DE10227084A1

DE10227084A1 - Verfahren zur Herstellung einer Großrolle Etikettenmaterial sowie Verfahren zur Herstellung von Etiketten aus der Großrolle

Info

Publication number: DE10227084A1
Application number: DE2002127084
Authority: DE
Inventors: Michael Tach; Bruce Ehlers
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2004-01-08

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Großrolle Etikettenmaterial, wobei auf eine Stützträgerfolie zumindest eine erste Trägerschicht aus einem Lack ausgestrichen wird, auf die der Stützträgerfolie gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht eine Klebemasse beschichtet wird, auf die der Trägerschicht gegenüberliegenden Seite der Stützträgerfolie ein Trennlack aufgebracht wird, das sich ergebende Laminat zu einer Rolle gewickelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Großrolle Etikettenmaterial sowie Verfahren zur Herstellung von Etiketten aus der Großrolle, wobei das Etikett eine Trägerschicht aus einem Lack aufweist, insbesondere Lackschicht, ganz insbesondere aus duroplastischem Lack zur Laserbeschriftung, und auf der einen Seite der Trägerschicht eine Klebeschicht vorhanden ist.
Etiketten mit zumindest einer einschichtigen Trägerschicht aus einem Lack, die einseitig mit einem Kleber ausgerüstet ist, werden nach dem im folgenden dargelegten Verfahren gefertigt.
Auf eine Stützträgerfolie wird in einem ersten Arbeitsgang der Lack der Trägerschicht ausgestrichen und, sofern erforderlich, ausgehärtet.
In einem parallel stattfindenden Arbeitsprozeß wird eine Klebesschicht auf einem Trennpapier ausgestrichen.
Anschließend werden die Stützträgerfolie mit der Trägerschicht sowie das Trennpapier mit der Kleberschicht derart zusammenkaschiert, daß die Kleberschicht auf der Trägerschicht aufliegt und auf dieser verankert wird. Das sich daraus ergebende Laminat wird zu einer Großrolle aufgewickelt, die zum Stanzen der einzelnen Etiketten nach Bedarf abgewickelt und dazu in einem weiteren Arbeitsprozeß einer Stanzvorrichtung zugeführt wird.
Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist, daß zur Herstellung der Großrolle immer ein Trennpapier erforderlich ist, das darüber hinaus auch mit auf der Großrolle aufgewickelt wird.
Diese zusätzliche Lage, die prinzipiell nicht zwingend erforderlich ist, vergrößert sehr stark das Volumen und das Gewicht der Großrolle, so daß bei vorgegebenen Maßen der Rolle beziehungsweise vorgegebenem Gewicht derselben weniger Lauflänge auf einer Rolle vorhanden ist als möglich.

In der DE G 81 30 861 wird ein mehrschichtiges Etikett aus einer dünnen und einer dicken selbsttragenden, deckend pigmentierten Lackschicht offenbart. Beide Schichten bestehen aus einem elektronenstrahlgehärteten lösungsmittelfrei aufgetragenen Lack, wobei die Schichtdicken unterschiedlich sind. Die Beschriftung des Etiketts erfolgt dadurch, daß mit Hilfe eines Lasers die obere dünnere Lackschicht weggebrannt wird, so daß die untere dickere Lackschicht sichtbar wird, wobei die untere Schicht bevorzugt eine Kontrastfarbe zur ersteren aufweist.

Die Herstellung erfolgt exakt nach dem Verfahren, wie es im Stand der Technik offenbart ist.

In der EP 0 645 747 A wird ein laserbeschriftbares mehrschichtiges Etikettenmaterial gezeigt, das sich aus einer ersten Schicht, einer zweiten, von der ersten Schicht optische differierenden Schicht zusammensetzt, wobei die erste Schicht mittels Laserstrahlung entsprechend einem gewünschten Schrift- oder Druckbild unter Sichtbarmachung der Oberfläche der zweiten Schicht entfernbar ist. Zwischen den Schichten ist weiterhin eine eine Trägerschicht bildende transparente Kunststoffolie angeordnet.

Die DE 44 21 865 A1 zeigt ein Einschichtlaseretikett aus einer Trägerschicht aus Kunststoff, die ein Additiv enthält, das unter Laserbestrahlung einen Farbumschlag zeigt.

Die Trägerschicht ist einseitig mit einer Selbstklebemasse beschichtet, welche gegebenenfalls mit einem Trennpapier oder einer Trennfolie abgedeckt ist.

Auch bei der Herstellung dieses Etiketts wird – wie erwähnt – ein Trennpapier eingesetzt.

Mit der DE 199 09 723 A1 ist eine Sicherheitsfolie bekannt geworden, die eine Trägerschicht aufweist, in der ein Identifikationsmedium enthalten ist. Mit Hilfe eines berührungslosen Beschriftungsprozesses können die Diffusionseigenschaften dieses Identifikationsmediums gezielt selektiv und lokal verändert werden. Wird die so beschriftete Sicherheitsfolie auf ein Werkstück aufgeklebt, so diffundiert das Identifikationsmedium zur Substratoberfläche hin und bewirkt dort eine nachweisbare Reaktion. Dabei erfolgt diese Diffusion beziehungsweise Reaktion nur in solchen Bereichen der Substratoberfläche, in denen durch den Beschriftungsvorgang die Diffusionsfähigkeit ausgelöst beziehungsweise nicht behindert wurde. Somit ermöglicht die Sicherheitsfolie eine eindeutige Beschriftung und Identifikation des Werkstücks.

