ES2558439T3

ES2558439T3 - Adhesivo activable, etiquetas y métodos relacionados

Info

Publication number: ES2558439T3
Application number: ES10752960.4T
Authority: ES
Inventors: Rishikesh K. Bharadwaj; David N. Edwards; Dong-Tsai Hseih; Kourosh Kian; Souphong Lee; Johannes Lenkl; Kai Li; Mark A. Licon; Prakash Mallya
Original assignee: Avery Dennison Corp
Current assignee: Avery Dennison Corp
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2016-02-04
Anticipated expiration: 2030-09-01
Also published as: US8927100B2; AU2010286191A1; ZA201102036B; EP2393897B2; US20130245174A1; WO2011037732A2; CN102449086A; PL2393897T5; RU2552497C2; US9200186B2; KR101879190B1; RU2011110166A; US9181462B2; AU2010286191B2; KR20120081017A; US20130248103A1; EP2393897B1; ES2558439T5; US20120216951A1; BRPI1004349A2

Abstract

Un conjunto de etiqueta que comprende una capa de impresión y una capa de impresión y una capa adhesiva activable por calor, y una capa funcional de revestimiento dispuesta entre la capa adhesiva y la capa de impresión, comprendiendo la capa adhesiva activable por calor un polímero base que incluye al menos un alquilacrilato inferior, estireno, metacrilato metílico, ácido metacrílico, ácido acrílico, al menos un monómero multifuncional, y al menos un reactivo de transferencia de cadena, un plastificante y un fijador.

Description

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DESCRIPCION

Adhesivo activable, etiquetas y metodos relacionados Campo de la Invencion

La presente invencion versa en general sobre adhesivos y etiquetas. Mas espedficamente, la invencion versa sobre adhesivos activables y la activacion de adhesivos de etiquetas usando radiacion y cambios de temperatura.

Antecedentes de la Invencion

Las etiquetas tradicionales sensibles a la presion son suministradas al usuario unidas a un papel antiadherente protector. Normalmente, estos papeles antiadherentes protectores estan recubiertos de silicona y, por ello, no son utilizables como fuente de papel reciclado. En un esfuerzo por reducir costes, mejorar la eficacia y reducir el impacto medioambiental, la demanda de etiquetas sin papeles protectores por parte de los consumidores ha aumentado en anos recientes. Las formas mas comunes de estas etiquetas son las “etiquetas sin papel protector” y las “etiquetas activables”.

Las “etiquetas sin papel protector” tienen un lado pegajoso y un lado con recubrimiento antiadherente para que puedan enrollarse sobre sf mismas formando rollos. El uso de estas etiquetas sin papel protector requiere ya sea preimpresion o impresoras especiales que esten configuradas para imprimir sobre recubrimiento antiadherente. Los equipos usados para manipular etiquetas sin papel protector incluyen cilindros y rodillos especiales que estan configurados para hacer contacto con el lado pegajoso de las etiquetas. A pesar de muchas mejoras en estos equipos, sigue produciendose una acumulacion de adhesivos en diversas secciones del equipo. Debido a estas deficiencias, y tambien al elevado precio del producto final pegajoso “sin papel protector”, estas etiquetas sin papel protector no han tenido una aceptacion generalizada entre los clientes.

Las “etiquetas activables” son suministradas al usuario final en un estado no pegajoso, y despues las etiquetas son activadas, es decir, se activa el adhesivo de la etiqueta, adquiriendo un estado pegajoso inmediatamente antes de su aplicacion al objeto deseado. Lo mas frecuente es que las etiquetas activables sean impresas con signos antes de la activacion. Esquemas de activacion conocidos incluyen el uso de energfa ultravioleta (“UV”) para calentar el adhesivo (vease la patente estadounidense 6.492.019, de Shipston et al.), de un tratamiento con efecto corona para activar la superficie (vease la patente estadounidense 6.326.450, de Shipston et al.), de calor radiante para calentar el adhesivo (vease la patente estadounidense 6.500.536 de Yamada et al.), de humedad para activar un adhesivo rehumedecible (vease la patente estadounidense 6.803.100, de Hintz et al.), del microencapsulamiento de un material activador, que puede ser entonces aplastado para permitir que el activador se mezcle con el resto de la formacion y active el adhesivo (vease la patente estadounidense 7.026.047, de Krolzig), de recubrir el adhesivo con una capa antiadherente, que luego es eliminada mediante calor o medios mecanicos (vease la patente estadounidense 5.569.515, de Rice et al.), y de energfa ultrasonica para activar el adhesivo (vease la patente estadounidense 5.702.771, de Shipston et al.).

Con mucho, el esquema de activacion mas comun utiliza la activacion termica, es decir, la activacion de le etiqueta usando calor. Para la activacion por calor se han propuesto tecnicas diversas. Estas incluyen el uso de lo siguiente: tambores o rodillos calefactados (veanse las patentes estadounidenses nos 5.749.990 y 5.480.502, de Rello et al.), el contacto directo con el elemento calefactor (veanse las patentes estadounidenses nos 6.388.692, de Iwata et al., y 6.501.495, de Ichikawa et al.), la energfa de microondas (vease la patente estadounidense n° 3.461.014, de James), correas calefactadas en contacto con el adhesivo (veanse las patentes estadounidenses nos 4.468.274, de Adachi, y 6.031.553, de Nagamoto et al.), y radiacion infrarroja (“IR”) e infrarroja cercana (“NIR”) (veanse las patentes estadounidenses nos 3.247.041, de Henderson, y 4.156.626, de Souder). Ademas, tambien resultan bien conocidos los metodos generales de calentamiento usando energfa de radiofrecuencia (“RF”), calor inductivo, calor radiante y luz visible, y podnan anadirse a esta lista de metodos de activacion. Todas estas tecnicas han demostrado ser utiles en operaciones a baja velocidad, pero, a media que aumentan las velocidades de aplicacion, todos estos metodos tienen carencias, porque los tiempos de exposicion de las etiquetas a los elementos calefactores deben aumentarse de algun modo para alcanzar un calentamiento suficiente. Las aplicaciones a alta velocidad han sido frustradas o bien por el tamano o por el coste de las unidades capaces de suministrar un calentamiento suficiente.

Una forma de superar la necesidad de calentadores mayores o mas largos es aumentar la capacidad del adhesivo de absorber la energfa procedente de los dispositivos calefactores. Las patentes estadounidenses nos 4.156.626, de Souder, y 6.043.190, de Ichikawa et al., y las publicaciones de solicitudes de patente estadounidense numeros 2003/0041963 y 2004/0166309, de Gong et al., describen todas el uso de absorbedores de NIR para aumentar la absorbancia de energfa por parte de los adhesivos. Por ende, el uso de absorbedores de NIR y de lamparas NIR de alta intensidad podna parecer que es una ruta viable para activar el adhesivo. Aunque las etiquetas activables, los sistemas de etiquetado y los metodos relacionados actualmente conocidos son satisfactorios en muchos aspectos, existen inconvenientes que los implican.

El documento US 2003/0067099 da a conocer un metodo de etiquetado en el molde. En una realizacion, la pelfcula de etiquetado en el molde dada a conocer en el mismo comprende (A) un material polimerico imprimible que tiene

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una superficie imprimible superior y una superficie inferior, (B) una capa de impresion que tiene una superficie superior y una superficie inferior, estando la superficie inferior de la capa de impresion en contacto con la superficie superior del material imprimible y adherida a la misma, y (C) una capa adhesiva que tiene una superficie superior y una superficie inferior, estando la superficie inferior en contacto con la superficie superior de la capa de impresion y adherida a la misma. El documento EP 0 950 511 da a conocer pelfculas multicapa que tienen al menos una capa superficial de polietileno al descubierto.

Por ende, subsiste la necesidad de una etiqueta sin papel protector y de un metodo relacionado de activacion de la etiqueta a alta velocidad. La presente invencion satisface estas necesidades.

Compendio de la Invencion

La presente invencion versa sobre un a conjunto de etiqueta que comprende una capa de impresion y una capa adhesiva activable por calor, y una capa funcional de revestimiento dispuesta entre la capa adhesiva y la capa de impresion, comprendiendo la capa adhesiva activable por calor un polfmero base que incluye al menos un alquilacrilato inferior, estireno, metacrilato metilico, acido metacnlico, acido acnlico, al menos un monomero multifuncional, y al menos un reactivo de transferencia de cadena, un plastificante y un fijador (reivindicacion 1).

Breve descripcion de los dibujos

Estas caractensticas, estos aspectos y estas ventajas de esta invencion, asf como otros, seran entendidos y apreciados mas completamente con referencia a la siguiente descripcion mas detallada de las realizaciones ejemplares junto con los dibujos adjuntos.

La Figura 1 es una vista en seccion de una etiqueta activable de realizaciones preferentes segun la invencion.

La Figura 2 es un diagrama de un sistema ejemplar para imprimir, cortar, activar y aplicar una o mas etiquetas a un recipiente.

La Figura 3 es un diagrama de un sistema ejemplar para imprimir y activar una pila de etiquetas y aplicarlas a un recipiente.

La Figura 3A es un diagrama de un sistema ejemplar para llevar a cabo una aplicacion de etiquetas del tipo de imprimir y aplicar.

La Figura 3B es un diagrama de otro sistema preferente para aplicar una etiqueta con un adhesivo activable a un objeto.

La Figura 3C es un diagrama de otro sistema adicional preferente para aplicar una etiqueta con un adhesivo activable a un objeto.

La Figura 3D es un diagrama de otro sistema preferente para aplicar una etiqueta con un adhesivo activable a un objeto.

La Figura 4 es un diagrama de flujo de un metodo ejemplar para aplicar una etiqueta con un adhesivo activable a un objeto.

La Figura 5 es un diagrama de flujo de un metodo ejemplar para activar una etiqueta.

La Figura 6 es un diagrama de flujo de un metodo ejemplar para imprimir, cortar y aplicar una etiqueta con un

adhesivo activable a un objeto.

La Figura 6A es un diagrama de flujo de un metodo ejemplar para aplicar una etiqueta.

La Figura 6B es un diagrama de flujo de otro metodo ejemplar para aplicar una etiqueta.

La Figura 7 es una vista en seccion de una etiqueta que tiene una capa reflectante, siendo continua la capa

reflectante.

La Figura 8 es una vista en seccion de otra etiqueta que tiene un revestimiento opcional sobre la superficie del material imprimible que tiene los signos.

La Figura 9 es una vista en seccion de otra etiqueta que tiene una capa reflectante, teniendo la capa reflectante un patron.

La Figura 10 es una vista en planta desde arriba de otra etiqueta que tiene una capa reflectante, teniendo la capa reflectante un patron.

La Figura 11 es una vista en seccion de otra etiqueta adicional que tiene una capa reflectante, siendo la capa reflectante retrorreflectante.

La Figura 12 es una vista en planta desde arriba de una etiqueta rectangular ejemplar que tiene esquinas angulares.

La Figura 13 es una vista en planta desde arriba de una etiqueta rectangular ejemplar que tiene esquinas redondeadas.

La Figura 14 es una ilustracion esquematica de un conjunto estratificado de realizaciones preferentes.

La Figura 15 es un ensayo SPAT de medicion de varias composiciones adhesivas de realizaciones preferentes que ilustra cambios en la adherencia con el paso del tiempo tras la activacion.

La Figura 16 es un grafico que ilustra los efectos del envejecimiento a corto plazo sobre la adherencia de un adhesivo activado de realizaciones preferentes.

La Figura 17 es un grafico de un adhesivo activado por MWIR de realizaciones preferentes que usa un fijador de punto de ablandamiento elevado.

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La Figura 18 es un grafico que ilustra el efecto del tiempo de permanencia en la adherencia de un adhesivo de realizaciones preferentes.

La Figura 19 es un grafico que ilustra el efecto del tiempo de trabajo en la adherencia de un adhesivo de realizaciones preferentes.

La Figura 20 es un grafico que ilustra los resultados de ensayos de desprendimiento a 90 grados a 5° C usando un adhesivo de realizaciones preferentes.

La Figura 21 incluye graficos que ilustran ensayos de desprendimiento a 90 grados usando el adhesivo objeto de referencia en la Figura 20, realizandose los ensayos de desprendimiento a 5° C y a temperature ambiente. La Figura 22 es un grafico que ilustra las temperatures maximas de conjuntos de etiqueta que contienen negro de humo en comparacion con un conjunto de etiqueta libre de negro de humo, resultantes tras la exposicion a la radiacion.

La Figura 23 es un grafico que ilustra diversos trazados de temperatura y tiempo de permanencia que ilustran el efecto de usar elementos de vidrio de cuarzo.

A no ser que se indique algo distinto, las ilustraciones de las anteriores figuras no estan necesariamente dibujadas a escala.

Descripcion detallada de las realizaciones

Se ilustra ahora con mayor detalle la presente invencion por medio de la siguiente descripcion detallada, que representa el mejor modo conocido actualmente de llevar a cabo la invencion. Sin embargo, debena entenderse que no ha de usarse esta descripcion para limitar la presente invencion, sino que se la proporciona, mas bien, con el fin de ilustras las caractensticas generales de la invencion.

Segun se ha hecho notar anteriormente, el uso de absorbedores de energfa en una formulacion adhesiva esta bien documentado, pero, en ciertos casos, puede dar como resultado adhesivos de color oscuro que no son compatibles con los requisitos esteticos del mercado de consumo actual. En consecuencia, se llevaron a cabo investigaciones para identificar otros absorbedores que poseyeran poco color o ninguno. Usando espectroscopia de absorcion comun, incluyendo el analisis espectral de las radiaciones UV e IR, se obtuvo una comparacion de los espectros de absorcion de diversos componentes adhesivos con los espectros de emision de diversas fuentes comerciales de energfa. Haciendo coincidir el intervalo de absorbancia del adhesivo con el intervalo de emision de la fuente de radiacion o de energfa, se puede lograr una transferencia maxima de energfa al adhesivo, o hacerlo sustancialmente, procedente de la fuente de radiacion. La fuente de radiacion puede emitir un amplio espectro de longitudes de onda de energfa, normalmente con una longitud de onda pico, es decir, la longitud de onda asociada con el valor pico de energfa en el espectro. En consecuencia, fue posible crear adhesivos que demostraron propiedades de absorcion elevada. Estas propiedades de absorcion permiten la activacion de los adhesivos por calor a velocidades mayores que requieren menos energfa para alimentar las fuentes de radiacion y sin el inconveniente de tener un adhesivo de color oscuro. Asimismo, adaptando la absorcion del adhesivo para que coincida aproximadamente con la emision de la radiacion, el adhesivo absorbe la mayor parte de la energfa que se irradia sobre la etiqueta, dejando poca energfa restante para acoplarse con el material imprimible o con los signos impresos sobre el material imprimible. Si se permite que el material imprimible o los signos absorban energfa, el calentamiento resultante del material imprimible o de los signos puede causar la decoloracion del material imprimible. Aunque la sintonizacion de la absorcion del adhesivo a la fuente de radiacion disminuye la incidencia de esta forma de decoloracion del material imprimible, se ha descubierto que, en algunos casos, estan justificadas medidas adicionales para evitar la decoloracion del material imprimible. En estos casos, la decoloracion puede evitarse mediante el uso de una capa funcional, tal como una capa reflectante y/o una capa barrera entre el adhesivo y el material imprimible. Tambien se contempla que la capa funcional pudiera tener la forma de una capa de imprimacion.

Se apreciara que, aunque diversas realizaciones preferentes de la invencion estan dirigidas a proporcionar adhesivos que son transparentes, translucidos o de aspecto blanco, la invencion tambien es aplicable para proporcionar adhesivos que sean de aspecto opaco u oscuro. Asf, para muchas aplicaciones en las que encuentra uso el primer tipo de adhesivos, tales adhesivos estan preferentemente libres de aditivos, pigmentos, tinciones, tintas y/o colorantes, tales como, por ejemplo, negro de humo o grafito. Y para el segundo tipo de adhesivos, tales adhesivos pueden contener uno o mas aditivos, pigmentos, tinciones, tintas y/o colorantes, tales como, por ejemplo, negro de humo o grafito.

