Marcado de sustratos con láser.

Un procedimiento para marcar un papel que contiene polisacárido o un sustrato celulósico,

que comprende: revestir el sustrato con una disolución acuosa blanca o incolora de una sal de metal alcalino o alcalinotérreo de un ácido débil; e

irradiar áreas del sustrato que se ha de marcar de tal manera que esas áreas cambien de color;

con la condición de que, cuando el sustrato es papel, cartulina o cartón, la sal no es un malonato ni tiene la fórmula parcial -CH(OH)CH(OH)CH(OH)COO--.

Marcado de sustratos con láser

Campo de la invención Esta invención concierne en general a la formación de imágenes con láser sobre sustratos tales como papel, cartulina o cartón.

Antecedentes de la invención Los recientes avances en la fabricación de papel han mejorado las propiedades de archivado y la blancura de papel, cartulina y cartón. Estas ventajas son el resultado de diversas modificaciones, que incluyen la sustitución de aprestos amarillentos derivados de colofonia con aprestos menos coloreados, alcalinos o de pH neutro tales como dímeros de alquilceteno o anhídridos de ácido alquenilsuccínico, la sustitución de aguas ácidas de fabricación de papel con aguas ligeramente alcalinas o de pH neutro, y la sustitución de cargas amarillentas de arcilla con cargas menos coloreadas de carbonato de calcio.

Sigue habiendo necesidad de un procedimiento de formación de imágenes en sustratos tales como papel, cartulina y cartón que muestre un marcado eficaz en respuesta a la irradiación por luz láser, pero que también mantenga la práctica blancura estable durante el almacenamiento de los papeles modernos en las áreas no marcadas, y también antes del marcado.

El documento WO02/068205 describe un procedimiento para marcar un objeto que comprende un material que incluye un grupo funcional y un compuesto de metal o ácido que provoca una reacción de eliminación tras la irradiación con láser, para formar un producto de reacción de color contrastante, dirigiendo un rayo láser a las áreas del objeto que se ha de marcar. Por ejemplo, usando un carbohidrato y una sal de metal, se puede conseguir un marcado eficaz sobre el revestimiento de una píldora u otro material comestible.

El documento WO2006/067073 (técnica anterior en el Artículo 54 (3) EPC) describe una composición de revestimiento marcable por láser que comprende un formador de color, una sal de metal de un ácido carboxílico, un aglutinante y una sal orgánica.

El documento WO2006/129078 (técnica anterior en el Artículo 54 (3) EPC) describe un procedimiento para marcar un objeto, dirigiendo un rayo láser a las áreas del objeto que se ha de marcar, en donde esas áreas al menos comprenden un malonato, gluconato o heptonato.

Resumen de la invención Según la presente invención, un procedimiento para marcar un papel que contiene polisacárido o un sustrato celulósico, comprende:

revestir el sustrato con una disolución acuosa blanca o incolora de una sal de metal alcalino o alcalinotérreo de un ácido débil; e irradiar áreas del sustrato que se ha de marcar de tal manera que esas áreas cambien de color;

con la condición (con respecto al documento WO2006/129078) de que, cuando el sustrato es papel, cartulina o cartón, la sal no es un malonato ni tiene la fórmula parcial -CH (OH) CH (OH) CH (OH) COO--.

Esta invención se refiere además al papel, cartulina o cartón marcado que se puede obtener mediante el procedimiento de la invención.

Descripción detallada de la invención El procedimiento de la invención comienza por revestir un sustrato que se ha de marcar con una disolución blanca o incolora de una sal soluble de metal alcalino o alcalinotérreo de un ácido débil. En esta invención, la expresión "ácido débil" se define como un ácido que tiene un pKa de 3 a 12, por ejemplo, 3 a 7. Preferiblemente, la disolución blanca o incolora es una disolución acuosa de una sal soluble en agua de metal alcalino o alcalinotérreo de ácido débil. Ejemplos de sales solubles en agua de metales alcalinos o alcalinotérreos para uso en la invención, que se denominan sales en lo sucesivo, incluyen carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, acetato de sodio, citrato de sodio tribásico, metaborato de sodio, fosfato de trisodio, propionato de sodio, tetraborato de sodio, silicato de sodio, sulfato de sodio, molibdato de sodio o molibdato de potasio. Aniones de sales preferidos son carbonatos, bicarbonatos, metaboratos, tetraboratos, acetatos, propionatos, silicatos, fosfatos y molibdatos. Se pueden usar perboratos aunque a veces puede que presenten poca solubilidad en agua, y sulfatos que dan buenas imágenes negras aunque a veces desprenden olor sulfuroso. Los aniones de sales más preferidos son bicarbonatos, carbonatos, metaboratos, tetraboratos, silicatos y molibdatos. Se prefieren cationes de sodio y potasio y se pueden usar de modo intercambiable con algunos de los aniones anteriores, si bien se pueden usar también los cationes alcalinotérreos tal como calcio, por ejemplo en forma de acetato de calcio. Se pueden usar mezclas de sales y, como se ha manifestado anteriormente, las sales binarias de metal o las sales de monometal pueden ser sales adecuadas. Cuando se usa una sal binaria de metal, el catión es preferiblemente un metal alcalino por ejemplo sodio.

Los tipos particularmente preferidos de sales de metal alcalino o alcalinotérreo son solubles en agua. También se pueden usar compuestos similares aunque no sean fácilmente solubles en agua pero que se puedan dispersar en sistemas acuosos. En efecto, también se pueden usar compuestos similares que sean solubles/dispersables en sistemas no acuosos.