Die Sicherheitsfolie wird mittels eines berührungslosen Verfahrens beschriftet. So kann auch im Fabrikumfeld eine schmutzunempfindliche, schnelle, flexibel variierbare Beschriftung erreicht werden. Die Beschriftung der Sicherheitsfolie – und somit die Änderung der Diffusionseigenschaften des Identifikationsmediums – kann insbesondere mit Hilfe elektromagnetischer Strahlung erfolgen. Besonders vorteilhaft zur Beschriftung der Sicherheitsfolie ist der Einsatz eines Lasers, mit Hilfe dessen sowohl eine temperatur- als auch eine lichtsensitive Beschriftung erfolgen kann (wobei der Begriff „Licht" in diesem Fall den gesamten dem Laser zugänglichen Bereich des elektromagnetischen Spektrums umfaßt). Laser haben den zusätzlichen Vorteil, kontrastreiche Beschriftungen mit einer beliebigen Wahl des Musters zu ermöglichen, schnelle Änderungen des Beschriftungsmusters zu gestatten und prozeßsicher im Fabrikumfeld einsetzbar zu sein.

Auch dieses Etikett wird nach dem bekannten Verfahren gefertigt.

In der DE 199 04 823 A1 ist offenbart, das Trägermaterial des Etiketts zu individualisieren, ohne daß andere Veränderungen am bekannten Standard vorgenommen worden sind. Hier wird ein Verfahren zur Herstellung einer Folie beschrieben, bei dem zunächst eine Stützträgerfolie mittels eines Prägewerkzeuges geprägt wird, wobei das Prägewerkzeug holographische Strukturen aufweist. Anschließend wird eine Folie auf der geprägten Stützträgerfolie erzeugt, so daß sich auf der Folie zumindest ein Hologramm abzeichnet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Großrolle Etikettenmaterial sowie ein Verfahren zur Herstellung von Etiketten aus der Großrolle zur Verfü gung zu stellen, die der genannten Forderung der Material- und Raumeinsparung bei der Großrolle gerecht werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, wie es gemäß Hauptanspruch beschrieben ist. Gegenstand der Unteransprüche sind besonders vorteilhafte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands sowie ein Verfahren zur Herstellung einzelner Etiketten.

Dementsprechend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Großrolle Etikettenmaterial, wobei

– auf eine Stützträgerfolie zumindest eine erste Trägerschicht aus einem Lack ausgestrichen wird,
– auf die der Stützträgerfolie gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht eine Klebemasse beschichtet wird,
– auf die der Trägerschicht gegenüberliegenden Seite der Stützträgerfolie ein Trennlack aufgebracht wird,
– das sich ergebende Laminat zu einer Rolle gewickelt wird.

Zur Fertigung des ebenfalls erfindungsgemäß gewünschten Etiketts wird nach dem Abrollen der Großrolle das Etikettenvormaterial vorzugsweise für die gewünschten Formate und Größen gestanzt oder per Laserstrahl ausgeschnitten.

Im Verfahren zur Herstellung eines solchen Etiketts wird auf die Stützträgerfolie, die vorteilhaft eine Kunststoffolie ist, insbesondere aus Polyester, die Lackschicht aufgetragen und durch Einwirkung eines Elektronenstrahls mit hoher Energie (150 bis 500 kV) unter effektiv sauerstofffreien Bedingungen gehärtet. Zur Verbesserung der Haftung zwischen den bevorzugt vorhandenen beiden Lackschichten kann durch besonders niedrige Dosis oder durch etwas Sauerstoff eine leicht klebende Oberfläche eingestellt werden.

Auf diese erste Schicht wird gegebenenfalls die zweite aufgebracht und ebenfalls durch Elektronenstrahl gehärtet. Darauf erfolgt gegebenenfalls die Beschichtung mit dem Klebstoff sowie mit dem Trennlack. Danach wird die Polyesterfolie abgezogen, so daß die freie Oberfläche der ersten, oberen Schicht zum Vorschein kommt. Je nach Gestalt der Oberfläche der Polyesterfolie ist diese glänzend, glatt, matt oder geprägt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht das Etikettenmaterial aus einer

a) Trägerschicht aus Kunststoff, die
b) ein Additiv enthält, das unter Laser-Bestrahlung einen Farbumschlag zeigt, und die
c) einseitig mit einer Klebemasse beschichtet ist, und die
d) auf der der Klebemasse gegenüberliegenden Seite mit einem Trennlack versehen ist.

Die Trägerschicht weist vorzugsweise eine Dicke von 10 bis 200 μm, insbesondere von 50 bis 100 μm, auf.

Das Additiv kann ein Pigment sein, insbesondere Kupferhydroxidphosphat oder Iriodin, und zusätzlich zu dem Additiv Titandioxid verwendet werden.

Geeignete Additive sind insbesondere Farbpigmente und Metallsalze, vor allem Kupferhydroxidphosphat oder auch Iriodin, ein Perlglanzpigment, wie es von der Firma Merck im Handel erhältlich ist. Diese Additive werden den Basispolymeren (wie zum Beispiel in DE G 81 30 861 beschrieben) insbesondere in der Größenordnung von einigen Promille bis maximal 10 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere von 0,5 bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Trägerschicht, zugemischt.

Bei Nutzung der Standardlaser, speziell der weltverbreiteten Nd-YAG-Festkörperlaser mit einer Wellenlänge von 1,06 μm, findet im Auftreffpunkt des Lasers auf die Materialoberfläche eine Farbänderung oder ein Farbumschlag statt und es werden scharfe, kontrastreiche Beschriftungen und Kennzeichnungen erhalten.

Die Trägerschicht besteht in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform aus einem härtbaren Lack, vorzugsweise einem strahlenhärtbaren Lack. In einer alternativen Ausführungsform ist die Trägerschicht aus einem Polybutylenterephthalat.

Weitere erfindungsgemäß eingesetzte strahlenhärtbare Lacke bestehen aus ungesättigten Polyester, Epoxy-, und Polyesteracrylaten, wie sie auch für UV-Druckfarben Anwendung finden, insbesondere aus solchen aus einem Basispolymer gemäß DE G 81 30 816 , nämlich einem aliphatischen elektronenstrahlenhärtbaren Urethanacrylat-Oligomer.

