ES2314575T3 - Film laser. - Google Patents
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Abstract
Film láser compuesto por una capa soporte por lo menos monocapa (1) formada por una lámina transparente, que está recubierta por una cara por una masa autoadhesiva (2), dicha masa autoadhesiva (2) está cubierta eventualmente con un papel antiadhesivo o una lámina antiadhesiva, caracterizado porque la masa autoadhesiva (2) contiene un aditivo, que, cuando se expone a la radiación del láser (3), vira de color.
Description
Film láser.
\global\parskip0.930000\baselineskip
La invención se refiere a un film láser, formado
por una capa soporte de lámina transparente constituida por lo menos
por una capa, que por una cara está recubierta con una masa
autoadhesiva, así como al uso de la misma para envases, embalajes u
objetos transportables.
El film láser según el enunciado principal de la
reivindicación 1 es conocido por el documento
US-2004 026921.
La rotulación y marcado de materiales mediante
rayos láser es un procedimiento muy generalizado. Durante este
proceso de rotulación, se arranca material de la pieza que se está
rotulando. Si el material se arranca de una capa fina de cobertura,
de color diferente, entonces pueden conseguirse rotulaciones de un
gran contraste de colores.
En el documento DE-81 30 861 U
se describe una etiqueta de varias capas de este tipo, formada por
una capa delgada y una capa gruesa autoportante, barnizada,
pigmentada con color cubriente. Las dos capas están provistas de un
barniz (laca) aplicado sin disolventes, reticulado con haz de
electrones, los grosores de las capas son distintos. La rotulación
de la etiqueta se efectúa quemando con un láser la capa superior más
fina del barniz, de modo que quede visible la capa inferior, más
gruesa, de barniz, dicha capa inferior presenta con preferencia un
color que contrasta con el de la primera.
Esta rotulación es una especie de grabado, con
lo cual se descartan las posibilidades de manipulación que tienen
las impresiones tradicionales con pinturas y tintas. Gracias a las
materias primas con las que se ha fabricado y al mismo proceso de
fabricación, la etiqueta es frágil, de modo que la acción de
arrancarla de la base sobre la que está pegada casi siempre conlleva
la destrucción de la misma.
En el documento EP-0 645 747 A
se describe un material de etiqueta de varias capas, rotulable con
rayos láser, formado por una primera capa y una segunda capa que es
ópticamente diferente de la primera; dicha primera capa puede
eliminarse de la segunda mediante rayos láser aplicados siguiendo un
dibujo o un rótulo deseado, que dejan al descubierto la superficie
de la segunda capa que está debajo. Entre las capas está dispuesta
además una lámina de plástico transparente que constituye la capa
soporte.
En el documento DE 44 21 865 A1 se describe una
etiqueta láser monocapa, formada por una capa soporte de plástico,
que contiene un aditivo, que, cuando se expone a los rayos láser,
vira de color.
Por una de sus caras, la capa soporte está
recubierta con una masa autoadhesiva, que eventualmente puede estar
cubierta con un papel antiadhesivo o una lámina antiadhesiva.
La capa soporte está formada por un barniz, en
especial un barniz reticulado, con preferencia un barniz reticulado
con radiación, en especial un barniz de
poliuretano-acrilato reticulado con rayos
electrónicos. En una forma de ejecución alternativa, la capa soporte
es de poli(tereftalato de butileno).
En el documento DE 199 09 723 A1 se describe una
lámina de seguridad, provista de una capa soporte, que contiene un
medio de identificación. Mediante un proceso de rotulación sin
contacto se alteran de modo selectivo y local las propiedades de
difusión de este medio de identificación. Si se pega la lámina de
seguridad rotulada de este modo sobre una pieza, entonces el medio
de identificación se difunde hacia la superficie del sustrato y
produce una reacción detectable. Dicha difusión o reacción se
produce solamente en aquellas zonas de la superficie del sustrato,
en las que, con el proceso de rotulación, se haya desencadenado o
bien no se haya impedido la capacidad de difusión. De este modo, la
lámina de seguridad permite una rotulación e identificación
inequívocas de la pieza.