Otro atributo importante del adhesivo activable es la capacidad del adhesivo de quedarse en un estado activado, es decir, de que el adhesivo este en un estado pegajoso el tiempo suficiente para permitir la aplicacion de la etiqueta a un objeto antes de que el adhesivo pierda su adherencia. Este periodo de tiempo se denomina comunmente el “tiempo de trabajo” del adhesivo. Dependiendo de la velocidad de aplicacion de la etiqueta al objeto, y de la distancia entre el dispositivo activador y el punto en el que la etiqueta es aplicada al objeto, este tiempo de trabajo podna ser una fraccion de segundo y de hasta varios minutos o mas. Las realizaciones del adhesivo pueden ser recolocables durante aproximadamente 60 segundos, por ejemplo un minuto, tras la aplicacion de la etiqueta al objeto, de modo que puedan realizarse pequenos ajustes en la posicion de la etiqueta sobre el objeto inmediatamente despues de la aplicacion. Las realizaciones del adhesivo forman una union permanente entre la etiqueta y el objeto en menos de

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aproximadamente dos minutos despues de la activacion de la etiqueta, de modo que la etiqueta no pueda ser quitada sin querer del objeto ni recolocada sobre el mismo.

Adhesivos

Generalmente, segun la presente invencion, se proporcionan diversos adhesivos activables o sistemas adhesivos descritos con mayor detalle en la presente memoria. Sin embargo, se apreciara que la invencion no esta limitada en modo alguno al uso de los sistemas adhesivos particulares descritos en la presente memoria. Preferentemente, los sistemas adhesivos utilizan los polfmeros base adhesivos particulares descritos en la presente memoria. Generalmente, los sistemas adhesivos comprenden (i) un polfmero base adhesivo, (ii) un plastificante y (iii) un fijador. En la Tabla 1 que sigue se presentan concentraciones porcentuales en peso tfpicas y preferidas para cada uno de estos componentes. Se apreciara que las concentraciones porcentuales en peso senaladas se basan en el peso total de los componentes (i) - (iii). Asf, se contempla y se espera que los sistemas adhesivos puedan incluir componentes y aditivos adicionales, ademas de los componentes (i) - (iii) enumerados a continuacion en la Tabla 1.

TABLA 1: Concentraciones tfpicas y preferidas de componentes en sistemas adhesivos preferidos

Componente: Concentracion tfpica Concentracion preferida

Base polimerica adhesiva: 20% - 35% 24% - 30%

Plastificante: 50% - 75% 56% - 68%

Fijador: 5% - 20% 8% - 16%

Generalmente, los sistemas adhesivos preferentes descritos en la presente memoria comprenden un polfmero base adhesivo (descrito con mayor detalle en la presente memoria), un plastificante que, preferentemente, esta en un estado cristalino solido por debajo de la temperatura de aplicacion, y un fijador solido que, preferentemente, tambien esta en un estado solido por debajo de la temperatura de aplicacion. Los estados ffsicos del material adhesivo pueden cambiar de solido a no solido alterando la temperatura. El tiempo de trabajo del adhesivo puede ser controlado ajustando la proporcion de los componentes, es decir, de la base polimerica adhesiva, del plastificante y del fijador. La temperatura preferente de activacion esta, preferiblemente, en el intervalo entre aproximadamente 50° C y aproximadamente 120° C. Sin embargo, se entendera que la invencion no esta limitada a sistemas adhesivos que presenten las temperaturas de activacion dentro de este intervalo.

A la temperatura de cambio de estado del adhesivo, las propiedades de adherencia y viscosidad cambian de forma marcada. Por lo tanto, un sistema adhesivo sensible a la presion puede pasar termicamente de “desactivado” a “activado” usando estas estrategias descritas en la presente memoria. Si tal sistema adhesivo recubre entonces un material imprimible a una temperatura por debajo de la temperatura prevista de cambio, el material esta en su estado solido no pegajoso. Asf, la construccion de la etiqueta puede enrollarse en forma de rollo. Durante el procedimiento de aplicacion, se aumenta la temperatura hasta la temperatura de cambio, para que el material cambie a un estado no solido y muestre entonces sus propiedades adhesivas sensibles a la presion, que permiten que la etiqueta se adhiera a un sustrato, segun se desea, como consecuencia de las propiedades de mayor adherencia. Si el sustrato presenta una superficie porosa, los sistemas adhesivos de las realizaciones preferentes fluiran al interior de los poros y se “pegaran” muy bien, como consecuencia del efecto de entrelazamiento aunque la temperatura se reduzca por debajo de la temperatura de cambio de estado del adhesivo.

La formulacion mostrada en la Tabla 2 ilustra una formulacion adhesiva ejemplar en la que se usa ftalato diciclohexflico a la vez como plastificante y como un agente de absorcion de energfa. Otro ejemplo de plastificante preferente es el tribenzoato de glicerilo. Ejemplos adicionales de plastificantes preferentes incluyen el ftalato difemlico y el dibenzoato de 1,4-ciclohexano dimetanol.

TABLA 2: Formulacion adhesiva ejemplar

Base polimerica adhesiva: % de concentracion en peso

: Acrilato butflico (“BA”) 37,2%

: Estireno 29,3%

: Metacrilato metflico (“MMA”) 29,3%

: Acido metacnlico (“MAA”) 1,7%

: Acido acnlico (“AA”) 2,5%

Adhesivo activable por calor

: Base polimerica adhesiva 28,6%

: Ftalato diciclohexflico (plastificante) 57,1%

: TACOLYN 3400 (fijador) 14,3%

Segun se explica con mayor detalle en la presente memoria, al formar la base polimerica adhesiva se utilizan cantidades efectivas de uno o mas monomeros multifuncionales y uno o mas reactivos de transferencia de cadena.

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Un monomero multifuncional representativo preferente es dimetacrilato de etilenglicol (EGDMA). Un reactivo preferente de transferencia de cadena es mercaptano de n-dodecilo (n-DDM).

La presente invencion tambien proporciona diversas bases polimericas adhesivas de realizaciones preferentes que comprenden (i) uno o mas alquilacrilatos inferiores, (ii) estireno, (iii) metacrilato metilico (MMA), (iv) acido metacnlico (MAA), (v) acido acnlico (AA), uno o mas monomeros multifuncionales y uno o mas reactivos de transferencia de cadena. En la Tabla 3 que sigue se presentan concentraciones tfpicas y preferidas para cada uno de estos componentes en una realizacion. Las concentraciones porcentuales en peso enumeradas en la Tabla 3 se basan en el peso total de la base polimerica adhesiva. Se entendera que los diversos polfmeros base adhesivos descritos en la presente memoria son de naturaleza meramente representativa. Aunque en general constituyen realizaciones preferentes de la invencion, la invencion no esta limitada en modo alguno al uso de los polfmeros base adhesivos particulares descritos en la presente memoria.

TABLA 3: Concentraciones tfpicas y preferidas de componentes en bases polimericas adhesivas

Componente: Concentracion tfpica Concentracion preferida

Acrilato alqmlico inferior: 5% - 50% 12% - 48%

Estireno: 20% - 85% 23% - 78%

MMA: 1% - 35% 3% - 30%

MAA: 0,5% - 5% 1% - 2%

AA: 0,5% - 5% 1% - 3%

Monomero multifuncional: 0% - 5% 0,5% - 2,5%

Reactivo de transferencia de cadena: 0% - 5% 1,0% - 4,0%

Puede usarse una amplia gama de alquilacrilatos inferiores solos o en combinacion para el componente (i) en la base polimerica adhesiva de las realizaciones preferentes. Podnan usarse, por ejemplo, metilacrilato, butilacrilato, etilacrilato y acrilato 2-hetilhexflico. Sin embargo, generalmente se prefieren el butilacrilato y el etilacrilato, siendo el mas preferido el butilacrilato.

Para el componente (ii) puede usarse una amplia gama de estireno y materiales a base de estireno.

De modo similar, para el componente (iii) generalmente se prefiere usar metacrilato metilico (MMA). Sin embargo, se apreciara que podnan usarse otros monomeros analogos y funcionalmente equivalentes junto con MMA o en lugar del mismo.

El monomero preferido para el componente (iv) es el acido metacnlico (MAA). Sin embargo, se apreciara que la invencion incluye el uso de otros monomeros equivalentes junto con MAA o en lugar del mismo.

Y, aunque se senala el uso de acido acnlico (AA) como componente (v), se entendera que la invencion incluye el uso de otros monomeros equivalentes.

En la presente invencion puede usarse una amplia gama de monomeros multifuncionales o de agentes monomericos multifuncionales. Los monomeros multifuncionales son usados para lograr la reticulacion del polfmero base. Ejemplos representativos de tales monomeros multifuncionales incluyen, sin limitacion, monomeros bifuncionales, monomeros trifuncionales y monomeros multifuncionales que tengan mas de tres sitios funcionales activos. Ejemplos preferentes de monomeros bifuncionales incluyen, sin limitacion, diacrilato de 1,4-butanodiol, diacrilato de polietilenglicol (200) y combinaciones de los mismos. Otro monomero bifuncional preferido es el dimetacrilato de etilenglicol (EGDMA). Ejemplos preferentes de monomeros trifuncionales incluyen, sin limitacion, triacrilato de trimetilpropano etoxilado (15), triacrilato de glicerol propoxilado (3) y combinaciones de los mismos. Ejemplos preferentes de monomeros multifuncionales que tienen mas de tres sitios funcionales activos incluyen, sin limitacion, tetraacrilato de pentaeritritol etoxilado, dipentaeritritol, pentaacrilatos y combinaciones de los mismos. Estos monomeros multifuncionales y muchos otros adecuados estan disponibles comercialmente de diversos proveedores, tales como Sartomer, de Exton, Pensilvania. Las concentraciones tfpicas de monomeros multifuncionales oscilan entre aproximadamente 0 y aproximadamente 5,0%, prefiriendose entre aproximadamente 0,5% y aproximadamente 2,5%, y siendo lo mas preferido que esten entre aproximadamente 1,5% y aproximadamente 2,0%.

Los reactivos de transferencia de cadena usados en la formacion de los adhesivos se usan normalmente a concentraciones entre aproximadamente 0 y aproximadamente 5,0%, y preferentemente entre aproximadamente 1,0% y aproximadamente 4,0% (porcentajes basados en el peso total de los monomeros). Ejemplos representativos de reactivos adecuados de transferencia de cadena incluyen, sin limitacion, el mercaptano de n-dodecilo (n-DDM), el mercaptano de terc-nonilo, el 3-mercaptopropionato isooctflico y combinaciones de los mismos. Se entendera que la invencion no esta limitada en modo alguno a estos reactivos de transferencia de cadena. En vez de ello, puede usarse una amplia gama de reactivos de transferencia de cadena. Hay disponibles reactivos adecuados de transferencia de cadena comercialmente, tal como en Sigma Aldrich, de San Luis, Misuri. Lo mas preferible es que

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las bases polimericas adhesivas incluyan tanto (i) uno o mas agentes monomericos multifuncionales como (ii) uno o mas reactivos de transferencia de cadena.

En la Tabla 3A se presenta a continuacion una composicion particularmente preferente de base polimerica adhesiva en una realizacion.

TABLA 3A: Concentraciones preferida y de maxima preferencia de componentes en una base polimerica

adhesiva

Componente: Concentracion preferida Concentracion de maxima preferencia

Acrilato butflico: 9% - 14% 12,8%

Estireno: 68% - 80% 77,6%

MMA: 2% - 6% 3,2%

MAA: 1% - 2% 1,2%

AA: 1% - 2% 1,7%

EGDMA: 0,5% - 2,5% 1,5%

n - DDM: 1,0% - 4,0% 1,9%

La presente invencion proporciona una amplia gama de adhesivos que tienen caractensticas excepcionales que permiten que los adhesivos sean usados en numerosas aplicaciones. Una caractenstica de los adhesivos esta relacionada con el tiempo relativamente corto requerido para activar el adhesivo, es decir, cambiar selectivamente el adhesivo de un estado no pegajoso a un estado pegajoso. Los tiempos rapidos de activacion permiten que el adhesivo sea usado en operaciones de etiquetado de alta velocidad. Preferentemente, los adhesivos de la presente invencion pueden ser activados dentro de un periodo de tiempo de aproximadamente 0,3 segundos, y generalmente activados en un periodo de tiempo de menor de 1 segundo, y mas normalmente, de menos de 0,5 segundos. Este periodo de tiempo es denominado en la presente memoria “tiempo de activacion” del adhesivo.

Segun se ha descrito previamente en la presente memoria, los adhesivos, una vez activados, permanecen en su estado activado lo bastante para al menos permitir la aplicacion de una etiqueta que porte el adhesivo en un objeto o sustrato receptor antes de que el adhesivo pierda su adherencia. Esta caractenstica es denominada en la presente memoria “tiempo de trabajo” del adhesivo. Los adhesivos de la invencion presentan preferentemente un tiempo de trabajo de al menos entre aproximadamente 0,1 segundos y 10 minutos o mas. Para ciertas aplicaciones, los adhesivos pueden ser creados a medida para que presenten tiempos de trabajo relativamente largos, tales como hasta 72 horas o mas. Normalmente, los adhesivos de la invencion presentan tiempos de trabajo entre 10 segundos y 60 segundos.

Una vez que se activan los adhesivos de la invencion, es decir, mientras estan en su estado “de trabajo” y pegajoso, los adhesivos presentan una adherencia relativamente elevada. Por ejemplo, los adhesivos presentan una adherencia maxima inicial a un sustrato, tal como carton o acero, de al menos aproximadamente 1,0 newton, y preferentemente de al menos aproximadamente 1,25 newtons. Segun se describe junto con los ejemplos presentados en la presente memoria, normalmente, los adhesivos preferentes de las realizaciones presentan valores de adherencia maxima inicial en el intervalo entre 1,0 newton y 2,0 newtons. Estos valores de adherencia son medidos usando SPAT, lo cual descrito con detalle en la presente memoria. Preferentemente, estos valores de adherencia son con respecto a los sustratos descritos en la presente memoria. Sin embargo, se apreciara que la presente invencion no esta limitada a los adhesivos que presentan estos valores de adherencia en asociacion con los sustratos descritos en la presente memoria. Es decir, se contempla que la invencion incluya adhesivos que presenten estos valores de adherencia en asociacion con otros sustratos y materiales de sustrato no descritos en la presente memoria. Ademas, generalmente se prefiere que, tras la activacion del adhesivo, el fijador se ablande y este en un estado autosuspensible.

Ademas, en ciertas realizaciones, los adhesivos de la presente invencion son generalmente transparentes despues de la activacion para permitir el paso de la luz sin ninguna absorbancia perjudicial. Preferentemente, los adhesivos, una vez activados, permanecen en un estado transparente o al menos sustancialmente transparente durante periodos de tiempo relativamente largos y preferentemente durante al menos 1 ano, y mas preferentemente mas de 1 ano. Tambien se entendera que en otras realizaciones de la invencion, los adhesivos pueden contener uno o mas pigmentos, tinciones, tintas, colorantes o similares, tales como, por ejemplo, negro de humo o grafito. En el caso de que el adhesivo contenga negro de humo o grafito, las concentraciones tfpicas oscilan entre aproximadamente 0,01% y aproximadamente 0,1%, y preferentemente entre aproximadamente 0,02% y aproximadamente 0,08%, en funcion del peso en humedo. En ciertas aplicaciones se usa una concentracion de aproximadamente el 0,05% de negro de humo. Puede usarse una amplia gama de fuentes de negro de humo disponibles comercialmente. Preferentemente, se utiliza negro de humo de Cabot Corporation, de Boston, Massachusetts. Otro negro de humo preferente esta disponible con la designacion AURASPERSE W-7012, disponible en BASF Corporation, de Florham Park, Nueva Jersey.

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Los adhesivos, por ejemplo los destinados a aplicaciones de etiquetas sin papel protector, pueden ser a base de disolventes, a base de agua, tales como los adhesivos de emulsion, los adhesivos de termoimpregnacion o los curables por radiacion UV, en los que un polfmero base adhesivo es mezclado con otros componentes adhesivos, tales como un plastificante solido y/o un fijador solido para producir un adhesivo sin soporte que sea termoactivable y, en particular, un adhesivo activable por luz, tal como una formulacion adhesiva activable por NIR.

Los siguientes son aspectos adicionales de los adhesivos preferidos. Un intervalo tfpico del peso molecular medio del polfmero base adhesivo esta entre aproximadamente 10.000 daltones y aproximadamente 150.000 daltones. Un intervalo preferente es entre aproximadamente 15.000 daltones y aproximadamente 100.000 daltones, siendo el mas preferido un intervalo entre aproximadamente 20.000 daltones y aproximadamente 40.000 daltones. Generalmente se prefiere un polfmero base de menor peso molecular, porque tal polfmero puede ser activado mas rapidamente que un correspondiente polfmero base que tenga un peso molecular mayor.

