다. 이형제 층은, 포함될 때, 이형 라이너의 총 두께의 약 7% 내지 약 15%를 구성할 수 있는 층의 형태이다.

폴리에틸렌은, PEO와 함께 포함될 때, LDPE, MDPE, HDPE 또는 이들의 둘 이상의 블렌드를 포함할 수 있다. 재료의 선택은 원하는 이형 특성에 따라 좌우된다. 원하는 특성을 제공하기 위하여, 상이한 밀도를 갖는 폴리에틸렌들이 함께 블렌딩될 수 있거나 또는 에틸렌 공중합체와 블렌딩될 수 있다. 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌과 저밀도 폴리에틸렌의 블렌드는 고밀도 폴리에틸렌과 저밀도 폴리에틸렌 사이의 중간 이형값(release value)을 갖는 중밀도 폴리에틸렌을 제조하는 데 사용될 수 있다.

TEO와 함께 사용하기에 유용한 다른 폴리에틸렌은, 메탈로센 중합 촉매를 사용하여 약 3 내지 약 10개의 탄소 원자를 갖는 알파 올레핀과 에틸렌의 공중합체로서 형성된 매우 낮은 밀도의 폴리에틸렌이다. 적합한 알파-올레핀에는 부텐-1, 헥센-1, 옥텐-1 및 그 조합이 포함된다. 이들 공중합체는 밀도가 약 0.90 g/cc 미만, 바람직하게는 약 0.89 g/cc 미만, 그리고 더 바람직하게는 약 0.88 g/cc 미만이다. 이들 공중합체는 또한 다분산도(polydispersity)가 약 1 내지 약 4, 그리고 바람직하게는 약 1.5 내지 약 3.5인 것으로 정의된 좁은 분자량 분포를 갖는다. 다분산도는 중량 평균 분자량 대 수평균 분자량의 비로서 정의된다. 추가적으로, 이 공중합체는 조성 분포 폭 지수(composition distribution breadth index; 이하, "CDBI"로 불림)에 의해 특징지워질 수 있다. CDBI는 공단량체 함량이 중위 총 몰 공단량체 함량의 50% 이내 (즉, +/-50%)인 공중합체 분자의 중량%로서 정의된다. CDBI 및 그 결정 방법이 미국 특허 제5,206,075호에 기재되어 있다. 적합한 공중합체의 CDBI는 바람직하게는 70% 초과, 그리고 더 바람직하게는 80% 초과이다. 적합한 공중합체는 엑손 케미칼 컴퍼니(Exxon Chemical Co.)로부터 상표명 이그잭트(EXACT)로 그리고 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Co.)로부터 상표명 인게이지(ENGAGE)로 구매가능하다.

이형제는 레이저 마킹된 다층 용품을 PSA와 같은 점착성 재료로부터 "이형" 또는 분리하기 위한 수단을 제공하도록 본 발명의 용품 내에 포함된다. 이형제가 이형을 제공할 수 있는 능력은 본 명세서의 실시예에 기재된 박리 시험 방법과 같은 공지된 시험 방법에 의해 측정될 수 있다. 다양한 실시 형태에 사용하기에 적합한 이형제는 레이저 마킹가능한 층을 마킹하는 데 사용되는 레이저 방사선에 대한 노출 후 이형을 제공할 수 있는 능력을 보유하는 것들이다. 적합한 이형제는 특허 문헌을 비롯한 다양한 출처에 기재된 것과 같은 임의의 다양한 공지된 이형제를 포함할 수 있다. 이형제에는 폴리올레핀 (예를 들어, 미국 특허 제6,982,107호에 기재된 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌), 실리콘 (예를 들어, 폴리실록산), 플루오로실리콘 (예를 들어, 켄드지오르스키(Kendziorski)의 미국 특허 제4,968,766호에서와 같은 것), 퍼플루오로에테르 (예를 들어, 라슨(Larson)의 미국 특허 제4,830,910호, 올슨(Olson)의 미국 특허 제4,472,480호), 플루오로카본 (예를 들어, 쿠마르(Kumar)의 미국 특허 제7,345,123호), 긴 알킬 측쇄를 갖는 중합체 (수와(Suwa)의 미국 특허 제6,660,354 B2호) 등이 포함된다.