La lámina de seguridad se rotula por un proceso
sin contacto. De este modo se puede conseguir en el ambiente
industrial una rotulación libre de suciedad, rápida, variable con
flexibilidad. La rotulación de la lámina de seguridad (y por tanto,
la alteración de las propiedades de difusión del medio de
identificación) puede realizarse en especial mediante radiación
electromagnética. Para la rotulación de la lámina de seguridad es
especialmente ventajoso el uso de un láser, con el que se puede
realizar una rotulación sensible a la temperatura y a la luz (en
este caso, el término "luz" abarca la totalidad del espectro
electromagnético accesible al láser). El láser tiene la ventaja
adicional de permitir rotulaciones de mucho contraste, con libre
elección del modelo grabado, rapidez de variación de los modelos y
puede utilizarse con seguridad en el ambiente industrial.
Un aspecto adicional de seguridad se ha
publicado en el documento DE 199 04 823 A1. En él se describe un
procedimiento para la fabricación de una lámina, en el que en primer
lugar se graba la lámina soporte con una herramienta grabadora
provista de estructuras holográficas. A continuación se coloca una
lámina sobre la lámina soporte grabada, de modo que en la lámina
aparece por lo menos un holograma.
En el documento DE-195 31 332 A1
se describe una mezcla de goma que puede rotularse con láser. Como
material base de esta mezcla de goma se emplea un caucho, con
preferencia un caucho natural, al que se añade un aditivo, que
cuando se expone al rayo láser vira de color. Con este caucho pueden
mezclarse los aditivos habituales, como antioxidantes, reticulantes,
filtros de protección a la luz, protectores del ozono, negro de
humo, óxido de cinc, ácidos grasos, resinas, plastificantes o
acelerantes.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Los aditivos idóneos para generar el viraje de
color son en especial los pigmentos coloreados y las sales
metálicas, en especial el hidroxifosfato de cobre o incluso el
Iriodin. Estos aditivos se añaden al caucho en una cantidad
comprendida entre el 0,1 y el 10% en peso, en especial entre el 0,5
y el 5% en peso. Como aditivo puede añadirse además el dióxido de
titanio.
En todas las posibilidades mencionadas se genera
un rótulo o inscripción en la capa soporte de la cinta adhesiva o de
la etiqueta.
Son de uso generalizado los láseres potentes
regulables para grabar marcas del tipo rótulos, códigos y similares.
Las exigencias que debe cumplir el material a rotular son, entre
otras, las siguientes:
\bullet debe poder rotularse con rapidez
\bullet debe permitir un gran poder de
resolución espacial
\bullet debe ser fácil de aplicar
\bullet los productos de descomposición no
deben ser corrosivos.
\vskip1.000000\baselineskip
En casos especiales se deberán cumplir las
exigencias adicionales siguientes:
\bullet debe ser resistente a temperaturas
elevadas, por ejemplo superiores a 200ºC.
\bullet es deseable que sea resistente a la
intemperie, al agua y a los disolventes.
\vskip1.000000\baselineskip
Los materiales conocidos, que se han empleado
para ello, como el papel impreso, el aluminio eloxidado, las láminas
de PVC, no cumplen todas estas exigencias.
Es un objeto de la invención desarrollar un film
láser autoadhesivo, cuyo rótulo quede protegido de forma óptima
después de la grabación con el láser y no presente los
inconvenientes del estado de la técnica.
Este objeto se alcanza con un film láser, como
el que se describe en la reivindicación principal. Son objeto de las
reivindicaciones secundarias las formas de ejecución especialmente
ventajosas del objeto de la invención así como los usos
especialmente ventajosos del film láser de la invención.
La invención se refiere, pues, a un film láser
formado por
\bullet una capa soporte de una lámina
transparente de por lo menos una capa, que
\bullet está recubierta por una cara con una
masa autoadhesiva que
\bullet contiene un aditivo, que, por
exposición a los rayos láser, presenta un viraje de color y que
\bullet está eventualmente cubierta con un
papel antiadhesivo o con una lámina antiadhesiva.
