(57)【要約】【課題】  レーザーマーキング部が視認性に優れ、その部分の表面が平滑性に優れており、長時間の使用によっても耐摩耗性に優れ、優れた視認性を維持することにより、デザイン性が高く商品価値の高い透明成形体を提供する。【解決手段】  レーザーマーキング部を有する透明成形体であって、レーザーマーキング部が、その成形体の表面から成形体の内部側に２００μｍ以上、１．５ｍｍ以下に渡る厚さである透明成形体に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーマーキング部を有する透明成形体であって、レーザーマーキング部が、その成形体の表面から成形体の内部側に２００μｍ以上、１．５ｍｍ以下に渡る厚さであることを特徴とする透明成形体。
【請求項２】
前記レーザーマーキング部が、黒色または灰色の不透明部であることを特徴とする請求項１に記載の透明成形体。
【請求項３】
前記レーザーマーキンング部の厚さが、そのレーザーマーキング部が設けられた透明成形体の厚さの３〜３０％の割合であることを特徴とする請求項１または２に記載の透明成形体。
【請求項４】
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂から選ばれる少なくとも１種以上の樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透明成形体。
【請求項５】
食器蓋またはフードカバーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の透明成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーマーキング部を有する透明成形体に関し、優れた視認性を有し、かつ、耐摩耗性に優れたレーザーマーキング部を有する透明成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
食器をはじめとする容器、包装容器、電子部品、自動車部品などの成形体の中でも、透明な成形体に、商品名、企業名、ロット番号、シリアル番号、賞味期限、品質保証期限、バーコードその他の任意形状の模様、文字、図形もしくは記号などの種々のマーキングを施すことにより、そのデザイン性の可能性も高まり、商品価値を高めることができる。
【０００３】
これらのマーキングを施す方法として、従来からレーザー照射を利用する方法が提案されているが、透明ないし半透明の成形体の場合では、比較的大きな照射エネルギーのレーザー光を成形体の表面に当てる必要があり、マーキングされた部分の表面が凹部となったり、成形体の表面のみが変色したレーザーマーキング部となったりして、透明ないし半透明の下地の中におけるレーザーマーキング部の視認性が不十分であったり、製品のデザインの自由度の点でも制限される場合が多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、透明成形体におけるレーザーマーキング部の優れた視認性を確保すると同時に、種々のデザインの透明成形体を可能とするものである。更には、繰り返し使用による透明成形体の表面が摩耗する用途においても、レーザーマーキング部の優れた視認性が維持される透明成形体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、レーザーマーキング部を有する透明成形体であって、レーザーマーキング部が、その成形体の表面から成形体の内部側に２００μｍ以上、１．５ｍｍ以下に渡る厚さであることを特徴とする透明成形体に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の透明成形体は、そのレーザーマーキング部が表面から内部側にわたって十分な厚さを有しているため、レーザーマーキング部の視認性に優れており、長時間の繰り返し使用によっても、優れた視認性を維持されることから、デザイン性が高く商品価値の高い透明成形体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】単層の透明成形体のレーザーマーキング部の１例を示す要部断面図である。
【図２】単層の透明成形体のレーザーマーキング部の他の例を示す要部断面図である。
【図３】２層の透明成形体のレーザーマーキング部の１例を示す要部断面図である。
【図４】２層の透明成形体のレーザーマーキング部の他の例を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
透明成形体は、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂を用いて成形される。熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂の種類は、透明な成形体が得られる材料であれば特に制限はなく用いられる。
【０００９】
熱可塑性樹脂には、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリレート、ポリアミド、ポリエステルの各樹脂、アイオノマー樹脂、フッ素樹脂、またポリ乳酸をはじめとする生分解性樹脂など、さらにはブチルゴム、イソプレンゴムなどの合成ゴム、オレフィン系エラストマー、ポリエステルエラストマーなどの熱可塑性エラストマーが例示される。
【００１０】
ポリオレフィンには、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリメチレンペンテン樹脂などがあり、これらの樹脂には1種類、あるいは２種類以上のオレフィン等のモノマーを併用した共重合体からなる樹脂、エチレン等のオレフィンと他のコモノマーとの共重合体、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体があり、更には合成ゴム、オレフィン系熱可塑性エラストマーなどが例示される。
