ES2967242T3 - Sistema y método para reimpresión en papel - Google Patents

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Abstract

Un método para preparar papel reutilizable, que incluye recibir en un dispositivo de borrado un papel mejorado con menos del 5 % de fibras de celulosa y con imágenes incrustadas en el mismo, iluminar las imágenes en el papel con un haz de luz hasta eliminarlas, para formar un papel borrado. en el que el haz de luz ilumina el papel con una fluencia que dañaría el papel elaborado con un mayor porcentaje de fibras de celulosa y genera papel borrado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método para reimpresión en papel
CAMPO TÉCNICO
La presente divulgación se refiere a un método y un sistema para preparar papel reutilizable.
ANTECEDENTES
Independientemente de la digitalización de la tecnología y del lugar de trabajo, el uso del papel crece cada año. Se prevé que la producción mundial del sector de la pulpa, el papel y la edición aumente un 77 % de 1995 a 2020. Una gran mayoría de las páginas impresas tanto en casa como en el lugar de trabajo se desechan, ya sea como basura o reciclándolas, y la vida en promedio de una impresión es inferior a 1 día. Por lo tanto, la cantidad de residuos es enorme; un estadounidense promedio consume alrededor de 318 kg (700 libras) de papel al año. Aunque el papel no se considera un bien caro, el impacto económico de su enorme volumen es tremendo; se calcula en alrededor de 10000 páginas al año por empleado de oficina.
El papel borrable y los sistemas de impresión que lo soportan constituyen una interesante alternativa al papel estándar.
El papel borrable y el sistema de impresión que lo soporta permiten imprimir información en papel tratado o normal con la capacidad de borrar la información del papel, o de que la información desaparezca del papel después de un cierto tiempo, lo que permite reutilizar el papel.
Generalmente, el papel borrable será un papel tratado con un recubrimiento que puede experimentar una transición fotocrómica, termocrómica o de otro tipo que imprime y borra cuando se utilizan sistemas de impresión específicamente diseñados. Los papeles fotocromáticos se imprimen cuando se irradian a una longitud de onda específica, a menudo en la gama UV, y se borran cuando se exponen a una longitud de onda diferente. Un papel termocrómico se imprimiría por diversos métodos, como irradiación, calor suave, productos químicos, etc., y se borraría al calentarse por encima de una temperatura umbral, normalmente superior a 100 °C.
Existen muchos ejemplos que describen el uso único y múltiple de papeles fotocrómicos (por ejemplo, XEROX en US 2011/0037803). RICOH y sus filiales revelan haber diseñado un papel termocrómico en donde el borrado se realiza mediante calor o luz (por ejemplo, US 7.732.373). TOSHIBA revela haber desarrollado un tóner termoplástico sensible al calor. En donde al calentarse las partículas de tóner termoplástico fluyen formando una fina capa transparente (por ejemplo, US 2011/0165507). CASIO describe el desarrollo de un tóner cargado negativamente que puede eliminarse electrostáticamente del papel mediante un dispositivo diseñado para ello (por ejemplo, US 2012/0264044). Hewlett Packard describe el desarrollo de un sistema de impresión y tinta borrable mediante borrado eléctrico (por ejemplo, US 6,544,601).
[0006] Los métodos más antiguos incluyen el uso de solvente para eliminar los tóneres, (por ejemplo, IBM US 4.413.266 y Cannon US 6.379.001): Los solventes pueden ser orgánicos, inorgánicos o mezclas y exigen el uso de tintas solubles.
Un problema de los métodos anteriores es que requieren impresoras especiales, tóner o tinta especiales, dejan marcas en el papel o lo dañan, por lo que el papel sólo puede utilizarse unas pocas veces (por ejemplo, de 2 a 4). En un artículo de David Ricardo Leal-Ayala, J.M. Allwood, M. Schmidt e I. Alexeev, "Toner-print removal from paper by long and ultrashort pulsed lasers" (Proceedings of the Royal Society A: Mathematical Physical and Engineering Sciences, vol. 468. pp. 2272-2293. Divulgan intentos de eliminar el tóner de impresión láser del papel estándar utilizando láseres ultrarrápidos de impulsos largos para irradiar las partículas de tóner y eliminarlas del papel. El proceso requiere el uso de longitudes de onda específicas con una duración de pulso corta para minimizar el daño al papel. Divulgan haber tenido cierto éxito en vaporizar la mayor parte del tóner del papel estándar, de modo que el papel puede utilizarse hasta dos o tres veces.
