BRPI0802427A2

BRPI0802427A2 - processo para o tratamento das superfÍcies de chapas de alumÍnio para uso em impressço de imagens digitalizadas, processo para a produÇço de chapas de alumÍnio prÉ-sensibilizada e chapa

Info

Publication number: BRPI0802427A2
Authority: BR
Inventors: Andre Luiz Arias; Luiz Nei Arias; Marjorie Arias; Mario Italo Provenzano
Original assignee: Ibf Ind Brasileira De Filmes L
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2010-03-23
Also published as: WO2010015051A1

Abstract

PROCESSO PARA O TRATAMENTO DAS SUPERFÍCIES DE CHAPAS DE ALUMÍNIO PARA USO EM IMPRESSçO DE IMAGENS DIGITALIZADAS, PROCESSO PARA A PRODUÇçO DE CHAPA DE ALUMÍNIO PRÉ-SENSIBILIZADA E CHAPA. A presente invenção refere-se a um processo para o tratamento das superfícies de trabalho de chapas de alumínio para uso em impressão de imagens digitalizadas compreendendo as etapas de: a) desengraxe e desoxidação de uma chapa de alumínio com solução alcalina; b) granitação por imersão da chapa de alumínio em um banho contendo solução de um ou mais ácidos, na presença de uma corrente elétrica alternada transferida por eletrodos de grafite; c) limpeza simultânea das superfícies das chapas pela ação de uma solução contendo um ácido ou um álcali; d) anodização por imersão da chapa de alumínio em um banho contendo solução de um ácido, na presença de uma corrente contínua transferida por eletrodos; e e) tratamento químico de ambas as superfícies de trabalho da chapas de alumínio com uma composição sensível a radiação apropriada para prover um revestimento fotossensível em ambas as referidas superfícies de trabalho da chapa de alumínio. A presente invenção refere-se ainda a um processo para a produção de uma chapa de alumínio, pré-sensibilizada, para uso em impressão de imagens digitalizadas, contendo uma composição sensível à radiação aplicada em ambas as faces e a chapa para impressão litográfica de imagens digitais.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA O TRATAMENTO DAS SUPERFÍCIES DE CHAPAS DE ALUMÍNIOPARA USO EM IMPRESSÃO DE IMAGENS DIGITALIZADAS, PROCESSOPARA A PRODUÇÃO DE CHAPA DE ALUMÍNIO PRÉ-SENSIBILIZADA ECHAPA".

CAMPO DA INVENÇÃO

A invenção refere-se a novas chapas de sale kita??alumínio pré-sensibilizadas, revestidas nas duas faces de trabalho com composições utilizáveis na formação de imagem digital, bem como a um processo para a produção de chapas de impressão litográficas e processo de tratamento de superfícies de chapa de alumínio para uso em impressão de imagens digitalizadas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

É um objeto da presente invenção prover chapas de impressãopara uso em formação de imagens digitais revestidas em ambas as faces detrabalho com composições sensíveis à radiação, especialmente adequadasao uso em chapas de impressão.

É outro objeto da presente invenção prover um processo paraprodução de chapas de impressão litográficas off-set, digitais, revestidascom composições sensíveis a radiações.

É ainda um outro objeto da presente invenção prover um processo para o tratamento de superfícies de chapa de alumínio para uso em impressão de imagens digitalizadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A invenção refere-se a uma chapa para impressão de imagensdigitalizadas, contendo composição sensível à radiação, que compreende:

1) uma chapa de alumínio granitada eletroquimicamente, anodizada e tratada adequadamente com um produto que a torne aderente e hidrofílica em ambas as faces;

2) um revestimento fotossensível de uma ou mais camadas,aplicado nas duas superfícies de trabalho (nos dos lados ou faces opostasde trabalho da chapa) da chapa de alumínio.A chapa revestida em ambas as faces ou superfícies de trabalhoé colocada em um dispositivo para receber radiação e formar imagens. Esses dispositivos formadores de imagem podem funcionar em qualquer comprimento de onda. Atualmente, existem dois comprimentos de onda comumente empregados. Um sistema de diodos a laser, que emitem a 830 nm,comercialmente disponível e fabricado por diversas empresas (ex. CREO,Vancouver, Canadá) e um outro sistema de diodos que emitem na regiãoentre 405 a 410 nm, (ex. Plate Rite Micra fabricado por Screen, USA).

Cada comprimento de onda tem suas próprias vantagens e desvantagens. Ambos, no entanto, são capazes de produzir imagens aceitáveisem um modo de produção.

