ES2278008T5 - Composiciones que pueden marcarse por láser y procedimiento de formación de imágenes por láser. - Google Patents

Composiciones que pueden marcarse por láser y procedimiento de formación de imágenes por láser. Download PDF

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Abstract

Laca de revestimiento o tinta de impresión transparente, teñida o pigmentada que comprende un aglutinante y octamolibdato de amonio.

Description

Campo de la invención
La presente invención se refiere a composiciones que pueden marcarse por láser y procedimientos de formación de imágenes por láser.
Antecedentes de la invención
Se han realizado varias propuestas, con el fin de conseguir una impresión eficaz sobre un sustrato, provocando un cambio de color en el sustrato sobre el que va a aparecer la impresión. Se han propuesto varios pigmentos, que pueden utilizarse para marcar un sustrato en la aplicación de energía láser. Algunas de estas propuestas pueden encontrarse, por ejemplo, en los documentos WO-A-00/43456, JP-A-11001065, EP-A-0522370, EP-A-0797511, USA-5053440, US-A-5350792 (una composición de moldeo de plásticos que comprende un polioximetileno y carbón animal), US-A-5928780, US-A-6017972 y US-A-6019831. Los documentos US-A-5489639 y US-A-5884079 dan a conocer que el hidroxifosfato de cobre es un material que puede marcarse por láser.
El octamolibdato de amonio, que presenta la formula (NH4)4Mo8O26 y que se abrevia en la presente memoria como AOM, es un material fácilmente disponible que presenta propiedades ignífugas. Para este propósito, se ha formulado con polímeros tal como poli(cloruro de vinilo) (PVC). Por ejemplo, los cables que contienen PVC pueden contener AOM como un agente supresor del humo.
Sumario de la invención
Se ha encontrado que el AOM en combinación con aglutinantes de polímero absorbe a la longitud de onda de la luz de láser de CO2 (10.600 nm) y experimenta un cambio de color debido a un cambio en el estado de oxidación, pero no se ve afectado por la luz ultravioleta (utilizada comúnmente para el curado de polímeros) o por las temperaturas, normalmente de alrededor de 200-300ºC, utilizadas en la extrusión. Así, el AOM es realmente selectivo para láser, y proporciona un material muy adecuado para utilizarse en tintas previstas para aplicarse a superficies que puede requerirse que se sometan a un tratamiento térmico o para la incorporación en extrusiones de polímeros, y se marcan mediante la aplicación de luz láser.
Según la presente invención, una laca de revestimiento o tinta de impresión transparente, teñida o pigmentada comprende un aglutinante y AOM.
Aún otro aspecto de la invención es un procedimiento para proporcionar una imagen sobre un sustrato, que comprende aplicar al sustrato de una composición que puede marcarse por láser que comprende un aglutinante y AOM, seguido por una irradiación cómo una imagen con un láser, mediante el cual el AOM experimenta un cambio de color.
Un aspecto adicional de la presente invención, para proporcionar una imagen sobre un sustrato, comprende extruir en fundido una composición que comprende un aglutinante y AOM, seguido de una irradiación como una imagen con un láser, mediante el cual AOM experimenta un cambio de color.
Descripción de las formas de realización preferidas
El AOM es adecuado para su utilización en esta invención porque está fácilmente disponible, y es selectivo para un láser de CO2 robusto y de baja potencia que funciona a aproximadamente 10.600 nm.
Una formulación de tinta que puede utilizarse en la invención puede presentar base acuosa, base de disolvente, o curable por UV, y puede ser una disolución o una dispersión. La formulación puede incluir un componente que puede cargarse, para su utilización en una impresora de chorro de tinta.
El aglutinante y el AOM se mezclan íntimamente con el disolvente que puede seleccionarse de aquellos que se utilizan normalmente para tintas y lacas, por ejemplo, agua, etanol, acetato de etilo, alcohol isopropílico, hidrocarburos, etc. Los componentes pueden estar presentes en disolución y/o dispersión. La cantidad de AOM en la tinta es normalmente del 1% al 90% en peso. El aglutinante es normalmente polimérico, y puede seleccionarse de polímeros comercialmente disponibles incluyendo acrílicos, celulosas, PVOH, poliésteres, etc. El aglutinante incluye preferentemente un grupo lábil tal como hidroxilo, acetoxilo, éter acetal o halógeno, y éste presenta la función de experimentar una reacción de eliminación, para dar una entidad formadora de color (véase también el documento WO 02/068205).