\vskip1.000000\baselineskip
En una primera forma de ejecución ventajosa, la
capa soporte es una lámina de PET o de PP.
La capa soporte presenta con ventaja un grosor
de 10 a 200 \mum, en especial de 50 a 100 \mum.
La capa soporte puede estar formada también por
un laminado multicapa formado por diversas láminas, pero cada lámina
individual tiene que ser transparente.
Según la invención, en la masa adhesiva se halla
el aditivo sensible al láser, que cuando se expone a la radiación
láser sufre un viraje de color. Además de ser susceptible de
rotulación por acción de un láser, la masa adhesiva tiene las
propiedades de una masa adhesiva sensible a la presión.
La masa adhesiva tiene con preferencia un tono
de color claro.
Las propiedades de la masa adhesiva se
orientarán hacia las exigencias de las aplicaciones típicas de los
filmes láser o de las etiquetas fabricadas con ellos.
Como base de la masa adhesiva se emplea un
caucho, por ejemplo un caucho natural o una mezcla de cauchos
natural y sintético. A este caucho o mezcla de cauchos se les añade
dicho pigmento absorbente, que es el que produce el viraje de color.
Con el caucho pueden mezclarse además los aditivos habituales, como
son las cargas de relleno, los antioxidantes, los reticulantes, los
pigmentos de color, el óxido de cinc o las resinas.
Para el ajuste de otras propiedades de la masa
adhesiva puede efectuarse una reticulación por exposición a la luz
UV, una reticulación por radiación electrónica o una reticulación
por métodos térmicos o químicos.
En otra forma preferida de ejecución, la capa de
masa adhesiva tiene un grosor de 15 a 200 \mum, en especial de 30
a 100 \mum.
Los pigmentos absorbentes empleados para
producir el viraje de color son en especial pigmentos de color o
sales metálicas, sobre todo el hidroxifosfato de cobre.
Este aditivo se añade a la masa adhesiva en una
cantidad comprendida entre el 0,1 y el 10% en peso, en especial del
0,5 al 5% en peso, porcentaje referido al peso total de la masa
adhesiva.
Según la invención, el término "film láser"
indica una banda adhesiva, que puede enrollarse para formar una
espiral de Arquímedes, así como las etiquetas láser o los recortes,
que en cada caso particular se vayan cortando de la banda adhesiva.
Las etiquetas láser o recortes pueden obtenerse también por
troquelado.
Las ventajas del film o de la etiqueta con masa
adhesiva rotulable por exposición al láser estriban en que permiten
uniones pegadas provistas en caso necesario de rótulos elegibles de
modo individual, que tienen una estabilidad duradera y pueden leerse
con un contraste muy bueno. Si se comparan con las bandas adhesivas
impresas por la cara del soporte, las presentes tienen la ventaja de
una rotulación protegida en sentido mecánico, es decir, la
estructura de estas bandas tiene la ventaja de la protección que
impide la pérdida de información, ya que el rótulo no se halla sobre
la cara exterior del soporte, como ocurre con los rótulos impresos,
sino que se halla debajo de dicha cara.
A diferencia de los sistemas convencionales de
impresión, como son la impresión por transferencia térmica, la
rotulación láser tiene la ventaja adicional de que se dispone de una
flexibilidad de rotulación mucho mayor (numeración consecutiva,
cambio rápido de escritura a código de barras o similares).
Un uso especialmente ventajoso de la etiqueta de
la invención se encuentra en el envasado y rotulación de paquetes o
bien de objetos destinados al transporte en el ámbito logístico y de
expedición.
En el ámbito del envasado o embalado de
mercancías, la etiqueta eventualmente rotulada se aplica sobre la
unidad envasada de forma manual o mecánica. La rotulación puede
efectuarse antes o después de la aplicación. En la ejecución
ventajosa de una etiqueta rotulable, se pega una rotulación
individual, por ejemplo una dirección, un código de barras, sobre la
unidad envasada, se puede prescindir de una operación adicional de
pegado con una etiqueta que lleve el código de barras o la
dirección.
