ES2328023T3

ES2328023T3 - Construccion de hoja para tarjetas.

Info

Publication number: ES2328023T3
Application number: ES02766164T
Authority: ES
Inventors: Martin Utz; Karl Lengfeller; Michael Wilkes; Sriram Venkatasanthanam; Ramin Heydarpour; Chia-Hsi Chu; Ronald Ugolick; Ali R. Mehrabi
Original assignee: Avery Dennison Corp
Current assignee: Avery Dennison Corp
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2009-11-06
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: CA2459036A1; AU2011201323A1; US20050095388A1; USRE43165E1; AU2011201323B2; AU2002329910B2; US20070141292A1; US7534479B2; US20040209029A1; US7531227B2; USRE42798E1; USRE43094E1; WO2003020597A1; MXPA04001936A; DE10142043A1; EP2394814A1; US20060286335A1; DE60232902D1; CN1578747A; US8524141B2

Abstract

Una hoja (100) para tarjetas para producir tarjetas impresas separables que comprende: una hoja superior (130) que tiene un lado frontal y un lado trasero; una capa (134) de polímero; y líneas (140) de corte a través de la hoja superior para formas al menos una parte del perímetro de una tarjeta; que se caracteriza porque el la capa de polímero se aplica sobre el lado trasero de la hoja superior de manera que se evite la separación de la misma; y la capa de polímero es lo suficientemente flexible como para pasar a través de una impresora o copiadora para imprimir las marcas impresas (110) deseadas sobre el lado frontal de la hoja superior o sobre un revestimiento sobre la hoja superior y tiene una carga de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de entre 8 y 34 MPa y una elongación de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10 - 300% de manera que cuando la hoja para tarjetas de pliega (400) con una acción de plegado simple a lo largo de las líneas de corte, la capa de polímero se parte a lo largo de una de las líneas de corte para formar una tarjeta impresa (120) separada o separable.

Description

Construcción de hoja para tarjetas

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a hojas para tarjetas de visita o comerciales, tarjetas fotográficas o tarjetas postales y similares, a procedimientos de fabricación y a procedimientos para usarlas.

El diseño de tarjetas de visita o comerciales simplemente imprimiéndolas con impresoras láser o de chorro de tinta disponibles en el mercado es de interés. Los medios imprimibles de tamaño pequeño, tales como las tarjetas de visita o comerciales, no pueden imprimirse individualmente con las impresoras láser o de chorro de tinta convencionales debido a su pequeño formato. Por esta razón, para imprimir tarjetas de visita por medio de una impresora láser o de una impresora de chorro de tinta, en principio habitualmente se usan hojas para tarjetas, de las que se separan las tarjetas de visita después de haberse impreso, dejando una "matriz" residual de hoja para tarjetas. En estas hojas para tarjetas se suministra una estructura de soporte para las tarjetas y se conoce una amplia variedad de realizaciones para dichas hojas para tarjetas y soportes.

En una primera clase de hojas para tarjetas, la matriz de la hoja para tarjetas, o una parte de la matriz, actúa por sí misma como soporte para las tarjetas. Así, hay hojas para tarjetas de visita en las que el material está micro-perforado y la tarjeta se rompe a lo largo de las micro-perforaciones para separar las tarjetas de la matriz. Las tarjetas que serán separadas y que tienen las micro-perforaciones están conectadas con la hoja para tarjetas mediante puentes de material. Cuando se separan las tarjetas de la hoja para tarjetas, estos puentes permanecen parcialmente en los bordes de las tarjetas. Estos residuos de la separación son antiestéticos y no son deseables especialmente para productos de alta calidad, tales como las tarjetas de visita.

En una variación de esta primera clase de producto de hoja para tarjetas, en vez de micro perforaciones, la hoja para tarjetas incluye líneas troqueladas que penetran mucho pero no todo el material de las hojas para tarjetas (líneas "substancialmente cortadas") y las tarjetas se separan de la matriz circundante cortando las partes no cortadas de las líneas substancialmente de corte. Otra variación utiliza una estructura de capas múltiples para la hoja para tarjetas, en la que las capas actúan como el material de soporte. En estas variaciones, puede ocurrir el mismo problema anteriormente mencionado, es decir, material residual antiestético después de la separación de las tarjetas. Las publicaciones de patentes que ilustran esta primera clase de productos incluyen la patente de EE.UU. núm. 5.853.837 (Poat, transferida legalmente; líneas substancialmente de corte); consulte también la solicitud de patente de EE.UU. 2001/0036525 A1 (Yokokawa; estructura de tarjeta de capas múltiples).

En una segunda clase de diseños de productos de tarjetas, las tarjetas se cortan completamente de la matriz circundante mediante punzonado y se usan una o más estructuras adicionales como soporte para las tarjetas cortadas. La estructura de dichas hojas punzonadas de tarjetas de visita es el resultado de un material superior imprimible y un material de soporte aplicado en un lado del material superior, estando unido el material de soporte a las tarjetas y a la matriz para soportar las tarjetas dentro de la matriz. Un ejemplo de esta segunda clase de productos de tarjetas usa tiras o cintas de soporte relativamente estrechas, que se aplican a las líneas de punzonado a lo largo del lado corto de la hoja (A4), desde el cual puede separarse la tarjeta impresa. El adhesivo permanece en las cintas auto-sellantes cuando se separa la tarjeta. Una desventaja de esta construcción es que la conexión entre el material de la parte superior y el soporte es relativamente inestable, lo que dificulta la operación de alimentación y transporte en la impresora. Además, existe el peligro de que las fibras de la cinta sean arrancadas por la acción de separación de las tarjetas de la cinta adhesiva. Esta realización se muestra en la patente de EE.UU. núm. 5.702.789 (Fernández-Kirchberger y colaboradores).

Otras versiones de esta segunda clase de productos de hojas para tarjetas utilizan una hoja de "revestimiento" como soporte, donde el revestimiento puede ser una hoja completa que se corresponda con la hoja superior, o puede tener secciones quitadas de una hoja completa. En las construcciones denominadas "de desprendimiento en seco", la unión entre el revestimiento y la hoja superior se crea usando un polímero extrudido con una interfaz despegable en la hoja superior o en la hoja de revestimiento. En las construcciones de adhesivo separable o ultra-separable, la unión se crea usando un adhesivo separable entre la hoja superior y la hoja de revestimiento. Cuando las tarjetas son arrancadas del soporte, el adhesivo permanece en el lado posterior de la tarjeta, lo que tiende a cambios tangibles y visibles así como a una capacidad limitada para escribir en el lado posterior de la tarjeta, lo que se considera es de una calidad inferior.

Alternativamente, se conoce un procedimiento en el que la hoja para tarjetas de visita, que inicialmente fue revestida con una capa de silicio en su lado posterior, se sujeta sobre un material de soporte con un adhesivo. La hoja para tarjetas de visita se punzona y, después de haber sido impresa, pueden separarse las tarjetas de visita individuales del material de soporte. Debido a la capa de silicio, el adhesivo que permanece en el lado posterior de la tarjeta de visita puede ser eliminado. No obstante, estas tarjetas de visita tienen un lado posterior con una lisura alterada, lo que no es deseable. Además, dicho lado posterior tiene la desventaja de que la capacidad para escribir sobre el mismo es inferior. Una desventaja adicional es que la tarjeta se comba fácilmente cuando es arrancada del soporte adhesivo. Ejemplos de esta segunda clase de productos de hojas para tarjetas y de laminados de desprendimiento en seco se muestran en la patente de EE.UU. núm. 4.863.772 (Cross, transferida legalmente) y las publicaciones PCT núm. WO 00/16878 y WO 00/46316 (ambas de Avery Dennison Corporation).

En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una hoja para tarjetas de acuerdo con la reivindicación 1. En un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para hacer una hoja para tarjetas de acuerdo con la reivindicación 31. En un tercer aspecto de la presente invención se proporciona un uso de una hoja para tarjetas de acuerdo con la reivindicación 43. En un cuarto aspecto de la presente invención se proporciona un procedimiento para hacer tarjetas de acuerdo con la reivindicación 49.

Según una realización preferida, la presente invención se dirige a hojas para tarjetas de las que pueden separarse las tarjetas soltándolas de la hoja, conservando las tarjetas unos bordes lisos. Los lados frontal y posterior de la hoja para tarjetas tienen preferiblemente el mismo tacto. Más particularmente, la hoja para tarjetas puede comprender un material que tiene líneas de corte punzonadas o troqueladas, cuya parte frontal es imprimible y sobre cuya parte posterior se aplica directamente un material de soporte de al menos una capa de polímero. El polímero puede comprender una carga de rotura en la banda de entre diez y treinta MPa y una elongación de rotura en la banda de entre uno y 300% (o de entre diez y 300% o de entre diez y 120%).

La capa (de polímero) puede estar extrudida sobre la cartulina del material superior y puede ser poli-4-metil-1-penteno (polimetil penteno o PTX). Sin embargo, resinas de polipropileno (PP) con un flujo de fusión más alto pueden proporcionar una mejor unión. Ejemplos de polímeros alternativos son PP nucleado (Basell PD702N) de índice de flujo de fusión (MFI) treinta y cinco y el mismo material sin nucleador (Basell PD702). Estos dos materiales pueden prepararse con un relleno. Una alternativa adicional el la resina de PP (Basell PDC-1292) de MFI treinta y cuatro, de calidad de revestimiento por extrusión. Polímeros extrudidos utilizables son: polipropileno; polipropileno nucleado; polipropileno seguido de un subsiguiente proceso de envejecimiento térmico (48,9º C - 93,3ºC (120ºF - 200ºF) durante dos días; polipropileno relleno (relleno con treinta partes por cien de carbonato de calcio de tres micrómetros) y polimetilmetacrilato (acrílico).

Una forma alternativa de aplicar el material de soporte al material superior es aplicar un prepolímero en el lado trasero del material superior y luego polimerizarlo con luz UV para formar la película. Subsecuentemente, el material superior se troquela para perfilar los perímetros de las tarjetas. Aunque el troquelado es la forma preferida para formar líneas perimetrales delimitadas, pueden usarse otras técnicas menos preferibles tales como el micro-perforado.

La superficie o superficies de la estructura que definen la superficie o superficies imprimibles de las tarjetas deben ser imprimibles. Esto puede conseguirse usando una película que sea imprimible en sí misma o mediante la aplicación de un revestimiento imprimible. Por ejemplo, la película puede estar formada a partir de una mezcla procesable en estado fundido de un polímero soluble en agua y un polímero substancialmente insoluble en agua para suministrar una superficie inherentemente receptora de la impresión sin ningún tratamiento superficial adicional tal como se describe en el documento WO 01/76885.

La construcción puede comprender una hoja fotográfica con cortes de troquel en un lado (o a través de ambos lados) para formar los perímetros de las tarjetas fotográficas. El troquelado puede penetrar entre el 50 y el 98% del grosor de la estructura de la hoja fotográfica.