El documento WO 95/00343 A1 divulga un sistema de reciclado de papel para eliminar depósitos de tinta o tóner mediante ablación con un haz de un láser. El método correspondiente de preparación de papel reutilizable comprende los pasos de recibir en un dispositivo de borrado un papel, iluminar las imágenes en el papel con un haz de luz hasta ablación de las imágenes para formar un papel borrado y salida del papel borrado.
GB 2490229 A divulga un método y un sistema para preparar papel para su reutilización. El método comprende las etapas de escanear ópticamente un soporte y mapear una pluralidad de píxeles de imagen; producir un conjunto de datos de imagen de línea de escaneado a partir del conjunto de datos de imagen electrónicos; y realizar una o más ablaciones ópticas en la pluralidad de ubicaciones de píxeles de imagen en el soporte de acuerdo con el conjunto de datos de imagen de línea de escaneado para eliminar la imagen impresa del soporte.
De JP S52140605 A se sabe que proporciona un papel mejorado para impresión que tiene fibras cerámicas en lugar de fibras orgánicas con menos del 5 % de celulosa. Sin embargo, este papel se fabrica con métodos comunes. En resumen, el estado actual de la tecnología se limita esencialmente a:
1. Papel diseñado específicamente, no compatible con los sistemas de impresión estándar
2. Tintas y tóneres diseñados específicamente que pueden requerir o no impresoras especiales.
3. Impresoras diseñadas específicamente, normalmente con tiempos de impresión más lentos y costes por página más elevados que las impresoras domésticas y comerciales típicas
4. El papel suele decolorarse después de borrar.
5. El papel suele sufrir deformaciones tras el borrado, normalmente curvándose, El papel sólo suele ser reutilizable un número limitado de veces (por ejemplo, menos de diez).
6. Los sistemas obligan a las oficinas a mantener dos tipos de sistemas de impresión, uno de almacenamiento y otro borrable.
La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjunto.
SÍNTESIS
Un aspecto de una forma de realización de la divulgación se refiere a un sistema y método para imprimir en un papel mejorado mediante el uso de impresoras estándar, borrar la impresión de los papeles mediante el uso de un haz de luz sin dañar los papeles y reutilizar los papeles. El papel mejorado está diseñado para resistir las fluencias aplicadas por un haz de luz que puede eliminar por ablación imágenes incrustadas en el papel sin dañarlo, aunque esas fluencias dañarían el papel estándar fabricado con fibras de celulosa. El papel mejorado incluye menos de un 5 % de fibras de celulosa para evitar daños y decoloración. En algunas formas de realización de la divulgación, las fibras de celulosa se sustituyen por fibras cerámicas o fibras poliméricas durante el proceso de fabricación del papel. Alternativamente, el papel mejorado se produce recubriendo una lámina metálica con materiales cerámicos.
En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el haz de luz puede ser un haz láser. Opcionalmente, el haz láser puede estar diseñado para atravesar todo el papel, por ejemplo, fila tras fila, o para atravesar únicamente las posiciones con marcas que formen una imagen (por ejemplo, tinta o tóner). En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el sistema primero escanea ópticamente el papel para localizar las marcas y, a continuación, las elimina mediante ablación con el haz de luz. Opcionalmente, el sistema puede escanear ópticamente el papel después de borrar las marcas para acceder a la calidad del proceso de borrado. En algunas formas de realización de la divulgación, el proceso de borrado puede repetirse si es necesario. En algunas formas de realización de la divulgación, el haz de luz ilumina toda la página al mismo tiempo.
En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el sistema puede analizar la exploración óptica para determinar qué longitud de onda utilizar, qué intensidad y durante qué tiempo iluminar la imagen en el papel en función de los colores y la intensidad de la imagen que debe borrarse.
Opcionalmente, el sistema cambia dinámicamente los parámetros del haz de luz durante el proceso de ablación en respuesta a los resultados del análisis.
Por lo tanto, se proporciona, según una forma de realización de ejemplo de la divulgación, un método para preparar papel reutilizable, que comprende:
recibir en un dispositivo de borrado un papel mejorado con menos del 5 % de fibras de celulosa y con imágenes incrustadas en el mismo;
iluminar las imágenes sobre el papel con un haz de luz hasta extirpar las imágenes para formar un papel borrado, en donde el haz de luz ilumina el papel con una fluencia que dañaría el papel elaborado con un mayor porcentaje de fibras de celulosa;
sacar el papel borrado.
En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el papel mejorado se produce recubriendo una lámina metálica con materiales cerámicos.