Prinzipiell sind vier Lacktypen verwendbar, sofern ihre Stabilität ausreicht, zum Beispiel säurehärtende Alkydmelaminharze, additionsvernetzende Polyurethane, radikalisch härtende Styrollacke und ähnliche. Besonders vorteilhaft sind jedoch strahlenhärtende Lacke, da sie sehr schnell ohne langwieriges Verdampfen von Lösungsmitteln oder Einwirken von Wärme aushärten. Solche Lacke sind zum Beispiel von A. Vrancken beschrieben worden (Farbe und Lack 83, 3 (1977) 171).

Weiter vorzugsweise wird auf der oberen Seite der Trägerschicht, also der Seite, die der Seite gegenüberliegt, auf die Klebeschicht aufgebracht ist, eine zweite insbesondere selbsttragende, deckend pigmentierte Träger- beziehungsweise Lackschicht vorzugsweise lösungsmittelfrei aufgetragen, die anschließend insbesondere elektronenstrahlgehärtet wird.

Die zweite obere Lackschicht, gebildet von einem gehärteten, also vernetzten Lack, weist vorzugsweise eine Stärke von 1 bis 20 μm, insbesondere 5 bis 15 μm, auf, die erste Lackschicht (beziehungsweise Trägerschicht) vorzugsweise eine Stärke von 20 bis 500 μm, insbesondere 30 bis 100 μm.

Beide Lackschichten weisen in einer bevorzugten Ausführungsform gegeneinander einen maximalen Farbkontrast auf.

Denn das daraus resultierende Etikett besteht vorzugsweise aus einer undurchsichtigen oberen Schicht, die von einem Laserstrahl leicht durchbrannt werden kann, einer unteren Schicht insbesondere in einer Kontrastfarbe zur ersten, wobei die untere Schicht so beschaffen ist, daß sie vom Laserstrahl nicht leicht durchbrannt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird entweder auf die erste Trägerschicht oder auf die zweite Trägerschicht eine Farbe mit einem fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Additiv aufgedruckt, und zwar derart, daß beim fertigen Etikett die Farbschicht zwischen den beiden Schichten ist.

Bei zwei- und mehrschichtigen Etiketten kann in die für die Schrift maßgebliche – Trägerschicht ein geeignetes Additiv eingearbeitet werden. Die äußere Trägerschicht selbst bleibt somit unverändert, erst bei der Lasergravur wird die Lackschicht partiell an den Stellen der Beschriftung freigelegt. Befinden sich in der beispielsweise weißen Lackschicht Farbpigmente, Farbpartikel, farbige Fasern u.ä., so werden diese an den gravierten Stellen sichtbar.

Bei den farbgebenden Partikeln kann es sich um feine Farbpigmente handeln oder aber auch bevorzugt um sichtbare Partikel in der Größenordnung von 0,1 bis 5 mm. Bei Verwendung feingemahlener Farbpigmente wird eine leichte Farbtonveränderung der Schriftzüge erzeugt, mit den sichtbaren Partikeln ein charakteristisches Farbmosaik. Bei Einsatz von Tageslichtleuchtfarben ist ohne Hilfsmittel der „Fingerabdruck" zu erkennen, was häufig unerwünscht ist. Bevorzugt werden deshalb Farbpigmente oder Partikel eingesetzt, die im Bereich des sichtbaren Lichtes nicht absorbieren und somit im Normalfall unsichtbar sind – erst bei Beleuchtung des Etikettes mit einer Lampe geeigneter Wellenlänge werden die Farbpigmente angeregt und leuchten charakteristisch.

Neben durch IR-Strahlung angeregten Farbpigmenten kommen hauptsächlich UV-aktive Systeme zum Einsatz. Prinzipiell geeignet sind auch Leuchtstoffe, die durch Elektronenstrahlen, Röntgenstrahlen u.ä. angeregt werden sowie thermochrome Pigmente, die sich bei Temperaturänderung reversibel umfärben – jedoch ist in diesen Fällen die Durchführung der Identifizierung am verklebten Etikett in Praxis umständlich und aufwendiger als die Sichtbarmachung mittels Licht geeigneter Wellenlänge.

Bei der Auswahl der Farbpigmente ist darauf zu achten, daß sie für den Herstellprozeß der Etiketten (Folienherstellung, Kleberbeschichtung) ausreichend stabil sind und sich nicht irreversibel bei den Prozeßbedingungen (gegebenenfalls thermische Trocknung, Elektronenstrahl- oder UV-Härtung u.ä.) verändern. Vorteilhaft für Daueranwendungen der Etiketten ist, daß diese meist empfindlichen Leuchtstoffe in einer Polymermatrix eingebettet und durch die Deckschicht zusätzlich geschützt sind. Weitergehende Maßnahmen gegen mechanischen Abrieb sowie Schutz vor direkten Sauerstoff und Wasserkontakt sind nicht notwendig.

Für die erfindungsgemäße Anwendung können unterschiedliche Farbpigmente und -stoffe zum Einsatz kommen. Am weitesten verbreitet sind langnachleuchtende (phosphoreszierende) oder fluoreszierende Pigmente, die nur oder überwiegend durch UV-Strahlung angeregt werden und im sichtbaren Bereich des Spektrums emittieren (als Übersicht siehe zum Beispiel Ullmann's Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, 1979, Verlag Chemie). Bekannt sind aber auch IR-aktive Leuchtpigmente. Beispiele für Systeme mit UV-Fluoreszenz sind Xanthene, Cumarine, Naphthalimide usw., die teilweise unter dem Oberbegriff „organische Leuchtstoffe" oder „optische Aufheller" in der Literatur geführt werden. Die Zugabe von einigen Prozenten der betreffenden Leuchtstoffe ist ausreichend, wobei besonders die Einbindung in eine feste Polymermatrix günstig ist in Bezug auf Leuchtkraft und Stabilität. Eingesetzt werden können beispielsweise Rezepturen mit RADGLO®-Pigmenten der Firma Radiant Color N.V./Holland oder Lumilux ® CD-Pigmente von Firma Riedel-de-Haen. Auch anorganische Leuchtstoffe sind geeignet. Als langnachleuchtende Stoffe, besonders mit Emission von Licht im gelben Bereich, haben sich Metallsulfide und -oxide, meist in Verbindung mit geeigneten Aktivatoren, als günstig erwiesen. Diese sind beispielsweise unter dem Handelsnamen Lumilux ® N oder als bezüglich Stabilität, Leuchtkraft und Nachleuchtdauer verbesserte Leuchtpigmente unter dem Handelsnamen LumiNova ® von Firma Nemoto/Japan erhältlich.

