WO2004050380A1 - Laserbeschriftbare folie - Google Patents

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WO2004050380A1
WO2004050380A1 PCT/EP2003/050894 EP0350894W WO2004050380A1 WO 2004050380 A1 WO2004050380 A1 WO 2004050380A1 EP 0350894 W EP0350894 W EP 0350894W WO 2004050380 A1 WO2004050380 A1 WO 2004050380A1
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WO
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laser beam
film
medium
layer
changed
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Application number
PCT/EP2003/050894
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English (en)
French (fr)
Inventor
Robert KÖSSLINGER
Original Assignee
Schreiner Group Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Application filed by Schreiner Group Gmbh & Co. Kg filed Critical Schreiner Group Gmbh & Co. Kg
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Priority to DE50306929T priority patent/DE50306929D1/de
Priority to AU2003298321A priority patent/AU2003298321A1/en
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/267—Marking of plastic artifacts, e.g. with laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/14—Security printing

Definitions

  • the present invention relates to laser-inscribable films, in particular a film which can be inscribed with a laser beam and which has at least one single-layer or multilayer upper film which is permeable to the laser beam, below which a medium which can be changed by the laser beam is arranged at least in part.
  • the present invention relates to a method for producing a film that can be labeled with a laser beam, in which a top or bottom layer that is transparent to the laser beam is provided on its underside with a medium that can be changed by a laser beam, and a film labeling method in which a film , which has a medium that can be changed by a laser beam, is labeled by locally irradiating the medium that can be changed by a laser beam with a laser beam.
  • a film of the type described at the outset is known, inter alia, from DE 196 42 040 Cl.
  • the film disclosed therein has a plastic protective film which is permeable to a laser beam and on the underside of which a continuous, thin, metallic layer is evaporated, below which there is a contrast-forming layer.
  • the metallic layer is locally ablated by the action of the laser beam, ie it disappears at the points at which the laser beam acts on it.
  • the viewer can see clearly defined contours with sharp contours, as the view of the contrast-forming layer is released at the ablated areas, whereas the opaque metallic layer continues to determine the visual impression at the non-ablated areas.
  • Multicolored laser-inscribable films are known from DE 100 50 553 AI.
  • the multi-color is achieved by a complex multi-layer structure, which has different contrast-forming layers, as well as at least two layers of evaporated metallizations of different ablation resistance, the latter of which can be selectively ablated.
  • the object of the present invention is to provide a laser-inscribable film, which also with less effort can be produced at short notice and in small series. It should be possible to achieve typefaces of a similar high quality while maintaining relatively simple lettering technology compared to the prior art. Furthermore, a high degree of flexibility should be made possible with regard to the color design and appearance of the film. Furthermore, as with conventional laser foils, no health-endangering and environmentally harmful emissions are to be caused. The good inherent protection of the typeface against mechanical and chemical stresses, which conventional laser foils offer, should also be guaranteed.
  • this object is achieved by a film which can be inscribed with a laser beam and which has at least one single-layer or multilayer upper film which is permeable to the laser beam, below which is arranged at least partially a medium which can be changed by the laser beam and which contains microscopic metallic particles having.
  • Microscopic is to be understood in particular to mean particles whose diameter does not significantly exceed 100 ⁇ m in the direction of their greatest extent.
  • the median value of the mass-related particle size distribution of the metallic particles is preferably less than 20 ⁇ m if the diameter in the direction of the greatest particle expansion is used as the equivalent diameter of the particle size distribution.
  • the metallic particles impart opacity to the medium that can be changed by the laser beam, but can be destroyed locally by the action of the laser. Destroying is to be understood here as any change in the particles that locally creates transparency. Any residues in the form of nanoscale particles made of metal or metal compounds, which subsequently precipitate within the medium containing the particles, do not disturb the visual impression. The presence of the top film prevents emissions from being emitted to the environment during the labeling process. The local destruction of the metallic particles and the accompanying local changeover from opaque to transparent results in a sharply contoured lettering, the visibility and aesthetic design of which can advantageously be improved by a contrast layer which is arranged below the medium that can be changed by the laser beam.
  • This can be a layer of printing ink or lacquer as well as a film that is contrast-colored, preferably colored, with respect to the laser-changeable medium. Under certain circumstances, further film layers can be arranged under the contrast layer.
  • a colored adhesive layer can also act as a contrast layer.
  • the top film is usually transparent or partially transparent in order to reveal the laser marking; In principle, however, top films are also conceivable which, although permeable to the laser beam, are opaque to the viewer without aids. This can be made possible, for example, by using a laser at the edge or beyond the visible light wavelength range. In the case of an opaque top film, the medium that can be changed by the laser beam is of course only visible with suitable measures. Different solutions are possible depending on the intended application. For example, the top film can be multi-layered with one or more opaque, but transparent to the laser beam layer (s), and the viewer must remove the opaque layer (s) in order to mark the result of the remaining transparent or partially transparent layers of the Recognize the top film. The use of radiographic readers, which may work outside the wavelength range of visible light, is also conceivable.
  • the medium that can be changed by the laser beam can be applied to the underside of the upper film by printing technology.
  • Printing a dispersion containing the metallic particles has a number of advantages over vapor deposition or sputtering of a continuous metal layer. On the one hand, printing can be carried out with considerably less expenditure on equipment than metal vapor deposition or sputtering, as a result of which the production costs for the inscribable film can be kept low. Even small-area foils and Small quantities up to small series of laser-inscribable film labels can be produced economically. On the other hand, printing offers a much greater scope for design.
  • areas can be realized which are printed with conventional printing ink.
  • a multicolored printed image can be produced which contains laser-inscribable areas.
  • an organic dye or pigment can be incorporated into the matrix material in order to produce a certain desired color impression.
