DE102007055356A1

DE102007055356A1 - Laserbeschriftbare Folie

Info

Publication number: DE102007055356A1
Application number: DE102007055356A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Siebert; Michael Zibull
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2009-05-20
Also published as: WO2009065630A1

Abstract

Laserbeschriftbare Folie mit einer Substratanordnung und einer Funktionsschichtanordnung,
wobei die Funktionsschichtanordnung als Heißlaminat oder als Heißprägeschichtanordnung ausgebildet und durch Heißlaminierung oder Heißprägung mit der Substratanordnung verbunden ist und
wobei die Funktionsschichtanordnung durch Laserbestrahlung beschriftbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Funktionsschichtanordnung durch Laserbestrahlung jedenfalls partiell entfernbar ist und durch die partielle Entfernung die Beschriftung ausbildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine laserbeschriftbare Folie mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer laserbeschriftbaren Folie gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 18.
Zur Kennzeichnung von Gegenständen, wie Teilen von Fahrzeugen, Maschinen, elektrischen und elektronischen Geräten etc., finden zunehmend technische Etiketten Verwendung, beispielsweise als Typenschilder, als Steueretiketten für Prozessabläufe sowie als Garantie- und Prüfplaketten. Vielfach beinhalten diese Anwendungen inhärent die Anforderung nach einem mehr oder minder ausgeprägtem Maß an Fälschungssicherheit. Diese Fälschungssicherheit gilt vordergründig für den Zeitraum der Anbringung und die gesamte Nutzungsdauer auf dem zu kennzeichnenden Teil. Eine Entfernung oder Manipulation soll nur unter Zerstörung oder sichtbarer, irreversibler Veränderung möglich sein.
Um die Fälschungssicherheit von Etiketten nochmals zu erhöhen, ist zunehmend an die Etiketten selbst die Forderung gestellt worden, durch eine besondere Ausgestaltung zur Sicherheit beizutragen. In besonders sensitiven Anwendungsfeldern muss eine Sicherheitsstufe dabei auch für die Herstellung der Etiketten gelten. Eine zu leichte Beschaffung und Kennzeichnung derartiger Etiketten sowie die Herstellung von Plagiaten würde Unbefugten die nichtautorisierte Verbreitung von Artikeln ermöglichen.
Dieser zusätzlichen Fälschungssicherheit darf aber eine nachträgliche Identifizierung des verklebten Etiketts auf Originalität durch eine schnelle, eindeutige, einfache und zerstörungsfreie Methode nicht entgegenstehen. Hierzu ist es bekannt, insbesondere mittels Laser Markierungen wie Schriften, Codierungen und dergleichen in die Etiketten als Beschriftung einzubrennen.
Aus der DE 100 48 665 A1 ist beispielsweise ein laserbeschriftbares Etikett bekannt, dass eine Kontrast- sowie eine Deckschicht aufweist. Beide Schichten bestehen aus brüchigen, elektronenstrahlgehärteten Acrylatlacken unterschiedlicher Farbe. Mittels Laserbestrahlung wird die Deckschicht partiell entfernt. An diesen Stellen wird die Kontrastschicht freigelegt, wodurch die Markierung erkennbar wird. Bei einer weiteren auf demselben Prinzip beruhenden Ausgestaltung eines Etiketts ( DE 101 42 638 A1 ) besteht die Deckschicht aus einer UV-härtenden Druckfarbe, die vor Aufbringen der Acrylatlackschicht und der Elektronenstrahlbehandlung gehärtet wird. Damit kann eine sehr dünne, hoch verankerte Drucklackschicht erreicht werden.
Aus der DE 100 50 553 A1 ist eine mehrschichtige Folie bekannt, bei der sich unterhalb einer transparenten Schicht mehrere, durch einen Laser ablatierbare Schichten mit unterschiedlicher Ablationsresistenz befinden. Durch geeignete Wahl der Laserparameter können in Abhängigkeit von der Farbe der Ablations- und Kontrastschichten unterschiedliche Farbmuster erzielt werden. Bei der Ablation der jeweiligen Schicht wird diese verdampft, wobei sich der Dampf wiederum an der darüber liegenden Folie anlagert, diese dabei jedoch transparent bleibt.