【００１１】
ポリ（メタ）アクリレートには、芳香族（メタ）アクリレート樹脂、エポキシ（メタ）アクリレート樹脂などが例示される。
ポリエステルには、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、更にはポリエステル系エラストマーなどが例示される。
【００１２】
熱硬化性樹脂には、少なくとも可視域で透明な熱硬化性樹脂で成形可能であれば限定されるものではなく、例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリルエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン樹脂などが例示される。
【００１３】
これらの熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂は用途に応じて、１種類、あるいは２種類以上が透明成形体の原料に利用される。
【００１４】
これらの熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂は、その成形体が透明である限り、それらの用途により通常用いられる安定剤、添加物を含んでいてもよい。そのような安定剤には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、耐候安定剤、帯電防止剤、核剤、無機微粒子等がある。
【００１５】
また、本発明ではレーザーマーキンング部分を効率良く形成させるため、また高い視認性のあるレーザーマーキング部を確保するために、用いられる樹脂に、予めレーザー光を効率的に吸収し発熱するレーザー光吸収発熱材を配合することが望ましい。
【００１６】
レーザー光吸収発熱材は、上記の安定剤、添加物と同様に用いられる樹脂に配合された際に白化などの透明性を損なうことがないように可視光に対して透明、あるいは微粉状であることが望ましく、平均粒子径が０．１〜１００μｍの金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、金属蓚酸化物、金属炭酸化物などが例示される。
【００１７】
また、以下に例示する有機ジチオール系金属錯体（中心金属は下記に例示したニッケルのみならず、コバルト、白金、パラジウムまたは銅に置き換えた化合物を含む）が好適なレーザー光吸収発熱材として例示される。
【００１８】
【化１】
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【００１９】
【化２】
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【００２０】
【化３】
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【００２１】
【化４】
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【００２２】
【化５】
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【００２３】
【化６】
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【００２４】
【化７】
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【００２５】
【化８】
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【００２６】
【化９】
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【００２７】
【化１０】
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【００２８】
【化１１】
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【００２９】
【化１２】
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【００３０】
【化１３】
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【００３１】
【化１４】
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【００３２】
【化１５】
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【００３３】
【化１６】
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【００３４】
【化１７】
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【００３５】
これらの有機ジチオール系金属錯体は近赤外領域（９５０ｎｍ〜１２００ｎｍ）に吸収を有しており、レーザー光吸収発熱材として好適である。
【００３６】
これらのレーザー光吸収発熱材は、用いられる樹脂１００質量部に対して０．０１〜２０重量部を含有させることが通常であり、好ましくは０．１〜１０質量部、中でも０．１〜７質量部である。０．０１重量部未満である場合には、近赤外線領域の波長光の吸収の効率が不十分な場合があり、２０質量部を越えると、レーザー光吸収発熱材の分散が不十分となる場合があり、成形体の透明性（可視光線透過性）が不十分となることがある。
【００３７】