Todas las sales anteriores pueden ser blancas o incoloras y se pueden aplicar fácilmente a un sustrato por la vía de la aplicación de la disolución acuosa por medios muy conocidos tales como revestimiento sin que cambie sustancialmente el aspecto visible del sustrato. También se pueden fabricar como parches de disolución de sal sobre una fracción de la superficie del sustrato mediante impresión tal como impresión flexográfica, impresión por serigrafía y/o impresión por chorro de tinta. Típicamente, el revestimiento del sustrato que se ha de marcar con una disolución acuosa de la invención inherentemente da como resultado la impregnación de la superficie del sustrato con la disolución.

Los sustratos adecuados para uso con la presente invención comprenden un polisacárido. Un polisacárido preferido es la celulosa. Los sustratos adecuados incluyen papel, cartulina o cartón hechos de pasta de madera, o película polimérica. Preferiblemente el sustrato es blanco o de color pálido o incluso transparente. Un papel adecuado comprende fibras de madera tratadas, cargas y aprestos. El apresto se hace típicamente en condiciones alcalinas, para evitar la reacción, por ejemplo, de CaCO3. En efecto, la presente invención preferiblemente evita el uso de materiales ácidos/oxidantes. También se pueden usar otros papeles tales como el papel de arroz y los que comprenden almidón comestible. También se pueden marcar los sustratos que comprenden películas poliméricas tales como película de celulosa. El sustrato también puede ser un material textil tejido, no tejido o tricotado que contenga fibras celulósicas. Las fibras celulósicas pueden ser de algodón, viscosa o liocel y también se pueden mezclar con otras fibras, tanto naturales tales como lana o seda, o artificiales tales como de poliéster, acrílicas o de nailon, o mezclas de ellas. El sustrato también puede comprender madera, tabla o corcho y productos que se hacen con sustratos de este tipo.

Una vez que el sustrato que se ha de marcar está revestido con una sal adecuada, el revestimiento se deja secar, o se seca de modo forzado mediante aplicación de calor. En algunos casos puede que sea útil aplicar calor con bastante exceso respecto al que se requiere para el secado, con el fin de "fijar" el revestimiento. Sin embargo, dicho extra de calor debe ser razonable para que se eviten el amarilleamiento y la decoloración del sustrato.

Las áreas que se han de marcar se irradian con luz láser. Típicamente, la longitud de onda de está luz es de 800 nm a 10.600 nm. Se pueden usar láseres de Nd-YAG o láseres de CO2. Puede que sea deseable usar un láser de baja energía, tal como un láser de diodo, que emite típicamente luz a una longitud de onda en el intervalo de 800-1500 nm. En ciertas circunstancias, esta aportación de energía puede que sea insuficiente para provocar un marcado eficaz, y en este caso la disolución acuosa comprende preferiblemente un material absorbente de IR adecuado.

Los materiales absorbentes de IR son conocidos. Por regla general, se puede incorporar cualquier material adecuado para los fines de esta invención, y que se puede elegir por un experto ordinario en la técnica. Un absorbedor de IR preferido para uso en la invención es un polímero conductor, con lo que se quiere dar a entender un material que, en el estado polimerizado, comprende monómeros enlazados (típicamente anillos) que están conjugados y que pueden permitir por lo tanto la deslocalización-conducción de carga positiva o negativa. La conjugación permite la variación en la absorción que se puede... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para marcar un papel que contiene polisacárido o un sustrato celulósico, que comprende: revestir el sustrato con una disolución acuosa blanca o incolora de una sal de metal alcalino o alcalinotérreo de un ácido débil; e irradiar áreas del sustrato que se ha de marcar de tal manera que esas áreas cambien de color;

con la condición de que, cuando el sustrato es papel, cartulina o cartón, la sal no es un malonato ni tiene la fórmula parcial -CH (OH) CH (OH) CH (OH) COO--.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en donde la sal es una sal binaria de metal soluble en agua de un metal alcalino.

3. Un procedimiento según la reivindicación 2, en donde la sal es molibdato de sodio o molibdato de potasio.

4. Un procedimiento según la reivindicación 1, en donde la sal es una sal de monometal soluble en agua.

5. Un procedimiento según la reivindicación 4, en donde la sal es carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, acetato de sodio, citrato de sodio, metaborato de sodio, bicarbonato de potasio, fosfato de sodio, propionato de sodio, tetraborato de sodio, silicato de sodio, sulfito de sodio o diacetato de calcio.

6. Un procedimiento según la reivindicación 4, en donde la sal es silicato de sodio.

7. Un procedimiento según la reivindicación 6, en donde la disolución comprende además metaborato de sodio u óxido de cinc.

8. Un procedimiento según la reivindicación 4, en donde la sal es metaborato de sodio.

9. Un procedimiento según cualquier reivindicación precedente, en donde se deja secar el revestimiento, o se seca de modo forzado, antes de la irradiación.

10. Un procedimiento según la reivindicación 8, en donde se deja secar el revestimiento, o se seca de modo forzado, y a continuación se reviste además con una segunda disolución acuosa de silicato de sodio, antes de ser irradiado.

11. Un procedimiento según cualquier reivindicación precedente, en donde la disolución incluye un absorbedor de IR que absorbe luz láser a una longitud de onda entre 800 nm y 10.600 nm.

12. Un procedimiento según la reivindicación 11, en donde el absorbedor de IR absorbe luz láser a una longitud de onda de aproximadamente 1.200 nm.

13. Un procedimiento según la reivindicación 11 o la reivindicación 12, independiente de la condición, en donde el absorbedor de IR es hidroxilfosfato de cobre, o un óxido de metal mixto reducido, o un colorante o polímero orgánico.

14. Un procedimiento según cualquier reivindicación precedente, independiente de la condición, en donde el sustrato comprende un apresto alcalino.

15. Papel marcado que se puede obtener mediante un procedimiento según cualquier reivindicación precedente.