Se proporciona además en una forma de realización de ejemplo de la divulgación, un papel mejorado para imprimir, que comprende:
fibras cerámicas en lugar de fibras orgánicas con menos del 5 % de celulosa; y
en donde el papel mejorado tiene propiedades físicas del papel estándar para imprimir con impresoras láser e impresoras de tinta. Opcionalmente, las propiedades físicas incluyen: densidad, espesor, peso, resistencia a la tracción, resistencia al desgarro y suavidad. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el papel mejorado se fabrica como papel de impresión estándar, pero utilizando fibra cerámica con menos del 5 % de celulosa en lugar de fibras orgánicas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La presente divulgación se entenderá y apreciará mejor a partir de la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos. Las mismas estructuras, elementos o partes, que aparecen en más de una figura, generalmente se etiquetan con el mismo número o similar en todas las figuras en las que aparecen, en donde:
La Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema para reutilizar papel en impresoras estándar, según una forma de realización de ejemplo de la divulgación;
La Figura 2 es un diagrama de flujo de un método para reutilizar papel en impresoras estándar, según una forma de realización de ejemplo de la divulgación;
La Figura 3 es un diagrama de flujo de un proceso de borrado de papel impreso, según una forma de realización de ejemplo de la divulgación;
La Figura 4 es una ilustración esquemática de una vista amplificada de papel de fibra de cerámica, de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de la divulgación;
La Figura 5 es una ilustración esquemática de la fabricación de papel de hoja metálica recubierta con cerámica, de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de la divulgación; y
La Figura 6 es una ilustración esquemática de una vista ampliada de papel de fibra polimérica o película polimérica, según una forma de realización de ejemplo de la divulgación.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
La Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema 100 para reutilizar papel en impresoras estándar 120, de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de la divulgación, y la Figura 2 es un diagrama de flujo de un método 200 de reutilización de papel en impresoras estándar 120, de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de la divulgación.
En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el método 200 utiliza un sustrato alternativo que sirve como papel 110 para imprimir en el con impresoras estándar 120, por ejemplo, impresoras de chorro de tinta y láser. El sustrato alternativo se proporciona en forma de papel de impresión estándar 110, por ejemplo, en resmas de 500 páginas A4 o carta con un grosor de entre 0,07 mm (0,0028 in) y 0,18 mm (0,0071 in) y un peso de entre 60 y 120 gramos por metro cuadrado (g/m2). El papel se fabrica, como se explica a continuación, para que soporte altas temperaturas, por ejemplo, de una radiación láser intensa para eliminar mediante ablación la tinta en la superficie del papel sin dañarlo.
En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, un usuario recibe (210) papel 110 (por ejemplo, una resma de papel) para imprimir con una impresora doméstica o de oficina estándar, como las fabricadas por HP, XEROX, OKI, CA<n>O<n>, BROTHER, RICOH u otros fabricantes. El papel puede ser A0, A1, A2, A3, A4,<a>5, Letter, Legal o cualquier otro tamaño estándar admitido por la impresora 120. Opcionalmente, la impresora 120 puede ser una máquina de fax o una copiadora, además o en lugar de una impresora. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, la impresora 120 imprime (220) una imagen en una hoja de papel 110. Opcionalmente, las imágenes pueden imprimirse en ambas caras de la hoja de papel 110, por ejemplo, reenviando el papel o utilizando una impresora dúplex.
En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, una vez que el usuario ha terminado con el papel, en lugar de triturarlo o enviarlo a una empresa de reciclaje, el usuario coloca el papel en una bandeja de entrada 140 de un dispositivo de borrado 130 para borrar (230) la imagen en el papel 110. El dispositivo de borrado 130 iluminará el papel, por ejemplo, escaneándolo con un intenso rayo láser procedente de una fuente láser 180 a través de espejos y lentes 190, provocando la ablación del tóner/tinta que forma la imagen en el papel 110. Una vez que el papel 110 se borra, sale del dispositivo de borrado 130 a una bandeja de salida 150 y puede reutilizarse (240) para formar una nueva imagen sobre él. Opcionalmente, el dispositivo de borrado 130 puede servir como una trituradora segura, ya que elimina mediante ablación el contenido/imágenes impresas en el papel 110.
