Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur und eine lasergedruckte Laminatstruktur. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur, die durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl mit einer hohen Druckgeschwindigkeit gedruckt werden kann, um ein klares Bild mit einer hervorragenden Bewitterungsbeständigkeit, Kratzbeständigkeit, Wasserbeständigkeit und chemischen Beständigkeit zu bilden, und eine lasermarkierte Laminatstruktur, die durch Drucken eines Bilds auf die Laminatstruktur erhalten wird.

Herkömmliche Druckverfahren umfassen z. B. ein erstes Druckverfahren, bei dem eine Tinte des Lösungstyps auf ein Bildträgermedium mittels einer Druckplatte übertragen wird, die eine Relief-, Tiefrelief- oder Flachdruck-Druckoberfläche trägt, und die gedruckte Tinte getrocknet wird, ein zweites Druckverfahren, bei dem Bilder mit einem Thermotransfersystem unter Verwendung eines Tintenbands und eines Thermotransferdruckers gedruckt werden, und ein drittes Druckverfahren, bei dem Bilder durch Spritzen von Teilchen einer flüssigen Tinte durch feine Düsen gedruckt werden.

Diese herkömmlichen Druckverfahren weisen jedoch Schwierigkeiten dahingehend auf, mit der fortlaufend zunehmenden Verarbeitungsgeschwindigkeit von Herstellungsanlagen, einer Herstellung des Einzelauftragstyps und dem Bedarf einer Arbeitsersparnis beispielsweise beim Drucken eines Herstellungsdatums, eines Qualitätsgarantiebegrenzungsdatums, einer Chargennummer, einer Pflanzenbezeichnung und entsprechender Daten auf Produktetiketten, -schachteln oder Kunststoffbeuteln in Produktabfüll- und Verpackungsanlagen schrittzuhalten.

Insbesondere erfordert das erste Druckverfahren viel Aufwand für Wartungsarbeiten zum Austausch der Druckplatte, zum Wiederauffüllen des Druckers mit der Tinte und zum Steuern der Viskosität der Tinte. Da die Tinte zum Trocknen viel Zeit benötigt, besteht bei dem ersten Verfahren eine Beschränkung hinsichtlich der Anwendung auf Hochgeschwindigkeits-Herstellungsanlagen und es ist wahrscheinlich, dass Probleme bei der Haft- und Abriebbeständigkeit der gedruckten Tinte auftreten.

Bei dem zweiten Druckverfahren wird keine flüssige Tinte verwendet und es erfordert deshalb keinen Aufwand zur Steuerung der Viskosität der Tinte und keine Zeit zum Trocknen der gedruckten Tinte. Das Tintenband muss jedoch ausgetauscht werden und somit ist das Verfahren bezüglich der Anwendung auf eine Hochgeschwindigkeits-Herstellungsanlage nicht notwendigerweise zufriedenstellend. Darüber hinaus gibt es Beschränkungen bei der Gestalt des Bildträgermediums, das mit dem zweiten Druckverfahren bedruckt werden kann und es führt zu erhöhten Druckkosten.

Das dritte Druckverfahren kann die Erfordernisse eines Hochgeschwindigkeitsdruckens und eines klaren Drucks erfüllen. Daher kann das dritte Verfahren mit Hochgeschwindigkeits-Herstellungsanlagen schritthalten. Die Verwendung einer flüssigen Tinte in einer Herstellungsanlage ist jedoch im Hinblick auf die Aufrechterhaltung einer sauberen Umgebung unerwünscht, das dritte Verfahren weist Probleme bei der Einfachheit von Wartungsarbeiten auf, einschließlich des Wechselns der Tinte, die Düsen des Tintenstrahl-Druckkopfs neigen zum Verstopfen durch die Tinte und der Prozentsatz der fehlerhaften Druckerzeugnisse neigt zur Zunahme.

Diese Nachteile der herkömmlichen Druckverfahren werden insbesondere deutlich, wenn das Bildträgermedium ein Produktetikett ist, das an einer Flasche angebracht werden soll, die eine Flüssigkeit wie z. B. Wasser, ein Getränk oder ein alkoholisches Getränk enthält. Im Allgemeinen arbeitet eine Flaschenabfüllanlage zum Abfüllen eines Getränks oder dergleichen in Flaschen mit einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit und in vielen Fällen wird in der Flaschenabfüllanlage ein heißer Inhalt in Flaschen gefüllt. Nach dem Füllen mit dem Inhalt, dem Verschließen und Etikettieren stoßen die Flaschen während des Förderns zusammen. In manchen Fällen werden die Flaschen mit einer Flaschenschutzflüssigkeit beschichtet oder in kaltes Wasser eingetaucht, um den Inhalt zu kühlen, und somit werden die Produktetiketten auch solchen strikten Bedingungen ausgesetzt. Daher müssen die gedruckten Abschnitte der Etiketten solchen strikten Bedingungen widerstehen können.