A informação digitalizada é então usada para modular a potênciaproveniente do laser. A energia é dirigida à superfície da chapa onde ocorrem mecanismos de transferência de energia, reações e etc.

Dependendo do tipo de composição, a área atingida pela energia se torna a imagem enquanto que o resto do revestimento é removido noprocesso de revelação ou, se a reação provocar fotossolubilização, a partedo revestimento atingida pela energia é removida no processo de revelaçãoe a área não afetada se torna a imagem.

Dependendo do comprimento de onda usado para formação deimagem e da composição específica, a energia fornecida pelo laser pode sersuficiente para iniciar adequadamente a reação e levá-la a ficar completa.Em casos em que não é suficiente, energia adicional é necessária, a qual étipicamente aplicada na forma de uma etapa de pré-aquecimento. Isto é realizado através da passagem da chapa através de uma estufa após a imagemter sido formada e antes de ser revelada.

Após exposição à radiação, as chapas de alumínio revestidasnas duas faces ou superfícies de trabalho podem ser reveladas em soluçõesreveladoras adequadas ao tipo de revestimento, sendo processadas em máquinas automáticas ou manualmente em cubetas, levando-se em conta atemperatura e o tempo necessário para cada tipo de revestimento.

Os revestimentos fotossensíveis formados a partir d ecomposi-ções sensíveis a radiação são conhecidos por técnicos no assunto. Comoexemplo, citamos aqueles que são descritos nas patentes U.S.029.824, U.S.6.933.093, U.S. 7.241.557, U.S. 6.953.652, U.S. 7.205.084 e U.S. 6.780.576.

Em geral, as ligas de alumínio empregadas na fabricação dechapas de alumínio pré-sensibilizadas são especiais e o item alumínio representa cerca de 70% do custo do produto.

Uma das vantagens da presente invenção é o aproveitamentodo metal com a utilização das duas faces, permitindo que o usuário, ao término de um trabalho com a chapa de impressão, possa utilizar o outro lado eimprimir um outro trabalho.

Uma outra vantagem é o aumento de produtividade em uma fábrica produtora de chapas pré-sensibilizadas, onde a produção simultâneapermite duplicar a área de produto utilizável com os mesmos recursos.

Uma outra vantagem é a redução no custo total da fabricaçãolevando-se em conta que, com o mesmo tempo de processamento das chapas de face única (tratamento de superfície, revestimento, corte e embalagem), obtém-se o dobro de área utilizável nas chapas dupla face.

Uma outra vantagem é a redução de consumo de recursos taiscomo: água, energia e derivados de madeira para embalagem (papel, papelão, e caixotes). Uma outra vantagem é a redução de frete e de área de armazenagem, uma vez que o usuário passa a utilizar a metade.

A invenção refere-se ainda ao processo para a produção de umachapa de alumínio, pré-sensibilizada, para uso em impressão de imagensdigitalizadas, contendo uma composição sensível à radiação aplicada emambas as faces, compreende:

- tratamento químico e eletroquímico das superfícies das chapasempregando soluções químicas aquosas;

- secagem da chapa;

- aplicação de revestimentos fotossensíveis na forma líquida nasduas superfícies com posterior secagem.

O processo de tratamento da superfície do alumínio pode serfeito em forma contínua (em bobinas) ou descontínua (em chapas cortadas).A seqüência de tratamentos do material é a seguinte :

- uma etapa de desengraxe e desoxidação do alumínio soluçãoalcalina;

- tratamento eletroquímico de granitação feito simultaneamente nas duas faces, na presença de corrente alternada em um banho contendo

um ou mais ácidos com o objetivo de aumentar a rugosidade das superfíciesda chapa de alumínio;

- limpeza das superfícies simultaneamente pela ação de umasolução contendo um ácido ou um álcali para remover as impurezas oriundas do tratamento eletroquímico de granitação;

- um tratamento eletroquímico de anodização feito, de forma simultânea, nas duas faces, na de presença de uma corrente contínua em um banho contendo solução de um ácido para oxidar as superfícies, aumentando sua resistência com o oxido de alumínio formado; e

- um tratamento químico, de forma simultânea, nas duas facespara tornar a superfície hidrofílica e aderente, através da ação de uma solução aplicada por imersão ou sprays ou outro mecanismo apropriado para fornecer um revestimento fotossensível nas superfícies da chapa de alumínio, contendo produtos capazes de reagirem com o oxido de alumínio.

