Procedimiento de marcado con láser.

Procedimiento para marcar una película de plástico flexible útil para envasado usando un láser,

procedimiento que comprende las etapas de: aplicar a una superficie de un sustrato que comprende dicha película de plástico flexible en una o más capas, una tinta en asociación con un material sensible al láser; secar la tinta; exponer partes de la tinta a radiación láser a una longitud de onda a la que dicho material sensible al láser es sensible de modo que la radiación láser absorbida por el material sensible al láser calienta y elimina térmicamente la tinta o hace que la tinta cambie de color, de modo que hace que aparezcan marcas sobre las partes expuestas.

Procedimiento de marcado con láser

La presente invención se refiere a un procedimiento de marcado con láser para su uso sobre películas de plástico flexibles delgadas del tipo normalmente usado para el envasado de diversos tipos de productos alimenticios, y especialmente a un procedimiento de este tipo que usa una tinta que contiene o está asociada con un material sensible al láser.

Muchos tipos de productos alimenticios, por ejemplo aperitivos, productos de confitería, alimentos secos y congelados, etc., se envasan en envoltorios compuestos de películas flexibles delgadas de materiales plásticos. Aunque la mayoría de las Impresiones sobre tales envoltorios puede realizarse con antelación al uso del envase, algo necesario, tal como las fechas de "consumir antes de" o "consumir preferentemente", debe Imprimirse poco antes o poco después de que se envase el producto alimenticio. Por supuesto existen muchos métodos de impresión conocidos, pero ninguno es completamente satisfactorio para este fin. De manera deseable, la impresión debe ser de la misma calidad que la del resto de la Impresión sobre el envoltorio. También debe ser económica y poder imprimirse en el sitio en el que se envasa el alimento, también en el sitio en el que se Imprime el resto del envoltorio. Además, debido a que la fecha cambiará cada día y también puede ser necesario acomodar otros cambios, por ejemplo tratar productos de caducidades variables, debe ser fácil cambiar el contenido de lo que está impreso, preferiblemente mediante software en una operación de impresión controlada por ordenador. Cuando el contenido del envase es frágil, si la impresión ha de realizarse tras el envasado, también es esencial que la impresión no implique ningún impacto o ninguna otra forma de presión aplicada. Finalmente, y de gran Importancia, la impresión debe ser indeleble en condiciones normales de uso. La mayoría de los métodos de Impresión usados actualmente para la aplicación de tales marcas como las fechas de "consumir antes de" o "consumir preferentemente" no consiguen varias de estas cosas que se desean. También se aplican requerimientos similares a los códigos de barras, que a menudo han de imprimirse como un ejercicio separado de la Impresión principal del envase.

Se ha descubierto ahora que una técnica de marcado con láser puede conseguir todos estos objetivos deseados de la manera más eficaz.

El marcado con láser de materiales plásticos se conoce ahora bien [véase, por ejemplo, "Láser Marklng" por Paul D. Hartung, capitulo 17 de "Plastics Finishing and Decoration" editado por Donatas Satas, publicado por Van Nostrand Reinhold Co., Nueva York, 1986], Es un método valioso de marcado que ha encontrado muchas aplicaciones. Sus ventajas incluyen: el láser no entra en contacto directamente con el artículo que va a marcarse y de ese modo no existe un desgaste mecánico, ni existe ningún impacto sobre el contenido del envase; permite que se dibujen caracteres o símbolos extremadamente pequeños; pueden realizarse marcas de manera precia y legible a velocidades extremadamente altas;

los láseres son extremadamente fiables y requieren un mantenimiento mínimo y otras piezas móviles en el sistema de marcado están limitadas.

En el pasado, la mayoría de las propuestas para el uso del marcado con láser han implicado usar el láser para eliminar material térmicamente o carbonizar el polímero de un objeto sólido compuesto de una resina, un polímero u otro material sensible al láser y de ese modo formar una marca o impresión sobre el objeto. Se describen ejemplos de tales procedimientos en las patentes estadounidenses números 5.928.78; 5.977.514; y 6.214.917, y en la bibliografía de fabricantes tal como la distribuida por Merck KgaA ("Iriodin (g) LS forthe láser marking of plastics", junio de 1997). Tales procedimientos tienen la desventaja de que los materiales plásticos elegidos para este uso han de limitarse a los susceptibles a la eliminación térmica de este modo. Esto puede limitar la elección de los materiales y de ese modo pueden no ser utilizables para algunos fines. Además, esta técnica puede dar como resultado el adelgazamiento o debilitamiento localizados del sustrato de plástico, que sería indeseable o inaceptable en envoltorios para productos alimenticios y muchos otros materiales.

Otra técnica de marcado con láser comprende usar un láser para eliminar térmicamente una capa de cubierta, exponiendo así una capa inferior de un color diferente del de la capa de cubierta, proporcionando de ese modo marcas visibles. Se describe un ejemplo de un procedimiento de este tipo, para el marcado de fibras ópticas o cables eléctricos, en la patente estadounidense número 5.111.523.

Otro método de marcado con láser emplea el calor generado mediante radiación láser que incide sobre un sustrato para producir un cambio del color de un material termosensible, tal como se describe por ejemplo en la patente estadounidense número 5.68.429.

