ES2232043T3 - Material de soporte con bajo nivel de picaduras. - Google Patents
Material de soporte con bajo nivel de picaduras.Info
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Abstract
UN MATERIAL DE SOPORTE CON RECUBRIMIENTO DE POLIOLEFINA SE CARACTERIZA, EN VIRTUD DE SU FABRICACION CON UN CILINDRO DE REFRIGERACION QUE PRESENTA UNA SUPERFICIE ESTRUCTURADA ELECTROLITICAMENTE CON UNA DIFERENCIA ESTANDAR RZ DE 0,050 MI M A 0,120 MI M, POR UN FUERTE BRILLO, UN BAJO INDICE DE IRREGULARIDADES SUPERFICIALES Y UNA ELEVADA VELOCIDAD DE PRODUCCION.
Description
Material de soporte con bajo nivel de
picaduras.
La presente invención se refiere a un papel
recubierto de plástico, especialmente a un material de soporte para
procedimientos de ilustración fotográficos y no fotográficos,
Además, se refiere a un procedimiento para la elaboración del
material de soporte mencionado.
En el acabado de papel por la unión plana de al
menos una capa de plástico en un procedimiento de extrusión o de
coextrusión, se debe mejorar el aspecto y las propiedades del
material base. Esto se refiere especialmente al aumento de la
rigidez, la resistencia a la rotura, la estabilidad a las
temperaturas y la insensibilidad a los líquidos o gases. Usando
cilindros especiales se pueden elaborar superficies brillantes o
estructuradas.
La masa de extrusión presente como granulado,
sémola o polvo se compacta, se funde y se homogeneiza en la
extrusionadora. Mediante una tobera adaptada al ancho de la banda de
papel, la masa extrusionada líquida se aplica sobre la base. Para
lograr una buena adherencia del conjunto, el papel se somete a un
tratamiento previo. Para mejorar la adherencia se aplica un
tratamiento previo a la llama, un tratamiento previo de corona, una
ducha de ozono o la aplicación de una imprimación. La película
extrusionada se enfría mediante un cilindro de refrigeración. La
superficie de dicho cilindro de refrigeración determina también en
medida decisiva la superficie del conjunto de material.
La extrusión de papel y, en especial, de papeles
para procedimientos de ilustración fotográficos y no fotográficos,
se realiza por diversas razones. La película aplicada por extrusión
impide la absorción de líquidos, en papeles fotográficos la
absorción de soluciones de revelado, garantizando de esta manera una
elaboración rápida y respetuosa con el medio ambiente, ya que no es
necesario el lavado engorroso del relevador infiltrado. La
estructura de la superficie puede adaptarse de manera enfocada entre
"alto brillo" y "fuerte estructuración", según los
requisitos deseados. La superficie estructurada del conjunto de
material presenta una imagen invertida del cilindro de
refrigeración. Los cilindros de refrigeración utilizados hasta
ahora en la extrusión de papel se elaboran mediante el cromado del
cuerpo del cilindro de refrigeración y un granallado subsiguiente.
De esta forma, resulta una multitud de ahondamientos normalmente
finos en la superficie del cilindro de refrigeración. Según el tipo
y el tamaño del material de granallado y la duración del tiempo de
acción se pueden producir superficies entre "muy brillantes" y
"muy mates".
En el recubrimiento por extrusión de papel, en
función de la velocidad de extrusión, se producen perturbaciones
superficiales en forma de cráteres, los llamados "pits"
(picaduras), en la superficie polímera. Debido a la elevada
velocidad de rotación del cilindro de refrigeración, las burbujitas
de aire que se hayan adherido a los ahondamientos antes mencionados
de la superficie del cilindro de refrigeración, no pueden escaparse
ni eliminarse antes del contacto del cilindro de refrigeración con
la masa de extrusión caliente. Las picaduras resultantes repercuten
negativamente en el brillo y la apariencia visual. A medida que
aumente la velocidad de extrusión se incrementa también la cantidad
de las picaduras en el recubrimiento obtenido. Esta problemática se
describe en el documento EP0285146.
En la publicación japonesa para información de
solicitud de patente 7261325 se describe un material de soporte
fotográfico recubierto de poliolefina, con una rugosidad superficial
exactamente definida para evitar picaduras a una velocidad de
producción de al menos 150 m/min. Este material de soporte
fotográfico destaca por su alto brillo y su baja cantidad de
picaduras. Un inconveniente es el estrecho rango de rugosidad del
producto. También una elevación de la velocidad de producción es
posible sólo en medida limitada.