앞서 언급된 것들을 비롯한 이형제는 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈(Momentive Performance Materials; 미국 뉴욕주 알바니 소재), 실-오프(SYL-OFF)(등록상표) 브랜드의 다우 코닝(Dow Corning; 미국 미시간주 미들랜드 소재), 와커 실리콘즈(Wacker Silicones; 미국 미시간주 아드리안 소재의 와커 케미칼 코포레이션(Wacker Chemical Corporation)), 에보닉 골드슈미트 코포레이션(Evonik Goldschmidt Corporation; 미국 버지니아주 호프웰 소재), 및 블루스타 실리콘즈 유에스에이 코포레이션(Bluestar Silicones USA Corp.; 미국 사우스 캐롤라이나주 록힐 소재) 등을 비롯한 공급업체로부터 구매가능하다. 이형 코팅된 라이너는 로파렉스(Loparex; 미국 일리노이주 윌로우브룩 소재), 몬디 아크로실, 엘엘씨.(Mondi Akrosil, LLC.; 미국 위스콘신주 메나샤 소재), 미츠비시 폴리에스테르 필름, 인크.(Mitsubishi Polyester Film, Inc.; 미국 사우스 캐롤라이나주 그리어 소재), 후타마키(Huhtamaki; 독일 포츠하임 소재, 실리코네이처(Siliconature; 미국 일리노이주 시카고 소재), 및 기타 회사로부터 구매가능하다.

이형제는 용매계 또는 수계 코팅, 무용매 코팅, 고온 용융 코팅으로서 레이저 마킹가능한 층에 적용되거나, 또는 통상적인 공정을 사용하여 레이저 마킹가능한 층과 함께 공압출될 수 있다. 용매계 및 수계 코팅은 전형적으로 롤 코팅, 나이프 코팅, 커튼 코팅, 그라비어 코팅, 와운드 로드 코팅 등과 같은 공정에 의해 적용된다. 용매 또는 물은 오븐 내에서 건조시킴으로써 제거되고, 코팅은 선택적으로 오븐 내에서 경화된다. 무용매 코팅은 실리콘 또는 에폭시 실리콘과 같은 100% 고체 조성물을 포함하는데, 이들은 용매계 코팅에 사용된 것과 동일한 유형의 공정을 사용하여 적용된다. 코팅은 자외선 광에 대한 노출에 의해 경화될 수 있다.

이형제의 적용 전에, 레이저 마킹가능한 층의 프라이밍 또는 표면 개질 (예를 들어, 코로나 처리)을 비롯한 선택적 단계들이 요망될 수 있다. 폴리에틸렌 또는 퍼플루오로에테르와 같은 고온 용융 코팅은 전형적으로 100% 고체 코팅인데, 이들은 가열되고 이어서 다이를 통해 또는 가열된 나이프(knife)를 사용하여 적용된다. 고온 용융 코팅은 이형 재료를 레이저 마킹가능한 층과 함께 공압출함으로써 적용될 수 있다.

레이저 마킹가능한 층은 한 면 또는 양 면 상에 이형제로 코팅되어 용품(110; 도 2 내지 도 4)의 구조를 갖는 이형 라이너를 제공할 수 있다. 이형 라이너로서, 접착제 (예를 들어, PSA)가 이들 이형제 중 하나 또는 둘 모두에 적용된다. 이형력, 예컨대 접착제로부터 라이너를 제거하는 데 필요한 힘의 양은 본 명세서의 실시예 1 내지 실시예 4에 기재된 박리 시험 방법에 의해 측정할 때 거의 0 내지 약 500 g/㎝ 또는 그 이상의 범위일 수 있다. 이형력이 이 범위의 상한 쪽에 있을 때, 즉 약 300 g/㎝ 초과일 때, 라이너의 제거를 시작하여 일부가 접착제로부터 제거되었다면 라이너의 제거를 계속하는 것이 어려울 수 있다. 제거력 범위의 하한 쪽, 예를 들어 약 50 g/㎝ 미만은 실리콘 코팅에 대해 보다 전형적이다. 본 발명에 따른 이형 라이너의 이형 표면은 약 500 g/(㎝ 폭) 미만, 약 100 g/㎝ 미만, 또는 약 20 g/(㎝ 폭) 미만의 이형값을 나타낸다.

레이저 마킹된 다층 용품의 양 면이 이형제로 코팅될 때, 용품의 각 면 상의 이형제는 동일할 수 있거나, 또는 차등 이형을 제공하도록 상이할 수 있다. 차등 이형을 위하여, 이형제는 한 면이 다른 면보다 더 높은 이형력을 가질 것이다. 예를 들어, 용품의 한 면은 감압 접착제로부터의 이형력이 100 g/(㎝ 폭) 이하인 실리콘 이형제로 코팅될 수 있고, 다른 면은 이형력이 1.16 N/(㎝ 폭) (300 g/(인치 폭))인 실리콘 이형제를 가질 수 있다. 일부 응용에서, 차등 이형은 PSA가 라이너의 한 면에 대해 다른 면보다 더 단단히 부착될 것을 확실하게 하여, 레이저 마킹된 다층 용품의 롤이 풀릴 때 접착제가 용품의 동일한 면 상에 일관성 있게 머물도록 한다.

본 명세서에 기재된 레이저 마킹된 다층 용품은 임의의 유형의 PSA에 유용하다. 이에는 아크릴레이트 또는 아크릴, 폴리에스테르, 실리콘, 블록 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 등을 기재로 한 PSA가 포함된다. 이형제의 선택은 그것이 부착되는 PSA의 유형에 따라 좌우될 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 퍼플루오로에테르, 및 실리콘의 이형 표면은 아크릴레이트 감압 접착제에 유용하며, 퍼플루오로에테르는 실리콘 감압 접착제에 유용하다.

