MICROESFERA QUE COMPRENDE UN NÚCLEO POLIMÉRICO, UNA CUBIERTA Y UN ABSORBENTE.

Microesfera que consta de un núcleo y una cubierta, en la que el núcleo comprende un polímero,

al menos dos absorbentes de la luz láser y en la que la cubierta comprende un compatibilizador

La invención se refiere a una microesfera que consta de un núcleo, una cubierta y un absorbente de la luz láser. La invención se refiere además al uso de la microesfera como aditivo de marcaje láser. La presente invención también se refiere a un proceso para la producción de la microesfera. 5

En general se sabe que determinados materiales, como los polímeros, al ser irradiados con luz láser pueden absorber energía de la luz láser y son capaces de transformar esta energía en calor, lo que puede inducir una reacción de cambio de color en el material. Los absorbentes de luz láser se usan para mejorar la absorción de la luz láser en caso de que la capacidad intrínseca de absorción de luz láser de un polímero sea insuficiente. Sin embargo, parece que muchos polímeros no producen un contraste aceptable tras la radiación láser, incluso mezclados con un absorbente de luz láser, 10 porque la capacidad de formación de color del polímero es insuficiente.

A partir del documento WO 01/0719 se conoce la aplicación del trióxido de antimonio con un tamaño de partícula de al menos 0,5 µm como absorbente. El absorbente se aplica en una composición polimérica en un contenido tal que la composición contiene al menos el 0,1% en peso del absorbente, para poder aplicar un marcaje oscuro contra un fondo claro en la composición. Preferentemente se añade también un pigmento nacarado para obtener mejor contraste. A 15 pesar del uso de dos absorbentes en la composición polimérica, ésta aún tiene la desventaja de que en muchos casos, en particular en composiciones con polímero que de por sí forman color débilmente, solo se puede obtener un contraste malo por irradiación láser a bajas velocidades de marcaje. Además, como los aditivos láser se dispersan a través de la matriz en áreas no confinadas, la carbonización también se produce en áreas no confinadas y, por tanto, la resolución del marcaje es limitada. Para seguir mejorando el contraste y la resolución, se buscaron microesferas que constan de un 20 núcleo, una cubierta y un absorbente de luz láser, como las conocidas a partir del documento WO-A-2004050766. Se ha demostrado que estas microesferas proporcionan mejor resolución y contraste tras la irradiación láser que la composición descrita en el documento WO 01/0719. Sin embargo, el contraste obtenido con estas microesferas, especialmente a velocidades de marcaje (muy) elevadas, aún es relativamente bajo. Además, se obtiene principalmente alto contraste al marcar con energías de pulso láser elevadas. Por consiguiente, el marcaje se debería realizar 25 preferentemente en el foco del haz de láser que limita el área de marcaje por pulso y, por tanto, aumenta el tiempo de marcaje. Con las microesferas descritas en el documento WO-A-2004050766, la velocidad de marcaje que se puede alcanzar también se limita usando sistemas de lámparas bombeadas y láser de fibra, ya que la energía del pulso láser de dichos tipos de sistemas láser está limitada en comparación con, por ejemplo, los sistemas láser bombeados por diodos. 30

El objetivo de la invención es proporcionar una microesfera que posea mayor sensibilidad a la luz láser y, por tanto, proporcione marcajes oscuros con un contraste mejorado en comparación con las microesferas conocidas a partir del documento WO-A-2004050766 a velocidades de marcaje mucho mayores, marcando dentro o fuera del foco e independientemente de la fuente de bombeo del láser.

Este objetivo se consigue mediante una microesfera que consta de un núcleo y una cubierta, en la que el núcleo 35 comprende un polímero y al menos dos absorbentes de la luz láser y en la que la cubierta comprende un compatibilizador.

Tras la irradiación con luz láser, se ha encontrado que las composiciones poliméricas que contienen la microesfera según la invención producen un contraste inesperadamente elevado entre las partes irradiadas y las no irradiadas, marcando dentro o fuera del foco y con un intervalo más amplio de sistemas láser. 40

Sorprendentemente, se ha encontrado que una microesfera que consta de un núcleo que comprende al menos dos absorbentes de la luz láser y una cubierta que comprende un compatibilizador proporciona un marcaje más oscuro a lo largo de un intervalo más grande de parámetros láser debido a una gran mejora inesperada del efecto sinérgico descrito en el documento WO 01/0719. La mejora debe ser producida por la gran proximidad de los absorbentes de luz láser de la microesfera en comparación con una distancia mucho mayor entre los dos absorbentes de luz láser en una matriz 45 polimérica. Se ha encontrado que uno de los absorbentes es responsable de la absorción de la luz y de la transformación de ésta en calor, mientras que el otro absorbente potencia la reacción de formación de color del núcleo de la microesfera bajo la influencia del calor liberado.

El absorbente de luz láser usado puede estar hecho de aquellas sustancias que son capaces de absorber la luz láser de una determinada longitud de onda. En la práctica, esta longitud de onda se encuentra entre 157 nm y 10,6 µm, el 50 intervalo de longitudes de onda habitual de los láseres. Si se dispone de láseres con longitudes de onda superiores o inferiores se pueden considerar también otros absorbentes para la aplicación en los aditivos según la invención. Son ejemplos de dichos láseres que funcionan en el área mencionada los láseres de CO2 (10,6 µm), láseres Nd:YAG o Nd:YV04 (1.064, 532, 355, 266 nm) y láseres de excímeros de las siguientes longitudes de onda: F2 (157 nm), ArF (193 nm), KrCl (222 nm), KrF (248 nm), XeCl (308 nm) y XeF (351 nm), láseres de fibra FAYb, láseres de diodo y 55 láseres de matriz de diodos. Preferentemente se usan láseres Nd:YAG y láseres de CO2, ya que estos tipos funcionan en un intervalo de longitudes de onda que es muy adecuado para la inducción de procesos térmicos que se aplican con finalidades de marcaje. Dichos absorbentes son conocidos per se, según sea el intervalo de longitudes de onda dentro

del cual pueden absorber la radiación láser. Más adelante se especificarán diversas sustancias que se pueden tener en consideración para el uso como absorbente.

