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WO2010028962A1 - Verfahren zur herstellung einer mehrfarbig laserbeschriftbaren folie - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer mehrfarbig laserbeschriftbaren folie Download PDF

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WO2010028962A1
WO2010028962A1 PCT/EP2009/061124 EP2009061124W WO2010028962A1 WO 2010028962 A1 WO2010028962 A1 WO 2010028962A1 EP 2009061124 W EP2009061124 W EP 2009061124W WO 2010028962 A1 WO2010028962 A1 WO 2010028962A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
lacquer
laser
layers
printing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/061124
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Siebert
Philipp Preuß
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tesa SE filed Critical Tesa SE
Priority to US12/994,272 priority Critical patent/US20110206916A1/en
Priority to EP09782323A priority patent/EP2276637B1/de
Priority to JP2011525512A priority patent/JP2012501874A/ja
Publication of WO2010028962A1 publication Critical patent/WO2010028962A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/02—Letterpress printing, e.g. book printing
    • B41M1/04—Flexographic printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/14—Multicolour printing
    • B41M1/18—Printing one ink over another
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    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
    • Y10T428/24967—Absolute thicknesses specified

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a multi-color laser-inscribable film having the features of the preamble of claim 1 and a multi-color laser-inscribable film according to the preamble of claim 15.
  • EP 1 440 133 B1 which forms the starting point of the present invention, discloses a production method for a laser-inscribable film which fulfills the above-mentioned requirements.
  • This laser-writable film is self-supporting, but is produced on a process carrier, the so-called support carrier film.
  • a thin layer of a UV-curable printing lacquer is first printed on the process carrier.
  • This printing lacquer layer then forms the laser-inscribable layer, also referred to as an engraving layer.
  • a thicker layer of an electron beam curable acrylate varnish is applied to this print varnish layer.
  • the acrylate lacquer layer forms the carrier of the laser-writable film and the process carrier can be removed.
  • the thick acrylate lacquer layer has a color which is as different as possible from the printing lacquer layer and of high contrast.
  • EP 1 440 133 B1 describes a multicolor of the laser-inscribable film in that printing varnish layers of different colors can be arranged next to one another and, consequently, a different color design can be achieved in certain areas.
  • a similar product structure is also shown in DE 100 48 665 A1, in which a laser-inscribable layer based on an electron beam-curable (ESH) acrylate varnish is provided.
  • the acrylate paint contains an additive which shows a color change under laser irradiation and thus forms a label.
  • additional colorant additives may also be included in the acrylate paint layer, such as titanium dioxide for a white paint layer.
  • laser-writable films are known in which pigments, such as, for example, metal oxides or carbon black, are mixed in as laser absorbers (DE 10 2004 057 918 A1, WO 2004/045857 A2, WO 2005/033218 A1).
  • multilayer laminates are known from the prior art, which allow multi-color labeling by means of laser irradiation.
  • the individual laminate layers must be made relatively thick in order to avoid unintentional labeling of the layer arranged immediately below the layer to be inscribed, or transparent buffer layers must be introduced between two color layers. In both cases, a fast laser marking due to the mass of the material to be removed is not possible and also the production of the laminate very expensive and expensive.
  • the present invention is therefore based on the problem to provide a multi-color laser-writable film that is both easy to manufacture, as well as a fast and process-stable laser marking allows.
  • the above-mentioned problem is solved in a method for producing a multi-color laser-inscribable film having the features of the preamble of claim 1 by the features of the characterizing part of claim 1.
  • An alternative solution provides a multicolor laser writable film according to claim 15. Preferred embodiments and further developments are the subject of the respective subclaims.
  • the teaching of the invention is initially based on the fundamental knowledge that it is possible to apply not only a single printing ink layer on a substrate, but also for multicolor laser marking a plurality of printing ink layers one above the other, each independently. This possibility has hitherto not been recognized, since the application of several pressure varnish layers not only requires a precise matching of the printing process with respect to each printing varnish layer, but also a well-defined laser absorption in each of the color layers, which should be largely homogeneous over the entire printing varnish layer composite.
  • a lacquer layer is here and hereinafter referred to as the printing lacquer layer which is printed, in particular by means of a flexographic printing process.
  • a printing ink layer in this sense is an engraving layer, i.
  • a marking can be introduced into the printing lacquer layer by means of laser irradiation, for example by local removal of the engraving layer, a local change in the optical properties (for example reflection, transmission, color) or the like.
  • pressure-lacquer coatings offer the advantage over other lacquer coatings and also over laminate coatings that they can be applied relatively thinly. This leads to the possibility of faster laser marking, since a thinner layer can be labeled faster due to the lower mass removal during laser marking.
  • printing lacquer layers are applied with a mass application of about 1 g / m 2 to about 3 g / m 2
  • the application of ESH acrylate lacquer layers is usually at least about 10 g / m 2 .
  • the pressure-varnish layers enable a flexible / arbitrary coloring in a simple manner.
  • multi-colored inscriptions can then be achieved by the laser inscription takes place in such a way that locally one or more of the printing lacquer layers are removed by laser irradiation, so that the respectively underlying layer shines through.
  • the problem with laser inscription now is to ensure that the material allows accurate laser marking, ie that a layer removal of each individual layer is completed, but the underlying layer is not removed.
  • the absorption coefficient of the respective pressure-lacquer layers is as uniform as possible with respect to one another.
  • the absorption rate of each print varnish layer for conventional wavelengths in laser inscription deviates by not more than 20%, preferably not more than 15%, more preferably not more than 10%, from the absorption rate of the further print varnish layers.