El documento EP0285146A2 describe un
procedimiento para evitar picaduras o cráteres en el que las
burbujitas de aire en los ahondamientos del cilindro de
refrigeración se sustituyen por un gas que pueda escapar más
fácilmente a través de la película extrusionada. También aquí,
resulta desventajosa la baja velocidad de producción y el alto gasto
técnico.
En el documento US4994357 se consigue una
reducción de las picaduras mediante un aumento de la presión de
apriete del papel recubierto de poliolefina contra el cilindro de
refrigeración. Al usar un papel base especialmente liso y un
recubrimiento de varias capas de la superficie con poliolefina se
pretenden conseguir más mejoras. Sin embargo, debido a la alta
presión de apriete es posible sólo una baja velocidad de producción,
ya que, a velocidades más elevadas, la poliolefina puede soltarse
del cilindro de refrigeración.
El documento US4875262 se refiere a un
procedimiento para fabricar un papel base fotográfico, recubierto de
resina, usando un cilindro de refrigeración estructurado tanto de
forma electrolítica como de forma mecánica.
El documento JP166036A1 se refiere a un
procedimiento para fabricar un papel base fotográfico, recubierto de
resina, usando un cilindro de refrigeración convencional,
estructurado de forma mecánica.
Además del material de soporte fotográfico,
también el ámbito de los procedimientos de ilustración no
fotográficos tales como los procedimientos de chorro de tinta o de
termotransferencia, dependen de un material de soporte uniforme.
Para obtener también en este procedimiento unas impresiones lo más
posibles similares a fotos, se usan en creciente medida papeles
recubiertos de plástico. Las perturbaciones en las superficies como
las picaduras se notan muy fuertemente como manchas de brillo,
debido a la menor aplicación de plástico.
La invención tiene el objetivo de proporcionar un
material de soporte recubierto de plástico que se caracterice por
unas características superficies homogéneas y un bajo nivel de
picaduras. Además, la invención tiene el objetivo de aumentar la
velocidad de elaboración manteniendo un bajo nivel de picaduras.
Estos objetivos se consiguen mediante un material
de soporte de papel recubierto de poliolefina, cuya superficie
presente una desviación estándar de la rugosidad Rz de 0,05 \mum a
0,120 \mum. Este material de soporte de papel se obtiene mediante
un procedimiento en el que se extrusiona una poliolefina sobre una
base y se conforma la superficie de poliolefina con un cilindro de
refrigeración que presenta una superficie estructurada de forma
electrolítica, con una desviación estándar de la rugosidad Rz de
0,050 \mum a 0,120 \mum.
Para fabricar el material soporte según la
invención se usan cilindros que después del cromado no se granallan
para el tratamiento superficial. Mediante inversiones directas de
sentido de la corriente eléctrica durante la galvanización se pueden
realizar las estructuras superficiales deseadas. Se trata de
elevaciones redondeadas, distribuidas uniformemente. De esta forma,
este tipo de cilindro de refrigeración se distingue, en imagen
invertida, de los tipos de cilindro de refrigeración actuales, en
los que la superficie se produce por una remoción de material. Los
cilindros de refrigeración para el material de soporte según la
invención tienen, en comparación con los cilindros de refrigeración
convencionales, una distribución uniforme de la profundidad de la
rugosidad Rz, como se puede ver en las desviaciones estándar de las
figuras 1 y 2. Las desviaciones estándar de estos cilindros de
refrigeración se sitúan en el intervalo de 0,050 \mum a 0,120
\mum, preferentemente de 0,060 \mum a 1,100 \mum. De esta
forma, con la extrusión se obtiene una superficie con un brillo
uniforme. Según la invención ya no se producen zonas con distintos
valores de brillo en la superficie del material de soporte, como en
los cilindros de refrigeración convencionales. La rugosidad Rz del
cilindro de refrigeración depende de los valores de brillo deseados
del material de soporte y se sitúa entre 0,800 \mum y 1,900
\mum, especialmente entre 1,000 \mum y 1,700 \mum.
