MX2013002327A - Medios imprimibles con laser y metodo para utilizar los mismos. - Google Patents

Abstract

Un método para procesamiento de imágenes de medios imprimibles con láser y medios para uso en tal método.

Description

MEDIOS IMPRIMIBLES CON LASER Y METODO PARA UTILIZAR LOS MISMOS Campo de la Invención Esta invención se refiere a medios imprimibles con láser, en particular a medios imprimibles con láser a base de poliolefina y métodos para utilizar el mismo.

Antecedentes de la Invención Se prefieren etiquetas de película adaptables sobre etiquetas de papel para unión a superficies ásperas y curveadas así como superficie sometidas a flexión dinámica. Las películas adaptables generalmente tienen baja rigidez y se pueden estirar fácilmente con un bajo nivel de recuperación elástica. Por ejemplo, los materiales de película adaptable tal como PVC han sido utilizados en aplicaciones en donde se desea desempeño adaptable, por ejemplo, etiquetas de nombre para utilizarse en ropa y "fundas" decorativas para computadoras laptop y teléfonos celulares que tienen superficies curadas.

Debido a los problemas sobre impacto ambiental potencial, se desean alternativas a PVC. Se han sugerido películas de poliolefina suaves como alternativas para PVC en muchas aplicaciones pero debido a la resistencia de temperatura inferior de películas de poliolefina cuando se compara con PVC, no se han utilizado exitosamente en ef. 239683 aplicaciones en donde se utiliza impresión láser. Por ejemplo, cuando se exponen a las condiciones de alta temperatura de una impresora láser a color, típicamente en el orden de aproximadamente 150 °C, tales películas comúnmente se encogen, se deforman, se derriten, o se adhieren al aparato de procesamiento de imágenes, que genera lo que es un producto estéticamente aceptable en el mejor de los casos y que es incapaz de procesar imágenes en el peor de los casos.

Se han sugerido varios métodos para hacer etiquetas a base de poliolefina adecuadas para uso en conjunto con impresión láser. Por ejemplo, Patente de E.U.A. No. 5,543,191 (Dronzek, Jr. y otros) describe hojas para imprimir con impresoras láser en donde las hojas son una construcción de película de capas múltiples con propiedades de expansión y contracción térmica balanceada. La Patente de E.U.A. No. 5,830,571 (Mann y otros) describen construcciones que comprenden existencias de etiquetas resistentes al calor, por ejemplo, capa exterior de poliolefina o nailon- 6 entrelazada.

Actualmente, sin embargo, ninguno de estos métodos ha logrado desempeño deseado. Existe la necesidad de etiquetas adaptables económicas que puedan procesarse gráficamente con impresoras láser para generar etiquetas estéticamente atractivas, de buena calidad.

Sumario de la Invención La presente invención proporciona medios adaptables que pueden procesarse gráficamente a través de impresión láser para generar medios que portan imagen estéticamente atractivos, adaptables. La presente invención también proporciona un método para producir tales medios que portan imagen .

En un breve sumario, un medio imprimible con láser de la invención comprende una hoja a base de poliolefina que tiene una primera y una segunda superficie mayor y una capa de procesamiento de imágenes porosa sobre al menos una porción de la primera superficie mayor. Los medios pueden comprender opcionalmente una capa adhesiva sobre su segunda superficie mayor que en algunas de tales modalidades incluso comprenden opcionalmente de forma adicional un revestimiento de liberación protector que cubre el adhesivo. Resumiendo brevemente, el método de la invención comprende proporcionar tal medio láser y pasarlo a través de una impresora láser imprimiendo con ello una imagen sobre la capa de procesamiento de imágenes .

La invención es apropiada para producir etiquetas para uso en aplicaciones demandantes, por ejemplo, etiquetas de nombre para utilizarse en ropa.

Breve Descripción de las Figuras La invención se explica adicionalmente con referencia a las figuras en donde: la Figura 1 es una vista transversal idealizada de una porción de medios imprimible con láser ilustrativos de la invención; estas figuras no son a escala y están hechas para ser simplemente ilustrativas y no limitantes.