  • this reference value for the absorption coefficient relates to the wavelength of about 1064 nm typical for a Nd: YAG laser. In the present case, this can be achieved, in particular, by a corresponding adjustment of the respective proportion of titanium dioxide and / or carbon black within the printing ink layer.
  • Both additives are characterized as good laser absorbers.
  • these two additives are characterized by a good compatibility with the other components of printing varnishes.
  • titanium dioxide and / or carbon black as laser absorbers, it is also possible to use a printing varnish of any color.
  • the actual coloring pigment of the printing varnish no longer needs to fulfill special absorption properties with respect to the interaction with the laser radiation.
  • a laser-printable printing ink layer can thus be formed as a yellow printing ink layer. In the past, this was not possible with other systems or only with great effort.
  • the pressure-lacquer layers are each arranged directly above one another, ie no further intermediate layers are provided. This is particularly advantageous in view of the thinnest possible and cost-effective design of the film.
  • the individual pressure-lacquer layers are based on UV-curing printing lacquers. This allows a particularly simple and fast drying of the respective printing ink layers.
  • each printing ink layer is cured before printing by the next printing ink layer. This can ensure that a thorough mixing of the individual printing ink layers and thus mixing of the respective colors is avoided.
  • the curing can take place, for example, by UV irradiation, electron-beam curing, thermal treatment or the like.
  • the carrier to which the print varnish layers are applied is a process carrier which is removed again after the application and hardening of the print varnish layers.
  • a process carrier which is removed again after the application and hardening of the print varnish layers.
  • an additional permanent carrier can also be provided. If the layer sequence initially provided, for example, for production reasons, should be present in the end product in reverse order, then the permanent support is laminated onto the pressure-lacquer layers after curing and the process carrier is subsequently removed.
  • the individual pressure-lacquer layers can each be applied over the entire surface or even only partially, for example in the form of a logo or the like.
  • titanium dioxide a proportion of at least 5%, preferably at least 10% has been found.
  • carbon black proportions of at least 2%, preferably at least 4, have been found to be optimal.
  • the printing ink layer is formed as free as possible from thickness fluctuations.
  • the layer thickness should not deviate by more than 10% from the average layer thickness.
  • Such a layer thickness quality is special good by the printing of the pressure varnish layers achieved, in particular the flexo jerk process.
  • the printing ink layer should have a layer thickness between about 1 micron and about 10 microns, preferably between about 1 micron and about 5 microns.
  • the layer thickness of the carrier is preferably between about 50 microns and about 200 microns. In principle, all films and composite film systems come into question as carriers.
  • polymer films such as polyethylene film, PVC film or the like are suitable.
  • PVC film polyvinyl styrene film
  • the laser-writable film is formed as an adhesive film, in particular as a self-adhesive film, by applying an adhesive layer.
  • the adhesive layer may be based on any adhesives known from the prior art, in particular on so-called pressure-sensitive adhesives. If the laser-inscribable film has a permanent carrier, the adhesive layer is preferably applied to the side of the carrier opposite the printing-lacquer layers for reasons of simple production. Alternatively, the adhesive layer can also be applied to the uppermost lacquer layer. In this case, however, the carrier should also be laser-inscribable so that the inscription can be made through the carrier.
  • This arrangement has the advantage that a detachment of the film after bonding without a break of the paint layers and thus an inscribed there identifier is not possible.
  • the pressure varnish layers themselves can in fact be set very brittle and thus can not be detached without damage without the help of a carrier after bonding.
  • the carrier is arranged above the lacquer layers, the print lacquer layers are damaged during a manipulation attempt.
  • the composite of the printing lacquer layers described above is preferably not only laser-inscribable, but also laser-cut, ie by laser irradiation a separation of all layers can take place.
  • the carrier should be formed by laser cutting. This makes it possible for the customer of the laser-writable films to label them individually and at the same time to cut out of the film a label with the desired dimensions.
  • a laser-printed label formed in this way has in particular a multicolored individualized identification, such as a serial number, a barcode or the like.
  • the laser cutting of the label also allows the adaptation of the shape in the desired manner.
  • the label may also have an individualized shape, for example with the outer shape of an alphanumeric identifier, one or more spaced-apart recesses on the label edge or the like.
  • This correlation can consist, for example, in the fact that the marking is completely or partially reflected in the form or that the marking and the individualized form only reproduce the complete information together.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the layer structure of a laser-writable film according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic representation of the layer structure of a laser-writable label according to another embodiment
  • Fig. 3 shows the label of Fig. 2 in plan view.
  • the carrier 2 is provided here as a permanent carrier of the film 1 and is made of a film of polyethylene about 100 .mu.m thick educated. However, such an additional carrier is not required.
  • the lacquer layers 3, 4 or other layers can rather take over their function.
  • the two paint layers 3, 4 are formed over the entire surface. They are each formed from a printing varnish, in the present case a UV-curable printing varnish.
  • the printing varnish for the varnish layer 3 was printed on the substrate 2 in the flexographic printing process.
  • the layer thickness was about 3 microns.
  • the printing lacquer layer 3 was cured by means of UV radiation.
  • the printing varnish for the printing varnish layer 4 was printed on the cured printing varnish layer 3 in a flexographic printing process, with a layer thickness of about 4 ⁇ m.
  • the printing lacquer layer 4 was cured by means of UV radiation.
  • the carrier 2 is formed white, whereas the printing ink layer 3 is red and the printing ink layer 4 is formed yellow.