En una realización preferida se aplica directamente, por ejemplo mediante extrusión, el material de soporte (polímero) sobre el material superior (hoja para tarjetas). Esto tiene un número de ventajas sobre la utilización de adhesivo para fijar entre sí las dos capas. El adhesivo hace que la construcción sea menos rígida y una alta rigidez es una característica altamente deseable para las tarjetas comerciales. El revestimiento de adhesivo es visible sobre el lado trasero de la tarjeta en áreas en las que el adhesivo no se humedece muy bien y hay un contacto imperfecto entre las dos capas sin adhesivo que tienen diferentes matices. Esta apariencia puede hacer que las tarjetas comerciales, que son productos de alta calidad, sean inaceptables.

El grosor del soporte de la presente invención y sus propiedades mecánicas únicas permiten el troquelado sólo en la parte superior. De forma ventajosa, esto permite partirlo limpiamente solamente con una acción de plegado simple. En otras palabras, de forma ventajosa el usuario no tiene que doblarlo hacia atrás y hacia adelante hasta que se rompa súbitamente. "Rotura súbita" significa aquí que el soporte cede durante el combado hasta un punto, inferior al plegado completo, en el cual el soporte se rompe súbitamente. La acción simple de plegado, por ejemplo, puede ser hacia adelante entre 45º y 165º.

En una realización de la invención es el TPX el que se extrude, se trata sobre ambos lados con un revestimiento imprimible (puede necesitarse una imprimación), se troquela parcialmente y luego se le da la forma de hoja. Dependiendo del grado del polímero, se puede seleccionar un material que tenga una baja elongación de rotura y una alta resistencia a la tracción, pero no una resistencia a la tracción tan alta que se rompa cuando se troquele parcialmente. La rigidez debe ser también la correcta (en algún modo ajustable mediante el calibre) de manera que tenga las propiedades deseadas. La separación de las tarjetas puede producirse en cualquier dirección de pliegue dependiendo de la construcción de la hoja. La elección del material debe ser tal que plegándolo hacia la cara superior se cree un efecto de palanca suficiente a lo largo del corte que pueda ser aplicable la analogía de la puerta descrita posteriormente en la invención. Una alternativa menos preferible podría necesitar doblarse hacia abajo desde la línea troquelada para "debilitar" la "bisagra", que luego se rompe cuando posteriormente se pliega hacia la cara superior.

Otros posibles materiales de resina incluyen algunos de los PE, tales como los HDPE, PET (existen varias variedades de PET) y poliestireno. Las resinas también podrían contener diferentes rellenos tales como arcilla, TiO_{2} y/o agentes de nucleación para modificar adicionalmente las propiedades mecánicas. El calibre de la estructura de la hoja depende de la aplicación deseada, pero para "tarjetas", cualquier medida desde aproximadamente entre 7 y 12 ó 15 mm podría ser razonable.

Otras invenciones aquí presentadas son un procedimiento para el análisis de la rugosidad óptica de una interfaz de fracturas y objetos o artículos que tienen al menos un borde cuya rugosidad se define mediante ese procedimiento.

Otras ventajas de la presente invención se harán más evidentes para aquellas personas que tienen un conocimiento ordinario de la materia a la que pertenece la presente invención a partir de la siguiente descripción tomada en conjunción con los dibujos adjuntos. Preferiblemente, el polímero tiene un esfuerzo de flexión de acuerdo con la norma
EN - ISO 178 en la banda de entre 600 y 1.200 MPa. Preferiblemente, la capa de polímero es rugosa. Preferiblemente, la capa de polímero se aplica directamente sobre el lado posterior del material superior mediante extrusión. Preferiblemente, se aplica un segundo material superior a la capa de polímero extrudido sobre el lado posterior del primer material superior. Preferiblemente, ambos materiales superiores tienen líneas perforadas. Preferiblemente, el segundo material superior es imprimible. Preferiblemente, el primer material superior es poliolefina. Preferiblemente, se aplica un segundo material superior al material polimérico sobre el lado posterior. Preferiblemente, el segundo material superior se lamina junto con el primer material superior. Preferiblemente, la capa de polímero es extrudida entre dos papeles. Preferiblemente, el primer y el segundo material superior son ambos papel. Preferiblemente, uno o ambos de entre primer y el segundo material tienen un revestimiento superior. Preferiblemente, uno de entre el primer y el segundo material es una capa fotorreceptora. Preferiblemente, Tanto el primer como el segundo material son capas fotorreceptoras. Preferiblemente, se aplica una capa, que puede ser impresa con al menos una de entre una impresora de chorro de tinta y una impresora láser, sobre el lado de la capa de polímero opuesto al material superior. Preferiblemente, puede escribirse además sobre la hoja para tarjetas con un instrumento de escritura manual. Preferiblemente, la capa de polímero es polimetil penteno. Preferiblemente, el material superior tiene un gramaje de entre 160 y
250 g/m^{2}. Preferiblemente, la capa de polímero tiene un gramaje de entre 15 y 45 g/m^{2}. Preferiblemente, las líneas debilitadas no penetran dentro del material de soporte. Preferiblemente, la capa de polímero no comprende un punzonado. Preferiblemente, el material superior y el material de soporte pueden romperse sobre las líneas debilitadas para formar hojas impresas subdivididas.

Preferiblemente, las hojas impresas subdivididas son tarjetas comerciales, tarjetas fotográficas o tarjetas postales. Preferiblemente, las líneas debilitadas son líneas punzonadas. Preferiblemente, el material superior tiene un grosor de aproximadamente entre \mum y 250 \mum.

Preferiblemente, el material de soporte tiene un grosor de entre 30 \mum y 70 \mum.

Preferiblemente, el material de soporte comprende TPX y el material superior es cartulina. Preferiblemente, el TPX es extrudido sobre el lado posterior de la cartulina. Preferiblemente, el material de soporte tiene una superficie fotorreceptora. Preferiblemente, el material superior tiene una superficie fotorreceptora. Preferiblemente, el material superior es una capa de polímero diferente de al menos una capa de polímero del material de soporte. Preferiblemente, el material superior es un polímero. Preferiblemente, el polímero del material superior es un polímero imprimible. Preferiblemente, el polímero del material superior es poliolefina y el revestimiento es un revestimiento de acabado. Preferiblemente, las líneas debilitadas son líneas troqueladas a través del material superior. Preferiblemente, la hoja superior incluye dos capas de papel sujetas entre sí. Preferiblemente, las dos capas de papel se mantienen juntas mediante TPX. Preferiblemente, la capa de soporte de polímero incluye un polímero cristalino. Preferiblemente, la capa de soporte de polímero incluye un polímero semicristalino. Preferiblemente, la capa de soporte de polímero incluye un polímero y un agente de nucleación. Preferiblemente, el polímero es polipropileno. Preferiblemente, el polímero es una poliolefina. Preferiblemente, la capa de soporte de polímero incluye un polímero que tiene un relleno. Preferiblemente, el polímero es polipropileno y el relleno es talco. Preferiblemente, la hoja es una hoja para tarjetas. Preferiblemente, la hoja es una hoja imprimible. Preferiblemente, la acción de plegado simple es de entre 45º y 165º. Preferiblemente, la tarjeta impresa es una tarjeta comercial. Preferiblemente, la tarjeta impresa es una tarjeta fotográfica. Preferiblemente, el polímero de la hoja de la película de polímero se selecciona entre el grupo de polimetilpenteno, poliolefinas, poliésteres, polimetilmetacrilato, poliestireno y sus mezclas compatibles. Preferiblemente, las poliolefinas se seleccionan ente el grupo de polipropileno, polietileno y copolímeros de propileno y etileno. Preferiblemente, la hoja se parte solamente con un simple pliegue hacia delante en dirección al material superior imprimible al menos un 95% de las veces con un 95% de fiabilidad. Preferiblemente, la hoja se parte solamente con un simple pliegue hacia delante en dirección al material superior imprimible al menos un 93% de las veces con un 99% de fiabilidad. Preferiblemente, la hoja de película de polímero es una hoja de capa simple. Preferiblemente, la hoja de película de polímero es una hoja de capas múltiples. Preferiblemente, la superficie imprimible es capaz de recibir una imagen de una impresora de chorro de tinta o láser.

Preferiblemente, la hoja de película de polímero tiene un tamaño de 21,6 x 28,9 cm, 21,6 x 35,6 cm (8½ x 11 pulgadas, 8½ x 14 pulgadas) o A4. Preferiblemente, la aplicación incluye la extrusión del polímero sobre el lado trasero. Preferiblemente, la aplicación incluye el revestimiento de una solución de polímero sobre el lado trasero y el calentamiento de la solución revestida para eliminar el solvente. Preferiblemente, la aplicación incluye el revestimiento del polímero con base del solvente. Preferiblemente, la aplicación incluye el revestimiento de una mezcla prepolimérica sobre el lado posterior y la polimerización de la mezcla. Preferiblemente, la polimerización incluye la irradiación de la mezcla prepolimérica con luz UV. Preferiblemente, la mezcla prepolimérica incluye un fotoiniciador. Preferiblemente, la polimerización incluye la polimerización térmica. Preferiblemente, la mezcla prepolimérica incluye un iniciador térmico. Preferiblemente, la polimerización incluye la polimerización por haz de electrones. Preferiblemente, el procedimiento comprende además el envejecimiento térmico del polímero para promover su cristalización. Preferiblemente, la aplicación incluye el revestimiento mediante extrusión del revestimiento polimérico y luego el envejecimiento mediante calor del revestimiento. Preferiblemente, el procedimiento comprende además el tratamiento del revestimiento con irradiación ionizante. Preferiblemente, el revestimiento de polímero incluye al menos un relleno inorgánico. Preferiblemente, el material superior es una capa de polímero que tiene un polímero diferente del soporte de polímero. Preferiblemente, un lado de la hoja opuesto al lado frontal es imprimible mediante un instrumento manual de escritura.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en planta desde arriba de una hoja para tarjetas de la presente invención.

La figura 2 es una vista en perspectiva de una impresora (o copiadora) mostrando un montón de hojas para tarjetas de la figura 1 que están siendo insertadas e impresas.

La figura 3 es una vista en sección aumentada de la hoja para tarjetas de la figura 1 tomadas sobre la línea 3-3.

La figura 4 es un esquema que muestra un proceso para la manufacturación de la hoja para tarjetas de la figura 1.

La figura 5 es una vista similar a la figura 3 que muestra una primera alternativa de la hoja para tarjetas de la invención.

La figura 6 muestra una segunda alternativa.

Las figuras 7a-7c muestran los pasos del mecanismo de ruptura de una hoja para tarjetas de la invención.

La figura 9 muestra una tercera alternativa.

La figura 10 es una vista digital de una interfaz de fractura de una realización de esta invención.

Las figuras 11(a), (b) y (c) muestran imágenes originales binarias y des-moteadas, respectivamente, usando un proceso de mejora a partir de la vista digital de la figura 10.

La figura 12 es una imagen erosionada.

La figura 13 muestra una extracción de las imágenes finales de la interfaz de fractura.

La figura 14 son imágenes capturadas de la interfaz de fractura.

La figura 15 muestra un contorno de la interfaz, extraído de un producto de la invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invención

Una hoja para tarjetas de la presente invención se muestra de forma general en 100 en la figura 1. Un montón de hojas 100 de tarjetas puede colocarse en la bandeja de entrada de una impresora (o copiadora) mostrada de forma general en 104 en la figura 2. Las marcas 110 de impresión deseadas pueden Imprimirse sobre las tarjetas 120 de la hoja para tarjetas mediante la impresora (o copiadora) 104.