Diese exemplarisch aufgeführten Farbstoffe/-pigmente werden in die Rezeptur der jeweiligen Lackschicht in Mengen von 0,1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt mit 1 bis 25 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zu 7 Gew.-%, eingearbeitet und beschichtet. Nach der abschließenden Kleberbeschichtung der Lackschicht und gegebenenfalls Eindeckung mit Trennpapier oder Trennfolie liegt das Etikettenvormaterial für die kundenspezifische Nutzung vor.

Bei Inkorporation von zum Beispiel langnachleuchtenden Pigmenten in die Lackschicht weist das Etikett nach entsprechender Anregung der Leuchtpigmente ein charakteristisches Nachleuchten im Bereich der Laserbeschriftung und an den Rändern auf.

Derartige Etiketten, die in der Lackschicht Leuchtstoffe, speziell die nur nach UV- oder IR-Anregung im sichtbaren Wellenlängenbereich emittierenden, enthalten, ermöglichen auch eine paßgenaue Fertigung (Stanzen beispielsweise) aus der Großrolle. Anstelle von gesondert aufzubringenden Druck- oder Steuermarkierungen kann bei der Verarbeitung der Großrolle die Lichtemission der Lackschicht dafür genutzt werden. Insbesondere nach dem Schneiden der Etiketten mittels Laserstrahl aus ungestanztem Rollenmaterial kann in einer nachgeschalteten Steuereinheit an einer definierten Stelle des Etiketts die Anregung und Emission mit geeignetem Equipment als Steuermarke für weitere Ver arbeitungsschritte beziehungsweise für die Herstellung des nächsten Etiketts genutzt werden.

Alternativen zur Verwendung von Leuchtstoffen sind der Einbau von Substanzen in die Lackschicht, die sich magnetisch oder elektrisch detektieren lassen, sowie thermochrome Pigmente, die sich bei Temperaturänderung reversibel umfärben.

Des weiteren können der Lackschicht Substanzen zugegeben werden, die zu einer elektrischen Leitfähigkeit der Schicht führen. Mit geeigneten Meßgeräten, welche transportabel, leicht zu bedienen und preisgünstig zu beschaffen sind, und geeigneten Elektroden kann an dem verklebten Etikett direkt die Leitfähigkeit der Lackschicht ermittelt werden. Die Elektroden werden an zwei unterschiedliche Punkte A und B der Lackschicht angehalten und eine Spannung angelegt. Bei Vorhandensein einer durchgängigen elektrischen Leitfähigkeit zwischen A und B kann ein Stromfluß gemessen werden, der je nach Art und Menge des verwendeten Additivs einen charakteristischen Wert aufweisen kann. Da selbst bei Verwendung des Etikettes direkt auf Metallen die Lackschicht durch die elektrisch isolierende Klebemassenschicht von dem leitfähigem Metall getrennt ist, sind keine fehlerhaften Messungen zu befürchten.

Eine Fälschung durch nachträgliche Manipulation wird dadurch ausgeschlossen, daß die Leitfähigkeitsmessung nicht nur von Rand zu Rand der Etiketten, sondern zwischen beliebigen, durch Belaserung freigelegten Punkten erfolgen kann.

Damit hier eine Leitfähigkeit detektiert werden kann, muß die komplette Lackschicht durchgängig dreidimensional leitfähig sein. Ein derartiges laserbeschriftbares Etikett läßt sich herstellen, indem in die Rezeptur der Lackschicht elektrisch leitfähige Substanzen zugegeben werden. Dies kann zusätzlich zu den bisherigen Pigmenten oder aber auch zumindest teilweise im Ersatz der vorhandenen Pigmente geschehen, um die guten Verarbeitungseigenschaften der Lackpasten beizubehalten. Als leitfähige Additive sind prinzipiell elektrisch leitfähige metallische, organische, polymere und anorganische Substanzen geeignet, wobei die Verwendung von Metallen bevorzugt ist. Speziell für weiße oder helle Lackschichten ist für die Auswahl die Eigenfarbe des leitfähigen Additivs zu berücksichtigen. Leitfähiger Ruß ist ebenfalls geeignet, jedoch nur für schwarze beziehungsweise dunkle Lackschichten.

Um eine gute Leitfähigkeit zu gewährleisten, sollte eine minimale Grenzkonzentration an Additiv sichergestellt sein, so daß ausreichend Partikel in der Lackschicht vorhanden sind, um sich zu berühren und Kontakt miteinander zu haben. Bei Unterschreitung dieser Grenzkonzentration ist in dem dreidimensionalen Gefüge der Basisschicht ein leitfähiger Weg von A nach B nicht mehr sichergestellt. Bevorzugt werden deshalb metallische Partikel eingesetzt, wobei Fasern mit einem hohen Längen- zu Querschnittsverhältnis bevorzugt werden, da hierbei mit geringeren Konzentrationen eine dreidimensionale Leitfähigkeit sichergestellt werden kann als mit sphärischen Partikeln; außerdem fällt die Farbveränderung der Lackschicht mit den Fasern geringer aus. Als Metalle werden bevorzugt aus Kosten-Nutzen-Erwägungen Kupfer, Eisen, Aluminium und Stahl sowie deren Legierungen eingesetzt, jedoch sind auch teure, hochleitfähige Metalle wie Silber, Gold geeignet. Die Faserdimensionen sind 0,1 bis 50 mm Länge und Querschnitte mit 1 bis 100 μm, wobei bevorzugt Metallfasern mit einem Durchmesser von 2 bis 20 μm bei einem Querschnitts- zu Längenverhältnis von ca. 1:100 bis 1:1000 zum Einsatz kommen. Derartige Fasern werden mit 0,5 bis 25 Gew.-%, bevorzugt mit 2 bis 10 Gew.-% in die bekannte Rezeptur homogen eingearbeitet und gemäß DE G 81 30 861 beschichtet und ausgehärtet.

