Capa de pigmento y procedimiento para la rotulación duradera de un sustrato con una radiación de alta energía.

Capa de pigmento (3) para el marcado duradero (34) de un sustrato (1), en especial de vidrio

(1), basada en una matriz polimérica, que reacciona a una radiación de alta energía (2), en especial un rayo láser (2), en su mayor parte dando lugar a una pulverización, caracterizada porque dicha capa de pigmento (3) contiene como componentes una fuente de titanio (31) y una fuente de carbono (32) que genera carbono libre por exposición a la radiación energética.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09150095.

Solicitante: TESA SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: QUICKBORNSTRASSE 24 20253 HAMBURG ALEMANIA.

Inventor/es: KOOPS, ARNE, REITER, SVEN, STAHR, JOCHEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES... > C03C23/00 (Otros tratamientos de la superficie del vidrio que no sea en forma de fibras o de filamentos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA > COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES... > Tratamiento de la superficie del vidrio, p. ej.,... > C03C17/22 (con otras materias inorgánicas (C03C 17/34, C03C 17/44 tienen prioridad))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > IMPRENTA; MAQUINAS COMPONEDORAS DE LINEAS; MAQUINAS... > PROCESOS DE IMPRESION, DE REPRODUCCION, DE MARCADO... > Procesos de reproducción o de marcado; Materiales... > B41M5/26 (Termografía (B41M 5/20, B41M 5/24 tienen prioridad; sistemas fototermográficos G03C 1/498))

PDF original: ES-2484890_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Capa de pigmento y procedimiento para la rotulación duradera de un sustrato con una radiación de alta energía

La invención se refiere a una capa de pigmento según la definición principal de la reivindicación 1 y a un procedimiento para la rotulación duradera de un sustrato, en especial de vidrio, mediante una radiación de alta energía.

Para el marcado de componentes de vehículos, máquinas, aparatos o componentes eléctricos y electrónicos, fabricados por ejemplo con vidrio, se emplean entre otros etiquetas técnicas en forma de placas de características, en forma de etiquetas de control de maniobras de proceso así como en forma de plaquitas de garantía y de verificación. El marcado con etiquetas láser y con placas metálicas impresas o pintadas está consiguiendo un valor creciente, en especial en el caso de marcado de gran valor. De este modo se integran informaciones y advertencias en las piezas más diversas, dirigidas al futuro usuario.

Además, estas informaciones pueden asegurarse también realizando la rotulación directamente sobre el objeto a rotular. Se conocen ya diversos procedimientos de rotulación, en especial para la rotulación y el marcado directo de metales y del vidrio. Por ejemplo puede realizarse la rotulación mediante la deposición de material, por ejemplo una pintura o incluso mediante el arranque de material, por ejemplo en el caso de un grabado.

La rotulación de etiquetas o la rotulación directa pueden realizarse por ejemplo en forma de un código de barras 1-D o 2-D. Con un aparato lector adecuado se dispone de la posibilidad de leer las informaciones existentes en el objeto rotulado o su contenido gracias al código de barras. Aparte de estas informaciones estándar se suelen integrar también a menudo en la rotulación otros datos sensibles de seguridad. En caso de robo, accidente, garantía o fianza, estas informaciones son de gran importancia para las pesquisas encaminadas a la recuperación e identificación del objeto y de su contenido.

Para la rotulación directa en especial se han generalizado los focos láser controlables y potentes, que permiten grabar las rotulaciones o marcas, por ejemplo distintivos alfanuméricos, códigos y similares. El material a rotular o el material sometido a la rotulación así como el procedimiento de rotulación deberán cumplir entre otros los requisitos siguientes:

- El material deberá poder rotularse con rapidez.

- Deberá lograrse un alto poder de resolución espacial.

- El material y el proceso de rotulación deberán aplicarse del modo más simple posible.

- Los productos de la rotulación y los eventuales productos de descomposición no deberán ser corrosivos.

- El procedimiento de rotulación no deberá influir o hacerlo en poca medida en la estabilidad mecánica del componente.

Además, en casos concretos y en función del campo de aplicación correspondiente deberán cumplirse requisitos adicionales, por ejemplo los siguientes:

- Los signos generados con la radiación deberán presentar un fuerte contraste, de modo que incluso en condiciones desfavorables, por ejemplo desde una distancia considerable, pueden leerse sin error.