La hoja 100 de tarjetas de acuerdo con una realización de la invención comprende un material superior 130 y un material 134 de soporte directamente aplicado a la superficie inferior del material superior, según se muestra en la vista en sección de la figura 3. Líneas 140 de separación debilitadas (tales como líneas troqueladas) a través del material superior 130 forman los perímetros de las tarjetas 120.

Un "material superior imprimible" significa materiales que puedan ser impresos con una impresora de chorro de tinta y/o una impresora láser 104 u otros procedimientos comerciales de impresión, tales como impresión offset y/o instrumentos de escritura (los instrumentos de escritura pueden incluir bolígrafos, lápices o similares). Como material superior 130, puede usarse generalmente cualquier material de tarjetas que pueda imprimirse con una impresora de chorro de tinta y/o una impresora láser 104. Dichos materiales de tarjetas por ejemplo, también pueden ser revestidos o no revestidos, mates o satinados, marmolizados u oblicuamente transparentes o pueden tener un lienzo u otra estructura topográfica. Cuando las tarjetas 120 son para tarjetas de visita o comerciales, se prefiere un material que tenga un gramaje de entre 160 y 250 g/m^{2}. Ejemplos de materiales de tarjetas preferidos incluyen el papel recubierto mate disponible en Felix Schoeller Specialty Papers (Osnabruck, Alemania) y papeles fotorreceptores de Kanzaki Specialty Papers (Springfield, Massachussets); así como papeles láser disponibles en Kohler (Alemania), Neusiedler Group (Austria) y Manadnock Paper Mills (New Hampshire). Los papeles, cuando se utilizan en conjunción con el soporte, tienen un calibre adecuado para el uso deseado, tal como tarjetas comerciales y tarjetas fotográficas.

Para separar las tarjetas 120 individuales de la hoja 100 de tarjetas, el material superior 130 tiene preferiblemente líneas punzonadas o troqueladas. Por otra parte, la capa 134 de polímero preferiblemente no está punzonada, aunque para ciertas aplicaciones puede usarse un punzonado o troquelado 140 que marque pero que no agujeree o que solamente penetre una ligera profundidad. Para suministrar un material 134 de soporte para tarjetas perforadas dentro de la hoja 100 de tarjetas, la capa 134 de polímero se aplica preferiblemente directamente sobre el lado posterior del material superior 120, por ejemplo, mediante extrusión. Sí el material superior 130 tiene un gramaje de entre 160 y 250 g/m^{2}, la capa 134 de polímero aplicada al mismo tiene preferiblemente un gramaje de entre 15 y 45 g/m^{2}.

La separación de las tarjetas individuales 120 de la hoja 100 de tarjetas de la invención se efectúa doblando a lo largo de las líneas punzonadas 140 en la dirección del material superior mediante lo cual la capa 134 de polímero se parte limpiamente a lo largo de las líneas punzonadas. Para este propósito, debe sobrepasarse la elongación de rotura de la capa 134 de polímero; esto es, la deformación elástica y plástica de la capa 134 de polímero debe ser tan pequeña como sea posible. Además, la capa de polímero debe tener una pequeña resistencia adicional al desgarro. En otras palabras, debe ser quebradiza, de forma que cuando un lado de la capa de polímero se exponga a una tensión que sobrepase su elongación de ruptura, la rotura continuará hasta el lado que no está combado. Es, por lo tanto, una característica preferida de la invención que el polímero que constituye la capa 134 de polímero aplicada en el lado posterior del material superior 130, tenga una carga de rotura en la banda de entre 10 y 30 MPa y una elongación de rotura en la banda de entre 10 y 120%, preferiblemente 20 y 50%. Los datos de la carga de rotura y de la elongación de rotura se refieren a la norma EN - ISO 527 - 3/2/500. Los datos del esfuerzo de flexión se refieren a la norma
EN - ISO 178.

La elongación de rotura de la capa 134 de polímero depende además del grosor del material superior 130. Cuanto más fino sea el material superior 130, mayor será la elongación de la capa 134 de polímero y se obtiene antes la carga de rotura de la capa 134 de polímero. Por esta razón, el material superior 130 tiene preferiblemente un gramaje mayor de 150 g/m^{2}, en particular, en la banda de entre 160 y 250 g/m^{2}.

El polímero del material 134 de soporte aplicado en el lado posterior o trasero de la hoja para tarjetas tiene preferiblemente un esfuerzo de flexión en la banda de entre 600 y 1200 MPa y se prefiere un esfuerzo de flexión de entre 600 y 900 MPa. En una realización preferida, el polímero tiene una resistencia a la tracción máxima de entre un 2 y un 10%.

Una vista esquemática simplificada de un proceso de manufactura de una hoja preferida 100 de tarjetas se ilustra de forma general en la figura 4 en 200. Con referencia a este proceso, el material 210 de cartulina se combina con el material polimérico de respaldo sin utilizar adhesivos, en vez de ello el polímero (por ejemplo TPX) se extrude directamente sobre el material de la cartulina. En la figura 4 se muestra un troquel 230 de extrusión que extrude el polímero 240 fundido en caliente sobre el material de la cartulina que viene de un rollo 250. El material revestido se enfría rápidamente mediante un rodillo 260 de enfriamiento. El material entonces se suministra en línea al equipo 270 de conversión, en el que se troquela, se le da forma de hoja y se embala. Alternativamente, el material revestido puede ser enrollado en un rollo y convertido posteriormente fuera de línea o en otra instalación.

Generalmente, cualquier polímero es adecuado para la capa 134 de polímero siempre que tenga las propiedades mecánicas aquí indicadas. Los polímeros preferidos incluyen polimetilpenteno, poliolefinas (tales como polipropileno, polietileno y copolímeros de propileno y etileno), poliésteres, polimetil metacrilato, poliestireno y sus mezclas compatibles.

En una realización preferida (figura 3), la superficie 300 de la capa de polímero es rugosa. De esta manera se puede conseguir que el lado frontal del material superior 130 y la capa 134 de polímero aplicada en el lado posterior del material superior tengan propiedades hápticas similares, es decir, los lados frontal y posterior de la tarjeta 120 resultante, por ejemplo una tarjeta de visita o una tarjeta comercial, tienen el mismo tacto. Mediante la rugosidad también se obtienen buena capacidad para la escritura y buen comportamiento de alimentación y de transporte en la impresora.

La rugosidad de la superficie del lado posterior de la capa 134 de polímero se determina mediante el rodillo 260 de enfriamiento después de la extrusión (el rodillo 260 de enfriamiento es el rodillo que enfría el polímero fundido, tal como se explicó anteriormente). Mediante la selección adecuada del rodillo 260 de enfriamiento, puede ajustarse la rugosidad de la superficie de manera que el lado posterior de la capa 134 de polímero pueda imprimirse con una impresora láser (o con un instrumento de escritura). Una selección de la rugosidad de forma que la capa 134 de polímero pueda imprimirse con una impresora láser (o con un instrumento de escritura) representa una realización adicional preferida de la invención.

En otras palabras, la rugosidad de la capa 134 de polímero es principalmente suministrada por la estructura del rodillo 260 de enfriamiento después de la extrusión (cuanto más rugoso el rodillo de enfriamiento, más rugosa la capa de polímero). Otro procedimiento de obtención de la rugosidad de la superficie es aplicar un revestimiento 300 al lado trasero de la estructura de la hoja, es decir, a la capa 134 de polímero.

La capa 134 de polímero de la hoja 100 de tarjetas de acuerdo con la invención se aplica preferiblemente de forma directa en el lado posterior del material superior mediante extrusión, tal como se mencionó anteriormente. Esto permite que la capa 134 de polímero se pegue en el material superior 130 de forma que no se necesite una capa de adhesivo de contacto entre ambos para conectar el material superior con la capa de polímero. En una realización adicional de la invención, según se muestra de forma general en 330 en la figura 5, puede aplicarse adicionalmente un segundo material superior 340 sobre la capa 350 de polímero, de manera que la capa de polímero se sitúe entre dos capas de un primer material superior 360 y un segundo material superior. Para producir dicha hoja para tarjetas, el segundo material superior 360 se suministra también desde el lado del polímero cuando la hoja de polímero se extrude sobre el primer material superior. También en esta realización, el primer y el segundo material superior se pegan directamente en la capa 350 de polímero. Ambos materiales superiores están preferiblemente provistos de líneas punzonadas, por medio de las cuales pueden separarse las tarjetas de la hoja 330 de tarjetas combándolas en cualquier dirección. Por otra parte, la capa 350 de polímero preferiblemente no está punzonada. Esto permite que pueda imprimirse tanto el lado frontal como el lado posterior de la hoja 330 de tarjetas. Ambos materiales superiores son como se definieron anteriormente o pueden ser iguales o diferentes entre sí. Adicionalmente, la segunda capa superior puede que no esté extrudida, pero puede constar de otra banda de material superior. De esta forma, los dos materiales superiores pueden ser ambos papel que se mantienen juntos mediante TPX. Los dos papeles en este ejemplo no tienen por que ser iguales.

Cuando el material de soporte comprende dos capas, la capa inferior 350 puede ser TPX, la capa superior 360 puede ser poliolefina rellena de vinilo y puede disponerse una capa 370 de unión opcional. Ejemplos de materiales de capa de unión incluyen polímeros modificados con anhídrido tales como polipropileno modificado con anhídrido, polietileno modificado con anhídrido, etileno vinil acetato modificado con anhídrido, etil metil acrilato modificado con anhídrido, ácido etilacrílico modificado con anhídrido y sus copolímeros y mezclas. La poliolefina puede tener un revestimiento superior 380 adecuado. El grosor del TPX se selecciona para que sea fino ya que tiende a ser el componente más costoso; preferiblemente se necesitan una o dos milésimas de pulgada para obtener la característica de rotura de esta invención. El grosor de la capa superior 370 depende de la aplicación, para tarjetas comerciales podría estar en la banda de entre 0,20 y 0,25 mm (entre 8 y 10 milésimas de pulgada).

En una realización adicional, tal como se describió en 386 en la figura 6, la capa de polímero opuesta al material superior está revestida con un revestimiento 390 para chorro de tinta común para películas, lo que permite la impresión con una impresora de chorro de tinta. Dichos revestimientos para chorro de tinta son conocidos por las personas expertas en la materia. En la mayoría de los casos, constan de uno o más aglutinantes de látex (por ejemplo, vinil acetato, etileno vinil acetato), uno o más agentes fijadores (por ejemplo, poliamina) y sílice.

Las tarjetas 120 separadas de las hojas 100 de tarjetas, etc. de acuerdo con la invención pueden construirse y usarse como tarjetas de visitas (comerciales), tarjetas fotográficas, tarjetas postales o similares tal como será evidente para aquellos expertos en la materia a partir de esta invención. Las dimensiones de longitud y anchura preferidas son 5,1 x 8,9 cm (2 x 3,5 pulgadas) para tarjetas comerciales y 10,2 x 15,2 cm, 12,7 x 217,8 cm, 5,1 x 7,6 cm y 20,3 x 25,4 cm (4 x 6, 5 x 7, 2 x 3 y 8 x 10 pulgadas) para tarjetas fotográficas. La hoja para tarjetas en sí misma, por ejemplo, puede ser de 21,6 x 28,9 cm, 21,6 x 35,6 cm (8½ x 11 pulgadas, 8½ x 14 pulgadas) o tamaño A4.