Descripción Detallada de la Invención Se muestra una modalidad ilustrativa de un medio imprimible con láser de la invención en la Figura 1 en donde el medio imprimible con láser 10 comprende una hoja 12 que tiene primera superficie mayor o frontal 14 y segunda superficie mayor o trasera 16. El medio 10 además comprende una capa de procesamiento de imágenes 18 sobre la superficie mayor frontal 14. En la modalidad mostrada, el medio 10 además comprende adhesivo opcional 20 sobre la superficie mayor trasera 16 y el adhesivo opcional 20 está cubierto por revestimiento protector removible 22.

Hoja La hoja comprende, y en algunos casos puede consistir esencialmente de, poliolefina. Típicamente la poliolefina se selecciona del grupo que consiste de polietileno, polipropileno, y combinaciones de los mismos. Una lista representativa, pero no exclusiva, de poliolefinas adecuadas para uso como hojas incluye polietileno, polipropileno, polibuteno (por ejemplo, poli 1-buteno) , copolímeros de etileno (tal como polietileno de baja densidad lineal y otros copolímeros de etileno y otro monómero o monómeros, por ejemplo, hexeno, buteno, octeno, etc.), copolímeros de propileno, copolímeros de butileno, y mezclas compatibles de los mismos . Se consideran dos materiales poliméricos para ser "compatibles" si son capaces de existir en asociación física cerca y permanente sin exhibir síntomas graves de segregación de polímero. Una mezcla de polímero que es heterogénea sobre un nivel microscópico se considera incompatible .

La hoja además puede comprender copolímeros para modificar las propiedades del medio resultante como se desee, por ejemplo, alquenos de cadena de carbono superior, para generar una aguja más adaptable, más suave.

Una ventaja de la presente invención es que puede utilizarse poliolefina no entrelazada, por ejemplo, el material de poliolefina en la hoja puede estar esencialmente libre de cualquier entrelazamiento. Debido al efecto de rigidez relativa de entrelazamiento, en tales modalidades de la invención puede utilizarse para lograr un medio procesado gráficamente altamente adaptable.

La hoja es de forma típica preferiblemente entre aproximadamente 30 y aproximadamente 100 mieras de grosor, aunque pueden utilizarse hojas con otros grosores si se desea .

Típicamente se prefiere que la hoja tenga un alargamiento de tensión al quiebre (ASTM D638) mayor que aproximadamente 100%, y más preferiblemente mayor que aproximadamente 300%.

Como se entenderá, la hoja además puede contener plastificantes , antioxidantes, estabilizadores, estabilizadores UV, y otros aditivos.

En algunos casos, la hoja puede procesarse de tal forma para inducir bolsas o vacíos que la hacen blanca.

En algunas modalidades, películas de hojas adecuadas que comprenden película de poliolefina pueden fabricarse en forma de capas múltiples, por ejemplo, como una película de capas múltiples coextrusionada, para que la composición de la capa o capas exteriores, sea diferente de aquella de la capa o capas interiores. Las capas exteriores de una película de capas múltiples pueden modificarse para optimizar propiedades de superficie tal como brillo, suavidad, resistividad eléctrica, adhesión a revestimientos subsecuentes, etc. mientras las propiedades a granel de la hoja se definen en gran parte por las propiedades de la poliolefina. Tales materiales de capas múltiples algunas veces se denominan aquí como hojas de poliolefina.

La superficie de la hoja puede exponerse a una descarga de corona o de otra forma modificarse para mejorar adhesión de revestimientos subsecuentes.

La hoja de poliolefina puede ser sustancialmente transparente, traslúcida, blanca, o de otro color como se desee. Como se entenderá por aquellos expertos en la técnica, el color, opacidad deseados, etc. pueden lograrse por incorporación de agentes colorantes, por ejemplo, tinte (s) y/o pigmento (s) .

Típicamente, la hoja puede estar sustancialmente libre de PVC, es decir, no contendrá ningún PVC.

Capa de Procesamiento de Imágenes La capa procesamiento de imágenes es una capa porosa que comprende un aglutinante y sílice precipitada amorfa. En algunas modalidades preferidas además comprenderá sílices ahumadas. El aglutinante es preferiblemente una dispersión de copolímero de etileno-ácido acrílico a base de agua o una dispersión de copolímero de etilen vinilo acetato. Sin embargo, puede utilizarse cualquier aglutinante polimérico que pueda proporcionar una película flexible y duradera que no se descame o agriete cuando se flexiona o se estira la hoja de medio resultante.