유용한 PSA에는 아크릴 접착제, 천연 고무 접착제, 점착성 부여된 블록 공중합체 접착제, 폴리비닐 아세테이트 접착제, 에틸렌 비닐 아세테이트 접착제, 실리콘 접착제, 폴리우레탄 접착제, 열경화성 감압 접착제, 예컨대 에폭시 아크릴레이트 또는 에폭시 폴리에스테르 감압 접착제 등이 포함된다. 이들 유형의 감압 접착제는 당업계에 알려져 있으며, 문헌[Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Satas (Donatas), 1989, 2nd edition, Van Nostrand Reinhold]에 뿐만 아니라 특허 문헌에도 기재되어 있다. PSA는 또한 가교결합제, 충전제, 가스, 발포제(blowing agent), 유리 또는 중합체성 미소구체, 실리카, 탄산칼슘 섬유, 계면활성제 등과 같은 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 원하는 특성을 달성하는 데 충분한 양으로 포함된다.

일부 실시 형태에서, 예를 들어 재발행 특허 Re 24906호 (울리치(Ulrich)), 미국 특허 제4,181,752호 (마텐즈(Martens) 등), 미국 특허 제4,818,610호 (짐머만(Zimmerman) 등)에 기재된 것들과 같은 아크릴레이트 감압 접착제를 포함하는 열-안정성 PSA가 본 발명의 레이저 마킹된 다층 용품과 함께 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 실리콘 감압 접착제가 사용될 수 있다. 접착제는 상업적으로 구매되거나, 또는 에멀젼 중합, 용매 중합, e-방사 중합, 자외선 광 중합 등을 비롯한 공지된 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 전형적으로, 아크릴레이트 접착제는 약 1 내지 약 20개의 탄소 원자, 그리고 바람직하게는 약 4 내지 약 12개의 탄소 원자를 갖는 비-3차 알코올(non-tertiary alcohol)의 일작용성 불포화 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르 단량체의 단일중합체 및 공중합체이다. 접착제의 응집 강도를 개선하기 위하여 공단량체가 선택적으로 포함될 수 있다. 공중합체를 제조하는 데 유용한 그러한 보강 공단량체는 아크릴산 에스테르 단일중합체의 유리 전이 온도보다 더 높은 단일중합체 유리 전이 온도를 갖는다.

적합한 아크릴산 에스테르 단량체에는 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아이소옥틸 아크릴레이트, 아이소노닐 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 옥타데실 아크릴레이트 및 그 혼합물이 포함된다. 유용한 보강 공단량체에는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 아크릴아미드, 치환된 아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐, 아이소보르닐 아크릴레이트, 및 사이클로헥실 아크릴레이트가 포함된다.

감압 접착제 전사 테이프의 전형적인 제조 방법에서는, 접착제 조성물이 앞서 기재한 바와 같이 레이저 마킹된 용품 상에 코팅된다. 이 접착제를 경화시켜 레이저 마킹된 용품 상에 겔화된 필름을 형성하고, 접착제를 갖는 용품을 감아 큰 롤을 형성한다. 대안적으로, 접착제를 한 라이너 상에 코팅하고 경화시키고, 이어서 상이한 라이너 상으로 전달시킨 후 변환시킬 수 있다. 이어서, 큰 롤을 가늘게 자르고 고객 사용을 위해 좁은 폭의 테이프를 코어 상에 감음으로써 접착제 코팅된 시트를 좁은 롤로 변환시킨다. 본 발명의 라이너는 또한 쓰리엠 컴퍼니(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)로부터의 5605 및 5344 아크릴 폼 테이프(Acrylic Foam Tape)와 같은 폼 테이프뿐만 아니라 양면 코팅 테이프에도 함께 사용될 수 있다.

레이저에 관해서는, 구매가능한 레이저가 본 명세서에 기재된 방법에 적합하다. 일부 실시 형태에서, 자외선(UV) 또는 가시광선 전자기 방사선을 방출하는 적합한 레이저 장치가 사용된다. 다양한 실시 형태에서, 파장이 약 550 ㎚ 미만인 방사선을 방출하는 레이저가 적합하며, 일부 실시 형태에서는 약 360 ㎚ 미만이 적합하다.

실시예

하기의 비제한적 실시예들은 본 발명의 실시 형태들을 추가로 예시한다. 이들 실시예에 인용된 특정 사용 재료 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건 및 상세 사항도 좁게 해석하거나 또는 본 발명의 범주를 제한하는 방식으로 해석하고자 하는 것은 아니다. 이들 실시예의 모든 부, 백분율, 비 등은 달리 기재되지 않는 한 중량을 기준으로 한다.

재료

PT1100: 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 GL-1 이형 라이너를 갖는 1.14 ㎜ (45 밀(mil)) 두께의 아크릴 폼 테이프.