El material superior 130 puede tener un grosor de entre 150 \mum y 250 \mum. Mientras que el límite inferior es importante para el comportamiento de ruptura (para polímeros muy quebradizos, son aceptables materiales más finos y rígidos), el límite superior es importante para el grosor total deseado del producto.

Bandas de grosores operativos para el material 134 de soporte están entre 20 y 50 g/m^{2} o entre 25 y 60 \mum. El límite inferior es importante para la conversión. Teniendo en cuenta el límite superior: los polímeros más gruesos pueden ser operativos cuando se semi troquela el polímero; los polímeros más gruesos pueden utilizarse cuando se aplican mediante laminación en vez de extrusión y para una construcción de película simple (tal como policarbonato) que esté semi-punzonada.

El mecanismo para romper una hoja para tarjetas de la presente invención se ilustra en las figuras 7a, 7b y 7c. La figura 7a muestra una sección de corte de una parte de una hoja 100 de tarjetas de la presente invención, preferiblemente después de que la hoja haya pasado a través de una impresora (o copiadora) 104 y las marcas deseadas se hayan impreso sobre la superficie superior del material superior 130 que puede ser papel o cartulina. Un troquel 140 en forma de V se ilustra a través del material superior y hasta la superficie superior del material 134 de soporte (polimérico). El troquel 140 se ilustra con un ángulo \alpha donde \alpha está preferiblemente entre 50º y 80º, prefiriéndose 60º. Para separar las tarjetas individuales del resto de la hoja, la hoja se dobla hacia arriba o en dirección al material superior 130 y alrededor de la línea troquelada 140, la acción de plegado se describe en la figura 7b mediante flechas 400. La capa inferior 134, tal como puede entenderse a partir de la figura 7c, se alarga (según se describe mediante la flecha 410) y eventualmente se rompe a lo largo de una línea recta limpia por debajo (al lado) de la línea troquelada. En otras palabras, solamente con un (preferiblemente) solo doblez se parte limpiamente.

La presente construcción de hoja 100 de tarjetas y el mecanismo de ruptura antes descrito pueden estar enlazados con un montaje de puerta y bisagra en el que la bisagra es la película 134 y el material superior 130 (que ha sido cortado a través de la película) actúa como la puerta y la jamba de la puerta. Así, cuando se cierra la "puerta" se sobrepasa el cierre a través de la "jamba" de la puerta. Hay un punto de apoyo de palanca sobre la parte troquelada y a medida que la puerta es empujada a cerrarse, la película 134 se estira y se rompe a causa de la fuerza de apalancamiento. En otras palabras, ya que el material 130 de la cara superior es bastante grueso, cuando se cierra la "puerta", la película 134 se estira a lo largo de su superficie trasera y se parte limpiamente. Así, es deseable una baja elongación de la película de manera que se rompa después de estirarse solamente una pequeña cantidad (y así la "puerta" no se dobla o abre completamente). Por otra parte, el esfuerzo de tracción de la película tiene que ser lo suficientemente alto para sujetar la hoja junta de manera que las tarjetas no se suelten debido a las tensiones de la manipulación incluyendo la fuerza ejercida sobre ella a medida que pasa a través de la impresora.

Otro polímero que proporciona esta fractura limpia mediante un pliegue simple es el polietileno (PE). El PE tiene una resistencia a la tracción de entre 8 y 34 MPa y un estiramiento mínimo de ruptura del 10% y oscila entre el 10 y el 300%.

La facilidad de ruptura hacia la cara 130 de papel es proporcional a 1/\alpha, 1 mod_{pel\text{í}cula}, mod_{papeles}, grosor_{papel},
1/grosor_{pel\text{í}cula} y densidad_{papeles}. Esto es, es más fácil romperlo si el ángulo de corte es 140º o inferior (más agudo), el módulo (resistencia o dureza) de la película es inferior, el módulo del papel es mayor, el papel es más grueso o más tenso o el grosor de la película es inferior. Todos ellos asumen que el troquelado se efectúa solamente hasta la capa de la película. Si el troquelado es más profundo o más somero, entonces la profundidad del troquelado sustituirá al grosor de papel.

La facilidad de ruptura hacia el polímero 134 (en la dirección de pliegue opuesta) será similar a las anteriores "reglas" excepto que ninguno de los atributos del papel 130 jugaría un rol (asumiendo que el papel está completamente cortado a su través) y el ángulo o el filo del troquel tampoco jugará ningún rol. Además, ya que no hay punto de apoyo de palanca es posible que la película 134 solamente se doble y se debilite pero no se rompa. Si este es el caso, se necesitarán múltiples dobleces para provocar la separación.

Para que la capa de película se rompa, la tensión (estiramiento) debe estar por encima de la elongación de ruptura de la capa de película. En el peor caso, cuando hay una combadura de 120º para efectuar la ruptura, el estiramiento es aproximadamente: parámetro de estiramiento = 2 * (t1 x t2)d en donde t1 es el grosor de la capa de papel, t2 es el grosor de la capa revestida por extrusión y d es la anchura del troquel y se utiliza la longitud inicial de la película antes de su estiramiento.

La invención se explicará en detalle mediante los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1

Polimetil penteno (TPX) con un peso del revestimiento de 20 g/m^{2} se extrude sobre el lado posterior de una hoja A4 que consta de cartulina marfil de 180 g/m^{2}, que es adecuada para ser impresa con una impresora láser o una impresora de chorro de tinta. La hoja se perfora sobre el lado frontal en dos filas de 5 tarjetas de visita o comerciales cada una. La tarjeta se rompe combándola hacia el material superior. Las propiedades mecánicas del polímero polimetil penteno utilizado se muestran en la tabla a continuación.

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Ejemplo 2

TPX con un peso de revestimiento de 20 g/m^{2} es extrudido sobre el lado posterior de una hoja A4 que consta de papel estucado de alto brillo de 200 g/m^{2} para impresoras fotográficas de chorro de tinta. El lado posterior de la hoja (el lado sobre el cual está extrudido el polímero) es tan liso como el lado frontal. La hoja está punzonada sobre el lado frontal. La tarjeta se separa combándola hacia el material de superior. Las propiedades mecánicas del polímero polimetil penteno utilizado se detallan en la tabla.

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Ejemplo 3

TPX con un peso de revestimiento de 20 g/m^{2} es extrudido sobre el lado posterior de una hoja A4 que consta de cartulina marfil de 185 g/m^{2}, que es adecuada para impresoras láser o de chorro de tinta. La hoja está punzonada sobre el lado frontal en dos filas de 5 tarjetas de visita o comerciales cada una. Un revestimiento adicional de la película con un revestimiento para chorro de tinta sobre el lado posterior del material de las tarjetas permite imprimir también el lado posterior, de manera que pueda producirse una tarjeta de visita individualmente imprimiéndose sobre ambos lados. La tarjeta se separa combándola hacia el material superior. Las propiedades mecánicas del polímero polimetil penteno utilizado se detallan en la tabla.

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Ejemplo 4

En hojas A4 que constan de un material superior, que tiene un peso de entre 90 y 125 g/m^{2}, se extrude TPX de 30 g/m^{2} y un material superior que tiene un peso de entre 90 y 125 g/m^{2}, se punzonan los lados frontal y posterior con las mismas herramientas de punzonado en la misma posición, siendo posible imprimir sobre el lado frontal y el lado posterior y separándose las tarjetas rompiéndolas en cualquier dirección. Las propiedades mecánicas del polímero polimetil penteno se detallan en la tabla.

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Ejemplo comparativo 1

Se utiliza la misma hoja que en el ejemplo 1 anterior diferenciándose en que se ha utilizado polipropileno como el polímero de la capa de polímero. Las propiedades mecánicas del polímero polipropileno se detallan en la tabla.

Ejemplo comparativo 2

Se utiliza la misma hoja que en el ejemplo 1 diferenciándose en que el polímero de la capa de polímero es poliéster (polietileno tereftalato libre de relleno). Las propiedades mecánicas del poliéster utilizado se detallan en
la tabla.

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TABLA

1

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Los polímeros preferidos incluyen polimetilpenteno, poliolefinas (tales como polipropilenos, polietilenos y copolímeros de propileno y etileno), poliésteres, polimetil metacrilato, poliestireno y sus mezclas compatibles. En el caso de capas múltiples, el grosor relativo dependería de los costes de los materiales y de la funcionalidad. Por ejemplo,
15,4 \mum (1 milésima de pulgada) de polimetil penteno es suficiente para hacer posible el mecanismo de ruptura (consulte las figuras 7a-7c); sin embargo, si el producto final es una cartulina, pueden necesitarse materiales adicionales para conseguir el grosor deseado. Estos podrían seleccionarse entre polímeros que sean relativamente baratos, tales como polietileno de tipo comercial, pero que carecen de la capacidad de fracturarse adecuadamente. Puede utilizarse 229 \mum (9 milésimas de pulgada) de polietileno para producir una estructura de 254 \mum (19 milésimas de pulgada). En este caso, podría necesitarse una capa de unión para evitar que las capas se separen y puede seleccionarse entre materiales bien conocidos para este propósito. Ejemplos preferidos de materiales de capa de unión incluyen polímeros modificados con anhídrido, tales como propileno modificado con anhídrido, polietileno modificado con anhídrido, etileno vinil acetato modificado con anhídrido, etil metil acrilato modificado con anhídrido, ácido etilacrílico modificado con anhídrido y sus copolímeros y mezclas. Ya que la capa de polietileno probablemente no suministrará el mecanismo de rotura, pueden necesitarse troquelados en la capa de polimetil penteno.

Una construcción de hoja preferida de la presente invención se rompe consistentemente con un ángulo de combadura de entre 45º y 165º. Es decir, no son necesarios pliegues múltiples hacia atrás y hacia delante. Estas características comercialmente valiosas no se conocían en la técnica anterior. Los ensayos se realizaron sobre las siguientes hojas de la presente invención: (1) mate con revestimiento de chorro de tinta, (2) satinada con revestimiento de chorro de tinta y (3) láser sin revestimiento. Cada una de ellas se rompió 60 de cada 65 veces con un pliegue simple hacia adelante. Consecuentemente, según lo acordado para una definición de la invención, la hoja se rompe con un único pliegue hacia adelante en dirección al material superior imprimible el 95% de las veces con una fiabilidad del 95%, y de acuerdo con otra definición de la invención, la hoja se rompe con un único pliegue hacia adelante en dirección al material superior imprimible al menos el 93% de las veces con un 99% de fiabilidad. Importante para esta propiedad de "pliegue único" es la concordancia del material superior (tal como papel) con la capa de polímero de la presente invención. El papel se selecciona para permitir que se produzca el mecanismo de rotura.

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Realizaciones de procesamiento del polímero

Conceptos generales comunes a cada una de las alternativas de "procesamiento del polímero" son que el papel se utiliza como una capa, el polímero o la película como la segunda. El grosor del papel o de la película depende de los requisitos finales del producto. El grosor de la estructura completa puede oscilar entre 50,5 y 381 \mum (entre 2 y 15 milésimas de pulgada) el grosor relativo de las capas puede oscilar desde una mayor parte de papel con revestimiento de película hasta una mayor parte de película con una capa fina de material imprimible, tal como papel o revestimiento superior.