El AOM puede incorporarse en varios sistemas de polímeros y molerse, utilizando un molino de bolas, hasta un tamaño de partícula deseado, sin ninguna dificultad técnica. Ejemplos de sistemas de polímeros en los que el AOM se ha incorporado satisfactoriamente y se ha molido incluyen disolución de nitrocelulosa en alcohol/acetato de etilo, disolución de acetato propionato de celulosa en alcohol/acetato de etilo, disolución de polivinilbutiral en alcohol/acetato de etilo, resina de poliuretano con base de disolvente, resina epoxídica con base de disolvente, resina de poliéster con base de disolvente, resina acrílica con base acuosa, resina de poliéster con base acuosa, resina de poliuretano con base acuosa, monómeros y oligómeros curables con luz ultravioleta sin disolvente, poliamidas con base de disolvente, poliimidas con base de disolvente, poliamidas con base acuosa, poliimidas con base acuosa, revestimientos y lacas de epoxi/vinil/poliéster con base de disolvente, y resinas de siloxano.
Pueden incorporarse pigmentos orgánicos e inorgánicos a las tintas/revestimientos de AOM sin ningún efecto adverso en la marcabilidad por láser de las tintas/revestimientos de AOM. Además, las tintas/revestimientos de AOM que contienen los pigmentos orgánicos e inorgánicos pueden molerse hasta el tamaño de partícula deseado sin dificultad o efecto adverso en marcabilidad por láser de las tintas/revestimientos de AOM.
El componente AOM puede incorporarse alternativamente en fundido en polímeros extrudibles, o puede incorporarse a formulaciones de monómeros curables por UV. Una película o laminado de capas que incluye un componente que puede marcarse por láser proporciona un producto a prueba de falsificaciones. Polímetros extrudibles que pueden utilizarse en la invención incluyen nylon, poliésteres, poliamida, policarbonato, poliacrilato, polimetacrilato, polímeros de injerto de ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), poliolefinas tales como polietileno o polipropileno, poliestireno, poli(cloruro de vinilo), polioximetileno, poliimida, poliéteres y polietercetonas elastómeros termoplásticos, poliuretano termoplástico que pueden utilizarse individualmente o como una mezcla de varios polímeros, son adecuados como matriz polimérica. La cantidad de AOM que se incorpora es normalmente del 0,1% al 5% en peso del extrudido.
El AOM o análogo del mimo suele ser selectivo por láser, lo que quiere decir que absorbe energía a una longitud de onda, por ejemplo, de ~1.064 nm o ~10.600 nm, para las que puede elegirse un láser en consecuencia, de tal manera que experimenta un cambio de color. Normalmente, el cambio de color puede ser el resultado de un cambio en el estado de valencia y/o a la formación de productos no estequiométricos, aunque también puede existir algo de reacción con el aglutinante. El láser que se utiliza puede funcionar tanto en el modo de matriz de puntos pulsado como el modo de trazado, de onda continua.
El sustrato puede ser un tablero, por ejemplo, de cartón. El envoltorio que puede utilizarse en la invención puede estar alternativamente en forma de película polimérica, tal como propileno o polietileno, y que puede laminarse y utilizarse, por ejemplo para envolver chocolate. Si se utiliza un material de envoltura de múltiples capas, la invención puede aplicarse a cualquier capa en la que la tinta esté presente.
Cualquier pigmento que se utiliza en la invención puede ser convencional. Puede preferirse un pigmento blanco, que proporciona no solo contraste con, por ejemplo, códigos de barras negros, sino también opacidad. Pueden seleccionarse otros colores, según se desee. Pigmentos típicos incluyen CaCO3, ZnO, TiO2 y talco.