También se ha propuesto usar la capacidad de un láser para cambiar el color de una tinta que contiene un compuesto de plomo inorgánico que no es negro para ennegrecerla, formando así una marca negra sobre un objeto tal como un placa de circuito impreso, tal como se describe en la patente estadounidense número 5.35.983. Sin embargo, el uso de un compuesto de plomo en estas tintas no sería aceptable para uso alimentario, tal como se prevé por la presente invención.

Otro tipo de procedimiento de marcado con láser usa capas de aluminio delgadas que se depositan por evaporación a vacío. Debido a que éstas absorben en el intervalo de la radiación de Nd:YAG, tales capas de aluminio pueden eliminarse mediante radiación láser. Ésta puede usarse para eliminar capas de tinta coloreadas, impresas sobre la capa de aluminio o para realizar un contraste formando capas visibles, tal como se describe en la patente estadounidense número 6.66.437. Para este tipo de marcado con láser, son necesarias películas recubiertas con aluminio, que son caras y la deposición del aluminio requiere un equipo especializado, lo que significa que a menudo no puede realizarse o no puede realizarse económicamente en el sitio en el que se imprimen los envases.

También se conoce cómo marcar papel y cartón usando el calor generado mediante un láser para la eliminación térmica selectiva de parte de la tinta aplicada a la superficie de los mismos.

También se conocen métodos de obtención de imágenes ablativos con láser en los que una lámina donadora que contiene un material que absorbe a la longitud de onda del láser y un colorante (en lugar del pigmento necesario en la presente invención) se irradia con un láser. El material absorbente convierte la energía del láser en calor que se transfiere al colorante inmediatamente próximo. El colorante se evapora y se transfiere al receptor, que es el material que va a imprimirse. Se describen métodos de este tipo en el documento GB 283726.

En la solicitud de patente europea número 756 942A1 (y la correspondiente patente estadounidense número 5.633.118) se dan a conocer métodos de obtención de imágenes ablativos con láser en los que capas que incluyen colorantes que absorben en infrarrojo (IR) solubles en agua se someten a ablación en áreas seleccionadas para exponer una capa receptora de colorante hidrófila subyacente; esta capa subyacente se trata entonces con tinta acuosa para proporcionar un contraste de color con las áreas no expuestas. Estos métodos son adecuados para la producción de máscaras ópticas, transparencias monocrómicas y similares.

Otras descripciones en relación con el uso de colorantes que absorben en IR en la obtención de imágenes ablativa con láser incluyen la patente estadounidense número 5.33.876, que da a conocer una capa de colorante que comprende un colorante de imagen y un colorante que absorbe en el IR dispersos en un aglutinante de alto peso molecular; y la patente estadounidense número 5.576.268, que da a conocer un elemento de registro ablativo de colorante similar en el que el soporte es una película compuesta con microcavidades.

Sin embargo, ninguna de estas propuestas anteriores ha tratado la cuestión de aplicar una marca por medio de un láser a una película flexible delgada de un material plástico, tal como se usa comúnmente para el envoltorio de

productos alimenticios.

La presente invención consiste en procedimientos para marcar una película de plástico flexible útil para envasado, según las reivindicaciones adjuntas.

La expresión "en asociación con" se define en el presente documento para que signifique que la tinta y el material sensible al láser están en proximidad física lo suficientemente cercana para que el calor... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para marcar una película de plástico flexible útil para envasado usando un láser, procedimiento que comprende las etapas de: aplicar a una superficie de un sustrato que comprende dicha película de plástico flexible en una o más capas, una tinta en asociación con un material sensible al láser; donde la tinta Incluye al menos un pigmento; secar la tinta; exponer partes de la tinta a radiación láser a una longitud de onda a la que dicho material sensible al láser es sensible de modo que la radiación láser absorbida por el material sensible al láser calienta y elimina térmicamente la tinta, de modo que hace que aparezcan marcas sobre las partes expuestas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho material sensible al láser se aplica al sustrato y entonces una capa de dicha tinta se aplica sobre el material sensible al láser.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha tinta contiene dicho material sensible al láser.

4. Procedimiento para marcar una película de plástico flexible útil para envasado usando un láser, procedimiento que comprende las etapas de: aplicar a una superficie de un sustrato que comprende dicha película de plástico flexible, un material sensible al láser que es o está asociado con un material que genera gas con el calentamiento; recubrir el material sensible al láser con una capa impermeable a gases; exponer partes del material sensible al láser a radiación láser a una longitud de onda a la que dicho material sensible al láser es sensible de modo que la radiación láser absorbida por el material sensible al láser calienta y hace que se genere el gas que queda atrapado por el recubrimiento y como resultado forma burbujas minúsculas por debajo del recubrimiento, de modo que se forman marcas elevadas que aparecen sobre las partes expuestas.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho láser es un láser de CO2.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que dicho material sensible al láser es mica, partículas de mica recubiertas con óxido de metal, polvo de aluminio, negro de humo, caolín u otro silicato, dióxido de titanio o carbonato de calcio.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho láser es un láser de Nd:YAG.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que dicho material sensible al láser es mica, partículas de mica recubiertas con óxido de metal, polvo de aluminio, negro de humo, dióxido de titanio o carbonato de calcio.