ES2290507T3 - Estaciones de refrigeracion para uso en un proceso de impresion de bobina para la fabricacion de sensores electromecanicos. - Google Patents

Abstract

Un método de fabricación de un sensor electromecánUn método de fabricación de un sensor electromecánico que comprende un sustrato (242), y al menos doico que comprende un sustrato (242), y al menos dos capas a imprimir sobre el sustrato, comprendiends capas a imprimir sobre el sustrato, comprendiendo el método transportar una bobina de sustrato (24o el método transportar una bobina de sustrato (242) al paso por una primera y una segunda estacione2) al paso por una primera y una segunda estaciones de impresión (103, 104, 105, 106), una estación s de impresión (103, 104, 105, 106), una estación de secado (217, 224), posicionada entre las estacide secado (217, 224), posicionada entre las estaciones de impresión, una estación de refrigeración, ones de impresión, una estación de refrigeración, localizada entre la estación de secado y la segundlocalizada entre la estación de secado y la segunda estación de impresión; imprimir una primera capaa estación de impresión; imprimir una primera capa sobre el sustrato según se transporta al paso por sobre el sustrato según se transporta al paso por la primera estación de impresión, secar la capa s la primera estación de impresión, secar la capa sobre el sustrato en la estación de secado y refrigobre el sustrato en la estación de secado y refrigerar el sustrato impreso en la estación de refrigeerar el sustrato impreso en la estación de refrigeración antes de imprimir una segunda capa sobre elración antes de imprimir una segunda capa sobre el sustrato según se transporta al paso por la segun sustrato según se transporta al paso por la segunda estación de impresión, caracterizado porque la da estación de impresión, caracterizado porque la estación de refrigeración comprende al menos un diestación de refrigeración comprende al menos un dispositivo de refrigeración (219, 225) medio por elspositivo de refrigeración (219, 225) medio por el que pasa adyacente el sustrato. que pasa adyacente el sustrato.

Description

Estaciones de refrigeración para uso en un proceso de impresión de bobina para la fabricación de sensores electromecánicos.

La presente invención se refiere, en general, a un proceso para fabricar sensores electromecánicos en un proceso que incluye una bobina continua y, más particularmente, un proceso de fabricación de bobina que utiliza estaciones de refrigeración dentro del proceso de la bobina.

Antecedentes de la invención

Los sensores electromecánicos se usan en una variedad de procedimientos de diagnóstico, incluyendo la medición de glucosa en la sangre humana. La fabricación de tales sensores electromecánicos involucra la fabricación de millones de pequeñas tiras cada una de las cuales incluye electrodos dispuestos en una célula receptora de muestras que está adaptada para recibir sangre u otros fluidos corporales. Los fluidos corporales forman el circuito completo entre los electrodos en la célula. Los electrodos están generalmente recubiertos con al menos un reactivo que reacciona con el analito (por ejemplo, glucosa) en la sangre para formar un analito intermedio que puede medirse con un medidor adaptado para medir corriente o carga en los electrodos. La fabricación de tales sensores electromecánicos requiere la deposición de varias capas de material de electrodo, material de aislamiento y reactivo en un espacio muy pequeño y la precisión y colocación de tales capas es crítica para la función última del dispositivo. Además, para mantener bajos costes y satisfacer la demanda, es imperativo que los sensores electromecánicos se fabriquen a velocidades muy elevadas con precisión absoluta de alineamiento entre las capas.

Los sensores electromecánicos pueden usarse para muchas aplicaciones, en una aplicación, la tira del sensor electromecánico se inserta dentro de medidores especialmente adaptados para auto-monitorizar la glucosa u otros analitos (tales como la fructosamina, hematocrito etc.) en, por ejemplo, sangre o líquido intersticial. Muchos analitos pueden comprobarse usando tales sensores electromecánicos, dependiendo del diseño del sensor electromecánico, la colocación de los electrodos, el reactivo utilizado y otros factores. Muchas de estas aplicaciones, y en particular las tiras para la comprobación de glucosa, requieren las capas de sensores de un tamaño y construcción particular, donde la fabricación se hace dentro de tolerancias particulares para hacer que los sensores electromecánicos tengan características que sean tan predecibles y repetibles como sea posible.

El proceso de fabricación se complica además por la necesidad de fabricar muchos sensores muy rápidamente donde los sensores tienen tamaños de célula muy pequeños y, por lo tanto, electrodos muy pequeños dentro de tolerancias muy ligeras. Cuando se comprueba la glucosa de la sangre o del líquido intersticial, uno de los principales factores que desalientan la comprobación frecuente es el dolor involucrado en la extracción de la cantidad requerida de sangre o de líquido intersticial. Típicamente un mayor volumen requiere un mayor dolor que un volumen más pequeño. De este modo, es ventajoso producir sensores que requieren una menor cantidad de sangre o líquido intersticial y por lo tanto son menos dolorosos de usar, alentando la comprobación continua o discontinua más frecuente. Un modo de requerir menos analito es producir tiras de sensores electromecánicos que tienen unas características estructurales muy pequeñas tales como, células receptoras de muestras muy pequeñas y electrodos muy pequeños dentro de esas células receptoras de muestras, sin embargo, tales pequeñas características son más difíciles de producir, particularmente de modo preciso y reproductible para producir mediciones de analito precisas y reproductibles.

Pueden usarse muchos métodos para fabricar sensores electromecánicos, incluyendo procesos tales como rotograbado y la impresión de pantalla cilíndrica. En la impresión de rotograbado se recubre un rodillo con una cubierta que define la forma característica a imprimir (por ejemplo, electrodos). Pueden usarse cilindros adicionales para imprimir películas o capas adicionales (por ejemplo encimas o capas de aislamiento).

Cuando se fabrica un sensor electromecánico por impresión de rotograbado de tinta conductiva eléctricamente para formar uno o más electrodos de una bobina flexible, que puede ser polimérica, es posible una definición de impresión de alta calidad usando tintas muy finas. Para las tintas más gruesas y mayores espesores de impresión requeridos cuando se imprimen sensores electromecánicos generalmente se ha usado pantallas planas fijas en una cama plana de alimentación única que imprimen los sensores electromecánicos. También se han descrito otros métodos, incluyendo métodos de fabricación de sensores electromecánicos que usan estructuras de impresión rotativa.

En un proceso de fabricación de bobina para sensores electromecánicos, se pasa una bobina de material sustrato a través de una serie de estaciones de impresión. En cada estación de impresión, se deposita una nueva capa de material tal como, por ejemplo, material de electrodo sobre el sustrato o sobre una capa depositada anteriormente usando, por ejemplo, un proceso de impresión por pantalla. En el proceso de impresión por pantalla, se posiciona la bobina bajo la pantalla y se presiona una tinta, por ejemplo, una tinta conductiva usada para fabricar electrodos, a través de las porciones seleccionadas de la pantalla para imprimir una capa que tiene un trazado predeterminado sobre la porción de la bobina posicionada debajo de la pantalla. De este modo, es posible construir el sensor electromecánico sobre el sustrato moviendo el sustrato desde una estación de impresión hacia la siguiente, imprimiendo cada capa consecutivamente y cortando los sensores individuales de la bobina terminada.

En un método de fabricación se fabrican una capa de electrodo y al menos una primera capa de reactivo transportando una bobina continua del sustrato pasando al menos por dos estaciones de impresión. Las estaciones de impresión pueden ser estaciones de impresión de rotograbado cilíndricas o estaciones de impresión de pantalla cilíndrica. Sin embargo los métodos de impresión de rotograbado (girando un rodillo grabado) y la impresión de pantalla cilíndrica (girando una pantalla/esténcil cilíndrico) sufren inconvenientes cuando se imprimen sensores electromecánicos sobre una bobina. La impresión de rotograbado típicamente da alturas de impresión muy finas. Las tintas gruesas eléctricamente conductivas necesarias para producir el espesor de electrodo requerido para los sensores electromecánicos (especialmente los de detección de glucosa de la sangre) son particularmente propensas a sufrir una impresión incompleta, inconsistente con la reducción resultante en la calidad, consistencia y fiabilidad del sensor electromecánico. La impresión por rotograbado con tintas de carbono (que típicamente tienen un contenido sólido elevado y pueden ser bastante viscosas) para producir electrodos de carbono es especialmente difícil ya que las fases sólido/líquido en la tinta pueden separarse resultando un rellenado incompleto o irregular o vaciado de la grabación de impresión en impresión. Esto puede dar como resultado un grosor de impresión irregular y la degradación de la calidad y consistencia del electrodo de carbono. La impresión por pantalla cilíndrica es muy adecuada para las disposiciones de alimentación única (en oposición a las disposiciones de bobina continua). Además, la capacidad de manipular el modo en que la pantalla interactúa con el medio de impresión, (y por lo tanto ejerce su influencia sobre la calidad de impresión haciendo esto) está limitada debido a la naturaleza cilíndrica de la pantalla. También la variedad de esténcil disponible para conseguir el grosor de tinta correcta para cada tipo de tinta (carbono, plata/cloruro de plata, aislamiento, encima u otra capa de reactivo) no está disponible comercialmente fácilmente.

Los sensores electromecánicos para la comprobación de glucosa en sangre o intersticial puede producirse en un proceso de impresión multi-etapa usando impresoras de cama plana (tales como Thieme o Svecia disponibles en Kippax de Reino Unido, Huddersfield, Reino Unido y Registerprint de Londres, Reino Unido) y dosificando una tinta a través de esténcil de pantalla disponibles en DEK Machinery, Weymouth, de Reino Unido y BTP Craftscreen, Coventry, Reino Unido) dispuestas en paralelo a las tarjetas de sustrato planas sobre las que se va a imprimir. Este proceso tiene la ventaja de que los sensores pueden producirse de modo repetible con precisión de modo que un usuario puede comparar los resultados de vez en cuando. Las hojas de sustrato para imprimir filas de tiras sobre el mismo se pasan a través de varias etapas de impresión de cama plana con las filas perpendiculares a la dirección del movimiento. En este proceso de fabricación se imprimen por pantalla de forma secuencial finas capas de tinta sobre un sustrato polimérico para formar un gran grupo de bandas de sensores. En primer lugar puede depositarse tinta de carbono para formar una capa de electrodo. A continuación, puede depositarse una capa de tinta de aislamiento. A continuación puede depositarse una capa de reactivo, típicamente una tinta de enzima. A continuación puede depositarse una segunda capa de enzima. A continuación puede depositarse una capa de adhesivo. Finalmente se deposita una capa hidrófila. Puede situarse una película protectora en la parte superior de la lámina del sensor antes de cortar la lámina en filas y las filas en tiras individuales. Una única lámina de sustrato fabricada de este modo puede producir 500 o más tiras de sensores. Estas tiras de sensores se disponen en filas de 0 a 9 perpendicularmente a la dirección del movimiento de la lámina de sustrato a través de la impresora de cama plana (la dirección de impresión) con 50 tiras de sensores por fila. Las tiras de 1 a 50 en cada fila están paralelas cada una a la dirección de impresión. Cada hoja puede manipularse a mano entre cada etapa, en particular siguiendo las cuatro etapas de impresión (para imprimir tinta de carbono, tinta de aislamiento, y dos capas de tinta de enzima) cada lámina puede manipularse a mano dentro de una máquina de cortado de modo que el corte puede hacerse a lo largo de las filas que separan una fila de tiras de sensores de la otra. A continuación puede manipularse cada fila de modo que se corta en 50 tiras separadas. Estas etapas de manipulación consumen tiempo y no son eficaces.

Por lo tanto existe la necesidad de un proceso mejorado para la fabricación de sensores electromecánicos, y en particular, para la fabricación de sensores electromecánicos para medición de marcadores en el cuerpo tales como en la sangre o en el líquido intersticial (glucosa, fructosamina, hematocrito, y así sucesivamente). Existe además la necesidad de un modo de fabricar tiras de sensores a velocidad elevada, predecible y reproducible a un coste razonable. Además, existe una necesidad de un modo de fabricar tiras de sensores a velocidad elevada, predecible y reproducible que tienen características muy pequeñas donde cada tira terminada puede usarse para la medida fiable, predecible y precisa de analitos en fluidos corporales de un modo reproducible.