Beispielsweise wurden die folgenden Verfahren zur Angabe des Herstellungsmonats und -jahrs des in Flaschen gefüllten Getränks und dergleichen auf einem Produktetikett vorgeschlagen und in die Praxis umgesetzt, welche diese Anforderungen erfüllen. Bei einem ersten Verfahren werden anzugebende Spezifikationen, einschließlich des Monats und des Jahrs zusammen mit Mustern im Randbereich eines Produktetiketts im Vorhinein gedruckt und Kerben werden in Abschnitten des Produktetiketts ausgebildet, in denen relevante Spezifikationen gedruckt werden (es werden Abschnitte des Produktetiketts abgeschnitten, in denen relevante Spezifikationen gedruckt werden), wenn eine Flasche, die das Produktetikett trägt, mit einem Getränk oder dergleichen gefüllt wird. Bei einem zweiten Verfahren wird eine Schicht aus einer Laser-Färbungstinte in einem Anzeigebereich eines Produktetiketts durch Drucken ausgebildet und der Anzeigebereich wird mit einem Laserstrahl bestrahlt, um relevante Spezifikationen in dem Anzeigebereich zu drucken. Bei einem dritten Verfahren wird eine Schicht aus einer Laserlicht-absorbierenden Farbtinte ausgebildet, die Laserlicht absorbiert, bei der Absorption des Laserlichts Wärme erzeugt und sich zersetzt und in einem Anzeigebereich eines Produktetiketts verschwindet, und der Anzeigebereich wird mit dem Laserstrahl bestrahlt, um Abschnitte der Schicht der Laserstrahl-absorbierenden Farbtinte, die einem relevanten Bild entsprechen, das Buchstaben und/oder Muster umfasst, zu entfernen, so dass das Bild in der Farbe eines Trägerelements (Papierblatt) des Produktetiketts im Kontrast zu der Farbe der Laserlicht-absorbierenden Farbtinte angezeigt wird.

Diese bisher vorgeschlagenen Techniken des Anzeigens und des Druckens weisen jedoch nach wie vor Probleme auf. Wenn beispielsweise Kerben in dem Produktetikett gebildet werden (wenn Abschnitte des Produktetiketts abgeschnitten werden), werden Abschnittsteile erzeugt und das Produktetikett neigt nach dem Anbringen an einer Flasche ausgehend von den eingekerbten Abschnitten zum Reißen.

Obwohl das Verfahren, bei dem ein Anzeigebereich mit der Laser-Färbungstinte gedruckt und der Anzeigebereich zur Bildung von Buchstaben und Mustern mit einem Laserstrahl unter Bildung einer Farbe durch die Färbungstinte bestrahlt wird, für ein Hochgeschwindigkeitsdrucken geeignet ist, ist die Laser-Färbungstinte bezüglich der Lichtechtheit und der chemischen Beständigkeit unterlegen. Insbesondere entfärbt sich die Laser-Färbungstinte, wenn sie ultravioletten Strahlen ausgesetzt wird. Darüber hinaus muss bei diesem Verfahren die Ausgangsleistung eines Lasers reguliert werden. Wenn das Produktetikett eine Überzugsschicht aufweist und das Produktetikett mit einem übermäßig intensiven Laserstrahl bestrahlt wird, dann wird die Überzugsschicht zerstört und aufgedruckte Buchstaben und Muster verblassen, wenn auf das Produktetikett eine Flaschenschutzflüssigkeit aufgebracht wird.

Obwohl das dritte Verfahren, bei dem eine Schicht aus einer Laserlicht-absorbierenden Farbtinte ausgebildet wird, die Laserlicht absorbiert, bei der Absorption des Laserlichts Wärme erzeugt und sich zersetzt und in einem Anzeigebereich eines Produktetiketts verschwindet, und der Anzeigebereich mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, um Abschnitte der Schicht der Laserlicht-absorbierenden Farbtinte, die einem relevanten Bild entsprechen, zu entfernen, so dass das relevante Bild in der Farbe des Trägerelements (Papierblatt) des Produktetiketts im Kontrast zu der Farbe der Laserlicht-absorbierenden Farbtinte angezeigt wird, für ein Hochgeschwindigkeitsdrucken geeignet ist, ist die Klarheit des so gedruckten Bilds in gewisser Weise nicht zufriedenstellend und die Kratzbeständigkeit und die Wasserbeständigkeit der gedruckten Abschnitte des Produktetiketts sind nicht hoch genug, um strikten Bedingungen zu widerstehen, da eine Überzugsschicht und die Tintenschicht vollständig entfernt werden.

Die EP 0 443 639 A1 beschreibt ein Verfahren zur Lasermarkierung von Kunststoffgegenständen ohne übermäßige Beschädigung des Kunststoffs. Bei diesem Verfahren wird eine dunkle Beschichtung auf einen weißen Träger aufgebracht, um das Material bereitzustellen, das vom Laser abgetragen wird. Zwischen dem Kunststoffträger und der dunklen Beschichtung kann eine Zwischenschicht aufgebracht werden, die eine Dicke aufweist, die ausreichend ist, so dass die Abtragung der am längsten zurückbleibenden dunklen Beschichtung zumindest einen Teil der Zwischenschicht abtragen wird, ohne den darunterliegenden Kunststoff übermäßig zu deformieren.