  • the coloring of the printing lacquer layers takes place by way of color pigments in the printing lacquers.
  • the printing varnishes of the printing varnish layers 3, 4 additionally comprise titanium dioxide or carbon black as laser absorber.
  • the printing lacquer layers 3, 4 are particularly suitable as gravure layers, so they can be labeled locally by laser irradiation. When labeling the laser radiation is absorbed locally and initially the upper printing lacquer layer 4 partially removed. Subsequently or during the same inscription passage, the underlying printing lacquer layer 3 can also be removed by laser irradiation.
  • the extent to which one or more printing lacquer layers 3, 4 are removed in one pass or in succession can be controlled by a suitable choice of the laser parameters (pulse duration, intensity). In the present case a lettering in the colors yellow, red and white is possible.
  • the printing lacquer layer 3 has a proportion of 10% titanium dioxide and a proportion of 0.1% carbon black.
  • the printing ink layer 4 has a proportion of 15% titanium dioxide and a proportion of 0.1% carbon black.
  • the admixture of carbon black is solely the color design and not the laser absorption, which is completely done by the sufficient admixture of titanium dioxide.
  • the absorption rates of the individual printing lacquer layers 3, 4 do not differ significantly from one another.
  • the absorption rate of the printing lacquer layer 3 is about 14% lower than the absorption rate of the printing lacquer layer 4.
  • the absorption rates should not differ by more than 20% from one another.
  • Fig. 2 shows an alternative embodiment of a laser-writable film 1 in the form of a label.
  • This label 1 in turn has a carrier 2, on which two paint layers 3, 4 are arranged.
  • the lacquer layer 3 is not the entire surface but only partially, in particular in the form of a logo formed.
  • the pressure varnish layer 4 is formed over the entire surface, thus covering the printing varnish layer 3 and the support 2.
  • both printing lacquer layers 3, 4 each have titanium dioxide and carbon black as laser absorber, so that the two printing lacquer layers 3, 4 again as
  • Engraving layers are formed. A colored inscription is thus possible in turn by local removal of one or both printing lacquer layers 3, 4. Unless the
  • Printing lacquer layer 4 also not formed opaque, also seems independent of the laser marking the printing ink layer in the form of the logo by. Likewise, e.g. By adding UV-fluorescent pigments another feature can be introduced. In particular, since the feature is placed beneath the surface, it can not be detected by the naked eye.
  • the label 1 additionally has an adhesive layer 5 below the carrier 2.
  • the adhesive layer 5 is based here on a pressure-sensitive adhesive and has a layer thickness of about 30 microns. By means of this adhesive layer 5, the label 1 can be fixed on any surface.
  • the label 1 is also designed such that it can be cut by means of a laser, in particular by means of the same laser, which is also used for laser marking.
  • Fig. 3 shows the label 1 in plan view. It can be seen that the outer shape of the label 1 is individualized, here namely the outline of the last digit of a digit sequence is again. This shaping was realized individually together with the writing of a multi-colored marking 6.
  • the identification 6 and the individualized form are correlated with each other, in the present case namely have a matching last digits.
  • the individualized form can also be based on other types of identifications, for example on one or more indentations with the same and / or different width analogous to a barcode or the like.
  • the correlation can also be that information is partially or completely repeated, if necessary, in encrypted form.
  • the correlation may consist in the fact that the two pieces of information complement each other only to a complete information.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mehrfarbig laserbeschriftbaren Folie, bei dem eine erste Lackschicht auf einen Träger aufgebracht wird und bei dem mindestens eine weitere Lackschicht auf die erste Lackschicht aufgebracht wird, wobei sich die Farbe zweier jeweils übereinander angeordneter Lackschichten voneinander unterscheidet. Es wird vorgeschlagen, dass die erste und die weiteren Lackschichten jeweils aus einem Drucklack ausgebildet werden, dass die Drucklackschichten derart ausgebildet werden, dass sie eine um nicht mehr als 20 % voneinander abweichende Absorptionsrate aufweisen und dass die Drucklacke zur Ausbildung der Lackschichten aufgedruckt werden.

Description

tesa SE Hamburg
Beschreibung
Verfahren zur Herstellung einer mehrfarbig laserbeschriftbaren Folie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mehrfarbig laserbeschriftbaren Folie mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie eine mehrfarbig laserbeschriftbare Folie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 15.
Zur Kennzeichnung von Teilen an Fahrzeugen, Maschinen, elektrischen und elektronischen Geräten, Verpackungen usw. finden zunehmend technische Etiketten Verwendung, so zum Beispiel als Typenschilder, als Steueretikett für Prozessabläufe, als Verpackungsetikett oder als Garantie- und Prüfplaketten. Um derartige Schilder oder Etiketten zu beschriften, werden weit verbreitet leistungsfähige steuerbare Laser eingesetzt, mit deren Hilfe Markierungen wie Schriften, Codierungen und dergleichen erzeugt werden. An das zu beschriftende Material sind hohe Anforderungen gestellt. So soll die Beschriftung schnell erfolgen können, das Auflösungsvermögen soll hoch sein, die Anwendung soll einfach sein und das Material soll eine hohe Beständigkeit gegenüber mechanischen, physikalischen und chemischen Einflüssen haben. Gängige Materialien wie zum Beispiel bedrucktes Papier, eloxiertes oder lackiertes Aluminium oder PVC-Folien erfüllen nicht alle diese Anforderungen.
