Poliuretano transparente, rotulable por láser.

Poliuretano transparente que puede rotularse por medio de radiación rica en energía y contiene un óxido debismuto como medio de contraste,

caracterizado porque el óxido de bismuto presenta un tamaño de granopromedio< 1,5 μm y está contenido en una cantidad< 0,5 % en peso con respecto al poliuretano.

Poliuretano transparente, rotulable por láser

La presente invención se refiere a un poliuretano transparente, rotulable por láser y preferentemente termoplástico, a su preparación y a su uso.

La identificación de bienes de producción se ha vuelto cada vez más importante en casi todos los sectores industriales. Así deben aplicarse con frecuencia por ejemplo datos de producción, datos de caducidad, códigos de barras, logotipos de empresa, números de serie etc. sobre estos artículos. Actualmente se realizan estas marcaciones de manera múltiple aún con técnicas convencionales tales como impresión, acuñado, estampado y etiquetado. Sin embargo gana en importancia creciente la marcación sin contacto, muy rápida y flexible con láseres, en particular en productos y envases de plástico. Con esta técnica es posible aplicar marcas, por ejemplo rotulaciones gráficas tales como códigos de barras, con alta velocidad también sobre una superficie no plana. Dado que la rotulación se encuentra en el propio cuerpo de plástico, ésta es permanente, estable a la abrasión y segura frente a la falsificación.

Para la identificación con láser de plásticos se usan además de láseres de CO2 cada vez más láser de Nd-YAG y láser de excímeros. Muchos plásticos tales como por ejemplo poliolefinas y poliestirenos, sin embargo no pueden marcarse en absoluto o sólo difícilmente con láseres sin una modificación adicional. Así por ejemplo un láser de CO2, que emite luz en el intervalo de infrarrojos a 10, 6 !m, produce en poliolefinas y poliestirenos incluso con muy altas potencias únicamente una marcación débil, apenas legible. En poliuretanos y polieterésteres no se produce igualmente ninguna interacción con láseres de Nd-YAG. Para obtener una buena marcación, el plástico ni debe reflejar completamente la luz láser ni debe dejarla pasar completamente, dado que no se produce entonces ninguna interacción. Por lo contrario con una absorción de energía demasiado intensa puede evaporarse el plástico en la zona irradiada, resultando entonces un grabado y ninguna identificación gráfica visible.

Se sabe hacer rotulable por láser plásticos, añadiéndoles correspondientes absorbedores, por ejemplo partículas de pigmentos absorbentes, como aditivos. La luz láser irradiada se convierte entonces en calor, de modo que aumenta intensamente la temperatura de las partículas de pigmentos en el intervalo de fracciones de segundos. Si mediante la luz láser absorbida se genera en una zona localizada de manera estrecha del plástico más calor del que puede emitirse al mismo tiempo al entorno, entonces se produce un calentamiento local intenso y o bien una carbonización del plástico o una reacción química del plástico y/o del absorbedor o una formación de gas, por ejemplo de CO2. Estos procesos conducen a una modificación del color, transparencia y/o ángulo de refracción para la luz incidente y con ello a una marcación del plástico.

Se sabe usar colorantes y pigmentos orgánicos para la modificación de plásticos para hacer que éstos puedan marcarse por láser.

El documento EP-A-684144 A1 describe una composición para la tinción de piezas de plástico mediante radiación láser, que contiene una mezcla de al menos un opacificante y al menos un compuesto cromógeno. A este respecto se seleccionan los opacificantes entre mica, TiO2 en nanoescala y óxidos metálicos a base de óxido de antimonio.

El documento WO 01/00719 A1 describe una composición polimérica que contiene un polímero y un aditivo que permite la marcación por láser. Para ello se usa trióxido de antimonio con un tamaño de partícula > 0, 5 !m en una concentración de al menos un 0, 1 % en peso.

El documento WO 95/30546 A1 describe plásticos que pueden marcarse por láser, en particular poliuretanos termoplásticos que contienen pigmentos que están revestidos con dióxido de estaño dopado.

El documento WO 2006/065611 A1 describe un material de un poliuretano termoplástico, un óxido de bismuto opacificante y eventualmente un colorante y el uso de este material en una marcación por láser.

Los procedimientos mencionados anteriormente presentan al menos uno de los siguientes inconvenientes:

-se usan pigmentos cuyos tamaños de partícula se encuentran en el intervalo de !m (≥ 1000 nm) y que presentan por tanto una considerable dispersión en la zona espectral visible, que tiñen la matriz de plástico, tienen un color propio o se usan en concentraciones que provoca una tinción cubriente. Por consiguiente no pueden rotularse plásticos transparentes.

-La absorción del agente dopante no es máxima en la longitud de onda de láser usada para la identificación.

Por consiguiente es necesaria una cantidad de uso más alta del agente dopante, que con frecuencia se encuentra por encima del 0, 1 %.

-El uso de agentes dopantes que contienen antimonio es indeseable debido a la carga de metales pesados indeseada de los plásticos dopados.

-Algunos de los pigmentos usados hasta ahora como agente dopante, tales como óxido de estaño dopado

con antimonio, son eléctricamente conductores. Mediante su uso se eleva la conductividad del plástico y por consiguiente se reduce su resistencia a las corrientes de fuga, lo que es desfavorable para determinadas aplicaciones.

