PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA EL MARCAJE DE SOPORTES DE MÚLTIPLES CAPAS QUE SE PUEDEN MARCAR CON LUZ.

Procedimiento y aparato para el marcaje de soportes de múltiples capas que se pueden marcar con luz Antecedentes y breve sumario de la invención La presente invención se refiere en general a soportes que se pueden marcar con láser (u otra luz de alta intensidad) utilizados, por ejemplo, como etiquetas en máquinas de etiquetado y/o en la impresión de películas para embalaje, o para otras aplicaciones de impresión, incluyendo impresoras de punto de venta, máquinas de fax y tarjeta laminadas (tarjetas de identidad, por ejemplo). Los mercados de etiquetado y de embalaje exigen sistemas de marcaje que sean más rápidos, más rentables, capaces de marcar superficies no planas que tengan una vida útil más larga, y que sean capaces de marcar las etiquetas o las películas de embalaje "al vuelo". Como es conocido en la técnica anterior, el marcaje directo de matriz con láser de soportes de etiqueta de alto volumen tiene una serie de ventajas: no hay tinta o cinta, no hay contacto (proporcionando una vida útil del cabezal más larga), y permitiendo soportes que no sean planos o impresiones sobre sustratos no planos; ver solicitud de patente publicado PCT WO 05/049332 - publicada el 02/06/05. Como también es conocido en el estado de la técnica, las matrices de diodos láser ofrecen una solución de bajo coste, compacta, de alta velocidad, de alta fiabilidad para el marcado de rollos de etiquetas que se aplican a los productos. El documento US5766828 describe un elemento de generación de imágenes de láser infrarrojo direccionable que comprende un sustrato que lleva una primera capa que comprende una sal de plata insensible a la luz reducible y un aglutinante, y una segunda capa que comprende un absorbente de infrarrojos, un agente reductor de dicha sal de plata y un aglutinante; en el que dicho aglutinante de dicha primera capa es un soporte polimérico que tiene una temperatura de transición vítrea de al menos 80°C. El documento US2004/0213922 describe un procedimiento de etiquetado de un objeto que incluye la aplicación selectiva de energía enfocada en almohadillas conductoras térmicas en el objeto para crear una etiqueta en el objeto. Las almohadillas conductoras están dispuestas adyacentes a una capa termocrómica. El documento US2004/0234756 describe un sistema de etiquetas sin recubrimiento que comprende un recubrimiento adhesivo a presión, un recubrimiento de liberación y un recubrimiento de formación de imágenes térmicas. El recubrimiento de formación de imágenes térmicas contiene determinados compuestos definidos. La mayor desventaja de los sistemas de marcaje láser de la técnica anterior es que requieren soportes sensibles a una longitud de onda NIR (cercana a infrarrojo) de láseres de diodo. El enfoque tradicional requiere un absorbente NIR (cercana a infrarrojo) con una banda de absorción estrecha, ya que cualquier absorción residual en el rango de la longitud de onda visible causará una coloración visible de los soportes. En la mayoría de los casos, se prefieren soportes de color blanco o claro, por lo que la coloración no es deseable. Además, los absorbentes NIR de banda estrecha pueden ser costosos, que aumenta considerablemente el coste de los soportes, cuando se utilizan en aplicaciones tales como el etiquetado de embalaje/producto, donde los costes tienen que ser extremadamente bajos. La patente US No. 5.234.798 describe estructuras para artículos tales como materiales de promoción, piezas de juego, billetes de lotería, documentos de seguridad y otros artículos, que cuentan con una o más capas térmicas reactivas que se activan con el calor a partir de una imagen oculta formada por material de generación de calor sensible a los infrarrojos, tal como negro de carbón preimpreso bajo las capas reactivas térmicas durante la fabricación. La presente invención supera los problemas mencionados anteriormente con los sistemas de la técnica anterior. La presente invención incluye una forma de crear soportes que se pueden marcar con láser para láseres NIR, evitando la necesidad de absorbentes NIR de banda estrecha. La presente invención proporciona un aparato según la reivindicación 1 y un procedimiento según la reivindicación 33. Más concretamente, una realización de la invención incluye un nuevo soporte de múltiples capas que se puede marcar con luz "indirecta" en el que la luz láser de salida (u otra luz de alta intensidad) es absorbida y convertida en calor por una capa del soporte, es inmediatamente conducida térmicamente en porciones seleccionadas de una capa termocrómica adyacente, y forma la imagen deseada. El soporte que se puede marcar "indirecto" 2   preferentemente utiliza un laminado de etiqueta de tres capas (además de