  • the metal particles preferably consist predominantly of aluminum, as a result of which the laser-changeable medium is given a silvery-white appearance as long as the color is not changed by the pigments or dyes mentioned above. Furthermore, the color appearance can be changed by the design of the top film.
  • Advantageous solutions are, for example, a single-layer, translucent-colored top film made of plastic or a multilayer top film with a transparent protective film and a translucent printing varnish in the desired color. If, for example, the top film is colored yellow, the impression of a gold color is obtained with the underlying silver-white laser-changeable medium.
  • Black particles in particular can be advantageous.
  • black offers an excellent color contrast to bright colors in negative lettering
  • black particles absorb a high proportion of the laser light radiated during the marking process, so that low laser powers and irradiation times are necessary.
  • the metallic particles are flake-like or flake-shaped.
  • the diameter of a particle in the direction of its greatest expansion is at least three times as large, but ideally by at least a power of ten larger than the diameter in the direction of the smallest particle expansion.
  • the leaflet or flake shape is already statistical at random particle alignment, the ratio between the projection area and particle mass is very large, which has the following advantages: on the one hand, the "target area" for the labeling laser beam is large in relation to the particle volume, so that only low laser powers and irradiation times are required for labeling. On the other hand, the non-laser-irradiated areas get a high degree of brilliance for the viewer.
  • Particles of this type can be produced, inter alia, by providing a process foil with a thin metallization, detaching and comminuting the metal layer.
  • the underside of the film is preferably coated in a self-adhesive manner in order to enable it to be easily attached to a wide variety of documents.
  • the pressure-sensitive adhesive coating is advantageously covered with a siliconized or otherwise self-adhesive coated release material in order to improve storage stability and handling properties.
  • the film is designed as a so-called void film in order to irreversibly indicate attempts to detach the film from its location.
  • means are attached to the underside of the upper film, which locally reduce the adhesion between the upper film and the medium that can be changed by the laser beam.
  • the transparent or partially transparent top film peels off at the points of reduced adhesion, which are thus visible through reflection and refraction effects. If the means to reduce liability are attached in the form of a warning lettering, a clearly visible warning is created, such as "Void".
  • the film has security punchings, which form predetermined tear points, and thus irreversibly indicate attempts to detach the film from its location.
  • a method for producing a film that can be labeled with a laser beam in which a single or multilayer upper film that is permeable to the laser beam also has on its underside a medium that can be changed by a laser beam is provided, the medium that can be changed by the laser beam being applied in the form of a dispersion containing metallic particles, preferably by printing technology. It is also fundamentally conceivable to apply a coating containing metallic particles by rolling, coating, brushing, spraying or dipping.
  • a film labeling method in which a film which has a medium that can be changed by a laser beam is labeled by locally irradiating the medium that can be changed by a laser beam with a laser beam, the medium that can be changed by the laser beam being microscopic has metallic particles.
  • the medium which can be changed by the laser beam is preferably located below a layer of the film which is permeable to the laser beam during the labeling process.
  • the medium that can be changed by the laser beam is located above all further film layers during the labeling process.
  • foils which are of a particularly simple structure and can be produced can be laser-inscribed.
  • simple self-adhesive plastic films can be used for laser inscription, which have an inscription field made of printing ink containing metallic particles on their surface. This labeling field can also completely cover the film.
  • FIG. 1 shows an embodiment in which the medium that can be changed by the laser beam is applied to a transparent top film in partial areas, and areas of different colors are arranged next to it.
  • FIG. 2 shows a laser-inscribable film in which the medium that can be changed by the laser beam is colored.
  • FIG. 3 shows an embodiment with a translucent printing lacquer layer to achieve a color effect.
  • FIG. 4 shows a laser-inscribable film designed as a void film.
  • Fig. 5 shows an embodiment for black and white lettering.
  • the opaque labeling layer 2 is applied to the underside of the transparent top film 1, which consists of thin, platelet-shaped metal particles 3, which are embedded in a binder matrix 4.
  • Aluminum flakes are particularly suitable as metal particles 3, which are commercially available in particle sizes of around 15 ⁇ m with submicron thicknesses.
  • the inscription layer appears in silver white with high brilliance.
  • the labeling layer 2 can also extend over the entire surface of the film.
  • the labeling layer 2 and the areas 5a, 5b are printed on the underside of the top film 1.
  • a plastic film 6 is laminated underneath, which, however, can also be omitted under certain circumstances.
  • the entire film structure can be glued to a base via the pressure-sensitive adhesive layer 7.
  • the labeling layer 2 represents a medium that can be changed locally by irradiation with a laser beam. At the location of the laser radiation, the particle structure is permanently destroyed, so that the labeling layer 2 becomes locally transparent. If the laser beam is moved over the labeling layer 2 in a path corresponding to the desired labeling, it leaves this labeling as a transparent track.
  • labeling is primarily understood to mean the provision of alphanumeric characters, but also the generation of graphic symbols, logos and the like.
  • the contrast between the lettering and the surrounding undamaged lettering layer 2 can be increased in various ways.
  • the plastic film 6 can be colored in a contrasting color. If the plastic film 6 and the pressure-sensitive adhesive layer 7 are transparent, the contrast is generated by the color of the base (not shown) to which the film is glued.
  • the top film 1 which can be pretreated, for example, by means of a primer, is printed on the underside with the labeling layer 2 and the differently colored areas 5a, 5b, a printing image according to customer requirements being readily possible using conventional printing machines.
  • the plastic film 6 is then laminated onto the inscription layer 2 together with the adjoining regions 5a, 5b. Finally, the underside of the film is coated with pressure-sensitive adhesive 7.
  • the film shown in FIG. 2 also has a transparent top film 11, an inscription layer 12 containing platelet-shaped metal particles 13, a plastic film 16 and a self-adhesive coating 17 on the underside.