En los procesos usados para fabricar tiras de sensores que utilizan impresión de pantalla para depositar selectivamente tintas sobre un sustrato continuo el calor utilizado para secar las tintas sobre el sustrato, pueden causar el ensuciado de las pantallas como resultado del calor del sustrato causando la evaporación del agua de la tinta en la pantalla, solidificando la tinta y ensuciando la pantalla. Sería ventajoso, por lo tanto, desarrollar un proceso de bobina continua utilizando impresión de pantalla para fabricar tiras de sensores electromecánicos en el que las pantallas no se ensucien con las tintas usadas para depositar las tintas usadas en el proceso. Sería ventajoso además desarrollar un método de fabricación de tiras de sensores usando un proceso de bobina continua en el que se controla la temperatura del sustrato de la bobina para impedir que el estiramiento de la bobina debida el calor de las estaciones de secado del proceso de la bobina.

En el documento WO 01/73103 se describe un método de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un método y un aparato para fabricar un sensor electromecánico incluyendo un sustrato, y al menos dos capas a imprimir sobre el sustrato, incluyendo el método las etapas de transportar una bobina continua del sustrato a través de unas estaciones de impresión primera y segunda en el que al menos la primera estación de impresión incluye una estación de secado. Estando situada una estación de refrigeración entre la estación de secado y la segunda estación de impresión. Imprimir una primera capa sobre el sustrato cuando está a través de la primera estación, secar la capa sobre el sustrato en la estación de secado y enfriar el sustrato impreso en la estación de refrigeración antes de imprimir una segunda capa sobre el sustrato cuando se transporta a través de la segunda estación de impresión. En una realización de la invención, la primera capa es una capa de electrodo y una capa de reactivo y la segunda capa es otra capa de electrodo y una capa de reactivo.

En una realización de la presente invención, una o más estaciones de impresión tienen una estación de secado y una estación de refrigeración asociada para enfriar la bobina del sustrato impreso. La estación o estaciones de refrigeración incluyen un dispositivo de refrigeración sobre el cual se pasa el sustrato. La temperatura del dispositivo de refrigeración puede controlarse. El dispositivo de refrigeración puede enfriarse a una temperatura más baja que la de la estación de secado anterior a la estación de refrigeración. El dispositivo de refrigeración puede enfriar la bobina del sustrato a una temperatura por debajo de la cual, el contenido de humedad de la tinta en la siguiente estación de impresión permanece sustancialmente igual cuando el sustrato pasa a través de esa estación de impresión. La temperatura del dispositivo de refrigeración es controlable de modo que se controla la temperatura del sustrato que deja el dispositivo de refrigeración o estación de refrigeración. También es controlable la cantidad de tiempo que está el sustrato junto al dispositivo de refrigeración para controlar la temperatura del sustrato cuando deja el dispositivo de refrigeración o estación de refrigeración.

En una realización de la presente invención, el dispositivo de refrigeración se enfría a la temperatura de la habitación o por debajo de la temperatura de la habitación. El dispositivo de refrigeración puede enfriarse a una temperatura por debajo de aproximadamente 17 y 19ºC. Preferiblemente el dispositivo de refrigeración se enfría a una temperatura de entre 7 y 9ºC.

En una realización de la presente invención, el dispositivo de refrigeración incluye un rodillo sobre el cual pasa el sustrato. El rodillo puede alimentarse con agua refrigerada en el que la tasa de flujo y/o la temperatura del agua refrigerada pueden controlarse para controlar la temperatura del rodillo y, por lo tanto del sustrato que pasa sobre el rodillo refrigerado.

En una realización de la presente invención, la estación de impresión final está seguida por una estación de secado final y, la estación de secado final esta seguida por una estación de refrigeración final. En una realización adicional de la presente invención una primera estación de impresión imprime tinta conductiva eléctricamente; una segunda estación de impresión imprime tinta de aislamiento, una tercera estación imprime tinta de reactivo.

Breve descripción de los dibujos

Las características novedosas de la invención se muestran particularmente en las reivindicaciones adjuntas. Un mejor entendimiento de las características y ventajas de la presente invención se obtendrá como referencia a la siguiente descripción detallada que muestra realizaciones ilustrativas, en las que se utilizan los principios de la invención y los dibujos que se acompañan de los que:

La Figura 1 es un diagrama esquemático que representa las 8 secciones del proceso de impresión de bobina.

La Figura 2 es un diagrama esquemático que representa la primera y la segunda secciones del proceso de impresión de bobina.

La Figura 2B es un diagrama esquemático que representa las secciones tercera, cuarta y quinta del proceso de impresión de bobina.

La Figura 2C es un diagrama esquemático que representa las secciones sexta y séptima del proceso de impresión de bobina.

La Figura 3 es un diagrama que representa un entorno húmedo alrededor de las secciones quinta y sexta de la impresión de bobina.

La Figura 4 es una vista inferior que representa un entorno húmedo alrededor de las secciones quinta y sexta de la impresión de bobina.

La Figura 5 es una vista en perspectiva de un tubo con perforaciones.

La Figura 6 es un diagrama esquemático que representa un ciclo de inundación.

La Figura 7 es un diagrama esquemático que representa un ciclo de impresión.

La Figura 8 es un diagrama esquemático que representa 2 ángulos diferentes de la racleta.

La Figura 9 es un diagrama esquemático que representa 2 posiciones diferentes de la racleta.

La Figura 10 es un diagrama esquemático que representa el intervalo de distancia de la pantalla.

La Figura 11 es una vista desarrollada de una zona de pre-acondicionamiento (211).

La Figura 12 es una vista desarrollada de la primera zona de secado (217).

La Figura 13 es una vista desarrollada de la segunda zona de secado (224).

La Figura 14 es una vista desarrollada de la tercera zona de secado (230).

La Figura 15 es una vista desarrollada de la cuarta zona de secado (236).

La Figura 16 es una vista desarrollada de la primera zona de limpieza (204).

Las Figuras 17A-17D son vistas de una capa de aislamiento a una capa de carbón con la inscripción adecuada.

Las Figuras 18A-18D son vistas de una capa de aislamiento a la capa de carbono con la inscripción inadecuada cuando se estira la figura resultante de la pantalla 301.

Las Figuras 19A-19D son vistas de una capa de aislamiento a una capa de carbón con una inscripción inadecuada cuando la impresión resultante de la pantalla 301 no se ha estirado.

Las Figuras 20A-20D son diagramas esquemáticos que representan los resultados de la impresión para la inscripción del operario de la bobina usando una primera guía de visión para la inspección visual durante un proceso de inscripción inicial.

La Figura 21A es un ejemplo de una lámina de sensores con una primera y una segunda guías de visión de la bobina; la primera, segunda, tercera y cuarta marcas de inscripción Y; y las marcas de inscripción X.

La Figura 21B es una vista desarrollada de una fila dentro de una lámina de sensores con una marca de inscripción X de carbono.

La Figura 21C es una vista desarrollada de una fila dentro de una lámina de sensores con un marca de inscripción X de aislamiento por encima recubriendo la marca de inscripción de carbón X.

La Figura 22 es un diagrama esquemático de los parámetros X, Y y \theta usados para registrar los procesos de impresión de bobina.

Descripción detallada de las realizaciones ilustrativas de la invención

La Figura 1 es un diagrama esquemático que representa 8 secciones del proceso de impresión de bobina de acuerdo con la presente invención. La sección 1 es una unidad de desenrollado 101. La sección 2 es una estación de pre-acondicionamiento 102. La sección 3 es una estación de impresión de carbón 103. La sección 4 es una estación de impresión de aislamiento 104. La sección 5 es una primera estación de impresión de enzima 105. La sección 6 es una segunda estación de impresión de enzima 106. La sección 7 es una unidad de enrollado 107. La sección 8 es una perforadora 108. Se entenderá por los especialistas en la técnica que aunque la siguiente descripción se refiere a un proceso y un aparato concerniente a estas 8 Secciones, el proceso y el aparato de la invención puede realizarse en un número de secciones mayor o menor. Por ejemplo aunque se prevén 4 estaciones de impresión en esta realización, puede usarse una o más estaciones de impresión sin apartarse del alcance de la invención. En una realización hay un mínimo de dos estaciones de impresión para imprimir una capa de electrodo y una capa de reactivo.

En una realización de la presente invención, la sección 1 puede implementarse usando una unidad de desenrollado del material de sustrato 101 tal como, por ejemplo, una unidad de Desenrollado/Empalme Automático Martin que está disponible en Martin Automatic Inc. en Rockford, Illinois. En esta realización de la invención, las secciones 2, 3, 4, 5 y 6 pueden implementarse usando una Impresora Karmmann modificada, que está disponible en Werner Kammann Maschinefabrik, Gmbh, modelo número 4.61.35 en Bünde, Alemania. En esta realización de la invención, la sección 2 puede ser la unidad de pre-acondicionamiento 102. La unidad de pre-acondicionamiento 102 puede usarse para preacondicionar el sustrato 242 antes de imprimir y las secciones 3, 4, 5 y 6 pueden usarse para la impresión de pantalla con tintas de carbono, aislamiento, primera enzima y segunda enzima sobre el sustrato 242. La sección 7 puede incluir una unidad de enrollado 107 tal como, por ejemplo la Enrolladora Martin, que está disponible en Martin Automatic Inc. en Rockford, Illinois. La sección 8 puede incluir una perforadora 108 tal como, por ejemplo una perforadora Preco que está disponible en Preco Press, en Lenexa, Kansas como modelo número 2024-P-40T XYTCCD CE. Aunque se mencionan modelos específicos de aparatos, estas unidades de aparatos pueden variarse y/o reemplazarse y/o omitirse totalmente sin apartarse del alcance de la invención como lo entenderán los especialistas en la técnica.

Las Figuras 2A, 2B y 2C son diagramas esquemáticos que ilustran el camino del sustrato 242 tal como pasa a través de las secciones 1-8 de un proceso de impresión de bobina de acuerdo con la presente invención. En una realización de la invención, el material utilizado para el sustrato 242 que puede ser un material de poliéster (nombre comercial Melinex ® ST328), que se fabrica por DuPont Teijin Films. El sustrato 242 se suministra en un rollo de material, que puede ser, por ejemplo, nominalmente de 350 micras de espesor por 370 mm de ancho aproximadamente y 660 m de longitud. Estas dimensiones de espesor y anchura se han encontrado particularmente adecuadas para la producción de sensores electromecánicos por una impresión de pantalla plana sobre una bobina de sustrato. Esto es porque los requisitos para el material de que sea robusto para la impresión y sin embargo manipulable a través del aparato y de suficiente anchura para acomodarse a una cantidad adecuada de sensores para hacer que el proceso sea comercialmente viable. El sustrato 242 puede incluir un recubrimiento acrílico aplicado por una o ambas caras para mejorar la adhesión de la tinta. El poliéster es un material preferido porque se comporta satisfactoriamente a las temperaturas elevadas y tensiones utilizadas durante el proceso de la bobina de acuerdo con la presente invención. Aunque el poliéster y por supuesto el Melinex son los materiales preferidos en una realización de la invención, puede preverse el uso de otros materiales por los especialistas en la técnica a partir de la descripción proporcionada en este documento. Por supuesto, entre otras cosas pueden considerarse las variaciones en el grosor, anchura y longitud del material, una mayor anchura o longitud ofrecen una capacidad adicional para la producción de sensores y una variación en el grosor del material en algunas circunstancias ayuda al pre-acondicionamiento, o inscripción durante la impresión. En una realización preferida de la presente invención, antes de entrar a la estación de impresión de carbón 103, el sustrato 242 se expone a un proceso de estabilización por calor, calentando el sustrato hasta 185ºC sin situarlo bajo tensión significativa para tratar y asegurar que el sustrato 242 experimenta una distorsión dimensional mínima durante el proceso de impresión de bobina donde pueden encontrarse temperaturas de entre 140 y 160ºC a tensiones de hasta 165 N. Típicamente la tensión usada ha sido mínima, sólo lo suficiente para conducir la bobina a través del calentador. Sin embargo, se ha encontrado que a pesar de este proceso de estabilización por calor, pueden ocurrir variaciones en la inscripción desde una etapa de impresión a otra etapa de impresión causando el fallo del sensor. De este modo, se ha introducido una etapa de pre-acondicionamiento inmediatamente antes de imprimir. Como se explicará en este documento más adelante, en la etapa de pre-acondicionamiento (sección 1) el sustrato se calienta a una temperatura (típicamente 160ºC) mayor que cualquier temperatura que se encuentra durante las etapas de impresión posteriores. En una realización preferida el sustrato se mantiene también bajo tensión (típicamente alrededor de 165N) durante esta etapa de pre-acondicionamiento. Es más en esta realización la combinación de pre-acondicionamiento y colocación bajo tensión ha reducido enormemente las variaciones en la inscripción de impresión y ha mejorado el producto resultante obtenido. En una realización de la invención, los rollos de sustrato 242 se empalman juntos en la unidad de desenrollado 101 o en la unidad de enrollado 107 usando cinta adhesiva de empalme tal como, por ejemplo, la Cinta Adhesiva de Papel Plana-posterior de Empalme PS1 de Intertape Polymer Group.