Aus dem, den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildenden Stand der Technik ist eine Folie in Form eines Kunststoffmehrschichtkörpers bekannt, die aus Heißprägebeziehungsweise Heißlaminatfolien aufgebaut ist ( WO 02/36356 A1 ). Dieser Kunststoffmehrschichtkörper enthält mindestens eine lasersensitive Schicht, die auf einem vollständig anderen Beschriftungsprinzip beruht. Bei der Laserbelichtung wird nicht, wie bei den zuvor genannten Etiketten, die lasersensitive Schicht partiell entfernt, sondern vielmehr erfolgt die Beschriftung durch laserinduziertes Bleichen, einen laserinduzierten Farbumschlag oder durch laserinduziertes Schwärzen. Dabei ist durch einen geeigneten Schichtaufbau und Pigmentwahl eine mehrfarbige Markierung möglich. Die Markierung kann entweder vor ( WO 03/095225 A1 ) oder nach ( WO 03/095745 A1 ) einer dauerhaften Verbindung mit einem Substrat, wie zum Beispiel Papier, erfolgen. Die hier beschriebenen Kunststoffmehrschichtkörper sind insbesondere im Hinblick auf die Herstellung und Gestaltung eines Etiketts nicht optimal. Bereits die Herstellung ist aufgrund der vielen unterschiedlich zu handhabenden Pigmente technisch anspruchsvoll. Darüber hinaus ist die Beschriftung insbesondere für mehrfarbige Markierungen zeit- und kostenintensiv, da die Beschriftung in mehreren Stufen mit verschiedenen Lasern erfolgen muss.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine laserbeschriftbare Folie anzugeben, die hinsichtlich ihres Aufbaus und der Beschriftungsmöglichkeiten optimiert ist.
Das zuvor aufgezeigte Problem wird bei einer laserbeschriftbaren Folie mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Eine nebengeordnete Lösung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer laserbeschriftbaren Folie gemäß Anspruch 18 bereit. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße laserbeschriftbare Folie weist neben einer Substratanordnung eine Funktionsschichtanordnung auf. Die Substratanordnung kann eine oder mehrere Schichten aufweisen, insbesondere weist sie jedoch eine Substratschicht aus Kunststoff auf. Die wesentliche Funktion der Substratschichtanordnung liegt darin, einen Träger für die Funktionsschichtanordnung bereitzustellen. Die Substratschichtanordnung kann optional auch weitere Funktionen bereitstellen oder enthalten. Die Funktionsschichtanordnung ist als Heißlaminat oder als Heißprägeschichtanordnung ausgebildet und entsprechend durch Heißlaminierung oder Heißprägung mit der Substratanordnung verbunden. Die Funktionsschichtanordnung weist jedenfalls eine lasersensitive Schicht auf, in der eine Beschriftung mittels Laserbestrahlung möglich ist. Darüber hinaus kann die Funktionsschichtanordnung auch weitere Schichten aufweisen, die ebenfalls mittels Laserbestrahlung, gegebenenfalls auch unabhängig von der einen lasersensitiven Schicht, beschriftbar sind. Die Beschriftung der laserbeschriftbaren Folie ist zusätzlich zur Funktionsschichtanordnung gegebenenfalls auch zusätzlich in der Substratanordnung möglich.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Beschriftung der Funktionsschichtanordnung dadurch erfolgt, dass die Funktionsschichtanordnung durch Laserbestrahlung jedenfalls partiell entfernt wird. Partielle Entfernung bedeutet dabei, dass die Funktionsschichtanordnung jedenfalls punktweise, aber auch linien- oder bereichsweise, entfernbar ist. Partiell bedeutet aber auch, dass die Funktionsschichtanordnung nicht vollständig entfernt werden muss, vielmehr ist es ausreichend, dass sich die Entfernung nur auf einzelne Schichten erstreckt. Durch die partielle Entfernung der Funktionsschichtanordnung beziehungsweise einzelner Schichten ebendieser bildet sich in der verbleibenden Funktionsschichtanordnung die Beschriftung aus. Die unter der oder den entfernten Schichten verbleibende Schicht der Funktionsanordnung oder der Substratanordnung bildet einen Kontrast zu der verbliebenen Funktionsschichtanordnung aus, so dass die Markierung erkennbar ist. Von besonderem Vorteil ist bei dieser Art der Beschriftung zudem, dass sich in der laserbeschriftbaren Folie durch die Beschriftung – ein Teil der Funktionsschicht wird entfernt – eine Reliefstruktur ausbildet. Die Markierung ist somit bereits aufgrund der Reliefstruktur von einer einfachen Bedruckung zu unterscheiden.
Heißlaminat- und Heißprägefolien zeichnen sich durch einen mehrschichtigen Aufbau aus, wobei die zuunterst liegende Schicht aus einem dem Fachmann bekannten thermoplastischen Reaktivkleber besteht, der substratabhängig modifiziert wird. Der Reaktivkleber ist vorliegend also auf die Substartanordnung abgestimmt. Auf dieser Schicht befindet sich vorzugsweise eine oder mehrere dekorative Schichten, die jeweils sowohl lokale mehrfarbige Muster, als auch vollflächig einfarbig sein können. Oberhalb der Dekorschichten kann eine Lackschicht als Schutzschicht gegen Chemikalien oder Zerkratzen aufgebracht sein. Diese besonders strukturierte Lackschicht kann auch Dekore (ein- oder mehrfarbig) enthalten.