cualquier capa adhesiva), que incluye una capa de material absorbente de luz (preferentemente negro de carbón) que se superpone o se incrusta en la superficie delantera de un sustrato de plástico translúcido. El soporte puede estar "marcado detrás" o "marcado delante". En el caso de " marcado detrás", en una realización preferida, el negro de carbón absorbe la energía de la luz de salida del haz o haces de salida del láser (u otra luz de alta intensidad), después de que el haz o haces hayan pasado a través del sustrato de la etiqueta translúcida, y convierte la energía de la luz absorbida en calor; el calor es conducido en una capa delantera o visible termocrómica, haciendo que las porciones deseadas de la capa termocrómica cambien de color (o la apariencia visual) para producir la imagen deseada. En un modo de "marcado frontal", en una realización, el haz de salida de luz pasa a través de la "parte frontal" del soporte, que es la primera capa termocrómica, y luego entra en la capa absorbente de luz. La presente invención incluye características adicionales para la optimización de la eficiencia global del sistema, incluyendo el uso de materiales reflectantes, ya sea en la capa termocrómica o en la superficie delantera de la capa termocrómica, y en el uso de técnicas de ocultación para ocultar la capa absorbente de luz de negro de carbón (o de otro tipo), que se describe en detalle más adelante. La etiqueta que se puede marcar con láser de la técnica anterior incluye (además del documento WO 05/049332 indicado anteriormente) el uso de negro de carbón como una capa que se puede cortar y como un donante [ver el documento US 6.001.530 (ver columna 4, líneas 53-58); US 6.140.008 (ver columna 2, líneas 57-59); US 6.207.344 (ver columna 2, líneas 47-50); US 2005/0115920 A1(ver página 2, párrafo [0016]) y US 7.021.549 (ver columna 3, líneas 39-43)]. Sin embargo, esa técnica anterior no enseña o sugiere el uso de negro de carbón como material absorbente de luz, en el que la luz absorbida se convierte en calor y se conduce en una capa termocrómica adyacente, ni tampoco enseñar o sugiere un laminado de etiqueta de tres capas que tiene una capa central absorbente de luz, una capa termocrómica y un sustrato. La presente invención es aplicable al etiquetado automático de frutas y verduras. Más particularmente, la invención proporciona una estructura mejorada de etiqueta laminada para su uso en un sistema para la aplicación de información variable "al vuelo" a etiquetas para elementos individuales de productos. La invención reduce considerablemente el número de máquinas de etiquetado, diseños de etiquetas, y el inventario de las etiquetas necesario para aplicar automáticamente las etiquetas de productos. La invención simplifica las operaciones de embalaje y reduce los costes mediante la reducción de la mano de obra y el inventario de etiquetas necesario para producir etiquetas automáticamente. Un objeto principal de la invención es proporcionar un soporte de múltiples capas que se puede marcar con láser (u otra fuente de luz de alta intensidad) para su uso como etiquetas o en la impresión de películas que incorporan una capa absorbente de luz de bajo coste para láseres NIR, evitando al mismo tiempo la necesidad de costosos absorbentes NIR de banda estrecha y la eliminación de la coloración residual del soporte. Otro objeto de la invención es proporcionar un soporte de múltiples capas que se puede marcar con láser "indirecto" (u otra fuente de luz de alta intensidad) que se puede marcar a través de la superficie delantera o trasera del soporte. Un objeto adicional de la invención es proporcionar un soporte de múltiples capas que se puede marcar con láser en el que una capa absorbente de luz de bajo coste, tal como negro de carbón, por ejemplo, absorbe la salida de luz láser, y convierte la luz absorbida en calor, y el calor absorbido es conducido en porciones de una capa termocrómica adyacente para formar la imagen deseada. Otro objeto de la invención es proporcionar un soporte de múltiples capas que se pueda marcar con láser (u otra fuente de luz de alta intensidad)... [Seguir leyendo]