La Figura 2A es un diagrama esquemático que representa la sección 1 y la sección 2 de un proceso de impresión de bobina de acuerdo con una realización de la presente invención. En la Figura 2A, la sección 1 es una unidad de desenrollado 101. La unidad de desenrollado 101 incluye el primer rodillo 200, el segundo rodillo 201, la primera unidad de empalme 202, y un primer acumulador 203. En la Figura 2A, la sección 2 es la estación de pre-acondicionamiento 102. La Estación de pre-acondicionamiento incluye una unidad de limpieza 204, una segunda unidad de empalme 205 que típicamente no se usa, un rodillo de pinza entrante 206, una segunda unidad de limpieza 207, una célula de carga 208, un primer rodillo de impresión 209, un primer rodillo de conducción 210 y la primera zona de secado 211.

En la realización de la invención ilustrada en la Figura 2A, la unidad de desenrollado 101 consiste, por ejemplo de una unidad de Desenrollado/ Empalmado Automático Martin que se usa para facilitar el movimiento continuo del sustrato 242 en el interior de la estación de pre-acondicionamiento 102 bajo una tensión de aproximadamente 80N. La unidad de desenrollado 101 puede incluir un primer rodillo de desenrollado 200 y un segundo rodillo de desenrollado 201. Obsérvese que un rodillo puede denominarse también como un mandril. El primer rodillo de desenrollado 200 mantiene un rollo de material sustrato 242 y alimenta continuamente el sustrato 242 al interior de la estación de pre-acondicionamiento 102 de la sección 2. El segundo rodillo de desenrollado 201 mantiene un rollo de reserva del sustrato 242, que se empalma automáticamente al final del rollo de sustrato 242 desde el primer rodillo de desenrollado 200 asegurando una alimentación semi-continua del sustrato 242. Este proceso continuo se repite desde el primer rodillo de desenrollado 200 al segundo rodillo de desenrollado 201. El acumulador de material de sustrato 203 almacena una longitud predeterminada de sustrato 242 y dispensa el sustrato almacenado 242 al interior de la estación de pre-acondicionamiento 102 de la sección 2 mientras que la operación de empalme tiene lugar en la primera unidad de empalme 202 (durante cuyo tiempo tanto el primer rodillo de desenrollado 200 como el segundo rodillo de desenrollado 201 están estacionarios). El empalme creado es un empalme del extremo con una longitud de cinta adhesiva sobre cualquier lado del material en la unión para asegurar la calidad, aproximadamente 10m de sustrato impreso puede desecharse a cualquier lado del empalme. El primer rodillo de desenrollado 200 y el segundo rodillo de desenrollado 201 incluye unas guías de los bordes de la bobina (no mostrados) que guían al sustrato 242 al interior de la primera unidad de empalme 202. Las guías de los bordes de la bobina están adaptadas para impedir que el sustrato 242 se desvíe de como se está alimentando al interior de la primera unidad de empalme 202.

Típicamente la máquina de la invención se establece para producir entre 2 y 10 y más usualmente 6 rollos de sustrato en cada vez. Para las estaciones de impresión conectadas a una fuente continua de tinta, el número de rollos a usar no es generalmente un problema. Sin embargo, para las dos estaciones de impresión de enzima, a las cuales se suministra una cantidad de tinta limitada, el número de rollos a utilizar es un parámetro de entrada importante. Efectivamente el número de rollos a usar determina la cantidad de tinta situada sobre la pantalla antes de comienzo del proceso de impresión. Por ejemplo para una operación de 6 rollos, se coloca el equivalente para 6 rollos (o poco más de 6) de tinta de enzima sobre la pantalla antes del comienzo de la impresión en cada una de las secciones 5 y 6. De este modo, la tinta de enzima necesita mantenerse preparada para imprimir durante la operación de impresión para asegura una impresión consistente de enzima en toda la duración de la operación de impresión. Se coloca una pared alrededor de la pantalla en las estaciones de impresión de enzima para asegurar que puede añadirse la cantidad suficiente de tinta de enzima a la pantalla sin requerir que la pantalla se llene hasta el tope durante la operación y también reducir el riesgo de que la tinta de enzima desborde la pantalla y sobre el sustrato de la bobina que corre debajo de ella.

En una realización de la presente invención, el sustrato 242 se mantiene bajo una tensión de aproximadamente 165N durante el proceso para mantener la inscripción de las cuatro capas a imprimir (típicamente la tolerancia de inscripción de la impresión es de 300 \mum). El sustrato 242 está también sujeto a diversas temperaturas de 140ºC o menos para secar la tinta impresa durante cada etapa de impresión. Debido a esta tensión y temperatura, puede haber una tendencia a estirarse o expandirse para el sustrato 242 durante el proceso y por consiguiente caer fuera de la tolerancia de inscripción. Realmente la variación del tamaño de la imagen de una etapa de impresión a otra etapa de impresión y de una operación de impresión a otra operación de impresión así como dentro de la propia operación de impresión sería impredecible y mayor de lo que puede tolerarse.

En la realización de la invención ilustrada en la Figura 2A la sección 2 es una estación de pre-acondicionamiento 102. El pre-acondicionamiento se produce antes de que se imprima ninguna imagen sobre el sustrato. El sustrato 242 se pre-acondiciona para reducir la cantidad de expansión y estiramiento dentro de las secciones posteriores de proceso de bobina y también para ayudar a la inscripción del sustrato 242 a través de las secciones 3-6. La estación de pre-acondicionamiento puede calentar el sustrato 242 a una temperatura, que no excede en las etapas de impresión posteriores. Típicamente esto tiene lugar bajo una tensión de 150 a 180N más típicamente alrededor de 165N. Sin embargo, en otra realización la estación de pre-acondicionamiento 102 puede calentar el sustrato 242 a una temperatura suficiente para eliminar el estiramiento irreversible del sustrato 242, de nuevo opcionalmente mientras que está bajo tensión como se ha descrito anteriormente.

En una realización de la invención, el sustrato se calienta a aproximadamente 160ºC en la zona de pre-acondicionamiento 211, que se ilustra con más detalle en la Figura 11. Como se ha explicado anteriormente, en una realización de la presente invención, la temperatura a la cual se calienta el sustrato 242 en la estación de pre-acondicionamiento 102 no se encuentra ni se excede durante el procesamiento posterior del sustrato 242, incluyendo las etapas de secado posteriores. Los procesos de impresión posteriores pueden compensar la imagen ligeramente mayor debido al estiramiento causado por el proceso de la estación de pre-acondicionamiento 102 por la provisión de un tamaño de la pantalla esténcil ligeramente agrandada (típicamente 750 \mum en la dirección del movimiento de la bobina). La provisión de nuevas pantallas puede ser problemática. Por lo tanto pueden variarse otros parámetros en cada estación de impresión para acomodar la variación en el tamaño de la imagen sin reemplazar la pantalla, tal como la velocidad relativa de la pantalla y la bobina. Sin embargo, hay un límite a la cantidad de variación del tamaño de la imagen que puede acomodarse. Es preferible por lo tanto pre-acondicionar el sustrato como se ha descrito en este documento reduciendo el incremento del tamaño de la imagen global y reduciendo la variación en dicho incremento del tamaño de la imagen.

En una realización de la presente invención, la estación de pre-acondicionamiento 102 también incluye elementos adicionales, que realizan funciones, que facilitan el funcionamiento adecuado del proceso de fabricación de bobinas de acuerdo con la presente invención. En la unidad de pre-acondicionamiento 102, hay dos unidades de limpieza de bobinas, una primera unidad de limpieza 204 y una segunda unidad de limpieza 207 que limpian la cara superior y la cara inferior del sustrato 242. La primera unidad de limpieza 204 y la segunda unidad de limpieza 207 usan rodillos recubiertos de adhesivo pegajoso para eliminar partículas del sustrato 242 antes de cualquier etapa de impresión. La primera unidad de limpieza 204 puede ser, por ejemplo, una limpiadora comercial disponible comercialmente en Limpiadoras de Bobinas KSM, modelo número WASP400 en Glasgow, Reino Unido. La segunda unidad de limpieza 207, por ejemplo un limpiador comercialmente disponible en Teknek. La estación de pre-acondicionamiento 102 incluye además un rodillo de pinza de entrada 206 y una célula de carga 208. El rodillo de pinza de entrada 206 se usa para controlar la tensión del sustrato 242 (especialmente la tensión entre el rodillo de pinza de entrada 206 y el rodillo de pinza de salida 238). El rodillo de pinza de entrada 206 está enlazado a través de un sistema de control (no mostrado) a la célula de carga 208. El sustrato 242 sale de la segunda estación de impresión de enzima 106 en la sección 6 a una tasa constante por el rodillo de pinza de salida 238. La célula de carga 208 en la sección 2 mide la tensión del sustrato 242 cuando se está moviendo a través del proceso de bobina de acuerdo con la presente invención. El rodillo de pinza de entrada 206 ajusta su velocidad para controlar la tensión en un punto de ajuste predeterminado. Una tensión del sustrato típica en el proceso de fabricación de bobina de acuerdo con la presente invención sería aproximadamente 150N a 180N y más específicamente de 160N a 170N, en esta realización la tensión es aproximadamente de 165N.

La Figura 2B es un diagrama esquemático que representa la sección 3, la sección 4 y la sección 5 de un proceso de impresión de bobina de acuerdo con la presente invención. En la Figura 2B, la sección 3 es una estación de impresión de carbono. Antes de imprimir está instalado un sistema de limpieza (disponible en Meech), que limpia la cara superior (o cara de impresión) y la cara inferior del sustrato usando un sistema de cepillado y aspiración, la estación de cepillado y aspiración superior 251 y la estación de cepillado y aspiración inferior 250 están desplazadas entre sí. La estación de cepillado y aspiración superior 250, contacta con el substrato inmediatamente antes del rodillo refrigerado 212 y el acumulador 213 y es el punto accesible más próximo antes de la impresión de carbono. La estación de cepillado y aspiración de la cara inferior 251, contacta con el sustrato inmediatamente después de que el sustrato sale de la unidad de pre-acondicionamiento 102. La estación de impresión de carbono 103 incluye un primer rodillo refrigerado 212, un segundo acumulador 213, un segundo rodillo de impresión 214, un primer sensor de visión 215, un segundo rodillo de conducción 216, una primera zona de secado 217 y un segundo rodillo refrigerado 218. En la realización de la invención ilustrada en la Figura 2B, la sección 4 es la estación de impresión de aislamiento 104. La estación de impresión de aislamiento 104 incluye un tercer rodillo refrigerado 219, un tercer acumulador 220, un tercer rodillo de impresión 221, un segundo sensor de visión 222, un primer sistema de inscripción Y (no mostrado) en la posición 237A, un tercer rodillo de conducción 223 y una segunda zona de secado 224. En la Figura 2B, la sección 5 es la primera estación de impresión de enzima 105. La primera estación de impresión de enzima 105 incluye un cuarto rodillo refrigerado 225, un cuarto acumulador 226, un cuarto rodillo de impresión 227, un tercer sensor de visión 228, un segundo sistema de inscripción Y, en 237B (no mostrado), un cuarto rodillo de conducción 229 y una tercera zona de secado 230.