La Figura 3 es un diagrama de flujo de un proceso de borrado 300 de papel impreso 110, de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de la divulgación. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el usuario recoge (310) hojas de papel usadas con imágenes en ellas. Las imágenes pueden incluir texto y dibujos de cualquier forma. El usuario comprueba si el papel es necesario o se puede borrar (320). Si se necesita el papel, se puede archivar (400) en el sistema de archivo del usuario. Sin embargo, si el usuario no necesita el papel, puede colocarlo (330) en la bandeja de entrada 140 del dispositivo de borrado 130 para borrarlo y reutilizarlo en lugar de destruirlo o enviarlo a una empresa de reciclaje. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el dispositivo de borrado 130 puede estar automatizado e incluir rodillos 145 para agarrar automáticamente un papel y maniobrarlo a través del dispositivo de borrado 130. Opcionalmente, dispositivo de borrado
130 escanea primero (340) el papel 110 con un escáner óptico 155 en una memoria del dispositivo de borrado 130 para analizar el contenido del papel 110. En algunas formas de realización de la divulgación, el dispositivo de borrado 130 puede archivar el contenido de todos los documentos borrados, por ejemplo, para permitir la recuperación de documentos borrados accidentalmente. Alternativa o adicionalmente, el dispositivo de borrado 130 analiza el contenido escaneado del papel para determinar si hay una imagen que necesita ser borrada. Si el papel contiene una imagen, el dispositivo de borrado 130 puede analizar el color, la ubicación y la intensidad de la imagen para determinar
(350) una longitud de onda, una intensidad láser, un tiempo de duración y una posición para borrar la imagen. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, se seleccionan diferentes longitudes de onda o intensidades para borrar imágenes de diferentes colores. Opcionalmente, el dispositivo de borrado 130 activa la fuente láser 180 y controla los espejos y lentes 190 para eliminar mediante ablación (360) la imagen en el papel 110. En algunas formas de realización de la divulgación, el dispositivo de borrado 130 puede incluir un ventilador 170 para soplar el polvo y el vapor de las partículas de tinta o tóner que se desprenden del papel 110 durante el proceso de ablación. En algunas formas de realización de la divulgación, el dispositivo de borrado 130 vuelve a escanear (340) el papel 110 para asegurarse de que la imagen se ha borrado completamente y repite de nuevo el proceso de ablación (360) en caso contrario. Alternativamente, el proceso de ablación (360) puede ser fiable y no hay necesidad de volver a escanear el contenido del papel 110 después de la ablación. Opcionalmente, el dispositivo de borrado 130 puede tener la opción de descartar las páginas que no puedan borrarse. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el dispositivo de borrado 130 puede enderezar (370) los papeles 110 a medida que pasan por el dispositivo de borrado 130, por ejemplo, planchándolos para eliminar pliegues y arrugas y quitando grapas o suciedad adherida a los papeles 110. Opcionalmente, el dispositivo de borrado 130 incluye un contador 160 que cuenta el número de papeles 110 que se procesan, por ejemplo, para cobrar al usuario por cada papel 110 que se borra. Después de borrar los papeles 110, éstos salen del dispositivo de borrado 130 a la bandeja de salida 150 para que puedan ser reutilizados con la impresora 120. Opcionalmente, los papeles que no superen el proceso de borrado, por ejemplo, si están rasgados o dañados de forma que no puedan reutilizarse, se imprimirán en una bandeja diferente.
El proceso de ablación puede realizarse mediante una fuente de luz (por ejemplo, una fuente de luz de alta energía) que calienta toda la página. Opcionalmente, puede utilizarse un haz de luz láser con una longitud de onda de 355 nm, 532 nm o 1064 nm o longitudes de onda con valores intermedios entre estos valores o una combinación de longitudes de onda. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el rayo láser ilumina puntos del papel con una fluencia de 1,6 J/cm2 o superior. Alternativamente, se puede utilizar un haz de menor intensidad durante más tiempo para calentar el papel a la temperatura deseada. Opcionalmente, pueden utilizarse diferentes longitudes de onda y fluencias para diferentes colores y/o diferentes tipos de tintas/tóneres.
En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el borrado del papel 110 puede realizarse mediante un rayo láser de luz ancha que cubra toda la superficie de la hoja o una parte de la superficie de la hoja, o mediante un láser de escaneo de puntos específicos. Opcionalmente, se pueden llevar a cabo múltiples escaneos con el haz de láser para garantizar el borrado. En una forma de realización, cada punto en el papel 110 puede estar sujeto a los niveles de calor que todavía superan 100 °C, 200 °C, 600 °C o 1200 °C, sin embargo, debido al tipo de papel utilizado, el papel no mostrará signos de deformación o descoloración térmica y tampoco de daño oxidativo.