Aus der, den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildenden EP 1 440 133 B1 ist ein Herstellungsverfahren für eine laserbeschriftbare Folie bekannt, die die oben genannten Anforderungen erfüllt. Diese laserbeschriftbare Folie ist selbsttragend ausgebildet, wird jedoch auf einem Prozessträger, der so genannten Stützträgerfolie, hergestellt. Hierzu wird zunächst eine dünne Schicht eines UV-härtbaren Drucklackes auf den Prozessträger aufgedruckt. Diese Drucklackschicht bildet dann die laserbeschriftbare Schicht, auch als Gravurschicht bezeichnet, aus. Auf diese Drucklackschicht wird eine dickere Schicht eines elektronenstrahlhärtbaren Acrylatlackes aufgerakelt. Nach einem Aushärten mittels eines Elektronenstrahlverfahrens bildet die Acrylatlackschicht den Träger der laserbeschriftbaren Folie aus und der Prozessträger kann entfernt werden. Die dicke Acrylatlackschicht weist zudem eine von der Drucklackschicht verschiedene, möglichst kontraststarke Farbe auf. Nach einem partiellen Entfernen der Drucklackschicht durch Laserbestrahlung zur Beschriftung scheint die Acrylatlackschicht an den Stellen durch, an denen die Drucklackschicht entfernt wurde, und die Beschriftung ist somit sichtbar. In der EP 1 440 133 B1 ist zudem eine Mehrfarbigkeit der laserbeschriftbaren Folie dahingehend beschrieben, dass Drucklackschichten unterschiedlicher Farben nebeneinander angeordnet sein können und demzufolge bereichsweise eine unterschiedliche Farbgestaltung erzielt werden kann.
Einen ähnlichen Produktaufbau zeigt auch die DE 100 48 665 A1 , bei der eine laserbeschriftbare Schicht auf Basis eines elektronenstrahlhärtbaren (ESH) Acrylatlackes vorgesehen ist. Der Acrylatlack enthält dabei ein Additiv, welches unter Laser- Bestrahlung einen Farbumschlag zeigt, und somit eine Beschriftung ausbildet. Ferner können auch zusätzliche Additive zur Farbgebung in der Acrylatlackschicht enthalten sein, wie zum Beispiel Titandioxid für eine weiße Farbschicht. Weiter sind laserbeschriftbare Folien bekannt, bei denen Pigmente, wie zum Beispiel Metalloxide oder Ruß als Laserabsorber beigemischt werden (DE 10 2004 057 918 A1 , WO 2004/045857 A2, WO 2005/033218 A1 ).
Zudem sind aus dem Stand der Technik mehrschichtige Laminate bekannt, die eine mehrfarbige Beschriftung mittels Laserbestrahlung ermöglichen. Die einzelnen Laminatschichten müssen dabei relativ dick ausgebildet sein, um eine unbeabsichtigte Beschriftung der unmittelbar unterhalb der zu beschriftenden Schicht angeordneten Schicht zu vermeiden oder es müssen transparente Pufferschichten zwischen zwei Farbschichten eingebracht werden. In beiden Fällen ist eine schnelle Laserbeschriftung auf Grund der Masse des abzutragenden Materials nicht möglich und zudem die Herstellung des Laminats sehr aufwendig und teuer.
Der vorliegenden Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine mehrfarbig laserbeschriftbare Folie zu schaffen, die sowohl leicht herzustellen ist, als auch eine schnelle und prozessstabile Laserbeschriftung ermöglicht. Das zuvor aufgezeigte Problem wird bei einem Verfahren zur Herstellung einer mehrfarbig laserbeschriftbaren Folie mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Eine alternative Lösung stellt eine mehrfarbige laserbeschriftbare Folie gemäß Anspruch 15 bereit. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Die Lehre der Erfindung beruht zunächst auf der grundlegenden Erkenntnis, dass es möglich ist, nicht nur eine einzelne Drucklackschicht auf ein Trägermaterial aufzubringen, sondern auch für mehrfarbige Laserbeschriftung mehrere Drucklackschichten übereinander, jeweils unabhängig voneinander. Diese Möglichkeit wurde bislang nicht erkannt, da der Auftrag mehrerer Drucklackschichten nicht nur eine präzise Abstimmung des Druckverfahrens hinsichtlich jeder Drucklackschicht erfordert, sondern auch eine wohldefinierte Laserabsorption in jeder der Farbschichten, die über den gesamten Drucklackschichtverbund weitestgehend homogen sein sollte.
Als Drucklackschicht wird hier und im Folgenden eine Lackschicht bezeichnet, die aufgedruckt ist, insbesondere mittels eines Flexodruckverfahrens. Darüber hinaus handelt es sich bei einer Drucklackschicht in diesem Sinne um eine Gravurschicht, d.h. in die Drucklackschicht ist zudem mittels Laserbestrahlung eine Kennzeichnung einbringbar, beispielsweise durch lokales Entfernen der Gravurschicht, eine lokale Änderung der optischen Eigenschaften (beispielsweise Reflektion, Transmission, Farbe) oder ähnliches.