Kundenspezifische „Fingerabdrücke" der Etiketten lassen sich realisieren, indem unterschiedliche Farben oder Muster aufgedruckt werden. Besonders regelmäßige Linien und Strichmuster lassen an den Etikettenrändern charakteristische Muster von Leuchtpunkten entstehen und sind zudem besonders material- und kostensparend.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in der Trägerschicht ein Identifikationsmedium enthalten.

Mit Hilfe eines berührungslosen Beschriftungsprozesses können die Diffusionseigenschaften dieses Identifikationsmediums gezielt selektiv und lokal verändert werden. Wird die so beschriftete Trägerfolie auf ein Werkstück aufgeklebt, so diffundiert das Identifikationsmedium zur Substratoberfläche hin und bewirkt dort eine nachweisbare Reaktion. Dabei erfolgt diese Diffusion beziehungsweise Reaktion nur in solchen Bereichen der Substratoberfläche, in denen durch den Beschriftungsvorgang die Diffusionsfähigkeit ausgelöst beziehungsweise nicht behindert wurde. Somit ermöglicht die Trägerschicht eine eindeutige Beschriftung und Identifikation des Werkstücks.

Die Trägerschicht wird mittels eines berührungslosen Verfahrens beschriftet. So kann auch im Fabrikumfeld eine schmutzunempfindliche, schnelle, flexibel variierbare Beschriftung erreicht werden. Die Beschriftung der Trägerschicht – und somit die Änderung der Diffusionseigenschaften des Identifikationsmediums – kann insbesondere mit Hilfe elektromagnetischer Strahlung erfolgen.

Besonders vorteilhaft zur Beschriftung der Trägerschicht ist der Einsatz eines Lasers, mit Hilfe dessen sowohl eine temperatur- als auch eine lichtsensitive Beschriftung erfolgen kann (wobei der Begriff „Licht" in diesem Fall den gesamten dem Laser zugänglichen Bereich des elektromagnetischen Spektrums umfaßt). Laser haben den zusätzlichen Vorteil, kontrastreiche Beschriftungen mit einer beliebigen Wahl des Musters zu ermöglichen, schnelle Änderungen des Beschriftungsmusters zu gestatten und prozeßsicher im Fabrikumfeld einsetzbar zu sein.

Als Identifikationsmedium wird ein Stoff gewählt, der auf dem Substrat eine nachweisbare Reaktion auslöst. Hierzu muß das Identifikationsmedium den Werkstoffeigenschaften des Substrats angepaßt werden. So kann das Identifikationsmedium einen – auf das Substrat abgestimmten – Farbstoff enthalten, der lokal in die Substratoberfläche eindiffundiert und diese einfärbt. Alternativ kann das Identifikationsmedium einen Stoff enthalten, der mit der Substratobertläche eine chemische Reaktion eingeht. Von besonderem Interesse sind hierbei Reaktionen, bei denen die Substratoberfläche lokal abgetragen oder lokal aufgebläht wird, so daß die Beschriftung des Substrats nach Entfernen der Folie optisch oder auch taktil nachgewiesen werden kann. Für die Markierung metallischer Substrate empfiehlt sich insbesondere ein Identifikationsmedium, das eine ätzende Substanz enthält.

Zur Erhöhung des Diebstahlschutzes kann es ratsam sein, ein Identifikationsmedium zu wählen, dessen Einfluß auf das darunterliegende Substrat nicht mit dem bloßen Auge erkennbar ist. Dies kann mit einem Identifikationsmedium erreicht werden, das die Absorptions- und Reflexionseigenschaften des Substrats zum Beispiel nur im UV- oder IR-Bereich, nicht aber im sichtbaren Bereich beeinflußt.

Das Substrat enthält keine sichtbaren Spuren der Markierung. Die betroffenen Bereiche enthalten dabei nach wie vor die Markierung, die von informierten Sicherheitskräften einfach mit Hilfe zum Beispiel eines UV- oder IR-Sichtgerätes nachgewiesen werden kann. Insbesondere kann das Identifikationsmedium so gewählt werden, daß die Nachweisbarkeit, zum Beispiel die UV-Fluoreszenz, nur bei bestimmten Wellenlängen des prüfenden Lichtes erfolgt.

Für einen industriellen Einsatz der Trägerschicht muß die Folie eine hohe Robustheit gegenüber Temperatur- und Lichteinflüssen aufweisen. Diese Anforderungen können am besten erfüllt werden, wenn die Sicherheitsfolie physikalische Barrieren aufweist, die im unbeschriebenen Zustand der Trägerschicht die Diffusion des Identifikationsmedium hemmen.

Während des Beschriftungsvorgangs werden diese Barrieren lokal zerstört beziehungsweise geschwächt, so daß in den so geschwächten Bereichen eine selektive Diffusion des Identifikationsmediums stattfinden kann. Um eine hohe Temperatur- beziehungsweise Lichtbeständigkeit der Beschriftung zu erreichen, müssen die zur Zerstörung der Barrieren erforderlichen Temperaturen beziehungsweise Lichtintensitäten wesentlich hoher liegen als diejenigen, denen das zu markierende Objekt im Gebrauchszustand – auch unter extremen Umgebungsbedingungen – unterliegt.