  • the matrix 14 of the labeling layer 12 contains an additional dye, which together with the silvery white metal particles 13 results in a bright metallic color.
  • the plastic film 16 is printed with black printing ink 18 to increase the contrast. The labeling is done as described above. This creates the impression of black writing on a metallic, colorful background.
  • the lower layer of the two-day upper film 21 consists of translucent, colored printing lacquer 29.
  • the structure underneath consisting of labeling layer 22, plastic film 26, contrast layer 28 and pressure-sensitive adhesive layer 27 again largely corresponds to the structure of the exemplary embodiment shown in FIG. 2, but the matrix of labeling layer 22 does not contain any additional dye.
  • silver-white Metal particles 23 and colorless matrix 24 give the viewer the impression of a gold-colored foil.
  • the labeling is again as described above.
  • the film structure shown in FIG. 4 initially largely resembles the structure shown in FIG. 3 with the omission of the printing lacquer layer 29.
  • the underside of the upper film 31 there are so-called void particles 30, which are applied in the form of a lettering and locally the adhesion between the upper film 31 and significantly reduce labeling layer 32.
  • the top film 31 partially detaches from the lettering layer 32 due to the partially reduced adhesion, and the lettering corresponding to the attachment of the void particles 30 becomes visible .
  • the so-called void effect described can also be achieved by using an upper film 31 made of a material on which the binder matrix 34 of the inscription layer 32 generally adheres poorly, but the underside of which is pretreated on some of the surface before printing with the inscription layer 32 that locally there is increased adhesion between the inscription layer 32 and the top film 31.
  • the laser inscription is carried out by local destruction of the metal particles 33.
  • the plastic film 36 serves to stabilize the film structure in order to enable better handling.
  • FIG. 5 shows a film which can be provided with a black and white typeface by laser inscription.
  • the inscription layer 42 printed on the underside of the top film 41 contains black flaky metal particles 43 embedded in a binder matrix 44. These can be produced, for example, by providing a process film with a thin, continuous black metallization and then detaching and crushing it becomes.
  • a white-colored plastic film 46 is arranged under the labeling layer 42 and is coated on its underside with pressure-sensitive adhesive 47.
  • the laser marking can be carried out in the manner described above, with only small laser powers and irradiation times being required for the local destruction of the black particles 43, since black particles light in the visible Absorb the wavelength range practically completely, so that the energy input is used almost completely.
  • the inscription layer 42 can be applied over the surface in terms of printing technology and therefore also with high accuracy, areas with black metal particles 43 and silver-white metal particles can easily be arranged next to one another, which opens up additional scope for the color design.
  • all of the measures described in the above exemplary embodiments can be combined with one another in a largely arbitrary combination in order to achieve a specific color impression.

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Abstract

Auf die Unterseite der transparenten Oberfolie (1) ist teilflächig die opake Beschriftungsschicht (2) aufgebracht, welche aus dünnen blättchenförmigen Metallpartikeln (3) besteht, die in ein Matrixmaterial (4) nach Art einer Druckfarbe eingelagert sind. Das Aufbringen der Beschriftungsschicht (2) auf die Unterseite der Oberfolie (1) kann drucktechnisch erfolgen. Als Metallpartikeln (3) eignen sich besonders Aluminium-Flakes, welche kommerziell in Partikelgrössen um 15 µm bei submikronen Dicken erhältlich sind. Durch die Oberfolie betrachtet erscheint dann die Beschriftungsschicht in Silberweiss von hoher Brillianz. Aufgrund der eingelagerten Metallpartikeln (3) stellt die Beschriftungsschicht (2) ein durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl lokal veränderbares Medium dar. Am Ort der Lasereinstrahlung wird die Partikelstruktur nachhaltig zerstört, so dass die Beschriftungsschicht (2) lokal transparent wird. Wird der Laserstrahl auf einem der erwünschten Beschriftung entsprechenden Pfad über die Beschriftungsschicht (2) bewegt, so hinterlässt er eben diese Beschriftung als transparente Spur.

Description

LASERBESCHRIFTBARE FOUE
Die vorliegende Erfindung betrifft laserbeschriftbare Folien, insbesondere eine mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie, die mindestens eine für den Laserstrahl durchlässige, ein- oder mehrschichtige Oberfolie aufweist, unterhalb derer zumindest teilfächig ein durch den Laserstrahl veränderbares Medium angeordnet ist.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer mit einem Laserstrahl beschriftbaren Folie, in welchem eine für den Laserstrahl durchlässige, ein- oder mehrschichtige Oberfolie an ihrer Unterseite mit einem durch einen Laserstrahl veränderbaren Medium versehen wird, sowie ein Folienbeschriftungsverfahren, in welchem eine Folie, welche ein durch einen Laserstrahl veränderbares Medium aufweist, beschriftet wird, indem das durch einen Laserstrahl veränderbare Medium lokal mit einem Laserstrahl bestrahlt wird.
