Máquina de etiquetado automático y procedimiento de aplicación automática de etiquetas.

Una máquina de etiquetado automático utilizada para aplicar etiquetas (60,

160, 260) para producir, en la que unaplicador de etiquetas que tiene una pluralidad de fuelles (21, 22, 23, 24, 123) llevados en un cabezal aplicadorgiratorio (20) es utilizado para la transferencia de etiquetas individuales (60, 160, 260) desde una banda portadorade etiquetas, sobre la punta (123a) de un solo fuelle (123), y, posteriormente, a elementos individuales deproducción, teniendo cada etiqueta una superficie delantera visible (656, 1636, 2636) y una superficie trasera (61a,161a), comprendiendo medios de detección (90) para la detección de al menos una característica variable de cadauno de dichos elementos individuales de producción, estando la máquina caracterizada por:

una pluralidad de etiquetas de plástico (60, 160, 260) llevadas por dicha banda portadora, en que cada una dedichas etiquetas de plástico incluye una pluralidad de capas, incluyendo un sustrato de plástico translúcido (61,161, 261), una capa translúcida de adhesivo (169, 269) llevada por la superficie posterior (161a) de dichosustrato, una capa absorbente de luz (64, 164, 262) adyacente a la capa delantera de dicho substrato (61, 161,261), y una capa termocrómica (63, 163, 263) adyacente a la superficie frontal y en contacto térmico con dichacapa absorbente de luz (62, 162, 262),

medios de codificación por láser (40, 140) que operan en respuesta a dichos medios de detección (90) para laproducción de un código variable legible por una persona o máquina representativo de dicha característicavariable en cada etiqueta individual (60, 160, 260) cuando dicha etiqueta se lleva en la punta (123a) de un fuelle(21, 22, 23, 24, 123), y antes de la aplicación de dicha etiqueta individual (60, 160, 260) al elemento particularde producción para el que se detecta la característica variable,

en el que dichos medios de codificación por láser (40, 140) se colocan de modo que su salida está dirigida en lasuperficie posterior de una etiqueta transferida en dicha punta (123a) de un solo fuelle (123),en el que cuando dicha salida del láser pasa a través de dicha capa adhesiva (169, 269) y a través de dichosustrato de plástico (61, 161, 261) de cada etiqueta, y es parcialmente absorbida mediante dicha capaabsorbente de luz (62, 162, 262), porciones de dicha capa termocrómica (63, 163, 263) cambian de color enrespuesta a la aplicación de la salida de dichos medios de codificación por láser (40, 140) a través de dichosustrato (61, 161, 261) en dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262), y la conducción de calor absorbido pordicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) en dicha capa termocrómica (63, 163, 263).

Máquina de etiquetado automático y procedimiento de aplicación automática de etiquetas.

Antecedentes y breve sumario de la invención [0001] La presente invención se refiere a una máquina de etiquetado automático de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento de aplicación automática de etiquetas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 10.

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.

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 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.

Más concretamente, un soporte usado en la presente 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" 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.

La presente descripción describe 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.

La presente descripción además describe 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.

La presente descripción además describe 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.

La presente descripción además describe un soporte de múltiples capas que se pueda marcar con láser (u otra fuente de luz de alta intensidad) que incluye una capa absorbente de luz tal como se señaló anteriormente, junto con medios de oscurecimiento para evitar que dicha capa absorbente de la luz sea visible a con el ojo desnudo.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un soporte de múltiples capas para su uso en máquinas de etiquetado automático para aplicar etiquetas a artículos individuales de productos en el que la información variable codificada se aplica a cada etiqueta inmediatamente antes de su aplicación a un producto.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar un diseño de etiqueta laminada capaz de tener información variable codificada que se aplica después de que la etiqueta se haya transferido a la punta de un fuelle de un aplicador de fuelle rotativo, que requiere solamente modificaciones menores a la máquina de aplicación de etiquetas de fuelle rotativo.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar una etiqueta laminada capaz de tener información variable codificada que se aplica para su uso en un aplicador rotativo de fuelle sin tener que reducir la velocidad operativa del aplicador de fuelle rotativo.

