ES2256386T3 - Etiqueta termica reescribible de un tipo sin contacto y metodo para usar la etiqueta. - Google Patents
Etiqueta termica reescribible de un tipo sin contacto y metodo para usar la etiqueta.Info
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Abstract
Etiqueta (10) térmica reescribible de un tipo sin contacto que comprende una capa (2) de recubrimiento de fijación que comprende una resina reticulada, una capa (3) de desarrollo de color termosensible y una capa (4) de absorción de luz y de conversión fototérmica que están laminadas sucesivamente en un cara de un sustrato (1), estando la capa (2) de recubrimiento de fijación colocada próxima al sustrato y una capa (5) adhesiva colocada en otra cara del sustrato (1) y permite grabar y borrar información repetidamente según un método sin contacto.
Description
Etiqueta térmica reescribible de un tipo sin
contacto y método para usar la etiqueta.
La presente invención se refiere a una etiqueta
térmica reescribible del tipo sin contacto y, más particularmente,
a una etiqueta térmica reescribible del tipo sin contacto que
permite grabar y borrar información repetidamente según el método
sin contacto mientras que la etiqueta térmica reescribible permanece
pegada a un producto adherente, permite usar un sustrato que tiene
una resistencia insuficiente a los disolventes y puede reciclarse
conjuntamente con el producto adherente.
Actualmente, las etiquetas para el control de
artículos tales como etiquetas pegadas a envases de plástico usados
para transportar alimentos, etiquetas usadas para el control de
piezas electrónicas y etiquetas pegadas a cajas de cartón para el
control de la distribución de artículos son fundamentalmente
etiquetas que tienen un material de grabación termosensible tal
como papel térmico directo, como sustrato de cara. En el material
de grabación termosensible se forma sobre un soporte una capa de
grabación termosensible que contiene un precursor de colorante que
dona electrones que es, en general incoloro o ligeramente coloreado,
y un agente de desarrollo de color que acepta electrones como
componentes fundamentales. Cuando se calienta el material de
grabación termosensible mediante un cabezal calentado o una pluma
calentada, el precursor de colorante y el agente de desarrollo de
color reaccionan instantáneamente el uno con el otro y se obtiene
una imagen de grabación. En general, cuando se forma una imagen
sobre el material de grabación termosensible, es imposible que la
imagen formada se borre de manera que se vuelva a la condición
previa a la formación de la imagen.
En la etiqueta para el control de artículos
descrita anteriormente, el sustrato de cara se forma
fundamentalmente usando el material de grabación termosensible
anterior. Informaciones tales como las direcciones para el envío,
el nombre del remitente, el número y el número del lote y un código
de barras que expresa las informaciones, se imprimen sobre la
etiqueta usando una impresora térmica del tipo de contacto y la
etiqueta que tiene la información impresa se pega a un producto
adherente. Cuando la etiqueta cumple la función esperada, la
etiqueta se retira manualmente del producto adherente tal como un
envase o una caja de cartón para reutilizar el producto adherente y
se requieren grandes cantidades de trabajo y tiempo para la retirada
de la etiqueta. Al producto adherente del que se ha retirado la
etiqueta se pega otra etiqueta impresa mediante el uso de una
impresora térmica del tipo de contacto y de esta manera se
reutiliza repetidamente el producto adherente.
La situación actual es que una etiqueta se pega y
retira cada vez que se usa un producto adherente. Se ha deseado una
etiqueta térmica reescribible que permita la grabación y el borrado
repetidos de información mientras que la etiqueta permanece pegada
al producto adherente, sin retirar la etiqueta cada vez que se usa
el producto adherente.
Por otro lado, en los últimos años, se han
desarrollado materiales de grabación termosensibles reversibles que
permiten grabar y borrar una imagen, tales como (1) un material de
grabación termosensible reversible que tiene una capa termosensible
que se forma sobre un sustrato y contiene una resina y una sustancia
orgánica de bajo peso molecular que muestra cambios reversibles en
la transparencia dependiendo de la temperatura y (2) un material de
grabación termosensible reversible que tiene una capa de desarrollo
de color termosensible que se forma sobre un sustrato y contiene un
precursor de colorante y un agente de desarrollo de color
reversible. Tales materiales se describen en los documentos
EP-A-1 031 433 y
EP-A-0 735 519.
Cuando el material de grabación termosensible
reversible anterior se aplica a la etiqueta térmica reescribible
anterior se requiere que la información se grabe y se borre según el
método de no contacto, puesto que la información se graba y se
borra mientras que la etiqueta permanece pegada a un producto
adherente. Por tanto, es preferible el material de grabación
termosensible reversible descrito anteriormente en (2).
Sin embargo, en el material de grabación
termosensible reversible descrito anteriormente en (2), se usa un
fluido de recubrimiento preparado mediante disolución o dispersión
de un precursor de colorante, un agente de desarrollo de color y
otros aditivos usados en caso necesario en un disolvente tal como
tetrahidrofurano para formar la capa de desarrollo de color
termosensible. Por tanto, las películas de resinas que se usan
fundamentalmente para el sustrato tales como poliestireno,
copolímeros de
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(resinas de ABS) y policarbonatos no pueden usarse debido a la
resistencia insuficiente a los disolventes y la resina usada para
el sustrato está limitada a resinas que tienen resistencia excelente
a disolventes tales como poli(tereftalato de etileno) y
polipropileno. Así, el material de grabación termosensible
reversible anterior tiene el inconveniente de que el tipo de resina
usada para el sustrato está limitada. Para usar las resinas
anteriores usadas fundamentalmente para el sustrato de la etiqueta
como sustrato de la etiqueta anterior, es necesario mejorar la
resistencia a disolventes.
En general, se usa el haz de rayos láser para
grabar información según el método sin contacto usando el material
de grabación termosensible reversible descrito anteriormente en (2).
Por tanto, es importante que el material tenga la función de
absorber el haz de rayos láser y convertir de manera eficiente el
haz de rayos láser absorbido en
calor.
calor.
Además, se requiere que el producto adherente tal
como un envase de plástico se recicle después del uso de forma que
pueda construirse la sociedad del tipo de reciclado de recursos.
Cuando se recicla el envase de plástico es deseable que la etiqueta
térmica reescribible pueda reciclarse conjuntamente con el producto
adherente mientras que la etiqueta permanece pegada al producto
adherente.