Eine Folie der eingangs beschriebenen Art ist unter anderem aus DE 196 42 040 Cl bekannt. Die dort offenbarte Folie weist eine für einen Laserstrahl durchlässige Kunststoff-Schutzfolie auf, auf deren Unterseite eine durchgehende, dünne, metallische Schicht aufgedampft ist, unterhalb derer sich eine kontrastbildende Schicht befindet. Durch Einwirkung des Laserstrahls wird die metallische Schicht lokal ablatiert, d.h. sie verschwindet an den Stellen, an denen der Laserstrahl auf sie einwirkt. Hierdurch kann eine für den Betrachter deutlich erkennbare, konturenscharfe Beschriftung erzielt werden, da an den ablatierten Stellen die Sicht auf die kontrastbildende Schicht freigegeben wird, wohingegen an den nicht ablatierten Stellen die opake metallische Schicht weiterhin den visuellen Eindruck bestimmt. Unter "Beschriften" wird in diesem Zusammenhang in erster Linie das Versehen mit alphanumerischen Zeichen verstanden, ferner aber auch das Generieren grafischer Symbole, Logos und dergleichen. Feinste Metalltröpfchen, die sich nach dem Ablatieren der metallischen Schicht niederschlagen, sind praktisch nicht wahrnehmbar und stören das Beschriftungsbild in keiner Weise. Entscheidend ist, daß durch den Ablatiervorgang die Struktur der metallischen Schicht lokal zerstört wird. Bei hinreichend dünner Ausführung der metallischen Schicht kann die Bestrahlungsdauer durch den Laserstrahl so kurz gehalten werden, daß weder die Schutzfolie noch die kontrastbildende Schicht wesentlich beeinträchtigt werden. Insbesondere verhindert die Schutzfolie zuverlässig durch Aerosolbildung bedingten Materialaustrag.
Da die üblicherweise mit erträglichem Kostenaufwand erzeugbaren Metallisierungen nur in silbrig weiß oder schwarz verfügbar sind, ist die Möglichkeit erzielbarer Farbkombinationen der beschrifteten Folie zunächst recht begrenzt. Teilweise kann dem durch Verwendung transluzent durchgefärbter Schutzfolien abgeholfen werden, wie aus der Deutschen Gebrauchsmusterveröffentlichung DE 200 17 501.7 bekannt ist. Diese sind jedoch wirtschaftlich nur in relativ hohen Mindestmengen herstellbar, und die Einstellung eines bestimmten Farbtons ist aufwendig und im Ergebnis nicht immer völlig zufriedenstellend.
Mehrfarbig laserbeschriftbare Folien sind aus DE 100 50 553 AI bekannt. Die Mehrfarbigkeit wird dabei durch einen aufwendigen Mehrschichtaufbau erzielt, welcher verschiedene kontrastbildende Schichten, sowie mindestens zwei Lagen aufgedampfter Metallisierungen unterschiedlicher Ablationsresistenz aufweist, welchletztere selektiv ablatiert werden können.
Alle genannten laserbeschriftbaren Folien verbindet der Nachteil, daß die Herstellung der durchgehenden Metallschichten sehr aufwendig ist. Insbesondere die kurzfristige und flexible Fertigung kleiner Mengen ist daher bislang wirtschaftlich wenig lohnend. Dies gilt sowohl für die angeführte Metallisierung durch Bedampfen als auch für die Alternative des Aufbringens der Metallschicht durch sogenanntes Sputtering.
Angesichts dieser Problematik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine laserbeschriftbare Folie zu schaffen, welche mit geringerem Aufwand auch kurzfristig und in Kleinserien herstellbar ist. Dabei sollen unter Beibehaltung relativ einfacher Beschriftungstechnik gegenüber dem Stand der Technik Schriftbilder ähnlich hoher Qualität erzielbar sein. Femer soll in Bezug auf Farbgestaltung und Erscheinungsbild der Folie hohe Flexibilität ermöglicht werden. Des weiteren sollen wie bei herkömmlichen Laserfolien beim Beschriften keinerlei gesundheitsgefährdende und umweltschädigenden Emmissionen hervorgerufen werden. Auch der gute immanente Schutz des Schriftbildes gegenüber mechanischen und chemischen Beanspruchungen, welchen herkömmliche Laserfolien bieten, soll weiter gewährleistet sein.
Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges Herstellungsverfahren für eine derartige Folie sowie ein kostengünstiges Laserbeschriftungsverfahren zu schaffen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie, die mindestens eine für den Laserstrahl durchlässige, ein- oder mehrschichtige Oberfolie aufweist, unterhalb derer zumindest teilfächig ein durch den Laserstrahl veränderbares Medium angeordnet ist, welches mikroskopische metallische Partikeln aufweist. Unter mikroskopisch sind dabei insbesondere Partikeln zu verstehen, deren Durchmesser in Richtung ihrer größten Ausdehnung über 100 μm nicht wesentlich hinausgeht. Vorzugsweise ist der Medianwert der massenbezogenen Partikelgrößenverteilung der metallischen Partikeln kleiner 20 μm, wenn der Durchmesser in Richtung der größten Partikelausdehnung als Äquivalentdurchmesser der Partikelgrößenverteilung zugrunde gelegt wird.
Die metallischen Partikeln verleihen dem durch den Laserstrahl veränderbaren Medium Opazität, können jedoch lokal durch die Lasereinwirkung zerstört werden. Unter Zerstören ist hierbei jegliche Veränderung der Partikeln zu verstehen, die lokal Durchsichtigkeit herstellt. Sich gegebenenfalls anschließend innerhalb des die Partikeln enthaltenden Mediums niederschlagenden Reste in Form nanoskaliger Teilchen aus Metall oder Metallverbindungen stören den optischen Eindruck nicht. Die Anwesenheit der Oberfolie verhindert während des Beschriftungsvorgangs die Abgabe von Emissionen an die Umgebung. Durch die lokale Zerstörung der metallischen Partikeln und den einhergehenden lokalen Umschlag von opak auf transparent entsteht eine konturenscharfe Beschriftung, deren Sichtbarkeit und ästhetische Gestaltung vorteilhafterweise durch eine Kontrastschicht verbessert werden kann, welche unterhalb des durch den Laserstrahl veränderbaren Mediums angeordnet ist. Hierbei kann es sich um eine Schicht aus Druckfarbe oder Lack ebenso handeln, wie um eine gegenüber dem laserveränderbaren Medium kontrastfarbige, vorzugsweise durchgefärbte Folie. Unter der Kontrastschicht können unter Umständen weitere Folienschichten angeordnet sein. Auch eine gefärbte Klebstoffschicht kann als Kontrastschicht wirken.