La rotulación de la masa adhesiva puede
efectuarse con láseres sólidos del tipo Nd-Yag, en
especial en una longitud de onda de luz de 1064 nm. Para generar la
rotulación deseada en la masa adhesiva pueden utilizarse sistemas
galvánicos de direccionado o también máscaras.
En el punto de incidencia del láser sobre la
superficie del material, el aditivo integrado dentro de la masa
adhesiva, con preferencia el hidroxifosfato de cobre, absorbe la
energía. Con ello se produce una intensa liberación de calor en las
inmediaciones de la partícula irradiada, debida a la absorción de
una radiación provista de mucha energía, de modo que tiene lugar la
carbonización de la estructura polimérica adyacente. La masa
adhesiva de color claro, debido principalmente a la adición del
dióxido de titanio, cambia su color en la zona carbonizada, en
función de la cantidad de energía aplicada, adquiriendo nuevos
tonos, que van del gris al negro. Este cambio de color genera
rotulación de fuerte contraste.
Durante la rotulación, la lámina de soporte de
la banda permanece invariable y el viraje de color de la masa
adhesiva se realiza sin arranque de material o bien con un arranque
mínimo.
Con el film rotulable con rayos láser se pueden
abordar con ventaja nuevas aplicaciones.
En un uso preferido están las uniones pegadas
para el sector envase y embalaje, realizadas sobre soportes de
láminas resistentes al desgarro, combinadas con una masa adhesiva
rotulable con láser, que brinda posibilidades adicionales de
rotulación o bien las uniones pegadas de todo tipo, tanto las
transitorias como las duraderas.
Las soluciones hasta ahora conocidas para el
pegado y la rotulación de un producto prevén por lo menos dos
aplicaciones de pegado sucesivas. Por un lado, una banda adhesiva
que asegura la unión pegada y por otro lado una etiqueta con los
datos impresos, por ejemplo la dirección, el código de barras,
etc.
La invención aquí descrita combina estas
aplicaciones de pegado entre sí, es decir, la invención describe un
film que asegura la unión pegada y al mismo tiempo brinda la
posibilidad de rotular sobre ella.
A continuación se ilustra la invención con mayor
detalle mediante un ejemplo y con dos figuras, pero en modo alguno
se pretende limitar la invención con ellos.
\newpage
En la figura 1 se representa un film láser, que
consta de una capa soporte 1, en este caso una lámina PET
transparente de 40 \mum, sobre la que se aplica una masa adhesiva
2.
En las partes deseadas se expone el film láser a
la radiación de un láser Nd-Yag 3. El rayo 3 penetra
en la lámina transparente 1 y se absorbe en el aditivo integrado
dentro de la masa adhesiva 2, lo cual provoca la carbonización del
entorno inmediato 4. Al término de la irradiación, el material
carbonizado genera la rotulación deseada.
En la figura 2 se representa un uso
especialmente ventajoso del film láser. Se pega el film láser sobre
un soporte 5. La rotulación del film se realiza de tal manera que la
masa adhesiva 2 en el punto de incidencia del rayo láser 3 se
carboniza en todo su grosor. Además, el rayo 3 se dirige de tal
manera que también se altere o rotule la superficie del soporte 5
con dicho rayo láser 3. En el soporte 5 aparece la copia 41 de la
rotulación efectuada en el film láser.
Si el film láser tuviera que separarse del
soporte 5, este intento de manipulación resultaría inmediatamente
visible, porque la rotulación 41 del soporte 5 ya no estaría
cubierta con el film láser.
Por tanto, el film láser de la invención
contempla también la opción de poder utilizarse como etiqueta de
seguridad.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
La fabricación de la masa adhesiva se realiza en
discontinuo, en dos pasos: preparación de una mezcla previa y de la
mezcla final.