1. Aparato que comprende una fuente de luz de alta intensidad (40) y un soporte laminado de múltiples capas en el que se puede aplicar información variable en forma legible con máquinas o por humanos en una superficie delantera visible de dicho soporte mediante la salida de la fuente de luz de alta intensidad, en el que la fuente de luz de alta intensidad está configurada de manera que, en uso, la salida de la fuente de luz de alta intensidad se hace que forme una imagen deseada mediante la manipulación de la fuente de luz o mediante la programación de una matriz láser; en el que el soporte laminado de múltiples capas comprende: un sustrato de soporte (61), teniendo dicho sustrato superficies trasera (61a) y delantera (61b), una capa absorbente de luz (62), estando dicha capa adaptada para absorber la luz desde dicha salida de dicha fuente de luz de alta intensidad y para convertir dicha luz absorbida en calor, y una capa termocrómica (63) en contacto térmico con dicha capa absorbente de luz, formando dicha capa termocrómica dicha superficie visible delantera de dicho soporte, en el que las porciones de dicha capa termocrómica cambian la apariencia cambial para producir la imagen deseada en respuesta a la aplicación de dicha salida de dicha fuente de luz de alta intensidad en dicha capa absorbente de luz, y la conducción del calor convertido de la luz absorbida mediante dicha capa absorbente de luz en dicha capa termocrómica, y en el que dicha capa absorbente de luz absorbe la luz en los rangos de longitud de onda visible y NIR (casi infrarrojo) de la luz. 2. Aparato según la reivindicación 1, en el que el soporte laminado de múltiples capas también comprende medios de oscurecimiento (180) entre dicha capa absorbente de luz y dicha superficie visible delantera de dicha capa termocrómica, que reduce la visibilidad de dicha capa absorbente de luz al ojo desnudo. 3. Aparato de la reivindicación 2, en el que dichos medios de oscurecimiento son una capa entre dicha capa absorbente de luz y dicha capa termocrómica. 4. Aparato según la reivindicación 2, en el que dichos medios de oscurecimiento están integrados en dicha capa termocrómica. 5. Aparato según la reivindicación 2, en el que dichos medios de oscurecimiento comprenden partículas para dispersar luz y proporcionar el oscurecimiento de dicha capa absorbente de luz. 6. Aparato según la reivindicación 2, en el que dichos medios de oscurecimiento están formados por uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste en partículas de TiO2, partículas de carbonato de calcio, cera en polvo y una matriz de polímero en la que se forman burbujas de gas. 7. Aparato según la reivindicación 2, en el que dichos medios de oscurecimiento comprenden una capa de oscurecimiento variable que se vuelve opaca en porciones seleccionadas cuando absorbe calor. 8. Aparato según la reivindicación 2, en el que dichos medios de oscurecimiento comprenden una capa de oscurecimiento variable que se vuelve transparente en porciones seleccionadas cuando absorbe calor. 9. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicha capa absorbente de luz se selecciona del grupo que consiste en negro de carbón, grafito y nanotubos de carbono. 10. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicha capa absorbente de luz es un absorbente NIR. 11. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicho sustrato es plástico translúcido y dicha salida de dicha fuente de luz de alta intensidad pasa a través de dicha superficie trasera de dicho sustrato translúcido antes de que entre en dicha capa absorbente de luz. 12. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicha salida de dicha fuente de luz de alta intensidad pasa a través de dicha superficie visible delantera a dicho soporte y dicha capa termocrómica antes que entre en dicha capa absorbente de luz. 13. Aparato según la reivindicación 12, en el que el soporte laminado de múltiples capas tiene medios de oscurecimiento y en el que dichos medios de oscurecimiento son translúcidos a la longitud de onda de salida de dicha fuente de luz.   14. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que dicha fuente de luz de alta intensidad comprende una matriz de diodos semiconductores de estado sólido direccionables. 15. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha fuente de luz de alta intensidad es uno o más LEDs. 16. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha fuente de luz de alta intensidad comprende una solo láser de CO2. 17. Aparato según la reivindicación 1, en el que el sustrato se selecciona del grupo consistente en polietileno, polipropileno y poliéster. 18. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha capa termocrómica comprende un recubrimiento de tinte leuco y activador de color. 19. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha capa termocrómica comprende un recubrimiento de formador de color, desarrollador de color y sensibilizador. 20. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha capa absorbente de luz tiene menos de un 100% de absorción, de manera que la distribución de la absorción a través de dicha capa absorbente de luz se desplaza hacia dicha capa termocrómica. 