Zum Schutz vor Beschädigung vor der Applikation werden die Schichten des Heißlaminats oder der Heißprägeschichtanordnung üblicherweise durch einen temporären Polyesterträger geschützt. Dieser weist üblicherweise eine Trennschicht auf, die ein leichtes Ablösen des Trägers von den weiteren Schichten sicherstellen soll.
Beim Heißlaminieren (Thermokaschieren) erfolgt der Farbübertrag auf das Substrat mittels einer heißen Walze. Durch den vollflächigen Druck und die eingestellte Temperatur wird immer eine ganzflächige Übertragung der Farbschichten erzielt. Diese Übertragungsfolien können sowohl vollflächig mit den zu übertragenden Farbschichten (ein- oder mehrfarbig) als auch mit entsprechenden Dekoren (ebenfalls ein- oder mehrfarbig) versehen sein. Beim Heißprägen hingegen erfolgt ein Übertrag einer Farbschicht (meist einfarbig) lokal, also in der Regel nicht vollflächig, mittels eines heißen Prägestempels. Die Temperatur der Walze bzw. des Prägestempels ist dabei abhängig von der Heißprägefolie sowie dem Substrat.
Heißlaminate und Heißprägefolien weisen auch bei mehrschichtigem Aufbau eine innere Festigkeit der unterschiedlichen Schichten zueinander auf, die ein zerstörungsfreies Entfernen einer einzelnen Schicht verhindert. Damit wird auch eine Manipulation des in den Schichten hinterlegten Informationsgehalts deutlich erschwert.
Die Ausgestaltung der Funktionsschichtanordnung als Heißlaminat oder als Heißprägeschichtanordnung ermöglicht zudem eine dauerhafte Verankerung der Funktionsschichtanordnung auf der Substratanordnung. Eine derartige dauerhafte Verankerung ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine erhöhte Manipulationsresistenz der laserbeschriftbaren Folie.
Insbesondere ist bei der vorliegenden laserbeschriftbaren Folie zudem die partielle Entfernung der Funktionsschichtanordnung mittels nur eines geeigneten Lasers möglich, auch bei einem mehrschichtigen Aufbau der Funktionsschichtanordnung. Ein geeigneter Laser hierfür ist beispielsweise ein Nd:YAG-Laser (1064 nm) oder ein CO2-Laser (10,6 μm). Dies ermöglicht eine mehrfarbige Markierung unter Einsatz nur eines Lasers bei einer Funktionsschichtanordnung mit verschiedenfarbigen Schichten.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Funktionsschichtanordnung partiell entfernbar durch laserinduzierte Gravur und den damit verbundenen Materialabtrag der Funktionsschichtanordnung. Die Gravur und der damit verbundene Materialabtrag kann beispielsweise durch einen Abbrand und/oder eine laserinduzierte Ablation erzielt werden. Durch eine geeignete Materialwahl kann die Gravur besonders einfach mittels Laserbestrahlung erzielt werden. Von Vorteil ist dabei auch, dass bei entsprechender Materialwahl auch verschiedene Schichten der Funktionsschichtanordnung mit demselben Laser entfernbar sind. Bzgl. der Materialwahl wird insbesondere auf den Offenbarungsgehalt der DE 100 48 665 A1 verwiesen.
Eine besondere Möglichkeit zur Erhöhung der Fälschungssicherheit der laserbeschriftbaren Folie besteht darin, die Folie zusätzlich unabhängig von der eigentlichen Laserbeschriftung zu markieren. Eine derartige Markierung kann beispielsweise durch eine serienabhängige Kennzeichnung der Funktionsschichtanordnung erfolgen. Insbesondere kann das Logo eines Kunden, ein Warntext oder eine andere gewünschte Kennung als serienabhängige Markierung in die Funktionsschichtanordnung eingebracht sein. Eine derartige serienabhängige Markierung kann beispielsweise als eine Schicht in dem Heißlaminat vorgesehen sein oder aber durch eine entsprechende Heißprägung. Zur Ausbildung einer serienabhängigen Markierung wird insbesondere auf den Offenbarungsgehalt der DE 101 42 638 A1 verwiesen.
Zur Erhöhung der Variationenvielfalt für die laserbeschriftbare Folie sollte diese mehrlagig aufgebaut sein. Insbesondere eine mehrlagige Funktionsschichtanordnung mit Lagen unterschiedlicher Farbe ermöglicht eine mehrfarbige Markierung, indem die jeweiligen Schichten partiell entfernt werden, sodass die darunter liegende Schichten mit entsprechend unterschiedlicher Farbe sichtbar werden.