En un proceso de acuerdo con la presente invención, la sección 3 del proceso de fabricación de bobina es donde tiene lugar la impresión de carbono. Por supuesto, como se apreciará por los especialistas en la técnica, el número y tipo de los procesos de impresión pueden variarse sin apartarse de la invención en su contexto más amplio. Por ejemplo, pueden proporcionarse dos impresiones de carbono o pueden usarse una a más impresiones con tintas de carbono con partículas metálicas, plata/cloruro de plata o tintas basadas en oro o paladio para proporcionar una capa de electrodo en los sensores electromecánicos. Las capas de aislamiento y reactivo pueden variarse también en su composición, orden de deposición, grosor de la deposición y trazado así como en otros parámetros que son evidentes para los especialistas en la técnica a partir de las realizaciones descritas en este documento. En la sección 3, la figuras de carbono para los sensores electromecánicos fabricados de acuerdo con la presente invención puede imprimirse utilizando impresión por pantalla. Los componentes básicos de la estación de impresión de carbón 103 se ilustran en las Figuras 6 y 7. En particular, una estación de impresión adecuada de acuerdo con la presente invención incluye una pantalla 301, un rodillo de impresión inferior 303, un rodillo de impresión 600, una cuchilla de inundación 603, un porta racleta 605 y una racleta 606. En la estación de impresión de carbono 103, el rodillo de impresión 600 es el segundo rodillo de impresión 214. La pantalla 301 es generalmente de construcción plana y típicamente comprende una malla dispuesta para proporcionar un negativo de la figura deseada. La tinta de carbón se aplica a la malla y se presiona a través de la misma durante la impresión. En esta etapa la pantalla plana puede deformarse ligeramente fuera de la forma plana por el peso de la tinta (esto es especialmente cierto para las etapas de impresión de enzima en las que la tinta a utilizar durante toda la operación de impresión se deposita usualmente sobre la pantalla al comienzo de la operación de impresión) y la presión de la racleta empujando la tinta a través de la esténcil de malla.

En un proceso del ciclo de inundación de acuerdo con la presente invención, la pantalla 301 se carga con tinta 604 moviendo la racleta 606, la cuchilla de inundación 603, el rodillo de impresión 600, y el rodillo de impresión inferior 303, en la primera dirección 608 que corresponde al movimiento de la bobina del sustrato 242. La pantalla 301 se mueve en la segunda dirección 607 opuesta a la primera dirección 608 del sustrato 242 para el ciclo de inundación donde se carga la tinta 604 sobre la pantalla 301.

En un proceso posterior del ciclo de impresión de acuerdo con la presente invención, como se ilustra en al Figura 7, la racleta 606 transfiere tinta 604 a través de la pantalla y sobre el sustrato 242. Durante el ciclo de impresión, la racleta 606, la cuchilla de inundación 603, el rodillo de impresión 600, y el rodillo de impresión inferior 303 se mueven todos en la segunda dirección 607 que es opuesta al movimiento del sustrato 242. La pantalla 301 se mueve en la primera dirección 608 que corresponde con el movimiento de la bobina del sustrato 242 para el ciclo de impresión donde se empuja la tinta 604 a través de la pantalla 301 y se deposita sobre el sustrato 242. De este modo durante el ciclo de impresión la pantalla 301 se mueve en la misma dirección que el sustrato de bobina y a la misma velocidad o muy próxima que el sustrato. La pantalla 301 es sustancialmente plana en reposo aunque en uso se empuja por la racleta 606 hacia la bobina volviéndose ligeramente distorsionada cuando ocurre esto y volviendo sustancialmente a su forma original una vez que se quita la racleta 606. La pantalla 301 se mueve a continuación en la dirección opuesta al sustrato de modo que se recarga con tinta 604 lista para el próximo ciclo de impresión. Cuando se carga la tinta sobre la pantalla 301 el peso de la tinta puede incluso curvar ligeramente la pantalla. La pantalla 301está en un ángulo con la dirección de movimiento de la bobina 608 cuando deja la estación de impresión. Esta disposición (el ángulo es típicamente de 10 a 30 grados y más específicamente alrededor de 15 grados) mejora la liberación de la tinta de la pantalla sobre el sustrato mejorando la definición de la impresión y la reproducibilidad. El ángulo de la pantalla con el sustrato, el ángulo de la racleta, la distancia de la pantalla a la racleta, la posición de la racleta con el rodillo de impresión, la distancia de separación, las velocidades relativas del sustrato y la pantalla y presión de la racleta pueden usarse todos ellos para controlar y optimizar la definición de la impresión resultante y la consistencia a través de la tarjeta. (Una realización de un mecanismo de impresión por pantalla se describe con más detalle en la patente de los Estados Unidos 4.245.554 que se incorpora a este documento como referencia.

En particular, en la estación de impresión de carbono 103, la tinta en cuestión es una tinta de carbono. Un ejemplo de tinta de carbono adecuada se muestra en este documento más adelante. En esta realización de la invención actual, la pantalla 301 se inunda con tinta 604 antes de usar la racleta 606 para transferir la tinta 604 a través de la pantalla y sobre el sustrato 242. La figura de carbono impresa depositada sobre el sustrato 242 se seca a continuación usando, por ejemplo, aire caliente a 140ºC dirigido sobre la superficie impresa del sustrato usando cuatro bancos de secado separados dentro de la primera zona de secado 217, que se ilustra con más detalle en la Figura 12.

Tintas adecuadas para su uso en una estación de impresión de carbono incluyen pero no están limitadas a, carbono con partículas metálicas, plata/cloruro de plata, tintas basadas en oro, tintas conductivas imprimibles basadas en paladio.

Pueden usarse otros tipos de tinta conductiva, por ejemplo carbono con partículas metálicas, plata/cloruro de plata, tintas basadas en oro, tintas conductivas imprimibles basadas en paladio.

En una realización de la presente invención, antes del proceso de impresión de carbono e inmediatamente después del secado, el sustrato 242 se pasa sobre un primer rodillo refrigerado 212 que está diseñado para enfriar rápidamente el sustrato 242 a una temperatura predeterminada, típicamente la temperatura de la habitación (alrededor de 18-21ºC y típicamente 19,5ºC +/- 0,5ºC). En una realización del proceso de fabricación de bobinas de acuerdo con la presente invención la superficie del primer rodillo refrigerado 212 es aproximadamente 18ºC. El primer rodillo refrigerado 212 puede enfriarse a una temperatura apropiada usando, por ejemplo, agua enfriada de fábrica a alrededor de 7ºC. La temperatura del rodillo puede controlarse controlando la tasa del flujo y/o la temperatura del agua refrigerada de fábrica. Después de que se depositan las tramas de carbono impreso en el proceso de impresión, el sustrato 242 se pasa sobre un segundo rodillo refrigerado 218. Reducir la temperatura del sustrato 242 y mantener la temperatura del sustrato 242 es beneficioso porque las temperaturas más frías reducen la probabilidad de secado de la tinta sobre las pantallas durante la impresión y la formación de bloques en la malla. El uso de rodillos de refrigeración en un proceso de fabricación de bobina de acuerdo con la presente invención es también beneficioso porque reduce la cantidad de estiramiento en el sustrato 242, reduciendo los problemas de inscripción y la necesidad de modificar el proceso sobre la marcha para compensar tales problemas.

En una realización se controla dinámicamente la temperatura de los rodillos de refrigeración por un bucle de retroalimentación midiendo la temperatura del rodillo refrigerado y controlando la temperatura/flujo del agua. Pueden preverse otros métodos de refrigerar los rodillos por los especialistas en la técnica a partir de las realizaciones descritas en este documento, por ejemplo, las unidades de refrigeración alimentadas eléctricamente.

En un proceso de acuerdo con la presente invención, la sección 4 del proceso de fabricación de bobina es donde tiene lugar la impresión del aislamiento. En la sección 4, la figura del aislamiento para los sensores electromecánicos fabricados de acuerdo con la presente invención se imprimen utilizando impresión de pantalla que utiliza generalmente una pantalla plana. Los componentes básicos de la estación de impresión del aislamiento 104 se ilustran en las Figuras 6 y 7. En particular, una estación de impresión adecuada de acuerdo con la presente invención incluye una pantalla 301, un rodillo de impresión inferior 303, un rodillo de impresión 600, una cuchilla de inundación 603, un porta racleta 605 y una racleta 606. En la estación de impresión de aislamiento 104, el rodillo de impresión 600 es el tercer rodillo de impresión 221.

En un proceso del ciclo de inundación de acuerdo con la presente invención, la pantalla 301 se carga con tinta 604 moviendo la racleta 606, la cuchilla de inundación 603, el rodillo de impresión 600, y el rodillo de impresión inferior 303, en la primera dirección 608 que corresponde al movimiento de la bobina del sustrato 242. La pantalla 301 se mueve en la segunda dirección 607 opuesta a la primera dirección 608 del sustrato 242 para el ciclo de inundación donde se carga la tinta 604 sobre la pantalla 301.

En un proceso del ciclo de impresión posterior de acuerdo con la presente invención, como se ilustra en la Figura 7, la racleta 606 transfiere tinta a través de la pantalla 301 y sobre el sustrato 242. Durante el ciclo de impresión, la racleta 606, la cuchilla de inundación 603, el rodillo de impresión 600 y el rodillo de impresión inferior 303 se mueven todos en la segunda dirección 607 que es opuesta al movimiento de la bobina del sustrato 242. La pantalla 301 se mueve en la primera dirección 608 que corresponde al movimiento de la bobina del sustrato 242 para el ciclo de impresión donde se empuja la tinta 604 a través de la pantalla 301 y se deposita sobre el sustrato 242. Una realización del mecanismo de impresión de pantalla se describe con más detalle en la patente publicada de los Estados Unidos 4.245.554 que se incorpora a este documento como referencia.

En la impresión de pantalla plana móvil, durante la impresión la pantalla generalmente plana tiene una componente de su movimiento que es en la misma dirección y aproximadamente a la misma velocidad que el sustrato. Típicamente en cada una de las estaciones de impresión, la pantalla sustancialmente plana está en un ángulo agudo (A en la Figura 6) con el sustrato según se mueven hacia fuera la pantalla y el sustrato desde la posición de impresión (junto al rodillo de impresión 200 en la Figura 6). Variando la velocidad relativa del sustrato y la pantalla varía el tamaño de la imagen impresa en la dirección del movimiento del sustrato, es decir en la dirección X.

La pantalla de esténcil usada en cada una de las estaciones de impresión consiste típicamente de poliéster deformable elásticamente o una malla de acero estirada y fijada a una estructura rígida. Una realización usa una pantalla de poliéster suministrada por DEK Machinery, Weymouth, Reino Unido. La malla se recubre con un recubrimiento sensible a la luz ultravioleta y junto con una película positiva se expone la pantalla a una fuente de luz ultravioleta, se desarrolla y se seca de modo que el recubrimiento seca sobre la pantalla para formar un negativo de la imagen de impresión deseada. Con la ayuda de la racleta, la tinta pasa a través de las áreas abiertas del esténcil y sobre el sustrato (dando una imagen positiva formada por la tinta sobre el sustrato). La estructura proporciona un medio de montar la malla, y soporta las fuerzas ejercidas por la malla estirada con una distorsión mínima y soporta las fuerzas adicionales producidas durante la impresión.

En particular, en la estación de impresión de aislamiento 104, la tinta en cuestión es una tinta de aislamiento. Un ejemplo de tinta de aislamiento adecuada se muestra en este documento más adelante. En esta realización de la invención actual, la pantalla 301 se inunda con tinta 604 antes de usar la racleta 606 para transferir la tinta 604 a través de la pantalla y sobre el sustrato 242. La ilustración del aislamiento impreso depositada sobre el sustrato 242 se seca a continuación usando, por ejemplo, aire caliente a 140ºC dirigido sobre la superficie impresa del sustrato usando cuatro bancos separados de secado dentro de la segunda zona de secado 224, que está ilustrado con más detalle en la Figura 13. Un ejemplo de una tinta adecuada para su uso en la estación de impresión de aislamiento en el proceso de fabricación de bobina de acuerdo con la presente invención es la Tinta de Aislamiento Negra Jet Ercon E6110-116 que puede comprarse en Ercon, Inc. En una realización de la invención, la figura del aislamiento se inscribe en la figura del carbono en la dirección X (a lo largo de la máquina) y la dirección Y (transversal a la máquina) utiliza las técnicas descritas en este documento. Pueden utilizarse otros tipos de tinta de aislamiento como se entenderá por los especialistas de la técnica a partir de la descripción en este documento. Además pueden usarse diferentes capas o diferentes órdenes de las capas para proporcionar un orden diferente de las capas y por lo tanto una diferente construcción de los sensores electromecánicos producidos.