Los polfmeros base adhesivos tambien presentan ciertas temperaturas de transicion vftrea, Tg. Aunque la Tg del polfmero base depende de los requisitos de presion y de temperatura del procedimiento, y de las condiciones de presion y de temperatura que el producto pueda encontrar, un intervalo tfpico de Tg esta entre aproximadamente 20° C y aproximadamente 100° C. Un intervalo preferente de Tg esta entre aproximadamente 55° C y aproximadamente 80° C. Y un intervalo mas preferente para la temperatura de transicion vftrea Tg del polfmero base esta entre 60° C y 75° C.

Tambien se prefiere que, cuando se formen los adhesivos, tras la fusion, el plastificante permanezca en forma lfquida o autosuspensible durante un periodo de tiempo prolongado. Las temperaturas a las que los plastificantes existen en estado lfquido o autosuspensible estan normalmente entre 50° C y 120° C.

Como consecuencia de la formulacion particular y de la seleccion de componentes, muchos de los cuales tienen propiedades y caractensticas particulares, los adhesivos preferentes permanecen pegajosos en un intervalo de temperatura entre aproximadamente -10° C y aproximadamente 50° C, y preferentemente entre la temperatura ambiente y aproximadamente 45° C. Normalmente, los adhesivos preferentes permanecen pegajosos durante periodos de tiempo prolongados entre aproximadamente 0,1 segundos y aproximadamente 2 semanas. Sin embargo, se apreciara que la invencion no esta limitada a estos periodos de tiempo particulares. Por ejemplo, pueden formularse adhesivos que permanezcan pegajosos por periodos superiores a 2 semanas. Muchos de los adhesivos preferentes presentan tiempos de trabajo, es decir, el periodo de tiempo durante el cual el adhesivo esta en un estado pegajoso, notablemente largos.

Se ha hallado que, controlando diversos factores, incluyendo el peso molecular y la distribucion del peso molecular del polfmero base, asf como el nivel del monomero multifuncional del polfmero base usando una combinacion del monomero multifuncional y material de transferencia de cadena, se obtiene un adhesivo termomutable que tiene propiedades superiores de activacion rapida, adherencia elevada, largo tiempo de trabajo y transparencia duradera. Tras calentarse, el adhesivo activable se comporta como un tfpico adhesivo sensible a la presion, y la propiedad de adherencia puede ser mantenida durante un periodo de tiempo prolongado, lo que permite que el material adhesivo fluya o impregne la superficie del sustrato diana para mejorar la adhesion. Ademas, los materiales adhesivos de esta invencion son inherentemente activables con radiacion del IR cercano, lo que conduce a un tiempo corto de activacion para una velocidad rapida de la lmea de produccion.

Normalmente, los polfmeros base de los adhesivos preferentes presentan un mdice de polidispersion entre aproximadamente 2,0 y aproximadamente 10,0, y preferentemente entre 2,0 y 4,0. Sin embargo, se apreciara que los polfmeros base de los adhesivos incluyen sistemas polimericos que presentan polidispersiones menores de 2,0 y mayores de 10,0.

Etiquetas, capas adicionales, metodos de aplicacion y equipos

La Figura 1 muestra una construccion ejemplar 100 de una etiqueta activable en la que se recubre un material imprimible 110 de 254 pm (por ejemplo, el papel imprimible usado es APPLETON C1S LITHO 60 lb, de Appleton, de Appleton, Wisconsin) con una capa 120 de adhesivo de 25,4 pm, cuya formulacion se describe en la Tabla 2. La preparacion de tales construcciones de etiquetas se detalla, por ejemplo, en la patente estadounidense n° 4.745.026, de Tsukahara et al.

Estas etiquetas 100 son impresas normalmente con signos 130 antes de su activacion. Los signos pueden incluir, por ejemplo, datos/informacion alfanumericos y/o imagenes graficas. Las tecnicas de impresion son ampliamente conocidas e incluyen metodos de impresion tipografica, laser, offset, de huecograbado, serigraficos y digitales. Las tecnicas digitales de impresion pueden incluir, por ejemplo, las tecnicas de chorro de tinta, xerograficas, termicas y electrograficas. Para activar y aplicar las etiquetas a un objeto, las etiquetas son colocadas normalmente en un dispositivo distribuidor o accionador. Estos dispositivos distribuidores incluyen sistemas de sopladores (vease la patente estadounidense 4.784.714, de Shibata), cintas transportadoras (vease la patente estadounidense 5.895.552, de Matsuguchi), palas (vease la patente estadounidense 5.922.169, de Chodacki), embolos (vease la patente estadounidense 6.006.808, de Ewert et al.), planchas portadoras (vease la patente estadounidense 7.029.549, de

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Von Folkenhausen et al.), tambores de vado (vease la patente estadounidense 6.899.155, de Francke et al.), rodillos (vease la patente estadounidense 5.964.975, de Hinton) y correas o cabezales de succion (vease la patente estadounidense 6.471.802, de Williamson). Los objetos a los que puede ser aplicada una etiqueta pueden incluir, por ejemplo, cajas, paquetes, sobres, valijas, bolsas, vasijas, recipientes, latas y botellas.

El dispositivo distribuidor o accionador recibe la etiqueta 100, luego transporta la etiqueta de modo que el lado 120 del adhesivo de la etiqueta quede expuesto a un dispositivo de activacion, que emplea un esquema de activacion segun se ha hecho notar anteriormente. En una realizacion ejemplar, el esquema de activacion puede incluir la exposicion de la etiqueta a energfa IR que tenga una longitud maxima de onda entre aproximadamente 0,8 micrometros y aproximadamente 3 micrometros. Pueden usarse multiples dispositivos distribuidores en secuencia para transportar la etiqueta desde su estado no activado hasta su union con un objeto. Por ejemplo, los dispositivos distribuidores pueden incluir uno o mas accionadores que estan configurados para recibir la etiqueta, transportar la etiqueta atravesando la energfa radiante, y transportar la etiqueta hasta una posicion en la que se aplica la etiqueta al objeto. Ejemplos de los uno o mas accionadores incluyen un sistema de sopladores, una cinta transportadora, una pala, una plancha portadora, un embolo, un tambor de vado, un rodillo, una correa de succion y un cabezal de succion.

En una realizacion, las etiquetas 100 son activadas usando una unidad de NIR de 25,4 cm de Advance Photonics Technology AG, de Bruckmuhl, Alemania, con emisores, cada uno de los cuales esta configurado para emitir una irradiacion de aproximadamente 200 kW/m2 a 800 kW/m2 que suministra hasta 4000 kW/m2, fundamentalmente en torno a la longitud maxima de onda de 0,8 micrometros. Tambien se obtuvieron las mismas velocidades de activacion, por encima de 200 etiquetas/minuto usando una unidad de IR de onda media (“MWIR”) (Modelo M110) de Heraeus Noblelight GmbH, de Kleinostheim, Alemania, que incluye dos emisores de carbono de doble tubo (Modelo n° 45134293) con tiempos cortos de respuesta de 1-2 segundos. Los tiempos cortos de respuesta son ventajosos porque la o las unidades, es decir, la o las fuentes de energfa que forman parte del o de los dispositivos de activacion, pueden ser ACTIVADAS y DESACTIVADAS con gran velocidad, por ejemplo, una velocidad de una vez cada segundo o cada dos segundos. Los ahorros de energfa son consecuencia de evitar la necesidad de dejar la o las unidades ACTIVADAS continuamente. Debido a la alta densidad energetica proporcionada por la o las unidades, la o las unidades unicamente precisan ser ACTIVADAS un periodo de tiempo limitado para activar el adhesivo 120. Dependiendo de las dimensiones de cada etiqueta, los tiempos de exposicion del adhesivo a la radiacion pueden ser de menos de un segundo, y normalmente oscilan entre aproximadamente 0,1 segundos y aproximadamente 0,5 segundos. Tambien se obtuvieron las mismas velocidades elevadas de activacion por encima de 200 etiquetas/min usando otro tipo de IR de onda media denominada onda media rapida de doble tubo, de Heraeus Noblelight GmbH, que irradia a longitudes de onda ligeramente mas cortas, con un maximo a 1,5 pm. El tiempo de respuesta es de aproximadamente 1 segundo para estos emisores. Son mas estrechos que los tipos de carbono, dando densidades energeticas mayores. La seleccion del tipo de emisor depende de diversos factores y, en particular, es una solucion de compromiso entre densidades energeticas altas, por ejemplo, la mayor absorcion por el adhesivo y la menor absorcion por los signos impresos, o la penetracion controlada en la estructura, y ciclos de ACTIVACION/DESACTIVACION de maxima velocidad. Cuando se disena el sistema de activacion, es preciso tener en cuenta otros factores especialmente relacionados con la seguridad de uso de estas lamparas de alta potencia en aplicaciones industriales.

La Figura 2 muestra una realizacion ejemplar de un sistema 140 para un tipo de aplicacion de etiquetas por corte y apilamiento, en el que una pila de etiquetas activables precortadas 150 es activada y fijada a objetos, por ejemplo los recipientes 160. Cada una de las etiquetas 100 es recogida por un tambor 180 de vado, de modo que la capa adhesiva 120 de la etiqueta no este en contacto con el tambor de vado, y el tambor de vado transporta las etiquetas por delante de una fuente NIR o MWIR 200, que activa las etiquetas, en particular el adhesivo de las etiquetas. Las etiquetas activadas son transportadas a continuacion a los objetos, siendo fijadas en los objetos. Con referencia adicional a la Figura 1, en una realizacion, las etiquetas son preimpresas con signos en la cara 210 de la etiqueta.

Una ventaja de tal sistema 140 es que el sistema usa un adhesivo preimpregnado y secado 120 que cubre los bordes 220 de la etiqueta 100 tan uniformemente como otras areas de las etiquetas. La actual tecnologfa de corte y apilamiento, que generalmente es conocida en la tecnica, usa cola aplicada en humedo, que no siempre es bien aplicada cerca del borde de una etiqueta. El deficiente alineamiento de la cola con el borde de la etiqueta puede dar como resultado la ondulacion de los bordes de la etiqueta cuando la cobertura del adhesivo no es constante. Esta ondulacion de los bordes de la etiqueta y la resultante elevacion de los bordes se denominan “abanderamiento”. Esto a menudo da como resultado una etiqueta que, tras su aplicacion a un objeto, no se adhiere al objeto cerca del borde de la etiqueta y, por ello, la etiqueta queda sujeta a desgarro durante su transporte y su uso.

Otra ventaja de tal sistema 140 es que el sistema permite tiempos de mutacion cortos. La actual tecnologfa de corte y apilamiento requiere zocalos especiales para la aplicacion de la cola que deben coincidir con el tamano de la etiqueta 100 y deben ser ajustados para alinearse debidamente con el area de la etiqueta y no causar que se corra adhesivo 120 por el borde. Un tiempo tfpico de mutacion para tal procedimiento es de hasta ocho horas. No hay necesidad alguna de zocalos especiales de aplicacion ni de alineamiento. En realizaciones ejemplares, el tiempo de

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mutacion puede oscilar, por ejemplo, entre aproximadamente una hora y aproximadamente dos horas. En consecuencia, se reduce muchnsimo el tiempo de mutacion.

La Figura 3 muestra una realizacion ejemplar de un sistema 230 en el que una pila de etiquetas activables precortadas 150 es activada y fijada a objetos, por ejemplo los recipientes 160. Cada una de las etiquetas 100 es recogida por un accionador, por ejemplo una cinta transportadora 240, de modo que la capa adhesiva 120 este en contacto con la cinta transportadora, y cada una de las etiquetas sea transportada a una impresora 250, que imprime signos 130 en la cara de la etiqueta. En realizaciones ejemplares, la impresora esta configurada para imprimir imagenes digitalmente, por ejemplo usando una impresora termica o de otro tipo. La cinta transportadora transfiere entonces la etiqueta a otro accionador, por ejemplo un tambor 180 de vado, de modo que la capa adhesiva no este en contacto con el tambor, y el tambor transporta las etiquetas por delante de una fuente NIR 200, que activa las etiquetas, en particular el adhesivo de las etiquetas. Las etiquetas activadas son transportadas a continuacion a los objetos, siendo fijadas en los objetos.

La Figura 3A muestra una realizacion ejemplar de un sistema 141 para un tipo de aplicadores de etiquetas del tipo de imprimir y aplicar (PyA) en la que se proporciona un rollo continuo de etiquetas 151 a la maquina de imprimir y aplicar. La banda continua de etiquetas se desplaza a lo largo de una lmea 152 hasta una impresora 251 en la que cada etiqueta es impresa por los signos 130 antes de ser cortada por una guillotina 252. Las etiquetas impresas y cortadas son transferidas entonces al area de activacion usando un transportador, una correa 101 de succion o un componente similar, por delante de una fuente 201 IR de onda corta NIR (SWIR) o MWIR que activa cada etiqueta en una fraccion de segundo. La etiqueta activada es transportada entonces hasta el producto 161 al que se fija. Puede usarse un aplicador 181 de correa para transportar y/o aplicar las etiquetas.

Los resultados de los ensayos muestran que los espectros de IR de radiaciones tanto de NIR como de MWIR son sumamente efectos para acoplarse con el adhesivo 120 a base de ftalato diciclohexflico; tambien son utiles otras formas de calentamiento, tales como microondas, laser, calentamiento inductivo, aire forzado, energfa lummica visible, energfa termica radiante y UV, cuando son usadas en combinacion con aditivos apropiadamente emparejados que absorban en los intervalos apropiados de frecuencias. En una realizacion ejemplar, la energfa que se usa para activar el adhesivo tiene una longitud de onda maxima entre aproximadamente 0,8 micrometros y aproximadamente 3,0 micrometros. En otra realizacion ejemplar, la energfa tiene una longitud de onda maxima entre aproximadamente 1,25 micrometres y aproximadamente 2,5 micrometres. La energfa que se usa para activar el adhesivo puede ser producida con una o varias lamparas 200. En una realizacion ejemplar, la o las lamparas producen longitudes de onda de energfa entre aproximadamente 0,8 micrometros y aproximadamente 5 micrometros, con una longitud de onda maxima en aproximadamente 0,8 micrometros. En otra realizacion adicional, se usan la o las lamparas para producir una energfa de activacion que tiene longitudes de onda entre aproximadamente 0,8 micrometros y aproximadamente 5 micrometros, con una longitud de onda maxima en aproximadamente 2,0 micrometros. En otra realizacion adicional, se usan la o las lamparas para producir una energfa de activacion que tiene longitudes de onda entre aproximadamente 0,8 micrometros y aproximadamente 5 micrometros, con una longitud de onda maxima en aproximadamente 1,5-1,6 micrometros.

La Figura 3B ilustra esquematicamente otro sistema 90 de una realizacion preferente para aplicar una etiqueta con un adhesivo activable en un objeto tal como un recipiente. Generalmente, el sistema 90 comprende una unidad impresora designada A en la Figura 3B, una unidad de activacion termica designada B y una unidad aplicadora designada C. Preferentemente, el sistema tambien comprende un sistema de control (no mostrado) descrito con mayor detalle en la presente memoria. La unidad impresora A aplica texto impreso, signos u otras marcas a una o mas etiquetas o conjuntos de etiqueta. Preferentemente, la etiqueta o los conjuntos de etiqueta llevan una capa de adhesivo preactivado. La unidad impresora incluye un rollo de etiquetas, un rodillo de impresion y un cabezal de impresion, segun se representa esquematicamente en la Figura 3B. La unidad impresora tambien puede comprender uno o mas sensores 25 de cinta para detectar el movimiento, la posicion y/o las caractensticas de la cinta de impresion. El o los sensores 25 de cinta garantizan que no se transporte cinta alguna al interior de la unidad B de activacion termica con las etiquetas.