Die EP 0 650 824 A1 betrifft ein Abtragungssystem zum Aufbringen von Informationskonfigurationen und/oder dekorativen Konfigurationen auf einen Reifen. Jede der zu behandelnden Schichten des Reifens kann für den auftreffenden Laserstrahl einen unterschiedlichen Absorptionsfaktor aufweisen. In der EP 0 650 824 nimmt der Absorptionsfaktor monoton von der äußersten zur innersten Schicht ab, so dass die Abtragung der exponierten Schicht die nächste Schicht nicht beeinträchtigt oder auf andere Weise deformiert.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Ertindung, eine Lasermarkierungs-Laminatstnaktur bereitzustellen, die ein klares Bild entwickeln kann, das eine hervorragende Kratzbeständigkeit, Wasserbeständigkeit und chemische Beständigkeit bei einer hohen Druckgeschwindigkeit aufweist, wenn sie mit einem Laserstrahl bestrahlt wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer gedruckten Laminatstruktur, die durch Bestrahlen einer Lasermarkierungs-Laminatstruktur erhalten wird, die ein klares Bild entwickeln kann, das eine hervorragende Kratzbeständigkeit, Wasserbeständigkeit und chemische Beständigkeit bei einer hohen Druckgeschwindigkeit aufweist, wenn sie mit einem Laserstrahl bestrahlt wird.

Die Ertinder der vorliegenden Erfindung haben umfangreiche Studien durchgeführt, um die vorstehend genannten Probleme zu lösen. Die vorliegende Erfindung beruht auf den Erkenntnissen, die sich aus den Studien ergeben haben.

Wenn eine Laminatstruktur, die mindestens ein Trägerelement, eine Basisschicht, die eine erste Farbe aufweist und die auf einer Oberfläche des Trägerelements gebildet ist, und eine Laserlicht-absorbierende Maskierungsschicht, die eine zweite Farbe aufweist, die sich von der ersten Farbe in der Helligkeit deutlich unterscheidet und die auf der Basisschicht gebildet ist, wie z. B. eine weiße Tintenschicht und eine schwarze Tintenschicht, oder eine schwarze Tintenschicht und eine Silbertintenschicht, mit einem Laserstrahl mit einer geeigneten Intensität von der Seite der Laserlicht-absorbierenden Versiegelungsschicht zur Entfernung von Abschnitten der Laserlicht-absorbierenden Maskierungsschicht, die einem gewünschten Muster, einschließlich Buchstaben entsprechen, bestrahlt wird, dann kann das Muster durch den deutlich unterschiedlichen Farbkontrast zwischen der Basisschicht und der Maskierungsschicht angezeigt werden und die Basisschicht, die auf dem Trägerelement zurückbleibt, schützt die Trägerschicht und daher sind sowohl das Muster als auch die Trägerschicht gegenüber verschiedenen schädlichen Einwirkungen beständig.

Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur als essentielle Komponenten ein Trägerelement, eine auf einer Oberfläche des Trägerelements gebildete Basisschicht und eine auf der Basisschicht gebildete Maskierungsschicht, die durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl zersetzt und entfernt werden kann.

Erfindungsgemäß können die Basisschicht und die Maskierungsschicht gefärbte Schichten mit Farben sein, die bezüglich der Helligkeit deutlich unterschiedlich voneinander sind, wobei die Basisschicht eine Mehrschichtstruktur aufweisen kann, die mindestens eine obere Basisschicht und eine untere Basisschicht aufweist, wobei die obere Basisschicht ein Laserlicht-Absorptionsvermögen aufweisen kann und die untere Basisschicht in einer Farbe gefärbt sein kann, die der Farbe der oberen Basisschicht ähnlich ist und die Laserlicht durchlassen kann.

Erfindungsgemäß kann die Maskierungsschicht eine Tintenschicht sein, die ein Metallpulver enthält.

Erfindungsgemäß kann die Basisschicht eine Zweischicht-Schichtstruktur mit einer oberen Basisschicht und einer unteren Basisschicht sein, wobei die obere Basisschicht eine Tintenschicht sein kann, die Ruß enthält und die untere Basisschicht eine Tintenschicht sein kann, die ein anderes Färbungsmittel als Ruß enthält.

Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher, wobei

1 eine Schnittansicht einer Lasermarkierungs-Laminatstruktur in einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist;

2 eine Schnittansicht einer Lasermarkierungs-Laminatstruktur in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist;

3 eine Schnittansicht einer Lasermarkierungs-Laminatstruktur in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist;

4 eine Schnittansicht einer Laminatstruktur zur Lasermarkierung in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist;

5 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Lasermarkierten Laminatstruktur ist, die mit einem Laserstrahl gedruckt worden ist; und

6 eine Vorderansicht eines Produktetiketts ist, das eine erfindungsgemäße lasermarkierte Laminatstruktur umfasst.