Eine solche Diffusionshemmung des Identifikationsmediums, die durch eine berührungslose Beschriftung aufhebbar ist, kann vorteilhaft durch eine Mikro-Verkapselung des Identifikationsmediums in der Trägerschicht realisiert werden. Das Identifikationsmedium ist in Kapseln eingeschlossen, deren Wandungen zum Beispiel aus Wachs und/oder Fett bestehen und zum Beispiel durch den lokalen Einfluß von Wärme in den betroffenen Bereichen der Folie aufgebrochen werden können, so daß das darin enthaltene Identifikationsmedium entweichen und – beim Kontakt mit dem Substrat – in dieses hineindiffundieren beziehungsweise mit ihm reagieren kann.

Eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit der Beschriftung läßt sich erreichen, wenn die Barriere durch eine Barriereschicht gebildet wird, die flächig zwischen Trägerschicht und einer Klebeschicht angeordnet ist und die im unbeschrifteten Zustand der Folie die Diffusion des Identifikationsmediums aus der Trägerschicht heraus verhindert. Durch eine Beschriftung der Trägerschicht wird die Barriereschicht lokal durchbrochen, so daß das Identifikationsmedium an diesen Durchbruchsstellen lokal aus der Trägerschicht heraus entweichen und in die Klebeschicht hineindiffundieren kann.

Die bei der Beschriftung unversehrt gebliebenen Bereiche der Barriereschicht verhindern wirksam die Diffusion des Identifikationsmediums und somit eine Reaktion in diesen nichtbeschrifteten Bereichen.

Es ist einerseits möglich, daß die Trägerschicht eine Art Matrix darstellt, in die das Identifikationsmedium eingebettet ist. Alternativ kann der Stoff der Trägerschicht selbst das Identifikationsmedium darstellen, so daß die Trägerschicht aus Identifikationsmedium besteht.

In einer erfindungsgemäßen Ausprägung des Etiketts wird zum Beispiel auf das in DE G 81 30 861 beschriebene Zweischicht-Folienmaterial zurückgegriffen. Vor der Beschichtung wird die Rückseite vollflächig, im Streudruck oder insbesondere mit definierten Geometrien bedruckt. Druckfarben mit einem hohem Anteil an Leuchtpigmenten werden bevorzugt im Siebdruck aufgebracht, um Schichtdicken im Bereich von 0,5 bis 50 μm, bevorzugt 2 bis 25 μm zu erzielen.

Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform des Etiketts, bei dem die Trägerschicht aus zumindest einer Lackschicht besteht, erhältlich dadurch, daß auf einer bedruckten oder geprägten Stützträgerfolie die Lackschicht bevorzugterweise lösungsmittelfrei aufgetragen und anschließend ausgehärtet wird. Darüber hinaus kann auf der Lackschicht ein Hologramm aufgebracht sein.

Die Bedruckung der Stützträgerfolie erfolgt insbesondere nach dem Flexodruckverfahren, denn das UV-Flexodruckverfahren besitzt bezüglich der Gestaltung von Geometrien einen sehr hohen Freiheitsgrad und kann besonders für bahnförmige Materialien von Papier bis zur Folie bei möglichst niedrigen Preis eine gute Druckqualität erbringen. Bei dieser Technologie ist es möglich, Linien Felder, Bilder, Logos, Schriften usw. in unterschiedlicher Größe und Art vom Klischee auf das Drucksubstrat zu übertragen.

Hierbei sind die wichtigsten Einflußfaktoren für diesen Prozeß:

– Druckvorstufe (reprotechnisch Ausarbeitung des Druckklischees)
– Druckplatte
– Druckformataufbau
– Bedruckstoff
– Rasterwalze
– Druckfarbe
– Farbgebung
– Druckspannungs

In der oben beschriebenen Anwendung des laserbeschriftbaren Etiketts werden vorzugsweise Logos und Schriften mit unterschiedlicher Komplexität erzeugt. Hierbei ist das UV-Flexodruckverfahren gut einsetzbar.

Es wird dazu ein mit den Logos und Schriften versehenes Klischee mit Druckfarbe benetzt und diese auf eine Kunststoffolie übergeben. Die Druckfarbe kann dann durch physikalische Aktivierung (thermisch, strahlenchemisch) auf der Folie ausgehärtet werden. Hierzu soll die Farbe eine hohe Verbundhaftung zum Foliensubstrat eingehen; dies ist für die weitere Verarbeitung unabdingbar. Eine Druckverankerung ist vor der Weiterverarbeitung zu prüfen. Dazu nutzt man den Gitterschnittest (DIN EN ISO 2409). Der Druck soll bei dem Gitterschnittest mindestens eine Bewertung von Gt 02 erreichen.

Zur Erreichung einer hohen Verbundhaftung/Druckverankerung ist eine entsprechende Auswahl beziehungsweise Rezeptierung der Druckfarbe in Abhängigkeit des Folienwerkstoffes und/oder der Einsatz eines Vorbehandlungsverfahrens für die Druckfolie notwendig. Vorzugsweise kann hier die Coronabehandlung gewählt werden, die inline bei der Bedruckung eingesetzt werden kann. Bei Verwendung einer PET-Folie sollte die Oberflächenspannung auf > 50 mN/m eingestellt werden. Dies kann mit üblichen Teststinten gemessen werden.

Die UV-Härtung sollte je nach UV-Strahler eine prozentuale Leistungseinstellung zwischen 50% bis 100% besitzen, um eine ausreichende Flexibilität des Druckes für die weiterverarbeitenden Prozesse zu gewährleisten.

Um später auf dem Laseretikett ein sichtbares und sensorisch fühlbares Abformergebnis zu erreichen, sollte die Bedruckung eine Höhe von 0,1 μm bis 15 μm besitzen. Vorzugsweise ist eine Höhe von 1 bis 5 μm zu wählen. Auch kann die Druckanmutung und -ausprägung durch den Verlauf der Druckpunkte variiert werden.