El sistema preferente 90 tambien comprende una unidad B de activacion termica que activa la capa adhesiva o regiones de adhesivo contenidas en la etiqueta o el conjunto de etiqueta, transportados desde la unidad impresora A. A medida que la etiqueta o los conjuntos de etiqueta entran en la unidad B de activacion termica, una guillotina 1 corta o forma de otra manera la etiqueta o los conjuntos de etiqueta dandoles los tamanos y/o las formas deseados. Las etiquetas 3 cortadas o dimensionadas son transportadas a continuacion a traves de la unidad B de activacion termica por medio de una unidad transportadora 5 que tiene una cadena 4 de transporte, un transportador u otro medio adecuado de transporte. La cadena 4 de transporte puede ser recubierta o recibir de otro modo uno o mas recubrimientos protectores. La cadena 4 de transporte esta configurada para permitir que fluya aire a traves de la misma y para acomodar un radio de curvatura relativamente pequeno. Estas caractensticas promueven un diseno compacto y la resistencia al calor. A medida que las etiquetas 3 son transportadas a traves de la unidad B de activacion termica, las etiquetas 3 son expuestas a radiacion infrarroja cercana (NIR), tal como la emitida por una o mas lamparas NIR 10, 11, 12 y 13. Preferentemente, las lamparas 10, 11, 12 y 13 forman parte de una unidad 19 de lamparas que incluye unidades de enfriamiento, tales como un primer ventilador 8 que impulsa aire a la region de

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interes, y un segundo ventilador 9 que extrae aire de la misma. Preferentemente, la unidad B de activacion termica incluye una o mas tapas, cuya posicion es detectada por interruptores de tapa, tales como los interruptores 23 y 24. Se proporcionan una o mas unidades sensoras 15 de la temperatura de las lamparas, preferentemente proximas a la salida de aire calentado que sale de la unidad B de activacion termica. Tambien se prefiere proporcionar uno o mas sensores en el area en la que se activan las etiquetas 3 y alrededor de la misma. Por ejemplo, se situa un primer sensor 16 de etiquetas proximo a las etiquetas que entran en el area de activacion. Se situa un segundo sensor 17 de etiquetas proximo a las etiquetas que salen del area de activacion. Estos sensores examinan el material de las etiquetas entrantes y salientes, en particular la posicion y la completitud del material, analizando los bordes de la etiqueta. Tras detectar cualquier diferencia, el sistema de control iniciara una parada de emergencia. Los sensores 16 y 17 son particularmente aptos para detectar una condicion en la que las etiquetas esten ardiendo o experimentando una degradacion de otro tipo. Espedficamente, las salidas de los sensores 16 y 17 pueden ser comparadas, funcion llevada a cabo por un comparador, y si son suficientemente diferentes entre sf, ello puede indicar la existencia de una condicion de degradacion de la etiqueta. Por ejemplo, la salida de etiquetas de la unidad transportadora 5 que tengan bordes que resultaron carbonizados u ondulados indicana una situacion problematica y/o peligrosa. Podna iniciarse entonces una secuencia de parada de emergencia. Puede usarse un sensor 18 de temperatura para analizar la temperatura de las etiquetas 3 o de las capas de las mismas. Espedficamente, el o los sensores 18 de temperatura son usados para controlar la temperatura de activacion de la etiqueta. La unidad transportadora es denotada en general como 5 y puede incluir un blindaje 2 contra radiacion infrarroja (IR) para evitar danos o exposicion a la radiacion infrarroja de los ventiladores 6 y 7. Los ventiladores 6 y 7 generalmente sirven para expulsar aire relativamente caliente, alejandolo de las etiquetas 3 y de la unidad transportadora 5. Preferentemente, los ventiladores 6 y 7 estan situados debajo de la cadena 4 de transporte, o en un lado frente a las etiquetas, para contribuir con ello a mantener plana la etiqueta sobre la cadena de transporte para que las etiquetas no hagan contacto con ningun objeto caliente dentro de esta region.

Preferentemente, la unidad B de activacion termica tambien comprende una o mas placas de vidrio de cuarzo, representadas esquematicamente en la Figura 3B como el elemento 14. Las placas 14 de vidrio de cuarzo estan situadas entre las etiquetas 3 y las lamparas o emisores. Las placas 14 de vidrio de cuarzo impiden que ocurra un contacto entre los emisores y las etiquetas. En una realizacion, el area o region alrededor de la o de las placas de vidrio de cuarzo esta encerrada y se usan uno o mas ventiladores de gran capacidad o alta velocidad para evacuar el aire relativamente caliente del area encerrada. Se impide con ello que el aire caliente que rodea a los emisores alcance las etiquetas o que entre en contacto con ellas. El uso de una o mas placas de vidrio de cuarzo aumenta significativamente la seguridad y reduce mucdsimo el potencial de riesgos de incendio como consecuencia de que las etiquetas prendan o ardan. El uso de la o las placas de vidrio de cuarzo tambien sirve para permitir que pasen unicamente longitud de onda particulares a traves de las placas y, con ello, que alcancen a las etiquetas. Asf, las etiquetas son calentadas unicamente por una porcion del espectro de radiacion procedente de los emisores.

La Figura 23 ilustra las temperaturas medias maximas alcanzadas con diversos tiempos de permanencia usando emisores al 90% de potencia y al 100% de potencia en dos disposiciones diferentes. Los emisores usados fueron emisores IR de onda media de respuesta rapida de Heraeus Noblelight GmbH, de Alemania. En una disposicion, se colocan placas de vidrio de cuarzo entre los emisores y las etiquetas. En otra disposicion, no se usan placas de vidrio de cuarzo y, por ello, las etiquetas estan expuestas por completo a la radiacion emitida. Los elementos de cuarzo absorbieron una porcion de la energfa del emisor, reduciendo con ello la absorcion total de energfa por parte de la etiqueta, segun e indica por las temperaturas algo menores. Se cree que los elementos de cuarzo bloquean u obstaculizan de otro modo la transmision de la radiacion procedente de los emisores que tenga longitudes de onda superiores a 3,5 pm.

Con referencia nuevamente a la Figura 3B, una vez que las etiquetas 3 han sido activadas, son transportadas a una unidad aplicadora denotada en general como C en la Figura 3B. La unidad aplicadora o aplicador 26 de transporte aplica las etiquetas activadas 3 a los objetos de interes. Preferentemente, se usan uno o mas sensores, tales como los sensores 20 y 21 del avance de la etiqueta y un sensor de la posicion 22 de detencion de la etiqueta para controlar el transporte de material. El numero de sensores usados depende generalmente del tamano y la forma de las etiquetas. Tambien puede usarse un sensor 28 de movimiento para detectar el movimiento dentro de la unidad aplicadora C.

El sistema 90 puede incluir sensores y medidas de control adicionales. Por ejemplo, el sistema 90 puede incluir una o mas interconexiones de senales entre cualquiera de los componentes A, B y C. Se ilustra una interconexion universal 27 de senales entre los componentes A y B. Puede usarse un sensor de inicio o interruptor 29 de pisada junto con cualquiera de los componentes. El sistema 90 puede incluir un controlador logico programable (PLC) u otro sistema de control conocido en la tecnica.

La Figura 3C muestra una realizacion ejemplar de un sistema 790 que usa impresion digital y corte por laser. El sistema 790 es denominado en la presente memoria sistema de imprimacion, impresion y aplicacion, en el que se suministra al sistema un rollo continuo de etiquetas. El sistema 790 es analogo en general al sistema 90 anteriormente descrito de la Figura 3B e incluye una unidad impresora A, una unidad B de activacion termica y una unidad aplicadora C. Sin embargo, en lugar de una guillotina 1 usada en el sistema 90, se usa una cortadora laser

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1a. Y, en lugar de un conjunto de cabezal y cinta de impresion usado en el sistema 90 mostrado en la Figura 3B, el sistema 790 utiliza preferentemente una impresora digital. Los componentes restantes del sistema 790 son segun se ha descrito anteriormente junto con el sistema 90 de la Figura 3B. En general, una banda continua de etiquetas se desplaza a lo largo de una lmea hasta una impresora digital, en la que se imprime cada etiqueta formando signos u otras marcas antes de que la etiqueta sea cortada por un laser adoptado una forma predefinida. La matriz de etiquetas es separada entonces de una o mas capas de sustrato mantenidas en su sitio sobre una correa de succion o similar. La matriz de etiquetas es movida en otra direccion y es rebobinada en torno a un rodillo. Las etiquetas impresas y cortadas son transferidas entonces al area B de activacion termica usando un transportador, una correa de succion o un componente similar por delante de una fuente SWIR o MWIR, que activa cada etiqueta en una fraccion de segundo. La etiqueta activada es entonces transportada en la unidad aplicadora C hasta el producto al que se fijada. Puede usarse un aplicador de correa para transportar y/o aplicar las etiquetas.

La Figura 3D muestra una realizacion ejemplar de un sistema 890 que usa impresion digital y corte laser. Este sistema tambien es denominado sistema de imprimacion, impresion y aplicacion, en el que se suministra un rollo continuo de etiquetas. El sistema 890 es analogo en general al sistema 790; usa, sin embargo, una cortadora laser 1b que esta situada mas corriente abajo de la unidad aplicadora C mostrada en la Figura 3D. En cambio, y segun se ha descrito anteriormente junto con la Figura 3C, la cortadora laser 1a esta situada entre la unidad impresora A y la unidad B de activacion termica, y, en particular, dentro de la unidad B de activacion termica. En el sistema 890, la banda continua de etiquetas se desplaza a lo largo de una lmea hasta una impresora digital, en la que se imprime cada etiqueta formando signos u otras marcas. La banda continua de etiquetas impresas es entonces transferida al area B de activacion termica por delante de una fuente SWIR o MWIR, que activa cada etiqueta en una fraccion de segundo. La banda continua activada de etiquetas impresas es transferida entonces a la unidad aplicadora C, en la que la banda continua o la pluralidad de etiquetas es cortada segun la forma predeterminada de la etiqueta mediante un laser mientras se encuentra sobre una correa de succion o similar. La matriz de etiquetas es separada de la etiqueta individual, que es mantenida en su sitio sobre una correa de succion o similar, y se enrolla en torno a un rodillo. La etiqueta cortada y activada es transportada entonces hasta un producto al que se fija.

En otra variante de las realizaciones que se han hecho notar anteriormente, los sistemas de impresora y de corte laser tambien pueden estar situados despues o corriente abajo de la activacion de la banda continua. La impresora de imprimacion imprime signos u otras marcas en la banda continua de adhesivo activado que es cortada a continuacion adoptando la forma de la etiqueta usando un laser mientras se encuentra sobre una correa de succion o similar. La matriz de etiquetas es separada de la etiqueta individual, que es mantenida en su sitio sobre una correa de succion o similar, y se enrolla en torno a un rodillo. La etiqueta cortada y activada es transportada entonces hasta el producto al que se fija.

En otra realizacion adicional, la banda continua de etiquetas sin soporte activables esta perforada de antemano a la forma de las etiquetas. La banda continua permitira el mismo recorrido que en la Figura 3d, pero, en lugar de que el laser corte las etiquetas activadas, la banda continua pasa sobre un borde afilado que separa de la matriz el borde delantero de la etiqueta. La etiqueta es puesta entonces en contacto con un sustrato receptor, adhiriendose al sustrato, tras lo cual la matriz se separa de la misma.

La Figura 4 muestra un metodo ejemplar de aplicacion de una etiqueta 100 con un adhesivo activable 120 a un objeto 160. El metodo se inicia en la etapa 260, y, despues, en la etapa 270, se proporcionan varias etiquetas con una capa de adhesivo activable. En la etapa 280, se proporcionan varios objetos con una segunda superficie, y, en la etapa 290, se proporciona una fuente 200 de energfa. En la etapa 300, el adhesivo de las etiquetas es expuesto a radiacion para formar una superficie pegajosa en el adhesivo. En la etapa 310, la etiqueta es aplicada al objeto a una velocidad de aproximadamente 500 etiquetas por minuto. El metodo finaliza en la etapa 320.

La Figura 5 muestra un metodo ejemplar de activacion de una etiqueta 100. El metodo se inicia en la etapa 330, y, despues, en la etapa 340, se proporciona la etiqueta con una capa de adhesivo activable 120, segun se define en la Tabla 1. En la etapa 350, se proporciona una fuente 200 de energfa, y, en la etapa 360, el adhesivo de la etiqueta es expuesto a radiacion para que el adhesivo se vuelva pegajoso. El metodo finaliza en la etapa 370.

La Figura 6 muestra un metodo ejemplar de aplicacion de una etiqueta 100 con un adhesivo activable 120 a un objeto 160. El metodo se inicia en la etapa 380, y, despues, en la etapa 390, se proporcionan varias etiquetas con una capa de adhesivo activable. En la etapa 400, se proporcionan varios objetos con una segunda superficie, y, en la etapa 410, se proporciona una impresora 250. En la etapa 420, se imprime el material imprimible 110 de la etiqueta. En la etapa 430, se proporciona una fuente 200 de energfa. En la etapa 440, el adhesivo de las etiquetas es expuesto a radiacion para formar una superficie pegajosa en el adhesivo. En la etapa 450, la etiqueta es aplicada al objeto a una velocidad de aproximadamente 500 etiquetas por minuto. El metodo finaliza en la etapa 460.

La Figura 6A muestra un metodo ejemplar de aplicacion de una etiqueta, tal como la etiqueta 100 representada en la Figura 1, con un adhesivo activable 120 a un objeto, tal como un recipiente 160 representado en la Figura 2. El metodo se inicia en la etapa 381, y, despues, en la etapa 391, se proporciona un rollo de etiquetas con una capa de adhesivo activable. En la etapa 401, se proporcionan varios objetos con una segunda superficie, y, en la etapa 411,

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se proporciona una impresora 251. Preferentemente, la impresora es una impresora digital. En la etapa 421, se imprime el material imprimible 110 de la etiqueta. En la etapa 431, se proporciona una cortadora. Preferentemente, la cortadora es un sistema de corte laser. En la etapa 441 la etiqueta es cortada a una longitud preestablecida. Tras el corte, puede llevarse a cabo una operacion opcional (no mostrada) en la que la matriz de etiquetas es separada y enrollada. En la etapa 451, se proporciona una fuente 200 de energfa (Figura 2). En la etapa 461, el adhesivo de las etiquetas es expuesto a radiacion para formar una superficie pegajosa en el adhesivo. En la etapa 462, la etiqueta es aplicada al objeto, tal como el recipiente 160 de la Figura 2, a una velocidad por encima de las 60 etiquetas por minuto. El metodo finaliza en la etapa 463.

La Figura 6B ilustra otro metodo ejemplar de aplicacion de una etiqueta a un objeto tal como un recipiente. Tras dar comienzo al inicio 1000, se lleva a cabo una operacion 1005 de proporcionar un rollo de etiquetas adhesivas activables. En la operacion 1010, se proporcionan varios objetos, tales como recipientes, para recibir las etiquetas. En la operacion 1015, se proporciona una impresora, preferentemente una impresora digital. A continuacion, en la operacion 1020 se imprime la cara de impresion de la etiqueta. En la operacion 1025, se proporciona una fuente de energfa de activacion. En la operacion 1030, el adhesivo es expuesto a radiacion directa para hacer pegajosa la superficie del adhesivo. En la operacion 1035, se proporciona un sistema de corte. En la operacion 1040, la etiqueta activada es cortada segun la forma deseada. En la operacion 1045, las etiquetas son aplicadas a los objetos, tales como recipientes, y, preferentemente, a una velocidad superior a 60 etiquetas por minuto. En la operacion 1050, la matriz de etiquetas es separada y enrollada. El fin del procedimiento esta designado como operacion 1055.

Aunque los anteriores metodos mencionan una velocidad ejemplar de aplicacion de una etiqueta 100 a un objeto 160 de aproximadamente 500 etiquetas por minuto, la velocidad puede oscilar entre mas de aproximadamente 60 etiquetas por minuto y por encima de aproximadamente 1.000 etiquetas por minuto. Velocidades ejemplares para la aplicacion de una etiqueta a un objeto segun los metodos de la presente invencion incluyen aproximadamente 120 etiquetas por minuto, aproximadamente 250 etiquetas por minuto y aproximadamente 500 etiquetas por minuto.

Segun se ha hecho notar anteriormente, las energfas NIR e IR de onda corta son instrumentos eficientes para activar los adhesivos 120 de manera rapida, pero pueden causar dano a las etiquetas impresas 100 debido a la absorcion de la energfa por los pigmentos de los signos 130 que se imprimen sobre el material imprimible 110 de las etiquetas. Con referencia adicional a la Figura 7, para superar este problema, se introduce una capa reflectante 470 en la construccion de otra realizacion de una etiqueta 480. La capa reflectante se situa entre la capa 110 de impresion y la capa adhesiva 120. Cuando el adhesivo de la capa adhesiva es expuesto directamente a energfa NIR, parte de la energfa es absorbida al atravesar la radiacion el adhesivo. La energfa restante no absorbida es reflejada por la capa reflectante y redirigida de nuevo a traves de la capa adhesiva, provocando que el adhesivo de la capa adhesiva absorba energfa NIR adicional. Por ende, no solo quedan protegidos del sobrecalentamiento los signos de la capa de impresion, sino que el redireccionamiento de la radiacion por la capa reflectante permite una mayor absorcion de la energfa por parte del adhesivo, requiriendo asf el adhesivo menos tiempo de permanencia en presencia de la radiacion para obtener el nivel deseado de exposicion a la radiacion. Son posibles exposiciones de la capa adhesiva hasta de menos de 0,3 segundos de radiacion con estos metodos usando una fuente 200 de radiacion NIR, y asf pueden obtenerse velocidades de activacion y aplicacion superiores a aproximadamente 250 etiquetas por minuto. Generalmente se prefiere utilizar emisores de radiacion electromagnetica para producir la radiacion deseada con intensidades relativamente elevadas.