La calidad de capacidad de borrado se puede evaluar a un nivel macroscópico y microscópico. Macroscópicamente, la hoja regresará a su densidad óptica original, dentro de un Delta E menor de 0,2, en otras formas de realización, un Delta E menor de 0,5. En donde Delta E representa la diferencia de color entre las áreas en el papel según se define mediante la Comisión Internacional de la Iluminación (CIE).
En un nivel microscópico, tras el proceso de borrado, el papel 110 contendrá menos de 1 partícula de resina de tinta o tóner por cada 6,452 centímetros cuadrados (pulgadas cuadradas) y en otra forma de realización 10 menos de 5 partículas de resina de tinta o tóner por cada 6,452 centímetros cuadrados (pulgadas cuadradas).
Tras el proceso de borrado, si la superficie del papel está dañada, será en la medida que las propiedades del papel y la calidad de la impresión permanecen dentro de las especificaciones del papel.
A continuación se divulgan tres métodos de ejemplo para formar el papel mejorado que tenga una matriz estable a la temperatura que, cuando se expone a temperaturas altas, borrará por ablación la tinta o el tóner en la superficie del papel sin dañar el papel. Los tres métodos están ejemplificados mediante las Figuras 4-4. Los papeles formados mediante los tres métodos están sustancialmente libres de fibras de madera, lignina y celulosa o incluyen menos de 5 % de tales fibras de manera que el papel no se volverá amarillento. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el papel mejorado también puede servir para archivar a largo plazo ya que es menos susceptible a la descoloración debido al calor y la edad y está menos afectado por los componentes de la tinta o tóner, que pueden incluir ácidos.
La Figura 4 es una ilustración esquemática de una vista amplificada 400 de papel de fibra de cerámica, de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de la divulgación. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, se usan fibras de cerámica en lugar de fibras orgánicas tales como fibras de madera u otras fibras que contienen celulosa en el proceso de creación del papel estándar. Opcionalmente, al menos 95 % de las fibras son fibras de cerámica sin celulosa. Generalmente, el papel de cerámica mantendrá sus propiedades físicas, específicamente las propiedades relacionadas con la resistencia, mejor que el papel estándar.
En una forma de realización de la divulgación, la selección de un material de cerámica adecuado permitirá que una hoja de papel fabricada mediante este método mantenga estabilidad a temperaturas altas, por ejemplo, hasta 1200 °C y superiores. Opcionalmente, la estabilidad en temperatura puede verse limitada por aditivos químicos más que por el material de cerámica. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, las fibras de cerámica están diseñadas mediante química o métodos de producción (por ejemplo, fabricación de papel química o fabricación de papel mecánica) para tener un tamaño similar a las fibras de celulosa estándar que se reemplazan. Opcionalmente, el método de producción es similar a la producción del papel estándar, por ejemplo, el uso de aditivos tales como aglutinantes, abrillantadores ópticos, pigmentos y tratamientos de superficie son los mismos. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el papel de fibra de cerámica se produce con espesura similar a la del papel de impresión estándar. En una forma de realización preferida, las cerámicas utilizadas pueden ser óxido de metal puro, por ejemplo, alúmina, sílice, magnesio, calcio, titanio y/o mezclas de estos. En otra forma de realización, las cerámicas pueden ser a base de minerales, por ejemplo, cordierita, andalucita, cianita, anortita, albita, jadeíta, titanita. En una forma de realización de ejemplo, las fibras están fusionadas, en otras formas de realización las fibras están parcialmente fusionadas o no fusionadas. Se pueden utilizar aglutinantes; los aglutinantes pueden incluir PCC (carbonato de calcio precipitado), arcilla, caolinita u otros aglutinantes conocidos en la técnica. Se pueden utilizar pigmentos; generalmente el pigmento será dióxido de titanio u otros pigmentos. Se pueden utilizar abrillantadores ópticos; esto puede incluir materiales inorgánicos, por ejemplo, aluminato de bario, aluminato de magnesio y bario, aluminatos de estroncio y fosfatos de estroncio.
La Figura 5 es una ilustración esquemática 500 de la fabricación de papel de hoja metálica recubierta con cerámica, de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de la divulgación.
En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, la hoja de papel 110 puede ser una hoja metálica recubierta con cerámica. El proceso general para la preparación de esta forma de realización de la hoja es: una hoja metálica delgada con superficie activada y cuya área de superficie está aumentada. Luego, se fija una capa delgada de material de cerámica en la superficie activa. El material de cerámica puede calentarse adicionalmente para aumentar la dureza y prevenir el polvo.