Die Verwendung von Drucklackschichten bietet gegenüber anderen Lackschichten und auch gegenüber Laminatschichten den Vorteil, dass sie relativ dünn aufgetragen werden können. Dies führt zu der Möglichkeit einer schnelleren Laserbeschriftung, da eine dünnere Schicht aufgrund des geringeren Masseabtrags bei der Laserbeschriftung schneller beschriftet werden kann. Insbesondere werden Drucklackschichten nämlich mit einem Masseauftrag von etwa 1 g/m2 bis etwa 3 g/m2 aufgetragen, wohingegen der Masseauftrag von ESH-Acrylatlackschichten üblicherweise mindestens etwa 10 g/m2 beträgt. Des weiteren ermöglichen die Drucklackschichten auf einfache Weise eine flexible/beliebige Farbgebung. Durch den Einsatz mehrerer verschiedenfarbiger Drucklackschichten können sodann mehrfarbige Beschriftungen erzielt werden, indem die Laserbeschriftung derart erfolgt, dass lokal jeweils eine oder mehrere der Drucklackschichten durch Laserbestrahlung entfernt werden, sodass die jeweils darunter liegende Schicht durchscheint. Je nach Farbgestaltung der verschiedenen Drucklackschichten kann somit eine verschiedenfarbige Beschriftung erfolgen. Die Problematik bei der Laserbeschriftung besteht nun aber darin, sicherzustellen, dass das Material eine zielgenaue Laserbeschriftung erlaubt, also dass ein Schichtabtrag jeder einzelnen Schicht zwar vollständig erfolgt, die jeweils darunter liegende Schicht jedoch nicht mit abgetragen wird.
Um einen möglichst einheitlichen Beschriftungsvorgang für die verschiedenen Drucklackschichten zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Absorptionskoeffizient der jeweiligen Drucklackschichten zueinander möglichst einheitlich ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Absorptionsrate einer jeden Drucklackschicht für übliche Wellenlängen bei der Laserbeschriftung um nicht mehr als 20 %, bevorzugt um nicht mehr als 15%, weiter bevorzugt um nicht mehr als 10 %, von der Absorptionsrate der weiteren Drucklackschichten abweicht. Dieser Referenzwert für den Absorptionskoeffizienten bezieht sich dabei auf die für einen Nd:YAG-Laser typischen Wellenlänge von ca. 1064 nm. Vorliegend kann dies insbesondere durch eine entsprechende Abstimmung des jeweiligen Anteils von Titandioxid und/oder Ruß innerhalb der Drucklackschicht erzielt werden.
Beide Additive zeichnen sich als gute Laserabsorber aus. Zudem zeichnen diese beiden Additive durch eine gute Verträglichkeit mit den anderen Bestandteilen von Drucklacken aus. Durch die Zugabe von Titandioxid und/oder Ruß als Laserabsorbern ist es zudem möglich, einen Drucklack beliebiger Farbe zu verwenden. Das eigentliche farbgebende Pigment des Drucklacks braucht bezüglich der Wechselwirkung mit der Laserstrahlung keine besonderen Absorptionseigenschaften mehr zu erfüllen. Insbesondere kann somit eine laserbeschriftbare Drucklackschicht als gelbe Drucklackschicht ausgebildet werden. Dies war in der Vergangenheit mit anderen Systemen nicht oder nur mit sehr großem Aufwand möglich.
In bevorzugter Ausgestaltung werden die Drucklackschichten jeweils unmittelbar übereinander angeordnet, d.h. es sind keine weiteren Zwischenschichten vorgesehen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf eine möglichst dünne sowie kostengünstige Ausgestaltung der Folie besonders vorteilhaft.
In weiter bevorzugter Ausgestaltung basieren die einzelnen Drucklackschichten auf UV- härtenden Drucklacken. Dies ermöglicht eine besonders einfache und schnelle Trocknung der jeweiligen Drucklackschichten.
Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass jede Drucklackschicht vor der Bedruckung durch die nächste Drucklackschicht ausgehärtet wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Durchmischung der einzelnen Drucklackschichten und damit eine Durchmischung der jeweiligen Farben vermieden wird. Je nach Ausgestaltung der Drucklackschicht kann die Aushärtung beispielsweise durch UV-Bestrahlung, Elektronenstrahlhärtung, thermische Behandlung oder dergleichen erfolgen.
In einer Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens handelt es sich bei dem Träger, auf den die Drucklackschichten aufgebracht werden, um einen Prozessträger, der nach dem Aufbringen und Aushärten der Drucklackschichten wieder entfernt wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die aus den Drucklackschichten gebildete Folie selbsttragend ausgebildet wird, also ein zusätzlicher Träger nicht vorgesehen ist. Alternativ oder ergänzend kann aber auch ein zusätzlicher permanenter Träger vorgesehen werden. Wenn die zunächst beispielsweise aus Produktionsgründen vorgesehene Schichtabfolge im Endprodukt in umgekehrter Reihenfolge vorliegen soll, so wird der permanente Träger nach dem Aushärten der Drucklackschichten auf diese aufkaschiert und der Prozessträger anschließend entfernt werden.
Die einzelnen Drucklackschichten können jeweils vollflächig oder auch nur partiell, beispielsweise in Form eines Logos oder dergleichen aufgebracht sein.
Als besonders vorteilhaft hat sich für das Additiv Titandioxid ein Anteil von mindestens 5%, vorzugsweise von mindestens 10 % herausgestellt. Hinsichtlich des Ruß haben sich Anteile von mindestens 2 %, vorzugsweise von mindestens 4 als optimal herausgestellt.
Ferner wird die Drucklackschicht möglichst frei von Dickeschwankungen ausgebildet.
Innerhalb einer jeden Drucklackschicht sollte die Schichtdicke um nicht mehr als 10% von der mittleren Schichtdicke abweichen. Eine derartige Schichtdickenqualität ist besonders gut durch das Aufdrucken der Drucklackschichten erzielbar, insbesondere beim Flexod ruckverfahren.