Grundsätzlich wird bei den endungsgemäßen Lasermarkierungs-Laminatstrukturen die Differenz des Laserlichtabsorptionsvermögens zwischen deren Komponentenschichten genutzt. Zur Markierung eines Bilds auf erfindungsgemäßen Laminatstrukturen ist ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 10,6 &mgr;m geeignet, der von einem CO₂-Laser emittiert worden ist. Beispielsweise absorbiert Ruß diesen Laserstrahl effektiv und Titanoxid (weiß) oder ein gewöhnliches Färbungsmittel für Druckfarben, das von Ruß verschieden ist, absorbiert den Laserstrahl nicht sehr effektiv. Wenn daher eine gefärbte Schicht, die Ruß enthält, mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, dann absorbiert diese gefärbte Schicht den Laserstrahl und erzeugt Wärme, wohingegen eine gefärbte Schicht, die Titanoxid oder dergleichen enthält, den Laserstrahl nicht effektiv absorbiert und nicht viel Wärme erzeugt.

Wenn daher ein Muster, das Buchstaben umfasst, mit dem Laserstrahl mit gesteuerter Intensität auf eine gefärbte Schicht, die ein Laserabsorptionsvermögen aufweist, geschrieben wird, erzeugen die bestrahlten Abschnitte der gefärbten Schicht Wärme, schmelzen und verdampfen oder die gefärbte Schicht erzeugt Wärme, zersetzt sich und verascht unter Bildung des Musters. Eine gefärbte Schicht, die ein niedriges Laserlichtabsorptionsvermögen aufweist, erzeugt jedoch nicht viel Wärme und verschwindet nicht, wenn sie mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, so lange die Intensität des Laserstrahls nicht übermäßig hoch ist. Auf einer erfindungsgemäßen Laminatstruktur kann ein Muster zufrieden stellend markiert werden, wenn die Intensität des Laserstrahls, der von dem CO₂-Laser emittiert wird, so gesteuert wird, dass die Energiedichte des Laserstrahls auf der Oberfläche der Laminatstruktur im Bereich von 0,5 bis 2,0 J/cm² liegt.

Die erfindungsgemäße Lasermarkierungs-Laminatstruktur nutzt das selektive Laserlichtabsorptionsvermögen seiner Komponentenschichten zur Bildung eines klaren Musters durch eine Lasermarkierung. Die erfindungsgemäße Lasermarkierungs-Laminatstruktur umfasst als essentielle Komponenten ein Trägerelement, eine auf einer Oberfläche des Trägerelements gebildete Basisschicht und eine auf der Basisschicht gebildete Maskierungsschicht.

Wie es vorstehend erwähnt worden ist, soll die erfindungsgemäße Lasermarkierungs-Laminatstruktur als Markierungsabschnitt einer Unterlage verwendet werden, wie z. B. eines Produktetiketts, einer Schachtel oder eines Verpackungsmaterials, wie z. B. eines Kunststoffbeutels, so dass es bevorzugt ist, dass der Markierungsabschnitt und auch andere Abschnitte der Unterlage, die Muster und Bilder aufweisen, ein hervorragendes Aussehen, eine hervorragende Gestaltung und eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Umweltbedingungen aufweisen. Daher kann die Lasermarkierungs-Laminatstruktur mehr als drei Schichten umfassen.

Wenn das Trägerelement beispielsweise ein Papierblatt oder Pappe ist, dann kann das Papierblatt oder die Pappe als solches) verwendet werden oder das Papierblatt oder die Pappe kann ein laminiertes Papierblatt oder eine laminierte Pappe sein, die durch Laminieren z. B. einer Aluminiumfolie oder eines Kunststofffilms an die Oberfläche eines Papierblatts oder einer Pappe gebildet wird. Das Trägerelement kann ein einfacher Kunststofffilm oder ein laminierter Kunststofffilm sein, der durch Laminieren einer Mehrzahl von Kunststofffilmkomponenten gebildet wird.

Die Maskierungsschicht kann mit einer Überdruck-Schicht (nachstehend als „OP-Schicht" oder „OF Lackschicht" bezeichnet) beschichtet sein, um die Kratzbeständigkeit und andere Arten der Beständigkeit der Lasermarkierungs-Laminatstruktur gegenüber schädlichen Zuständen zu verbessern. Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur kann mit einer Mehrzahl von Basisschichten und einer Mehrzahl von Maskierungsschichten ausgestattet sein.

Wenn beispielsweise eine Tintenschicht mit einer Farbe, die von Schwarz verschieden ist, als Maskierungsschicht im Hinblick auf die Gestaltung bevorzugt ist, dann kann die Maskierungsschicht durch Überlagern einer gefärbten Schicht, die eine Farbe aufweist, die von Schwarz verschieden ist, auf einer schwarzen Tintenschicht gebildet werden, oder es kann sich um eine Tintenschicht aus einer Tinte handeln, die ein Metallpulver mit einer hohen Deckkraft enthält, wie z. B. einer Silbertinte.