Con referencia a la Figura 7, la capa reflectante 470 puede ser fabricada con cualquier material que refleje la energfa NIR. Ejemplos adecuados incluyen el oro, la plata, el aluminio y el cobre. El aluminio es una de las mejores opciones para el material de la capa reflectante, porque el aluminio es barato en comparacion con otros metales adecuados, tales como los anteriormente enumerados; puede ser aplicado facilmente al material imprimible 110 usando diversas tecnicas de metalizacion, incluyendo, por ejemplo, la metalizacion o revestimiento al vacfo; y tiene una reflectividad a la energfa NIR superior al 95%. El grosor “T” de la capa reflectante puede ser de solo un micrometro y seguir proporcionando una reflectividad adecuada, que puede ser, por ejemplo, superior a aproximadamente un 90%. Se entiende que pueden emplearse otras capas reflectantes para otras fuentes de radiacion adecuadas que tambien contribuinan a proteger al material imprimible de la decoloracion.

La capa 110 de impresion de la etiqueta puede ser construida de cualquier material que sea receptivo a la tinta y que se use para imprimir los signos 130 sobre la capa de impresion. Materiales ejemplares para la capa de impresion incluyen el papel, pelfculas polimericas, el papel metalizado, el pan metalico con respaldo de papel y papeles metalicos. Con referencia adicional a la realizacion ejemplar ilustrada en la Figura 8, estos materiales imprimibles pueden ser tratados con recubrimientos 490. Ejemplos incluyen recubrimientos transparentes, que pueden mejorar la capacidad de la capa de impresion de recibir y retener la tinta que se usa para imprimir/depositar los signos sobre la capa de impresion. Ejemplos adicionales incluyen los recubrimientos que contienen un nivel elevado de pigmento, por ejemplo dioxido de titanio, que puede ser aplicado a la capa de impresion para aumentar la opacidad de la etiqueta 500.

Con referencia adicional a la realizacion ejemplar ilustrada en la Figura 9, la capa reflectante 470 puede incluir un patron reflectante 510 que cubra en parte o totalmente la superficie 520 no portadora de signos (tambien

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denominada “superficie trasera”) de la capa 110 de impresion. Por ejemplo, con referencia adicional a la Figura 10, puede colocarse un patron reflectante 510 sobre la capa de impresion para recubrir los signos 130 de la superficie posterior de la capa de impresion cuando se los mira a traves de la capa adhesiva de la etiqueta. Esto reduce la cantidad de material reflectante que se necesita para la construccion de la etiqueta.

Con referencia adicional a la realizacion ejemplar ilustrada en la Figura 11, aunque la superficie trasera 520 de la capa 110 de impresion puede ser lisa, tambien es posible que la superficie trasera de la capa de impresion pueda tener una textura. Por ejemplo, la metalizacion al vado de la capa de impresion texturizada puede producir una superficie reflectante texturizada. Asimismo, el estampado de una capa reflectante lisa 470 puede producir una superficie reflectante texturizada similar. Tales superficies texturizadas pueden ser usadas para redireccionar la radiacion o para mejorar el reflejo de la radiacion procedente de fuentes de radiacion que no sean perfectamente perpendiculares al plano del material imprimible. Por ejemplo, en la Figura 11 se muestra una microtextura retrorreflectante 530. La patente estadounidense n° 6.767.102, de Heenan et al., ilustra ejemplos de diversas superficies retrorreflectantes. Un retrorreflector es un dispositivo o una superficie que vuelve a reflejar la luz a su fuente con una dispersion minima de la luz. Asf, un frente de ondas electromagneticas vuelve a reflejarse a lo largo de un vector que es paralelo, pero opuesto en direccion, a la fuente de las ondas.

Las etiquetas 100, 480 y 500 de las diversas realizaciones pueden tener diversos tamanos y formas. Por ejemplo, con referencia adicional a las Figures 12 y 13, la anchura “W” de una etiqueta rectangular ejemplar puede oscilar entre aproximadamente 0,5 centimetres y aproximadamente 30 centimetres, y la longitud “L” de la etiqueta rectangular ejemplar puede oscilar entre aproximadamente 0,5 centimetres y aproximadamente 30 centimetres. En consecuencia, el area de la superficie total de las etiquetas rectangulares ejemplares puede oscilar entre aproximadamente 0,25 centimetres cuadrados y aproximadamente 900 centimetres cuadrados. Las etiquetas ejemplares pueden tener cualquier forma; por ejemplo, las etiquetas pueden ser rectangulares, cuadradas, circulares y tener otras formas, incluyendo formas irregulares. En las patentes estadounidenses 2.304.787, 2.569.140 y 2.783.172, de Avery Dennison, se muestran ejemplos de diversas formas de etiqueta.

Las diversas etiquetas y los diversos sistemas de etiquetas descritos en la presente memoria pueden comprender, ademas, una o mas capas o estratos barrera. En general, una capa barrera impide la decoloracion del material imprimible y de lo impreso en una amplia gama de condiciones a las que la etiqueta puede verse expuesta. Preferentemente, la capa barrera impide la decoloracion del material imprimible y de lo impreso tras la exposicion a temperaturas entre aproximadamente -20° C y aproximadamente 80° C, en tiempos de hasta varios meses o mas y preferiblemente de hasta 1 anos, y a niveles de humedad entre aproximadamente un 10% y un 99%. Generalmente, tales capas barrera comprenden materiales polimericos compatibles con los adhesivos descritos en la presente memoria y que incluyen una concentracion efectiva de restos de estireno. En ciertas realizaciones, la capa adhesiva y la capa barrera pueden ser extendidas en una pasada usando tecnologfa de doble troquel.

En viarias de las formulaciones adhesivas de realizaciones preferentes el ftalato diciclohexflico es usado como plastificante y tiene una temperatura maxima de fusion a 63° C. Una vez que el adhesivo es activado mediante radiacion u otra fuente de energfa, el plastificante permanece en forma lfquida y puede migrar de la capa adhesiva a su area de contacto. Cuando mayor sea la temperatura, mas rapida sera la migracion. Asf, la capa barrera cubre el lado adhesivo de una etiqueta, sella capilares del material imprimible y hace de barrera para minimizar la migracion del plastificante desde el lado adhesivo al lado de impresion de la etiqueta.

El alcohol polivirnlico es un material usado muy comunmente para una barrera de permeabilidad al oxfgeno y una barrera de migracion de tinciones. Sin embargo, la construccion de etiquetas con esta capa de alcohol polivirnlico produce una adherencia inferior a aquella que no tiene esta capa. Desde un punto de vista de la compatibilidad, un material polimerico que portara unidades de estireno deberia ser mas compatible. Una mezcla de proporcion en peso de uno a uno de HYCAR 26288 e HYCAR 26315, disponibles ambos de Lubrizol Corp., de Cleveland, Ohio, es un ejemplo de una formulacion preferente para su uso como capa o estrato barrera. Ambos polfmeros incluyen un resto de estireno en su cadena molecular principal. Ademas, el peso de capa de la capa barrera tambien tiene un impacto en el rendimiento adhesivo, dado que la capa barrera absorbera plastificante. Dado que la capa barrera “consume” plastificante, cuanto mayor sea el peso de capa de la capa barrera, menor sera la adherencia del adhesivo. El peso preferente de capa de la capa barrera es inferior a 12 g/m2. El peso mas preferente de capa esta entre 2 y 10 g/m2. La capa barrera es usada, preferentemente, para cubrir el lado adhesivo de la etiqueta y sellar capilares del material imprimible. Por esta razon, se prefieren las sustancias polimericas que tienen temperaturas de transicion vftrea inferiores a 80° C. La temperatura de transicion vtirea mas preferida es inferior a 60° C.

Los adhesivos descritos en la presente memoria pueden ser usados en una amplia gama de conjuntos estratificados. Generalmente, tales conjuntos incluyen un sustrato, una o mas capas funcionales, tales como capas reflectantes y/o capas barrera, y una o mas capas del adhesivo, que preferentemente esta en la forma para ser usado como un adhesivo sin soporte. La Figura 14 ilustra esquematicamente un conjunto estratificado 600 que comprende una capa 610 de un adhesivo sin soporte, un sustrato 630 y una capa barrera 620 dispuesta entre la capa adhesiva 610 y el sustrato 630. Preferentemente, el sustrato es un papel imprimible o un sustrato de pelfcula transparente, tal como PET and BOPP, etc. Segun se ilustra en la Figura 14, el material barrera, que tambien hace

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de capa aglutinante, es extendido sobre el sustrato 630, seguido por el recubrimiento del adhesivo 610 sobre la capa barrera 620 mediante tecnicas de recubrimiento directo. La capa barrera 620 puede ser extendida sobre el sustrato 630 de pelfcula mediante tecnicas ya sea de recubrimiento directo o de capa de transferencia. En general, tales adhesivos incluyen materiales que tienen puntos de fusion relativamente bajos, tales como en el intervalo de 50° C a 120° C, que incluye materiales organicos tales como plastificantes, fijadores y combinaciones. La inclusion de tales materiales de punto de fusion relativamente bajo en los adhesivos imparte una temperatura resultante de activacion de tal adhesivo dentro de este intervalo de temperaturas. Tras calentarse, las moleculas del plastificante y/o del fijador solidos, seran absorbidas en el polfmero base adhesivo a escala molecular, e interactuaran con el mismo, para proporcionar una construccion de etiqueta de papel o de pelfcula, sensible a la presion, permanente o eliminable.

Ademas, la capa barrera puede mejorar el anclaje del adhesivo con un intervalo mas amplio de temperaturas de secado durante el procedimiento de extension del adhesivo. Ademas, la capa barrera tambien sirve de salvaguardia para minimizar el corrimiento de plastificante desde el lado adhesivo hasta el material imprimible. Ademas, la capa barrera puede tener un grosor inferior a 12 micrometros y tener una temperatura de transicion vttrea inferior a 80° C.

Con referencia a la Figura 14, la capa barrera 620 puede ser un material polimerico que tenga una temperatura de transicion vftrea inferior a 80° C y con un grosor menor de 12 micrometros. La capa de imprimacion puede ser aplicada mediante metodos tradicionales de recubrimiento, tales como recubrimiento por cuchilla, recubrimiento por rodillo y recubrimiento por troquel.

En ciertas realizaciones, y segun se describe en la presente memoria, se incorporan negro de humo u otro(s) agente(s) similar(es) en una o mas capas de un conjunto de etiqueta para promover la activacion del adhesivo. Generalmente, la incorporacion de negro de humo reduce el consumo de energfa para el proceso de activacion. Un consumo reducido de energfa puede manifestarse o dar como resultado un ahorro en costes, mayores velocidades de procesamiento y/o promover, ademas, aspectos “verdes” de la tecnologfa. Ademas, incorporar negro de humo en una o mas capas o en un conjunto de etiqueta permite el aislamiento de las lamparas o de otros emisores de radiacion para la activacion del adhesivo. Ademas, incorporar negro de humo en una o mas capas de un conjunto de etiqueta permite que aumente la distancia entre las etiquetas y las lamparas o los emisores de radiacion, promoviendo con ello adicionalmente la seguridad del sistema.

Cuando se incorporan en una etiqueta o en un conjunto de etiqueta, el negro de humo u otros medios alternativos promueven la absorcion de energfa por parte del material, llevando con ello a mayor eficiencia. El negro de humo puede ser incorporado en cualquier capa de un conjunto de etiqueta. Sin embargo, generalmente se prefiere que el negro de humo se incorpore dentro de la capa adhesiva. Sin embargo, no se esta limitado a ello, e incluye la incorporacion de negro de humo en otras capas, ademas de la capa adhesiva, o en lugar de la misma. Por ejemplo, puede incorporarse negro de humo en una capa barrera. Tambien se contempla que puedan incorporarse negro de humo u otro(s) agente(s) similar(es) en una capa de imprimacion. Si se usa negro de humo en una capa de imprimacion o de barrera, puede ser usado con las concentraciones anteriormente senaladas, como cuando se incorpora en una capa adhesiva. Sin embargo, para muchas aplicaciones, se prefiere usar negro de humo en concentraciones mayores, tales como aproximadamente un 0,1%.

Se hace notar que pueden usarse otros agentes en lugar de negro de humo, o ademas del mismo, para promover la absorcion de energfa. Ejemplos no limitantes de tales agentes adicionales incluyen tinciones, colorantes y pigmentos organicos diversos; y tinciones, colorantes y pigmentos inorganicos diversos. Se entendera que podna usarse una amplia gama de tintas u otros agentes. Ademas, pueden usarse combinaciones de cualesquiera de estos. Se contempla que puedan incorporarse combinaciones de agentes en multiples o diferentes capas de un conjunto de etiqueta. Por ejemplo, puede incorporarse negro de humo en una capa adhesiva y pueden incorporarse una o mas tinciones organicas y/o inorganicas en una capa barrera.

La concentracion del negro de humo u otro(s) agente(s) similar(es) en la capa de interes puede variar, con la condicion de que la concentracion promueva de forma beneficiosa la absorcion de energfa en esa capa y un aumento en la temperatura. Por ejemplo, cuando se incorpora negro de humo en una capa adhesiva o de barrera, generalmente la concentracion es de al menos aproximadamente un 0,1%, y preferentemente de al menos aproximadamente un 1%. El lfmite superior depende de numerosos factores.

Sistemas

Tambien se proporcionan diversos sistemas que usan los adhesivos activables y los conjuntos estratificados y/o los conjuntos de etiqueta descritos en la presente memoria. En un aspecto preferente, un sistema para aplicar etiquetas impresas a un artfculo comprende una etiqueta activable que incluye una capa de adhesivo activable selectivamente que presenta un tiempo de activacion de menos de 1 segundo, y un aparato configurado para aplicar la etiqueta a un artfculo. El aparato incluye una fuente de energfa que esta configurada para emitir energfa, y uno o mas accionadores que estan configurados para (i) recibir la etiqueta activable, (ii) transportar la etiqueta activable atravesando la energfa emitida, y (iii) transportar la etiqueta activable a una posicion en la que la etiqueta activable es aplicada al artfculo. Preferentemente, el adhesivo activable presenta las caractensticas senaladas en la presente

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memoria asociadas con los adhesivos preferentes, tales como un tiempo de activacion de menos de 1 segundo, mas preferentemente de menos de 0,5 segundos, y lo mas preferible es que sea de aproximadamente 0,3 segundos o menos. Los adhesivos tambien presentan, preferentemente, un tiempo de trabajo entre aproximadamente 0,1 segundos y aproximadamente 72 horas, y mas preferentemente entre aproximadamente 10 segundos y 60 segundos. Los adhesivos usados en estos sistemas tambien presentan ciertas propiedades preferentes de adherencia inicial segun se describe en la presente memoria.

Otro sistema de una realizacion preferente comprende una etiqueta activable que incluye una capa de adhesivo activable selectivamente que, tras su activacion, presenta un tiempo de trabajo de al menos 72 horas, y un aparato configurado para aplicar la etiqueta a un artfculo. El aparato incluye una fuente de energfa que esta configurada para emitir energfa, y uno o mas accionadores que estan configurados para (i) recibir la etiqueta activable, (ii) transportar la etiqueta activable atravesando la energfa emitida, y (iii) transportar la etiqueta activable a una posicion en la que la etiqueta activable es aplicada al artfculo. Segun se ha hecho notar previamente, los adhesivos usados en este sistema presentan preferentemente los tiempos de activacion y los valores de adherencia inicial anteriormente senalados.

Usos

Los adhesivos descritos en la presente memoria pueden ser usados en una amplia gama de aplicaciones. Un uso preferente es en conjuntos estratificados, tales como conjuntos de etiqueta.

Los diversos conjuntos estratificados y conjuntos de etiqueta pueden ser usados en numerosas aplicaciones, tales como, por ejemplo, la recepcion de signos, informacion, disenos y similares impresos. Un uso particularmente preferente para los conjuntos de etiqueta descritos en la presente memoria es su uso en impresoras.