GL-1: 공압출된 폴리에틸렌의 3개의 층, 즉 제1 외부 층, 제2 외부 층 및 내부 층을 포함하는 0.114 ㎜ (4.5 밀) 두께의 적색 이형 라이너. 제1 외부 층은 제1 실리콘 코팅을 갖고, 제2 외부 층은 제2 실리콘 코팅을 갖는다. 내부 층은 약 0.4%의 이산화티타늄을 함유하지만, 제1 외부 층 및 제2 외부 층은 이산화티타늄을 함유하지 않는다. GL-1 이형 라이너는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 PT1100의 구성요소로서 입수가능하다.

AFT 5344: 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 아크릴 폼 테이프 5344.

AFT 5605: 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 로파렉스 PE 이형 라이너를 갖는 아크릴 폼 테이프 5605.

로파렉스 PE: 이산화티타늄이 중앙 층 내에 있는, 공압출된 폴리에틸렌의 3개의 층을 포함하는 백색 이형 라이너. 이 라이너는 제1 실리콘으로 코팅된 제1 외부 표면 및 제2 실리콘으로 코팅된 제2 외부 표면을 갖는다. 이 라이너는 미국 아이오와주 아이오와 시티 소재의 로파렉스 엘엘씨(Loparex LLC)로부터 HDPE 0.005 실리콘 C2S (8100A/8250) 화이트로서 입수가능하며, 여기서 8100A는 제1 실리콘을 나타내고 8250은 제2 실리콘을 나타낸다. 이 이형 라이너는 또한 AFT 5605의 구성요소로서 입수가능하다.

실시예 1 내지 실시예 4

PT1100 아크릴 폼 테이프로부터 아크릴 폼 층을 손으로 박리함으로써 GL-1 이형 라이너를 얻었다.

355 ㎚ 레이저 (미국 캘리포니아주 산타 클라라 소재의 코히어런트, 인크.(Coherent, Inc.)로부터 코히어런트 아비아(Coherent Avia)로서 구매가능함)를 사용하여 제1 실리콘 층을 통해 라이너를 마킹하였다. 레이저의 펄스폭은 약 30 ns였으며, 레이저 평균 출력(output power)은 1 와트로 설정하였다 (실시예 1). 20 ㎑의 레이저 펄스율, 1 m/s의 속도 및 약 30 마이크로미터의 레이저 스폿 크기를 사용하여 직경이 약 30 마이크로미터인 인접 도트(dot)들로 된 라인들을 제조함으로써 내부 폴리에틸렌 층 내에 마킹을 생성하였다. 라인들 사이의 중심간 간격이 100 마이크로미터인 라인들로 10 ㎝ × 10 ㎝ 면적을 마킹하였다. 추가의 샘플들을 제조하였는데, 이들 샘플에서는 레이저 평균 출력을 0.28 와트 출력으로 감소시켰으며 (실시예 2), 제2 실리콘 층을 통해 마킹을 적용시킨 샘플들을 제조하였다 (실시예 3 및 실시예 4이며, 이때 평균 레이저 출력은 실시예 3에서는 1 와트로 그리고 실시예 4에서는 0.28로 설정하였다).

이형 층의 이형 기능성에 미치는 레이저 마킹의 영향을 시험하기 위하여, 하기와 같이 박리 시험을 수행하였다. 에어 포켓(air pocket)을 없애기 위하여 핸드 롤러(hand roller)를 사용하여 라이너의 이형 면 또는 표면을 감압 접착 테이프 (AFT 5344)의 접착 면에 라미네이팅함으로써 샘플들을 제조하였다. 테이프의 다른 면은 표준 폴리에틸렌 이형 라이너로 보호하였다. 1.27 ㎝ (0.5 인치) 폭 × 17.8 ㎝ (7 인치) 길이의 크기로 스트립을 자르고, 이어서 실온 (약 20 내지 25℃)에서 7일 동안 에이징하고 시험하거나, 또는 70℃에서 3일 동안 또는 7일 동안 에이징하고 시험하였다. 시험을 수행하기 위하여, 표준 폴리에틸렌 라이너를 떼어내고 접착 테이프를 아이매스(IMASS) 접착력 시험기 (미국 매사추세츠주 힝햄 소재의 아이매스 인크.(Imass Inc.))의 베드(bed)에 라미네이팅하였다. 이어서, 라이너를 180도 각도 및 30 ㎝/min의 속도로 접착제로부터 당겨서 떼어냈다. 박리 방향은 이형 라이너 내에 레이저 마킹된 라인들의 방향과 평행하였다. 라이너를 떼어내는 데 필요한 힘을 g/(1.27 ㎝ 폭) (g/(0.5 인치)) 단위로 기록하였으며, 이어서 g/㎝ 단위로 크기 조정하였다. 레이저 마킹을 갖지 않은 대조군 샘플들을 또한 제조하였다. 모든 경우에, 검출가능한 접착제가 이형 라이너 상에 남겨짐이 없이 이형 표면에서 라이너로부터 접착제가 분리되었다. 박리 시험의 결과는 표 1에 나타나 있다.