La porosidad de la capa de procesamiento de imágenes puede caracterizarse por el volumen de vacío que se define en ASTM D792 como la densidad del revestimiento a granel dividido por la densidad promediada de los componentes sólidos expresados como un porcentaje. El volumen de vacío puede calcularse a partir de las densidades sólidas conocidas de los componentes del revestimiento y la medición de la densidad a granel del revestimiento. Alternativamente el volumen de vacío puede medirse al ponderar el revestimiento saturando entonces el revestimiento con líquido de una densidad conocida y volviendo a ponderar como se describe en ASTM D792. El volumen de vacío en el intervalo desde aproximadamente 20% hasta aproximadamente 90% se prefiere típicamente .

La relación de por ciento en peso de sílice a aglutinante puede variar desde aproximadamente 3.5:1 hasta aproximadamente 0.5:1 y preferiblemente desde aproximadamente 2:1 hasta aproximadamente 1:1.

El grosor de la capa de procesamiento de imágenes es típicamente desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 60 mieras, preferiblemente desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 40 mieras.

El aglutinante puede ser cualquier polímero de sistemas a base de agua o a base de solvente orgánico que puede revestirse sobre la hoja de poliolefina y puede adherirse al material con las partículas de sílice ahí contenidas. Preferiblemente, el aglutinante resistente al agua, incluso puede revestirse de dispersión a base de agua. Ejemplos no limitantes de aglutinantes adecuados incluyen copolímeros de etileno-ácido acrílico y sus sales, copolímeros de estireno-ácido acrílico y sus sales, copolímeros de etilen vinilo acetato, alcohol polivinílico, y otros polímeros que contienen porción (met) acrílica .

El aglutinante retiene sílices en la capa de procesamiento de imágenes. Las sílices útiles en la invención incluyen sílices precipitadas amorfas solas o en mezcla con sílice ahumadas.

Tales sílices tienen tamaños de partícula primarios típicos que varían desde aproximadamente 15 nm hasta aproximadamente 6 µp?. Estos tamaños de partícula tienen gran intervalo, debido a que dos tipos diferentes de sílice son útiles en la presente invención. Las sílices ahumadas opcionales tienen un tamaño de partícula mucho menor que los sílices precipitados amorfos y típicamente constituyen la menor proporción de la mezcla de sílices cuando ambos están presentes. Generalmente cuando ambos están presentes en la mesa, la relación de peso de sílices (amorfos: ahumados) varía más que aproximadamente 1:1 y preferiblemente más que aproximadamente 3:1.

Sílices precipitadas amorfas adecuadas están comercialmente disponibles tal como sílices FK-3 de Degussa Corporation y materiales similares de tales fuentes como Evonik Corporation y .R. Grace Corporation.

Sílices ahumadas adecuadas están comercialmente disponibles como Sílices CAB-O-SIL® de Cabot Corp. de Tuscola, Illinois, E.U.A. y sílices AEROSIL® MOX 170 de Evonik Corporation.

La capa de procesamiento de imágenes se construye aplicando un intervalo de relación de peso de sílice a aglutinante y aplicada en un intervalo de pesos de revestimiento para que la capa secada actúe como una capa térmicamente aislante para proteger la hoja de poliolefina subyacente del medio del calor del rodillo fusor de una impresora o copiadora láser. El efecto térmicamente aislante del revestimiento minimiza el efecto de disipación térmica de la película de poliolefina subyacente que puede llevar a fusión de tóner deficiente. La relación de peso de sílice aglutinante también debe balancearse para proporcionar un revestimiento adecuadamente flexible, duradero y no quebradizo. La relación de peso adecuada para modalidades específicas puede seleccionarse fácilmente por aquellos expertos en la técnica.

La relación de sílice a aglutinante y la naturaleza química del aglutinante se seleccionan adicionalmente para que el revestimiento no se vuelva significativamente pegajoso o adhesivo cuando pasa a través de la sección de rollo fusor caliente de una impresora láser de la copiadora.

Las capas de procesamiento de imágenes descritas en la Patente de E.U.A. No. 6,114,022 (Warner y otros) pueden utilizarse sobre medios de la presente invención. Aunque esas referencias enseñan su utilidad en medios de inyección de tinta, es hasta ahora que su utilidad en medios de impresión láser y los resultados sorprendentes logrados ahí han sido apreciados .