La presente invención tiene el objeto de
proporcionar una etiqueta térmica reescribible del tipo sin
contacto que permite la grabación y el borrado repetidos de
información según el método sin contacto sobre la etiqueta que
permanece pegada a un producto adherente, permite el uso de un
sustrato que tiene una resistencia insuficiente a los disolventes y
puede reciclarse conjuntamente con el producto adherente.
Como resultado de estudios intensivos realizados
por los presentes inventores para desarrollar una etiqueta térmica
reescribible del tipo sin contacto que presente las funciones
excelentes anteriores, se encontró que el objeto puede conseguirse
con una etiqueta que tiene una estructura laminada específica. La
presente invención se ha basado completamente en este
conocimiento.
La presente invención proporciona:
(1) Una etiqueta térmica reescribible de un tipo
sin contacto que comprende una capa de recubrimiento de fijación
que comprende una resina reticulada, una capa de desarrollo de color
termosensible y una capa de absorción de luz y de conversión
fototérmica que están laminadas sucesivamente sobre una cara de un
sustrato, estando la capa de recubrimiento de fijación colocada
próxima al sustrato, y una capa adhesiva colocada en otra cara del
sustrato y que permite grabar y borrar información repetidamente
según un método sin contacto;
(2) una etiqueta descrita en (1) en la que la
resina reticulada en la capa de recubrimiento de fijación tiene un
grado de reticulación expresado como una fracción gel de un 30% o
superior;
(3) una etiqueta descrita en cualquiera de (1) y
(2) en la que la capa de desarrollo de color termosensible
comprende un precursor de colorante y un agente de desarrollo de
color reversible;
(4) una etiqueta descrita en cualquiera de (1),
(2) y (3), en la que la capa de absorción de luz y de conversión
fototérmica comprende un agente que absorbe la luz que comprende al
menos un colorante orgánico y una sustancia colorante
organometálica;
(5) una etiqueta descrita en cualquiera de (1) a
(4), en la que el sustrato está fabricado del mismo material que un
material de un producto adherente;
(6) un método para usar una etiqueta térmica
reescribible de un tipo sin contacto que comprende grabar y borrar
información repetidamente según un método sin contacto sobre una
etiqueta térmica reescribible descrita en cualquiera de (1) a (5)
que permanece pegada a un producto adherente; y
(7) un método descrito en (6), en el que la
información se graba con haz de rayos láser que tiene una longitud
de onda de oscilación de 700 a 1500 nm.
La figura 1 muestra una vista en corte
transversal que muestra una realización de la construcción de la
etiqueta térmica reescribible del tipo sin contacto de la presente
invención.
Los números en la figura 1 tienen los siguientes
significados:
1: un sustrato
2: una capa de recubrimiento de fijación
3: una capa de desarrollo de color
termosensible
4: una capa de absorción de luz y de conversión
fototérmica
5: una capa adhesiva
6: una lámina de liberación
El sustrato en la etiqueta térmica reescribible
del tipo sin contacto de la presente invención no está
particularmente limitado y puede usarse cualquiera de los sustratos
que tenga una resistencia excelente a los disolventes y sustratos
que tengan una resistencia insuficiente a los disolventes. Los
ejemplos del sustrato incluyen películas de plástico tales como
poliestireno, resinas de ABS, policarbonatos, polipropileno,
polietileno y poli(tereftalato de etileno), papeles
sintéticos, materiales textiles no tejidos y papel. Para el
sustrato, es preferible el mismo material que para el producto
adherente de forma que el sustrato puede reciclarse conjuntamente
con el producto adherente. El espesor del sustrato no está
particularmente limitado. El espesor, en general, se encuentra en
el intervalo de 10 a 500 \mum y preferiblemente en el intervalo de
20 a 200 \mum.
Cuando se usa una película de plástico como
sustrato, cuando se desea, puede llevarse a cabo un tratamiento de
superficie tal como un tratamiento de oxidación y un tratamiento de
rugosificación para mejorar la adhesión con el recubrimiento de
fijación y la capa adhesiva que se colocan sobre las superficies.
Ejemplos del tratamiento de oxidación incluyen el tratamiento con
descarga por efecto corona, el tratamiento con ácido crómico (un
proceso en húmedo), el tratamiento con llama, el tratamiento con
aire calentado y el tratamiento con ozono en combinación con
irradiación con luz ultravioleta. Ejemplos del tratamiento de
rugosificación incluyen el tratamiento por limpieza con chorro de
arena y el tratamiento con un disolvente. El tratamiento de
superficie puede seleccionarse de manera adecuada según el tipo de
sustrato. En general, es preferible el tratamiento con descarga por
efecto corona desde el punto de vista del efecto y la capacidad de
funcionamiento.
Para utilizar de manera efectiva el calor
convertido durante la grabación de información con haz de rayos
láser es efectivo usar para el sustrato una película de plástico
celular que tenga un gran efecto de aislamiento térmico. A pesar de
que es preferible una película de plástico para el sustrato, también
puede usarse de manera ventajosa un sustrato de papel cuando el
número de uso repetido no es grande.
En la etiqueta térmica reescribible de la
presente invención se forma una capa de recubrimiento de fijación
en una cara del sustrato. La capa de recubrimiento de fijación se
forma para proteger al sustrato de un disolvente en un líquido de
recubrimiento cuando se forma una capa de desarrollo de calor
termosensible en la etapa siguiente. Puede usarse un sustrato que
tenga una resistencia insuficiente a disolventes ya que se forma la
capa de recubrimiento de fijación.
La resina que constituye la capa de recubrimiento
de fijación no está particularmente limitada y pueden usarse varios
tipos de resina. En la presente invención, se usa una resina
reticulada que tiene una resistencia excelente a disolventes.
Ejemplos de resina reticulada incluyen resinas acrílicas, resinas de
poliéster, resinas de poliuretano y copolímeros de etileno -
acetato de vinilo que son reticulados. Cuando se usa un material
que tiene una resistencia insuficiente a disolventes como sustrato,
es preferible usar un fluido de recubrimiento que no use un
disolvente orgánico tal como un fluido de recubrimiento de una
disolución acuosa o una dispersión acuosa para formar la capa de
recubrimiento de fijación. El proceso para formar la reticulación no
está particularmente limitado y puede seleccionarse un proceso de
entre los diversos procesos convencionales según el tipo de
resina.