Bei einer mehrlagigen Funktionsschichtanordnung sollten zudem die einzelnen Lagen derart miteinander verbunden sein, dass diese nur durch Zerstörung voneinander getrennt werden können, das heißt, dass auch die jeweilige Lage nicht als Ganzes bei der Aufspaltung erhalten bleibt. Eine derartige Ausgestaltung kann insbesondere durch die Ausgestaltung der Funktionsschichtanordnung als Heißlaminat erzielt werden.
In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Funktionsschichtanordnung Farbpigmente enthält, die die Entfernung der jeweiligen Schicht begünstigen oder ermöglichen. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Funktionsschichtanordnung unterschiedliche Farbpigmente in unterschiedlichen Lagen enthält, um so eine mehrfarbige Markierung zu ermöglichen. Die Farbpigmente sind dabei so ausgewählt, dass sie alle mittels des gleichen Lasers angesprochen werden können, eine Wellenlängenselektivität somit nicht besteht.
Bei der erfindungsgemäßen laserbeschriftbaren Folie bietet die Ausgestaltung der Funktionsschichtanordnung als Heißlaminat oder Heißprägeschichtanordnung zudem die Möglichkeit, die einzelnen Lagen der Funktionsschichtanordnung besonders dünn auszubilden, insbesondere ist eine Dicke kleiner 20 μm realisierbar. Bevorzugt sollte die Dicke einzelner Lagen im Bereich von 1 μm bis 10 μm liegen. Eine geringe Dicke der einzelnen Lagen bietet neben der geringen Gesamtdicke der Folie den Vorteil, dass die Staubentwicklung bei der Laserbeschriftung reduziert ist, da der Materialabtrag entsprechend geringer ausfällt. Zudem ist es möglich, die Laserbeschriftung selbst vergleichsweise schnell durchzuführen, da weniger Material abgetragen werden muss.
In weiter bevorzugter Ausgestaltung weist die Funktionsschichtanordnung eine Schutzschicht auf, wobei auch diese Schutzschicht Farbpigmente aufeisen kann und somit ebenfalls für die Beschriftung nutzbar ist. Je nach Anforderungsprofil an die Folie insgesamt, kann die Schutzschicht zur Erhöhung der Kratzfestigkeit, Temperaturbeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und/oder UV-Resistenz ausgebildet sein. Sofern eine Beschriftung in der Schutzschicht selbst vorgenommen wird, wird diese lokal entfernt und somit in Ihrer Funktion beeinträchtigt. Allerdings ist eine derartige Beeinträchtigung lokal begrenzt. Der überwiegende Teil der Schutzschicht erfüllt seinen Zweck trotz Beschriftung.
Zur weiteren Erhöhung der Manipulationssicherheit weist die Substratanordnung mindestens eine Acrylatfolie auf, die vorzugsweise leicht brüchig ausgebildet ist. Für die Ausgestaltung der Acrylatfolie wird insbesondere auf den Offenbarungsgehalt der DE 100 48 665 A1 verwiesen. Anhand der chemischen Komponenten in der Acrylatfolie ist deren Brüchigkeit einstellbar, insbesondere derart, dass die Acrylatfolie nicht zerstörungsfrei entfernbar ist. Eine Acrylatfolie insbesondere in Kombination mit einem Heißlaminat als Funktionsschichtanordnung eignet sich somit besonders gut zur Ausgestaltung eines nicht entfernbaren Sicherheitsetiketts, da somit die laserbeschriftbare Folie an sich nach einer Verklebung auf einem Klebuntergrund nicht ohne Zerstörung entfernt werden kann.
Die Substratanordnung kann ausschließlich oder ergänzend zu anderen Schichten eine Substratfolie insbesondere als Träger des gesamten Folienaufbaus aufweisen. Vorzugsweise ist die Substratfolie aus einem der folgenden Materialien hergestellt: Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Polyurethan, Polyvinylchlorid. Zudem kann die Substratanordnung farbig ausgebildet sein, um beispielsweise eine Kontrastschicht für die Funktionsschichtanordnung bereit zu stellen.
In weiter bevorzugter Ausgestaltung ist die laserbeschriftbare Folie selbstklebend ausgebildet. Hierzu weist sie eine Klebeschicht auf, die vorzugsweise auf der der Funktionsschichtanordnung gegenüberliegenden Seite der Substratanordnung angeordnet ist. Die Klebeschicht sollte, wie es für den Fachmann bekannt ist, auf den jeweiligen Verklebungsuntergrund und die damit in Verbindung stehenden Anforderungen (Klebrigkeit, Klebkraft, Resistenz gegen Umwelteinflüsse etc.) abgestimmt sein. Insbesondere weist die Klebeschicht hierzu eine Haftklebmasse auf.