실시예 5 내지 실시예 9

355 ㎚ 레이저 (미국 캘리포니아주 산타 클라라 소재의 코히어런트, 인크.로부터 코히어런트 아비아로서 구매가능함)를 사용하여 로파렉스 PE 및 GL-1 이형 라이너를 마킹하였다. 레이저의 펄스폭은 약 30 ns였으며, 집속된 레이저 스폿 크기는 약 30 마이크로미터였다. 레이저 펄스 반복률은 20 ㎑였으며, 1 m/s의 스캔 속도를 사용하였다.

1 와트 (실시예 5), 0.5 와트 (실시예 6) 및 0.28 와트 (실시예 7)의 평균 레이저 출력 설정치를 사용하여 ATF 5605 테이프에 부착된 로파렉스 PE 이형 라이너의 8100A 면을 통해 마킹을 제조하였다. PT1100 아크릴 폼 테이프로부터 아크릴 폼 층을 손으로 박리함으로써 GL-1 이형 라이너를 얻었다. 1 와트의 평균 레이저 출력을 사용하여 GL-1 이형 라이너의 제1 실리콘 코팅을 통해 (실시예 8) 그리고 GL-1 이형 라이너의 제2 실리콘 코팅을 통해 (실시예 9) 마킹을 제조하였다. 레이저 마킹에 의해 제조된 라인 패턴은 로파렉스 PE 라이너 및 GL-1 라이너 둘 모두에 대해 실시예 1 내지 실시예 4에서와 동일하였다.

실시예 5 내지 실시예 7에 대한 박리 시험을 마킹된 이형 라이너를 갖는 AFT 5605 테이프를 알루미늄 패널에 부착시킴으로써 수행하였다. 인스트론(Instron) 5565 (미국 매사추세츠주 노우드 소재의 인스트론으로부터 입수가능함)를 사용하여 이들 시험을 수행하였다. AFT 5344 테이프의 3개의 별개의 2.54 ㎝ (1 인치) 폭의 스트립을 AFT 5344의 접착 면이 이형 라이너의 레이저 마킹된 면과 접촉된 상태로 하여 이형 라이너에 적용하였다. 2.04 kg (4.5 lb) 롤러를 사용하여 4회 패스(pass)를 행함으로써 ATF 5344 테이프와 이형 라이너를 함께 가압하였다. ATF 5344 테이프의 각각의 스트립을 90도 각도로 이형 라이너로부터 당겨서 떼어냈으며, 각각의 AFT 5344 테이프를 라이너로부터 떼어내는 데 필요한 힘은 g/(2.54 ㎝ 폭) (g/인치)의 단위로 측정하였으며, 각각의 3개의 스트립에 대한 힘을 평균하고 이어서 g/㎝로 크기 조정하였다. 모든 경우에, 검출가능한 접착제가 이형 라이너 상에 남겨짐이 없이 이형 표면에서 라이너로부터 접착제가 분리되었다.

2.54 ㎝ (1 인치) 폭의 스트립을 사용하고 테이프를 90도 각도로 라이너로부터 당긴 것을 제외하고는, 실시예 8 및 실시예 9에 대한 박리 시험은 실시예 1 내지 실시예 4에서와 같이 수행하였다. 양 경우에, 검출가능한 접착제가 이형 라이너 상에 남겨짐이 없이 이형 표면에서 라이너로부터 접착제가 분리되었다.

모든 박리 시험 데이터는 표 2에 나타나 있다.

박리 시험 동안 로파렉스 PE 이형 라이너 및 GL-1 이형 라이너로부터 떼어낸 접착제 테이프 (AFT 5344) 상에 실질적인 실리콘 잔류물이 존재하지 않았음을 입증하기 위하여, 후속의 접착력 시험을 수행하여 스테인리스강 기재에 대한 접착 테이프의 접착력을 측정하였다.

후속의 접착력 시험은 이형 라이너로부터 떼어낸 AFT 5344 테이프를 스테인리스강 플레이트에 라미네이팅함으로써 수행하였다. 2.04 kg (4.5 lb) 롤러를 사용하여 4회 패스를 행함으로써 AFT 5344 테이프와 강 플레이트를 함께 가압하였다. AFT 5344로부터 배킹을 떼어내고 0.127 ㎜ (0.005 인치) 두께의 알루미늄 배킹 재료로 대신하였다. 인스트론 5565를 사용하여 90도 각도로 스테인리스강 기재로부터 알루미늄 배킹을 갖는 ATF 5344를 당겼으며, 박리 강도를 측정하였다. 그 결과가 표 3에 나타나 있다.