También es efectivo usar una resina curable
mediante reticulación con radiación ionizante tal como luz
ultravioleta y haz de electrones para recubrir sin disolventes.
Cuando se usa la resina curable con radiación ionizante, el grado
de reticulación puede ajustarse fácilmente cambiando la cantidad de
irradiación y, además puede formarse una resina reticulada que
tiene una densidad de reticulación grande.
En la presente invención, es preferible que el
grado de reticulación de la resina reticulada que forma la capa de
recubrimiento de fijación sea de un 30% o superior y más
preferiblemente, de un 40% o superior que la fracción de gel medida
según el método siguiente. Cuando la fracción de gel es inferior a
un 30%, la resistencia a disolventes es insuficiente y existe la
posibilidad de que el sustrato no pueda ser protegido de manera
suficiente del disolvente del fluido de recubrimiento usado para
formar la capa de desarrollo de color termosensible en la etapa
siguiente.
Se aplica un líquido de recubrimiento a una
película de liberación para formar la capa de recubrimiento de
fijación. Después de tratar la capa de recubrimiento de fijación
para dar una reticulación en la misma condición que para formar la
capa de recubrimiento de fijación en la presente invención, la
resina reticulada (50 mm X 100 mm) se desprende de la película de
liberación. Usando una red de metal de 200 de malla que tiene un
tamaño de 100 mm X 130 mm, se envuelven dos láminas de la resina
reticulada anterior (el peso total: A g) con la red de metal, se
colocan en un extractor Soxhlet y se tratan mediante extracción
durante 5 horas con tetrahidrofurano en condición de reflujo.
Después de completar el tratamiento de extracción, la resina que
queda sobre la malla de metal se seca a 100ºC durante 24 horas, se
prepara para la humedad en una atmósfera de una temperatura de 23ºC
y una HR del 50% durante 3 horas o superior y se pesa para obtener
el peso de la resina (B g). La fracción de gel se calcula según la
ecuación siguiente:
Fracción de gel
(%) = (B/A) X
100
El espesor de la capa de recubrimiento de
fijación se encuentra, en general, en el intervalo de 0,1 a 30
\mum y preferiblemente en el intervalo de 1 a 15 \mum.
En la etiqueta térmica reescribible de la
presente invención, se forma una capa de desarrollo de color
termosensible sobre la capa de recubrimiento de fijación formada
como se describe anteriormente. En general, la capa de desarrollo
de color termosensible está constituida por un precursor de
colorante incoloro o ligeramente coloreado, un agente de desarrollo
de color reversible y, en caso necesario, un aglutinante, un
acelerador de borrado de color, pigmentos inorgánicos y diversos
aditivos.
El precursor de colorante no está limitado
particularmente y puede seleccionarse de manera adecuada un
compuesto de los compuestos convencionales conocidos como
precursores de colorante en materiales de grabación termosensibles.
Los ejemplos de precursor de colorante incluyen compuestos basados
en triarilmetano tales como
3,3-bis(4-dimetilaminofenil)-6-dimetilaminoftalida,
3-(4-dimetilaminofenil)-3-(1,2-dimetilindol-3-il)ftalida
y
3-(4-dietilamino-2-etoxifenil)-3-(1-etil-2-metilindol-3-il)-4-azaftalida;
compuestos basados en xanteno tales como rodamina
B-anilinolactama y
3-(N-etil-N-tolil)amino-6-metil-7-anilinofluorano;
compuestos basados en difenilmetano tales como
4,4'-bis(dimetilaminofenil)benzohidrilbencil
éter y N-clorofenil-leucoauramina;
espirocompuestos tales como
3-metilespirodinaftopirano y
3-etilespirodinaftopirano; y compuestos basados en
tiazina tales como azul de benzoíl-leucometileno y
azul de
p-nitrobenzoíl-leucometileno. Los
compuestos anteriores pueden usarse individualmente o en
combinación de dos o más.
El agente de desarrollo de color reversible no
está limitado particularmente mientras que el agente haga presentar
al precursor de colorante un cambio reversible en el tono de color
según la razón de enfriamiento después del calentamiento. Desde el
punto de vista de la concentración de color desarrollado, la
propiedad de borrar color y la durabilidad en el desarrollo y el
borrado de color repetidos, son preferibles los compuestos que
aceptan electrones que son derivados del fenol y que tienen un grupo
alquilo de cadena larga.
El derivado del fenol puede tener átomos tales
como oxígeno y azufre y el enlace amida en la molécula. La longitud
y el número del grupo alquilo se seleccionan tomando en
consideración el equilibrio entre la propiedad de borrar color y la
propiedad de desarrollar color. Es preferible que el grupo alquilo
tenga 8 o más átomos de carbono y más preferiblemente de 8 a 24
átomos de carbono. También pueden usarse los compuestos de
hidrazina, compuestos de anilida y compuestos de urea que tienen un
grupo alquilo de cadena larga como grupo de cadena late-
ral.
ral.
Los ejemplos del derivado de fenol que tiene un
grupo alquilo de cadena larga incluyen
4-(N-metil-N-octadecilsulfonilamino)fenol,
N-(4-hidroxifenil)-N'-n-octadeciltiourea,
N-(4-hidroxifenil)-N'-n-octadecilurea,
N-(4-hidroxifenil)-N'-n-octadeciltioamida,
N-[3-(4-hidroxifenil)-propiono]-N'-octadecanohidrazida
y
4'-hidroxi-4-octadecilbenzanilida.
Cuando se graba o borra la información mediante
utilización de la capacidad de cristalización del agente de
desarrollo de color reversible, la información puede grabarse
repetidamente mediante temple tras el calentamiento y borrada
mediante recocido tras el calentamiento.
Como aglutinante que se usa en caso necesario,
con el fin de sostener los componentes que constituyen la capa de
desarrollo de color termosensible y mantener la distribución
uniforme de los componentes se usan por ejemplo, polímeros tales
como ácido poliacrílico, ésteres poliacrílicos, poliacrilamida,
poli(acetato de vinilo), poliuretanos, poliésteres,
poli(cloruro de vinilo), polietileno, poli(acetal
vinílico) y poli(alcohol vinílico) y copolímeros derivados
de de estos polímeros.