Um einerseits einen ausreichenden Farbkontrast zu erzielen und andererseits eine möglichst hohe Beschriftungseffizienz zu ermöglichen, sollte die Drucklackschicht eine Schichtdicke zwischen etwa 1 μm und etwa 10 μm, vorzugsweise zwischen etwa 1 μm und etwa 5 μm aufweisen.
Die Schichtdicke des Trägers beträgt vorzugsweise zwischen etwa 50 μm und etwa 200 μm. Als Träger kommen grundsätzlich alle Folien und Folienverbundsysteme in Frage.
Insbesondere eignen sich beispielsweise Polymerfolien wie Polyethylenfolie, PVC-Folie oder dergleichen. Hinsichtlich des Trägers sollte lediglich eine gute Haftung der
Drucklackschicht auf diesem gewährleistet sein. Gegebenenfalls kann dies durch das
Aufbringen eines zusätzlichen Haftvermittlers erfolgen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung wird die laserbeschriftbare Folie als Klebefolie, insbesondere als selbstklebende Klebefolie ausgebildet, indem eine Klebeschicht aufgebracht wird. Die Klebeschicht kann auf beliebigen Klebmassen basieren, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, insbesondere auf so genannten Haftklebmassen. Sofern die laserbeschriftbare Folie einen permanenten Träger aufweist, so wird die Klebeschicht aus Gründen einer einfachen Herstellung bevorzugt auf der den Drucklackschichten gegenüber liegenden Seite des Trägers aufgebracht. Alternativ kann die Klebeschicht aber auch auf der obersten Lackschicht aufgebracht werden. In diesem Fall sollte der Träger jedoch ebenfalls laserbeschriftbar ausgebildet sein, damit die Beschriftung durch den Träger hindurch erfolgen kann. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass ein Ablösen der Folie nach dem Verkleben ohne einen Bruch der Lackschichten und damit einer dort eingeschriebenen Kennung nicht möglich ist. Die Drucklackschichten selbst können nämlich sehr brüchig eingestellt werden und können damit ohne Hilfe eines Trägers nach einer Verklebung nicht beschädigungsfrei abgelöst werden. Da der Träger aber oberhalb der Lackschichten angeordnet ist, werden die Drucklackschichten bei einem Manipulationsversuch beschädigt.
Der zuvor beschriebene Verbund der Drucklackschichten ist bevorzugt nicht nur laserbeschriftbar, sondern zudem auch laserschneidbar, d.h. durch Lasereinstrahlung kann eine Durchtrennung aller Schichten erfolgen. Um die Herstellung von beschrifteten Etiketten möglichst einfach zu gestalten, sollte zudem auch der Träger mittels Laser schneidbar ausgebildet sein. Dadurch wird es dem Abnehmer der laserbeschriftbaren Folien möglich, diese individuell zu beschriften und gleichzeitig aus der Folie ein Etikett mit den gewünschten Abmessungen herauszuschneiden. Ein so gebildetes laserbeschriftetes Etikett weist insbesondere eine mehrfarbige individualisierte Kennzeichnung auf, wie zum Beispiel eine Seriennummer, einen Barcode oder dergleichen. Das Laserschneiden des Etiketts ermöglicht zudem die Anpassung der Form in gewünschter Weise. So kann das Etikett auch eine individualisierte Form aufweisen, beispielsweise mit der äußeren Gestalt einer alphanumerischen Kennung, einer oder mehreren voneinander beabstandeten Ausnehmungen am Etikettenrand oder dergleichen.
Besonders bevorzugt ist in diesem Fall eine Korrelation zwischen der individualisierten mehrfarbigen Kennzeichnung des Etiketts und der individualisierten Form. Diese Korrelation kann beispielsweise darin bestehen, dass sich die Kennzeichnung ganz oder teilweise in der Form widerspiegelt oder, dass die Kennzeichnung und die individualisierte Form nur gemeinsam die vollständige Information wiedergeben.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus einer laserbeschriftbaren Folie gemäß einer ersten Ausgestaltung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus eines laserbeschriftbaren Etiketts gemäß einer weiteren Ausgestaltung,
Fig. 3 das Etikett aus Fig. 2 in Draufsicht.
Fig. 1 zeigt eine laserbeschriftbare Folie 1 mit einem Träger 2, einer ersten Lackschicht 3 sowie einer weiteren Lackschicht 4. Der Träger 2 ist hier als permanenter Träger der Folie 1 vorgesehen und wird aus einer etwa 100 μm dicken Folie aus Polyethylen gebildet. Zwingend ist ein solcher zusätzlicher Träger jedoch nicht erforderlich. Je nach Ausgestaltung können vielmehr auch die Lackschichten 3, 4 oder andere Schichten dessen Funktion übernehmen. Die beiden Lackschichten 3, 4 sind vollflächig ausgebildet. Sie sind jeweils aus einem Drucklack ausgebildet, vorliegend nämlich einem UV- härtbaren Drucklack.
Zur Herstellung der Folie 1 wurde zunächst der Drucklack für die Lackschicht 3 auf den Träger 2 im Flexodruckverfahren aufgedruckt. Die Schichtdicke betrug etwa 3 μm. Anschließend wurde die Drucklackschicht 3 mittels UV-Strahlung ausgehärtet. Nach dem Aushärten wurde der Drucklack für die Drucklackschicht 4 auf die ausgehärtete Drucklackschicht 3 im Flexodruckverfahren aufgedruckt, mit einer Schichtdicke von etwa 4 μm. Auch die Drucklackschicht 4 wurde mittels UV-Strahlung ausgehärtet.