21. Aparato según la reivindicación 1, en el que el soporte laminado de múltiples capas también comprende medios de recubrimiento reflectantes (64) adyacentes a la superficie delantera de dicha capa termocrómica para reflejar la luz desde dicha fuente de luz de alta intensidad de nuevo en dicha capa absorbente de luz. 22. Aparato según la reivindicación 1, en el que el soporte laminado de múltiples capas también comprende partículas reflectantes (267) para reflejar la luz desde dicha fuente de luz de alta intensidad de retorno en dicha capa absorbente de luz. 23. Aparato según la reivindicación 1, en el que el soporte laminado de múltiples capas también comprende una capa translúcida de adhesivo (169) llevada por dicha superficie posterior de dicho sustrato de plástico. 24. Aparato según la reivindicación 1, en el que el soporte laminado de múltiples capas también comprende una cubierta clara de protección (65) aplicada a la superficie delantera visible de dicha capa termocrómica. 25. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha capa absorbente de luz está integrada en dicho sustrato. 26. Aparato según la reivindicación 25, en el que dicha capa termocrómica está aplicada a dicho sustrato mediante impresión flexográfica. 27. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha capa absorbente de luz está aplicada a dicho sustrato mediante impresión flexográfica. 28. Aparato según la reivindicación 27, en el que dicha capa termocrómica está aplicada a dicha capa absorbente de luz mediante impresión flexográfica. 29. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, en el que el soporte laminado de múltiples capas está incluido en una etiqueta de múltiples capas (160) para su uso en un aparato para la aplicación automática de etiquetas a elementos individuales de producción, en el que la etiqueta tiene una superficie delantera visible y una superficie trasera y la información codificada variable se aplica a dicha etiqueta en forma legible por humanos o con máquina, en el que un aplicador de fuelle rotativo se utiliza para la transferencia de etiquetas individuales desde una banda portadora de etiquetas en la punta (123a) de un solo fuelle (123) y, posteriormente en los elementos individuales de producción, en el que unos medios de detección (90) detectan una característica variable de dicho elemento de producción, en el que la salida de la fuente de luz de alta intensidad se utiliza para aplicar dicha característica variable detectada a través de la superficie trasera de cada una de dichas etiquetas mientras cada etiqueta está en dicha punta de un fuelle. 30. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, que comprende una máquina de etiquetado automático utilizada para aplicar etiquetas para producir, en el que un aplicador de etiquetas que tiene una pluralidad de fuelles llevados en un cabezal aplicador giratorio son utilizados para la transferencia de etiquetas individuales (160) desde una banda portadora de etiquetas, sobre la punta (123a) de un solo fuelle (123), y, posteriormente, a elementos individuales de producción, teniendo cada etiqueta una superficie delantera visible y una superficie trasera, en el que: 16   una pluralidad de etiquetas de plástico llevadas por dicha banda portadora, en el que cada una de dichas etiquetas de plástico incluye un soporte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, medios de detección (90) para la detección de al menos una característica variable de cada uno de dichos artículos individuales de producción, la fuente de luz de alta intensidad es un medio de codificación por láser que opera en respuesta a dichos medios de detección para la producción de un código variable legible por una persona o máquina representativo de dicha característica variable en cada etiqueta individual cuando dicha etiqueta se lleva en la punta de un fuelle, y antes de aplicación de dicha etiqueta individual al artículo particular de producción para el que se detecta la característica variable, en el que dichos medios de codificación por láser se colocan de modo que su salida está dirigida en la superficie posterior de una etiqueta transferida en dicha punta de un solo fuelle, en el que cuando dicha salida del láser pasa a través de dicha capa adhesiva y a través de dicho sustrato de cada etiqueta, y es parcialmente absorbida mediante dicha capa absorbente de luz, porciones de dicha capa termocrómica cambian de color en respuesta a la aplicación de la salida de dichos medios de codificación por láser a través de dicho sustrato en dicha capa absorbente de luz, y la conducción de calor absorbido por dicha capa absorbente de luz en dicha capa termocrómica. 31. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, en el que el soporte laminado de múltiples capas está incluido en una etiqueta de múltiples capas (160) para su uso en aparatos para la aplicación automática de etiquetas a elementos individuales de producción, en el que la etiqueta tiene un superficie delantera visible y una superficie posterior e información codificada variable se aplica a dicha etiqueta en forma legible por una persona o máquina, en el que un aplicador de fuelle rotativo se utiliza para la transferencia de etiquetas individuales desde una banda portadora de etiquetas y, posteriormente, a elementos individuales de producción, en el que unos medios de detección (90) detectan una característica variable de dicho elemento de producción, en el que la salida de la fuente de luz de alta intensidad se utiliza para aplicar dicha característica variable detectada a cada una de dichas etiquetas. 32. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, en el que el soporte laminado de múltiples capas está incluido en una etiqueta de múltiples capas (160) para su uso en aparatos para la aplicación automática de etiquetas a elementos individuales de producción, en el que la etiqueta tiene una superficie delantera visible y una superficie posterior y la información codificada variable se aplica a dicha etiqueta de forma legible para una persona o máquina, en el que un aplicador de fuelle rotativo se utiliza para la transferencia de etiquetas individuales desde una banda portadora de etiquetas en la punta (123a) de un solo fuelle (123) y, posteriormente, a elementos individuales de producción, en el que unos medios de detección (90) detectan una característica variable de dicho elemento de producción, en el que la salida de la fuente de luz de alta intensidad se utiliza para aplicar dicha característica variable detectada a través de la superficie posterior de cada una de dichas etiquetas mientras cada etiqueta está en dicha punta de un fuelle. 33. Procedimiento de aplicación de información variable en forma legible por una persona o máquina en un soporte laminado de múltiples capas mediante la salida de una fuente de luz de alta intensidad (40) utilizando un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 32, comprendiendo el procedimiento: provocar la salida de la fuente de luz de alta intensidad para formar una imagen deseada, mediante la manipulación de la fuente de luz o mediante la programación de una matriz de láser; absorber dicha salida de dicha fuente de luz de alta intensidad en dicha capa absorbente de luz (62) y convertir dicha luz absorbida en calor; conducir el calor desde dicha capa absorbente de luz en dicha capa termocrómica (63) para hacer que porciones de dicha capa termocrómica cambien el aspecto visual para producir la imagen deseada en respuesta a la aplicación de dicha salida de dicha fuente de luz de alta intensidad en dicha capa absorbente de luz. 34. Procedimiento según la reivindicación 33, en el que el procedimiento es un procedimiento de aplicación automática de etiquetas a los elementos individuales de producción, en el que cada etiqueta (160) contiene información codificada variable en forma legible por una persona o máquina, en el que un aplicador de fuelle rotativo se utiliza para transferencia de etiquetas individuales desde una banda portadora de etiquetas en la punta (123a) de un solo fuelle (123) y, posteriormente, en elementos individuales de producción, en el que unos medios de detección (90) detectan una característica variable de dichos artículos de producción, en el que cada una de dichas etiquetas incluye un soporte según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, en el que la fuente de luz de alta intensidad es unos medios de codificación por láser y la salida de los medios de codificación por láser se utiliza para aplicar dichas características variables detectadas a dichas etiquetas con su haz o haces de salida, incluyendo el procedimiento: 17   aplicar la salida de dichos medios de codificación por láser a la superficie posterior de dicho sustrato de etiqueta translúcida mientras dicha etiqueta está en dicha punta de dicho fuelle, provocar la salida de dichos medios de codificación por láser para formar dicha característica variable detectada, absorber la energía de la luz desde la salida de dichos medios de codificación por láser en porciones de dicha capa absorbente de luz y convertir dicha luz absorbida en calor, conducir el calor desde dicha capa absorbente de luz en dicha capa termocrómica para causar que porciones de dicha capa termocrómica cambien de color para generar dicha información variable codificada en un formato legible para una persona o máquina. 35. Procedimiento según la reivindicación 34, en el que dicho fuelle rota entre múltiples posiciones de índice, que comprenden la etapa adicional de aplicar dicha salida de dichos medios de codificación por láser a dicha etiqueta cuando dicho fuelle está rotando entre dos posiciones de índice. 36. Procedimiento según cualquiera de la reivindicaciones 33 a 35, en el que el procedimiento incluye la impresión de etiquetas a 12 etiquetas por segundo o más rápido o una velocidad lineal de 1,27 metros por segundo o más rápido. 18   19     21   22   23   24     26   27   28   29