En una realización de la presente invención, antes del proceso de impresión del aislamiento e inmediatamente después del secado, el sustrato 242, incluyendo los patrones de carbono y de aislamiento impresos, se pasa sobre el tercer rodillo refrigerado 219 que está diseñado para enfriar rápidamente el sustrato 242 a una temperatura predeterminada típicamente la temperatura ambiente (alrededor de 17-21ºC y típicamente 19,5ºC +/-0,5ºC). En una realización del proceso de fabricación de bobina de acuerdo con la presente invención, la temperatura de la superficie del tercer rodillo refrigerado es aproximadamente 18ºC. El tercer rodillo refrigerado 219 puede enfriarse a una temperatura apropiada usando, por ejemplo, agua refrigerada de fábrica a alrededor de 7ºC. Reducir la temperatura del sustrato 242 y mantener la temperatura del sustrato 242 es beneficioso porque las temperaturas más frías reducen la probabilidad del secado de la tinta sobre las pantallas y la creación de bloques en la malla. El uso de rodillos refrigerados en un proceso de fabricación de bobina de acuerdo con la presente invención es también beneficioso porque reduce la cantidad estiramiento en el sustrato 242, reduciendo los problemas de inscripción y la necesidad de modificar el proceso sobre la marcha para compensar tales problemas.

En un proceso de acuerdo con la presente invención, la sección 5 del proceso de fabricación de bobina es donde tiene lugar la primera impresión de enzima. En la sección 5, se imprime la figura de tinta de enzima para los sensores electromecánicos fabricados de acuerdo con la presente invención utilizando impresión de pantalla y generalmente una pantalla plana movible como se ha descrito anteriormente en este documento. Los componentes básicos de la primera estación de impresión de enzima 105 se ilustran en las Figuras 6 y 7. En particular una estación de impresión adecuada de acuerdo con la presente invención incluye una pantalla 301, un rodillo de impresión inferior 303, un rodillo de impresión 600, una cuchilla de inundación 603, un porta racleta 605 y una racleta 606. En la primera estación de impresión de enzima 105, el rodillo de impresión 600 es el cuarto rodillo de impresión 227.

En un proceso del ciclo de inundación de acuerdo con la presente invención, la pantalla 301 se carga con tinta 604 moviendo la racleta 606, la cuchilla de inundación 603, el rodillo de impresión 600, y el rodillo de impresión inferior 303, en la primera dirección 608 que corresponde al movimiento de la bobina de sustrato 242. La pantalla 301 se mueve en la segunda dirección 607 opuesta a la primera dirección 608 del sustrato 242 para el ciclo de inundación en el que se carga la tinta 604 sobre la pantalla 301.

En un proceso posterior del ciclo de impresión de acuerdo con la presente invención, como se ilustra en la Figura 7, la racleta 606 transfiere la tinta 604 a través de la pantalla 301 y sobre el sustrato 242. Durante el ciclo de impresión, la racleta 606, la cuchilla de inundación 603, el rodillo de impresión 600 y el rodillo de impresión inferior 303 se mueven todos en la segunda dirección 607 que es opuesta al movimiento de la bobina del sustrato 242. La pantalla 301 se mueve en la primera dirección 608 que corresponde al movimiento de la bobina de sustrato 242 para el ciclo de impresión en el que se empuja la tinta 604 a través de la pantalla 301 y se deposita sobre el sustrato 242. Una realización del mecanismo de impresión de pantalla se describe con más detalle en la patente publicada de los Estados Unidos 4.245.554.

En particular, en la primera estación de impresión de enzima 105, la tinta en cuestión es una tinta de enzima. En este documento más adelante se muestra un ejemplo de una tinta de enzima adecuada. En esta realización de la invención actual, la pantalla 301 se inunda con tinta 604 antes de usar la racleta 606 para transferir la tinta 604 a través de la pantalla y sobre el sustrato 242. La figura impresa de la enzima depositada sobre el sustrato 242 se seca a continuación usando, por ejemplo, aire caliente a 50ºC dirigida sobre la superficie impresa del sustrato usando dos bancos de secado separados dentro de la tercera zona de secado 230, que se ilustra con más detalle en la Figura 14. Un ejemplo de una tinta adecuada para su uso en la primera estación de impresión de enzima 105 en un proceso de fabricación de bobina de acuerdo con la presente invención como se resume en la Tabla 2.

TABLA 2

1

En una realización de la presente invención, después del proceso de impresión de aislamiento e inmediatamente después del secado, el sustrato 242, incluyendo los patrones impresos de carbono y aislamiento, se pasan sobre un cuarto rodillo refrigerado 225 que está diseñado para enfriar rápidamente el sustrato 242 a una temperatura predeterminada típicamente la temperatura de la habitación (alrededor de 17-21ºC y típicamente 19,5ºC+/-0,5ºC). En una realización del proceso de fabricación de bobina de acuerdo con la presente invención la superficie del cuarto rodillo refrigerado 225 está a aproximadamente 18ºC. El cuarto rodillo refrigerado 225 puede refrigerarse a una temperatura apropiada usando, por ejemplo, agua refrigerada de fábrica a alrededor de 7ºC. Reducir la temperatura del sustrato 242 y mantener la temperatura del sustrato 242 es beneficioso porque las temperaturas más frías reducen la probabilidad del secado de la tinta sobre las pantallas y la creación de bloques en la malla. El uso de cilindros refrigerados en un proceso de fabricación de bobina de acuerdo con la presente invención es también beneficioso porque reduce la cantidad de estiramiento en el sustrato 242, reduciendo los problemas de inscripción y la necesidad de modificar el proceso sobre la marcha para compensar tales problemas.

Adicionalmente, debido al elevado contenido de agua de la tinta de enzima y al flujo de aire debido al movimiento de la pantalla, es crucial asegurar que la tinta de encima no se seca dentro de la pantalla. El flujo de aire relativo encontrado por el movimiento de la pantalla seca la tinta sobre la pantalla de un modo no observado normalmente en las impresoras de pantalla de cama plana (tales como la impresora de cama plana Thieme) ya que la propia pantalla no se mueve dentro de la máquina, a diferencia de la presente invención. Así como el rodillo refrigerado alivia esto asegurando que el sustrato se enfría a alrededor de 18ºC antes de que se encuentre en la etapa de impresión de la pantalla de enzima, la pantalla cargada con la tinta de enzima se humidifica durante la impresión. En una realización la humidificación es sustancialmente continua. Puede haber humidificación de la cara superior, de la cara inferior y/o lateral de la pantalla y realmente pueden proporcionarse las tres juntas. Una disposición de tubos proporciona un flujo sustancialmente constante de aire humidificado por encima, debajo y por los lados sobre la pantalla respectivamente, asegurando que el contenido de agua de la tinta se mantiene a un nivel constante. En las Figuras 3, 4 y 5 se ilustra una disposición adecuada para proporcionar humidificación por la cara superior, la cara inferior y/o los lados de la pantalla de acuerdo con la presente invención. La cantidad y disposición de los medios de humidificación (típicamente tubos que llevan aire humidificado) dependerá sobre todo, de la cantidad de humidificación requerida, el contenido de agua de la tinta, la humedad y temperatura del aire circundante, la temperatura del sustrato cuando se aproxima a la estación de impresión de enzima, la temperatura del rodillo de impresión, el tamaño de la pantalla y la exposición de la pantalla a los alrededores (aire humidificado). En una realización el tubo 304 comprende uno o más filas de agujeros 400 que suministran aire humidificado a través de toda la cara inferior de la pantalla durante el movimiento de la pantalla hacia delante y hacia atrás. Tubos (no mostrados) por encima y del lado del operario de la máquina suministran flujos de aire humidificado 300 y 304 (véase la Figura 4).

Típicamente toda la tinta de enzima requerida para la operación de impresión está situada sobre la pantalla en el comienzo o antes de la operación de impresión. Como la tinta de enzima está compuesta de una gran parte de agua (típicamente entre el 55 y el 65% en peso, más típicamente alrededor del 60% en peso, la tinta es propensa a secarse durante el tiempo de duración de la operación. Este riesgo puede aliviarse proporcionando humidificación alrededor de la pantalla cargada con tinta de enzima. Alternativamente o más típicamente además el sustrato puede refrigerarse para encontrar la estación de impresión de enzima (o realmente cualquiera) por el uso de cilindros refrigerados como se ha descrito en este documento.

Típicamente la temperatura del sustrato se controla para que sea menor o igual que la temperatura de la habitación. Sin embargo, la temperatura del sustrato se mantiene por encima del punto de rocío para la atmósfera en la habitación. Si la habitación tiene un 60% de humedad entonces el punto de rocío puede ser de 15ºC. Si la temperatura del sustrato cae por debajo de ésta, entonces puede producirse la condensación sobre el sustrato comprometiendo potencialmente cualquier operación de impresión posterior, especialmente cualquier operación de impresión posterior con tinta soluble en agua tal como la tinta de enzima. El control de la temperatura del sustrato, por ejemplo entre los límites de la temperatura de la habitación y el punto de rocío, puede ser por lo tanto importante para una operación de impresión satisfactoria. El control de la temperatura de los rodillos refrigerados 212, 219, 225 y 231 y/o el tiempo de paso sobre los mismos es importante para controlar la temperatura del sustrato. Puede usarse un bucle de control retroalimentado para medir la temperatura del sustrato con relación por ejemplo a la temperatura de la habitación y/o el punto de rocío (dado por la humedad de la habitación) para controlar la temperatura de los rodillos refrigerados y la temperatura del sustrato cuando deja el rodillo y se aproxima a la siguiente estación de impresión.

La Figura 2C es un diagrama esquemático que representa la sección 6 y la sección 7 del proceso de impresión de bobina de acuerdo con la presente invención. En la figura 2C, la sección 6 es la segunda estación de impresión de enzima 106. La segunda estación de impresión de enzima 106 incluye el quinto rodillo refrigerado 231, el quinto acumulador 232, el quinto rodillo de impresión 233, el cuarto sensor de visión 234, el quinto rodillo de conducción 235, la quinta zona de secado 236, el sistema de inscripción de Y 237 y el rodillo de pinza de salida 238. En la realización de la invención ilustrada en la Figura 2C, la sección 7 es una unidad de enrollado 107. La unidad de enrollado 107 incluye un mecanismo de dirección 239, un rodillo de enrollado 240 y un segundo rodillo de enrollado 241.

En un proceso de acuerdo con la presente invención, la sección 6 del proceso de fabricación de bobina es donde tiene lugar la segunda impresión de enzima. En la sección 6, la figura de la tinta de enzima para los sensores electromecánicos fabricados de acuerdo con la presente invención se imprime utilizando impresión de pantalla. El fin de aplicar 2 recubrimientos de la tinta de enzima es asegurar el recubrimiento completo de los electrodos de carbono y de este modo que los electrodos sean sustancialmente lisos y libres de vacíos. Los componentes básicos de la segunda estación de impresión de enzima 106 se ilustran en las Figuras 6 y 7. En particular, una estación de impresión adecuada de acuerdo con la presente invención incluye una pantalla 301, un rodillo de impresión inferior 303, un rodillo de impresión 600, una cuchilla de inundación 603, un porta racleta 605 y una racleta 606. En la segunda estación de impresión de enzima 106, el rodillo de impresión 600 es el quinto rodillo de impresión 233.

En el proceso del ciclo de inundación de acuerdo con la presente invención, la pantalla 301 se carga con tinta 604 moviendo la racleta 606, la cuchilla de inundación 603, el rodillo de impresión 600 y el rodillo de impresión inferior 303, en la primera dirección 608 que corresponde con el movimiento de la bobina del sustrato 242. La pantalla 301 se mueve en la segunda dirección 607 opuesta a la primera dirección 608 del sustrato 242 para el ciclo de inundación en el que la tinta 604 se carga sobre la pantalla 301.