Ejemplos

Los procedimientos ejemplares para preparar el polfmero base senalado en la Tabla 2, son los siguientes:

Ejemplo 1

Se prepara una emulsion de la base polimerica adhesiva mediante polimerizacion en emulsion a partir de una pluralidad de monomeros que consiste en un 37,2% de acrilato butflico (BA), un 29,3% de estireno, un 29,3% de metacrilato metflico (MMA), un 1,7% de acido metacnlico (MAA) y un 2,5% de acido acnlico (AA), en funcion del peso de todos los monomeros, con un 0,06% en peso de mercaptano de n-dodecilo anadido como reactivo de transferencia de cadena. Un matraz cilmdrico de reaccion, forrado, de un litro, equipado con una cabeza de matraz de cuatro bocas fue dotado de una varilla agitadora de acero con multiples palas de acero, un condensador de reflujo, un termometro y un tubo de entrada de nitrogeno. Se fijo la velocidad de agitacion a aproximadamente 126 rpm, y se fijo la temperatura de reaccion a 80° C. Se creo una solucion precargada en el reactor disolviendo 1,0 g de tensioactivo HITENOL BC-10 (97% de solidos, fabricado por Dai-lchi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., de Kioto, Japon) en 100 g de agua desionizada (“DI”). Se formo una solucion jabonosa preemulsiva de suministro disolviendo 2,0 g de HITENOL BC-10 y 105 g de agua DI. Se compuso una mezcla de monomeros con 140 g de acrilato n-butflico, 110 g de estireno, 110 g de metacrilato metflico, 6,5 g de acido metacnlico, 9,1 g de acido acnlico y 0,24 g de mercaptano de n-dodecilo. Se anadio la mezcla de monomeros a la solucion preemulsiva con agitacion durante 10 min. Se preparo una solucion iniciadora A disolviendo 0,75 g de persulfato potasico (“KPS”) en 67 g de agua DI; se creo una solucion B disolviendo 0,5 g de KPS en 67g de agua DI. Se preparo una solucion iniciadora de arranque disolviendo 0,75 g de KPS en 38 g de agua. La solucion precargada en el reactor fue introducida en el reactor de vidrio, que habfa sido lavado abundantemente con nitrogeno. Se anadio la solucion iniciadora de arranque cuando la temperatura de la solucion alcanzo 80° C. Despues de 5 minutos, se introdujeron 20 g de la solucion preeemulsiva en el reactor. Tras observar la polimerizacion, se iniciaron los suministros de la solucion preemulsiva y la solucion iniciadora A. La solucion iniciadora B es suministrada al final de la solucion A. El suministro de la solucion preemulsiva se completa en un periodo de 4 horas, y los suministros de las soluciones iniciadoras A y B se completan en 4 horas and 15 minutos. La polimerizacion continua otros 30 minutos tras completar el suministro de la solucion iniciadora B. La temperatura de polimerizacion se mantiene a 80° C durante la polimerizacion. La polimerizacion de la mezcla de monomeros produce un latex polimerico que puede ser formulado ulteriormente para adhesivos sin soporte, y que puede ser extendida sobre los sustratos deseados.

Ejemplo 2

Se usa el mismo procedimiento de polimerizacion usado en el Ejemplo 1, salvo que los monomeros usados para la polimerizacion son usados con los siguientes porcentajes en peso: 48,0% de BA, 23,9% de estireno, 23,9% de MMA, 1,7% de MAA y 2,5% de AA.

La preparacion de un adhesivo blanco ejemplar activado por calor es como sigue. Se prepara una formulacion adhesiva mutable a partir de la base polimerica adhesiva senalada mezclandola a temperatura ambiente con un plastificante y un fijador seleccionados un tiempo suficiente para garantizar una composicion homogenea. Normalmente, el punto de fusion preferente de tal plastificante solido esta por encima de los 40° C. En este ejemplo se usa plastificante molido de ftalato diciclohexflico o U250M, suministrado por Unitex Corp., de Greensboro, Carolina del Norte. El punto de fusion del U250M esta en el intervalo de 63° C a 65° C. El fijador ejemplar es

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TACOLYN 3400 (punto de ablandamiento a 92° C) que es una dispersion resinosa de la Eastman Chemical Company, de Kingsport, Tennessee. El TACOLYN 3400 es una dispersion resinosa esterica. Mas espedficamente el TACOLYN 3400 es una dispersion resinosa esterica anionica acuosa, con un 55% de solidos, exenta de disolventes preparada a partir de una resina muy hidrogenada con punto de ablandamiento elevado. Sin entrar en consideraciones teoricas particulares, se cree que cuando se irradia el adhesivo, el plastificante seleccionado se derrite. Las pequenas moleculas de plastificante son capaces de entrar entre las cadenas del polfmero base adhesivo, funcionando como “lubricante”, incluso despues de que el polfmero se enfne. En consecuencia, aumenta el volumen libre del polfmero, o disminuye la temperatura de transicion vttrea (Tg) de la base polimerica adhesiva, lo que lleva a un recubrimiento adhesivo sumamente flexible. Ventajosamente, en ciertas realizaciones ejemplares, el adhesivo no incluye negro de humo, grafito, tinta(s), tincion(es), pigmento(s) ni/o colorante(s). Sin embargo, otras realizaciones ejemplares del adhesivo incluyen el uso de tales agentes.

Ejemplo 3

Se preparo como sigue un polfmero a base de una emulsion acnlica particularmente adaptado para adhesivos sin soporte termoactivables. Con referencia a la siguiente Tabla 4, se efectua una carga del reactor disolviendo 18,2 g de tensioactivo HITENOL BC-10 (97% de solidos), 18,2 g de tensioactivo POLYSTEP B-19, disponible en Stepan, de Northfield, Illinois (lauril eter sulfato sodico, 32,5% de solidos), y 1,1 g de antiespumante DREWPLUS L-198, disponible en Ashland Aqualon, de Ashland, Inc., de Lexington, Kentucky, en 19,376 kg de agua desionizada (“DI”). Esto se resume como carga (A) del reactor en la Tabla 4. Segun se describe posteriormente en la presente memoria, posteriormente se anaden 90,8 g de persulfato potasico (“persulfato K”) a esta carga antes del suministro de la preemulsion.

TABLA 4: Carga ejemplar del reactor

A): Carga del reactor: Agua desionizada POLYSTEP B-19 (32,50%) HITENOL BC-10 (97,0%) DREWPLUS L-198 (100,0%) Persulfato K inicial Total Partes en peso g 19.376 18,20 18,20 1,10 90,80 19.504,30

B): Solucion jabonosa:

: Agua desionizada 14.455

: POLYSTEP B-19 (32,50%) 853,52

: AEROSOL OT-75 (75,0%) 227,00

: HITENOL BC-10 (97,0%) 472,20

: DREWPLUS L-198 (100,0%) 1,10

: Total 16.008,80

C): Mezcla de monomeros:

: BA 5248

: EA

: Estireno 31.919

: MMA 1333

: MAA 508,48

: AA 708,24

: EGDMA 621,98

: n-DDM 771,80

: Total 41.110,50

D): Solucion catalizadora para la adicion con retraso:

: Agua desionizada 4213

: Persulfato K 108,96

: Total 4321,96

E): Agua desionizada de enjuague 227,00

F): Solucion de amonio al 19% 272,40

G): DREWPLUS L-198 18,20

H): ACTICIDE GA (1,50%) 4,54

I): Agua desionizada 227,00

: Total del lote 81.694,7

: Tensioactivos: 2,248 ppcm

: Persulfato K: 0,481 ppcm

A continuacion, la carga del reactor fue introducida en un reactor y calentada hasta 78° C. Preferentemente, el contenido del reactor se agita.

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Se forma como sigue una solucion jabonosa preemulsiva: Se anadieron 853,52 g de POLYSTEP B19, 227 g de tensioactivo AEROSOL OT-75, disponible en Cytec Industries, Inc., de West Paterson, Nueva Jersey (sulfosuccinato dioctflico de sodio), 472,2 g de HITENOL BC-10 y 1,1 g de DREWPLUS L-198 a 14,455 kg de agua desionizada. Esto se resumo como solucion jabonosa (B) en la Tabla 4.

Se forma una mezcla de monomeros combinando 5248 g de BA, 31,919 kg de estireno, 1333 g de MMA, 508,48 g de MAA, 708,24 g de AA, 621,98 g de EGDMA y 771,8 g de n-DDM. Esto se resume como mezcla (C) de monomeros en la Tabla 4. Expresadas como un porcentaje en peso en funcion de la base polimerica adhesiva, las concentraciones de estos monomeros son 12,8% de BA, 77,6% de estireno, 3,2% de MMA, 1,2% de MM y 1,7% de AA, 1,5% de EGDMA y 1,9% de n-DDM.

La mezcla (C) de monomeros es anadida a la solucion jabonosa (B) mientras se agita, formando una preemulsion estable de la mezcla de monomeros (B+C). Preferentemente, la mezcla (B+C) es sometida a una agitacion lenta mientras se suministra, segun se describe a continuacion en la Tabla 5.

TABLA 5: Detalles de la mezcla de preemulsion

Adicion con retraso:: Cantidad kg Tiempo minutos Velocidad g/min

Preemulsion (B+C) (1): 57,12 200,00 285,8

Preemulsion (B+C) (2)

Solucion catalizadora: 4,32 200,00 21,8

Se forma una solucion catalizadora para la adicion con retraso anadiendo 108,96 g de persulfato potasico a 4213 g de agua desionizada.

Al contenido de un reactor, a una temperatura de 78° C, se anaden los 90,8 g de persulfato potasico. Se purga con nitrogeno el contenido del reactor durante 2 minutos. Despues de los 2 minutos senalados, se interrumpe la purga con nitrogeno y se suministra al reactor una primera porcion de la preemulsion (B+C) y se la introduce en la carga (A) del reactor.

Se suministra la preemulsion (B+C) al reactor durante 30 minutos. A continuacion, despues de los 30 minutos, se administra al reactor una solucion catalizadora (D). Segun se resume en la Tabla 4 bajo (D), la solucion catalizadora incluye 108,96 g de persulfato potasico en 4213 g de agua desionizada.

Tras administrar la solucion catalizadora (D) al reactor, la temperatura del lote del reactor aumenta y se mantiene a 86 ± 3° C. El lote es agitado segun sea necesario.

Tras la adicion de la preemulsion (B+C), se usa la mitad de una cantidad adicional de agua desionizada en una cantidad de 113,5 g para enjuagar el tanque que retema previamente la preemulsion (B+C) y esa porcion del agua de enjuague es anadida entonces al reactor.

Una vez que la solucion catalizadora (D) ha sido administrada completamente al reactor, se mantiene el lote a una temperatura entre aproximadamente 82° C y aproximadamente 85° C durante 20 minutos.

Tras la expiracion del periodo senalado de 20 minutos, se mide la concentracion de los monomeros residuales en el lote. Una vez que la concentracion de monomeros residuales es inferior al 0,05%, se inicia el enfriamiento del lote hasta 35° C. Si la concentracion de monomeros residuales no es inferior al 0,05%, se mantiene la temperatura del lote entre 82° C y 85° C 30 minutos adicionales y luego se deja enfriar hasta 35° C.

A medida que se enfna la temperatura del lote, se anade lentamente una solucion de amonio al 19%, (F) en la Tabla 4, empezando una vez que la temperatura alcance 70° C. Espedficamente, se anaden 272,4 g de la solucion acuosa de amonio al 19%. Tras la adicion de la solucion de amonio, se anade otra cantidad de DREWPLUS L-198. Esto se designa como (G) en la Tabla 4 y constituye 18,2 g de DREWPLUS.

Una vez que la temperatura del lote alcanza 35° C, se anaden 4,54 g de ACTICIDE GA, microbiocida industrial disponible en Acti-Chem Specialties, de Trumbull, Connecticut. Esto se muestra como (H) en la Tabla 4.

Pueden anadirse cantidades adicionales de agua desionizada para compensar el contenido de solidos y la viscosidad deseados. Por ejemplo, segun se senala en la Tabla 4 como (I), se anaden 227 g de agua desionizada al producto resultante.

Pueden llevarse a cabo operaciones adicionales de tratamiento, tales como el filtrado. Un ejemplo de una operacion representativa de filtrado es filtrar el producto a traves de un filtro de 25 micrometros o 50 micrometros.

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La Tabla 6 resume especificaciones representativas para el producto polimerico resultante basado en una emulsion. El polfmero base seco resultante tiene un peso molecular promedio en peso de 23.000 daltones y una temperatura de transicion vftrea de 76° C.

TABLA 6: Producto polimerico basado en una emulsion

Especificaciones: pH: 6,0 - 7,0 Total de solidos: 53,0 ± 0,5%

Arenilla: < 50 ppm, en un filtro de 50 micrometros Ensuciamiento del reactor: Muy ligero Viscosidad: 1.000 - 3.500 mPa s, huso n° 3/30 rpm/25° C/LVT

Monomeros residuales: < 0,05%______________________________________________

Ejemplo 4

Se preparo un sistema adhesivo basado en una emulsion usando el polfmero basado en una emulsion acnlica formado en el Ejemplo 3. Espedficamente, el sistema adhesivo se formo segun se describe en la Tabla 7.

TABLA 7: Sistema adhesivo ejemplar

Componente: Partes por peso seco

Poftmero del Ejemplo 3 (base polimerica adhesiva): 25,00

Dispersion UNIPlEx 250 (plastificante): 66,00

Dispersion ARAKAWA SE-E 650 (fijador): 9,00

Total: 100,00

Espedficamente, se prepara el sistema adhesivo combinando 25 partes en peso del polfmero producido en el Ejemplo 3 con 66 partes en peso de dispersion de UNIPLEX 250 y 9 partes en peso de dispersion de ARAKAWA SE-E 650, disponible en Arakawa Chemical, de Osaka, Japon. La dispersion de UNIPLEX 250 se preparo triturando UNIPLEX 250, agua, dispersante y antiespumante, y sirve de plastificante. Y el componente de aRaKaWA sirve de fijador.

Este adhesivo basado en una emulsion es estable, puede ser extendido directamente sobre papeles o pelfculas en un horno con circulacion de aire hasta a 56° C durante 15 minutos sin ningun signo de activacion. El adhesivo secado muestra muy buen anclaje en papeles y pelfculas imprimados o no imprimados y pasa el ensayo de bloqueo a 45° C con una presion de aproximadamente 206,842 kPa.

Este tipo de adhesivo presenta una excelente adherencia y buena adhesion a superficies no polares y cartones, y permanece muy pegajoso durante mas de 48 horas y transparente durante un largo periodo de tiempo despues de la activacion bajo una o mas lamparas IR durante 5 a 10 segundos.

Ejemplo 5

En esta investigacion se estudiaron diversas formulaciones de adhesivos mutables activables inherentemente por calor o por IR cercanos a medios (MWIR). Se preparo un conjunto de formulaciones adhesivas mutables a partir de los polfmeros descritos anteriormente en el Ejemplo 2 usando polfmeros de una emulsion base mezclando con un plastificante seleccionado; sin embargo, sin los fijadores seleccionados, segun se ilustra a continuacion en la Tabla 8. Los plastificantes preferidos son plastificantes solidos; es decir, los materiales estan en un estado solido por debajo de la temperatura de aplicacion. Normalmente, el punto de fusion preferente de tal plastificante solido esta por encima de 40° C. En los siguientes ejemplos de adhesivos se usa un plastificante U250M, de UNIPLEX 250, molido, que es suministrado por Unitex Corp. El punto de fusion del U250M esta en el intervalo entre 63° C y 65° C. Cuando se usa radiacion NIR a MWIR para irradiar el adhesivo, el plastificante seleccionado se funde. Segun se ha hecho notar, se cree que las moleculas del plastificante, relativamente pequenas, son capaces de entrar entre las cadenas del polfmero base, funcionando como “lubricante”, incluso despues de que el polfmero se enfne. En consecuencia, aumenta el volumen libre del polfmero, o disminuye la temperatura de transicion vftrea del poftmero base, lo que lleva a un recubrimiento adhesivo sumamente flexible, y puede disminuirse G' o G" para satisfacer los criterios de Dalquist (G' a temperatura ambiente es aproximadamente de 5*104 a 2*105 kPa) para una aplicacion de etiquetas sin papel protector, tal como para las realizaciones preferentes de la presente invencion. Los detalles relativos a los criterios de Dalquist se proporcionan tras la descripcion de los ejemplos de la presente memoria. Ademas, en las formulaciones adhesivas del Ejemplo 5, se incluyeron las cantidades senaladas de agua y un tensioactivo disponible con la designacion de IGEPAL CO-887. La mezcla de agua/lGEPAL CO-887 fue preparada combinando 9 partes de agua y 1 parte de IGEPAL CO-887. El IGEPAL CO-887 es un nonilfenoxi poli(etilenoxi) etanol de Rhodia, de New Brunswick, Nueva Jersey.