En una forma de realización de la divulgación, la hoja metálica puede ser cualquier hoja metálica estable a la temperatura, en donde se define que la estabilidad de temperatura no experimenta cambios en su forma física o en su química a temperaturas superiores a 500 °C, 750 °C, 1000 °C o incluso 1250 °C. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, la hoja será de aluminio. En otras formas de realización, la hoja será de acero, cromo, latón, estaño o mezclas de estos. En una forma de realización de ejemplo, la hoja es más delgada que 0,05 mm. Alternativamente, la hoja puede ser solo más delgada que 0,1 mm. La activación de superficie de la hoja metálica puede ser mediante oxidación de superficie, oxidación de plasma, recubrimiento de plasma u otros métodos que aumentan la energía de superficie o el área de superficie de la hoja. El aumento del área de superficie generalmente será mediante el raspado de superficie ya sea mediante desgaste de partículas o abrasión de partículas; pero también se pueden utilizar otros métodos.
En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el recubrimiento de cerámica se puede aplicar en la superficie de la hoja metálica a espesuras variantes y se puede fusionar a temperaturas altas. Este método desarrollará un recubrimiento de alta densidad. En una forma de realización preferida, las cerámicas utilizadas pueden ser óxido de metal puro, por ejemplo, alúmina, sílice, magnesia, calcia, titania o mezclas de estos. En otra forma de realización, las cerámicas pueden ser a base de minerales, por ejemplo, cordierita, andalucita, cianita, anortita, albita, jadeíta, titanita, entre otros. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el material de cerámica puede estar fusionado, en otras formas de realización las fibras pueden estar parcialmente fusionadas y parcialmente no fusionadas. Se pueden utilizar aglutinantes; los aglutinantes pueden incluir PCC (carbonato de calcio precipitado), arcilla, caolinita u otros aglutinantes. Se pueden utilizar pigmentos; generalmente el pigmento será dióxido de titanio u otros pigmentos. Se pueden utilizar abrillantadores ópticos; esto puede incluir materiales inorgánicos, por ejemplo, aluminato de bario, aluminato de magnesio y bario, aluminatos de estroncio y fosfatos de estroncio. En una forma de realización alternativa, el material de cerámica puede estar recubierto en la hoja metálica mediante el método Sol-Gel. El método sol-gel utiliza moléculas de cerámica precursoras, por ejemplo, tetraetoxisilano (TEOS) en presencia de base y agua para formar la matriz de cerámica. El uso del método de sol-gel permite controlar la densidad. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, las cerámicas utilizadas pueden ser del precursor óxido de metal puro, por ejemplo, TEOS, tetrametoxisilato y otros precursores de sílice o precursores similares de alúmina, magnesio, calcio, titanio o mezclas de estos. Opcionalmente, se pueden agregar aglutinantes a la matriz de sol-gel. Los aglutinantes pueden incluir PCC (carbonato de calcio precipitado), arcilla, caolinita u otros aglutinantes. Se pueden agregar pigmentos a la matriz de sol-gel; generalmente el pigmento será dióxido de titanio u otros pigmentos. Se pueden agregar abrillantadores ópticos a la matriz de sol-gel; esto puede incluir materiales inorgánicos, por ejemplo, aluminato de bario, aluminato de magnesio y bario, aluminatos de estroncio y fosfatos de estroncio.
La Figura 6 es una ilustración esquemática de una vista amplificada 600 de papel de fibra de polímero o de película de polímero, de acuerdo con una forma de realización de ejemplo de la divulgación. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, las hojas de papel 110 son a base de una matriz polimérica. En una forma de realización preferida, el sistema será a base de un sistema de fibra de polímero en donde se usan fibras de polímero en reemplazo de fibras de celulosa o de madera. El polímero seleccionado es estable a temperaturas altas, por ejemplo, superiores a 600 °C para estabilidad a largo plazo y temperaturas superiores, por ejemplo, 1200 °C para períodos muy cortos. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, las fibras de polímero son fluoropolímeros, por ejemplo, politetrafluoroetileno (PTFE, teflón), politrifluoroetileno, polidifluoroetileno, polimonofluoroetileno y copolímeros de estos. En algunas formas de realización de la divulgación, los polímeros pueden ser bromopolímeros o cloropolímeros. Opcionalmente, también se pueden utilizar otros polímeros. La hoja puede prepararse como un sistema fibroso, que utiliza, en una forma de realización de ejemplo, reticulación parcial. En otras formas de realización, se puede omitir la reticulación o se puede utilizar reticulación alta. Opcionalmente, se pueden utilizar aglutinantes; los aglutinantes pueden incluir PCC (carbonato de calcio precipitado), arcilla, caolinita u otros aglutinantes. Opcionalmente, se pueden utilizar pigmentos; generalmente el pigmento será dióxido de titanio u otros pigmentos. Se pueden utilizar abrillantadores ópticos; esto puede incluir materiales inorgánicos, por ejemplo, aluminato de bario, aluminato de magnesio y bario, aluminatos de estroncio y fosfatos de estroncio.