실시예 10 및 실시예 11

355 ㎚ 레이저 (미국 캘리포니아주 산타 클라라 소재의 코히어런트, 인크.로부터 코히어런트 아비아로서 구매가능함)를 사용하여 공압출된 3층 폴리올레핀 필름을 마킹하였는데, 여기서 이들 층은 순서대로 약 25 마이크로미터의 다우 640i 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 컴퍼니로부터 입수가능함), 8 중량% 스탠드리지(Standridge) 11937 화이트 농축물 (미국 조지아주 소셜 서클 소재의 스탠드리지 컬러 코포레이션(Standridge Color Corporation)으로부터 입수가능함)을 갖는 50 마이크로미터의 다우 640i LDPE, 및 25 마이크로미터의 다우 DMDH 6400 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)이었다. 레이저의 펄스폭은 약 40 ns였으며, 집속된 레이저 스폿 크기는 약 100 마이크로미터였다. 레이저 펄스 반복률은 180 ㎑였으며, 11.6 m/s의 스캔 속도를 사용하였다.

실시예 10 및 실시예 11에 대해 각각 11.5 와트의 평균 레이저 출력 설정치를 사용하여 LDPE 면 및 HDPE 면을 통해 마킹을 제조하였다. 레이저 마킹에 의해 제조된 라인 패턴은, 라인 간격이 LDPE 면 및 HDPE 면 둘 모두에 대해 1.0 ㎜인 것을 제외하고는, 실시예 1 내지 실시예 4와 유사하였다.

360 블랙 더블코트(Black Doublecoat) 테이프 (미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능함)를 사용하여 마킹된 샘플을 알루미늄 패널에 부착시킴으로써 실시예 10 및 실시예 11에 대한 박리 시험을 수행하였다. 인스트론 5565를 사용하여 이들 시험을 수행하였다. AFT 5344 테이프의 4개의 별개의 2.54 ㎝ (1 인치) 폭의 스트립을 샘플의 레이저 마킹된 면에 적용하였다. 2.04 kg (4.5 lb) 롤러를 사용하여 4회 패스를 행함으로써 ATF 5344 테이프와 마킹된 샘플을 함께 가압하였다. ATF 5344 테이프의 각각의 스트립을 90도 각도로 이형 라이너로부터 당겨서 떼어냈으며, 각각의 AFT 5344 테이프를 라이너로부터 떼어내는 데 필요한 힘을 lbf/인치의 단위로 측정하였으며, 각각의 4개의 스트립에 대한 힘을 평균하고 이어서 g/㎝로 크기 조정하였다. 모든 경우에, 검출가능한 접착제가 이형 라이너 상에 남겨짐이 없이 이형 표면에서 라이너로부터 접착제가 분리되었다. 실시예 10 및 실시예 11에 대한 박리 시험 데이터는 표 4에 나타나 있다.

박리 시험 동안 AFT 5344 테이프에 대한 변화가 없었음을 입증하기 위하여, 마킹된 샘플들로부터 떼어낸 AFT 5344 테이프를 투명 코트 강 패널 (RK8148 패널, 미국 미시간주 힐즈데일 소재의 ACT 테스트 패널즈(ACT Test Panels)로부터 입수가능함)에 라미네이팅함으로써 후속의 접착력 시험을 수행하였다. 인스트론 5565를 사용하여 90도 각도로 강 패널로부터 당김으로써 AFT 5344 테이프를 제거하였다. 4개의 샘플로부터의 판독치를 평균하고 g/㎝ 단위로 보고하였던 상기와 동일한 방법으로 박리 강도를 결정하였다. 후속의 접착력 시험 결과는 표 5에 나타나 있다.

실시예 12 및 실시예 13

355 ㎚ 레이저 (미국 캘리포니아주 산타 클라라 소재의 코히어런트, 인크.로부터 코히어런트 아비아로서 구매가능함)를 사용하여 컨트롤택 리무버블 그래픽 필름(ControlTac™ Removable Graphic Film) 3545C를 마킹하고 스카치칼 일렉트로컷(Scotchcal™ ElectroCut™) 그래픽 필름 7725-14 (이들 필름 둘 모두는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능함)를 마킹하였다. 레이저의 펄스폭은 약 40 ns였으며, 집속된 레이저 스폿 크기는 약 100 마이크로미터였다. 레이저 펄스 반복률은 180 ㎑였으며, 11.6 m/s의 스캔 속도를 사용하였다.

실시예 12 및 실시예 13에 대해 11.5 와트의 평균 레이저 출력 설정치를 사용하여 마킹을 제조하였다. 이들 경우에, 레이저는 라이너 면 상에 입사시켰으며, 이형 표면을 통과하여 아래의 층들 내로 전달되었다. 라이너를 이들 샘플의 접착제 층으로부터 떼어냈을 때, 라이너 재료 내에 마킹이 없었다. 레이저 제조된 마킹은 아래의 필름 층 내의 투명한 접착제를 통해 볼 수 있었다.