Der Träger 2 ist weiß ausgebildet, wohingegen die Drucklackschicht 3 rot und die Drucklackschicht 4 gelb ausgebildet ist. Die Farbgebung der Drucklackschichten erfolgt durch Farbpigmente in den Drucklacken.
Die Drucklacke der Drucklackschichten 3, 4 weisen neben den dem Fachmann bekannten Farbpigmenten für rot und gelb außerdem Titandioxid bzw. Ruß als Laserabsorber auf. Durch diese Bestandteile eignen sich die Drucklackschichten 3, 4 besonders gut als Gravurschichten, sie sind also durch Laserbestrahlung lokal beschriftbar. Bei der Beschriftung wird die Laserstrahlung lokal absorbiert und zunächst die obere Drucklackschicht 4 partiell entfernt. Anschließend oder während des gleichen Beschriftungsdurchgangs kann auch noch die darunter liegende Drucklackschicht 3 durch Laserbestrahlung entfernt werden. Inwiefern eine oder mehrere Drucklackschichten 3, 4 in einem Durchgang oder nacheinander entfernt werden, kann durch geeignete Wahl der Laserparameter (Pulsdauer, Intensität) gesteuert werden. Vorliegend ist somit eine Beschriftung in den Farben gelb, rot und weiß möglich.
Die Drucklackschicht 3 weist vorliegend einen Anteil von 10 % Titandioxid und einen Anteil von 0,1 % Ruß auf. Die Drucklackschicht 4 hingegen weist einen Anteil von 15 % Titandioxid und einen Anteil von 0,1 % Ruß auf. In beiden Fällen dient die Beimischung von Ruß ausschließlich der Farbgestaltung und nicht der Laserabsorption, die vollständig durch die hinreichende Beimischung von Titandioxid geleistet wird. Durch eine gleichmäßiges Einmischen der Absorber in den jeweiligen Drucklack ist der Absorptionskoeffizient innerhalb einer Drucklackschicht sehr homogen ausgebildet. Durch die individuelle Einmischung der Laserabsorber in den Drucklack kann in Abhängigkeit von der vorgesehen Schichtdicke und den weiteren Bestandteilen des Drucklacks (farbgebende Pigmente, Bindemittel etc.) zudem vorgesehen werden, dass sich die Absorptionsraten der einzelnen Drucklackschichten 3, 4 nicht wesentlich voneinander unterscheiden. Vorliegend ist die Absorptionsrate der Drucklackschicht 3 um etwa 14 % niedriger als die Absorptionsrate der Drucklackschicht 4. Für einen möglichst einfachen Beschriftungsprozess sollten die Absorptionsraten um nicht mehr als 20 % voneinander abweichen.
Fig. 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer laserbeschriftbaren Folie 1 in Form eines Etiketts. Dieses Etikett 1 weist wiederum einen Träger 2 auf, auf dem zwei Lackschichten 3, 4 angeordnet sind. Im Gegensatz zu der vorherigen Ausgestaltung ist die Lackschicht 3 nicht vollflächig sondern nur partiell, insbesondere in Form eines Logos, ausgebildet. Die Drucklackschicht 4 hingegen ist vollflächig ausgebildet, überdeckt also die Drucklackschicht 3 sowie den Träger 2.
Auch bei dieser Ausgestaltung weisen beide Drucklackschichten 3, 4 jeweils Titandioxid und Ruß als Laserabsorber auf, so dass die beiden Drucklackschichten 3, 4 wieder als
Gravurschichten ausgebildet sind. Eine farbige Beschriftung ist somit wiederum durch lokalen Abtrag einer oder beider Drucklackschichten 3, 4 möglich. Sofern die
Drucklackschicht 4 zudem nicht deckend ausgebildet ist, scheint auch unabhängig von der Laserbeschriftung die Drucklackschicht in Gestalt des Logos durch. Ebenso kann z.B. durch Beimischung von UV-fluoreszierenden Pigmenten ein weiteres Merkmal eingebracht werden. Da das Merkmal unterhalb der Oberfläche eingebracht ist, kann es insbesondere nicht mit dem bloßem Auge erkannt werden.
Das Etikett 1 weist zusätzlich unterhalb des Trägers 2 eine Klebeschicht 5 auf. Die Klebeschicht 5 basiert vorliegend auf einer Haftklebemasse und weist eine Schichtdicke von etwa 30 μm auf. Mittels dieser Klebeschicht 5 ist das Etikett 1 auf beliebigen Untergründen festlegbar. Das Etikett 1 ist zudem derart ausgebildet, dass es mittels eines Lasers, insbesondere mittels desselben Lasers, der auch zur Laserbeschriftung verwendet wird, geschnitten werden kann.
Fig. 3 zeigt das Etikett 1 in Draufsicht. Dabei ist zu erkennen, dass die äußere Form des Etiketts 1 individualisiert ist, hier nämlich den Umriss der letzten Ziffer einer Ziffernfolge wieder gibt. Diese Formgebung wurde individuell zusammen mit dem Einschreiben einer mehrfarbigen Kennzeichnung 6 realisiert. Die Kennzeichnung 6 sowie die individualisierte Form sind dabei miteinander korreliert, weisen vorliegend nämlich eine übereinstimmende letzte Ziffern auf.