Wenn die Maskierungsschicht aus einer Tinte gebildet ist, die ein Metallpulver enthält, wie z. B. einer Silbertinte, dann kann die unter der Maskierungsschicht liegende Basisschicht in einer Zweischicht-Struktur ausgebildet sein, die aus einer Tintenschicht, die Ruß enthält, als obere Basisschicht, und einer Farbtintenschicht, die keinen Ruß enthält, als untere Basisschicht besteht, da die Maskierungsschicht aus einer Silbertinte oder dergleichen ein niedriges Laserlicht-Absorptionsvermögen aufweist. Wenn die Lasermarkierungs-Laminatstruktur auf diese Weise ausgebildet wird, dann erzeugt die schwarze Tintenschicht, die Ruß enthält und die als obere Basisschicht dient, bei der Bestrahlung mit einem Laserstrahl Wärme, und zwar selbst dann, wenn die Silbertintenschicht, die als Maskierungsschicht dient, mit einer OP-Schicht beschichtet ist. Anschließend werden Abschnitte der Maskierungsschicht und der OP-Schicht, die den bestrahlten Abschnitten der oberen Basisschicht entsprechen, durch die in der oberen Basisschicht erzeugten Wärme zum Verdampfen gebracht, wodurch auf der Lasermarkierungs-Laminatstruktur ein Muster gebildet wird. Da die Basisschicht mit der Silbertintenschicht maskiert ist, die als Maskierungsschicht dient, kann vermutet werden, dass der Laserstrahl durch die Silbertintenschicht abgefangen wird und die obere Basisschicht, die Ruß enthält, nicht erreichen kann. In der Praxis wird es so sein, dass der Laserstrahl durch Lücken zwischen den Silberteilchen der Silbertintenschicht hindurchdringt oder von den Silberteilchen reflektiert wird und die obere Basisschicht erreicht. Daher wird in der oberen Basisschicht ausreichend Wärme erzeugt und es kann ein klares schwarzes Muster gebildet werden, das in starkem Kontrast zu der Silbertintenschicht steht.

Nachstehend werden bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die 1 bis 4 sind Schnittansichten erfindungsgemäßer Lasermarkierungs-Laminatstrukturen, in denen ähnliche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

Gemäß 1 weist eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur ein Trägerelement 1 und mindestens drei Schichten auf, d. h. eine Basisschicht 2, die auf einer Oberfläche des Trägerelements 1 gebildet ist, eine Maskierungsschicht 3, die auf der Basisschicht 2 gebildet ist, und eine OP-Schicht 4, die auf der Maskierungsschicht 3 gebildet ist. Die Maskierungsschicht 3 kann durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl entfernt werden.

Gemäß 2 weist eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Trägerelement 1, eine Zweischicht-Basisschicht 2, die aus einer unteren Basisschicht 2A, die auf einer Oberfläche des Trägerelements 1 gebildet ist, und einer oberen Basisschicht 2B besteht, die auf der unteren Basisschicht 2A gebildet ist, eine Maskierungsschicht 3, die auf der Basisschicht 2 gebildet ist, und eine OP-Schicht 4 auf, die auf der Maskierungsschicht 3 gebildet ist. Die untere Basisschicht 2A weist eine Farbe auf, die derjenigen der oberen Basisschicht 2B ähnlich ist und die einen Laserstrahl durchlassen kann. Die obere Basisschicht 2B weist ein Laserlicht-Absorptionsvermögen auf.

Gemäß 3 weist eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Basiselement 1, eine Zweischicht-Basisschicht 2, die auf einer Oberfläche des Trägerelements 1 gebildet ist, eine Maskierungsschicht 3, die auf der Zweischicht-Basisschicht 2 gebildet ist, und eine OP-Schicht auf, die auf der Maskierungsschicht 3 gebildet ist. Die Zweischicht-Basisschicht 2 besteht aus einer oberen schwarzen Tintenschicht 2D, die Ruß enthält, und einer unteren Basisschicht 2C aus einer Tinte mit einer von Schwarz verschiedenen Farbe.

Gemäß 4 weist eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Basiselement 1, eine Basisschicht 2, die auf einer Oberfläche des Trägerelements 1 gebildet ist, eine Maskierungsschicht 3A aus einer Tinte, die ein Metallpulver enthält, die auf der Basisschicht 2 gebildet ist, und eine OP-Schicht 4 auf, die auf der Maskierungsschicht 3A gebildet ist.

Die vorstehend genannten, in den 1 bis 4 veranschaulichten Lasermarkierungs-Laminatstrukturen sind lediglich Beispiele und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die Basisschichten 2, 2A, 2B, die Maskierungsschichten 3, 3A und die OP-Schichten 4 können einen beliebigen geeigneten Aufbau aufweisen und aus beliebigen geeigneten Materialien ausgebildet sein.

Nachstehend wird ein Verfahren zur Markierung eines Bilds auf einer erfindungsgemäßen Lasermärkierungs-Laminatstruktur beschrieben. Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur wird mit einem Laserstrahl bestrahlt, der von einem bekannten Laser emittiert wird, um Abschnitte der OP-Schicht 4 und der Maskierungsschicht 3, 3A zu entfernen, die einem gewünschten Bild entsprechen, das gedruckt werden soll, so das Abschnitte der Oberfläche der Basisschicht 2, 2A, 2B, die den bestrahlten Abschnitten der OP-Schicht 4 und der Maskierungsschicht 3, 3A entsprechen, exponiert werden, um das Bild in der Farbe der Basisschicht 2, 2A, 2B im Kontrast zu der Farbe der Maskierungsschicht 3, 3A anzuzeigen.