[0040]En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, la hoja puede ser una película de polímero. Opcionalmente, la película de polímero se selecciona para que se mantenga estable a temperaturas altas, por ejemplo, superiores a 600 °C para estabilidad a largo plazo y temperaturas superiores, por ejemplo, 1200 °C para períodos muy cortos. Opcionalmente, la película de polímero está hecha a partir de fluoropolímeros, por ejemplo, politetrafluoroetileno (PTFE, teflón), politrifluoroetileno, polidifluoroetileno, polimonofluoroetileno y copolímeros de estos. En otras formas de realización, los polímeros son bromopolímeros o cloropolímeros. Opcionalmente, también se pueden utilizar otros polímeros. En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, se agregan pigmentos a la película de polímero, por ejemplo, dióxido de titanio u otros pigmentos. Opcionalmente, se pueden utilizar abrillantadores ópticos; esto puede incluir materiales inorgánicos, por ejemplo, aluminato de bario, aluminato de magnesio y bario, aluminatos de estroncio y fosfatos de estroncio. La película de polímero puede prepararse mediante extrusión. Además, la película de polímero puede tratarse para afectar el área de superficie, por ejemplo, mediante huecograbado.
En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, la hoja de papel está diseñada para mantener la apariencia, tacto y propiedades físicas del papel de impresión estándar o incluso para mejorarlas. En ciertas formas de realización, el papel puede ser un sistema a base de fibra o similar a fibra en donde las propiedades generales del papel incluyen peso, densidad, espesura, flexibilidad, plegado, brillo y lustre. La hoja está hecha para mantener una lista larga de especificaciones de papel. Una lista de especificaciones puede ser: blancura, resistencia a la tracción, resistencia al desgarro, resistencia a la rotura, suavidad, ángulo de contacto y plegado o un subconjunto de estas. También se pueden agregar especificaciones adicionales. Las especificaciones pueden estar en la dirección de máquina (MD) o perpendicular a esta (CD) o ambas.
La hoja está diseñada para utilizar sistemas, tintas y tóneres de impresión existentes. Por lo tanto, está diseñada para mantener la misma calidad de impresión que mantienen los sistemas de impresión en papel común. Una lista corta de especificaciones iniciales puede ser saturación de color, coordenadas de color, retención, arrancado de tinta, resistencia de fricción, tamaño de puntos, ganancia de puntos o un subconjunto de estas. Se pueden agregar especificaciones adicionales.
Debe entenderse que el papel de cerámica existente no está fabricado mediante los métodos descritos anteriormente. El papel de cerámica existente no tiene las propiedades físicas del papel de impresión estándar y no está diseñado para que se imprima sobre este mediante el uso de impresoras a láser y de tinta estándar. La calidad de impresión en el papel de cerámica generalmente es mediocre, por ejemplo, es borrosa y tiende a dejar manchas. Generalmente, el papel de cerámica existente se usa para sellado térmico, aislamiento, revestimiento y absorción de choque. Por el contrario, el papel mejorado fabricado mediante los métodos descritos anteriormente se fabrica para tener densidad, espesura, peso, resistencia a la tracción, resistencia al desgarro, resistencia a la rotura, suavidad y otras propiedades físicas del papel de impresión estándar. Por ejemplo, un papel A4 estándar para impresión tendrá propiedades tales como:
1. Una densidad (GSM) entre 80 y 320, por ejemplo, de 160.
2. Una espesura (mm) entre 0,1 y 0,3, por ejemplo, de 0,2.
3. Un peso (gramos) entre 5 y 20, por ejemplo, de 10.
4. Blancura (% de iSo 11475) entre 75 y 90, por ejemplo, de 80.
5. Resistencia a la tracción MD (Tappi T541) entre 40 y 100, por ejemplo, de 70.
6. Resistencia a la tracción CD (Tappi T541) entre 40 y 100, por ejemplo, de 40.
7. Resistencia al desgarro MD (mN) (Tappi T414) entre 500 y 700, por ejemplo, de 600.
8. Resistencia al desgarro CD (mN) (Tappi T414) entre 500 y 700, por ejemplo, de 600.
9. Resistencia a la rotura (Kpa) (Tappi T403) entre 200 y 300, por ejemplo, de 250.
10. Suavidad (ml/min.) (ISO 8751-2) entre 100 y 300, por ejemplo, de 300.
11. Plegado MD (mN m) (Tappi T556) entre 20 y 40, por ejemplo, de 39.
12. Plegado CD (mN m) (Tappi T556) entre 20 y 40, por ejemplo, de 17.
Adicionalmente, el papel mejorado y el papel de impresión estándar tienen propiedades de calidad de impresión relacionadas con la saturación de color, coordenadas de color, arrancado de tinta, resistencia de fricción y tamaño de puntos/ganancia de puntos que difieren de las propiedades del papel de cerámica que no está fabricado para impresión.
En una forma de realización de ejemplo de la divulgación, el papel mejorado también puede fabricarse mediante un proceso de sinterización mediante el uso de materiales de cerámica, por ejemplo, mediante la sinterización de 3 % en mol de zirconia estabilizada con itria en combinación con otros materiales de cerámica para formar un papel adecuado para impresión.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un método (300) para preparar papel reutilizable, que comprende:
proporcionar un papel (110) que comprende fibras de cerámica o de polímero, que mejoran el papel para soportar fluencias aplicadas mediante un haz de luz que puede borrar por ablación las imágenes formadas por tinta o tóner embebidas en el papel mejorado (110) sin dañar el papel mejorado (110); en donde el papel mejorado (110) está sustancialmente libre de fibras de madera o tiene menos de 5 % de fibras de celulosa;
recibir (330) en un dispositivo de borrado el papel mejorado (110);
iluminar las imágenes formadas mediante tinta o tóner embebidas en el papel mejorado (110) con un haz de luz hasta borrar por ablación (360) las imágenes para formar un papel borrado, en donde el haz de luz ilumina el papel mejorado (110) con una fluencia que borra por ablación la tinta o tóner, pero que dañaría el papel de impresión estándar que está hecho de fibras de celulosa; y producir el papel borrado.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el papel comprende imágenes embebidas mediante una impresora de tinta o a láser estándar (120).
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el papel mejorado (110) se produce mediante la preparación de papel estándar con fibras de cerámica en lugar de fibras de celulosa.
4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde las fibras de cerámica son fibras de óxido de metal o fibras minerales de cerámica.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el papel mejorado (110) se produce mediante la preparación de papel estándar con fibras de polímero en lugar de fibras de celulosa.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende escanear ópticamente (340) la imagen en el papel mejorado en una memoria antes de borrar por ablación las imágenes.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, que además comprende analizar las imágenes escaneadas para determinar la longitud de onda, intensidad y duración de tiempo que se usan para borrar por ablación las imágenes en función del color y la intensidad de las imágenes.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende utilizar un contador (160) para contar la cantidad de hojas de papel mejorado (110) que se borran por la ablación de las imágenes embebidas en el papel mejorado (110).
9. Un sistema (100) para preparar el papel para su reutilización, que comprende:
un papel (110) que comprende fibras de cerámica o de polímero, que mejoran el papel para soportar fluencias aplicadas mediante un haz de luz que puede borrar por ablación las imágenes formadas por tinta o tóner embebidas en el papel mejorado (110) sin dañar el papel mejorado (110); en donde el papel mejorado (110) está sustancialmente libre de fibras de madera o tiene menos de 5 % de fibras de celulosa;
una bandeja de entrada (140) para recibir el papel mejorado (110); una unidad de iluminación (180) para iluminar las imágenes formadas mediante tinta o tóner embebidas en el papel mejorado (110) hasta borrar por ablación (360) las imágenes para formar un papel borrado, en donde la iluminación se realiza con un haz de luz que tiene una intensidad tal que dañaría el papel de impresión estándar que está hecho de fibras de celulosa;
una bandeja de salida (150) para producir el papel borrado.
10. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 9, que además comprende un escáner óptico (155) para escanear ópticamente las imágenes en el papel mejorado (110) en una memoria antes de borrar por ablación (360) las imágenes.
11. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 10, que está configurado para analizar las imágenes escaneadas para determinar la longitud de onda, intensidad y duración de tiempo que se usan para borrar por ablación las imágenes en función del color y la intensidad de las imágenes.
12. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 9, que además comprende utilizar un contador (160) para contar la cantidad de hojas de papel que se borran por la ablación (360) de las imágenes embebidas en el papel mejorado (110).
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