En el proceso del ciclo de impresión posterior de acuerdo con la presente invención, como se ilustra en la Figura 7, la racleta 606 transfiere tinta 604 a través de la pantalla 301 y sobre el sustrato 242. Durante el ciclo de impresión, la racleta 606, la cuchilla de inundación 603, el rodillo de impresión 600 y el rodillo de impresión inferior 303 se mueven todos en la segunda dirección 607 que es opuesta al movimiento de la bobina del sustrato 242. La pantalla 301 se mueve en la primera dirección 608 que corresponde al movimiento de la bobina del sustrato 242 para el ciclo de impresión en el que la tinta 604 se empuja a través de la pantalla 301 y se deposita sobre el sustrato 242. Una realización del mecanismo de impresión de pantalla se describe con más detalle en la patente publicada de los Estados Unidos 4.245.554.

En particular, en la segunda estación de impresión de enzima 106, la tinta en cuestión es una tinta de encima. En esta realización de la actual invención, la pantalla 301 se inunda con tinta 604 antes de usar la racleta 606 para transferir la tinta 604 a través de la pantalla y sobre el sustrato 242. La figura de enzima impresa depositada sobre el sustrato 242 se seca a continuación usando, por ejemplo, aire caliente a 50ºC dirigido sobre la superficie impresa del sustrato usando dos bancos de secado separados dentro de la cuarta zona de secado 236, que se ilustra con más detalle en la Figura 15. Un ejemplo de tinta adecuada para su uso en la segunda estación de impresión de enzima 106 es la misma tinta de enzima usada en la primera estación de impresión de enzima que se describe en la Tabla 2 mencionada anteriormente.

En una realización de la presente invención, después del segundo proceso de impresión de enzima e inmediatamente después del secado, el sustrato 242, incluyendo el carbono impreso, el aislamiento, y las figuras de tinta de enzima, se pasa sobre el quinto rodillo refrigerado 231 que está diseñado para enfriar rápidamente el sustrato 242 a una temperatura predeterminada. En una realización del proceso de fabricación de bobina de acuerdo con la presente invención la superficie del quinto rodillo refrigerado 231 está aproximadamente a 18ºC. El quinto rodillo refrigerado 231 puede enfriarse a una temperatura adecuada usando, por ejemplo, agua refrigerada de fábrica a alrededor de 7ºC. Reducir la temperatura del sustrato 242 y mantener la temperatura del sustrato 242 es beneficioso porque las temperaturas más frías reducen la probabilidad del secado de la tinta sobre las pantallas y la creación de bloques en la malla. El uso de los cilindros refrigerados en un proceso de fabricación de bobina de acuerdo con la presente invención puede también ser beneficioso porque reduce la cantidad de estiramiento en el sustrato 242, reduciendo los problemas de inscripción y la necesidad de modificar el proceso sobre la marcha para compensar tales problemas.

Adicionalmente, debido al elevado contenido de agua de la tinta de enzima y al flujo de aire debido al movimiento de la pantalla, es crucial asegurar que la tinta de enzima no se seca dentro de la pantalla. Así como el rodillo refrigerado que alivia esto asegurando que el sustrato se enfría a 18ºC antes de que se encuentre en la etapa de impresión de pantalla de encima, hay también una humidificación de la cara superior, de la cara inferior y/o lateral de la pantalla, que puede proporcionar un flujo de aire humidificado por encima y por debajo de la pantalla, asegurando que el contenido de agua de la tinta se mantiene a un nivel constante. Típicamente el aire humidificado fluye constantemente sobre la pantalla. En la Figura 3 se ilustra una disposición adecuada para proporcionar humidificación de la cara superior e inferior de la pantalla de acuerdo con la presente invención.

La segunda estación de impresión de enzima 106 puede incluir un rodillo de pinza de salida 238, un sistema de inspección 237 para inspeccionar la inscripción, un tercer sistema de inscripción en 237C (no mostrado) y una estación de código de barras (no mostrada). El rodillo de pinza de salida 238 ayuda a controlar la tensión del sustrato 242 (especialmente la tensión entre el rodillo de pinza de entrada 206 y el rodillo de pinza de salida 238). El sustrato 242 sale de la segunda estación de impresión de enzima 106 a una tasa constante por el rodillo de pinza de salida 238. El sistema de inscripción Y (no mostrado) en las posiciones 237A, 237B y 237C controla la inscripción Y (es decir transversal a la bobina) de cada ciclo de impresión durante la impresión utilizando las primeras marcas de inscripción Y 2101, las segundas marcas de inscripción Y 2102, las terceras marcas de inscripción Y 2103, y las cuartas marcas de inscripción Y 2104 que se ilustran en la Figura 21A. En una realización de la invención las primeras marcas de inscripción Y 2101, las segundas marcas de inscripción Y 2102, las terceras marcas de inscripción Y 2103, y las cuartas marcas de inscripción Y 2104 pueden corresponder, respectivamente, a la inscripción Y de estación de impresión de carbono 103, la estación de impresión de aislamiento 104, la primera estación de impresión de enzima 105, y la segunda estación de impresión de enzima 106. Cada marca de inscripción Y comprende 2 triángulos que están yuxtapuestos en una orientación que se aproxima a un rectángulo. En una realización, el sistema de inscripción Y localizado en las posiciones 237A, 237B y 237C pueden implementarse por Eltromat DGC650 de Eltrmat Gmbh en Leopolsöhe, Alemania.

En una realización de la presente invención, el sistema de inspección 237, puede implementase usando el Sistema de Inspección Eltromat, modelo número PC3100 HD, que esta comercialmente disponible en Eltromat Gmbh Leopolshöne, Alemania. El sistema de inspección 237 tiene un componente de visión que inspecciona las marcas de inscripción ilustradas en las Figuras 17A a 19D y/o la Figura 20D y puede usarse como herramienta para valorar si la lámina de sensores 2106 se rechazará (por ejemplo grabando los resultados de la inspección frente a un código de barras en una base de datos).

La emisión de inscripciones en la dimensión Y (que puede alterarse durante la impresión por el sistema de inscripción (no mostrado) que está localizado en 237A, 237B y 237C y/o inspeccionado por el sistema de inspección 237 después de que se han completado todas las etapas de impresión) puede atribuirse a variaciones en la tensión de la bobina o a distorsiones no uniformes en el sustrato 242. En una realización de la invención, la estación de códigos de barras comprende los siguientes componentes disponibles comercialmente, impresora de código de barras (modelo número A400 de Domino UK Ltd. en Cambridge, Reino Unido), un sistema de código de barras transversal (Scottish Robotics Systems en Perthshire, Escocia), y un lector de código de barras (RSVI Aculty CiMatrix en Canton, Masachuset). La estación de código de barras (no mostrada) etiqueta cada fila de la lámina de sensores 2106 con un código de barras bidimensional. Esto proporciona a cada fila de sensores un código identificador único, la identificación del número de Tanda/Lote, el número de lámina de sensores, y el número de fila. La estación de código de barras también lee el código de barras inmediatamente después de imprimir para verificar que el código de barras se ha impreso adecuadamente y proporciona un indicador visual a los operarios de la máquina. La información del código de barras y del proceso de las secciones 2 a 6 se almacenan en una base de datos y se usan más tarde para identificar y posteriormente rechazar/aceptar tarjetas para procesos futuros.

La unidad de enrollado 107 consiste, por ejemplo, en un Sistema de Enrollado Automático Martin. Esta es la última sección de la máquina y permite el enrollado continuo del material de sustrato 242. La unidad de enrollado 107 consiste de un primer rodillo de enrollado 240 y un segundo rodillo de enrollado 241. El primer rodillo de enrollado 240 mantiene un rollo de material de sustrato 242 y atrae continuamente el material de la segunda estación de impresión de enzima 106. El segundo rodillo de enrollado 241 mantiene un rollo de material de reserva, que se empalma automáticamente al primer rollo de sustrato 242 dentro del segundo rollo a la finalización del rollo de sustrato 242 del primer rodillo de enrollado 240. Este proceso se repite continuamente desde el primer rodillo de enrollado 240 al segundo rodillo de enrollado 241. Un empalme rápido, que se produce mientras que se está moviendo aún el sustrato 242, se usa para posibilitar el enrollado continuo del sustrato 242. El empalme se sitúa directamente sobre un rollo nuevo de material de sustrato 242 que se prepara con adhesivo sensible a la presión puesto por doble cara.

La Figura 3 es un diagrama esquemático que representa un entorno húmedo alrededor de las secciones quinta y sexta de impresión de bobina. Los componentes básicos usados para proporcionar el medio para la humidificación del entorno de impresión de bobina se ilustra en la Figura 3 que incluye aire húmedo superior 300, la pantalla 301, aire húmedo inferior 302, el rodillo de impresión inferior, el tubo 304 que comprende múltiples perforaciones 400, el sustrato 242 y el cuarto rodillo de impresión 227 o el quinto rodillo de impresión 233. La humidificación y la temperatura se fijan para intentar asegurar que las propiedades de la tinta de enzima no cambien en grado significativo durante el ciclo de inundación e impresión y preferiblemente durante la vida de la operación de impresión. En particular, es deseable que la viscosidad y el contenido de agua de la tinta de enzima no cambien durante el tiempo del ciclo de inundación e impresión y preferiblemente durante la vida de la operación de impresión. La tinta de enzima es aproximadamente 63% agua. Un contenido constante de agua asegura que la cantidad de tinta depositada sobre el sustrato 242 es consistente. Si el contenido de agua de la tinta cambia durante el proceso de impresión, esto puede conducir a variaciones en el grosor de la capa de enzima. Adicionalmente, la pérdida de humedad de la tinta de enzima conducirá al secado de la enzima sobre la pantalla 301 dando como resultado una definición de impresión pobre y una reducción en la cantidad de tinta depositada sobre el sustrato 242. El aire húmedo en el interior de la primera estación de impresión de enzima 105 o de la segunda estación de impresión de enzima 106 se mantiene entre el 85 y el 95 % de humedad relativa. El aire húmedo de la parte superior 300 y el aire húmedo de la parte inferior 302 se bombea sobre ambas caras de la pantalla 301 para mantener la humedad relativa deseada. El tubo lateral 305 está dispuesto a un lado de la bobina e introduce aire humidificado en la bobina sobre un lado inmediatamente adyacente a las estaciones de impresión de enzima. La naturaleza y tipo de las disposiciones de humidificación pueden variar para adaptarse al tamaño y forma de la estación de impresión y los requisitos de humidificación de ese tipo de tinta en esa estación de impresión en ese entorno. Frecuentemente puede usarse una caperuza para rodear la cara superior y/o la cara inferior de la pantalla de modo que el aire humidificado puede suministrarse dentro de la caperuza directamente junto a la pantalla y retenerlo dentro de la proximidad de la pantalla por la presencia de la caperuza. Si la caperuza se monta sobre la estructura de la pantalla superior, como es típicamente el caso, la caperuza puede tener una ranura en la dirección X (la dirección de impresión) para permitir moverse a la racleta en relación con la pantalla durante el ciclo normal de inundación/impresión.

La Figura 4 es una vista inferior que representa el entorno húmedo alrededor de las estaciones quinta y sexta de la impresión de bobina. Los componentes básicos usados para proporcionar el medio de humidificación del entorno de impresión de bobina se ilustran también en la Figura 4 que incluye aire húmedo de la parte superior 300, la pantalla 301, el aire húmedo de la parte inferior 302, el tubo con perforaciones 304, y las perforaciones 400, el tubo lateral 305 (no mostrado). El tubo 304 con varias perforaciones se posiciona por debajo de la pantalla 301 como un medio para bombear el aire húmedo de la parte inferior 302 para mantener la viscosidad de la tinta de enzima sobre la pantalla 301. La Figura 5 es una vista en perspectiva del tubo 304 con perforaciones 400 para bombear el aire húmedo de la parte inferior 302.