Die Klebeschicht ist in bevorzugter Ausgestaltung temporär mit einer Trennschicht abgedeckt. Derartige Trennschichten sind dem Fachmann in einer Vielzahl bekannt, zum Beispiel in Form von silikonisierten Folien. Die temporäre Abdeckung kann, sobald die Folie auf einen Verklebungsuntergrund aufgeklebt werden soll, leicht abgezogen und die Folie verklebt werden. Bei der Trennschicht kann es sich um eine zusätzliche Folie handeln, die von der laserbeschriftbaren Folie gelöst und anschließend entfernt wird. Je nach Ausgestaltung kann aber auch vorgesehen sein, dass die laserbeschriftbare Folie selbst die Trennschicht bereitstellt. Hierzu wird die laserbeschriftbare Folie aufgerollt und die Oberseite der Funktionsschichtanordnung bildet die Trennschicht aus, ist also so ausgestaltet, dass sie leicht von der Klebeschicht ablösbar ist. Insbesondere ist hierzu eine Silikonisierung der Trennschicht vorgesehen.
Die erfindungsgemäße laserbeschriftbare Folie eignet sich insbesondere für Etiketten zur Kennzeichnung von Gegenständen. In bevorzugter Ausgestaltung ist die laserbeschriftbare Folie auch mittels Laserbestrahlung schneidbar, insbesondere nämlich auch mit demselben Laser, mit dem die Beschriftung erfolgt. Somit ist es möglich, die Etiketten nicht nur bezüglich ihres Informationsgehalts sondern auch bezüglich Form und Größe zu individualisieren. Dies kann zudem im gleichen Arbeitsgang wie die Beschriftung erfolgen, wodurch der Produktionsaufwand überschaubar bleibt. Gleichzeitig kann bei der Herstellung der Etiketten die jeweilige Ausgestaltung gemeinsam mit dem Informationsinhalt eines jeden Etiketts zu späteren Überprüfung gespeichert werden.
Ein derartiges, aus einer laserbeschriftbaren Folie mittels Laserbestrahlung ausgeschnittenes Etikett weist insbesondere an seinem Rand charakteristische Struktur des Laserschneidvorgangs auf. Dies ermöglicht eine Unterscheidung von einem Stanzteil. Ferner kann eine derartige Struktur als weiters Merkmal zur Überprüfung der Originalität eines Etiketts dienen.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer laserbeschrifteten Folie, insbesondere einem laserbeschrifteten Etikett, werden eine Substratanordnung einerseits sowie eine Funktionsschichtanordnung als Heißlaminat oder als Heißprägeschichtanordnung andererseits bereitgestellt. Die Funktionsschichtanordnung wird durch Heißlaminierung oder Heißprägung mit der Substratanordnung verbunden.
Ferner wird die Funktionsschichtanordnung jedenfalls partiell durch Laserbestrahlung entfernt. Dabei bildet die Funktionsschichtanordnung gegebenenfalls in Wechselwirkung mit der Substratanordnung als Kontrastschicht, eine Beschriftung aus. Eine derartige Beschriftung kann eine beliebige Markierung, insbesondere aber eine für jedes Etikett individuelle Markierung sein, beispielsweise eine Identifikationsnummer oder dergleichen. Die Laserbestrahlung zur Beschriftung der Funktionsschichtanordnung kann vor, bevorzugt jedoch auch nach dem Verbinden mit der Substratanordnung erfolgen. Ferner kann auch vorgesehen sein, dass die Substratanordnung selbst auch durch Laserbestrahlung beschriftet wird.
Bei dem Verfahren werden die Funktionsschichtanordnung und die Substratanordnung durch die Heißlaminierung beziehungsweise Heißprägung dauerhaft miteinander verbunden. Eine Trennung ist sodann ohne eine Zerstörung der jeweiligen Anordnungen nicht mehr möglich. Ferner kann vorgesehen sein, dass die laserbeschrifbare Folie unabhängig von der eigentlichen Laserbeschriftung eine insbesondere serienabhängige Markierung erhält. Eine derartige serienabhängige Markierung erfolgt insbesondere durch eine Markierung des Heißlaminats oder der Heißprägeschichtanordnung. Hierbei wird vorzugsweise noch vor dem Verbinden der Funktionsschichtanordnung mit der Substratanordnung die Funktionsschichtanordnung kundenspezifisch markiert, beispielsweise durch Einbringen eines Kundenlogos in die Funktionsschichtanordnung.
Die Beschriftung der Folie erfolgt insbesondere durch einen partiellen Materialabtrag durch Gravur der Funktionsschichtanordnung. Dabei kann die Funktionsschichtanordnung in nur einer Schicht entfernt werden, bei einem mehrschichtigen Aufbau können aber auch einzelne oder mehrere Schichten gemeinsam oder nacheinander entfernt werden.