Dentre os produtos mais usados capazes de reagirem com ooxido de alumínio, têm-se o ácido polivinil fosfonico, o silicato de sódio, euma mistura de fosfato mono-sódico com fluoreto de sódio. Em geral, estareação é feita com o uso de uma temperatura que varia de 65 a 95QC, durante 20 a 30 s. As concentrações empregadas deste produto são baixas, variando de 0,1 a 5%.

Na etapa de desengraxe/desoxidação, são empregadas, preferivelmente, pela ação de sprays, soluções alcalinas contendo hidróxido de sódio na concentração de 2 a 5%, dependendo da quantidade de materialutilizado para proteção do metal a ser retirado, a uma temperatura variandode 45 a 65 QC, durante 20 a 40 s.

O tratamento eletroquímico de granitação é feito imergindo-se oalumínio em um banho contendo solução de um ou mais ácidos, na presen-ça de uma corrente elétrica alternada transferida por eletrodos de grafite.

São empregadas como eletrólito, soluções de ácido diluído natemperatura de 26 a 459C, sendo o mais empregado o ácido clorídrico. Oeletrólito pode conter também um sal de ácido clorídrico (AICI3) e um ácidofraco associado (ac. acético). Em geral a concentração do ácido clorídrico éde 8 a 15 g/l. Conforme a diluição do ácido e a carga elétrica aplicada aoprocesso, obtém-se a rugosidade média desejada. Em geral, a rugosidademédia Ra fica entre 40 a 50u.m.

A etapa seguinte à etapa de limpeza das superfícies é feita poração de ácidos ou álcalis à quente. No tratamento ácido utiliza-se ácido fosfórico ou sulfúrico na concentração de 100 a 160g/l, na temperatura entre 50e 909C. Quando se emprega solução de hidróxido de sódio, tanto a concentração quanto a temperatura devem ser atenuadas para se evitar a destruição dos picos formados na etapa anterior, evitando-se a perda de aderênciado revestimento ao substrato de alumínio. Neste caso, a concentração dasolução é de 0,1 a 0,2 g/l na temperatura de 45 a 50eC.

O tratamento de anodização é feito por imersão do alumínio emum tanque contendo uma solução de um ácido, na presença de uma corrente contínua transferida por eletrodos de chumbo ou grafite.

Os ácidos comumente empregados no processo de oxidaçãosão o ácido sulfúrico e/ou o ácido fosfórico. Dependendo do tipo de oxidodesejado e da sua espessura, seleciona-se o ácido, sua concentração, atemperatura da solução e carga elétrica a ser aplicada. Normalmente a concentração varia de 150 a 200g/l, a temperatura de 27 a 38eC e a carga elétrica de 20 a 50 A/dm2.

Ao final de cada etapa, é necessário lavar a superfície do alumínio, eliminando-se toda a água antes da entrada na próxima etapa para evitar contaminações entre banhos.

Após a seqüência de tratamentos, a superfície do alumínio é seca e em seguida aplica-se a solução de revestimento em ambas as facesconforme o tipo de produto. O revestimento fotossensível é aplicado em soluções diluídas e que são secas com o auxilio de secadores de ar quente.Essas soluções podem ser aquosas ou mistura de solventes. Dependendodo tipo do revestimento, pode haver necessidade de aplicação de mais deuma camada por face.

O alumínio devidamente tratado, conforme exposto acima, naforma contínua (bobinas) ou descontínua (chapas), é revestido com umasolução de revestimento fotossensível. Essas soluções podem ser aquosasou solventes orgânicos. Exemplos de tais solventes incluem, mas não sãorestritos a: 1 -metóxi-2-etanol, 1-metóxi-2-propanol, acetona, metil etil cetona,diisobutil cetona, metil isobutil cetona, n-propanol, isopropanol, tetrahidrofurano, butirolactona e lactato de metila.

Os componentes para revestimento podem ser adicionados avários níveis de sólidos baseados na técnica usada para aplicar o revestimento ao substrato que está sendo revestido. As quantidades de cada um dos componentes para revestimento geralmente são descritas como umapercentagem dos sólidos totais.

Os componentes para revestimento são dissolvidos no sistemasolvente desejado. A solução de revestimento é aplicada ao substrato escolhido. O revestimento é aplicado de modo a se ter um peso de revestimento seco na faixa de aproximadamente 1,0 g/m2 a aproximadamente 3,0 g/m2,mais preferivelmente de aproximadamente 1,3 g/m2 a aproximadamente 2,2g/m2 e mais preferivelmente de aproximadamente 1,5 g/m2 a aproximadamente 2,0 g/m2.