Como componentes que se usan en caso necesario,
los ejemplos del acelerador de borrado de color incluyen sales de
amonio; los ejemplos del pigmento inorgánico incluyen talco, caolín,
sílice, óxido de titanio, óxido de zinc, carbonato de magnesio e
hidróxido de aluminio; y los ejemplos de los aditivos adicionales
incluyen agentes de nivelación y dispersantes que se usan
convencionalmente.
Para formar la capa de desarrollo de color
termosensible, se disuelven y dispersan el precursor de colorante,
el agente de desarrollo de color reversible y los diversos aditivos
que se usan en caso necesario, en un disolvente orgánico adecuado y
se prepara un fluido de recubrimiento. Los ejemplos del disolvente
orgánico incluyen disolventes de alcohol, disolventes de éter,
disolventes de éster, disolventes de hidrocarburo alifático y
disolventes de hidrocarburo aromático. Entre estos disolventes, es
preferible el tetrahidrofurano debido a la propiedad excelente de
dispersión. Las cantidades relativas del precursor de colorante y
del agente de desarrollo de color reversible no están
particularmente limitadas. En general, el agente de desarrollo de
color reversible se usa en una cantidad que se encuentra en el
intervalo de 50 a 700 partes en peso y preferiblemente en el
intervalo de 100 a 500 partes en peso por 100 partes en peso del
precursor de colorante.
El fluido de recubrimiento que se prepara como se
describe anteriormente, se aplica a la capa de recubrimiento de
fijación formada anteriormente según un proceso convencional. La
capa de recubrimiento formada se trata mediante secado y se forma
la capa de desarrollo de color termosensible. La temperatura del
tratamiento de secado no está particularmente limitada. Es
preferible que el tratamiento de secado se lleve a cabo a una
temperatura baja para impedir el desarrollo de color del precursor
de colorante. El espesor de la capa de desarrollo de color
termosensible formada como se describe anteriormente se encuentra,
en general, en el intervalo de 1 a 10 \mum y preferiblemente en
el intervalo de 2 a 7 \mum.
En la etiqueta térmica reescribible de la
presente invención, se forma una capa de absorción de luz y de
conversión fototérmica sobre la capa de desarrollo de color
termosensible formada como se describe anteriormente. En general,
la capa de absorción de luz y de conversión fototérmica se
constituye con un agente que absorbe luz, un aglutinante y, en caso
necesario, pigmentos inorgánicos, agentes antiestáticos y otros
aditivos.
El agente que absorbe luz tiene la función de
absorber el haz de rayos láser incidente y convertir el haz de
rayos láser en calor y se selecciona de manera adecuada según el haz
de rayos láser que se usa. Como haz de rayos láser es preferible
seleccionar un haz de rayos láser que tenga la longitud de onda de
oscilación en el intervalo de 700 a 1500 nm. Preferiblemente,
pueden usarse por ejemplo el haz de rayos láser semiconductor y el
haz de rayos láser YAG.
El agente que absorbe luz absorbe el haz de rayos
láser casi infrarrojo y genera calor. Es preferible que la luz en
la región visible no se absorba mucho. Cuando se absorbe la luz en
la región visible, se deterioran la propiedad de reconocimiento
visual y la propiedad para leer el código de barras. Ejemplos del
agente que absorbe luz que satisface los requerimientos anteriores
incluyen colorantes orgánicos y/o sustancias colorantes
organometálicas. Ejemplos específicos del agente que absorbe luz
incluyen sustancias colorantes basadas en cianina, sustancias
colorantes basadas en ftalocianina, sustancias colorantes basadas en
antraquinona, sustancias colorantes basadas en azuleno, sustancias
colorantes basadas en escualilio, sustancias colorantes basadas en
complejos de metales, sustancias colorantes basadas en
trifenilmetano y sustancias colorantes basadas en indolenina. Entre
estas sustancias colorantes son preferibles las sustancias
colorantes basadas en indolenina debido a la propiedad excelente de
conversión fototérmica.
Como aglutinante, pueden usarse los mismos
aglutinantes que los descritos anteriormente como ejemplos del
aglutinante en la capa de desarrollo de color termosensible. Puesto
que la capa de absorción de luz y de conversión fototérmica es la
capa más exterior de la etiqueta, se requiere transparencia para la
visualización del desarrollo de color en la capa más inferior y la
propiedad de recubrimiento duro (resistencia al rayado) de la
superficie. Por tanto, como aglutinante es preferible una resina de
tipo reticulado y es más preferible una resina curable con una
radiación ionizante tal como luz ultravioleta y haz de
electrones.
Para formar la capa de absorción de luz y de
conversión fototérmica se prepara un fluido de recubrimiento que
comprende el agente que absorbe luz, el aglutinante y los diversos
aditivos que se usan en caso necesario. En caso necesario, puede
usarse un disolvente orgánico adecuado en esta preparación
dependiendo del tipo de aglutinante. Las cantidades relativas del
aglutinante y del agente que absorbe luz no están particularmente
limitadas. En general, el agente que absorbe luz se usa en una
cantidad en el intervalo de 0,01 a 50 partes en peso y
preferiblemente, en un intervalo de 0,03 a 10 partes en peso por 100
partes en peso del aglutinante. Sin embargo, puesto que el agente
que absorbe luz absorbe ocasionalmente también luz en la región
visible, existe la posibilidad de que la superficie sea coloreada
cuando la cantidad del agente que absorbe luz es excesivamente
grande. Puesto que no sólo el aspecto de la etiqueta sino también el
reconocimiento visual de la información y la visibilidad del código
de barras se vuelven insuficientes cuando se colorea la superficie,
es preferible que la cantidad del agente que absorbe luz se mantenga
pequeña de forma que la cantidad esté en un equilibrio adecuado con
la sensibilidad de desarrollo de color mediante generación de
calor.
El fluido de recubrimiento preparado tal como se
describe anteriormente se aplica a la superficie de la capa de
desarrollo de color termosensible descrita anteriormente según un
proceso convencional. Después de tratar la capa de recubrimiento
formada mediante secado, se reticula la capa de recubrimiento
mediante calentamiento o mediante irradiación con una radiación
ionizante y se forma la capa de absorción de luz y conversión
fototérmica. El espesor de la capa de absorción de luz y conversión
fototérmica formada tal como se describe anteriormente se
encuentra, en general, en el intervalo de 0,05 a 10 \mum y
preferiblemente en el intervalo de 0,1 a 3 \mum.