Gemäß 5 werden dann, wenn eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur, die mit einer funktionellen Struktur ausgestattet ist, die mindestens eine Basisschicht 2, eine Maskierungsschicht 3, die durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl entfernt werden kann, und eine OP-Schicht 4 aufweist, die in dieser Reihenfolge auf einem Trägerelement 1 gebildet sind, mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, bestrahlte Abschnitte der Maskierungsschicht 3 und der OP-Schicht 4 entfernt und ein gewünschtes Bild 13 (6) wird auf die Lasermarkierungs-Laminatstruktur gedruckt. Das Bild wird in der Farbe der Basisschicht 2 angezeigt, die im Kontrast zur Farbe der Maskierungsschicht 3 steht. Folglich wird eine gedruckte Laminatstruktur 11 erhalten, die das Bild 13 trägt, wie es in 6 gezeigt ist. Die gedruckte Laminatstruktur 11 bildet einen Teil eines Etiketts 10.

Wie es vorstehend erwähnt worden ist, ist der Laserstrahl, der beim Drucken der Lasermarkierungs-Laminatstruktur eingesetzt wird, ein Laserstrahl, der von einem CO₂-Laser emittiert wird. Das Bild 13 kann in einer zufrieden stellenden Druckqualität gebildet werden, wenn die Intensität des Laserstrahls so gesteuert wird, dass die Energiedichte des Laserstrahls auf der Lasermarkierungs-Laminatstruktur im Bereich von 0,5 bis 2,0 J/cm² liegt.

Obwohl der Mechanismus der Ausbildung des Bilds der erfindungsgemäßen Lasermarkierungs-Laminatstruktur bei der Bestrahlung mit dem Laserstrahl unklar ist, wird angenommen, dass eine Laserlicht-absorbierende Schicht Laserlicht absorbiert, wenn sie mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, und Wärme erzeugt, und dass die bestrahlten Abschnitte der Laserlichtabsorbierenden Schicht durch die darin erzeugte Wärme zum Schmelzen gebracht werden, verdampfen oder ein Phänomen verursachen, so dass das Bild auf der Lasermarkierungs-Laminatstruktur gebildet wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend zusammen mit den Beispielen detaillierter beschrieben.

Ein Aluminium-metallisiertes Papierblatt, das von Honshuu Seishi K. K. erhältlich ist, wurde als Trägerelement verwendet. Eine 3 &mgr;m dicke weiße Tintenschicht wurde auf einer Aluminiummetallisierten Oberfläche des Aluminium-metallisierten Papierblatts durch Beschichten der Aluminium-metallisierten Oberfläche mit einer weißen Tinte IBL-962, die von The Inktec Co., Ltd. erhältlich ist und ein Polyamidharz als Träger und 30% Titanoxid enthält, mittels Tiefdruck gebildet. Anschließend wurde auf der weißen Tintenschicht durch Beschichten der weißen Tintenschicht mit einer schwarzen Tinte IBL-991, die von The Inktec Co., Ltd. erhältlich ist und ein Polyamidharz als Träger und 12% Ruß enthält, durch Tiefdruck eine 3 &mgr;m dicke schwarze Tintenschicht gebildet. Anschließend wurde auf der schwarzen Tintenschicht durch Beschichten der Oberfläche der schwarzen Tintenschicht mit einem OP-Lack, der 18 Nitrozellulose enthielt, mittels Tiefdruck eine etwa 1 &mgr;m dicke OP-Lackschicht gebildet, wodurch eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt wurde.

OP-Lackschicht/schwarze Tintenschicht/weiße Tintenschicht/Aluminium-metallisiertes Papierblatt.

Im Beispiel 2 wurde eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt. Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur von Beispiel 2 weist die gleichen Komponenten wie die Lasermarkierungs-Laminatstruktur von Beispiel 1 auf, jedoch sind die Positionen der weißen Tintenschicht und der schwarzen Tintenschicht im Beispiel 2 bezogen auf die Positionen der gleichen Schichten im Beispiel 1 vertauscht.

OP-Lackschicht/weiße Tintenschicht/schwarze Tintenschicht/Aluminium-metallisiertes Papierblatt.

Im Beispiel 3 wurde eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt. Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur von Beispiel 3 weist die gleichen Komponenten und den gleichen Aufbau wie die Lasermarkierungs-Laminatstruktur von Beispiel 2 auf, jedoch ist das Beispiel 3 anstelle der schwarzen Tintenschicht der Rußenthaltenden schwarzen Tinte mit einer getönten Farbtintenschicht aus einem farbgetönten Polyamidharz als Träger ausgestattet, das organische Gelb-, Zinnoberrot- und Indigopigmente enthält.

OP-Lackschicht/weiße Tintenschicht/getönte Farbtintenschicht/Aluminium-metallisiertes Papierblatt.