Alternativ kann die individualisierte Form auch auf anderen Kennzeichnungsarten basieren, beispielsweise auf einer oder mehreren Einkerbungen mit gleicher und/oder unterschiedlicher Breite analog einem Barcode oder ähnlichem. Die Korrelation kann zudem darin bestehen, dass Information teilweise oder vollständig ggf. verschlüsselt wiederholt wird. Alternativ kann die Korrelation auch darin bestehen, dass sich die beiden Informationen gemeinsam erst zu einer vollständigen Information ergänzen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer mehrfarbig laserbeschriftbaren Folie, bei dem eine erste Lackschicht auf einen Träger aufgebracht wird und bei dem mindestens eine weitere Lackschicht auf die erste Lackschicht aufgebracht wird, wobei sich die Farbe zweier jeweils übereinander angeordneter Lackschichten voneinander unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die weiteren Lackschichten jeweils aus einem Drucklack ausgebildet werden, dass die Drucklackschichten derart ausgebildet werden, dass sie eine um nicht mehr als 20 % voneinander abweichende Absorptionsrate aufweisen und dass die Drucklacke zur Ausbildung der Lackschichten aufgedruckt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drucklackschichten unmittelbar übereinander angeordnet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Drucklackschicht vor Bedruckung durch die nächste Drucklackschicht ausgehärtet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass UV-härtende Drucklacke verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Schicht, insbesondere eine transparente Schutzschicht oder ein zweiter Träger - Permanentträger -, auf die oberste Drucklackschicht aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als erster Träger ein Prozessträger verwendet wird, der nach Aufbringung des Permanentträgers entfernt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Drucklackschicht, insbesondere die erste oder die letzte Drucklackschicht, vollflächig und die weiteren Drucklackschichten partiell und/oder vollflächig ausgebildet werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Drucklack jeweils Titandioxid und/oder Ruß als Laserabsorber beigemischt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Drucklack jeweils Titandioxid im Umfang von mindestens 5 %, vorzugsweise von mindestens 10 %, beigemischt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Drucklackschicht derart ausgebildet wird, dass ihre Schichtdicke um nicht mehr als 10 % ihrer mittleren Schichtdicke variiert, insbesondere um nicht mehr als 5 % ihrer mittleren Schichtdicke.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucklack jeweils Ruß im Umfang von mindestens 2 %, vorzugsweise von mindestens 4 %, beigemischt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucklackschichten mit einer Dicke zwischen etwa 1 μm und etwa 10 μm, vorzugsweise zwischen etwa 1 μm und etwa 5 μm, aufgedruckt werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger und/oder der Permanentträger mit einer Schichtdicke zwischen etwa 50 μm und etwa 200 μm ausgebildet wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klebeschicht, insbesondere auf der den Drucklackschichten gegenüber liegenden Seite des Trägers, aufgebracht wird.
15. Mehrfarbig laserbeschriftbare Folie, insbesondere hergestellt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Träger, einer ersten Lackschicht und mindestens einer weiteren Lackschicht oberhalb der ersten Lackschicht, wobei sich die Farbe zweier jeweils übereinander angeordneter Lackschichten voneinander unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die weiteren Lackschichten jeweils aus einem Drucklack ausgebildet sind, dass die Drucklackschichten eine um nicht mehr als 20 % voneinander abweichende Absorptionsrate aufweisen und dass die Lackschichten aufgedruckt sind.
16. Mehrfarbig laserbeschriftbare Folie nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucklackschichten unmittelbar übereinander angeordnet sind.
17. Mehrfarbig laserbeschriftbare Folie nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucklackschichten aus UV-härtenden Drucklacken ausgebildet sind.
18. Mehrfarbig laserbeschriftbare Folie nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Drucklackschicht, insbesondere die erste oder die letzte Drucklackschicht, vollflächig und die weiteren Drucklackschichten partiell und/oder vollflächig ausgebildet sind.
19. Mehrfarbig laserbeschriftbare Folie nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucklackschichten Titandioxid und/oder Ruß als Laserabsorber aufweisen.
20. Mehrfarbig laserbeschriftbare Folie nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass jede Drucklackschicht einen Anteil von mindestens 5 %, vorzugsweise von mindestens 10 %, Titandioxid enthält.
21. Mehrfarbig laserbeschriftbare Folie nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass jede Drucklackschicht einen Anteil von mindestens 2 %, vorzugsweise von mindestens 4 %, Ruß enthält.
22. Mehrfarbig laserbeschriftbare Folie nach einem der Ansprüche 15 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drucklackschichten eine Dicke zwischen etwa 1 μm und etwa 10 μm, vorzugsweise zwischen etwa 1 μm und etwa 5 μm, aufweisen.
23. Mehrfarbig laserbeschriftbare Folie nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger und/oder der Permanentträger eine Schichtdicke zwischen etwa 50 μm und etwa 200 μm aufweist.
24. Mehrfarbig laserbeschriftbare Folie nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klebeschicht, insbesondere auf der den Drucklackschichten gegenüber liegenden Seite des Trägers, vorgesehen ist.
25. Mehrfarbig laserbeschriftbare Folie nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie laserschneidbar ausgebildet ist.
26. Laserbeschriftetes Etikett, insbesondere aus einer mehrfarbig laserbeschriftbaren
Folie gemäß einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Etikett lasergeschnitten ist und eine individualisierte mehrfarbige Kennzeichnung aufweist.
27. Laserbeschriftetes Etikett nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Etikett eine individualisierte Form aufweist.
28. Laserbeschriftetes Etikett nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die individualisierte Form und die individualisierte Kennzeichnung miteinander korreliert sind.
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