レーザー光吸収発熱材は無機微粒子と併用することが望ましい。レーザー光吸収発熱材と無機微粒子を共に含有する樹脂から成形された透明成形体は、レーザー光を吸収して発生する熱により樹脂が効率よく変色してレーザーマーキング部分が設けられる。このように、樹脂が効率よく変色するために、併用される無機微粒子としては、二酸化ケイ素、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、雲母などが好適である。無機微粒子は、成形体の透明性を損なわない範囲で、その粒径、含有割合を決めることができる。
【００３８】
本発明に用いられる透明成形体は、上記のレーザー光吸収発熱材、必要に応じて無機微粒子、更にはその他の安定剤、添加剤を含有する樹脂を成形することで得ることができる。
【００３９】
成形方法としては、樹脂の種類に応じて射出成形、押出成形、射出ブロー成形、プレス成形、インサート成形、二色成形、真空成形、圧縮成形等が例示される。これらの成形方法の中でも射出成形によれば、表面平滑性に優れた透明成形体を効率よく製造することができる。
【００４０】
得られる透明成形体には、単層の成形体の他に、２層以上、例えば２〜６層の多層成形体が例示される。これらの透明成形体には、本発明の要件を満たすレーザーマーキング部が一方の面に形成される場合だけでなく、更に他方の面にも形成される場合も例示される。
【００４１】
レーザーマーキング部が一方の面に形成される場合、好適にはレーザーマーキング部の面積の１０％以上が、中でも５０％以上、更に好ましくは８０％以上が本発明の要件を満たしているものである。
【００４２】
レーザーマーキング部が両面に形成される場合、好適には、一方の面に形成されたレーザーマーキング部の面積の１０％以上が、中でも５０％以上、更に好ましくは８０％以上が本発明の要件を満たし、かつ、他方のレーザーマーキング部の面積の１０％以上が、中でも５０％以上、更に好ましくは８０％以上が本発明の要件を満たしているものである。この場合、一方の面のレーザーマーキング部と他方の面のレーザーマーキング部が対応する部分に設けられて（重なって）いても良いが、その重なりは少ないことが望ましく、重ならないことがさらに望ましい。
【００４３】
また、多層の透明成形体の場合は、本発明の要件を満たすレーザーマーキング部が、複数の層にわたり形成されることもある。レーザーマーキング部は、例えば多層を構成する表面層だけでなく、それに隣接する層にまで、さらにはその次に隣接する層にまで及ぶ場合もある。複数の層にわたりレーザーマーキング部が形成される場合は、それら複数の層に上記のレーザー光吸収発熱材を含有させることが望ましい。
【００４４】
例えば、多層の射出成形体を製造するには、成形体（中子）を金型に挿入し、その周りに樹脂を射出して一体化させていく方法や、複数の射出シリンダーを有する射出成形機を使用して、それぞれに異なる熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂原料を供給して、それぞれの射出シリンダーから金型キャビティー内に射出して、各層を一体化して多層射出成形体を得る方法がある。
【００４５】
本発明に用いられる透明成形体の透明の程度は、用いる樹脂、添加剤の種類、成形の方法により微差が見られるが、本発明における「透明」とは、目視者が成形体を挟んで反対側にある物品を目視で認識できることをいい、通常の透明の場合だけでなく、いわゆる半透明の場合を含むものである。その中でも、本発明の好ましい態様のうちの１つとして、透明成形体の全光線透過率が４０％以上であるものがあり（ＪＩＳ  Ｋ  ７１０５  １９８１に準拠して測定）、または、ヘイズ（曇値）が６０％以下であるものがある（ＪＩＳ  Ｋ  ７１０５に準拠した方法で測定）。
【００４６】
透明成形体には、波長が１０６０ｎｍ付近にあるＹＶ０４レーザーまたはＹＡＧレーザーのパルスレーザーを照射されて透明成形体のその部分の樹脂が効率よく変色して、レーザーマーキング部分が形成される。
【００４７】
なお、照射されるレーザー光は透明成形体の一方の表面から反対側の表面に向けて、透過するように照射される。その際、通常の表面のみにレーザーマーキング部を形成させる照射条件とは異なり、より内側にまでレーザーマーキング部が形成されるように、レーザー光の照射の条件が調整される。すなわち、照射されるレーザー光は、例えば、照射スピード（スキャンスピード）、スポット可変（デフォーカス）の調整、レーザー光の出力、パルス周波数など、更には照射面の部分的なマスク、照射回数など、またこれらの２以上の手法の組み合わせにより調整して照射される。これはまた成形体の樹脂の種類、レーザー光吸収発熱材の種類、成形体の透明度などに応じて調整される。レーザー照射には従来のレーザー発信装置も利用することができる。なお、照射エネルギー密度が大きすぎると、樹脂の焦げや溶融により、レーザーマーキング部の部分の強度にも望ましくない影響があり得ることから、レーザーマーキング部は、成形体の表面から内側に向けて、本発明で特定したように一定の厚さの範囲に設けられることが望ましい。
【００４８】
レーザーマーキング部分は、黒色または灰色等の不透明部である。
特に、上記の近赤外線を吸収するレーザー光吸収発熱材が配合されている透明成形体では、レーザーマーキング部分が成形体の表面のみに形成されだけではなく、それより内側にまで厚さをもって形成されていることに特徴がある。その厚さが２００μｍ以上、１．５ｍｍ以下であり、その中でも３００μｍ以上、１ｍｍ以下が好適である。
【００４９】
また、本発明の透明成形体の厚さは、通常５００μｍ〜５ｍｍ程度であり、そこに形成されているレーザーマーキング部分の厚さは、透明成形体の厚さの３〜３０％、中でも５〜２０％であることが好適である。
【００５０】