Tabla 8: Composiciones de los Ejemplos de adhesivos 5a - 5d

Ejemplo: Peso (g) Composicion (% peso en seco)

: Poftmero base | U250M | Agua/lGEPAL CO-887 Poftmero base | U250M

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Ejemplo: Peso (g) Composicion (% peso en seco)

: Polfmero base U250M Agua/lGEPAL CO-887 Polfmero base U250M

5a: 40 20 20 50 50

5b: 40 28 20 41,67 58,33

5c: 40 36 20 35,71 64,29

5d: 40 44 20 31,25 68,75

A continuacion, se llevo a cabo el analisis termico sobre los adhesivos resultantes para determinar el efecto del plastificante seleccionado sobre el comportamiento reologico de los adhesivos formulados.

Las muestras adhesivas de los Ejemplos 5a-5d son inherentemente activables por radiacion NIR a MWIR. En menos de hasta al menos diez minutos, se desarrollo una adherencia no reversible cuando las muestras fueron sometidas a irradiacion NIR a MWIR, aunque tambien puede aplicarse una fuente convencional de calor para activar el adhesivo a una temperatura elevada. Se llevaron a cabo ensayos de adherencia usando la muestra 5a en sustratos diferentes, y los resultados se enumeran a continuacion en la Tabla 9. En la presente memoria, tras la descripcion de los ejemplos, se presentan detalles relativos a los procedimientos y las practicas de medicion de las caractensticas adhesivas, tales como mediante ensayos de desprendimiento a 90°, mediciones de adherencia y determinaciones del modo de fallo.

Tabla 9: Ensayo de desprendimiento a 90° del Ejemplo 5a

Sustrato: Muestra Tiempo de permanencia Peso de la capa (g/m2) (Newton/cm) media Modo de fallo

vidrio: 5a 20 min 26,0 2,16 Mancha ligera

acero inoxidable: 5a 20 min 26,0 2,52 Mancha ligera

carton: 5a 20 min 26,0 0,93 Limpio

El efecto del fijador seleccionado en los adhesivos de las realizaciones preferentes se demuestra adicionalmente en los siguientes ejemplos, que implican las muestras del Ejemplo 5e y el Ejemplo 5f.

En la Tabla 10 se muestran composiciones adhesivas de los Ejemplos 5e y 5f, y en la Tabla 11 se ilustra el efecto del fijador seleccionado, TACOLYn 3400 (que tiene un punto de ablandamiento de 92° C), una dispersion resinosa de Eastman Chemical, sobre el rendimiento de la adherencia del adhesivo mutable. El Ejemplo 5f muestra un gran aumento en la adherencia en todos los sustratos, y se logra el modo de fallo de papel en un tiempo corto de permanencia. Una aplicacion y un uso preferentes de los adhesivos mutables de las realizaciones preferidas son en aplicaciones de etiquetas, que generalmente requieren que el adhesivo activado tenga propiedades de adhesivo sensible a la presion (ASP) para la laminacion. La Figura 15 demuestra que un adhesivo de realizaciones preferentes tiene un buen tiempo de trabajo del adhesivo tras la activacion mediante MWIR para satisfacer tales necesidades para la laminacion de las etiquetas. Segun se demuestra en la Tabla 11, los adhesivos mutables de las realizaciones preferentes son inherentemente activables mediante radiacion NIR a MWIR, y tienen buena adherencia en una amplia gama de sustratos, incluyendo superficies de energfa elevada, asf como baja.

Tabla 10: Composiciones de los Ejemplos de adhesivos mutables 5e y 5f

Ejemplo: Polfmero base(g) U250M (g) TACOLYN 3400 (g) Agua/lGEPAL CO-887 (g) Polfmero base (%) U250M (%) TACOLYN 3400(%)

5e: 80 80 0 40 33,33 66,67 0

5f: 80 80 80 40 24,39 48,78 26,83

Tabla 11: Ensayo de desprendimiento a 90° de los Ejemplos de adhesivos mutables 5e y 5f con activacion

por NIR

Ensayo de desprendimiento a 90° a 30,48 cm/min

Sustrato: Muestra Tiempo de permanencia Peso de la -------------2 capa (g/m ) (Newton/cm) media Modo de fallo

Vidrio: 5e 20 min 26,0 2,16 Mancha ligera

: 5e 1 hora 26,0 2,70 Mancha ligera

5e: 5 horas 26,0 2,69 Mancha ligera; papel algo desgarrado al final

5e: 24 horas 26,0 3,16 Desgarro del papel

5e: 72 horas 25,0 4,54 Desgarro del papel

5f: 20 min 25,0 5,30 Desgarro del papel

5f: 1 hora 25,0 5,37 Desgarro del papel

5f: 5 horas 25,0 4,95 Desgarro del papel

Ensayo de desprendimiento a 90° a 30,48 cm/min

: 5f 24 horas 25,0 4,21 Desgarro del papel

5f: 72 horas 25,0 5,63 Desgarro del papel

Acero: 5e 20 min 26,0 2,52 Mancha ligera

5e: 1 hora 26,0 3,01 Mancha ligera

5e: 5 horas 26,0 2,97 Mancha ligera

5e: 24 horas 26,0 3,08 Desgarro del papel

5e: 72 horas 26,0 3,10 Desgarro del papel

inoxidable: 5f 20 min 25,0 4,91 Desgarro del papel

5f: 1 hora 25,0 5,75 Desgarro del papel

5f: 5 horas 25,0 5,17 Desgarro del papel

5f: 24 horas 25,0 3,00 Desgarro del papel

5f: 72 horas 25,0 5,29 Desgarro del papel

Carton: 5e 20 min 26,0 0,92 Limpio

5e: 1 hora 26,0 0,90 Limpio

5e: 5 horas 26,0 1,23 Limpio

5e: 24 horas 26,0 0,94 Algo de desgarro de las fibras

5e: 72 horas 26,0 2,39 Desgarro del papel

5f: 20 min 25,0 2,13 Desgarro del carton

5f: 1 hora 25,0 1,10 Desgarro del carton

5f: 5 horas 25,0 1,50 Desgarro de las fibras del carton

5f: 24 horas 25,0 2,21 Desgarro del carton

5f: 72 horas 25,0 3,19 Desgarro del papel

Polipropileno: 5e 20 min 33,0 1,84 Limpio

5e: 1 hora 33,0 1,87 Limpio

5e: 5 horas 33,0 1,24 Limpio

5e: 24 horas 33,0 0,09 Limpio

5e: 72 horas 33,0 1,40 Limpio

5f: 20 min 34,0 5,14 Desgarro del papel

5f: 1 hora 34,0 5,25 Desgarro del papel

5f: 5 horas 34,0 6,11 Desgarro del papel

5f: 24 horas 34,0 5,66 Desgarro del papel

5f: 72 horas 34,0 7,48 Desgarro del papel

Se observo que tales caractensticas de ASP mostradas por las muestras 5e y 5f pueden mantenerse hasta una semana (vease la Tabla 12), y mas.

5 Tabla 12: Efecto del envejecimiento en la fijacion del adhesivo activado de los Ejemplos 5e y 5f

Fuerza media (Newton)

Ejemplo: 30 min 1 hora 2 horas 3 horas 4 horas 1 dfa 2 dfas 3 dfas 4 dfas 5 dfas 1 semana

5e: 0,98 1,07 0,94 1,09 0,83 0,79 1,55 0,92 0,98 0,96 1,07

5f: 1,72 1,39 1,37 1,39 1,52 1,85 1,20 1,96 1,97 1,73 1,86

En esta investigacion, se formo un conjunto de muestras designadas Ejemplo 5g usando un tipo diferente de plastificantes solidos. Espedficamente, se usa un plastificante solido diferente, tribenzoato de glicerilo, suministrado 10 como UNIPLEX 260M por Unitex Corp., para sustituir el ftalato diciclohex^lico. La Tabla 13 muestra la composicion del adhesivo para la muestra 5g.

Tabla 13: Composicion adhesiva del Ejemplo 5g

Materiales: Partes

Polfmero base: 20

U260M: 20

TACOLYN 3400: 20

Agua: 9

IGEPAL CO-887: 1

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El adhesivo extendido sobre papel imprimible fue activado con NIR, seguido por un ensayo de adherencia. La Tabla 14 muestra los resultados de ensayos de adherencia de desprendimiento a 90°. Se logro el modo de fallo de desgarro del papel en todos los sustratos sometidos a ensayo. En la Figura 16 y las Tablas 14 y 15 se ilustran los efectos del envejecimiento a corto y largo plazo, respectivamente, sobre el tiempo de trabajo del adhesivo.

Tabla 14: Ensayo de desprendimiento a 90° del Ejemplo de adhesivo mutable 5g con activacion por NIR

Ensayo de desprendimiento a 90° a 30,48 cm/min

Sustrato: Muestra Tiempo de permanencia Peso de la capa (q/m2) (Newton/cm) media Modo de fallo

Vidrio: 5g 20 min 24,0 4,02 Desgarro del papel

5g: 1 hora 24,0 3,98 Desgarro del papel

5g: 5 horas 24,0 4,17 Desgarro del papel

5g: 24 horas 24,0 4,80 Desgarro del papel

___5s___: 72 horas 24,0 4,80 Desgarro del papel

Acero inoxidable: 5g 20 min 24,0 4,24 Desgarro del papel

5g: 1 hora 24,0 4,24 Desgarro del papel

5g: 5 horas 24,0 4,10 Desgarro del papel

5g: 24 horas 24,0 4,11 Desgarro del papel

___5s___: 72 horas 24,0 4,72 Desgarro del papel

Carton: 5g 20 min 24,0 0,50 Desgarro de las fibras del carton

5g: 1 hora 24,0 0,55 Desgarro de las fibras del carton

5g: 5 horas 24,0 0,70 Desgarro de las fibras del carton

5g: 24 horas 24,0 1,06 Desgarro del carton

5g: 72 horas 24,0 1,52 Desgarro del carton

Polipropileno: 5g 20 min 24,0 3,14 Desgarro del papel

5g: 1 hora 24,0 3,24 Desgarro del papel

5g: 5 horas 24,0 3,57 Desgarro del papel

5g: 24 horas 24,0 3,64 Desgarro del papel

___5s___: 72 horas 24,0 3,21 Desgarro del papel

Tabla 15: Efecto del envejecimiento en la fijacion del adhesivo activado del Ejemplo 5g

Fuerza media (Newton)

___5s___: 2,04 1,93 1,82 1,83 1,82 1,75 1,69 1,87 1,82 1,83 1,86

En otra investigacion, se preparo un conjunto de muestras designado como Ejemplo 5h usando un fijador que tema un punto de ablandamiento elevado. Se uso una emulsion resinosa esterica, disponible con la designacion “Super Ester” E-650 (punto de ablandamiento a 160° C) para sustituir el TACOLYN 3400 del Ejemplo 5f. El Super Ester E- 650 es una emulsion resinosa esterica polimerizada disponible en Arakawa Chemical Ind., de Osaka, Japon. El adhesivo formulado fue extendido sobre un papel imprimible n° 60, luego secado a 50° C durante 10 minutos. Para la activacion del adhesivo se usan IR de onda media u otra activacion por calor. La Figura 17 resume el ensayo de desprendimiento a 90° del Ejemplo 5h con dos pesos diferentes de capa de adhesivo.

En otra investigacion adicional se estudio el efecto del peso de la capa sobre las propiedades de adherencia. Se preparo como sigue un conjunto de muestras designado como Ejemplo 5i. Espedficamente, se formularon adhesivos activables por NIR a IR de onda media segun el Ejemplo 5 en los que se usa una combinacion de tensioactivos anionicos y no anionicos para la smtesis del polfmero base. Se fabrico el adhesivo activado por NIR a IR de onda media, y los resultados del ensayo de adherencia del adhesivo del Ejemplo 5i con diferentes pesos de la capa de adhesivo sobre los sustratos seleccionados se enumeran en la Tabla 16.

Tabla 16: Ensayo de desprendimiento a 90° del Ejemplo 5i

Ensayo de desprendimiento a 90° a 30,48 cm/min

Sustrato: Peso de la capa (g/m2) (Newton/cm) media Comentarios/Modo de fallo

Vidrio: 19,2 2,27 Desgarro del papel

Acero inoxidable: 3,26 Desgarro del papel

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Ensayo de desprendimiento a 90° a 30,48 cm/min

Polipropileno: 2,65 Desgarro del papel

Carton: 0,74 Algo de desgarro de las fibras del carton

Vidrio: 25,6 2,01 Desgarro del papel

Acero inoxidable: 2,65 Desgarro del papel

Polipropileno: 4,48 Desgarro del papel

Carton: 0,67 Algo de desgarro de las fibras del carton

Vidrio: 31,6 3,11 Desgarro del papel

Acero inoxidable: 4,78 Desgarro del papel

Polipropileno: 4,94 Desgarro del papel

Carton: 1,51 Desgarro del carton

Ejemplo 6 e investigaciones adicionales

Se realizaron investigaciones adicionales como sigue. Se preparo un conjunto de muestras adhesivas del sistema adhesivo anteriormente descrito del Ejemplo 4 y se analizo el efecto del tiempo de permanencia sobre las caractensticas de desprendimiento. Se designa a este conjunto de muestras Ejemplo 6a. Espedficamente, se extendio adhesivo sobre un papel imprimible (Vellum Challenger HW, de Crown Van Gelder N.V., de Velson-Noord, Holanda), y fue sometido a ensayo sobre diferentes sustratos. Las muestras activadas fueron laminadas sobre el sustrato 5 minutos despues de la activacion (tiempo de trabajo de cinco minutos). La Tabla 17 muestra los resultados.

Tabla 17: Ensayo de desprendimiento a 90° del Ejemplo 6a (5 minutos de tiempo de trabajo)

Sustrato: Muestra Tiempo de permanencia Peso de la capa (g/m2) (Newton/cm) media

Polipropileno: 6a 20 min 25,0 1,64

Acero inoxidable: 6a 20 min 25,0 1,76

Carton: 6a 20 min 25,0 0,71

La adherencia del adhesivo aumenta al aumentar el tiempo de permanencia. La Figura 18 ilustra el cambio de los valores de desprendimiento a 90° de tal adhesivo sobre un sustrato de carton con el tiempo de permanencia. Estos datos muestran claramente que la adherencia se hace mayor hasta que se produce el modo de fallo de desgarro del papel.

En otro conjunto de investigaciones, se preparo un conjunto de muestras adhesivas designado muestra 6b para investigar el efecto del tiempo de trabajo del adhesivo. Es deseable para ciertas aplicaciones de etiquetas que permanezca una propiedad de sensibilidad a la presion (SP) durante el procedimiento de laminacion, en particular para procedimientos automaticos de laminacion de etiquetas a alta velocidad. Los diversos adhesivos de las realizaciones preferentes presentan una caractenstica unica, porque sus propiedades de sensibilidad a la presion pueden mantenerse durante periodos de tiempo relativamente grandes una vez que se activa el adhesivo. En la Figura 19, se usa un aparato de ensayos de adhesivos de sonda esferica (SPAT) para someter a ensayo la adherencia del adhesivo del Ejemplo 6. Estos datos demuestran que, una vez que se activa el adhesivo, la adherencia del adhesivo o la propiedad de SP del adhesivo generalmente permanecen constantes en el tiempo. Esto proporciona el beneficio de permitir que las etiquetas sean laminadas sobre un sustrato diana sin el lfmite del tiempo de trabajo.

Los datos presentados en las Figuras 15, 16 y 19, obtenidos por el ensayo SPAT senalado, revela que ciertos adhesivos de realizaciones preferentes presentan valores maximos iniciales de adherencia de entre aproximadamente 1,0 y aproximadamente 2,0 newtons, y normalmente de entre aproximadamente 1,25 y aproximadamente 1,75 newtons. Sin embargo, los expertos en la tecnica apreciaran que las formulaciones adhesivas de la invencion pueden ser creados a medida espedficamente para presentar valores maximos iniciales de adherencia menores que estos o mayores que estos valores.