A. Procesamiento de fusión

Para el procesamiento de fusión, un polímero formador de película o una mezcla o aleación de polímeros se calienta hasta una temperatura por encima del punto de fluidez, se transporta mientras está fundido hasta un medio para el revestimiento de una banda de papel, se enfría y se enrolla en forma de rollo (consulte la figura 4 y los correspondientes análisis anteriores).

El polímero se selecciona tal como se indicó anteriormente. Se utilizan las propiedades físicas relacionadas con la facilidad de efectuar una rotura limpia para seleccionar los polímeros apropiados. La adhesión al papel seleccionado se utiliza también como criterio para seleccionar el polímero. Un ejemplo preferido utiliza polimetilpenteno (TPX) como el material polimérico. Otros polímeros que también pueden suministrar propiedades adecuadas incluyen poliésteres, poliolefinas, poliestirenos y polimetil metacrilatos.

El polímero o polímeros pueden fundirse en un aparato de fusión convencional incluyendo extrusores de tornillo de alimentación simple tales como aquellos manufacturados por Davis - Standard, extrusores de tornillo de alimentación doble, tales como aquellos manufacturados por Leistritz o crisoles calientes u hornos de fusión (Nordson como ejemplos). La temperatura exacta dependerá de la estabilidad de temperatura y de la viscosidad de los materiales. Las condiciones típicas del extrusor dependerán de los materiales pero podrían incluir bandas de temperaturas de entre 121ºC y 343ºC (entre 250 F y 650 F). Los polímeros fundidos son transportados hasta una matriz por medio de un extrusor, una bomba de engranajes o cualquier otro medio adecuado. La matriz hace que se forme una hoja de polímero fundido y esta hoja se deposita luego sobre un papel u otro substrato. La matriz puede estar en contacto, o casi, con el substrato tal como en las operaciones típicas de revestimiento de ranura. Alternativamente, la matriz puede situarse a distancia de los substratos como en las operaciones típicas de revestimiento por extrusión. Adicionalmente, puede emplearse un punto de contacto entre rodillos para asegurar un buen contacto de la película y el substrato.

El polímero puede modificarse adicionalmente, tal como se mencionó, usando rellenos, agentes de nucleación, etc (tal como se ha descrito con mayor detalle en cualquier otro sitio de la invención, y todavía permanece dentro del alcance de la invención).

El papel seleccionado debe suministrar las propiedades adicionales que sean necesarias para la aplicación. El papel puede que necesite ser troquelado, texturizado, impreso, borrado, etc. También puede necesitar ser lo suficientemente grueso para proporcionar el grosor total requerido para la aplicación. Puede necesitarse el tratamiento del papel para mejorar su adhesión o receptividad de impresión. Los medios de promoción de la adhesión pueden incluir una imprimación, adhesivos o un tratamiento de corona. Los medios para mejorar la receptividad de la tinta pueden incluir revestimientos superiores (mencionados anteriormente) o aditivos para el papel.

Además de la impresión sobre el lado del papel del laminado, también puede imprimirse la película. La selección de la película puede permitir la impresión o el lado de la película puede tratarse con medios para mejorar la capacidad de impresión. Tal como se mencionó anteriormente, estos pueden incluir tratamientos de corona o revestimientos superiores.

Como ejemplo, se utilizó un extrusor con un tornillo de alimentación de un diámetro de 6,4 cm (2½ pulgadas) para extrudir una resina de homopolímero de polipropileno 35 MFI Basell PD-702 a través de una boquilla de 30,5 cm (12 pulgadas), con temperaturas de fusión de entre 288ºC y 316ºC (550 F y 600 F). El material fundido fue directamente revestido sobre papel con un grosor de papel de 218 \mum (8,6 milésimas de pulgada) y un grosor de la capa de polipropileno de 25,4 \mum (1 milésima de pulgada). La velocidad de enrollado fue 0,25 g/m^{2} (50 pies/minuto).

B. Procesamiento de la solución

El concepto "procesamiento de la solución" comprende la disolución de un material o mezcla de materiales adecuados en un solvente apropiado, el revestimiento de la solución sobre el papel y la posterior eliminación del solvente. Pueden utilizarse medios de revestimiento convencionales con solventes. Generalmente, se utilizan hornos, que funcionan a temperaturas que dependen de la selección del solvente, en línea con el procesamiento del revestimiento para conseguir una película seca uniforme. Los rellenos también podrían ser útiles.

Un ejemplo de materiales de revestimiento adecuados son los revestimientos acrílicos acuosos producidos por Rohm & Haas y vendidos bajo el nombre comercial RHOPLEX, que contienen aproximadamente entre un 40% y un 60% de sólidos, aplicados por cualquier medio capaz de dosificar el peso de revestimiento deseado sobre el substrato deseado. Posteriormente el revestimiento se seca a temperaturas de horno de aproximadamente entre 150ºC y 160ºC para obtener un 100% de sólidos del revestimiento acrílico.

C. Procesamiento de prepolímeros

El "procesamiento de prepolímeros" utiliza prepolímeros, monómeros y opcionalmente (si fuera necesario) iniciadores y aceleradores. Una mezcla de estos se reviste sobre el substrato de papel, mediante medios convencionales incluyendo el revestimiento con matriz de ranura, el revestimiento con cuchilla o el huecograbado, hasta un grosor uniforme. La mezcla puede calentarse para facilitar el revestimiento, el precalentamiento puede no ser necesario si la viscosidad de la mezcla es baja. La mezcla de prepolímeros se expone entonces a condiciones de polimerización para formar la película final. La película final debe tener suficientes propiedades físicas para hacer posible el mecanismo de rotura. Entonces se realizaría el troquelado, los tratamientos superficiales, etc., para formar el producto final.

Pueden usarse diferentes materiales para producir películas, incluyendo acrilatos, metacrilatos y acrilatos y metacrilatos multifuncionales. Estos materiales pueden estar disponibles en Sartomer Corporation. Puede crearse una mezcla adecuada de estos materiales de forma que el copolímero polimerizado final tenga las características de rotura deseadas. La mezcla puede ser revestida sobre papel adecuado y puede polimerizarse de diferentes formas.

Pueden producirse películas finas (generalmente milésimas de centímetro o menores) mediante la adición de un fotoiniciador tal como benzofenona; pueden utilizarse otros fotoiniciadores conocidos en la industria incluyendo aquellos que caen dentro de las clases de las fenonas y los compuestos azo o diazo. La cantidad de fotoiniciador tendrá impacto en las propiedades finales y puede determinarse experimentalmente. Después del revestimiento, el prepolímero es irradiado con luz UV (generalmente se utilizan lámparas de mercurio de alta presión) después de lo cual se produce la polimerización, dando como resultado la película final.

Pueden utilizarse procedimientos bien térmicos o bien de haz de electrones en vez de luz UV. Estos procedimientos pueden utilizarse en particular para películas más gruesas en las que la luz UV no penetrará lo suficiente para efectuar la polimerización en todo el grosor de la película. En el caso de polimerización térmica, se añadirá un iniciador térmico en vez de un fotoiniciador. Los iniciadores térmicos generalmente serán peróxidos orgánicos o compuestos diazo. DuPont hace una clase de iniciadores vendidos bajo la marca comercial VAZO, que pueden utilizarse. La elección del iniciador depende de la diferencia entre la temperatura requerida para el revestimiento y la temperatura requerida para la polimerización. Se selecciona un iniciador que no haga que la polimerización se produzca prematuramente a temperaturas de revestimiento. La cantidad de iniciador tendrá impacto en las propiedades finales de la película y puede determinarse experimentalmente. La temperatura requerida para la polimerización depende del iniciador seleccionado y la velocidad de reacción deseada, y puede determinarse experimentalmente.

En el caso de polimerización con haz de electrones, no se necesita iniciador, ya que el haz de electrones producirá radicales libres cuando incida en el prepolímero. Las dosis de radiación requerida pueden oscilar entre 10 y 50 kilograys (entre 1 y 5 megarads).

Otro prepolímero que puede ser útil haría uso de epóxidos orgánicos. Mezclas adecuadas de epóxidos incluyen epóxidos orgánicos, agentes acelerantes (tal como nonil fenol) e iniciadores. Existen muchos iniciadores para estos sistemas y pueden incluir ésteres metálicos (tal como titanatos orgánicos), iniciadores de radicales libres e iniciadores catiónicos. Muchos de estos sistemas, sin embargo, constan de dos partes y necesitan mezclarse antes de la polimerización. El control de la velocidad de polimerización puede efectuarse a través de una cuidadosa elección de los materiales. La mayoría de los materiales epóxidos son duros y quebradizos y pueden ser adecuados como capa de fractura ya que tiene suficiente flexibilidad para sobrevivir al uso en impresoras de sobremesa. Acrilatos de epóxido de bisfenol A flexibilizados tales como aquellos producidos por UCB Chemicals (Bélgica) y vendidos bajo la marca comercial EBECRYL son materiales epóxidos flexibles preferidos.

Realizaciones de post-procesamiento

Cualquiera de las construcciones previamente mencionadas puede usarse para este ejemplo. El grosor de las capas relativas puede ajustarse hasta observar las repuestas físicas deseadas en términos de grosor total, coste de construcción, capacidad de impresión y así sucesivamente. La construcción puede ensamblarse mediante cualquiera de los medios analizados.

A. Tratamiento térmico (envejecimiento)

En general, la muestra se envejece mediante calor a temperaturas elevadas para fomentar la cristalización dentro de la capa de polímero. Más cristalización mejorará probablemente el efecto de fractura ya que los cristales poliméricos son más frágiles que los polímeros amorfos. La temperatura usada debe estar por encima de la T_{g} del polímero, pero por debajo de la temperatura de fusión o del punto de fluidez. Esto permitirá la redisposición de las moléculas del polímero dentro de estados de menor energía (cristalizados). El tratamiento puede realizarse mientras que el producto está descubierto, en forma de rollo o después de la conversión y/o el embalaje.

"Un polímero sólido es parcialmente cristalino, tal como el polietileno y el poli (etilenitereftalato) o no cristalino, tal como el poli (metilmetacrilato) y poliestireno comercialmente disponibles. Los polímeros parcialmente cristalinos, denominados polímeros cristalinos, se construyen mediante una complicada agregación de regiones cristalinas y amorfas. En la región amorfa, las cadenas moleculares están es un estado de conformación aleatorio. En la región cristalina, las cadenas del polímero se extienden en una estructura definida característica y se empaquetan juntas regularmente, formando un cristalito... La cristalización de polímeros con baja cristalinidad se acelera mediante tratamiento térmico bajo condiciones adecuadas. La fracción de peso de las regiones cristalinas determina el grado de cristalinidad". Encyclopedia of Polimer Science and Tecnology, Supplement Volume, pág. 187. "Los polímeros cristalinos no están completamente ordenados, pero son parcialmente cristalinos (semi-cristalinos), típicamente menos de aproximadamente el 80%... Técnicas empleadas para acceder al grado relativo y absoluto de cristalinidad... cinco procedimientos ampliamente usados... difracción de rayos x, espectroscopia volumétrica, térmico, de infrarrojos y de Raman y RMN". Vol. 4, pág. 482.