Ein Aluminium-metallisiertes Papierblatt, das von Honshuu Seishi K. K. erhältlich ist, wurde als Trägerelement verwendet. Eine 3 &mgr;m dicke schwarze Tintenschicht wurde auf einer Aluminium-metallisierten Oberfläche des Aluminium-metallisierten Papierblatts durch Beschichten der Aluminium-metallisierten Obertläche mit einer schwarzen Tinte IBL-991, die von The Inktec Co., Ltd. erhältlich ist und ein Polyamidharz als Träger und 12 % Ruß enthält, durch Tiefdruck gebildet. Anschließend wurde auf der schwarzen Tintenschicht durch Beschichten der schwarzen Tintenschicht mit einer Silbertinte, die von The Inktec Co., Ltd. erhältlich ist und ein Polyamidharz als Träger und 6% einer Schwimmaluminiumpaste, die Aluminiumteilchen mit einer Korngröße von 6 &mgr;m als Pigment enthält, durch Tiefdruck eine 3 &mgr;m dicke Silbertintenschicht gebildet. Anschließend wurde auf der Silbertintenschicht durch Beschichten der Oberfläche der Silbertintenschicht mit einem OP-Lack, der 18 % Nitrozellulose enthielt, mittels Tiefdruck eine etwa 1 &mgr;m dicke OP-Lackschicht gebildet, wodurch eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt wurde.

OP-Lackschicht/Silbertintenschicht/schwarze Tintenschicht/Aluminium-metallisiertes Papierblatt.

Im Beispiel 5 wurde eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt. Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur von Beispiel 5 weist die gleichen Komponenten und den gleichen Aufbau wie die Lasermarkierungs-Laminatstruktur von Beispiel 4 auf, jedoch ist das Beispiel 5 anstelle der schwarzen Tintenschicht der Rußenthaltenden schwarzen Tinte mit einer getönten Farbtintenschicht aus einem farbgetönten Polyamidharz als Träger ausgestattet, das organische Gelb-, Zinnoberrot- und Indigopigmente enthält.

OP-LackschichUSilbertintenschicht/getönte FarbtintenschichUAluminium-metallisiertes Papierblatt.

Auf einem Aluminium-metallisierten Papierblatt, das von Honshu Seishi K. K. erhältlich ist, wurden 3 &mgr;m dicke Schichten durch Drucken der farbgetönten Tinte, die ein Polyamidharz als Träger enthält und die in Beispiel 5 verwendet worden ist, der schwarzen Tinte IBL-991, die ein Polyamidharz als Träger und Ruß als Pigment enthält und die in Beispiel 4 verwendet worden ist, und der Silbertinte, die ein Polyamidharz als Träger enthält, welche von The Inktec erhältlich sind, gebildet. Anschließend wurde durch Beschichten der Silbertintenschicht mit einem OP-Lack, der 18% Nitrozellulose enthielt, mittels Tiefdruck eine etwa 1 &mgr;m dicke OP-Lackschicht gebildet, wodurch eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt wurde.

OP-Lackschicht/Silbertintenschicht/schwarze Tintenschicht/getönte Farbtintenschicht/Aluminium-metallisiertes Papierblatt.

Die Lasermarkierungs-Laminatstruktur von Beispiel 7 weist die gleichen Komponenten und den gleichen Aufbau wie die Lasermarkierungs-Laminatstruktur von Beispiel 6 auf, jedoch ist das Beispiel 6 mit einer Zinnoberrot-Tinte IBL-121 ausgestattet, die ein Polyamidharz als Träger enthält und von The Inktec Co., Ltd. erhältlich ist.

OP-Lackschicht/Silbertintenschicht/schwarze Tintenschicht/Zinnoberrot-Tintenschicht/Aluminium-metallisiertes Papierblatt.

Eine 3 &mgr;m dicke schwarze Tintenschicht wurde auf einer Aluminium-metallisierten Oberfläche eines Aluminium-metallisierten Papierblatts, das von Honshyu Seishi K. K. erhältlich ist, durch Beschichten der Aluminium-metallisierten Oberfläche mit einer schwarzen Tinte IBL-991 mittels Tiefdruck gebildet, die von The Inktec Co., Ltd. erhältlich ist und ein Polyamidharz als Träger und 12% Ruß als Pigment enthält, und auf der schwarzen Tintenschicht wurde durch Beschichten der Oberfläche der schwarzen Tintenschicht mit einem OP-Lack, der 18 Nitrozellulose enthielt, mittels Tiefdruck eine etwa 1 &mgr;m dicke OP-Lackschicht gebildet, wodurch eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt wurde.

OP-Lackschicht/schwarze Tintenschicht/Aluminium-metallisiertes Papierblatt.

Eine 3 &mgr;m dicke Laserfärbungstintenschicht wurde auf einer Aluminium-metallisierten Oberfläche eines Aluminium-metallisierten Papierblatts, das von Honshyu Seishi K. K. erhältlich ist, durch Beschichten der Aluminium-metallisierten Oberfläche mit einer Laserfärbungs-Leukotinte, die von Dai Nippon Ink Kagaku Kogyo K. K. erhältlich ist, gebildet, und auf der Laserfärbungstintenschicht wurde durch Beschichten der Oberfläche der Laserfärbungstintenschicht mit einem OP-Lack, der 18% Nitrozellulose enthielt, mittels Tiefdruck eine etwa 1 um dicke OP-Lackschicht gebildet, wodurch eine Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit dem nachstehend gezeigten Aufbau hergestellt wurde.

OP-Lackschicht/Laserfärbungstintenschicht/Aluminium-metallisiertes Papierblatt.

Die Lasermarkierungs-Laminatstrukturen in den Beispielen 1 bis 7 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden zur Bewertung ihrer Leistung getestet. Die Testergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben.