Die Oberfolie ist in aller Regel transparent oder teiltransparent, um den Blick auf die Laserbeschriftung freizugeben; es sind jedoch grundsätzlich auch Oberfolien denkbar, die zwar für den Laserstrahl durchlässig, für den Betrachter ohne Hilfsmittel jedoch undurchsichtig sind. Dies kann beispielsweise durch Verwendung eines Lasers am Rande oder jenseits des Wellenlängenbereichs sichtbaren Lichts ermöglicht werden. Bei undurchsichtbarer Oberfolie ist eine erfolgte Beschriftung des durch den Laserstrahl veränderbaren Mediums selbstverständlich nur mit geeigneten Maßnahmen sichtbar. Möglich sind hier je nach beabsichtigter Anwendung unterschiedliche Lösungen. Beispielsweise kann die Oberfolie mehrschichtig mit einer oder mehreren opaken, jedoch für den Laserstrahl durchlässigen Schicht(en) ausgeführt sein, und der Betrachter muß die opake(n) Schicht(en) entfernen, um die erfolgte Beschriftung durch die verbliebenen transparenten oder teiltransparenten Schichten der Oberfolie hindurch zu erkennen. Auch der Einsatz durchstrahlender Lesegeräte, welche gegebenenfalls außerhalb des Wellenlängenbereichs sichtbaren Lichts arbeiten, ist denkbar.
Durch die vorzugsweise Einbindung der Metallpartikeln in ein Matrixmaterial nach Art einer Druckfarbe läßt sich das durch den Laserstrahl veränderbare Medium drucktechnisch auf die Unterseite der Oberfolie aufbringen. Das Aufdrucken einer die metallischen Partikeln enthaltenden Dispersion bringt gegenüber dem Aufdampfen oder Sputtern einer durchgehenden Metallschicht eine ganze Reihe von Vorteilen mit sich. Zum einen ist Bedrucken mit wesentlich geringerem apparatetechnischem Aufwand realisierbar, als Metallbedampfen oder Sputtem, wodurch die Herstellungskosten für die beschriftbare Folie gering gehalten werden können. Auch kleinflächige Folien und geringe Mengen bis hin zu Kleinstserien laserbeschriftbarer Folienetiketten lassen sich so wirtschaftlich herstellen. Zum anderen bringt das Bedrucken einen ungleich größeren Gestaltungsspielraum mit sich. So lassen sich bei teilfächigem Aufbringen des durch den Laserstrahl veränderbaren Mediums in der gleichen Folienlage Bereiche realisieren, welche mit herkömmlicher Druckfarbe bedruckt sind. Auf diese Weise läßt sich im Ergebnis ein vielfarbiges Druckbild erzeugen, welches laserbeschriftbare Bereiche enthält. Ferner kann in das Matrixmaterial ein organischer Farbstoff oder ein Pigment eingebunden sein, um einen bestimmten erwünschten Farbeindruck hervorzurufen.
Vorzugsweise bestehen die Metallpartikeln überwiegend aus Aluminium, wodurch dem laserveränderbaren Medium ein silberweißes Erscheinungsbild verliehen wird, solange nicht durch die oben angeführten Pigmente oder Farbstoffe die Färbung verändert wird. Weiter läßt sich das farbliche Erscheinungsbild durch die Gestaltung der Oberfolie verändern. Vorteilhafte Lösungen sind beispielsweise eine einschichtige, transluzent durchgefärbte Oberfolie aus Kunststoff oder eine mehrschichtige Oberfolie mit einer transparenten Schutzfolie und einem transluzenten Drucklack in der erwünschten Farbe. Ist die Oberfolie beispielsweise gelblich gefärbt, erzielt man bei darunterliegendem silberweißem laserveränderbaren Medium für den Betrachter den Eindruck einer Goldfärbung.
Grundsätzlich können anstelle von silberweißen Aluminiumteilchen auch andere Metallpartikeln verwendet werden, gegebenenfalls auch mit einem Anteil chemischer Verbindungen. Insbesondere schwarze Partikeln können vorteilhaft sein. Zum einen bietet Schwarz bei Negativbeschriftung einen hervorragenden Farbkontrast zu hellen Farben, zum anderen absorbieren schwarze Partikeln einen hohen Anteil des beim Beschriftungsvorgang eingestrahlten Laserlichts, so daß geringe Laserleistungen und -einstrahldauern notwendig sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die metallischen Partikeln blättchen- bzw. flockenförmig. Dabei ist der Durchmesser einer Partikel in Richtung ihrer größter Ausdehnung mindestens dreimal so groß, idealerweise jedoch um mindestens eine Zehnerpotenz größer, als der Durchmesser in Richtung der kleinsten Partikelausdehnung. Durch die Blättchen- bzw. Flockenform ist bereits bei statistisch zufälliger Partikelausrichtung das Verhältnis zwischen Projektionsfläche und Partikelmasse sehr groß, woraus sich folgende Vorteile ergeben: zum einen ist die "Angriffsfläche" für den beschriftenden Laserstrahl groß im Verhältnis zum Partikelvolumen, so daß nur geringe Laserleistungen und -einstrahldauern zum Beschriften notwendig sind. Zum anderen erhalten die nicht laser-bestrahlten Flächen für den Betrachter ein hohes Maß an Brillianz.
Derartige Partikeln können unter anderem dadurch hergestellt werden, daß eine Prozeßfolie mit einer dünnen Metallisierung versehen werden, die Metallschicht abgelöst und zerkleinert wird.