La figura 3, imágenes 3a y 3b, muestran una
superficie de papel (correspondiente al ejemplo de comparación 1)
que se realizó con un cilindro convencional granallado. Las tomas se
realizaron con un microscopio láser confocal. La imagen 3b muestra
una representación tridimensional de la superficie del papel. Llama
la atención la gran cantidad de ahondamientos en la superficie del
papel. Por ello, aumenta el número de inclusiones de aire a medida
que aumenta la velocidad de extrusión y, por tanto, la cantidad de
las picaduras. La imagen 3a muestra una vista desde arriba de la
representación 3D que corresponde a la toma por microscopio láser de
la figura 3c del ejemplo de comparación 1.
La figura 4, imágenes 4a y 4b, muestran una
superficie de papel (correspondiente al ejemplo 1) que se ha
producido con un cilindro de refrigeración de estructura superficial
realizada de forma electrolítica. Las tomas asimismo se efectuaron
con un microscopio láser confocal, bajo las mismas condiciones que
en la figura 3. La imagen 4b muestra a su vez una representación
tridimensional de la superficie de papel. La superficie del papel es
más homogénea que en la figura 3b, las diferencias de altura
respecto a las dimensiones planas son más grandes y, al mismo
tiempo, están redondeadas. De este modo, el aire puede escapar
fácilmente incluso a altas velocidades de producción. Se reduce la
formación de picaduras.
La imagen 4a muestra la vista desde arriba sobre
la imagen 4b y se puede comparar con la toma por microscopio láser
de la figura 4c.
En el material de soporte según la invención, el
brillo, medido con un ángulo de 60º, se sitúa en el intervalo de 4%
a 40%, especialmente en el intervalo de 10% a 35%. Después de
aplicar una emulsión fotográfica o una capa de recepción, el brillo,
medido con un ángulo de 60º en el dibujo negro, se sitúa en el
intervalo de 75 a 95%, especialmente de 80 a 90%. La rugosidad Rz
del material de soporte se sitúa en el intervalo de 0,700 \mum a
1,800 \mum, especialmente de 0,900 \mum a 1,600 \mum. La
desviación estándar de la rugosidad Rz del material de soporte es
idéntica a la desviación estándar de la rugosidad Rz del cilindro de
refrigeración y se sitúa en el intervalo de 0,050 \mum a 0,120
\mum.
Para elaborar el papel base resultan adecuados
todos los tipos de fibras de celulosa, así como fibras sintéticas.
Se puede usar celulosa de madera de coníferas y/o de frondosas,
pulpada mediante procedimientos alcalinos o procedimientos ácidos.
Para el encolado resultan adecuados todos los agentes de encolado y
agentes para aumentar la resistencia en húmedo, conocidos. Como
pigmentos resultan apropiados los compuestos inorgánicos como la
arcilla, la caolina, el carbonato de calcio y el dióxido de titanio.
El papel base puede contener otros coadyuvantes tales como
antiespumantes, blanqueadores ópticos y colorantes. Se puede
fabricar en una máquina de papel fourdrinier o de cilindro. El peso
preferible del papel base oscila entre 40 y 250 g/m^{2}.
Para la extrusión resultan apropiadas las
poliolefinas como el polietileno, el polipropileno y el polibuteno,
los copolímeros de dos o más olefinas o mezclas de ellos. Resultan
especialmente adecuados todos los tipos de polietileno como el
polietileno de alta densidad (HDPE), el polietileno de baja densidad
(LDPE), el polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) y mezclas de
ellos. La poliolefina puede contener pigmentos como, por ejemplo,
dióxido de titanio, arcilla, óxido de calcio u óxido de zinc. La
parte del pigmento se sitúa entre el 5 y 25% en peso. La aplicación
total es de 10 a 50 g/m^{2}.
Otros aditivos son los coadyuvantes tales como
blanqueadores ópticos, colorantes y antioxidantes. Para el
recubrimiento resultan adecuados los procedimientos de extrusión y
de coextrusión. La cara posterior del material de soporte
fotográfico puede estar provista de capas funcionales como, por
ejemplo, una capa antiestática o una capa
"non-curling".
La poliolefina se extrusiona en forma de una
película, a través de una hendidura entre el cilindro de presión y
un cilindro de refrigeración empleado según la invención, sobre la
base, por ejemplo una base de papel. Por medio del cilindro de
refrigeración se enfría la película de poliolefina caliente
permitiendo soltar la película del cilindro. Después del
recubrimiento de la cara posterior, se realiza de la misma manera el
recubrimiento de la cara delantera.