La Figura 8 es un diagrama esquemático que representa dos ángulos de la racleta diferentes que incluye un sustrato 242, el rodillo de impresión 600 y la racleta 606. El ángulo de la racleta 800 puede variarse para optimizar la definición del área de impresión. En una realización de la invención el ángulo de la racleta puede ser 15 +/-5 y preferiblemente +/-1 a 2 grados. Obsérvese que el punto de contacto de la racleta 606 con el rodillo de impresión 600 es el mismo para cada ángulo de la racleta 800.

La Figura 9 es un diagrama esquemático que representa dos posiciones diferentes de la racleta que incluye un sustrato 242, el rodillo de impresión 600, el rodillo inferior de impresión 303, la racleta 606, la posición de la racleta 900, y la segunda posición de la racleta 901. La posición de la racleta es la posición de la racleta con relación al centro del rodillo de impresión 600, La posición de la racleta puede tener un efecto mayor sobre el grosor de la tinta impresa. La posición de la racleta puede variarse optimizando la definición del área de impresión.

La Figura 10 es un diagrama esquemático que representa la distancia de separación de la pantalla (1000) que incluye el sustrato 242, el rodillo de impresión 600, el rodillo inferior 303, y la pantalla 301. En una realización de la invención, la distancia de separación de la pantalla (1000) es la distancia más corta entre la pantalla 301 y el sustrato 242. En una realización preferida de la invención, la fijación de la separación de la pantalla (1000) puede ser aproximadamente de 0,7 mm. Si la fijación de la separación de la pantalla (1000) es demasiada elevada, la racleta 606 no puede flexionar suficientemente la pantalla 301 para transferir la tinta 604 sobre el sustrato 242 con suficiente definición de impresión. Si la fijación de la separación de la pantalla (1000) es demasiado baja, la pantalla 301 manchará con tinta 604 de un ciclo de impresión anterior causando una definición de impresión insuficiente.

La Figura 11 ilustra una vista desarrollada de una zona de pre-acondicionamiento 211 que comprende un primer rodillo de conducción 210, una placa caliente 1100, un primer banco de calentamiento 1101, un segundo banco de calentamiento 1102, y un tercer banco de calentamiento 1103. En una realización de la invención, la placa caliente 1100 contacta con la cara no impresa del sustrato 242. En una realización preferida de esta invención, la placa caliente 1100 puede estar recubierta con Teflón y puede calentarse a aproximadamente 160ºC. En una realización de la invención, el primer banco de calentamiento 1101, el segundo banco de calentamiento 1102, y el tercer banco de calentamiento 1103 bombean aire caliente a aproximadamente 160ºC. Esto puede variarse para adaptarse al tipo de sustrato y/o grosor y/o cualquier pre-tratamiento y/o temperaturas posteriores encontradas en el proceso como se entenderá por los especialistas en la técnica.

La Figura 12 ilustra una vista desarrollada de una primera zona de secado 217 que comprende un segundo rodillo refrigerado 218, un segundo rodillo de conducción 216, el primer banco de secado 1200A, el segundo banco de secado 1101A, el tercer banco de secado 1102A y el cuarto banco de secado 1103A. En una realización de la invención, el primer banco de secado 1200A, el segundo banco de secado 1101A, el tercer banco de secado 1102A y el cuarto banco de secado 1103A bombean aire caliente a aproximadamente 140ºC aunque esto puede variarse como se entendería por los especialistas en la técnica a partir de la descripción en este documento.

La Figura 13 ilustra una vista desarrollada de la segunda zona de secado 224 que comprende un tercer rodillo conductor 223, un primer banco de secado 1200B, un segundo banco de secado 1101B, un tercer banco de secado 1102B, y un cuarto banco de secado 1103B. En una realización de la invención, el primer banco de secado 1200B, el segundo banco de secado 1101B, el tercer banco d secado 1102B y el cuarto banco de secado 1103B bombean aire caliente aproximadamente 140ºC aunque esto puede variarse como se entendería por los especialistas en la técnica a partir de la descripción en este documento.

La Figura 14 ilustra una vista desarrollada de la tercera zona de secado 230 que comprende un cuarto rodillo conductor 229, un primer banco de secado 1200C, y un segundo banco de secado 1101C. En una realización de la invención, el primer banco de secado 1200C y el segundo banco de secado 1101C, bombean aire caliente a aproximadamente 50ºC aunque esto puede variarse como se entendería por los especialistas en la técnica a partir de la descripción en este documento.

La Figura 15 ilustra una vista desarrollada de la cuarta zona de secado 236 que comprende un quinto rodillo conductor 235, un primer banco de secado 1200D y un segundo banco de secado 1101D. En una realización de la invención, el primer banco de secado 1200Dy el segundo banco de secado 1101D bombean aire caliente aproximadamente 50ºC aunque esto puede variarse como se entendería por los especialistas en la técnica a partir de la descripción en este documento.

La Figura 16 ilustra una vista desarrollada de la primera zona de limpieza 204 que comprende rodillos pegajosos 1600, rodillos de polímero azul 1601. En una realización de la invención, los rodillos de polímero azul 1601 contactan con la parte superior e inferior del sustrato 242 y transfiere partículas/ material extraño a los rodillos pegajosos 1600.

Las Figuras 17A a 17D ilustran vistas de una capa de aislamiento para impresión de la capa de carbono para una realización de la invención con inscripción adecuada. Obsérvese que la Figura 17A representa la parte superior izquierda, la Figura 17B la parte superior derecha, la Figura 17C la parte inferior izquierda y la Figura 17D la parte inferior derecha de la lámina de sensores 2106. No se muestran las marcas sobre la lámina de sensores ilustrada en la Figura 21A. En una realización de esta invención, la estación de impresión de carbón 103 imprime la capa de carbono que comprende una superficie rectangular de carbono 1700 rodeada de una línea de carbono rectangular 1703 sobre el sustrato 242. En un ciclo de impresión posterior, la estación de impresión de aislamiento 104 imprime una línea de aislamiento rectangular 1701 sobre el sustrato 242 que está posicionado entre la superficie rectangular de carbono 1700 y la línea de carbono rectangular 1703. Cuando la capa de aislamiento para la inscripción de la capa de carbono es adecuada en todas las cuatro esquinas típicamente no puede haber sustrato 242 sin recubrimiento mostrando entre la línea de aislamiento rectangular 1701 y la superficie rectangular de carbono 1700. La inscripción de la capa de aislamiento a la capa de carbono puede comprobarse manualmente por un operario o puede comprobarse usando un segundo sensor de visión 222, que en una realización comprende una cámara apuntada a cada una de las esquinas del sustrato. Típicamente esto forma parte de la inicialización al comienzo de la operación de impresión. El operario puede ver todas las cuatro esquinas del sustrato juntas entre sí sobre la pantalla de un televisor. El operario puede entonces inspeccionar visualmente la inscripción del aislamiento para el carbono durante este proceso de inicialización (y realmente durante el resto de la operación de impresión) y puede realizar cualesquiera ajustes sean necesarios para introducir las impresiones de aislamiento y carbono dentro de las inscripciones. Se apreciaría que el visor de la bobina 222 (que comprende, por ejemplo, 4 cámaras apuntadas a las localizaciones encima de las cuatro esquinas de la tarjeta del sustrato) examina y dirige para su presentación en pantalla una instantánea de las cuatro esquinas de cada tarjeta. De este modo las esquinas de cada tarjeta sólo se ven durante una fracción de segundo sobre la pantalla ya que el sustrato debajo de las cámaras de visión está cambiando continuamente a medida que la bobina viaja a través del aparato. Este sistema posibilita a un operario ver instantáneamente los efectos de cualquier ajuste que pueda hacer sobre la inscripción del aislamiento del carbono. Los ajustes que el operario puede hacer incluyen, pero no limitado a movimiento de impresión de la pantalla, altura de separación, presión de la racleta, posiciones de la pantalla con relación a la dirección "Y", posición de la pantalla con relación a \theta (Theta). Una vez que la inscripción del visor se ha inicializado sobre esta y otras estaciones de impresión (usando los visores 228 y 234) el sistema de inscripción automático interno X (que usa las marcas 2107 y 2108) y el sistema de inscripción automático de Y (por ejemplo, los sistemas de inscripción localizados en las posiciones 237A, 237B y 237C que usan las marcas 2101 a 2104) se permiten para asumir y monitorizar y corregir automáticamente la inscripción de X e Y durante la impresión. Las Marcas 1700 a 1703 mostradas en las Figuras 17A a 20D pueden usarse para la inscripción automática de X y de Y durante la impresión como alternativa o añadidas a las marcas que se están usando de 2101 a 2104 y 2107 y 2106 como se entendería por los especialistas en la técnica a partir de la descripción en este documento.

La Figura 18 ilustra una vista de una capa de aislamiento a una capa de carbono para una realización de la invención con una inscripción impropia cuando la figura del aislamiento es mayor en la dirección de la impresión que la figura del carbón. Esto puede ocurrir incluso si la pantalla del carbono y del aislamiento son del mismo tamaño en esta dimensión porque el sustrato puede haberse estirado o el movimiento de la pantalla puede ser diferente en cada etapa (un movimiento de pantalla más lento da una impresión de la figura relativamente mayor a lo largo de la dirección del movimiento de la bobina de sustrato). Obsérvese que la Figura 18A representa la parte superior izquierda, la Figura 18B la parte superior derecha, la Figura 18C la parte inferior izquierda y la Figura 18D la parte inferior derecha de la lámina de sensores 2106. Cuando la capa de aislamiento a la inscripción de la capa de carbono es impropia en una de las cuatro esquinas puede observarse sustrato sin recubrimiento 242 entre la línea de aislamiento rectangular 1701 y la superficie rectangular de carbono 1700. La inscripción de la capa de aislamiento a la capa de carbono puede comprobarse manualmente por un operario usando el segundo sensor de visión 222.

La Figura 19 ilustra una vista de una capa de aislamiento a la capa de carbón para una realización de la invención con una inscripción impropia cuando la figura del aislamiento impresa es más corta que la impresión del carbono (por ejemplo, el movimiento de la pantalla para la impresión del aislamiento puede ser mayor que la del carbono, o la pantalla de aislamiento puede ser más corta que la de la estación de impresión de carbono). Obsérvese que la Figura 19A representa la parte superior izquierda, la Figura 19B la parte superior derecha, la Figura 19C la parte inferior izquierda y la Figura 19D la parte inferior derecha de la lámina de sensores 2106. Cuando la inscripción de la capa de aislamiento a la capa de carbono es impropia en una de las cuatro esquinas puede observarse sustrato sin recubrimiento 242 entre la línea de aislamiento rectangular 1701 y la superficie rectangular de carbono 1700. La inscripción de la capa de aislamiento a la capa de carbono puede comprobarse manualmente por un operario usando un segundo sensor de visión 222. Las Figuras 20A a 20D son diagramas esquemáticos que representan los resultados de un proceso para imprimir una segunda guía de visión 2002 (véase la Figura 21A) que comprende una superficie rectangular de carbono 1700, una línea rectangular de hueco de aislamiento 1701, el rectángulo hueco de carbón 1703, la superficie rectangular de la primera capa de enzima 2000, la superficie rectangular de la segunda capa de enzima 2001, y el sustrato sin recubrimiento 242. Opcionalmente, tales impresiones pueden usarse también durante la fabricación por sistemas de inspección de automática en curso tales como el sistema de inspección 237 en la sección 6 (después de la segunda impresión de enzima). La inscripción en curso se realiza típicamente de lo contrario por un sistema de inscripción (no mostrado) en las posiciones 237A, 237B y 237C en la dirección "Y" y por un sistema de control de inscripción mirando las marcas 2105 (véase la Figura 21A) en la dirección "X".