실시예 14

532 ㎚ 레이저 (독일 부르셀렌 소재의 에지웨이브(Edgewave)로부터 이노슬랩(Innoslab)으로서 구매가능함)를 사용하여 실시예 10 및 실시예 11에서 사용된 것과 유사한 재료를 제조하였다. 실시예 14의 필름 내의 3개의 층은 약 25 마이크로미터의 다우 640i LDPE, 2 중량% 스탠드리지 11937 화이트 농축물을 갖는 50 마이크로미터의 다우 640i LDPE, 및 약 25 마이크로미터의 이그잭트 5181 (미국 텍사스주 휴스턴 소재의 엑손모빌(ExxonMobil)로부터 입수가능한 에틸렌계 중합체)이었다. 레이저의 펄스폭은 약 8 ns였으며, 집속된 레이저 스폿 크기는 약 60 마이크로미터였다. 레이저 펄스 반복률은 4 ㎑였으며, 0.2 m/s의 스캔 속도를 사용하였다.

실시예 14에 대해 0.8 와트의 평균 레이저 출력 설정치를 사용하여 마킹을 제조하였다. 이러한 경우에, 레이저는 LDPE 면 상에 입사시켰으며, LDPE 표면이 변화되지 않게 하면서 필름 내에 가시적 마킹을 생성하였다.

본 발명의 다양한 실시 형태들을 상세히 기재하였다. 당업자에 의해 기재된 실시 형태에 대한 변경 또는 변형 - 예측가능한 것 및 예측 불가능한 것 둘 모두 - 이 이루어질 수 있지만, 그러나 그러한 변경 및 변형은 본 발명의 범주 및 사상 밖에 있는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims

적어도 하나의 유기 중합체와 적어도 하나의 감광성 안료로 구성된 레이저 마킹가능한 층, 및 레이저 마킹가능한 층과 결합된 적어도 하나의 이형제를 포함하는 다층 용품을 제공하는 단계와;
적어도 하나의 이형제를 통해 다층 용품 내로 레이저 방사선을 향하게 하여 감광성 안료와 유기 중합체 사이에 상호 작용을 유도하여 용품 내에 시각적으로 인식가능한 마킹을 형성함으로써 레이저 마킹가능한 층을 레이저 마킹하는 단계 - 상기 적어도 하나의 이형제는 레이저 방사선에 대해 투과성임 - 를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 다층 용품을 제공하는 단계는 유기 중합체 및 레이저 감응 안료를 혼합하여 블렌드를 형성하고 상기 블렌드를 압출하여 레이저 마킹가능한 층을 제공 - 상기 레이저 마킹가능한 층은 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 가짐 - 함과 동시에 레이저 마킹가능한 층의 제1 주 표면 위에 적어도 하나의 이형제를 공압출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 다층 용품을 제공하는 단계는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 레이저 마킹가능한 층을 먼저 형성하고, 이후에 제1 주 표면 및 제2 주 표면의 한 면 또는 양 면에 이형제를 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 다층 용품을 제공하는 단계는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 레이저 마킹가능한 층을 형성하고, 접착제 층이 이형제와 레이저 마킹가능한 층 사이에 있도록 제1 주 표면 및 제2 주 표면의 한 면 또는 양 면에 접착제 층을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 다층 용품을 제공하는 단계는 적어도 (i) 레이저 방사선에 대해 본질적으로 투과성인 중합체를 포함하며, 다층 용품의 제1 주 표면을 형성하는 제1 압출된 층; (ii) 레이저 마킹가능한 층; 및 (iii) 재료의 제2 주 표면을 제공하는 제3 압출된 층 - 여기서, 상기 레이저 마킹가능한 층은 제1 압출된 층과 제3 압출된 층 사이에 배치됨 - 을 포함하도록 복수의 압출된 층들을 갖는 다층 시트를 압출하는 단계를 포함하는 방법.
제5항에 있어서, 적어도 하나의 이형제는 다층 용품의 제1 주 표면에 적용되는 방법.
제6항에 있어서, 적어도 하나의 이형제는 제1 압출된 층을 포함하는 방법.
제6항에 있어서, 적어도 하나의 이형제는 제1 이형제 및 제2 이형제를 포함하며, 제1 이형제는 다층 용품의 제1 압출된 층을 포함하고 제2 이형제는 다층 용품의 제3 압출된 층을 포함하며, 제3 압출된 층은 레이저 방사선에 대해 투과성인 중합체를 포함하는 방법.
제8항에 있어서, 제1 압출된 층 및 제3 압출된 층은 폴리에틸렌을 포함하는 방법.
제5항에 있어서, 적어도 하나의 이형제는 다층 용품의 제1 주 표면에 적용되는 제1 이형제와 다층 용품의 제2 주 표면에 적용되는 제2 이형제를 포함하며; 제3 압출된 층은 레이저 방사선에 대해 투과성인 중합체를 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 제1 압출된 층은 저밀도 폴리에틸렌을 포함하고, 레이저 마킹가능한 층의 유기 중합체는 고밀도 폴리에틸렌을 포함하고, 제3 압출된 층은 중밀도 폴리에틸렌을 포함하며; 적어도 하나의 감광성 안료는 이산화티타늄을 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 레이저 마킹가능한 층의 유기 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리올레핀, 열가소성 탄성중합체 올레핀 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되며; 적어도 하나의 감광성 안료는 이산화티타늄을 포함하는 방법.
제10항에 있어서,
제2 이형제 위에 감압 접착제를 적용하는 단계; 및
감압 접착제가 제1 이형제에 이형가능하게 부착되도록 다층 용품을 롤링된 형상으로 롤링하는 단계 - 여기서, 상기 감압 접착제는 제1 이형제보다 제2 이형제에 더 단단히 부착됨 - 를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 레이저 방사선은 약 355 ㎚의 파장을 포함하는 전자기 방사선을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 레이저 방사선은 약 532 ㎚의 파장을 포함하는 전자기 방사선을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 시각적으로 인식가능한 마킹은 공급처의 표시(indicia)이고, 다층 용품은 이형 라이너로서 유용한 방법.
적어도 하나의 유기 중합체 및 적어도 하나의 감광성 안료를 포함하고 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 레이저 마킹가능한 층;
레이저 마킹가능한 층의 제1 주 표면과 결합된 제1 이형제; 및
제1 이형제를 통해 볼 수 있는 레이저 마킹가능한 층 내의 마킹 - 상기 마킹은 적어도 하나의 감광성 안료와 유기 중합체 사이의 레이저 유도된 상호 작용으로부터 생성됨 - 을 포함하는 용품.
제17항에 있어서, 이형 라이너인 용품.
제17항에 있어서, 적어도 하나의 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리올레핀, 열가소성 탄성중합체 올레핀 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되며; 감광성 안료는 이산화티타늄을 포함하는 용품.
제17항에 있어서, 레이저 마킹가능한 층은 부직 재료, 직조 재료, 셀룰로오스 재료, 필름 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 용품.
제17항에 있어서, 감광성 안료는 레이저 마킹가능한 층의 중량을 기준으로 약 10 중량% 미만의 농도로 존재하는 용품.
제17항에 있어서, 기재는 적어도 (i) 레이저 방사선에 대해 본질적으로 투과성인 중합체를 포함하며, 다층 용품의 제1 주 표면을 형성하는 제1 압출된 층; (ii) 레이저 마킹가능한 층; 및 (iii) 재료의 제2 주 표면을 제공하는 제3 압출된 층 - 여기서, 레이저 마킹가능한 층은 제1 압출된 층과 제3 압출된 층 사이에 배치됨 - 을 갖는 복수의 층들을 포함하는 다층 시트인 용품.
제22항에 있어서, 제1 압출된 층은 저밀도 폴리에틸렌을 포함하고; 중간 압출된 층은 고밀도 폴리에틸렌을 포함하고; 제2 압출된 층은 중밀도 폴리에틸렌을 포함하며; 적어도 하나의 감광성 안료는 이산화티타늄을 포함하는 용품.
제23항에 있어서, 제1 이형제는 다층 용품의 제1 주 표면 상에 배치되고, 제2 이형제는 다층 용품의 제2 주 표면 상에 배치되는 용품.
제24항에 있어서, 제2 이형제 상에 배치되는 감압 접착제를 추가로 포함하는 용품.
제25항에 있어서, 감압 접착제가 제1 이형제 및 제2 이형제 둘 모두에 이형가능하게 부착되도록 롤 형태로 형성되고, 제1 이형제 및 제2 이형제는 감압 접착제에 대하여 차등 이형 특성을 제공하도록 선택되는 용품.
제17항에 있어서, 적어도 하나의 이형제는 폴리올레핀, 실리콘, 플루오로실리콘, 퍼플루오로에테르, 플루오로카본, 긴 알킬 측쇄를 갖는 중합체, 및 이들의 둘 이상의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 용품.
제17항에 있어서, 기재는 적어도 (i) 레이저 방사선에 대해 본질적으로 투과성인 중합체를 포함하며, 다층 용품의 제1 주 표면을 형성하는 제1 층; (ii) 레이저 마킹가능한 층; 및 (iii) 재료의 제2 주 표면을 제공하는 제3 층 - 레이저 마킹가능한 층은 제1 층과 제3 층 사이에 배치됨 - 을 갖는 복수의 층들을 포함하는 다층 시트인 용품.
제28항에 있어서, 제1 층은 폴리올레핀 이형제이고, 상기 용품은 제1 층과 레이저 마킹가능한 층 사이에 배치된 접착제를 추가로 포함하는 용품.
제29항에 있어서, 폴리올레핀 이형제는 폴리에틸렌인 용품.
제27항에 있어서, 제1 층은 제1 폴리올레핀 이형제이고, 제2 층은 제2 폴리올레핀 이형제인 용품.