Son ejemplos de absorbentes de luz láser los óxidos, hidróxidos, sulfuros, sulfatos y fosfatos de metales como cobre, bismuto, estaño, aluminio, cinc, plata, titanio, antimonio, manganeso, hierro, níquel y cromo, bario, galio, germanio, arsénico y combinaciones de dos o más de estos metales, colorantes (in)orgánicos absorbentes de la luz láser o 5 laminillas recubiertas de óxido metálico. Preferentemente, los absorbentes de luz láser se seleccionan entre trióxido de antimonio, dióxido de estaño, titanato de bario, dióxido de titanio, óxido de aluminio, hidroxifosfato de cobre, ortofosfato de cobre, hidróxido de cobre, óxido de antimonio y estaño, trióxido de bismuto, antraquinona o colorantes azo. Preferentemente, los dos absorbentes de luz láser son trióxido de antimonio y óxido de antimonio y estaño, hidroxifosfato de cobre, ortofosfato de cobre, hidróxido de cobre, óxido de antimonio y estaño o laminilla recubiertas de 10 óxido metálico. Las laminillas recubiertas de óxido metálico son, por ejemplo, sustratos en forma de plaqueta que han sido recubiertas con un revestimiento de dióxido de silicio opcionalmente hidratado o un revestimiento de otro silicato insoluble y sobre este revestimiento otro revestimiento de dióxido de estaño dopado con 0,5-50% en peso de antimonio, arsénico, bismuto, cobre, galio, germanio o un óxido correspondiente de los mismos. Más preferentemente, los dos absorbentes de la luz láser son trióxido de antimonio y óxido de antimonio y estaño. 15

La microesfera contiene al menos el 95% en peso de absorbentes. A porcentajes mayores la capacidad de formación de negro tiende a disminuir. Preferentemente, la microesfera contiene entre el 1 y el 95% en peso de absorbentes. Más preferentemente, la microesfera contiene entre el 5 y el 80% en peso de absorbentes.

El núcleo de la microesfera comprende un polímero que es preferentemente un polímero termoplástico. Son ejemplos de polímeros termoplásticos las poliolefinas, poliésteres, poliamidas, polisulfonas, policarbonato, polihidróxido, poliuretanos, 20 PVC o estirénicos. Son ejemplos de poliésteres el polibutilentereftalato (PBT) o el polietilentereftalato (PET). Son ejemplos de poliamidas la poliamida 6, poliamida 66, poliamida 46, poliamida 11, poliamida 12 y poliamidas amorfas, por ejemplo, la poliamida 6I o la poliamida 6T. Un ejemplo de un estirénico es el estireno acrilonitrilo. Para escoger un polímero apropiado,...

1. Microesfera que consta de un núcleo y una cubierta, en la que el núcleo comprende un polímero, al menos dos absorbentes de la luz láser y en la que la cubierta comprende un compatibilizador.

2. Microesfera según la reivindicación 1 caracterizada porque el tamaño de partícula se encuentra entre 50 nm y 50 micras. 5

3. Microesfera según la reivindicación 2 caracterizada porque el tamaño de partícula se encuentra entre 100 nm y 10 micras.

4. Microesfera según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3 caracterizada porque el núcleo comprende un polímero termoplástico.

5. Microesfera según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4 caracterizada porque los absorbentes de luz láser se 10 seleccionan entre óxidos, hidróxidos, sulfuros, sulfatos y fosfatos de metales como cobre, bismuto, estaño, aluminio, cinc, plata, titanio, antimonio, manganeso, hierro, níquel, bario, galio, germanio, arsénico y cromo y combinaciones de dos o más de estos metales, colorantes (in)orgánicos absorbentes de la luz láser o laminillas recubiertas de óxido metálico.

6. Microesfera según la reivindicación 5 caracterizada porque los absorbentes de luz láser se seleccionan entre trióxido 15 de antimonio, dióxido de estaño, titanato de bario, dióxido de titanio, óxido de aluminio, hidroxifosfato de cobre, ortofosfato de cobre, hidróxido de cobre, óxido de antimonio y estaño, trióxido de bismuto, antraquinona o colorantes azo.

7. Microesfera según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6 caracterizada porque los absorbentes de luz láser son trióxido de antimonio y óxido de antimonio-estaño. 20

8. Microesfera según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 caracterizada porque el polímero termoplástico es poliolefina, poliéster, poliamida, polisulfona, policarbonato, polihidróxido, poliuretanos, PVC o estirénicos.

9. Microesfera según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 caracterizada porque el compatibilizador es un polímero termoplástico injertado.

10. Microesfera según una cualquiera de las reivindicaciones 1-9 caracterizada porque el polímero termoplástico 25 injertado es polietileno injertado con anhídrido maleico o polipropileno injertado con anhídrido maleico.

11. Uso de la microesfera según una cualquiera de las reivindicaciones 1-10 como aditivo de marcaje láser.

12. Proceso para la producción de la microesfera según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11 mediante extrusión reactiva.

13. Composición que se puede escribir con láser que comprende un polímero matriz y la microesfera según una 30 cualquiera de las reivindicaciones 1-10.