Die Lasermarkierungs-Laminatstrukturen in den Beispielen 1 bis 7 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden von der Seite der OP-Lackschicht aus mit einem Laserstrahl, der von einem LASER MARK 920 (Lumonics Co., Kanada), einem TEA CO₂-Laser, abgegeben wurde, in einer Energiedichte von 0,2 J/cm² auf der Oberfläche jeder Lasermarkierungs-Laminatstruktur durch eine Maske durch eine Einzelbestrahlungsmarkierung bestrahlt, und die Sichtbarkeit der Buchstaben, die auf den Lasermarkierungs-Laminatstrukturen ausgebildet worden sind, wurde durch eine visuelle Untersuchung bewertet.

Eine Flaschenbeschichtungsflüssigkeit wurde auf die so markierten Lasermarkierungs-Laminatstrukturen aufgebracht, welche die Buchstaben aufwiesen, und der Zustand der auf den Lasermarkierungs-Laminatstrukturen markierten Buchstaben wurde 30 min nach dem Aufbringen der Flaschenbeschichtungsflüssigkeit auf die Lasermarkierungs-Laminatstrukturen bewertet.

Die Lasermarkierungs-Laminatstrukturen wurden unter Verwendung eines Xenon-Bewitterungsmessgeräts (Zuka Shiken-ki K. K.) 24 Stunden sichtbaren-ultravioletten Strahlen ausgesetzt.

In der Tabelle 1 bezeichnen die Symbole die folgenden Abstufungen:

• : Sehr klar erkennbar
• O: Ziemlich klar erkennbar
• &Dgr;: Erkennbar
• X: Kaum erkennbar

• :Perfekt beständig
• O: Ziemlich beständig
• &Dgr;: Teilweise erodiert und Aluminiumschicht exponiert
• X: Vollständig erodiert und Aluminiumschicht exponiert

• Zustand völlig unverändert
• X: Sowohl die gedruckten Abschnitte als auch die nicht-gedruckten Abschnitte wurden gelb und die Buchstaben waren teilweise ausgelöscht

Wie es aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, weisen die erfindungsgemäßen Lasermarkierungs-Laminatstrukturen eine hervorragende Färbungsleistung, Flaschenbeschichtungsbeständigkeit und Bewitterungsbeständigkeit auf.

Die Färbungsleistung der Lasermarkierungs-Laminatstrukturen in den Beispielen 4 bis 7 ist besonders hervorragend und insbesondere die Lasermarkierungs-Laminatstrukturen in den Beispielen 6 und 7 weisen ferner eine hervorragende Flaschenbeschichtungsbeständigkeit auf.

Obwohl die Lasermarkierungs-Laminatstruktur im Vergleichsbeispiel t eine hervorragende Flaschenbeschichtungsbeständigkeit und Bewitterungsbeständigkeit aufweist, ist diese bei der Färbungsleistung ziemlich unterlegen. Die Erkennbarkeit von Buchstaben, die auf der Lasermarkierungs-Laminatstruktur im Vergleichsbeispiel 1 ausgebildet waren, war bei der Verwendung eines Laserstrahls mit 0,8 J/cm² nicht zufrieden stellend.

Obwohl die Färbungsleistung bei der Verwendung einer wärmeempfindlichen Tinte zufriedenstellend ist, wurden die Buchstaben, die auf der Lasermarkierungs-Laminatstruktur im Vergleichsbeispiel 2 ausgebildet worden sind, bei der Befeuchtung der Lasermarkierungs-Laminatstruktur mit der Flaschenbeschichtungsflüssigkeit ausgelöscht und die Tinte löste sich ab. Sowohl gedruckte Abschnitte als auch nicht-gedruckte Abschnitte wurden gelb und die Buchstaben wurden teilweise beeinflusst, wenn die Lasermarkierungs-Laminatstruktur dem Bewitterungsbeständigkeitstest unterworfen wurde.

Wie es aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, umfasst die Lasermarkierungs-Laminatstruktur erfindungsgemäß als essentielle Komponenten das Trägerelement, die Basisschicht, die auf einer Oberfläche des Trägerelements gebildet ist, und die auf der Basisschicht gebildete Maskierungsschicht, die durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl zersetzt und entfernt werden kann, wobei die Basisschicht und die Maskierungsschicht Schichten mit unterschiedlichen Farben sind, die sich bezüglich der Helligkeit deutlich voneinander unterscheiden, wie z. B. eine weiße Tinte und eine schwarze Tinte bzw. eine schwarze Tinte und eine Silbertinte, wobei die Lasermarkierungs-Laminatstruktur ein klares Bild mit der Farbe der Basisschicht bilden kann, die einen deutlichen Kontrast zu der Farbe der Maskierungsschicht bildet, wenn sie mit einem Laserstrahl zur Entfernung von Abschnitten der Maskierungsschicht, die dem Bild entsprechen, bestrahlt wird, wobei die gedruckten Abschnitte und das Trägerelement gegen verschiedene schädliche Einwirkungen beständig sind, da die Basisschicht auf dem Trägerelement zum Schutz des Trägerelements verbleibt.