本発明の透明成形体を製造する際には、レーザーが照射された透明成形体の表面の部分に、凹部が発生しないような照射条件でレーザー照射することが望ましい。レーザー照射により、その表面の荒れは、デザイン上からも最少に抑えることが望ましく、平滑性は人の指にざらつきを殆ど感じない程度まで抑えることが望ましい。その中でも、本発明の好ましい態様のうちの１つとして、レーザーマーキング部分の表面の部分の凹凸の差が
１００μｍ以下である成形体が好適であり、更に５０μｍ以下である成形体が好適であり、その中でも１０μｍ以下の成形体が好適である。
【００５１】
本発明では、ある程度の厚さのあるレーザーマーキング部分が表面から内側までにわたって形成されていることを特徴としている。
第１図は、単層の透明成形体のレーザーマーキング部の例を示す要部断面図である。
透明成形体１に形成されたレーザーマーキング部ａは、樹脂がレーザー光吸収発熱材の発する熱により効率よく変色し不透明となった部分である。本発明では不透明な部分が透明成形体１の表面側面２ａのみに形成されるのではなく、表面側面２ａから内部側面３ａまでに渡り形成されている。その部分の厚さＤａは、２００μｍ以上、１．５ｍｍ以下であり、その中でも３００μｍ以上、１ｍｍ以下が好適である。さらに、その厚さＤａは透明射出成形体の厚さＷの３〜３０％、中でも５〜２０％であることが好適である。
【００５２】
また、第２図は、レーザーマーキング部の他の例を示す要部断面図である。
レーザーマーキング部ｂは、透明成形体１の表面側２ｂのみに形成されるのではなく、表面側面２ｂから内部側面３ｂまでに渡り形成されている。この場合は内部側面３ｂが鋸歯状となっている。この場合のレーザーマーキング部分の厚さは、透明成形体の表面側面２ｂから内部側面３ｂの視認される鋸歯の先端までの長さＤｂである。その部分の厚さＤｂは、２００μｍ以上、１．５ｍｍ以下であり、その中でも３００μｍ以上、１ｍｍ以下が好適である。さらに、その厚さＤｂは透明成形体の厚さＷの３〜３０％、中でも５〜２０％であることが好適である。
【００５３】
第３図は、表面層４、裏面層５の２層からなる透明成形体の例を示すものである。レーザーマーキング部ｃは、表面層４の表面側面２ｃのみに形成されるのではなく、表面側面２ｃから内部側面３ｃまでに渡り形成されている。レーザーマーキング部は、表面層４にのみ形成されており、裏面層５には形成されていない例を示している。
【００５４】
その部分の厚さＤｃは、２００μｍ以上、１．５ｍｍ以下であり、その中でも３００μｍ以上、１ｍｍ以下が好適である。さらに、その厚さＤｃは透明成形体の厚さＷの３〜３０％、中でも５〜２０％であることが好適である。
【００５５】
第４図は、表面層６、裏面層７の２層からなる透明成形体の例を示すものである。レーザーマーキング部ｄは、表面層４の表面側面２ｄのみに形成されるのではなく、表面側面２ｄから内部側面３ｄまでに渡り形成されている。レーザーマーキング部は、表面層６だけではなく、裏面層７まで及び形成されている。この場合は、表面層６及び裏面層７の両方がレーザー光吸収発熱材を含有していることが望ましい。
【００５６】
その部分の厚さＤｄは、２００μｍ以上、１．５ｍｍ以下であり、その中でも３００μｍ以上、１ｍｍ以下が好適である。さらに、その厚さＤｄは透明成形体の厚さＷの３〜３０％、中でも５〜２０％であることが好適である。
【００５７】
本発明のレーザーマーキング部を有する透明成形体は、レーザーマーキング部分が内部側に渡って十分厚さがあり、視認性に優れ、その部分の表面が平滑に優れ、長時間の使用によっても耐摩耗性に優れ、優れた視認性を維持されることから、デザイン性が高く商品価値が高い用途に利用することができ、食器をはじめとする容器、包装容器、電子部品、自動車部品などの成形体の中でも、透明な成形体に、商品名、企業名、ロット番号、シリアル番号、賞味期限、品質保証期限、バーコードその他の任意形状の模様、文字、図形もしくは記号などの種々のマーキングを施すことが出来る。
【００５８】
本発明の透明成形体は、特に食器蓋またはフードカバーの用途に好適であり、レストラン、学校給食、病院などにおいて提供される食事用の食器蓋またはフードカバーとして、繰り返し利用される用途に有用である。食器蓋またはフードカバーをしたまま、食品を視認することができ、繰り返し利用により表面が摩耗した場合であっても、レーザーマーキング部分の視認性が損なわれることがなく優れた機能性を継続して発揮することができる。
【符号の説明】
【００５９】
ａ、ｂ、 c、 d ・・・・レーザーマーキング部
１   ・・・・・・・・・透明成形体
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ ・・・レーザーマーキング部の透明成形体の表面側面
３ａ、３ｃ ・・・・・・レーザーマーキング部の内部側面
３ｂ、３ｄ ・・・・・・レーザーマーキング部の内部側面（鋸歯状）
４、６     ・・・・・・表面層
５、７     ・・・・・・裏面層
Ｄａ       ・・・・・・レーザーマーキング部の厚さであって、透明成形体の
表面側面２ａから内部側面３ａまでにわたる長さである。
Ｄｂ       ・・・・・・レーザーマーキング部の厚さであって、透明成形体の
表面側面２ｂから内部側面３ｂまでにわたる長さである。
Ｄｃ       ・・・・・・レーザーマーキング部の厚さであって、透明成形体の
表面側面２ｃから内部側面３ｃまでにわたる長さである。
Ｄｄ       ・・・・・・レーザーマーキング部の厚さであって、透明成形体の
表面側面２ｄから内部側面３ｄまでにわたる長さである。
Ｗ         ・・・・・・透明成形体の厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019059898.tif 000021
【図４】
2019059898.tif 000022