Como ejemplo, puede usarse polipropileno como capa de rotura. La T_{g} del polipropileno está muy cerca de 0ºC y su temperatura de fusión es 162ºC. La estructura que constaba de aproximadamente una milésima de pulgada de extrusión de polipropileno revestida sobre una cartulina (218 \mum o 8,6 milésimas de pulgada) fue térmicamente envejecida durante dos días a 93,3ºC (200ºF). Los posibles polímeros semi-cristalinos expuestos a este tratamiento incluyen polímeros semi-cristalinos tales como polipropileno, HDPE, LLDPE, PET y PETG.

Como otro ejemplo de polipropileno usado como capa de rotura, la estructura constaba de aproximadamente
25,4 \mum (una milésima de pulgada) de extrusión de polipropileno revestida sobre una cartulina (218 \mum u 8,6 milésimas de pulgada) fue térmicamente envejecida durante setenta y dos horas a entre 24ºC y 49ºC (75ºF y 120ºF) y a una humedad relativa del 50%. Los posibles polímeros semi-cristalinos sujetos a este tratamiento incluyen polipropileno, HDPE, LLDPE, PET, PETG y poliestireno.

El plazo de tiempo bajo la condición puede variar, pero será un compromiso entre el coste del almacenamiento en locales calientes y la velocidad de cristalización. Sin embargo, es una práctica común en la industria almacenar películas tales como películas de PET y PP (fundidas u orientadas) bajo condiciones ambientales, tales como las de un almacén durante setenta y dos horas, antes de disponerlas para la conversión adicional de la aplicación final.

B. Radiación actínica

En general, la forma de rollo del producto se trata con radiación ionizante bien en línea con el montaje de la construcción o bien en un paso separado.

Se sabe que los materiales poliméricos expuestos a la energía de radiación pueden generar radicales libres y bajo una medioambiente de oxígeno puede oxidar substancialmente el polímero. El efecto puede continuar durante semanas o meses ya que los radicales libres generados en el sistema continúan migrando y reaccionando. Materiales tales como el politetrafluoroetileno y el polipropileno pueden perder fácilmente un 50% de sus propiedades de elongación de ruptura cuando son irradiados a, o por debajo de, cien kilograys (kGy). Dicha pérdida de propiedades de estiramiento puede hacer que el material revestido sea más fácil de romper.

En caso de radiación de alta energía (haz de electrones, rayos gamma, rayos x, etc.) puede irradiarse cualquier lado de la estructura, ya que la radiación tiene energía suficiente para penetrar a través del grosor completo. Sin embargo, el lado preferido de irradiación es el lado de la película, ya que la energía radiante disminuye con la profundidad. Las dosis preferidas de irradiación por haz de electrones oscilan entre diez y doscientos kilograys (entre uno y veinte mega-rads) a muy altas dosis por unidad de tiempo (superiores a diez kilograys por hora). Pueden usarse dosis de radiación menores (por debajo de diez kilograys para el polipropileno) si se procesan a menores dosis por unidad de tiempo tales como entre cinco y quince grays por hora.

Dosis preferidas alternativas para haz de electrones oscilan entre diez y cincuenta kilograys (entre uno y cinco mega-rads). También puede darse el denominado efecto de dosis - velocidad. El efecto dosis - velocidad es la diferencia en las propiedades que se produce cuando una dosis dada es suministrada a lo largo de un periodo de tiempo variable. Por ejemplo, dos muestras pueden recibir treinta kilograys de radiación, pero una lo recibe mientras se mueve a
0,51 m/s (cien pies por minuto), mientras la otra se mueve a 2.54 m/s (quinientos pies por minuto). Si se diferencian las propiedades de interés de estas dos muestras, entonces existe el efecto dosis - velocidad.

Como ejemplo de esta alternativa, se hizo un rollo de estructura de papel/polipropileno mediante revestimiento por extrusión de una capa de un grosor de una milésima de pulgada de polipropileno sobre un papel de 218 \mum (8,6 milésimas de pulgada). El rollo finalizado se envió a irradiación por haz de electrones a cien kilograys (kGy) para reducir su elongación de ruptura en más del 50%, a una velocidad de dosis de más de diez kGy/hora. Se esperaba obtener un papel revestido que fuese fácil de troquelar y de romper a lo largo de sus bordes.

Realizaciones de conversión

Una idea fundamental con relación a las realizaciones de "conversión" es demostrar que la película partible puede puntearse o cortarse parcialmente para mejorar sus características. Debe quedar claro a partir de la realización de película única que el corte parcial a través de la película debe funcionar. Como alternativa a cortar solamente el respaldo de la película (tal como se describió anteriormente en la invención) el corte puede ser algo más profundo. Por ejemplo, puede preferirse cortar solamente un cuarto de la distancia a través de la capa de respaldo anterior. Una banda adecuada puede estar entre el 0% (sin cortar) y el 90%.

Otras realizaciones de conversión incluyen diferentes conformaciones del troquel. Son ejemplos un afilado de dos lados que da como resultado una punta similar a un cuchillo y un afilado de un lado que da como resultado una punta como una cuchilla de afeitar.

La geometría del troquel puede afectar considerablemente al rendimiento. Si el corte tiene forma de V, se necesitan algunos grados de doblez antes de que se inicie el proceso de estiramiento en el polímero. Además, si la V es ancha, puede que el polímero no se estire lo suficiente como para provocar la fractura. Un corte estrecho en el papel puede reducir el grado de doblez necesario para generar la fractura en la capa polimérica. La extensión del corte dentro del polímero puede tener efectos positivos y negativos. Si el corte se extiende dentro de la capa polimérica, ello ayuda al polímero a fracturarse cuando se dobla reduciendo el grosor e introduciendo un punto de iniciación de la fractura. No obstante, puede deteriorar las propiedades mecánicas del producto, especialmente cuando pase sobre los rodillos durante la impresión.

La adhesión entre la capa polimérica y el papel tiene que ser los suficientemente fuerte para concentrar el esfuerzo sobre el punto de fractura. También son factores importantes la estructura y rigidez del substrato de papel así como su grosor.

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Realizaciones de aditivos

Diferentes agentes de nucleación y pigmentos pueden incorporarse dentro de las formulaciones de las películas de la presente invención. La cantidad añadida de agente de nucleación debe ser una cantidad suficiente para suministrar la modificación deseada de la estructura del cristal mientras que no tenga efectos adversos sobre las propiedades deseadas. Generalmente se desea utilizar un agente de nucleación para modificar la estructura del cristal y suministrar un alto número de cristales o esferulitas considerablemente menores para mejorar la rigidez y la capacidad de troquelado de la película. Agentes de nucleación, que se han usado previamente para películas de polímero, incluyen agentes de nucleación minerales y agentes de nucleación orgánicos. Ejemplos de agentes de nucleación minerales incluyen negro de carbón, sílice, caolín o talco. Entre los agentes de nucleación orgánicos que se han sugerido útiles en las películas de poliolefina se encuentran las sales de ácidos alifáticos, monobásicos o dibásicos o los ácidos de arilalquilo tales como el succinato de sodio, el glutarato de sodio, el caproato de sodio, el sodio - 4 - metilvalerato, el aluminio fenil acetato y el cinnamato de sodio. También son útiles como agentes de nucleación las sales de metal álcali y aluminio de ácidos aromáticos y alicíclicos tales como el benzoato de aluminio, el benzoato de sodio o potasio, el beta-naftolato de sodio, el benzoato de lito y el butil benzoato terciario de aluminio. Los derivados substituidos del sorbitol tales como los sorbitoles de bis (benzilideno) y bis (alquilbenzilideno) en los que los grupos alquilo contienen entre cuatro y diecinueve átomos de carbono son agentes de nucleación útiles. Más particularmente, derivados del sorbitos tales como sorbitol de 1, 3, 2, 4 - dibenzilideno, sorbitol de 1, 3, 2, 4 - di - para - metilbenzilideno y sorbitol de 1, 3, 2, 4 - di - para - metilbenzilideno son agentes de nucleación efectivos para los polipropilenos. Los agentes de nucleación útiles están comercialmente disponibles en un número de fuentes. Millad 3988 y Millad 3905 son agentes de nucleación del sorbitol disponibles en Milliken Chemical Co.

Las cantidades de agente de nucleación incorporadas dentro de las formulaciones de las películas de la presente invención son por lo general bastante pequeñas y oscilan entre aproximadamente 100 y 2.000 ppm o 4000 ppm de la capa de formación de la película. Preferiblemente la cantidad de agente de nucleación no debe exceder de aproximadamente 2.000 ppm y, en una realización, una concentración de aproximadamente entre trescientos y quinientos ppm parece óptima.

Pueden usarse agentes de nucleación similares para otros polímeros semicristalinos que cristalizan también lentamente. En el apartado anterior se listan bandas de concentraciones La cantidad de material añadido para los aditivos será un compromiso entre la rápida cristalización y un rendimiento pobre (se usa demasiado aditivo) y la cristalización lenta y un buen rendimiento (se usa demasiado poco aditivo).

En el polipropileno se utilizaron agentes de nucleación tales como el Millad 3905 o el Millad 3988 basados en el dibenzilideno sorbitol para reducir el tamaño de las esférulas y mejorar así la claridad del polipropileno. Otros agentes de nucleación basados en el sorbitos incluyen IRGACLEAR vendido por Ciba Speciality Chemicals y NC-4 de Mitsui Toatsu Chemicals en Japón. Estos agentes de nucleación también son denominados clarificadores. Pueden usarse otros agentes de nucleación incluyendo NA-11 y NA-21 basados en fosfato esteres y suministrados por Asashi-Denka Kogyo de Japón, HPB-68 basado en una sal del ácido norbornano carboxílico suministrado por Milliken Chemical Company.

Puede usarse el material de Basell PD-702 y PD-702N para el revestimiento mediante extrusión sobre papel para propósitos de comparación. El PD-702N es la versión nucleada de la misma resina de homopolímero PP PD-702, con una cantidad añadida de 2.000 - 2.500 ppm de agente de nucleación basado en sorbitol en la formulación del material. Se cree que el agente de nucleación cambiará las propiedades físicas de la capa superficial de polipropileno y reducirá su estiramiento de rotura, de manera que el papel se partirá rápida y fácilmente. Ambos materiales de polipropileno, con un grosor de milésimas de pulgada, pueden revestirse mediante extrusión sobre papel de hasta 218 \mum (8,6 milésimas de pulgada).

La reducción significativa del estiramiento de rotura del material puede conseguirse añadiendo rellenos dentro de la formulación del material. En este ejemplo particular cincuenta ppm de carbonato de calcio de Camel-WITE de tres milésimas de pulgada (Genstar Stone Products Company) se mezcló con resina de polipropileno PD-702 de Basell y se revistió mediante extrusión con un grosor de una milésima de pulgada sobre papel de hasta 218 \mum (8,6 milésimas de pulgada).

El enfoque de los aditivos es adecuado para cualquiera de las estructuras listadas, basadas tanto en películas solamente como en películas/papel.