O revestimento é seco sob condições que removerão com eficácia todo o solvente, porém de modo não tão agressivo para evitar causar alguma degradação de algum componente da solução.

No caso de haver necessidade de uma segunda camada paracompor a composição fotossensível, a mesma deve ser aplicada com umsolvente que não dissolva a primeira camada. Dependendo do tipo de composição, esta segunda camada pode variar de 5 mg/m2 até 2 g/m2.

Existem diversos sistemas para a aplicação dessas soluçõesnas superfícies do alumínio. Os mais comumente usados são: sistema deaplicação por rolo reverso, sistema por imersão e sistema por extrusão (slotdie).

A aplicação do revestimento fotossensível nas duas faces doalumínio pode se processar simultaneamente ou não. O mesmo ocorre casoa composição fotossensível seja composta de duas camadas.

Exemplo

Uma chapa de alumínio foi tratada em ambas as faces da seguinte forma:

- primeiro foi desengraxada por ação de jatos de sprays de umasolução aquosa contendo 20 g/l de hidróxido de sódio a 509C durante 15 s.

Em seguida foi lavada com água corrente por 5 s;

- em seguida a chapa foi granitada eletroquimicamente por imersão em um tanque contendo uma solução aquosa compreendendo 10g/I de ácido clorídrico e 4 g/l de cloreto de alumínio na temperatura de 30QC,usando corrente alternada. Foi aplicada uma densidade de corrente de 150 A/dm2 por face, para se obter uma rugosidade média (Ra) em torno de0,45fim;

- após lavada com água corrente por 5 s, a chapa foi tratadacom uma solução aquosa de 90g/l de ácido fosforico na temperatura de859C, por jatos de sprays, durante 5 seg e lavada novamente com água corrente durante 5 s;

- a chapa foi submetida a uma oxidação anódica em um tanquecontendo uma solução aquosa com 150 g/l de ácido sulfúrico, na temperatura de 359C e com uma densidade de corrente de 30 A/dm2 para formar umfilme de oxido de 2,1 g/m2. Após essa etapa a chapa foi lavada com água corrente por 5 s;

- em seguida a chapa foi tratada por imersão com uma soluçãoaquosa contendo 20g/l de silicato de sódio, na temperatura de 95eC por 30s, lavada com água corrente e seca.

Sobre a chapa de alumínio tratada da forma acima, foram aplicadas, primeiramente em um dos lados, soluções que compõem uma composição fotossensível positiva para uso em formação de imagens digitalizadas, e em seguida a chapa foi seca. Subseqüentemente, foi aplicado revés-timento no outro lado da chapa. Cada um dos revestimentos foram realizados conforme exemplo citado na patente U.S. 7.029.824 de IBF - Industria Brasileira de Filmes, de forma a se obter um filme seco homogêneo nas duas faces.

Após refile da chapa em guilhotina com o objetivo de esquadrejar o material, a mesma foi colocada em um dispositivo formador de imagem Screen 8100 com velocidade de rotação do cilindro em 700 rpm e variando apotência do laser, obteve-se energias variadas de 80 mJ/cm2 a 200 mJ/cm2com intervalos de 20 mJ/cm2.

Após a exposição em um dos lados, a chapa foi recolocada nodispositivo formador de imagem citado acima para expor o outro lado com asmesmas condições acima.

A chapa foi, em seguida, processada em uma processadora automática IBF para chapas dupla face, contendo revelador Million HP produzido por IBF numa temperatura de 25 2 C, com um tempo de imersão ajustado para 26 seg. As chapas foram protegidas com solução de acabamento IBF.

Observou-se que ambos os lados da chapa revelada apresentaram imagem positiva com bom contraste e com boa resolução. Com base em uma escala UGRA, em ambas as faces os resultados das microlinhasforam de 8 /10 e a resolução de ponto em meio tom 2 - 98. Sob condiçõespadronizadas de impressão, usando-se uma máquina de impressão Heidelberg GTO foi observado que a chapa imprimiu aproximadamente 50.000 boas cópias com cada lado.