- Los signos generados con la rotulación deberán ser muy resistentes a la temperatura, por ejemplo hasta más de 200°C.

- Los signos generados con la rotulación deberán ser muy resistentes a los factores externos, por ejemplo la intemperie, el agua y/o los disolventes.

En el caso de que los signos rotulados no deban colocarse sobre el componente con una etiqueta (láser), sino mediante la impresión directa, entonces las personas ajenas dispondrán de la posibilidad de hacer desaparecer la rotulación por lavado o por frote. A menudo basta con el simple frote del objeto rotulado con un objeto contiguo, por ejemplo el mismo envase, para borrar total o parcialmente algunas letras o cifras individuales.

Normalmente se marcan las superficies de vidrio con la técnica convencional de chorreado de arena o con la grabación láser. El marcado resultante presenta un contraste escaso y se genera por arranque de material de vidrio, que conlleva una alteración de la estabilidad mecánica.

Se conoce también el vaporizado de material con un láser y se denomina procedimiento LTF (láser transfer film) o PLD (Pulsed Lasers Deposition). En los dos procedimientos se realiza la deposición del material vaporizado sobre el sustrato destino. De este modo se forma una unión físico-química entre el material vaporizado y el sustrato destino.

Por el documento DE 101 52 073 A se conoce una lámina de transferencia láser que permite la rotulación duradera de un componente. Esta lámina de transferencia láser tiene una capa soporte, cuya cara Inferior está cubierta por lo menos en parte por una capa adhesiva. Además sobre la capa soporte y/o la capa adhesiva está colocada por lo menos parcialmente una capa de pigmento, que contiene un pigmento sensible a los rayos láser. Los pigmentos apropiados son por ejemplo los pigmentos de color y las sales metálicas. Se emplean en especial los pigmentos de la empresa Thermark, por ejemplo el Thermark 120-30F, que son óxidos metálicos, por ejemplo el trióxido de molibdeno. Por lo demás pueden utilizarse mezclas de varios pigmentos o Incluso mezclas de pigmentos y partículas de vidrio, que son productos comerciales, por ejemplo de la empresa Merck und Ferro Inc., idóneos para un proceso de sinterización. Son también adecuados diversos pigmentos de la empresa Merck (por ejemplo los pigmentos de brillo perlado EM 143220 y BR 3-01). Por otro lado, el pigmento sensible a los rayos láser puede utilizarse junto con un aditivo de dióxido de titanio.

En el documento DE 102 13 110 A1 se describe una película de transferencia láser de varias capas para la rotulación duradera de componentes, formada por lo menos por una capa soporte, en cuya cara inferior existe a su vez una primera capa adhesiva que la cubre por lo menos parcialmente. Además, en esta cara de la capa soporte, que se halla sobre la primera capa adhesiva, existen por lo menos dos capas de pigmento. Se trata con preferencia de una primera capa de pigmento aplicada para que cubra por lo menos parcialmente, que contiene por lo menos un pigmento líquido de vidrio y de una segunda capa de pigmento aplicada para que cubra por lo menos parcialmente, que contiene por lo menos un pigmento sensible al láser. En una primera forma ventajosa de ejecución, la primera capa de pigmento contiene un pigmento líquido de vidrio y un absorbente y/o la segunda capa de pigmento contiene un pigmento líquido de vidrio, un absorbente y un pigmento sensible al láser.

También en DE 102 13 111 A1 se describe una película de transferencia láser de varias capas para la rotulación duradera de componentes, formada por lo menos por una capa soporte, en cuya cara inferior existe una primera capa adhesiva que la cubre por lo menos parcialmente. En la cara de la capa soporte, en la que se halla la primera capa adhesiva, existen también por lo menos dos capas de pigmento sensible al láser que la cubren por lo menos parcialmente. Pero la concentración del pigmento sensible al láser es diferente dentro de las capas de pigmento.

En la patente US 6,313,436 B se describe un procedimiento de marcado químico activado por calor, en el que se coloca una capa de una mezcla de óxidos metálicos sobre un sustrato metálico. Esta capa contiene un amplificador de absorción de energía. Después de la colocación se Irradia la capa con un haz de rayos de energía en consonancia con la forma del marcado, que pretende aplicarse. El haz de rayos de energía tiene una longitud de onda adaptada al amplificador de absorción de energía de modo que este se excite y sobre el sustrato se forma una capa de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Capa de pigmento (3) para el marcado duradero (34) de un sustrato (1), en especial de vidrio (1), basada en una matriz polimérica, que reacciona a una radiación de alta energía (2), en especial un rayo láser (2), en su mayor parte dando lugar a una pulverización, caracterizada porque dicha capa de pigmento (3) contiene como componentes una fuente de titanio (31) y una fuente de carbono (32) que genera carbono libre por exposición a la radiación energética.