Estos objetos de la invención se consiguen mediante una máquina de etiquetado automático de acuerdo con la reivindicación 1 y un procedimiento de aplicación automática de etiquetas de acuerdo con la reivindicación 10.

Otros objetos y ventajas serán evidentes a partir de la siguiente descripción y los dibujos, en los que:

Breve descripción de los dibujos [0022]

Las figuras 1A y 1B son representaciones esquemáticas que ilustran el "marcado trasero" de un soporte laminado de tres capas de la presente invención;

1. Una máquina de etiquetado automático utilizada para aplicar etiquetas (60, 160, 260) para producir, en la que un aplicador de etiquetas que tiene una pluralidad de fuelles (21, 22, 23, 24, 123) llevados en un cabezal aplicador giratorio (20) es utilizado para la transferencia de etiquetas individuales (60, 160, 260) 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 (656, 1636, 2636) y una superficie trasera (61a, 161a) , comprendiendo medios de detección (90) para la detección de al menos una característica variable de cada uno de dichos elementos individuales de producción, estando la máquina caracterizada por:

una pluralidad de etiquetas de plástico (60, 160, 260) llevadas por dicha banda portadora, en que cada una de dichas etiquetas de plástico incluye una pluralidad de capas, incluyendo un sustrato de plástico translúcido (61, 161, 261) , una capa translúcida de adhesivo (169, 269) llevada por la superficie posterior (161a) de dicho sustrato, una capa absorbente de luz (64, 164, 262) adyacente a la capa delantera de dicho substrato (61, 161, 261) , y una capa termocrómica (63, 163, 263) adyacente a la superficie frontal y en contacto térmico con dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) ,

medios de codificación por láser (40, 140) que operan en respuesta a dichos medios de detección (90) para la producción de un código variable legible por una persona o máquina representativo de dicha característica variable en cada etiqueta individual (60, 160, 260) cuando dicha etiqueta se lleva en la punta (123a) de un fuelle (21, 22, 23, 24, 123) , y antes de la aplicación de dicha etiqueta individual (60, 160, 260) al elemento particular de producción para el que se detecta la característica variable,

en el que dichos medios de codificación por láser (40, 140) se colocan de modo que su salida está dirigida en la superficie posterior de una etiqueta transferida en dicha punta (123a) de un solo fuelle (123) ,

en el que cuando dicha salida del láser pasa a través de dicha capa adhesiva (169, 269) y a través de dicho sustrato de plástico (61, 161, 261) de cada etiqueta, y es parcialmente absorbida mediante dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) , porciones de dicha capa termocrómica (63, 163, 263) cambian de color en respuesta a la aplicación de la salida de dichos medios de codificación por láser (40, 140) a través de dicho sustrato (61, 161, 261) en dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) , y la conducción de calor absorbido por dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) en dicha capa termocrómica (63, 163, 263) .

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que dichos medios de codificación por láser (40, 140) comprenden una matriz de semiconductores de estado sólido direccionables.

3. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) se selecciona del grupo que consiste en negro de carbón, grafito y nanotubos de carbono.

4. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicho sustrato de plástico (61, 161, 261) se selecciona del grupo consistente en polietileno, polipropileno y poliéster.

5. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha capa termocrómica (63, 163, 263) comprende un recubrimiento de formador de color, desarrollador de color y sensibilizador.

6. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha capa termocrómica (63, 163, 263) además comprende partículas para dispersar luz y proporcionar el oscurecimiento de dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) .

7. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) tiene menos de un 100% de absorción, de manera que la distribución de la absorción a través de dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) se desplaza hacia dicha capa termocrómica.

8. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha capa termocrómica (63, 163, 263) presenta una superficie delantera que es la superficie visible de dicha etiqueta, y además comprende un recubrimiento reflectante llevado por dicha superficie delantera de dicha capa termocrómica (63, 163, 263) para causar dicha salida de dichos medios de codificación por láser (40, 140) para ser reflejada detrás en dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) .

9. Aparato según la reivindicación 1, en el que dichos medios de codificación por láser (40, 140) son un solo láser de CO2.

10. Procedimiento de aplicación automática de etiquetas (60, 160, 260) a los elementos individuales de producción, en el que cada etiqueta (60, 160, 260) 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 (60, 160, 260) desde una banda portadora de etiquetas en la punta (123a) de un solo fuelle (21, 22, 23, 24, 123) y, posteriormente, en elementos individuales de producción, en el que unos medios de detección (90) detectan una característica variable de dichos elementos de producción, en el que cada una de dichas etiquetas incluye un sustrato de plástico traslucido (61, 161, 261) con superficies frontal y posterior, una capa absorbente de luz (62, 162, 262) adyacente a dicha superficie frontal de dicho substrato (61, 161, 261) y una capa termocrómica (63, 163, 263) adyacente y en contacto térmico con dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) , en el que la salida de unos medios de codificación por láser (40, 140) se utiliza para aplicar dichas características variables detectadas a dichas etiquetas (60, 160, 260) con su haz o haces de salida, caracterizado por:

aplicar la salida de dichos medios de codificación por láser (40, 140) a la superficie posterior (161a) de dicho sustrato de etiqueta translúcida (61, 161, 261) mientras dicha etiqueta (60, 160, 260) está en dicha punta (123a) de dicho fuelle (21, 22, 23, 24, 123) ,

provocar la salida de dichos medios de codificación por láser (40, 140) para formar dicha característica variable detectada,

absorber la energía de la luz desde la salida de dichos medios de codificación por láser (40, 140) en porciones de dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) y convertir dicha luz absorbida en calor,

conducir el calor desde dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) en dicha capa termocrómica (63, 163, 263) para causar que porciones de dicha capa termocrómica (63, 163, 263) cambien de color para generar dicha información variable codificada en un formato legible para una persona o máquina.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) se selecciona del grupo que consiste en negro de carbón, grafito y nanotubos de carbono.

12. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) está embebida en dicho substrato.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que dicha capa termocrómica (63, 163, 263) está aplicada a dicho substrato mediante impresión flexográfica.

14. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dichos medios de codificación por láser (40, 140) comprenden una matriz de semiconductores de estado sólido direccionables.

15. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha capa termocrómica (63, 163, 263) presenta una superficie delantera recubierta con un material que refleja la salida de dichos medios de codificación por láser (40, 140) , comprendiendo además la etapa de reflejar dicha salida de dichos medios de codificación por láser (40, 140) detrás en dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) desde dicha superficie delantera de dicha capa termocrómica (63, 163, 263) .

16. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha capa termocrómica (63, 163, 263) presenta partículas reflectantes embebidas tal que reflejan dicha salida de dichos medios de codificación por láser (40, 140) detrás en dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) .

17. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha capa termocrómica (63, 163, 263) además comprende partículas para dispersar luz y proporcionar el oscurecimiento de dicha capa absorbente de luz (62, 162, 262) .

18. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha capa termocrómica (63, 163, 263) comprende un recubrimiento de formador de color, desarrollador de color y sensibilizador.

19. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicho sustrato de plástico (61, 161, 261) se selecciona del grupo consistente en polietileno, polipropileno y poliéster.

20. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicho fuelle (21, 22, 23, 24, 123) rota entre múltiples posiciones de índice, que comprenden la etapa adicional de aplicar dicha salida de dichos medios de codificación por láser (40, 140) a dicha etiqueta cuando dicho fuelle (21, 22, 23, 24, 123) está rotando entre dos posiciones de índice.