Una formulación de la invención también puede incluir componentes convencionales que están presentes con el fin de proporcionar la imagen. Normalmente, incluyen un material que absorbe la luz láser incidente; este material puede cambiar de color por si mismo con la absorción, o puede reaccionar con otro material para proporcionar un cambio de color. Reactivos típicos incluyen fenoles, resinas fenólicas, ácidos carboxílicos junto con un formador de color, por ejemplo, lactona violeta cristal. Agentes de absorción típicos incluyen arcillas, micas, TiO2, carbonatos, óxidos, talco, silicatos y alumnosilicatos.
Para que la invención pueda entenderse más fácilmente, se hace referencia a los siguientes ejemplos, que pretenden ilustrar la invención, pero no limitar su alcance.
Ejemplos 1 a 7
Se formularon tintas con base de disolvente, acuosa y de curado por UV con octamolibdato de amonio (OAM). Se fabricaron lacas en las proporciones que se muestran, que se aplicaron como revestimiento sobre cartón y se secaron. Después se marcaron utilizando un láser de CO2 de barrido, con un diámetro de haz de 0,3 mm y una velocidad de barrido de 1.000 mm·s-1. Las cantidades utilizadas, y los resultados se muestran en la tabla 1.
Ejemplo 8
Se combinaron 197 g de homopolímero de polipropileno con 3 g de una mezcla 4:1 de AOM:Iriodin 805, mezclándolos bien con un Optiblender 2000 (Moulinex). Se preparó la combinación y se granuló en una prensa extrusora FOS axon 11502 a temperaturas de 190ºC, 200ºC, 210ºC, 220ºC y 225ºC en las cinco zonas respectivas. El polímero moldeado pudo marcarse con un láser de CO2.
Ejemplos 9 y 10
Se siguió el procedimiento del ejemplo 8, pero utilizando HDPE (polietileno de alta densidad) y HIPS (poliestireno de alto impacto), respectivamente. Los polímeros moldeados pudieron marcarse satisfactoriamente con láser de Nd5 YAG y CO2, respectivamente.
Ejemplo 11
Se formuló una laca, que comprende:
10 Poli(cloruro de vinilo) 30% Octamolibdato de amonio 15% Alcohol etílico resto
15 Se aplicó como revestimiento sobre una lámina de aluminio, utilizando una barra Mayer, y se secó. Entonces se expuso el revestimiento semiopaco a un haz de láser de CO2 de 0,3 mm de diámetro, que barría a 1.000 mm/segundo con una potencia de salida de 3 W, para producir una imagen negra.
5
TABLA 1
EJEMPLO
AGLUTINANTE CANTIDAD(g) ADITIVO CANTIDAD(g) DISOLVENTE CANTIDAD(g) MARCADO POR LÁSER
POTENCIA (w)
COLOR DE LA IMAGEN
1
Poli(alcohol vinílico)(Gohsenol GH17) 1,1 AOM 1 Agua 9 3 Negro
2
Alcotex 395B (26%) 12 AOM 2 Metanol/Acetatode metilo - 3 Negro
3
Etilcelulosa 2 AOM 2 Etanol 15 3 Negro
4
Klucel(hidroxipropilcelulosa) 2 AOM 2 Agua 15 3 Negro
5
Mowital B30H 2 AOM 2 Etanol 10 3 Negro
6
PVC Vycar 577E 15 AOM 3 Agua 9 3 Negro
7
Ebecryl 657Ebecryl 1608 3,53,5 AOM 3 Irgacure 651(fotoiniciador) 0,7 3 Negro
Se obtuvo Gohsenol de CIBA Speciality ChemicalsSe obtuvo Alcotex de Harlow ChemicalsSe obtuvo Klucel de HerculesSe obtuvo Mowital de HoechstSe obtuvo Vycar de B.F. GoodrichSe obtuvo Ebecryl de UCB Chemicals.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Laca de revestimiento o tinta de impresión transparente, teñida o pigmentada que comprende un aglutinante y octamolibdato de amonio.
  2. 2.
    Producto según la reivindicación 1, en el que el aglutinante comprende un grupo lábil.
  3. 3.
    Producto según una u otra de las reivindicaciones anteriores, en el que el aglutinante es un polímero.
  4. 4.
    Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende asimismo un pigmento blanco.
  5. 5.
    Producto según la reivindicación 4, en el que el pigmento es CaCO3, ZnO, TiO2 o talco.
  6. 6.
    Procedimiento para proporcionar una imagen sobre un sustrato, que comprende aplicar al sustrato una composición que puede marcarse por láser que comprende un aglutinante y octamolibdato de amonio, seguido de irradiación como una imagen con un láser, experimentando el octamolibdato de amonio un cambio de color.
  7. 7.
    Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la composición es una tinta o laca según la reivindicación 1.
  8. 8.
    Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la composición se aplica mediante colada de disolvente, para formar una película sobre el sustrato.
  9. 9.
    Procedimiento para proporcionar una imagen sobre un sustrato, que comprende extruir en fundido una composición que comprende un aglutinante y octamolibdato de amonio, seguido de una irradiación como una imagen con un láser, experimentando el octamolibdato de amonio un cambio de color.
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