2. Capa de pigmento (3) según la reivindicación 1, caracterizada porque se forma sin plásticos fusibles por exposición a la radiación energética y/o sin frita de vidrio.

3. Capa de pigmento (3) según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque como fuente de titanio (31) está previsto el dióxido de titanio (31).

4. Capa de pigmento (3) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como fuente de carbono (32) está previsto el negro de humo (32) y/o la matriz polimérica, en ella el carbono libre se forma por exposición del negro de humo (32) a la radiación (2) y/o procede de la matriz polimérica descompuesta, evaporada, oxidada, despolimerizada y/o pirolizada por acción de la radiación (2), caracterizada con preferencia porque como fuente de carbono (32) está previsto exclusivamente el negro de humo (32) y/o la matriz polimérica.

5. Capa de pigmento (3) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la matriz polimérica es una matriz polimérica reticulada por irradiación.

6. Capa de pigmento (3) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la matriz polimérica es una matriz polimérica termoendurecible o duroplástica.

7. Capa de pigmento (3) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa de pigmento (3) tiene la composición siguiente:

100 phr de matriz polimérica, en especial un poliuretanoacrilato alifático difuncional, reticulable por radiación, de 0,2 phr a 2,5 phr de negro de humo (32) y de 45 phr a 65 phr de dióxido de titanio (31).

8. Capa de pigmento (3) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el grosor de la capa de pigmento (3) se sitúa aprox. entre 20 pm y 500 pm.

9. Capa de pigmento (3) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la erosión o pérdida pulverizada de la capa de pigmento, generada por la exposición a la energía (2), tiene un tamaño de partícula promedio numérico comprendido entre 0,6 pm y 2,0 pm.

10. Capa de pigmento (3) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa de pigmento (3) está recubierta total o parcialmente por una masa adhesiva, en especial sensible a la presión.

11. Capa de pigmento (3) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa de pigmento (3) se aplica sobre un soporte o sustrato, con preferencia sobre una lámina soporte.

12. Capa de pigmento (3) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha capa de pigmento (3) se desactiva con una capa pasivante colocada para cubrirla parcialmente, dicho pasivado tiene lugar en la cara de la de pigmento (3), que durante el proceso de marcado se halla en contacto con el sustrato (1).

13. Uso de una capa de pigmento (3) según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores para el marcado del vidrio (1).

14. Uso según la reivindicación 13, caracterizado porque el marcado aplicado (34) es un holograma generado con el ordenador o un holograma de interferencia.

15. Procedimiento de marcado de un sustrato, en el que se pone en contacto directo por compresión una capa de pigmento (3) con el sustrato a rotular (1), dicha capa de pigmento (3) se forma con arreglo a una de las reivindicaciones anteriores, en el que se expone a una radiación de alta energía (2) la capa de pigmento (3), con lo cual la matriz polimérica se pulveriza y se forma carbono libre, y en el que gracias a la irradiación (2) se genera un marcado (34) en el sustrato (1).

16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado porque el marcado (34) se realiza con exclusión de una frita de vidrio y/o con exclusión de un plástico fusible por exposición a la radiación energética.

17. Procedimiento según la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque se marca un sustrato transparente (1), en especial de vidrio (1), en el que la radicación (2) penetra a través del sustrato (1) y el marcado (34) se produce en la cara del sustrato opuesta al foco de radiación.

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones de 15 a 17, caracterizado porque la irradiación (2) se realiza

empleando un láser como foco de radiación.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones de 15 a 18, caracterizado porque la irradiación (2) se realiza con pulsos que tienen una duración inferior a 90 ns.

20. Objeto de vidrio (1), en especial discos, recipientes o tubos, que se marca empleando una capa de pigmento (3) según una de las reivindicaciones anteriores.

21. Objeto de vidrio (1) según la reivindicación 20, caracterizado porque en su superficie presenta carburo de titanio

(34).