En la etiqueta térmica reescribible de la
presente invención, se coloca una capa adhesiva sobre la cara del
sustrato opuesta a la cara que tiene las capas anteriores. Como
adhesivo que constituye la capa adhesiva, es preferible un adhesivo
que presente la propiedad adhesiva excelente a un producto adherente
que comprende un material de plástico y tenga una composición de
resina que no afecte negativamente al reciclado cuando se reciclan
conjuntamente el producto adherente y la etiqueta. En particular,
como componente de resina es preferible un adhesivo que comprenda
un copolímero basado en éster acrílico debido a la propiedad
excelente para el reciclado. También pueden usarse adhesivos
basados en caucho, adhesivos basados en poliéster y adhesivos
basados en poliuretano. Pueden usarse adhesivos basados en silicona
que presentan una resistencia al calor excelente. Sin embargo, el
adhesivo basado en silicona tiene la desventaja de que una resina
obtenida después del reciclado tiende a volverse poco uniforme
debido a la compatibilidad insuficiente del adhesivo con el
producto adherente en el proceso de reciclado y esto puede dar lugar
a una disminución de la resistencia y a un aspecto malo.
Como adhesivo puede usarse cualquier adhesivo de
tipo emulsión, adhesivos de tipo disolvente y adhesivos sin
disolventes. Es preferible que el adhesivo sea de tipo reticulado
puesto que la resistencia al agua en la etapa de lavado para el uso
repetido del producto adherente es excelente y también se mejora la
durabilidad en sostener la etiqueta. El espesor de la capa adhesiva
se encuentra, en general, en el intervalo de 5 a 60 \mum y
preferiblemente en el intervalo de 15 a 40 \mum.
En caso necesario, en la etiqueta térmica
reescribible de la presente invención, puede colocarse una lámina
de liberación sobre la capa adhesiva. Como lámina de liberación se
usa una lámina de liberación preparada mediante recubrimiento de
una película de plástico tal como una película de
poli(tereftalato de etileno) (PET), polipropileno y
espumados, papel laminado con polietileno, papel cristal y papel con
recubrimiento de arcilla con un agente de liberación. Como agente
de liberación, son preferibles los agentes de liberación basados en
silicona. También pueden usarse agentes de liberación basados en
fluorina y agentes de liberación basados en carbamatos que tienen
un grupo alquilo de cadena larga. El espesor de la capa de
recubrimiento del agente de liberación se encuentra, en general en
el intervalo de 0,1 a 2,0 \mum y preferiblemente en el intervalo
de 0,5 a 1,5 \mum. El espesor de la lámina de liberación no está
particularmente limitado. El espesor de la lámina de liberación se
encuentra, en general, en el intervalo de aproximadamente 20 a 150
\mum.
Con el fin de formar las capas en la etiqueta
térmica reescribible de la presente invención, es preferible que la
capa de recubrimiento de fijación, la capa de desarrollo de color
termosensible y la capa de absorción de luz y de conversión
fototérmica se formen sucesivamente en este orden sobre una cara del
sustrato y, después de haberse formado las capas, se forma la capa
adhesiva sobre la otra cara del sustrato.
La capa de recubrimiento de fijación, la capa de
desarrollo de color termosensible y la capa de absorción de luz y
de conversión fototérmica descritas anteriormente pueden formarse
aplicando el fluido de recubrimiento para cada capa según un
proceso de recubrimiento tal como el proceso de recubrimiento por
grabado directo, el proceso de recubrimiento por grabado inverso,
el proceso de recubrimiento por micrograbado y los procesos que
usan una barra Mayer, una cuchilla de aire, una cuchilla, un troquel
o una cuchilla de rodillo, el proceso de recubrimiento inverso y el
proceso de recubrimiento por cortina o un proceso de impresión tal
como el proceso de impresión flexográfica, el proceso de impresión
de tipografía y el proceso de impresión serigráfica, secando las
capas formadas y, en caso necesario, además calentando las capas
secadas. En particular, es preferible que la capa de desarrollo de
color termosensible se seque a una temperatura baja para impedir el
desarrollo de color de la capa. Cuando se usa el material curable
con una radiación ionizante, se cura la capa mediante irradiación
con una radiación ionizante.
La capa adhesiva puede formarse aplicando
directamente el adhesivo a la superficie del sustrato según un
proceso convencional usando una recubridora de cuchillas de rodillo,
una recubridora por inversión, una recubridora con masa fundida en
caliente, una recubridora de grabado o una barra Mayer y secando la
capa formada. Alternativamente, la capa adhesiva puede formarse
sobre la superficie de liberación de una lámina de liberación
aplicando el adhesivo según el proceso anterior y secando la capa
formada y puede transferirse la capa adhesiva formada al sustrato
mediante pegado del laminado obtenido al sustrato. Es preferible el
último proceso al proceso de transferencia, puesto que puede
incrementarse la eficiencia de secar la capa adhesiva sin producir
desarrollo del color en la capa de desarrollo de color termosensible
formada sobre el sustrato.
La figura 1 muestra una vista en corte
transversal que muestra una realización de la construcción de la
etiqueta térmica reescribible del tipo sin contacto de la presente
invención. La etiqueta 10 térmica reescribible del tipo sin
contacto tiene una construcción tal que una capa 2 de recubrimiento
de fijación, una capa 3 de desarrollo de color termosensible y una
capa 4 de absorción de luz y de conversión fototérmica se laminan
sucesivamente sobre una cara del sustrato 1 y se forman
sucesivamente una capa 5 adhesiva y una lámina 6 de liberación
sobre la cara opuesta (la cara posterior) del sustrato 1.
A continuación se describirá una realización del
uso de la etiqueta térmica reescribible del tipo sin contacto de la
presente invención.
Antes de pegar la etiqueta de la presente
invención a un producto adherente se imprime la información deseada
sobre la etiqueta. Para la impresión, puede usarse el método de
contacto en el que una cabeza térmica se pone en contacto con la
capa de absorción de luz y de conversión fototérmica o el método sin
contacto que usa un haz de rayos láser. A continuación se
describirá la impresión según el método sin contacto.