Zur Realisierung der Erfindung können auch die weiteren konventionellen Druckverfahren eingesetzt werden, die als Hochdruckverfahren bekannt sind. Hierzu zählen Buch- und Siebdruck.

Die Stützträgerfolie kann mit unterschiedlichsten Motiven bedruckt werden, zum Beispiel Firmenlogos oder Werbung. Durch die Bedruckung der Stützträgerfolie entsteht ein Negativabdruck auf der sichtbaren Oberfläche der ersten Lackschicht des erfindungsgemäßen Etiketts.

Besonders bevorzugt ist, wenn in der ersten Lackschicht die Abformung der bedruckten Stützträgerfolie als Vertiefung von 0,1 bis 15 μm, vorzugsweise von 1 bis 5 μm vorliegt.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Etiketts kann sodann auf einer geprägten Stützträgerfolie erfolgen, zum Beispiel auf einer Polyesterfolie von bevorzugt 25 bis 100 μm Stärke, insbesondere 50 μm.

Die Prägung der Stützträgerfolie kann zum Beispiel mit einem Prägeblech (erhältlich bei der Firma Gerhardt) in unterschiedlicher Stärke beziehungsweise Tiefe vorgenommen werden. Die Prägetiefe ist abhängig von dem eingestellten Prägedruck, der auf den im Prägeverfahren zum Einsatz kommenden Magnetzylinder wirkt und der Art des Gegendruckzylinders. Eine Ummantelung des Gegendruckzylinder (zum Beispiel mit tesaprint oder mit einer Polyesterfolie) bewirkt eine starke Prägung.

Des weiteren kann das eingesetzte Prägewerkzeug holographische Strukturen aufweisen, so daß sich auf der Lackschicht die Struktur abbildet und zumindest ein Hologramm ergibt.

Die dem Prägegut zugewandte Seite des Prägewerkzeugs ist also so geformt, daß eine Struktur entsteht, welche ein Beugungsgitter beziehungsweise eine holographische Abbildung enthält.

Da das Hologramm in der Lackschicht selbst erzeugt wird, ist ein schädlicher Mehrschichtaufbau nicht gegeben, und das so erzeugte Beugungsgitter besitzt die gleiche Beständigkeit und Belaserbarkeit wie die Lackschicht selbst.

In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die Stützträgerfolie aus einem duroplastischen oder thermoplastischen Material, das dauerhaft geprägt ist, und zwar insbesondere aus Polyester oder Polyamid.

Bei dem Haftkleber handelt es sich beispielsweise um einen Haftkleber, wie er in der DE 15 69 898 C offenbart ist. Der Inhalt der gesamten Offenbarung dieser Schrift ist somit Teil dieser Erfindung.

Beispielsweise wird eine Acrylatklebmasse mit 25 bis 35 g/m² Masse aufgetragen.

Durch die erfindungsgemäß ausgestaltete Klebeschicht kommt es zu keiner Beeinträchtigung des Etiketts. Die physikalische und chemische Widerstandsfähigkeit werden nicht verändert.

Aus der Anwendungssicht erfährt das Etikett keine Einbußen bezüglich Beschriftbarkeit mit einem Laser, Lesbarkeit der Informationen.

Bei dem Trennlack handelt es sich beispielsweise Apo 7403 ® 1,5%.

Der Trennlack besteht bevorzugt aus einer Mischung, die die folgenden Komponenten erhält:

– Ethanol
– Polyvinylstearylcarbamat
– Benzin
– Toluol

Die Zusammensetzung des Trennlacks kann variieren. Bezogen auf die obige Mischung sind folgende Größenordnungen und Beispielssubstanzen bevorzugt:
Gewichtsteile

– Branntwein V.VG.99.6 (Ethanol) 18 bis 24, insbesondere 21
– REL PVS Carbamat (Polyvinylstearylcarbamat) 0,5 bis 1,5, insbesondere 1
– Benzin 60.95 frisch 100 bis 120, insbesondere 108
– Toluol 60 bis 80, insbesondere 70

Vorzugsweise wird der Trennlack mit 2 bis 10 g/m² aufgetragen, vorzugsweise 3 bis 7 g/m², besonders vorzugsweise mit 5 g/m².

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Großrolle sind darin zu sehen, daß das Trennpapier sowie der Verfahrensschritt der Trennpapierausdeckung eingespart werden, so daß eine erfindungsgemäße Großrolle, auch wenn sie mit einer zusätzlichen Schicht Trennlack ausgerüstet ist, gegenüber einer herkömmlichen Rolle bei gleichem Volumen eine höhere Lauflänge aufweist.

Des weiteren übernimmt der Trennlack eine mechanische Schutzfunktion der ersten Lage des Etikettenmaterials auf der Großrolle, die ansonsten äußeren Einflüssen wie Kratzern oder dergleichen schutzlos ausgeliefert wäre.

Dadurch wird der Verlust an Etikettenmaterial zwischen Auf- und Abrollung der Großrolle minimiert.

Anhand der nachfolgend beschriebenen Figuren wird eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung näher erläutert, ohne damit diese unnötig einschränken zu wollen. Es zeigen

1 ein Etikett, wie es sich ergibt bei einem Herstellungsverfahren nach dem Stand der Technik, und
2 ein Etikett, wie es sich ergibt bei einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren.

In der 1 ist der Aufbau eines Etiketts dargestellt, wie es sich bei einem Herstellungsverfahren nach dem Stand der Technik ergibt.
Das Etikett wird produziert, indem eine Großrolle abgerollt wird, aus der die einzelnen Etiketten gestanzt werden. Die Etiketten weisen die folgende Form auf.

– Auf einer Stützträgerfolie 2 ist eine erste Trägerschicht 1 aus einem Lack ausgestrichen und ausgehärtet.
– Auf die der Stützträgerfolie 2 gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht 1 eine ist Klebemasse 3 beschichtet.
– Die Klebemasse 3 ist mit einem Trennpapier 4 eingedeckt.