Estructuras alternativas adicionales

Cualquiera de estas aproximaciones puede combinarse con otras. Por ejemplo, una estructura que tenga añadidos agentes de nucleación puede tratarse térmicamente. El efecto puede que no sea linealmente aditivo, pero puede suministrar mejoras en las propiedades.

Tal como se desprende del anterior análisis, las propiedades mecánicas de la capa de polímero son importantes para partir tarjetas individuales (o partes de tarjetas) con bordes de corte lisos en las tarjetas.

Un uso o construcción preferido de generalmente cualquiera de las realizaciones de hojas para tarjetas mencionadas es la tarjeta comercial. Otro es la tarjeta fotográfica 500 (figura 9) que podría tener una superficie fotorreceptora 510 para recibir una imagen fotográfica o una foto-impresión 520. Ejemplos de papeles fotorreceptores revestidos que pueden usarse para las hojas para tarjetas fotográficas son aquellos manufacturados por Oji Paper Co., Ltd. (Tokio, Japón), Mitsubishi Paper Mills Limited (Tokio), Japan Pulp and Paper Company Limited (Tokio), Zanders USA (Wayne, NJ) y Sihl Paper Company (Suiza). Estos son papeles de alto satinado, papeles instantáneos secos, papeles de calidad fotográfica y papeles foto-realistas. Los revestimientos son revestimientos hinchables y micro-porosos.

Una alternativa adicional a todas las estructuras presentadas en esta invención es aplicar un revestimiento 530 de respaldo a la capa de polímero. El revestimiento de respaldo puede usarse para reducir la electricidad estática, mejorar la capacidad de escritura y/o mejorar la calidad de la impresión en impresoras láser (ya que la electricidad estática perturba la transferencia de tóner). El revestimiento de respaldo puede ser un revestimiento antiestático convencional usado por los fabricantes de productos fílmicos, modificados para un buen anclaje en el polímero tal como será evidente para aquellos expertos en la materia a partir de esta invención.

Adicionalmente, aunque el medio de impresión es preferiblemente un medio de chorro de tinta o láser, otros procedimientos incluyen el hueco-gravado, la impresión offset y otras técnicas de impresión que utilicen prensa. La escritura (a mano) es otro procedimiento y su justificación es que pueden desear trasladar rápidamente información adicional de manera informal, según sea necesario, por ejemplo, números de teléfono personales sobre la parte posterior de tarjetas comerciales. Las técnicas de impresión con prensa pueden usarse para estandarizar partes de los miembros (de la hoja) separables, conservando la posibilidad de personalización de otras áreas. Una tarjeta comercial ejemplo de esta técnica es la de una compañía que tiene su logotipo impreso sobre tarjetas comerciales. En un momento diferente, un empleado puede imprimir (o escribir) su información particular (individual) sobre la tarjeta. También pueden usarse revestimientos de acabado final, tratamiento de corona y otros medios, mediante los cuales los materiales se hacen receptivos del chorro de tinta y/o láser, para hacer que la superficie(s) sea receptiva a otros medios de marcado (bolígrafo, lápiz, etc.) tal como será evidente para aquellos expertos en la materia a partir de esta invención.

Aunque las realizaciones preferidas son para tarjetas tradicionales, la presente invención no se limita a las mismas. Puede ser una hoja fina, tan fina como 102 \mum (4 milésimas de pulgada). La ausencia de una capa central de adhesivo flexible permite calibres tan finos. Al contrario, pueden incluirse otras realizaciones/usos (para partes de las hojas) tales como insertos para colgar carpetas de archivo, que tienden a ser tan finos como el papel y son perfectos para desgarrar. La presente invención puede ofrecer insertos de limpieza. Otras aplicaciones incluyen insertos de estuches de joyas CD.

Procedimiento para el análisis de la rugosidad óptica de la interfaz de fractura 1. Introducción

Generalmente, los productos antes descritos son estructuras compuestas hechas de una capa polimérica revestida sobre diferentes tipos de productos de papel de alta calidad tales como tarjetas comerciales y papeles de calidad fotográfica. El producto es fracturado y separado fácilmente por el usuario después de imprimir la información o fotografías deseadas usando impresoras de chorro de tinta o láser. Una de las principales ventajas del producto sobre otros papeles perforados existentes es la lisura de la interfaz después de la fractura. La lisura de la interfaz de la fractura puede describirse como una combinación de la lisura óptica (visual) y mecánica (tacto).

Ahora se describirá un procedimiento de la presente invención para cualificar la lisura óptica en estos productos. Este procedimiento se basa en la microscopía óptica de la interfaz de fractura y adicionalmente en el procesamiento de la imagen y en el cálculo. Los valores de rugosidad de la interfaz pueden usarse como una medición (entre otras) para comparar la lisura óptica de los productos fracturados.

2. Preparación de la muestra y captura de la imagen

Las muestras se preparan combando y fracturando el producto en dirección al substrato de papel. Las muestras fracturadas son manejadas cuidadosamente sin tocar la interfaz de fractura. Esto asegura que la rugosidad no cambiará antes de capturar la imagen bajo el microscopio óptico.

Las muestras se colocan sobre un fondo oscuro y se captura digitalmente la imagen de la interfaz usando el microscopio óptico Keyence en modo de reflexión. La figura 10 representa la imagen digital de una muestra preparada usando este procedimiento. Es una imagen digital de la interfaz de fractura (x25) de un producto. Las inserciones de es imagen muestran las imágenes de mayor aumento (x175) de la interfaz. Para una muestra dada, se capturan varias imágenes digitales de diferentes posiciones sobre el producto para recoger suficientes datos para el procesamiento y cálculos adicionales.

3. Procesamiento de las imágenes y cálculos

Se utiliza una técnica de procesamiento de imágenes para extraer los contornos de la interfaz a partir de las imágenes capturadas. Las imágenes capturadas necesitan mejoras iniciales antes de la extracción del contorno. La figura 11 muestra el proceso de mejora para una pequeña región de la imagen digital.

El proceso de acondicionamiento y mejora de la imagen es: (a) imagen original, (b) imagen binaria y (c) imagen des-moteada.

En el primer paso se mejora el brillo y el contraste de la imagen original y después se convierte a binario (ceros y unos) según se muestra en la figura 11(b). Las motas de la región oscura son simplemente eliminadas mediante un proceso de apertura morfológica (consulte la figura 11(c)). Consulte J. C. Russ, "The image processing handbook", CRC press, Boca Raton (1992). Esta imagen des-moteada está ahora lista para la extracción del contorno.

En este punto, el contorno de la interfaz de fractura está representado por la interfaz entre las regiones blancas y oscuras. Esta interfaz se extrae fácilmente mediante un procesamiento morfológico adicional de la imagen de la figura 11(c). Asumiremos que un símbolo A representa la imagen de la figura 11(c). Esta imagen se expone a un proceso de erosión (consulte J. C. Russ, "The image processing handbook", CRC press, Boca Raton (1992)), que se denomina entonces imagen B. El proceso de erosión simplemente elimina una capa simple de las regiones blancas de la imagen que tienen una interfaz común con las regiones oscuras. La imagen erosionada B se muestra en la figura 12. Ahora, la única diferencia entre la imagen A y B es la interfaz de fractura, que está ausente en la figura B.

La interfaz se extrae substrayendo la imagen B de la imagen A, tal como se muestra en la figura 13(a), (imagen C). Invirtiendo la imagen C se genera la imagen D de la interfaz de fractura.

La interfaz de la fractura de la imagen D se convierte en un perfil h(x) mediante un algoritmo de trama a vector. Entonces se corrige este perfil para cualquier tendencia lineal y se denomina g(x). Entonces de calcula el valor de rugosidad para este perfil a partir de: rms = raíz cuadrada de (g(x) - {g}^{2}) donde rms es el cuadrado medio de la raíz (que es una medida de la rugosidad de la interfaz) y {.} es una media simple sobre el conjunto de datos completo.

4. Ejemplos

Como ejemplo, se capturaron tres imágenes diferentes de la interfaz de fractura de un producto de esta invención. La figura 14 muestra las imágenes originales tomadas mediante microscopio óptico. La rugosidad de la fractura se calcula usando el algoritmo anteriormente presentado.

La figura 15 representa el contorno de la interfaz de fractura extraído a partir de imágenes digitales. En esta figura, también se dan los valores rms para estas tres interfaces. Las líneas rectas de este gráfico son tendencias lineales en los datos, que se usan para correcciones y para la obtención del perfil g(x). Los valores de rugosidad de la interfaz para este producto en particular son 61,31t 6 \mum (micrómetros), que se calculan promediando estos tres valores.

5. Resultados de la pruebas

Usando un procedimiento de análisis de rugosidad anteriormente descrito, se realizaron pruebas sobre varias estructuras de papel de la técnica anterior y varias estructuras de la invención y se determinaron los siguientes rms medios (desviación del rms estándar) y mediciones: dirección de corte - largo - satinado Avery MaxellCR - 2SA4LX4 - - 32,4 (9,1); dirección de corte - corto - satinado Avery MaxellCR - 2SA4LX4 - - 24,4 (7,7); tarjetas comerciales micro-perforadas AveryInkJet - - 73,4 (9,6); corte largo - (IJC) - con revestimiento para chorro de tinta - mate de la invención - - 29,3 (6,7); corte corto - IJC - mate de la invención - - 23,1 (8,5); corte largo - IJC satinado de la invención - - 20,5 (3,3); corte corto - IJC satinado de la invención - - 19,9 (5,5); corte largo - láser - sin revestimiento de la invención - - 10,9 (2,2); y corte corto - láser - sin revestimiento de la invención - - 2,6 (0,7). Todas las muestras fueron plegadas primero hacia la cara imprimible, luego hacia atrás y así sucesivamente tanto como fuese necesario para romperlas. Las direcciones de corte sobre la hoja se indican más arriba. Y el "Avery Maxell" es un papel fotográfico existente ya troquelado. Como puede observarse, la invención consiguió bordes significativamente más lisos.

6. Conclusiones

De esta forma, en lo que antecede se pone de manifiesto un nuevo procedimiento para cuantificar la rugosidad óptica de la interfaz del producto. Este procedimiento se basa en la microscopía óptica y adicionalmente en procesamiento de imágenes y cálculos. La rugosidad de la interfaz se obtiene como un valor simple (rms). Estos datos pueden usarse para la comparación así como para comprobar la calidad del producto. No obstante, ya que este procedimiento se basa en un procesamiento óptico de las muestras, los valores de rugosidad óptica no incluyen la suavidad al tacto de la interfaz de fractura. Para incluir la dureza y la definición de la interfaz, este procedimiento necesita ser adicionalmente desarrollado y quizá combinarse con otros procedimientos.