En otro conjunto de investigaciones, se uso el sistema adhesivo descrito en el Ejemplo 4 en diversos ensayos de desprendimiento a 5° C como sigue. Con referencia a la Figura 20, se aplico el adhesivo del Ejemplo 4, designado “LA”, a muestras de sustrato de carton y se dejo actuar durante diversos periodos de tiempo a 5° C. Se usaron cuatro periodos de tiempo diferentes: 20 minutos, 1 hora, 24 horas y 72 horas. A continuacion, el adhesivo fue activado, y luego las muestras a 5° C fueron laminadas con capas de vitela o papel. Las muestras laminadas fueron entonces sometidas a ensayos de desprendimiento a 90° a 5° C usando un sistema lnstron con recamaras. Las muestras laminadas fueron comparadas con muestras tratadas y laminadas similarmente formadas usando un

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adhesivo convencional disponible en Avery Dennison Corporation y designado “CA”. Como puede verse en la Figura 20, las muestras que usaban el adhesivo de las realizaciones preferentes senalado en el Ejemplo 4 mostraron caractensticas adhesivas generalmente sistematicamente mas fuertes en comparacion con las muestras que usaban el adhesivo convencional. Ademas, el adhesivo preferente presento un mayor rendimiento adhesivo previsible, con mayores tiempos de permanencia.

La Figura 21 ilustra resultados de ensayos similares de desprendimiento a 90° de los dos conjuntos de muestras; sin embargo, tambien ilustra ensayos de desprendimiento a 90° llevados a cabo a temperatura ambiente (lado derecho). Segun es evidente en la Figura 21, las muestras laminadas que usaban el adhesivo preferente descrito en el Ejemplo 4 presentaron caractensticas adhesivas sistematicas y crecientes a medida que aumentaba el tiempo de permanencia, tanto a 5° C como a temperatura ambiente. Estos resultados demuestran la aplicabilidad y las capacidades de los adhesivos preferentes para una amplia gama de diferentes aplicaciones de uso final.

Se realizaron investigaciones adicionales para estudiar el bloqueo de adhesivos de recubrimiento. Los diversos adhesivos de realizaciones preferentes presentan buenas propiedades antibloqueo que satisfaran los requisitos asociados con la mayona de los procedimientos de aplicacion. El adhesivo anteriormente descrito extendido sobre papel imprimible fue sometido a ensayo a diferentes presiones. La Tabla 18 indica que no se observo bloqueo alguno en las condiciones senaladas.

Tabla 18: Ensayo de bloqueo

Temperatura (° C): Presion (kPa) Calificacion

45: 137,90 Excelente

45: 206,84 Buena

Estos datos demuestran que ciertas clases de los adhesivos de las realizaciones preferentes presentan propiedades de falta de bloqueo, o las presentan esencialmente, a una temperatura de 45° C y una presion entre aproximadamente 137,895 kPa y aproximadamente 206,842 kPa. Se contempla que estas propiedades de falta de bloqueo se presenten en porcentajes de humedad relativa (HR) entre 10% y 99%. Estas propiedades antibloqueo proporcionan una caractenstica significativa de los adhesivos y les permiten ser usados en una amplia gama de aplicaciones, tales como el etiquetado. Mas en particular, se prefiere que los adhesivos presenten estas propiedades de falta de bloqueo antes de la activacion, y lo mas preferible es que lo hagan de forma concurrente. Es decir, ciertos adhesivos preferentes presentan todas estas propiedades, o sea, la falta de bloqueo a una temperatura de 45° C, falta de bloqueo a una presion entre 103,42 kPa y 206,84 kPa, y falta de bloqueo a un nivel de humedad relativa entre el 10% y el 90%.

Tambien se investigo como sigue la transparencia de los adhesivos de las realizaciones preferentes. Sorprendentemente, un adhesivo de las realizaciones preferentes permanece transparente o en un estado generalmente transparente tras la activacion durante meses o mas, incluso despues de que se elimina el calor. Esta excepcional caractenstica del adhesivo permite usar el adhesivo en aplicaciones en las que se necesita un adhesivo claro o transparente, tal como en una etiqueta en pelfcula transparente o en una aplicacion grafica. Un adhesivo de realizaciones preferentes se extendio sobre una pelfcula de PET a 13 g/m2 en condiciones estandar de recubrimiento. El adhesivo secado tiene aspecto blanco o de color translucido. Tras activar el adhesivo con calor, el adhesivo se vuelve transparente y presenta propiedades de sensibilidad a la presion. Laminar esta etiqueta de pelfcula sobre un sustrato transparente tal como el vidrio muestra que el adhesivo permanecera transparente. La transparencia del sustrato de pelfcula se mide con un dispositivo optico de medicion con la designacion de Haze- Gard Plus, de Gardner. Tambien hay disponibles instrumentos adecuados Haze-Gard Plus en Qualitest USA, de Plantation, Florida. Este instrumento mide la fototransmitancia, la turbidez y otras propiedades segun ASTMD1003D1044. La Tabla 19 demuestra que la turbidez de la etiqueta cambia muctusima antes y despues de la activacion. Por otra parte, se hace notar que la turbidez de la etiqueta laminada de pelfcula generalmente disminuye continuamente con el tiempo. Se cree que el plastificante fundido se difunde dentro de la matriz del polfmero base y que, tras su distribucion uniforme, produce una capa adhesiva transparente. Tal transparencia del adhesivo activado permanecera un periodo de tiempo prolongado.

Tabla 19: Transparencia de la etiqueta de pelicula con un adhesivo activado

Muestra: Turbidez (%)

Etiqueta antes de la activacion: 92,37

Etiqueta activada despues de diferentes tiempos de permanencia (horas) 0,3: 5,46

1: 4,94

6: 5,17

72: 1,77

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Con referencia a la Tabla 19, la turbidez de una pelfcula de PET por sf misma es de aproximadamente el 1%. Estos resultados indican otra caractenstica de los adhesivos de las realizaciones preferentes relativa a su transparencia optica tras su activacion. Generalmente, los adhesivos de las realizaciones preferentes presentan una transparencia optica tras su activacion caracterizada por niveles relativamente bajos de turbidez. Generalmente, tras la activacion, los adhesivos presentan niveles inferiores al 10%, mas preferentemente inferiores al 8%, mas preferentemente inferiores al 6%, mas preferentemente inferiores al 4%, mas preferentemente inferiores al 2%, siendo lo mas preferible que sean inferiores al 1%. Lo anterior es con respecto a adhesivos que esten generalmente libres de pigmentos, colorantes, tinciones, tintas o similares. Segun se ha hecho notar anteriormente, la presente invencion incluye en ciertas realizaciones adhesivos que estan libres de tales componentes.

En otra serie adicional de investigaciones, se incorporo negro de humo en diversas capas de un conjunto de etiqueta. A continuacion, los conjuntos de etiqueta fueron activados segun se describe en la presente memoria. Se obtuvieron mediciones de la temperatura. Segun se muestra en los resultados presentados a continuacion, las etiquetas que conteman negro de humo, con independencia de la ubicacion particular de la capa, alcanzaron temperaturas mayores que una etiqueta de control que estaba libre de negro de humo en ninguna capa.

Espedficamente, conjuntos de etiqueta que teman capas de imprimacion y capas adhesivas recibieron negro de humo segun se define a continuacion en la Tabla 20.

Tabla 20: Comparacion del negro de humo (NH) puesto en diferentes capas de un conjunto de etiqueta

Muestras: % de potencia Velocidad Tiempo de actuacion Primer ensayo Segundo ensayo Tercer ensayo Cuarto ensayo

Imprimacion con un 0,1% de NH: 100 4,0 (26,67 cm/s) 0,53 s 108 101 95 104

Imprimacion con un 0,2% de NH: 100 4,0 (26,67 cm/s) 0,53 s 112 106 101 112

Solo adhesivo con NH: 100 4,0 (26,67 cm/s) 0,53 s 112 105 100 109

Nada de NH en ninguna capa: 100 4,0 (26,67 cm/s) 0,53 s 95 85 90 93

Se expuso a cada muestra y al control (libre de negro de humo) a lamparas que emitfan energfa, todas configuradas a la misma salida de potencia. Cada muestra y el control fueron llevadas delante de los emisores a la misma velocidad, logrando con ello el mismo tiempo de activacion para todas las muestras y el control. Se midieron las temperaturas maximas alcanzadas por las etiquetas para cuatro ensayos. Los resultados se ilustran graficamente en la Figura 22.

Los resultados de esta investigacion revelan que la incorporacion de negro de humo, incluso a niveles de concentracion relativamente bajos de 0,1% y 0,2%, dio como resultado que se produjeran temperaturas significativamente mayores en las etiquetas.

Con respecto a los ensayos anteriormente senalados, se siguieron los procedimientos siguientes para las mediciones y las evaluaciones senaladas.

Adherencia al desprendimiento

El adhesivo fue extendido con un peso de capa aproximado en el intervalo especificado de 20 g/m2 a 40 g/m2 sobre el papel imprimible seleccionado. Si hace falta, se extiende sobre el papel una capa barrera. Los materiales del recubrimiento son secados a 50° C durante 10 minutos. La construccion resultante fue cortada con troquel en tiras de dimension 25 * 204 mm. A continuacion, las tiras fueron sometidas a una activacion termica mediante IR de onda media, y fueron aplicadas centradas en la direccion a lo largo en paneles brillantes de ensayo de acero inoxidable muy pulido recocido de 50 * 152 mm, o en una cartulina, y enrolladas hacia abajo usando un rodillo de 2 kg, 954,44 N/m y 65 Shore “A”, de superficie de caucho, que rodaba hacia atras y hacia delante una vez, a una velocidad de 30 cm/min. Las muestras fueron acondicionadas durante ya fuera 20 minutos o 24 horas en una habitacion de ensayo de entorno controlado mantenida a 23° C y 50% de humedad relativa. Tras acondicionarlas, las tiras de ensayo fueron desprendidas del panel de ensayo en un aparato universal de ensayos lnstron segun una version modificada del metodo de cinta estandar, Pressure-Sensitive Tape Council, PSTC-1 (rev. 1992), Peel Adhesion for Single Coated Tapes 180° Angle, en el que el angulo de desprendimiento fue 180° o 90°, es decir, perpendicular a la superficie del panel, a una velocidad de 30 cm/min. La fuerza para desprender la tira adhesiva de ensayo del panel de ensayo fue medida en N/cm. Todos los ensayos fueron efectuados por triplicado.

Adherencia en bucle

Se efectuaron mediciones de adherencia en bucle para muestras cortadas a tiras dimensionadas a 25 * 204 mm que son activadas subsiguientemente por calor con radiacion MWIR. Como sustrato se usa acero inoxidable o vidrio a una velocidad de retirada de aproximadamente 305 mm/min, segun el ensayo estandar 1994 TLMI Test L-182,

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TLMI Loop Tack Test, del Tag and Label Manufacturers Institute Inc. (TLMI), usando un aparato universal de ensayos lnstron modelo 4501, de lnstron (Canton, Massachusetts). Los valores de adherencia en bucle se tomaron para que fueran el valor mas alto de adherencia medida observado durante el ensayo. Todos los ensayos fueron efectuados por triplicado.

Ensayo ARC SPAT (de adherencia)

El ensayo SPAT fue desarrollado por el Avery Dennison Research Center. Generalmente, este procedimiento de ensayo es como sigue:

Se preparan muestras aplicando una cinta de doble cara con recubrimiento FT530 disponible en Avery Dennison sobre un panel de aluminio de 0,71 mm. La cinta es enrollada hacia abajo dos veces con un rodillo de 6,577 kg. A continuacion, se quita el papel protector de la cinta de doble cara. Entonces se coloca una muestra boca abajo sobre la cinta doble con recubrimiento al descubierto. La muestra y los trozos de cinta fueron enrollados hacia abajo dos veces con el rodillo de 6,577 kg. Las muestras enrolladas fueron sometidas entonces a un periodo de permanencia de 20 minutos antes del ensayo. Acto seguido, se retiraron los papeles antiadherentes protectores restantes antes del ensayo.

La configuracion de la maquina se realizo como sigue. Se uso el analizador de texturas TA.XT2i, de Texture Technologies, de Nueva York, Nueva York. Se uso un aparato de ensayos SPAT con una sonda de acero inoxidable de 2,54 cm de diametro para llevar a cabo el analisis con una velocidad de ensayo de 0,04 mm/seg, una fuerza de compresion de 4,5 newtons y un tiempo de contacto de 0,01 seg.

Se describen detalles adicionales relativos a los procedimientos de ensayos SPAT en Chuang HK; Chiu C.; Paniagua R. Avery Adhesive Test yields more performance data than traditional probe, Adhesives Age (10) 1997, 1823.

Modos de fallo

Para algunas muestras se observaron los siguientes modos de fallo adhesivo: “fallo de panel” (p): la construccion adhesiva se desprendio del panel limpiamente, sin dejar residuo; “mancha del panel” (ps): la construccion adhesiva se desprendio limpiamente, pero dejo una leve mancha o “sombra” en el panel; “mucha mancha en el panel” (hps): la construccion adhesiva dejo una mancha marcadamente observable en el panel; “fallo cohesivo” (c): la construccion adhesiva se separo, dejando residuo adhesivo en el panel de ensayo y en el material imprimible; “fallo del material imprimible” (fs): el adhesivo se desprendio completamente del material imprimible, y se transfirio al panel de ensayo; “energico” (z): la construccion adhesiva se desprendio del panel con una liberacion vacilante de despegue-pegado; y “mixto”: modos de fallo mixtos.

Definicion de adhesivos sensibles a la presion y adhesivos no sensibles a la presion

Se conocen ASP tanto a base de caucho como de base acnlica. En 1966, C. Dalquist identifico una normatividad de deformacion permanente de 1 segundo superior a 1*10'5 kPa-1 como criterio de contacto eficiente de un buen ASP. Un estudio mas reciente de los ASP del Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology (2a edicion), D. Satas, ed. (1989) (en lo sucesivo, “Manual”), paginas 172-176, incorporado por referencia a la presente memoria, identifica la temperatura de transicion vftrea (Tg) y el modulo (G') a la temperatura de aplicacion (uso) como los requisitos mas importantes para el rendimiento de un ASP. Ambas propiedades son una funcion de las identidades y las cantidades de los monomeros que comprenden el o los polfmeros del ASP. Asf, el acido poliacnlico no es un ASP, pero lo es un copolfmero de acido acnlico con un gran porcentaje molar de acrilato 2-hetilhexflico.

Los valores tfpicos de G' y Tg para los ASP de etiqueta y cinta estan descritos en el Manual. Para una cinta, G' a temperatura ambiente es, aproximadamente, 5*104 a 2*105 kPa, y Tg es, aproximadamente, -15° C a 10° C; mientras que las etiquetas tienen un valor menor de G' a temperatura ambiente, es decir, aproximadamente de 2*104 a 8*104 kPa. Segun se sabe en la tecnica, los requisitos de Tg para aplicaciones a temperatura fna, permanentes y eliminables son diferentes. Asf, los ASP de etiquetas de temperatura fna generalmente requieren una Tg entre aproximadamente -30° C y -10° C.

Se entendera que cualquier realizacion, aspecto o detalle de la misma pueden ser usados con cualquier otra realizacion, aspecto o detalle de la misma descritos en la presente memoria. Asf, los diversos sistemas adhesivos y los polfmeros base adhesivos descritos en la presente memoria pueden ser usados junto con cualesquiera de las etiquetas, los conjuntos de etiqueta, los sistemas y los metodos descritos en la presente memoria.

La invencion ha sido descrita e ilustrada mediante realizaciones ejemplares y preferentes, pero no esta limitada a las mismas. Las personas expertas en la tecnica apreciaran que pueden realizarse diversas modificaciones sin apartarse del alcance de la invencion, que esta limitada unicamente por las reivindicaciones. En todo el texto y las reivindicaciones, el uso de la palabra “aproximadamente” en relacion con un intervalo de numeros esta pensado para modificar los valores tanto bajo como alto enunciados.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de etiqueta que comprende una capa de impresion y una capa de impresion y una capa adhesiva activable por calor, y una capa funcional de revestimiento dispuesta entre la capa adhesiva y la capa de impresion,

5 comprendiendo la capa adhesiva activable por calor un polfmero base que incluye al menos un alquilacrilato inferior, estireno, metacrilato metflico, acido metacnlico, acido acnlico, al menos un monomero multifuncional, y al menos un reactivo de transferencia de cadena, un plastificante y un fijador.
2. El conjunto de etiqueta de la reivindicacion 1 en el que la capa de impresion incluye papel o un papel o una 10 pelfcula polimerica, y la capa funcional de revestimiento incluye al menos uno de un material barrera, un material de

imprimacion y un material reflectante.
3. El uso del conjunto de etiqueta de las reivindicaciones 1 o 2 en una impresora.