In der 2 ist der Aufbau eines Etiketts dargestellt, wie es sich bei einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ergibt.
Das Etikett wird produziert, indem eine Großrolle abgerollt wird, aus der die einzelnen Etiketten gestanzt werden. Die Etiketten weisen die folgende Form auf.

– Auf einer Stützträgerfolie 2 ist eine erste Trägerschicht 1 aus einem Lack ausgestrichen und ausgehärtet.
– Auf die der Stützträgerfolie 2 gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht 1 eine ist Klebemasse 3 beschichtet.
– Auf die der Trägerschicht 1 gegenüberliegenden Seite der Stützträgerfolie 2 ein Trennlack 5 aufgebracht wird,

Beispiel
Im folgenden Beispiel soll ein besonders vorteilhaftes Etikett offenbart werden, das unter Verwendung einer bedruckten Stützträgerfolie hergestellt wird, so daß sich auf der Etikettoberfläche Einprägungen ergeben.
Die zu bedruckende Stützträgerfolie, hier eine Polyesterfolie (Hostaphan RN 75®) der Firma Mitsubishi, wird vor der Bedruckung entsprechend durch eine Coronabehandlung auf die gewünschte Oberflächenspannung behandelt. Dazu kann eine Coronastation VETAPHON-Corona-Plus DK – E-Trester ET 2 – mit einer Leistung von 0,2 bis 2,0 kW eingesetzt werden. Vorteilhaft für die Weiterverarbeitung ist die Einstellung der Oberflächenspannung auf > 50 mN/m.
Zum Einsatz kommt ein kationisch-aushärtbarer UV-Lack SICPA 360076 von der Firma SICPA, Aarberg, der blau angetönt wird. Durch Beimischung von 5 Gew.-% Zylinderabstoßmittel wird die Druckfarbe für die Verarbeitung optimiert.
Mittels einer UV-Flexodruckmaschine ARSOMA em 410 oder em 510 wird die vorbehandelte Polyesterfolie bei einer Maschinengeschwindigkeit von 30 m/min über eine Flexodruckstation bedruckt. Die genau definierte Farbübertragung auf das Flexodruckklischee gelingt mittels einer entsprechenden Rasterwalze im Negativrakelverfahren. Es erfolgt danach die Farbübertragung vom Klischee auf des Foliensubstrat in einer Farbhöhe von 3 bis 4 μm.
Der Farbauftrag auf dem Foliensubstrat wird durch leistungsstarke UV-Strahlerröhren ausgehärtet. Hierfür wird eine UV-Station Micro UV-Station GEW mit einer Strahlenleistung von 110 W/cm und einer Wellenlänge von 365 nm eingesetzt. Die Stützträgerfolie ist jetzt für die Weiterverarbeitung vorbereitet.
Dann wird ein handelsübliches Polyurethanacrylat aus langkettigem Polyesterdiol, aliphatischem Diisocyanat und endständigen Acrylgruppen (Molekulargewicht ca. 1500, Funktionalität 2) mit 20% Hexandiolbisacrylat vermischt. Man erhält eine hochviskose Flüssigkeit von etwa 10 Pa⋅s.
Aus dieser wird hergestellt:

– Eine Schwarzpaste A durch Anreiben mit 12% Ruß FCF (mittlerer Teilchendurchmesser 23 μm) am Dreiwalzenstuhl und
– eine Weißpaste B durch Anreiben mit 45 % eines Al und Si stabilisierten Rutilpigments (TiO₂-Gehalt 90%, Dichte 3,9 g/m²).

Paste A wird in einer Stärke von 10 μm auf eine 50 μm starke biaxial gereckte und geprägte Polyesterfolie gestrichen und durch einen Elektronenstrahl von 350 keV mit einer Dosis von 1 Mrad unter Inertgas gehärtet.
Darauf wird eine Weißpaste B mit einer Stärke von 50 μm aufgetragen und erneut mit dem Elektronenstrahl unter Inertgas mit einer Dosis von 3 Mrad gehärtet.
Auf dieses Produkt wird ein Haftkleber entsprechend der DE 15 69 898 A1 gestrichen, so daß die Schicht nach dem Trocknen eine Stärke von 20 μm aufweist.
Auf die Weißpaste B wird der Trennlack Apo 7403 ® aufgetragen und getrocknet.
Das sich ergebende Laminat wird zu einer Großrolle aufgewickelt, ohne daß ein Trennpapier vorgesehen ist.
Zur Fertigung der Etiketten selbst wird die Rolle wieder abgewickelt und die einzelnen Etiketten aus dieser in die gewünschten Formate und Größen gestanzt oder per Laserstrahl ausgeschnitten.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Großrolle Etikettenmaterial, wobei auf eine Stützträgerfolie zumindest eine erste Trägerschicht aus einem Lack ausgestrichen wird, auf die der Stützträgerfolie gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht eine Klebemasse beschichtet wird, auf die der Trägerschicht gegenüberliegenden Seite der Stützträgerfolie ein Trennlack aufgebracht wird, das sich ergebende Laminat zu einer Rolle gewickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht aus einem gehärteten Lack, vorzugsweise einem strahlengehärteten Lack, besonders vorzugsweise aus einem elektronenstrahlengehärteten Polyurethanacrylat-Lack besteht.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Trägerschicht, insbesondere Lackschicht, eine zweite Trägerschicht, ebenfalls insbesondere Lackschicht, aufgetragen wird, die anschließend ausgehärtet werden kann.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lackschicht eine Stärke von 1 bis 20 μm, insbesondere 5 bis 15 μm, aufweist und die Lackschicht eine Stärke von 20 bis 500 μm, insbesondere 30 bis 100 μm.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß beide Lackschichten gegeneinander maximalen Farbkontrast aufweisen.
Etikett, erhalten dadurch, daß die Großrolle Etikettenmaterial nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche abgerollt zu einzelnen Etiketten gestanzt wird.