In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Folie mittels Laserbestrahlung zu Etiketten geschnitten. Der Laserschneidvorgang erfolgt insbesondere in einem gemeinsamen Arbeitsschritt mit der Beschriftung der Folie durch die partielle Entfernung der Funktionsschichtanordnung. Dabei kann derselbe Laser für die Beschriftung und den Schneidvorgang verwendet werden. Der Laserschneidprozess ermöglicht zudem auf einfache Weise eine Individualisierung der Etiketten bezüglich ihrer Gestalt (Form und Größe) vorzunehmen. Insbesondere wenn Laserschneidvorgang und Laserbestrahlung zur Beschriftung unmittelbar nacheinander erfolgen, können die Informationen zum in das Etikett eingeschriebenen Informationsinhalt und erzeugter äußerer Gestalt gemeinsam gespeichert werden, um eine spätere Identifikation und Kontrolle zu ermöglichen. Desweiteren können sowohl Inhalt als auch Form in sehr kurzer Zeit flexibel innerhalb eines Produktionsprozesses geändert werden bzw. der Produktionsprozess selbst dahingehend angelegt sein, dass Etiketten unterschiedlicher Form und unterschiedlichen Inhalts anforderungsspezifisch hergestellt werden können.
Sofern die Folie selbstklebend ausgestaltet sein soll, wird bei dem Herstellungsverfahren auf die Substratanordnung eine Klebeschicht aufgebracht. Das Aufbringen der Klebeschicht kann grundsätzlich sowohl vor als auch nach der Laserbeschriftung erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Aufbringung jedoch vor dem Laserschneidvorgang. Anschließend wird die Klebeschicht in bevorzugter Ausgestaltung temporär mit einer Trennschicht abgedeckt, wobei die Trennschicht auch durch die Unterseite der Funktionsschichtanordnung bereitgestellt werden kann. In diesem Fall wird die Folie zusätzlich aufgewickelt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 ein Etikett aus einer erfindungsgemäßen laserbeschriftbaren Folie gemäß einer ersten Ausführungsform während eines mit Hilfe eines Laser durchgeführten Beschriftungsvorgangs,
2 ein Etikett aus einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen laserbeschriftbaren Folie,
3 eine Draufsicht auf das beschriftete Etikett gemäß 2.
1 zeigt eine laserbeschriftbare Folie 1, die eine Substratanordnung 2 und eine Funktionsschichtanordnung 3 aufweist. Die Substratanordnung 2 wird im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ausschließlich aus einer Polyethylenfolie mit einer Dicke von 20 μm gebildet. Die Polyethylenfolie 2 ist vorliegend einfarbig, hier nämlich weiß, eingefärbt, um eine Kontrastschicht zur Funktionsschichtanordnung 3 auszubilden.
Die Funktionsschichtanordnung 3 ist vollflächig auf der Substratanordnung 2 aufgebracht und wird aus einer ersten Schicht 4, einer zweiten Schicht 5 und einer dritten Schicht 6 gebildet. Bei der ersten Schicht 4 handelt es sich vorliegend um einen thermoplastischen Reaktivkleber mit einer Schichtdicke von etwa 2 μm. Die zweite Schicht 5 ist als pigmentierter Lack ausgebildet und weist eine Schichtdicke von etwa 5 μm auf. Die dritte Schicht 6 ist ebenfalls als pigmentierter Lack mit einer Schichtdicke von etwa 5 μm ausgebildet. Die Komponenten der Schichten 3–6 sind dem Fachmann bekannt und z. B. bei der Fa. LEONHARD KURZ Stiftung & Co. KG kommerziell erhältlich. Die zweite Schicht 5 ist vorliegend rot eingefärbt, die dritte Schicht 6 schwarz. Beide Schichten 5, 6 der Funktionsschichtanordnung 3 sind mittels Laserbestrahlung beschriftbar, nämlich dadurch, dass jede Schicht 5, 6 für sich durch die Laserbestrahlung partiell entfernt werden kann. Die partielle Entfernung der jeweiligen Schicht 5, 6 erfolgt durch lokale Gravur der jeweiligen Schicht 5, 6.
Die drei Schichten 4, 5, 6 sind zusammen als Heißlaminat ausgebildet und durch Heißlaminierung mit der Substratanordnung 2, hier also mit der Polyethylenfolie, verbunden. Die Heißlaminierung wird dabei so durchgeführt, dass die Funktionsschichtanordnung 3 dauerhaft auf der Substratanordnung 2 verankert ist. Diese Verankerung hat zur Folge, dass ein Entfernen der Funktionsschichtanordnung 3 von der Substratanordnung 2 nur unter Zerstörung jedenfalls einer der beiden Anordnungen, insbesondere der Funktionsschichtanordnung 3, möglich ist.