Vorzugsweise ist die Folie an ihrer Unterseite selbstklebend beschichtet, um die einfache Anbringung auf verschiedenartigste Unterlagen zu ermöglichen. Vorteilhaftenweise wird die Haftklebstoffbeschichtung mit einem silikonisierten oder anderweitig selbstklebend beschichteten Abziehmaterial bedeckt, um Lagerfähigkeit und Handling-Eigenschaften zu verbessern.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Folie als sogenannte Void-Folie ausgeführt, um Versuche, die Folie von ihrem Anbringungsort abzulösen, irreversibel anzuzeigen. Hierzu sind an der Unterseite der Oberfolie teilflächig Mittel angebracht, welche die Haftung zwischen der Oberfolie und dem durch den Laserstrahl veränderbaren Medium lokal vermindern. Bei Manipulationsversuchen löst die transparente oder teiltransparente Oberfolie an den Stellen verminderter Haftung ab, welche somit durch Reflexions- und Brechungseffekte sichtbar werden. Sind die haftungsvermindemden Mittel in Form eines warnenden Schriftzugs angebracht, so entsteht ein gut sichtbarer Warnhinweis, wie z.B. "Void".
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Folie Sicherheitsstanzungen auf, welche Soll-Reißstellen bilden, und so Versuche, die Folie von ihrem Anbringungsort abzulösen, irreversibel anzeigen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer mit einem Laserstrahl beschriftbaren Folie bereitgestellt, in welchem eine für den Laserstrahl durchlässige, ein- oder mehrschichtige Oberfolie an ihrer Unterseite mit einem durch einen Laserstrahl veränderbaren Medium versehen wird, wobei das durch den Laserstrahl veränderbaren Medium in Form einer metallische Partikeln enthaltenden Dispersion, vorzugsweise drucktechnisch, aufgebracht wird. Auch Aufbringen einer metallische Partikeln enthaltenden Beschichtung durch Walzen, Coaten, Streichen, Sprühen oder Tauchen ist grundsätzlich denkbar.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Folienbeschriftungsverfahren bereitgestellt, in welchem eine Folie, welche ein durch einen Laserstrahl veränderbares Medium aufweist, beschriftet wird, indem das durch einen Laserstrahl veränderbare Medium lokal mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, wobei das durch den Laserstrahl veränderbare Medium mikroskopische metallische Partikeln aufweist. Vorzugsweise befindet sich das durch den Laserstrahl veränderbare Medium beim Beschriftungsvorgang unterhalb einer für den Laserstrahl durchlässigen Schicht der Folie. Gemäß einer alternativen Ausführungsform befindet sich das durch den Laserstrahl veränderbare Medium beim Beschriftungsvorgang oberhalb aller weiteren Folienschichten. Insbesondere können so besonders einfach aufgebaute und herzustellende Folien laserbeschriftet werden. Beispielsweise können einfache selbstklebende Kunststoffolien für die Laserbeschriftung verwendet werden, welche auf ihrer Oberfläche ein Beschriftungsfeld aus metallische Partikeln enthaltender Druckfarbe aufweisen. Dieses Beschriftungsfeld kann die Folie auch vollständig bedecken.
Anhand der zugehörigen Zeichnungen werden Beispiele bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Die gewählten Darstellungen sind dabei nicht maßstäbliche Schnittdarstellungen und rein schematisch aufzufassen. Insbesondere sind die Schichtdicken aus Anschaulichkeitsgründen stark vergrößert.
Fig. 1 zeigt dabei eine Ausführungsform, bei welcher das durch den Laserstrahl veränderbare Medium teilfächig auf eine transparente Oberfolie aufgetragen ist, und daneben andersfarbige Bereiche angeordnet sind.
Fig. 2 zeigt eine laserbeschriftbare Folie, bei welcher das durch den Laserstrahl veränderbare Medium eingefärbt ist. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit einer transluzenten Drucklackschicht zur Erzielung eines Farbeffekts.
Fig. 4 zeigt eine als Voidfolie ausgeführte laserbeschriftbare Folie.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform für Schwarz/Weiß-Beschriftungen.
Bei der in Fig. 1 dargestellte Folie ist auf die Unterseite der transparenten Oberfolie 1 teilflächig die opake Beschriftungsschicht 2 aufgebracht, welche aus dünnen blättchen- förmigen Metallpartikeln 3 besteht, die in eine Bindemittelmatrix 4 eingelagert sind. Als Metallpartikeln 3 eignen sich besonders Aluminium-Flakes, welche kommerziell in Partikelgrößen um 15 μm bei submikronen Dicken erhältlich sind. Durch die Oberfolie betrachtet erscheint dann die Beschriftungsschicht in Silberweiß von hoher Brillianz.
Neben der Beschriftungsschicht 2 sind in derselben Lage andersfarbige Bereiche 5a, 5b vorgesehen, um der Folie ein mehrfarbiges Erscheinungsbild zu geben. Alternativ kann sich jedoch die Beschriftungsschicht 2 auch über die gesamte Fläche der Folie erstrecken. Die Beschriftungsschicht 2 und die Bereiche 5a, 5b sind auf die Unterseite der Oberfolie 1 aufgedruckt. Darunter ist eine Kunststoffolie 6 aufkaschiert, welche jedoch unter Umständen auch entfallen kann. Über die Haftklebstoffschicht 7 kann der gesamte Folienaufbau auf eine Unterlage aufgeklebt werden.