La velocidad de extrusión inicial de 275 m/min se
pudo incrementar hasta 375 m/min. Mediante el aumento de la presión
de apriete y el uso de cilindros de presión duros se consigue
incrementar aún más la velocidad.
Los siguientes ejemplos sirven para la
descripción más detallada de la invención.
Un papel base fotográfico con un peso por metro
cuadrado de 168 g/m^{2} se recubrió en la cara posterior con una
mezcla de polietileno exenta de pigmentos, con una poliolefina de
baja densidad (LDPE, d=0,915 g/m^{3}) y con un polietileno de alta
densidad (HDPE, d=0,959 g/cm^{3}). El peso de aplicación ascendió
a 29 g/m^{2}. La cara delantera del papel se recubrió con una
mezcla de un polietileno de baja densidad (LDPE, 0,932 g/m^{3}) y
un 15% en peso de dióxido de titanio. La aplicación ascendió a 28
g/m^{2}. La velocidad de recubrimiento inicial de 275 m/min se
incrementó a 375 m/min. El cilindro de refrigeración con la
superficie estructurada de forma electrolítica tenía una rugosidad
Rz de 1,624 \mum y una desviación estándar de la rugosidad de
0,089 \mum (figura 1).
La toma por microscopio de barrido electrónico de
la figura 4d muestra la estructura superficial del material de
soporte fotográfico a una velocidad de recubrimiento de 275 m/min.
Después del recubrimiento de poliolefina, el material de soporte
tenía una rugosidad Rz de 1,532 \mum y una desviación estándar de
la rugosidad de 0,085 \mum.
Un papel base fotográfico con un peso por metro
cuadrado de 220 g/m^{2} se recubrió con las mezclas de polietileno
descritas en el ejemplo 1. El peso de aplicación del recubrimiento
de la cara posterior ascendió a 35 g/m^{2}. El peso de aplicación
del recubrimiento de superficie ascendió a 33 g/m^{2}. El cilindro
de refrigeración con una superficie estructurada de forma
electrolítica tenía una rugosidad Rz de 0,995 \mum y una
desviación estándar de 0,064 \mum. La velocidad de recubrimiento
inicial de 275 m/min se incrementó a 375 m/min. Después del
recubrimiento de poliolefina, el material de soporte tenía una
rugosidad Rz de 0,875 \mum y una desviación estándar de la
rugosidad de 0,062 \mum.
Un papel de soporte de chorro de tinta con un
peso por metro cuadrado de 140 g/m^{2} se recubrió con las mezclas
de polietileno descritas en el ejemplo 1. El peso de aplicación del
recubrimiento de superficie y de la cara posterior ascendió a 17
g/m^{2}. El cilindro de refrigeración con una superficie
estructurada de forma electrolítica tenía una rugosidad Rz de 1,341
\mum y una desviación estándar de 0,098 \mum. La velocidad de
recubrimiento inicial de 275 m/min se incrementó a 375 m/min.
Después del recubrimiento de poliolefina, el material de soporte
tenía una rugosidad Rz de 1,229 \mum y una desviación estándar de
la rugosidad de 0,096 \mum.
Un papel base fotográfico con un peso por metro
cuadrado de 168 g/m^{2} se recubrió con las mezclas de polietileno
descritas en el ejemplo 1. El peso de aplicación del recubrimiento
de la cara posterior ascendió a 29 g/m^{2}. El peso de aplicación
del recubrimiento de superficie ascendió a 28 g/m^{2}. El cilindro
de refrigeración con una superficie estructurada de forma
electrolítica tenía una rugosidad Rz de 1,605 \mum y una
desviación estándar de 1,101 \mum. La velocidad de recubrimiento
inicial de 275 m/min se incrementó a 375 m/min. Después del
recubrimiento de poliolefina, el material de soporte tenía una
rugosidad Rz de 1,463 \mum y una desviación estándar de la
rugosidad de 0,098 \mum.
Ejemplo de comparación
1
Un papel base fotográfico del ejemplo 1 se
recubrió con las mezclas de polietileno descritas en el ejemplo 1.
El cilindro de refrigeración con una superficie granallada tenía una
rugosidad Rz de 1,600 \mum y una desviación estándar de 1,161
\mum (figura 2). La velocidad de recubrimiento inicial de 275
m/min se incrementó a 375 m/min. La toma por microscopio de barrido
electrónico en la figura 3d muestra la estructura superficial del
material de soporte con una rugosidad Rz de 1,487 \mum y una
desviación estándar de la rugosidad de 0,159 \mum después del
recubrimiento de poliolefina.