En el método sin contacto, se irradia la
superficie de la etiqueta con un haz de rayos láser en la condición
sin contacto con la etiqueta. El haz de rayos láser se absorbe con
el agente de absorción de luz en la capa de absorción de luz y de
conversión fototérmica en la superficie de la etiqueta y se
convierte en calor. Debido al calor convertido, el precursor de
colorante y el agente de desarrollo de color reversible en la capa
de desarrollo de color termosensible en la capa más inferior
reaccionan el uno con el otro y el precursor de colorante
desarrolla color. Como resultado se consigue la impresión. Como haz
de rayos láser que se usa anteriormente, es preferible el haz de
rayos láser semiconductor y el haz de rayos láser YAG que tiene una
longitud de onda de oscilación en el intervalo de 700 a 1500 nm tal
como se describe anteriormente.
Es preferible que la distancia entre la
superficie de la etiqueta y la fuente del haz de rayos láser se
encuentre en el intervalo de 1 \mum a 30 cm a pesar de que la
distancia es diferente dependiendo de la potencia de salida de la
irradiación. Es preferible una distancia más corta desde el punto de
vista de la potencia de salida del haz de rayos láser y el barrido.
Como diámetro del haz de rayos láser es preferible que el haz se
concentre en un área que tenga un diámetro de aproximadamente 1 a 50
\mum sobre la superficie de la etiqueta desde el punto de vista
de la formación de la imagen. Como velocidad de escaneo, es
ventajoso un escaneo más rápido debido a tiempos de grabación más
cortos. Es preferible que la velocidad de escaneo sea de 3 m/seg o
más rápida. Como potencia de salida del haz de rayos láser, es
necesaria una potencia de salida de 50 mW o superior y es
prácticamente preferible una potencia de salida de aproximadamente
300 a 10000 mW para conseguir una mayor velocidad de impresión. La
cara de la etiqueta opuesta a la cara irradiada con el haz de rayos
láser se fija temporalmente mediante una fuerza electrostática
usando un rodillo de tambor, mediante succión o mediante otro
método similar.
Después de la irradiación con el haz de rayos
láser, se templa la etiqueta con aire frío y puede obtenerse una
imagen. Cuando se enfría la etiqueta manteniéndola sin templar, la
concentración de la imagen disminuye o la imagen se borra. El
procedimiento de enfriamiento puede llevarse a cabo alternativa o
simultáneamente con el barrido con el haz de rayos láser. Para
estabilizar la imagen, es importante reducir la temperatura de la
superficie mediante temple tal como se describe anteriormente.
La etiqueta sobre la que se ha grabado la
información tal como se describe anteriormente se pega a un
producto adherente mediante una operación mecánica o manual. Cuando
se pega la etiqueta mediante una operación mecánica, pueden usarse
el método de prensado mediante una rejilla, el método de pistón de
rodillo de prensar mediante un rodillo o el método de soplado de
aire que usa el aire.
El producto adherente al que se pega la etiqueta
tal como se describe anteriormente se usa para el transporte de
artículos o similares. Después de conseguir el objeto del producto
adherente, se lava el producto adherente para la reutilización, en
caso necesario. Como método de lavado, puede usarse el método de
soplado con aire para eliminar polvos, el método de lavado con agua
o el lavado con agua alcalina caliente.
Para reutilizar el producto adherente después de
haber sido usado, es necesario reemplazar la información sobre la
etiqueta pegada con una información nueva. Para este propósito,
primero, se calienta la etiqueta sobre el producto adherente. Para
el calentamiento es ventajosa una temperatura en el intervalo de
aproximadamente 50 a 180ºC y preferiblemente en el intervalo de 80
a 150ºC. La temperatura puede cambiarse según el agente de
desarrollo de color reversible y el acelerador de borrado de color
en la capa de desarrollo de color termosensible. Como método de
calentamiento, puede usarse el método de puesta en contacto con un
rodillo caliente, el método de soplado de aire caliente o el método
de irradiación con haz de rayos láser. Después de calentarse, la
etiqueta se enfría lentamente dejándola estar o usando aire
caliente y la información se borra.
Después de haberse borrado la información, se
graba una información nueva según el método sin contacto descrito
anteriormente. Al repetir las etapas descritas anteriormente, el
producto adherente y la etiqueta pueden usarse repetidamente.
En la presente invención, es posible usar
repetidamente la etiqueta aproximadamente de 10 a 500 veces.
Después de la reutilización del número prescrito de veces, se envían
conjuntamente el producto adherente y la etiqueta a la etapa de
reciclado y se someten al tratamiento de reciclado. Hasta ahora,
cuando se recicla el producto adherente es necesario desprender la
etiqueta y retirarla puesto que la etiqueta funciona como una
sustancia extraña y la resistencia del artículo obtenida después del
reciclado disminuye. Además, generalmente se considera que es
imposible reciclar conjuntamente el producto adherente y la etiqueta
puesto que los agentes de desarrollo de color termosensibles
convencionales desarrollan color mediante calentamiento y producen
manchas. Por el contrario, la etiqueta de la presente invención
tiene el sistema de desarrollo de color termosensible diferente de
los sistemas convencionales y el producto adherente y la etiqueta
pueden reciclarse conjuntamente cuando se usa el mismo material
para el producto adherente y para el sustrato de la etiqueta.
Para resumir las ventajas de la presente
invención, según la presente invención, se proporciona la etiqueta
térmica reescribible del tipo sin contacto que permite grabar y
borrar información repetidamente mientras que la etiqueta se
adhiere a un producto adherente, permite el uso de un sustrato que
tenga una resistencia insuficiente a disolventes y puede reciclarse
conjuntamente con el producto adherente.
La etiqueta térmica reescribible del tipo sin
contacto de la presente invención puede usarse, por ejemplo, como
una etiqueta pegada a un envase de plástico usado para transportar
alimentos, una etiqueta usada para el control de piezas
electrónicas y una etiqueta pegada a una caja de cartón para el
control de la distribución de artículos.
A continuación se describirá la presente
invención más específicamente con referencia a ejemplos. Sin
embargo, la presente invención no está limitada a los ejemplos.