Aufgrund der eingelagerten Metallpartikeln 3 stellt die Beschriftungsschicht 2 ein durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl lokal veränderbares Medium dar. Am Ort der Lasereinstrahlung wird die Partikelstruktur nachhaltig zerstört, so daß die Beschriftungsschicht 2 lokal transparent wird. Wird der Laserstrahl auf einem der erwünschten Beschriftung entsprechenden Pfad über die Beschriftungsschicht 2 bewegt, so hinterläßt er eben diese Beschriftung als transparente Spur. Unter "Beschriften" wird in diesem Zusammenhang in erster Linie das Versehen mit alphanumerischen Zeichen verstanden, ferner aber auch das Generieren grafischer Symbole, Logos und dergleichen. Der Kontrast zwischen Beschriftung und umgebender unversehrter Beschriftungsschicht 2 läßt sich auf verschiedene Weise erhöhen. Beispielsweise kann die Kunststoffolie 6 in einer Kontrastfarbe eingefärbt sein. Bei Transparenz der Kunststoffolie 6 und der Haftklebstoffschicht 7 wird der Kontrast durch die Farbe der Unterlage (nicht dargestellt), auf welche die Folie aufgeklebt wird, erzeugt.
Zur Herstellung wird die Oberfolie 1 , welche beispielsweise mittels eines Primers vorbehandelt sein kann, unterseitig mit der Beschriftungsschicht 2 und den andersfarbigen Bereichen 5a, 5b bedruckt, wobei durch Einsatz üblicher Druckmaschinen ein Druckbild nach Kundenwunsch ohne weiteres möglich ist. Anschließend wird die Kunststoffolie 6 auf die Beschriftungsschicht 2 samt angrenzenden Bereichen 5a, 5b aufkaschiert. Zuletzt wird die Folienunterseite mit Haftklebstoff 7 beschichtet.
Auch die in Fig. 2 dargestellte Folie weist eine transparente Oberfolie 1 1 , eine blättchenförmige Metallpartikeln 13 enthaltende Beschriftungsschicht 12, eine Kunststoffolie 16 und eine unterseitige, selbstklebende Beschichtung 17 auf. Allerdings enthält die Matrix 14 der Beschriftungsschicht 12 einen zusätzlichen Farbstoff, welcher zusammen mit den silbrig weißen Metallpartikeln 13 eine bunte Metallic-Farbe ergibt. Durch Bedruckung der Oberfolie 1 1 mit verschieden eingefärbten Beschriftungsschichten nebeneinander anstelle der durchgehenden Beschriftungsschicht 12 können verschiedenfarbige Beschriftungsfelder oder ein bunt gemustertes Beschriftungsfeld erzeugt werden. Die Kunststoffolie 16 ist zur Erhöhung des Kontrasts mit schwarzer Druckfarbe 18 bedruckt. Die Beschriftung erfolgt wie oben beschrieben. Es entsteht der Eindruck schwarzer Schrift auf metallisch-buntem Untergrund.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Folie wird ein metallisch bunter Farbeindruck dadurch erzielt, daß die untere Schicht der zweitägigen Oberfolie 21 aus transluzentem, farbigem Drucklack 29 besteht. Der darunterliegende Aufbau aus Beschriftungsschicht 22, Kunststoffolie 26, Kontrastschicht 28 und Haftklebstoffschicht 27 entspricht wieder weitgehend dem Aufbau des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels, wobei die Matrix der Beschriftungsschicht 22 jedoch keinen zusätzlichen Farbstoff enthält. Bei Verwendung eines durchscheinend gelben Drucklacks 29, silberweißer Metallpartikeln 23 und farbloser Matrix 24 entsteht für den Betrachter der Eindruck einer goldfarbenen Folie. Die Beschriftung erfolgt wiederum wie oben beschrieben.
Der in Fig. 4 dargestellte Folienaufbau ähnelt zunächst weitgehend dem in Fig. 3 abgebildeten Aufbau unter Weglassung der Drucklackschicht 29. An der Unterseite der Oberfolie 31 befinden sich jedoch teilflächig sogenannte Voidpartikeln 30, welche in Form eines Schriftzugs aufgebracht sind und lokal die Haftung zwischen Oberfolie 31 und Beschriftungsschicht 32 stark herabsetzen. Wird versucht, die mittels der Klebstoffschicht 37 auf einer Unterlage (nicht dargestellt) befestigte Folie von der Unterlage abzuziehen, so löst die Oberfolie 31 durch die teilflächig verminderte Haftung teilweise von der Beschriftungsschicht 32 ab, und der der Anbringung der Voidpartikeln 30 entsprechende Schriftzug wird sichtbar. Anstatt durch Voidpartikeln 30 läßt sich der beschriebene sogenannte Voideffekt auch dadurch erzielen, daß eine Oberfolie 31 aus einem Material verwendet wird, auf welchem die Bindemittelmatrix 34 der Beschriftungsschicht 32 generell schlecht haftet, deren Unterseite jedoch vor dem Bedrucken mit der Beschriftungsschicht 32 teilflächig so vorbehandelt wird, daß lokal eine erhöhte Haftung zwischen Beschriftungsschicht 32 und Oberfolie 31 besteht. Die Laserbeschriftung erfolgt, wie beschrieben, durch lokale Zerstörung der Metallpartikeln 33. Die Kunststoffolienschicht 36 dient der Stabilisierung des Folienaufbaus, um ein besseres Handling zu ermöglichen.
In Fig. 5 ist ein Folie dargestellt, die durch Laserbeschriftung mit einem Schwarz/ Weiß-Schriftbild versehen werden kann. Die auf die Unterseite der Oberfolie 41 aufgedruckte Beschriftungsschicht 42 enthält in eine Bindemittelmatrix 44 eingelagerte, schwarze blättchenförmige Metallpartikeln 43. Diese lassen sich beispielsweise dadurch erzeugen, daß eine Prozeßfolie nach üblichem Verfahren mit einer dünnen, durchgehenden schwarzen Metallisierung versehen, und diese anschließend abgelöst und zerkleinert wird. Unter der Beschriftungsschicht 42 ist eine weiß durchgefärbte Kunststoffolie 46 angeordnet, welche an ihrer Unterseite mit Haftklebstoff 47 beschichtet ist.