Claims

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1. Una hoja (100) para tarjetas para producir tarjetas impresas separables que comprende:

una hoja superior (130) que tiene un lado frontal y un lado trasero;

una capa (134) de polímero; y

líneas (140) de corte a través de la hoja superior para formas al menos una parte del perímetro de una tarjeta;

que se caracteriza porque

el la capa de polímero se aplica sobre el lado trasero de la hoja superior de manera que se evite la separación de la misma; y la capa de polímero es lo suficientemente flexible como para pasar a través de una impresora o copiadora para imprimir las marcas impresas (110) deseadas sobre el lado frontal de la hoja superior o sobre un revestimiento sobre la hoja superior y tiene una carga de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de entre 8 y 34 MPa y una elongación de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10 - 300% de manera que cuando la hoja para tarjetas de pliega (400) con una acción de plegado simple a lo largo de las líneas de corte, la capa de polímero se parte a lo largo de una de las líneas de corte para formar una tarjeta impresa (120) separada o separable.
2. La hoja para tarjetas de la reivindicación 1, en la que la hoja superior (130) es una hoja superior de papel.
3. La hoja para tarjetas de la reivindicación 1 ó 2, en la que la hoja superior (130) está provista de medios de promoción de la adhesión con la capa (134) de polímero, dichos medios comprenden un adhesivo.
4. La hoja para tarjetas de la reivindicación 1, 2 ó 3, en la que el polímero de la capa (134) de polímero se selecciona entre el grupo de polimetilpenteno, poliolefinas, poliesteres, polipropileno, polietilenos, copolímeros de propileno y etileno, polimetil metacrilato, poliestiereno y sus mezclas compatibles.
5. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero de la capa (134) de polímero incluye poliolefina.
6. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero de la capa (134) de polímero incluye más de una capa de polímero.
7. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero de la capa (134) de polímero se reviste mediante extrusión sobre el lado trasero.
8. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero de la capa (134) incluye una capa de unión (370).
9. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la capa superior (130) define un primer material superior (360) de papel y además comprende un segundo material superior (340) aplicado en el lado trasero de la capa (350) de polimero.
10. La hoja para tarjetas de la reivindicación 9 en la que el segundo material superior (340) es imprimible.
11. La hoja para tarjetas de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una capa (340) que puede ser impresa con al menos una impresora de tinta o una impresora láser o una copiadora, sobre el lado de la capa (350) de polímero opuesta a la hoja superior (360) de papel.
12. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que las líneas (140) de corte no penetran dentro de la capa (134) de polímero.
13. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la capa (134) de polímero comprende polimetilpenteno, la hoja superior (130) de papel es cartulina y el polimetilpenteno se extrude sobre el lado trasero de la cartulina.
14. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero de la capa (134) de polímero incluye un polímero cristalizado.
15. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero de la capa (134) de polímero incluye un polímero semi-cristalino.
16. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero de la capa (134) de polímero incluye un polímero y un agente de nucleación.
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17. La hoja para tarjetas de la reivindicación 2, en la que la hoja superior (130) de papel es una hoja para tarjetas.
18. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la hoja superior tiene una superficie foto-receptora.
19. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero de la capa (134) de polímero define una capa de soporte de polímero para la hoja superior (130).
20. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la acción de plegado simple es un plegado hacia adelante en dirección a la hoja superior (130).
21. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el polímero de la capa (134) de polímero se reviste directamente sobre el lado trasero.
22. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la hoja para tarjetas se construye para ser alimentada a través de una impresora o copiadora.
23. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la acción de plegado simple está entre 45 y 165 grados.
24. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la tarjeta impresa (120) es una tarjeta comercial.
25. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que un lado de la hoja para tarjetas opuesto al lado frontal es imprimible mediante un instrumento manual de escritura.
26. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que al menos una línea (140) de corte comprende una cuadrícula de líneas horizontales y verticales.
27. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la tarjeta impresa (120) incluye una parte de la hoja superior y una parte de la capa de polímero.
28. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la capa de polímero es imprimible.
29. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la capa de polímero comprende un revestimiento imprimible.
30. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la capa (134) de polímero se hace rugosa sobre el lado opuesto a la hoja superior (130) de papel.
31. Un procedimiento para hacer una hoja (100) para tarjetas, que comprende:

la aplicación de una capa (134) de polímero sobre un lado de un material (130) de hoja superior de manera que se evite su separación de la misma;

la formación de líneas (140) de corte a través de la hoja superior para formar al menos una parte del perímetro de una tarjeta (120) en la hoja para tarjetas;

que se caracteriza porque

la capa de polímero tiene una carga de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 8 a 34 MPa y una elongación de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10 - 300% de manera que cuando la hoja para tarjetas se pliega (400) con una acción de plegado simple a lo largo de cada una de las líneas de corte la capa de polímero se parte a lo largo de cada una de las líneas de corte para formar una tarjeta (120) separada o separable.
32. El procedimiento de la reivindicación 31, en el que la aplicación de la capa (134) de polímero incluye la disposición de un adhesivo para promover la adhesión entre la capa de polímero y la hoja superior (130).
33. El procedimiento de la reivindicación 31 ó 32, en el que la hoja superior (130) es cartulina, la capa (134) de polímero es polimetilpenteno y el revestimiento incluye la extrusión del polimetilpenteno sobre la cartulina.
34. El procedimiento de la reivindicación 31, 32 ó 33, en el que la acción de plegado simple es un plegado hacia delante en dirección a la hoja superior (130).
35. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 31 a 34 en el que el revestimiento de la capa de polímero comprende la extrusión de la capa (134) de polímero.
36. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 31 a 36 en el que la formación se realiza después del revestimiento de la capa (134) de polímero.
37. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 31 a 36 en el que la capa (134) de polímero comprende polimetilpenteno, la hoja superior (130) es cartulina, el polimetilpenteno se extrude sobre la cartulina y la línea o líneas de corte comprenden una cuadrícula de líneas de corte.
38. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 31 a 37 en el que la hoja superior (130) es una hoja de papel.
39. El procedimiento de la reivindicación 38, en el que la hoja superior (130) de papel es una hoja para tarjetas.
40. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 31 a 39 en el que un lado de la hoja para tarjetas opuesto a la hoja superior (130) es imprimible mediante un instrumento manual de escritura.
41. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 31 a 40 en el que la capa (134) de polímero se hace rugosa sobre un lado opuesto a la hoja superior (130).
42. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 31 a 41 en el que la acción de pliegue simple está entre 45º y 165º.
43. El uso de una hoja para tarjetas, que comprende:

el suministro de una hoja (100) para tarjetas que incluye:

una hoja superior (130) que tiene un lado frontal y un lado trasero;

una capa (134) de polímero aplicada sobre el lado trasero de manera que se evite su separación de la misma y que tiene una carga de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 8 a 34 MPa y una elongación de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10 - 300%;

y líneas (140) de corte a través de la hoja superior para formar al menos una parte de un perímetro de una tarjeta;

pasar la hoja para tarjetas a través de una impresora o copiadora e imprimir de esta forma la marcas (110) de impresión deseadas sobre el lado frontal o sobre un revestimiento sobre la hoja superior; y

después de pasar; plegar (400) la hoja para tarjetas con una acción de pliegue simple a lo largo de cada una de las líneas de corte de manera que la capa de polímero se vea expuesta a un esfuerzo que exceda su carga de rotura para provocar así que la capa de polímero se parta a lo largo de las líneas de corte para formar una tarjeta impresa (120) separada.
44. El uso de la reivindicación 43, en el que la capa (134) de polímero comprende pometilpenteno, la hoja superior (130) es cartulina y el pometilpenteno se extrude sobre la cartulina.
45. El uso de la reivindicación 43 ó 44, en el que la capa superior es un hoja (130) de papel superior.
46. El uso de la reivindicación 43, 44 ó 45, en el que la hoja (130) de papel es una hoja para tarjetas.
47. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 43 a 46, en el que la capa (134) de polímero es polimetilpenteno extrudido sobre el lado trasero de la hoja superior (130).
48. El uso de cualquiera de las reivindicaciones 43 a 47, en el que la capa superior (130) está provista de medios de promoción de la adhesión con la capa (134) de polímero, dichos medios comprenden un adhesivo.
49. Un procedimiento para fabricar tarjetas (120), que comprende:

el suministro de una hoja (100) para tarjetas, que incluye:

una hoja superior (130) que tiene un lado frontal y un lado trasero;

una capa (134) de polímero aplicada sobre el lado trasero de manera que se evite su separación del mismo y que tiene una carga de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 8 a 34 MPa y una elongación de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10 - 300%;
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y líneas (140) de corte a través de la hoja superior para formar al menos una parte de un perímetro de la tarjeta;

pasar de la hoja para tarjetas a través de una impresora o copiadora y de esta forma imprimir las marcas (110) de impresión deseadas sobre el lado frontal o sobre un revestimiento sobre la hoja superior; y

después de pasar, plegar (400) la hoja para tarjetas con una acción de pliegue simple a lo largo de cada una de las líneas de corte de manera que la capa de polímero se vea expuesta a un esfuerzo que exceda su carga de rotura provocando así que la capa de polímero se parta a lo largo de cada una de las líneas de corte para formar una tarjeta impresa (120) separada.
50. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30, en la que la capa de polímero tiene una propiedad de carga de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10 a 30 MPa y una elongación de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10% - 300%.
51. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30, en la que la capa de polímero tiene una propiedad de carga de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10 a 30 MPa y una elongación de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10% - 120%.
52. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones 49 a 51, en la que la capa de polímero tiene una propiedad de carga de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 de 16 MPA.
53. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones 49 a 52, en la que la capa de polímero tiene una propiedad de elongación de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 de 50%.
54. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30 y 49 a 53, en la que la capa de polímero tiene un peso en la banda de entre 15 g/m^{2} y 45 g/m^{2}.
55. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30 y 49 a 53, en la que la capa de polímero tiene un peso en la banda de entre 20 g/m^{2} y 50 g/m^{2}.
56. La hoja para tarjetas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30 y 49 a 50, en la que el de polímero tiene un esfuerzo de combadura de acuerdo con la norma EN ISO 178 en la banda de 600 a 1.200 MPa.
57. La hoja para tarjetas de la reivindicación 56, en la que el polímero tiene un esfuerzo de combadura de acuerdo con la norma EN ISO 178 en la banda de 600 a 900 MPa.
58. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 31 a 42, en el que el polímero tiene una propiedad de carga de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10 a 30 MPa y una elongación de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10 - 300%.
59. El procedimiento de la reivindicación 58, en el que el polímero tiene una propiedad de carga de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10 a 30 MPa y propiedad de elongación de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 en la banda de 10 - 120%.
60. El procedimiento de la reivindicación 58 ó 59, en el que la capa de polímero tiene una propiedad de carga de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 de 16 MPa.
61. El procedimiento de las reivindicaciones 58 a 60, en el que la capa de polímero tiene una elongación de rotura de acuerdo con la norma EN ISO 527 - 3/2/500 de 50%.
62. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 42 ó 59 a 61, en la que la capa de polímero tiene un peso en la banda de entre 15 g/m^{2} y 45 g/m^{2}.
63. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 31 a 42 ó 59 a 61, en la que la capa de polímero tiene un peso en la banda de entre 20 g/m^{2} y 50 g/m^{2}.
64. El procedimiento de cualquiera de la reivindicación 64, en el que la capa de polímero tiene un esfuerzo de combadura de acuerdo con la norma EN ISO 178 en la banda de entre 600 y 1.200 MPa.
65. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 31 a 42 y 58 a 63, en el que la capa de polímero tiene un esfuerzo de combadura de acuerdo con la norma EN ISO 178 en la banda de entre 600 y 900 MPa.