Dadurch, dass die Funktionsschichtanordnung 3 als Heißlaminat ausgebildet ist, sind auch die einzelnen Lagen 5, 6 der Funktionsschichtanordnung 3 derart miteinander verbunden, dass eine Aufspaltung der Lagen 5, 6 nicht ohne eine Zerstörung möglich ist. Darüber hinaus bildet die Ausgestaltung der Funktionsschichtanordnung 3 als Heißlaminat die Möglichkeit, die einzelnen Lagen mit einer geringen Dicke auszubilden. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass Dicken der Lackschichten von unter 10 μm, vorzugsweise von nur einigen μm möglich sind.
1 zeigt zudem wie die Laserbeschriftung der Folie 1 erfolgt. Beim Beschriftungsvorgang mittels eines Lasers wird zunächst lokal die oberste Schicht, hier die erste Schicht 6 abgetragen. Darunter scheint die zweite Schicht 5 durch und bildet so die Beschriftung aus. Sofern eine mehrfarbige Beschriftung erwünscht ist, werden zusätzlich zu der ersten Schicht 6 auch die Schichten 5 und 4 lokal mittels Laserbestrahlung abgetragen. Bei der hier gezeigten Ausgestaltung der laserbeschriftbaren Folie kann dabei die Beschriftung der beiden Schichten 5, 6 mit demselben Laser durchgeführt werden. Insbesondere eignet sich hier ein Nd:YAG Laser mit einer Leistung von 30 W. Ein weiterer Vorteil der Laserbeschriftung durch Entfernen der Funktionsschichtanordnung 3 besteht darin, dass eine Mikrostrukturierung der Oberfläche der Funktionsschichtanordnung 3 durchgeführt wird. Aufgrund dieser Mikrostrukturierung lässt sich diese Art der Laserbeschriftung auf einfache Weise von einfachen Bedruckungen unterscheiden.
Sofern zusätzliche Sicherheitsaspekte realisiert werden sollen, kann über die Funktionsschichtanordnung 3 hinaus auch die Substratanordnung 2 mittels Laserbeschriftung beschriftet sein. Bevorzugt erfolgt auch diese Beschriftung durch ein partielles Entfernen der Substratanordnung 2. Eine partielle Entfernung kann jedoch die Substratanordnung 2 insbesondere dann, wenn die Beschriftung großflächig erfolgt, in ihrer Tragfunktion beeinträchtigen. Daher kann auch vorgesehen sein, dass die Beschriftung der Substratanordnung 2 durch einen Farbumschlag oder dergleichen realisiert wird.
In 1 ist auf der der Funktionsschichtanordnung 3 gegenüber liegenden Seite der Substratanordnung 2 zudem eine Klebeschicht 7 angeordnet. Die Klebeschicht 7 dient dazu, ein aus der Folie 1 hergestelltes Etikett auf einem beliebigen Klebeuntergrund anzuordnen. Die Klebeschicht 7 ist insbesondere auf den spezifischen Anwendungsfall so abgestimmt, dass sie das Etikett auf dem Klebeuntergrund festlegt, insbesondere eine hinreichende Langzeitstabilität gewährleistet, eine ausreichende Klebkraft aufweist etc. Die Klebeschicht 7 weist hier und vorzugsweise eine Haftklebemasse auf, sodass das Etikett selbstklebend ausgebildet sein kann.
Zum Schutz der Klebeschicht 7 ist diese temporär mit einer Trennschicht 8 abgedeckt. Die Trennschicht 8 ist derart ausgebildet, dass sie vor einer Verklebung des Etiketts leicht von diesem abgezogen werden kann.
2 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Etiketts aus einer laserbeschriftbaren Folie 1. Dieses Etikett 1 weist wiederum eine Substratanordnung 2 sowie eine Funktionsschichtanordnung 3 auf. Ferner ist eine Klebeschicht 7 vorgesehen, die mit einer Trennschicht 8 temporär abgedeckt ist.
Die Substratanordnung 2 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel nunmehr dadurch, dass diese aus einer Acrylatfolie besteht. Die Acrylatfolie 2 ist dabei insbesondere leicht brüchig ausgestaltet.. Dies hat zur Folge, dass die Acrylatfolie 2 bei einem Versuch einer Trennung der Substratanordnung 2 von der Funktionsschichtanordnung 3 oder bei einem Versuch die Folie nach dem Verkleben auf einem Untergrund wieder abzuziehen zerstört wird und somit ein derartiger Manipulationsversuch angezeigt wird. Die laserbeschriftbare Folie 1 ist dadurch nicht wieder verwendbar.