Die Laserbeschriftung läßt sich auf die oben beschriebene Weise durchführen, wobei zur lokalen Zerstörung der schwarzen Partikeln 43 nur geringe Laserleistungen und -einstrahldauern erforderlich sind, da schwarze Partikeln Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich praktisch vollständig absorbieren, so daß der Energieeintrag fast vollständig genutzt wird.
Als Ergebnis erhält man den Eindruck einer weißen Beschriftung auf schwarzem Grund. Selbstverständlich lassen sich auch andersfarbige Beschriftungen durch Verwendung andersfarbig durchgefärbter Kunststoffolien 46 erzielen.
Da sich die Beschriftungsschicht 42 gemäß der Erfindung drucktechnisch und daher auch mit hoher Genauigkeit teilflächig aufbringen läßt, können Bereiche mit schwarzen Metallpartikeln 43 und silberweißen Metallpartikeln ohne weiteres nebeneinander angeordnet werden, was zusätzliche Freiräume für die Farbgestaltung öffnet. Generell lassen sich alle in den obigen Ausführungsbeispielen geschilderten Maßnahmen zur Erzielung eines bestimmten Farbeindrucks in weitgehend beliebiger Zusammenstellung miteinander kombinieren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie, die mindestens eine für den Laserstrahl durchlässige, ein- oder mehrschichtige Oberfolie (1 , 1 1 , 21 , 31 , 41 ) aufweist, unterhalb derer zumindest teilflächig ein durch den Laserstrahl veränderbares Medium (2, 12, 22, 32, 42) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Laserstrahl veränderbare Medium (2, 12, 22, 32, 42) mikroskopische metallische Partikeln (3, 13, 23, 33, 43) aufweist.
2. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Medianwert der massenbezogeneπ Partikβlgrößenverteilung der metallischen Partikeln (3, 13, 23, 33, 43) kleiner
20 μm ist, wenn der Durchmesser in Richtung der größten Partikelausdehnung der Partikelgrößenverteilung als Äquivalentdurchmesser zugrunde gelegt wird.
3. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Partikeln (3, 13, 23, 33, 43) blättchenförmig sind.
4. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Partikeln (3, 13, 23, 33, 43) überwiegend aus Aluminium bestehen.
5. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Partikeln (3, 13, 23, 33, 43) in ein Matrixmaterial (4, 12, 24, 34, 44) eingelagert sind.
6. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das Matrixmaterial (14) ein Farbstoff eingebunden ist.
7. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Laserstrahl veränderbare Medium drucktechnisch (2, 12, 22, 32, 42) aufgebracht ist.
8. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des durch den Laserstrahl veränderbaren Mediums eine Kontrastschicht (1 8, 28) angeordnet ist.
9. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Kontrastschicht (18, 28) eine Kuπststoffolienschicht (16, 26) angeordnet ist.
1 0. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrastschicht aus einer durchgefärbten Kunststoffolie besteht.
1 1 . Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie an ihrer Unterseite selbstklebend beschichtet ist.
12. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die unterste Schicht (29) der Oberfolie (21 ) aus einem Drucklack besteht.
1 3. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfolie (31 ) an ihrer Unterseite teilflächig Mittel (30) aufweist, welche die Haftung zwischen der Oberfolie (31 ) und dem durch den Laserstrahl veränderbaren Medium (32) lokal vermindern.
14. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie Sicherheitsstanzungen aufweist.
1 5. Mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfolie (1 , 11 , 21 , 31 , 41 ) ohne Verwendung von Hilfsmitteln zumindest teilflächig undurchsichtig, für infrarote Strahlung jedoch zumindest teildurchlässig ist, so daß die Folie mit einem Infrarotlaser derart beschriftbar ist, daß die Beschriftung mit Hilfe eines
Infrarotlesegeräts, nicht jedoch mit bloßem Auge lesbar ist.
1 6. Verfahren zur Herstellung einer mit einem Laserstrahl beschriftbaren Folie, in welchem eine für den Laserstrahl durchlässige, ein- oder mehrschichtige Oberfolie (1 , 1 1 , 21 , 31 , 41 ) an ihrer Unterseite mit einem durch einen Laserstrahl veränderbaren Medium (2, 12, 22, 32, 42) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das durch einen Laserstrahl veränderbaren Medium (2, 12, 22, 32, 42) in Form einer metallische Partikeln (3, 13, 23, 33, 43) enthaltenden Beschichtung aufgebracht wird.
1 7. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Laserstrahl veränderbare Medium (2, 12, 22, 32, 42) drucktechnisch aufgebracht wird.
18. Folienbeschriftungsveriahren, in welchem eine Folie, welche ein durch einen Laserstrahl veränderbares Medium (2, 12, 22, 32, 42) aufweist, beschriftet wird, indem das durch einen Laserstrahl veränderbare Medium (2, 12, 22, 32, 42) lokal mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Laserstrahl veränderbare Medium mikroskopische metallische Partikeln (3, 13, 23, 33, 43) aufweist.
1 9. Folienbeschriftungsvβrfahren gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich das durch den Laserstrahl veränderbare Medium beim Beschriftungsvorgang unterhalb einer für den Laserstrahl durchlässigen Schicht der Folie befindet.
0. Folieπbeschriftungsverfahren gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich das durch den Laserstrahl veränderbare Medium (3, 13, 23, 33, 43) beim Beschriftuπgsvorgang oberhalb aller weiteren Folienschichten befindet.
1 . Folienbeschriftungsverfahreπ gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Laserstrahl um einen Infrarotlaserstrahl handelt, und die für den Laserstrahl durchlässige Schicht der Folie ohne Verwendung von Hilfsmitteln zumindest teilflächig undurchsichtig ist.
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