El grado de reticulación de la resina en la capa
de recubrimiento de fijación se expresa mediante la fracción gel
medida según el método descrito anteriormente en la presente
especificación.
Preparación del ejemplo
1
Se pulverizó un compuesto basado en triarilmetano
que era
3-(4-dietilamino-2-etoxifenil)-3-(1-etil-2-metilindol-3-il)-4-azaftalida
como el precursor de colorante en una cantidad de 10 partes en peso,
30 partes en peso de
4-(N-metil-N-octadecilsulfonilamino)fenol
como el agente de desarrollo de color reversible, 1,5 partes en peso
de poli(acetal vinílico) como dispersante y 2500 partes en
peso de tetrahidrofurano mediante un pulverizador y un dispositivo
Disper para formar una dispersión y se preparó un fluido de
recubrimiento para formar una capa de desarrollo de color
termosensible (fluido A).
Preparación del ejemplo
2
Se dispersó un agente de absorción de luz y de
conversión fototérmica (una sustancia colorante basada en
indolenina) [fabricado por NIPPON HASSHOKU SHIKISO Co., Ltd.; nombre
de la marca: NK-2014] en una cantidad de 5 partes
en peso, 100 partes en peso de un aglutinante del tipo de curado por
luz ultravioleta (un aglutinante basado en acrilato de uretano)
[fabricado por DAINICHI-SEIKA COLOR & CHEMICALS
MFG. Co., Ltd.; nombre de la marca:
PU-5(NS)] y 3 partes en peso de un pigmento
inorgánico (sílice) [fabricado por NIPPON AEROSIL KOGYO Co., Ltd.;
nombre de la marca: AEROSIL R-972] mediante un
dispositivo Disper y se preparó un fluido (fluido B) de
recubrimiento para formar una capa de absorción de luz y conversión
fototérmica.
Se preparó un fluido (fluido C-1)
de recubrimiento para formar una capa de recubrimiento de fijación
que era una emulsión acrílica del tipo reticulado que contenía 100
partes en peso de una emulsión de un copolímero acrílico [fabricado
por SHIN NAKAMURA KAGAKU KOGYO Co., Ltd.; nombre de la marca: NEW
COAT TS-1016] y 2 partes en peso de un agente de
reticulación de epóxido [fabricado por SAIDEN KAGAKU Co., Ltd.;
nombre de la marca: E-104].
Se recubrió una cara de una película de sustrato
que era una película de ABS [fabricada por SHIN-ETSU
POLYMER Co., Ltd.; nombre de la marca: PSZ980] que tenía un espesor
de 80 \mum con el fluido C-1 preparado
anteriormente según el proceso de recubrimiento de grabado directo
en una cantidad tal que se formó una capa que tenía un espesor de 3
\mum después secarse. La capa formada se secó en un horno a 60ºC
durante 3 minutos y se formó una capa de recubrimiento de fijación.
La fracción gel de la resina reticulada en la capa de recubrimiento
de fijación fue del 52%.
Después se recubrió la capa de recubrimiento de
fijación formada con el fluido A obtenido en la preparación del
ejemplo 1 según el proceso de recubrimiento de grabado en una
cantidad tal que se formó una capa que tenía un espesor de 4 \mum
después de secarse. Se secó la capa formada en un horno a 60ºC
durante 5 minutos y se formó una capa de desarrollo de color
termosensible. Se recubrió la capa de desarrollo de color
termosensible formada con el fluido B obtenido en la preparación
del ejemplo 2 según el proceso de recubrimiento flexográfico en una
cantidad tal que se formó una capa que tenía un espesor de 1,2
\mum después de secarse. Se irradió la capa formada con luz
ultravioleta para formar una capa de absorción de luz y de
conversión fototérmica y se preparó un elemento para una
etiqueta.
Cuando se aplicó el fluido A a la capa de
recubrimiento de fijación, se examinó visualmente si la película de
sustrato estaba disuelta con el fluido de recubrimiento.
Se recubrió una película de
poli(tereftalato de etileno) que tenía un espesor de 50
\mum [fabricada por TORAY Co., Ltd.; nombre de la marca: LUMILAR
T TYPE] con una resina de silicona que contenía un catalizador
[fabricado por TORAY-DOW CORNING Co., Ltd.; nombre
de la marca: SRX-211] en una cantidad tal que se
formó una capa que tenía un espesor de 0,7 \mum después de
secarse. Se secó la capa formada y se preparó una lámina de
liberación. Se recubrió la cara de la lámina de liberación que fue
recubierta con la resina de silicona con un fluido de recubrimiento
adhesivo preparado mediante adición de 3 partes en peso de un agente
de reticulación [fabricado por NIPPON POLYURETHANE Co., Ltd.;
nombre de la marca: CORONATE L] a 100 partes en peso de un adhesivo
acrílico [fabricado por TOYO INK SEIZO Co., Ltd.; nombre de la
marca: BPS-1109] según el proceso que usa una
recubridora de cuchillas de rodillo en una cantidad tal que se formó
una capa que tenía un espesor de 30 \mum después de secarse.
Después de secar la capa formada en un horno a 60ºC durante 5
minutos, se pegó la lámina obtenida a la cara posterior del
elemento para una etiqueta mediante una laminadora. Se enrolló el
laminado obtenido y se obtuvo una lámina de material de etiquetas.
Se cortó la lámina de material en rollos que tenían un ancho de 100
mm mediante una cortadora y se prepararon etiquetas que tenían un
tamaño de 100 mm X 100 mm. Las etiquetas preparadas se usaron como
muestras para impresión.
La impresión se llevó a cabo mediante irradiación
de la etiqueta con haz de rayos láser usando una máquina para
irradiación con el haz de rayos láser semiconductor (830 nm) que
tenía una potencia de salida de 500 mW a una distancia de 100 mm de
una manera tal que el haz de rayos láser se concentró en un área que
tenía un diámetro de 12 \mum en la superficie de la etiqueta y se
ajustó la energía aplicada hasta 1300 mJ/cm. Inmediatamente después
de la impresión, se expuso la etiqueta a una corriente de aire frío
de forma que se mantuvo la imagen impresa.