Se pesan con una precisión de un gramo las
cantidades de la mezcla total correspondientes al elastómero (caucho
natural), cargas de relleno, óxido de cinc, dióxido de titanio,
antioxidante, hidroxifosfato de cobre y aprox. 1/4 de la cantidad
total de resina pegajosa (resina de hidrocarburo alifático
fraccionado C_{5} del tipo Piccotac 1100E de la empresa Eastman)
previstas para los pasos ulteriores y se introducen en una amasadora
(mezclador interno) de la empresa Werner & Pfleiderer,
caracterizada por tener ejes que engranan entre sí y pueden girar a
una velocidad máxima de
50 rpm.
50 rpm.
El tiempo de amasado es de 3 minutos y la
temperatura de amasado es de 95ºC.
A continuación se saca la mezcla previa de la
amasadora y junto con el resto de la resina pegajosa (3/4 de la
cantidad total) se introducen en una amasadora universal para masas
adhesivas de caucho.
El período de amasado de la mezcla previa junto
con la resina pegajosa es de 15 minutos y la temperatura de amasado
es de 95ºC. Para ello, la resina pegajosa se añade en porciones, a
intervalos de 4 minutos, a la mezcla previa que se pretende
amasar.
La fabricación de la masa adhesiva puede
realizarse también en continuo. Las materias primas requeridas para
ello se añaden directamente con arreglo a la formulación a través de
dispositivos dosificadores para realizar después la extrusión
continua. El procedimiento para la extrusión es el realizado con
rodillos planetarios.
A continuación se realiza el moldeado de la masa
adhesiva para convertirla en una lámina adhesiva en una máquina
recubridora formada por 3 cilindros. Para ello se pasa la lámina
soporte a través de la boquilla de la extrusora recubridora y esta
se ajusta de tal manera que la cantidad de masa adhesiva depositada
sobre la lámina forme un grosor de 15 a 200 \mum, o bien se guía
la lámina con un rodillo de transferencia que, después de salir la
masa adhesiva de la boquilla de extrusión, comprime esta masa
adhesiva contra la lámina y de este modo la transfiere sobre ella.
En los dos casos se obtiene una lámina soporte recubierta, que se
enrolla en bobinas, en caso necesario puede laminarse sobre la capa
adhesiva un papel antiadhesivo o una lámina antiadhesiva.
La banda adhesiva enrollada en bobinas puede
reticularse después, cuando se requiera, por exposición a la
radiación UV o a la radiación electrónica aplicada sobre la cara de
la masa adhesiva.
La rotulación de la masa adhesiva se realiza con
un láser sólido Nd-Yag con sistema galvánico de
desviación.
En función del láser empleado y del grado de
rotulación podrán variarse y ajustarse los parámetros según
convenga.
Claims (8)
1. Film láser compuesto por una capa soporte por
lo menos monocapa (1) formada por una lámina transparente, que está
recubierta por una cara por una masa autoadhesiva (2), dicha masa
autoadhesiva (2) está cubierta eventualmente con un papel
antiadhesivo o una lámina antiadhesiva, caracterizado porque
la masa autoadhesiva (2) contiene un aditivo, que, cuando se expone
a la radiación del láser (3), vira de color.
2. Film láser según la reivindicación 1,
caracterizado porque la capa soporte (1) es una lámina de PET
o de PP.
3. Film láser según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el aditivo es un pigmento coloreado o
una sal metálica, sobre todo el hidroxifosfato de cobre.
4. Film láser según por lo menos una de las
reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado porque el aditivo se
emplea en una cantidad comprendida entre el 0,1 y el 10% en peso, en
especial entre el 0,5 y el 5% en peso, porcentaje referido al peso
total de la masa adhesiva (2).
5. Film láser según por lo menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, además del
aditivo, la masa adhesiva (2) contiene también dióxido de
titanio.
6. Film láser según por lo menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa
soporte (1) tiene un grosor de 10 a 200 \mum, en especial de 50 a
100 \mum.
7. Film láser según por lo menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de
masa adhesiva (2) tiene un grosor de 15 a 200 \mum, en especial de
30 a 100 \mum.
8. Uso de un film láser según por lo menos una
de las reivindicaciones anteriores para el embalaje y rotulación de
paquetes o de objetos transportables en el sector de la expedición y
de la logística.
Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (1)
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