Método para Hacer la Capa de Procesamiento de Imágenes El revestimiento puede llevar a cabo utilizando dispersiones de entre aproximadamente 5% y 40% de sólidos sobre la hoja de poliolefina por cualquiera de una variedad de métodos de revestimiento bien conocidos incluyendo, por ejemplo, revestimiento con cuchillo, revestimiento con barra Mayer, revestimiento con huecograbado, y revestimiento con dado de ranura.

En una modalidad, uno puede construir el medio imprimible con láser al ' revestir adhesivo sobre el revestimiento de liberación, laminar la hoja de poliolefina al adhesivo, y entonces aplicar la capa de procesamiento de imágenes a la superficie expuesta de la película de poliolefina.

En otra modalidad, uno puede laminar la película de poliolefina a un adhesivo sobre un revestimiento de transferencia y entonces transferir al revestimiento de liberación final ya sea antes o después de revestir la capa de procesamiento de imágenes .

Capa Adhesiva Opcional y Revestimiento de Liberación Opcional La hoja imprimible con láser opcional pero preferiblemente tiene una capa adhesiva sobre la superficie mayor opuesta de la hoja de poliolefina que también está opcional pero preferiblemente protegida mediante un revestimiento de liberación. Después del procesamiento de imágenes, la hoja puede adherirse a una superficie horizontal o vertical, interior o exterior incluyendo ropa, computadoras laptop, teléfonos celulares para revertir, identificar, decorar, educar, entretener, anunciar, etc.

La elección de revestimiento adhesivo de liberación depende del uso deseado para el gráfico de imagen.

Los adhesivos sensibles a presión puede ser cualquier adhesivo sensible a la presión convencional que se adhiere tanto a una membrana como a la superficie del artículo sobre el cual está destinado para colocarse el medio receptor de inyección de tinta que tiene la imagen permanente, precisa. Los adhesivos sensibles a presión generalmente se describen en in Satas, Ed. Handbook of Pressure Sensitive Adhesives 2nd Ed. (Von Nostrand Reinhold 1989) , que se incorpora aqui por referencia en su totalidad. Los adhesivos sensibles a presión están comercialmente disponibles de un número de fuentes . Particularmente preferidos son los adhesivo sensibles a presión de acrilato comercialmente disponibles de 3M Company y generalmente descritos en la Patente de E.U.A. No.4,605,592 (Paquette y otros); 5,045,386 (Stan y otros); 5,141,797 (Wheelerj ; y 5,229,207 (Paquette y otros); y la Publicación de Patente Europea EP 0 570 515 Bl y otros) .

Los revestimientos de liberación también son bien conocidos y comercialmente disponibles de número de fuentes. Ejemplos no limitantes de revestimientos de liberación incluyen papel kraft revestido con silicona, papel revestido con polietileno revestido con silicona, materiales poliméricos revestidos con silicona o no revestidos tal como polietileno o polipropileno, así como los materiales de base mencionados anteriormente revestidos con agentes de liberación polimérica actual como urea de silicona, uretanos, y alquil acrilatos de cadena larga, tal como se define en la Patente de E.U.A. No. 3,957,724 (Schurb y otros); 3,937,702 (Schurb y otros); 4,313,988 (Koshar y otros); 4,567,073 (Larson y otros); 4,614,667 (Larson y otros); 5,202,190 (Kantner y otros); y 5,290,615 (Tushaus y otros); cuyas descripciones se incorporan aquí por referencia y esos revestimientos comercialmente disponibles como revestimientos de liberación POLY SLIK® de Loparex LLC (anteriormente Rexara Reléase) y revestimientos de liberación EXHERE® de P.H. Glatfelter Company.

Aplicaciones Los medios imprimibles con láser de la invención pueden procesarse gráficamente o imprimirse utilizando impresoras y copiadoras láser comercialmente disponibles, por ejemplo impresoras fabricadas porque Hewlett Packard, Xerox, Lexmark, Brother, Canon, y Samsung. Pueden utilizarse tanto impresoras láser a color como monocromáticas.