Neben der Substratanordnung 2 unterscheidet sich auch die Funktionsschichtanordnung 3 von der vorher beschriebenen Ausgestaltung. Bei dem in 2, 3 gezeigten Etikett 1 weist die Funktionsschichtanordnung 3 eine serienabhängige Markierung 9 auf. Die serienabhängige Markierung 9 ist bei der Herstellung der Folie 1 zwischen der ersten Schicht 4 und der zweiten Schicht 5 während der Schichtherstellung in die Funktionsschichtanordnung 3 eingebracht worden, beispielsweise durch Bedruckung oder Eingießen einer Gravierschicht. Diesbezüglich wird insbesondere auf den Offenbarungsgehalt der DE 101 42 638 A1 verwiesen. Aus 3 ist ersichtlich, dass es sich bei der serienabhängigen Markierung 9 im vorliegenden Fall um das Logo des Anmelders handelt. Es können aber auch beliebige andere Markierungen vorgesehen sein. Neben der serienabhängigen Markierung 9 ist in 3 auch die Laserbeschriftung zu erkennen. Vorliegend wurde das Wort „LASER" in die Funktionsschichtanordnung 3 eingeschrieben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10048665 A1 [0005, 0018, 0025]
- DE 10142638 A1 [0005, 0019, 0051]
- DE 10050553 A1 [0006]
- WO 02/36356 A1 [0007]
- WO 03/095225 A1 [0007]
- WO 03/095745 A1 [0007]

Claims

Laserbeschriftbare Folie mit einer Substratanordnung und einer Funktionsschichtanordnung, wobei die Funktionsschichtanordnung als Heißlaminat oder als Heißprägeschichtanordnung ausgebildet und durch Heißlaminierung oder Heißprägung mit der Substratanordnung verbunden ist und wobei die Funktionsschichtanordnung durch Laserbestrahlung beschriftbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschichtanordnung durch Laserbestrahlung jedenfalls partiell entfernbar ist und durch die partielle Entfernung die Beschriftung ausbildet.
Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschichtanordnung partiell durch laserinduzierte Gravur entfernbar ist.
Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschichtanordnung dauerhaft auf der Substratanordnung verankert ist.
Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschichtanordnung eine zusätzliche Markierung aufweist.
Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschichtanordnung mehrlagig aufgebaut ist, vorzugsweise, dass die Funktionsschichtanordnung mehrere Lagen unterschiedlicher Farbe aufweist.
Folie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Lagen der Funktionsschichtanordnung derart miteinander verbunden sind, dass diese bei einer Aufspaltung in sich zerstört werden.
Folie nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Lagen der Funktionsschichtanordnung eine maximale Dicke von 20 μm, vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 1 μm bis 10 μm aufweisen.
Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschichtanordnung Farbpigmente enthält, vorzugsweise dass die Funktionsschichtanordnung unterschiedliche Farbpigmente in unterschiedlichen Lagen enthält.
Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschichtanordnung eine Schutzschicht zur Erhöhung der Kratzfestigkeit, Temperaturbeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und/oder UV-Resistenz aufweist.
Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratanordnung mindestens eine Acrylatfolie aufweist, die vorzugsweise leicht brüchig ausgebildet ist.
Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratanordnung eine Substratfolie aufweist, vorzugsweise, dass die Substratfolie aus einem der folgenden Materialien hergestellt ist: Polyethylenterephtalat, Polyethylen, Polyurethan, Polyvinylchlorid.
Folie nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratanordnung farbig ausgebildet ist.
Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klebeschicht vorgesehen ist, vorzugsweise, dass die Klebeschicht auf der der Funktionsschichtanordnung gegenüberliegenden Seite der Substratanordnung angeordnet ist,
Folie nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht eine Haftklebemasse aufweist.
Folie nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht temporär mit einer Trennschicht abgedeckt ist.
Folie nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aufgerollt ist und die Unterseite der Funktionsschichtanordnung die Trennschicht ausbildet.
Etikett hergestellt aus einer laserbeschriftbaren Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Etikett aus der laserbeschriftbaren Folie mittels Laserbestrahlung ausgeschnitten ist
Verfahren zur Herstellung einer laserbeschrifteten Folie, die insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildet ist, bei dem eine Substratanordnung bereitgestellt wird, bei dem eine Funktionsschichtanordnung als Heißlaminat oder als Heißprägeschichtanordnung bereitgestellt wird und bei dem die Funktionsschichtanordnung durch Heißlaminierung oder Heißprägung mit der Substratanordnung verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschichtanordnung jedenfalls partiell durch Laserbestrahlung entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschichtanordnung durch die Heißlaminierung bzw. Heißprägung dauerhaft auf der Substratanordnung verankert wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie zusätzlich markiert wird wird, insbesondere durch eine Markierung des Heißlaminats oder der Heißprägeschichtanordnung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschichtanordnung partiell durch laserinduzierte Gravur in jedenfalls einer Schicht, vorzugsweise mehrerer Schichten, entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mittels Laserbestrahlung zu Etiketten geschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserschneidvorgang mit demselben Laser wie die Beschriftung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Substratanordnung eine Klebeschicht aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht temporär mit einer Trennschicht abgedeckt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aufgerollt wird und dabei die Unterseite der Funktionsschichtanordnung als Trennschicht auf die Klebeschicht aufgebracht wird.