La invención se basaba en el objetivo de facilitar materiales mejorados a base de poliuretanos preferentemente termoplásticos (TPU) .

Es objeto de la invención un poliuretano preferentemente termoplástico (TPU) , transparente que contiene un óxido de bismuto como medio de contraste y que puede rotularse por medio de radiación rica en energía, caracterizado porque el óxido de bismuto presenta un tamaño de grano promedio < 1, 5 !m y está contenido en una cantidad < 0, 5 % en peso con respecto al poliuretano.

Por un poliuretano transparente se entiende en particular un poliuretano, preferentemente poliuretano termoplástico, en el que la transmisión de luz de una longitud de onda de 400 nm a 800 nm de una placa moldeada por inyección de 2 mm de espesor es > que el 80 %, preferentemente > 85 %, es más preferentemente > 90 % y de manera especialmente preferente > 95 %.

El tamaño de grano se determina preferentemente por medio de microscopía de electrones de transmisión mediante medición de un corte de una probeta de poliuretano. El corte tiene a este respecto preferentemente un espesor de 2 mm. En caso del tamaño de grano promedio se trata preferentemente del promedio en número. En una forma de realización preferente presenta el óxido de bismuto un tamaño de grano promedio < 0, 5 !m.

El óxido de bismuto significa preferentemente un compuesto de fórmula Bi2O3. Está contenido en una cantidad inferior al 0, 5 % en peso, con respecto al poliuretano y de manera especialmente preferente en una cantidad inferior al 0, 1 % en peso en el poliuretano.

La invención se refiere además a un procedimiento para la preparación de poliuretanos transparentes rotulados preferentemente termoplásticos, caracterizado porque se irradia en forma de imagen el poliuretano preferentemente termoplástico de acuerdo con la invención con una radiación rica en energía.

Por irradiación en forma de imagen se entiende a este respecto que la irradiación se realiza de manera dirigida únicamente en sitios seleccionados, de modo que pueden generarse preferentemente números, letras u otras marcaciones.

La invención se refiere además a un poliuretano preferentemente termoplástico rotulado en forma de imagen, que puede obtenerse mediante rotulación en forma de imagen del poliuretano preferentemente termoplástico aún no rotulado de acuerdo con la invención. La invención se refiere en particular a un poliuretano preferentemente termoplástico, rotulado que está caracterizado porque es transparente en puntos no rotulados y presenta entre puntos rotulados y no rotulados un valor de contraste según la norma DIN66236 de al menos 68, preferentemente de al menos 70.

El óxido de bismuto usado preferentemente puede obtenerse libremente en el comercio, por ejemplo como óxido de bismuto (III) de la empresa Sigma-Aldrich. En una forma de realización preferente presenta las siguientes propiedades:

pureza: 99, 9 % tamaño de grano: < 10 !m

Si los óxidos de bismuto se encuentran en un granulado no adecuado, pueden llevarse mediante molienda y tamizado al tamaño de grano de acuerdo con la invención de 1500 nm a menos de 500 nm. El óxido de bismuto puede incorporarse en el poliuretano preferentemente termoplástico de varias maneras. Los tipos de incorporación preferentes son:

1. adición del óxido de bismuto... [Seguir leyendo]

1. Poliuretano transparente que puede rotularse por medio de radiación rica en energía y contiene un óxido de bismuto como medio de contraste, caracterizado porque el óxido de bismuto presenta un tamaño de grano promedio < 1, 5 !m y está contenido en una cantidad < 0, 5 % en peso con respecto al poliuretano.

2. Poliuretano según la reivindicación 1, caracterizado porque es un poliuretano termoplástico (TPU) .

3. Poliuretano según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el óxido de bismuto presenta un tamaño de grano promedio < 0, 5 !m.

4. Poliuretano según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el óxido de bismuto tiene la fórmula Bi2O3.

5. Poliuretano según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el poliuretano está constituido por fases duras y fases blandas, en el que

a) las fases blandas están estructuradas de manera simétrica y se basan en polioles con un peso molecular numérico medio Mn < 2000 g/mol o no son simétricas y b) las fases duras presentan un diámetro promedio < 700 nanómetros.

6. Poliuretano de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque las fases blandas a) están constituidas a base de poliéterpolioles.

7. Procedimiento para la preparación de un poliuretano preferentemente termoplástico según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el óxido de bismuto se añade en forma de un concentrado en un poliuretano preferentemente termoplástico.

8. Procedimiento para la preparación de poliuretano preferentemente termoplástico, rotulado y transparente, caracterizado porque se irradia en forma de imagen un poliuretano preferentemente termoplástico de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores con una radiación rica en energía.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque como radiación rica en energía se usa la radiación de un láser.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque se usa un láser de Nd:YAG.

11. Poliuretano preferentemente termoplástico, rotulado en forma de imagen que puede obtenerse de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque es transparente en puntos no rotulados y entre puntos rotulados y no rotulados presenta un valor de contraste según la norma DIN 66236 de al menos 68, preferentemente de al menos 70.

12. Uso de poliuretano preferentemente termoplástico, rotulado en forma de imagen de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 para la fabricación de marcas de identificación, en particular para animales.