Después de completar la impresión se pegó la
etiqueta a un producto adherente que era un envase de ABS. Después
de dejar el envase pegado con la etiqueta durante 7 días, se expuso
la etiqueta a una corriente de aire calentada a 130ºC durante 20
segundos. Después se dejó el envase pegado con la etiqueta en el
ambiente de la temperatura normal para que se enfriara y se borró
la imagen impresa.
Después de repetir 10 veces la impresión y el
borrado descritos anteriormente, se llevó a cabo la siguiente
prueba de reciclado.
Se fundió un producto adherente al que había sido
pegada una etiqueta en una cantidad de un 1% en volumen a una
temperatura de 240ºC. Se usó el material fundido para moldear y se
preparó una película de ABS reciclada. Se midieron las propiedades
mecánicas de la película de ABS preparada y se evaluó el aspecto de
la película de ABS preparada. Se evaluó la propiedad para reciclado
basándose en los resultados obtenidos. Se midió la resistencia a la
tensión según el método de ASTM D638. Se midió la elongación según
el método de ASTM D638. Se midió la resistencia al impacto Izod
según el método de ASTM 256.
Los resultados se muestran en la tabla 1.
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que
los llevados a cabo en el ejemplo 1 excepto que se usó el fluido
C-2 descrito a continuación en vez del fluido
(fluido C-1) de recubrimiento para formar una capa
de recubrimiento de fijación.
Los resultados se muestran en la tabla 2.
Se preparó un fluido (fluido C-2)
de recubrimiento para formar una capa de recubrimiento de fijación
que era una solución acuosa de un poliéster del tipo reticulado que
contenía 100 partes en peso de una disolución acuosa de una resina
de poliéster [fabricada por NIPPON GOSEI KAGAKU KOGYO Co., Ltd.;
nombre de la marca: POLYESTER WR-961] y 2 partes en
peso de un agente de reticulación de epóxido [fabricado por SAIDEN
KAGAKU Co., Ltd.; nombre de la marca: E-104].
La fracción gel de la resina reticulada en la
capa de recubrimiento de fijación fue del 42%.
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que
los llevados a cabo en el ejemplo 1 excepto que se usó un fluido de
recubrimiento para formar una capa de recubrimiento de fijación que
era una disolución acuosa de un poliuretano del tipo de
autorreticulación térmica que contenía una resina de poliuretano
[fabricada por DAIICHI KOGYO SEIYAKU Co., Ltd.; nombre de la marca:
ELASTORON H38] en vez del fluido (fluido C-1) de
recubrimiento para formar una capa de recubrimiento de fijación. Los
resultados se muestran en la tabla 1.
La fracción de gel de la resina reticulada en la
capa de recubrimiento de fijación fue del 59%.
Ejemplo comparativo
1
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que
los llevados a cabo en el ejemplo 1 excepto que no se formó ninguna
capa de recubrimiento de fijación. Los resultados se muestran en la
tabla 1.
Ejemplo comparativo
2
Se llevaron a cabo los mismos procedimientos que
los llevados a cabo en el ejemplo 1 excepto que no se usaron
agentes de reticulación para la preparación del fluido (fluido
C-1) de recubrimiento para formar una capa de
recubrimiento de fijación. Los resultados se muestran en la tabla
1.
Ejemplo comparativo
3
En los procedimientos llevados a cabo en el
ejemplo 1 se usó un papel térmico convencional [fabricado por
NIPPON SEISHI Co., Ltd.; nombre de la marca: TL69KS] que no podía
reescribirse como el elemento para una etiqueta y después se
llevaron a cabo los mismos procedimientos que los llevados a cabo en
el ejemplo 1. Los resultados se muestran en la tabla 1.
En los ejemplos 1 a 3, la formación de la capa de
desarrollo de color termosensible fue excelente, se pudo realizar
una grabación repetida, no fue necesaria la operación de retirar la
etiqueta para el reciclado y la propiedad para reciclar fue
excelente. Por el contrario, en el ejemplo comparativo 1, la
formación de la capa de desarrollo de color termosensible fue
insuficiente debido a la ausencia de la capa de recubrimiento de
fijación. En el ejemplo comparativo 2, la formación de la capa de
desarrollo de color termosensible fue insuficiente puesto que la
capa de recubrimiento de fijación se produjo con la resina que no
era reticulada. En el ejemplo comparativo 3, la resistencia de la
película reciclada fue pequeña y el aspecto de la película
reciclada fue insuficiente puesto que el reciclado se llevó a cabo
mientras que la etiqueta que usó papel térmico convencional estaba
pegada al producto adherente. La etiqueta del ejemplo comparativo 3
preparada mediante el uso de papel térmico convencional sólo podía
imprimirse una vez.
Claims (7)
1. Etiqueta (10) térmica reescribible de un tipo
sin contacto que comprende una capa (2) de recubrimiento de
fijación que comprende una resina reticulada, una capa (3) de
desarrollo de color termosensible y una capa (4) de absorción de
luz y de conversión fototérmica que están laminadas sucesivamente en
un cara de un sustrato (1), estando la capa (2) de recubrimiento de
fijación colocada próxima al sustrato y una capa (5) adhesiva
colocada en otra cara del sustrato (1) y permite grabar y borrar
información repetidamente según un método sin contacto.
2. Etiqueta según la reivindicación 1, en la que
la resina reticulada en la capa (2) de recubrimiento de fijación
tiene un grado de reticulación expresado como una fracción gel de un
30% o superior.
3. Etiqueta según cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, en la que la capa (3) de desarrollo de
color termosensible comprende un precursor de colorante y un agente
de desarrollo de color reversible.
4. Etiqueta según cualquiera de las
reivindicaciones 1, 2 y 3, en la que la capa (4) de absorción de
luz y de conversión fototérmica comprende un agente que absorbe luz
que comprende al menos un colorante orgánico y una sustancia
colorante organometálica.
5. Etiqueta según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en la que el sustrato (1) está fabricado
del mismo material que un material de un producto adherente.
6. Método para usar una etiqueta (10) térmica
reescribible de un tipo sin contacto que comprende grabar y borrar
información repetidamente según un método sin contacto sobre una
etiqueta térmica reescribible descrita en cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5 que permanece pegada a un producto
adherente.
7. Método según la reivindicación 6, en el que la
información se graba con haz de rayos láser que tiene una longitud
de onda de oscilación de 700 a 1500 nm.
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