Claims

1. Processo para o tratamento das superfícies de trabalho dechapas de alumínio para uso em impressão de imagens digitalizadas, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:a) desengraxe e desoxidação de uma chapa de alumínio comsolução alcalina;b) granitação por imersão da chapa de alumínio em um banhocontendo solução de um ou mais ácidos, na presença de uma corrente elétrica alternada transferida por eletrodos de grafite;c) limpeza simultânea das superfícies das chapas pela ação deuma solução contendo um ácido ou um álcali;d) anodização por imersão da chapa de alumínio em um banhocontendo solução de um ácido, na presença de uma corrente contínua transferida por eletrodos; ee) tratamento químico de ambas as superfícies de trabalho dachapas de alumínio com uma composição sensível a radiação apropriadapara prover um revestimento fotossensível em ambas as referidas superfícies de trabalho da chapa de alumínio.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ser feito em forma contínua ou descontínua.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que o tratamento da superfície da chapa de alumínio é feito em bobinas.

4. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que o tratamento da superfície da chapa de alumínio é feito em chapas cortadas.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) é realizada pela ação de jatos se sprays.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a dita solução alcalina da etapa (a) contémhidróxido de sódio na concentração de 2 a 5 %.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-6, caracterizado pelo fato de que a etapa (a) é realizada a temperatura de 45a 65eC, durante 20 a 40 s.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-7, caracterizado pelo fato de que os eletrodos da etapa (b) são eletrodos degrafite.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-8, caracterizado pelo fato de que na etapa (b), são empregados como eletrólito, soluções de ácido diluído na temperatura de 26 a 459C.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que o ácido diluído é ácido clorídrico.

11. Processo de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o eletrólito pode conter também um sal de ácido clorídrico associado a um ácido fraco.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que o sal de ácido clorídrico é cloreto de alumínio e o ácido fraco é ácido acético.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 9a 11, caracterizado pelo fato de que a concentração do ácido clorídrico é de-8 a 15 g/l.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 13, caracterizado pelo fato de que o dito tratamento ácido é feito com ácidofosfórico ou sulfúrico na concentração de 100 a 160g/l, a uma temperaturaentre 50 e 90-C.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 13, caracterizado pelo fato de que o dito tratamento álcali é feito com hidróxido de sódio na concentração de 0,1 a 0,2 g/l, a uma temperatura de 45 a 505C.

16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que os eletrodos da etapa (d) são de chumbo ou grafite.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 16, caracterizado pelo fato de que o ácido usado na etapa (d) é ácido sulfúrico e/ou ácido fosfórico.

18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de que a concentração do ácido varia de 150 a 200g/l, a temperatura de 27 a 38QC.

19. Processo de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que a carga elétrica de 20 a 50 A/dm2.

20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 19, caracterizado pelo fato de que a etapa (e) é realizada a uma temperatura de 65 a 959C, durante 20 a 30 s.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 20, caracterizado pelo fato de que a dita solução compreende produtosque reagem com oxido de alumínio.

22. Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizadopelo fato de que a concentração do dito produto é de 0,1 a 5%.

23. Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizadopelo fato de que os ditos produtos são selecionados dentre ácido polivinilfosfônico, silicato de sódio ou uma mistura de fosfato mono-sódico com fluoreto de sódio.

24. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 23, caracterizado pelo fato de que após cada etapa, a superfície do alumínio é levada e seca.

25. Processo para a produção de uma chapa de alumínio, pré-sensibilizada, para uso em impressão de imagens digitalizadas, contendouma composição sensível à radiação aplicada em ambas as faces, caracterizado pelo fato de que compreende:a) processo para o tratamento das superfícies de chapas de alumínio como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a --24;b) secagem da chapa; c) aplicação de revestimentos fotossensíveis, na forma líquida,nas duas superfícies com posterior secagem.

26. Processo de acordo com a reivindicação 25, caracterizadopelo fato de que o revestimento fotossensível é aplicado em soluções diluídas e que são secas com o auxilio de secadores de ar quente.

27. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações-25 ou 26, caracterizado pelo fato de que as ditas soluções podem ser aquosas ou mistura de solventes.

28. Processo de acordo com a reivindicação 27, caracterizadopelo fato de que os solventes incluem: 1-metóxi-2-etanol, 1-metóxi-2-propanol, acetona, metil etil cetona, diisobutil cetona, metil isobutil cetona, n-propanol, isopropanol, tetrahidrofurano, butirolactona e lactato de metila.

29. Chapa, caracterizada pelo fato de ser produzida pelo processo com definido em qualquer uma das reivindicações 1 a --28.

30. Chapa para impressão de imagens digitalizadas, contendocomposição sensível à radiação, caracterizada pelo fato de compreender:uma chapa de alumínio granitada eletroquimicamente, anodiza-da e tratada adequadamente com um produto que a torne aderente e hidrofílica em ambas as faces;um revestimento fotossensível de uma ou mais camadas, aplicado em ambas as superfícies de trabalho da chapa de alumínio