Ejemplo de comparación
2
El papel para chorro de tinta del ejemplo 3 se
recubrió con las mezclas de polietileno descritas en el ejemplo 1.
El cilindro de refrigeración con una superficie granallada tenía una
rugosidad Rz de 1,287 \mum y una desviación estándar de 0,139
\mum (figura 2). La velocidad de recubrimiento inicial de 275
m/min se incrementó a 375 m/min. El material de soporte tenía
después del recubrimiento de poliolefina una rugosidad Rz de 1,181
\mum y una desviación estándar de la rugosidad de 0,149
\mum.
La rugosidad Rz se realizó con un explorador de
superficie Hommel según DIN 4768.
Puesto que las picaduras no se pueden ver a
simple vista en esta fase de producción, la superficie del papel
recubierto de poliolefina se aumenta con un microscopio y se explora
con una cámara CCD. Mediante un programa de procesamiento de
imágenes se crea un perfil del nivel de picaduras a partir de 30
puntos de medición. En la tabla 3 están representados los valores
medios de los 30 puntos de medición.
La medición del brillo se efectuó con un aparato
de medición del brillo en tres ángulos de la empresa Dr. Bruno Lange
GMBH según DIN 67530, con un ángulo de 60º. Dado que la calidad de
la superficie brillante sólo puede verse claramente en el papel
provisto de una capa emulsionada o una capa de recepción, el
material de soporte se recubrió de manera correspondiente.
El material de soporte fotográfico de los
ejemplos 1, 2, 4 y del ejemplo de comparación 1 se recubrió con una
emulsión normal de cloruro de plata, se expuso y se reveló
obteniendo una hoja negra.
En el ejemplo 3 y el ejemplo de comparación 2, el
material de soporte se recubrió con una capa de recepción de tinta,
tal como se describe en el documento DE19535072C2. La capa de
recepción de tinta se imprimió en negro intenso mediante una
impresora Hewlett Packard HP 550C.
Además, se midieron también los valores de brillo
del material de soporte, sin capa adicional, puesto que estos
valores son importantes para el control de la producción.
Los resultados de las pruebas están resumidos en
las tablas 1 y 2.
Material de soporte fotográfico
sin emulsión/capa de recepción
Valores de brillo en
%
Material de soporte fotográfico
con emulsión/capa de recepción
Valores de brillo en
%
Cantidad de
picaduras
Los resultados de las tablas 1 a 3 muestran que
usando un cilindro de refrigeración con una estructura superficial
realizada de forma electrolítica se puede elaborar un material de
soporte con un alto brillo y con una bajo número de picaduras, con
unas velocidades de producción claramente más elevadas.
Claims (7)
1. Material de soporte de papel recubierto de
poliolefina, cuya superficie presenta una desviación estándar de la
rugosidad Rz de 0,050 \mum a 0,120 \mum y que se obtiene según
el procedimiento de la reivindicación 7.
2. Material de soporte de papel recubierto de
poliolefina según la reivindicación 1, caracterizado porque
la rugosidad Rz de la superficie del material de soporte es de 0,700
a 1,800 \mum.
3. Material de soporte de papel recubierto de
poliolefina según la reivindicación 2, caracterizado porque
la rugosidad Rz de la superficie del material de soporte es de 0,900
a 1,600 \mum.
4. Material de soporte de papel recubierto de
poliolefina según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque, con un ángulo de medición de 60º, el brillo de la
superficie del material de soporte es de 4% a 40%.
5. Material de soporte de papel recubierto de
poliolefina según la reivindicación 4, caracterizado porque,
con un ángulo de medición de 60º, el brillo de la superficie del
material de soporte es de 10% a 35%.
6. Material de soporte de papel recubierto de
poliolefina según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque el material de soporte es un material de soporte para
procedimientos de ilustración fotográficos y no fotográficos.
7. Procedimiento para elaborar un material de
soporte de papel recubierto de poliolefina, caracterizado
porque se extrusiona una poliolefina sobre una base y se moldea la
superficie de poliolefina con un cilindro de refrigeración que
presenta una superficie estructurada realizada de forma
electrolítica con una desviación estándar de la rugosidad Rz de
0,050 \mum a 0,120 \mum.
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