Típicamente, la impresión con una impresora láser o una copiadora láser comprende 1) formar una imagen latente sobre un tambor de procesamiento de imágenes fotoreceptor, 2) aplicar tóner a la imagen latente en una forma de imagen, 3) transferir tóner desde el tambor de procesamiento de imágenes a la cara frontal del medio, algunas veces mediante contacto directo, algunas veces a través de una banda de transferencia, y 4) fijar la imagen sobre el medio mediante aplicación de presión y calor tal como con un rodillo fusor, por e emplo, típicamente a temperaturas de al menos aproximadamente 150 °C, en algunas modalidades a temperaturas de al menos aproximadamente 200 °C.

Los medios de la invención pueden utilizarse en cualquiera de una variedad de configuraciones bien conocidas incluyendo rollos y hojas (por ejemplo, tamaño carta estándar, A , u otros) . Como se entenderá, los medios de la invención pueden estar hechos en forma de etiqueta en la invención y formas deseadas, por ejemplo, la hoja de poliolefina puede comprender una o más líneas de separación debilitadas o completas, por ejemplo, perforaciones, cortes parciales o completos, etc., que están sobre un revestimiento individual .

Ejemplo La invención se explica adicionalmente en el siguiente ejemplo ilustrativo.

Se laminó una película de polipropileno de espesor de 80 mieras, blanca disponible de Rocheux International con un adhesivo acrílico permanente disponible de Cytec Corp. para 35 kg (78 libras) de papel kraft revestido con arcilla/revestimiento de liberación de silicona.

Estas existencias de etiqueta se revistieron en la parte superior como a continuación sobre una balanza de laboratorio para preparar medios de la invención. Una composición de revestimiento para formar una capa de procesamiento de imágenes de la invención se preparó como a continuación: se mezclaron 4.0 g de agua desionizada con 40.5 g de sílice amorfo precipitado (sílice SIPER AT® de Evonik-15% de premezcla en agua) y 16.9 g de un segundo grado de sílice precipitado amorfo (SIPERNAT® de Evonik (12.5% de premezcla en agua) . A esta mezcla se agregaron: 3.3 g de 25% de alcohol polivinílico en agua (CEL VOL® 24203), 3.1 g de 35% de polivinil pirrolidona en agua (LUVITEC® K-60) , 0.7 g de 20% de cloruro de polidialildimetilamonio en agua (FLOQUAT® 4440) y 6.1 g de 55% de látex de etilen vinilo acetato en agua (VINNAPAS® 920) . Después de mezclar vigorosamente, se aplicó la composición de revestimiento resultante a las existencias de etiquetas de poliolefina utilizando un revestidor de cuchillo a un grosor calculado para calcular un peso de revestimiento seco de 13 g/m2 (1.2 g/pie2) . El revestimiento se seco en un horno a 66°C (150°F) 1 durante 2 minutos.

Las hojas revestidas de las existencias de etiquetas se procesaron gráficamente en una impresora láser HP CP1215 en la configuración de papel plano predeterminada con excelente calidad de imagen. Las hojas no revestidas de las mismas existencias de etiquetas exhibieron imágenes extremadamente deficientes (moteadas y manchadas) .

Aunque la presente invención ha sido descrita completamente en conexión con las modalidades preferidas de ,1a misma con referencia a las figuras anexas, se observará que varios cambios y modificaciones son evidentes para aquellos expertos en la técnica. Tales cambios y modificaciones se van a entender cómo incluidos dentro del alcance de la presente invención como se define por las reivindicaciones anexas a menos que se aparten de la misma. La descripción completa de todas las patentes, documentos de patente, y publicaciones aquí citados se incorporan por referencia.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (6)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1.- Un método para procesamiento de imágenes, caracterizado porque comprende: (a) proporcionar un medio imprimible con láser que comprende una hoja de poliolefina que tiene una primera y una segunda superficie mayor y una capa de procesamiento de imágenes porosa que comprende un aglutinante y sílice precipitado amorfo sobre al menos una porción de la primera superficie mayor; (b) pasar el medio a través de una impresora láser e imprimir sobre la capa de procesamiento de imágenes .

2. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aglutinante es copolímero de etileno- cido acrílico a base de agua o una dispersión de copolímero de etilen vinilo acetato.

3. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende sílice ahumada.

4. - El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la relación de peso de la sílice amorfa a la sílice ahumada es mayor que aproximadamente 1:1.

5. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación de porcentaje de peso de sílice a aglutinante es desde aproximadamente 3.5:1 hasta aproximadamente 0.5:1.

6. - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio además comprende adhesivo sobre al menos una porción de la segunda superficie mayor.