La Figura 21A es un ejemplo de lámina de sensores con una primera guía de visión 2100 y una segunda guía de visión 2002; las primeras marcas de inscripción Y 2101, las segundas marcas de inscripción Y 2102, las terceras marcas de inscripción 2103, y las cuartas marcas de inscripción 2104; y las marcas de inscripción X 2105. Obsérvese que las marcas de inscripción X 2105 comprenden la marca de inscripción de carbono X 2107 y la marca de inscripción de aislamiento X 2108. La Figura 21B es una vista desarrollada de una fila dentro de una lámina de sensores 2106 con una marca de inscripción X de carbono 2107 y una segunda guía de visión 2002. La Figura 21C es una vista desarrollada de una fila dentro de una lámina de sensores 2106 con una marca de inscripción X de aislamiento 2108 y una segunda guía de visión 2002. La marca de aislamiento X 2108 recubre en su totalidad la marca de inscripción de carbón X 2107 como se ilustra en la Figura 21C y haciendo esto se proporciona un punto de disparo (el borde de la mano izquierda dice de la marca 2108) con anticipación de la marca de carbono original 2107. Esto significa que cualesquiera capas posteriores se imprimen en relación con la segunda capa impresa (en este caso la capa de aislamiento) en lugar de la capa de carbono. Puede ser útil decir si las dimensiones de las figuras de la pantalla segunda y posteriores son mayores en la dirección X (a lo largo de la bobina) que las dimensiones de la figura de la primera pantalla en la dirección X.

En la Figura 20A-D se muestra una vista desarrollada de una esquina de las guías de impresión, en la secuencia en la que se imprimen. En la sección 3 de la estación de impresión de carbono 103, se imprime la superficie rectangular de carbono 1700 junto con la línea de carbón rectangular 1703, que rodea la superficie del rectángulo de carbón 1700. En la sección 4 de la estación de impresión del aislamiento 104, se imprime una línea de aislamiento rectangular 1701 entre la superficie rectangular de carbono 1700 y la línea rectangular de carbono 1703. Cuando el aislamiento a la inscripción de carbono es correcto en todas las cuatro esquinas típicamente no habrá sustrato 242 que se muestre sin recubrimiento entre la superficie rectangular de carbono 1700 y la línea de aislamiento rectangular 1701. Adicionalmente, en la sección 4 de la estación de impresión de aislamiento 104, hay dos líneas rectangulares de aislamiento más 1701 impresas directamente encima de la superficie rectangular de carbono 1700. Estas dos líneas adicionales de aislamiento se usan para acceder visualmente a la inscripción de la primera capa de enzima 2000 a la capa de aislamiento y a la segunda capa de enzima 2001 a la capa de aislamiento, esto se hace así imprimiendo una superficie rectangular de tinta de enzima dentro de la línea de aislamiento rectangular como se ilustra en las Figuras 20C a 20D. De este modo la tercera y cuarta capas impresas pueden inscribirse a la segunda y no a la primera capa impresa. Esto tiene la ventaja de que un cambio en el tamaño de la figura entre la primera y la segunda capas (que puede requerirse si se estirara el sustrato después de la primera estación de impresión debido por ejemplo al calor y la tensión encontrada en la primera zona de secado 217) puede acomodarse sin efectos adversos en la inscripción de la impresión (una tolerancia de 300 \mum es típica en la dirección X).

Como se ilustra en las Figuras 1 y 2, al final del proceso, el sustrato 242, incluyendo los sensores impresos sobre el mismo se enrolla por la unidad de enrollado 107 y a continuación se alimenta al interior de la perforadora 108, que puede ser, por ejemplo una perforadora Preco que está localizada dentro del entorno de baja humedad. La Perforadora Preco es una Perforadora de Cabezal Flotante CCD, X, Y, Theta. El sistema de inscripción de la Perforadora Preco usa un sistema de visión CCD para observar los "Puntos Preco" que están impresos en la estación de impresión de Carbono, estos permiten a la perforadora ajustar la impresión de carbono y posibilitan a la perforadora "perforar" las tarjetas fuera del cuadrado. La salida de la Perforadora 108 es un conjunto de tarjetas perforadas como las ilustradas en la Figura 21A. Las tarjetas perforadas se expulsan desde la perforadora 108 al interior de la cinta transportadora, esta cinta transportadora transporta las tarjetas bajo un lector de código de barras que lee dos de los códigos de barras de cada tarjeta para identificar si la tarjeta se acepta o se rechaza en relación con la Base de Datos de la Bobina. La extracción de las tarjetas rechazadas puede realizarse manual o automáticamente. Las tarjetas se almacenan a continuación encima de otras en preparación para la siguiente etapa de fabricación.

La estación de impresión de carbón 103, la estación de impresión de aislamiento 104, la primera estación de impresión de enzima 105, y la segunda estación de impresión de enzima 106 tienen todas un medio para inspeccionar visualmente la inscripción inmediatamente después de la etapa del proceso de impresión usando un primer sensor de visión 215, un segundo sensor de visión 222, un tercer sensor de visión 228, un cuarto sensor de visión 234, respectivamente para cada una de las secciones en el proceso de fabricación de impresión de bobina - Secciones 3, 4, 5 y 6 - hay sistemas de cámaras de Visión de la Bobina localizadas inmediatamente después de la etapa del proceso de impresión. Véanse las Figuras 2A a 2C para las localizaciones de los visores de la bobina. Hay dos cámaras en la sección 3 y cuatro cámaras en cada una de las secciones 4, 5 y 6. Las cámaras de visión de la bobina son parte de un proceso de inicialización manual usado por los operarios de la máquina de Bobina durante el comienzo de la operación de impresión. Las cámaras se usan para ver las marcas impresas, que ayudan al establecimiento inicial del alineamiento del carbono con el sustrato 242 y la inscripción entre la capa de aislamiento a la capa de carbono, la primera capa de enzima a la capa de aislamiento y la segunda capa de enzima a la capa de aislamiento. Las guías de impresión se indican ilustradas en la Figura 21A. Para el alineamiento de la impresión de carbón, se usa la segunda guía de visión 2100 para indicar que la posición de la impresión del carbono en relación con el borde del sustrato 242 tal como pasa a través de la estación de impresión de carbón 103. Hay una línea principal y una línea de rastro como se ilustra en la Figura 21A. La impresión de carbón se ajusta hasta que las líneas indican que la impresión está encuadrada al borde del sustrato. Se requiere la inscripción de las capas impresas individualmente en la dirección X (a lo largo de la longitud de la máquina) y la dirección Y (a través del ancho de la máquina). Véase la Figura 21A. La inscripción de la dirección X se controla por el sistema de inscripción interna de la máquina. Esta utiliza las áreas impresas indicadas en las Figuras 21A, B y C. En el ciclo de impresión de Carbono se imprime la marca de inscripción X 2107 en esta área. El ciclo de impresión del aislamiento se inscribe a la impresión de Carbono usando sensores que usan la marca de inscripción de carbono X 2107 para permitir a la pantalla de aislamiento ajustarse para imprimir la tinta de aislamiento en la posición correcta. La marca de inscripción de carbono X 2107 usada para este fin se imprime encima a continuación con la marca de inscripción de aislamiento X 2108 y se utiliza del mismo modo para inscribir correctamente la primera capa de enzima 2000 y la segunda capa de enzima 2001 con la impresión del aislamiento. La inscripción de la dirección Y se controla por el sistema de inscripción Y (no mostrado) localizado en las posiciones 237A, 237B y 237C que en una realización de la invención puede ser un sistema de inscripción Eltromat, modelo número DGC650 de Leopolshöne, Alemania. Este utiliza las áreas impresas 2101 a 2104 indicadas en la Figura 21A. En cada ciclo de impresión - Carbono, Aislamiento, Enzima 1 y Enzima 2 - se imprimen estas marcas para que se inscriba la siguiente impresión, a través de los sensores, en la dirección Y. La Base de datos de la Bobina registra la información del proceso durante la impresión. La información grabada en la base de datos rastrearse hacia atrás para cada tarjeta individual a través del código de barras, en una realización se usa un código de barras de dos direcciones. La información típica acumulada en la base de datos de la Bobina se perfila en la Tabla 3. La Base de Datos de la Bobina tiene la facultad de valorar si un parámetro del proceso es Aceptable o Inaceptable y puede usarse para rechazar tarjetas sobre esta base - si los parámetros estaban funcionando dentro de los límites de tolerancia. Las tarjetas Inaceptables pueden eliminarse en el proceso futuro manualmente o automáticamente.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 3

2

La Figura 22 es un diagrama esquemático de los parámetros X, Y, Z y \theta usados para registrar el proceso de impresión de bobina. El parámetro Y representa la dirección desde el operador al lateral de la máquina de impresión de bobina (típicamente horizontal). El parámetro X representa la dirección desde la unidad de desenrollado 101 a la unidad de enrollado 107 (típicamente horizontal). El parámetro Z representa la dirección perpendicular a las direcciones X e Y (típicamente vertical). El parámetro \theta representa el ángulo alrededor del eje Z. En una realización de esta invención, se usan los siguientes parámetros para registrar los siguientes procesos de impresión tales como, por ejemplo, la estación de impresión de carbono 103, la estación de impresión de aislamiento 104, la primera estación de impresión de enzima 105, y la segunda estación de impresión de enzima 106.

En una realización de la presente invención, la salida del proceso de fabricación de bobina son tarjetas impresas con una figura que comprende Carbono, Aislamiento y dos capas idénticas de Enzima impresas en el registro con otra para formar bandas conteniendo cada una un sensor electromecánico y electrodos de contacto asociados para detectar Glucosa en una muestra de sangre. Las tiras de usan para auto-monitorización de la glucosa de la sangre junto con un medidor. Se prevé la producción de diversos diseños de tiras. En el presente la bobina se diseña para producir tiras "One Touch Ultra" para su uso en el medidor One Touch Ultra que está disponible en LifeScan, Inc.

Una muestra del diagrama esquemático de la figura producida está en la Figura 21A. Esta ilustra una tarjeta impresa completa, que contiene 10 "Filas" de 50 "Tiras", Hay en total 500 "Tiras" por tarjeta. También se indican las orientaciones de la impresión. Imprimiendo las filas de 0 a 9 (cada una de 50 tiras) paralelas a la dirección de impresión, el proceso puede extenderse fácilmente para la inclusión de una etapa de cortado que separa las filas entre sí. Además esto significa que cualesquiera filas defectuosas resultantes de la variación en la calidad de la impresión a través de la bobina (perpendicular a la dirección de la impresión) pueden identificarse fácilmente. Cada fila está localizada por un número (identificada por un código de barras) y por lo tanto pueden identificarse más tarde filas específicas de hojas específicas sobre la bobina con referencia a la base de datos y eliminarlas sin necesidad de rechazar la hoja entera. Esto incrementa el rendimiento de productos utilizables del proceso y hace todo el proceso más eficaz.

La pantalla móvil sustancialmente plana puede bien con los tipos de tinta (combinaciones de sólida/líquida) usados en la impresión de sensores electromagnéticos. El uso de una pantalla plana móvil puede posibilitar un mejor control de la definición de impresión y la deposición de capas más gruesas de tinta necesaria en los sensores de las que pueden permitirse por rotograbado o impresión de pantalla cilíndrica. Está fácilmente disponible comercialmente una diversidad de tipos de pantallas (con diferentes mallas, diámetro de hilos en la malla, separación de los hilos, grosor, cuenta de la malla) para poder con los diferentes requisitos de los diferentes tipos de tinta en el proceso de impresión de bobina continua (carbono, aislamiento, enzima).

Como la disposición de la pantalla plana, el rodillo de impresión, el sustrato y la racleta que impulsa la pantalla hacia el sustrato, está disponible una diversidad de parámetros a manipular (ángulo de la pantalla con la racleta, ángulo de la racleta, posición de la pantalla con la racleta, posición del rodillo de impresión con la racleta, distancia de separación, velocidades relativas del substrato y la pantalla y la racleta, etc.) para optimizar el proceso de impresión para los sensores electromecánicos.

Para resumir brevemente, en un proceso de fabricación de bobina para la fabricación de sensores electromecánicos, la bobina expande o estira cuando se calienta y se sitúa bajo presión durante el proceso. Las estaciones de impresión (por ejemplo carbono, aislamiento, dos enzimas) típicamente están seguidas por una estación de secado. Para secar las tintas eficazmente las estaciones de secado funcionan a temperaturas bastante altas (50-140 grados centígrados). Además para ayudara a la inscripción de la bobina a través de cada estación de impresión, la bobina está situada bajo tensión.

El sustrato tiene que mantenerse bajo tensión para controlar la inscripción dentro del proceso, como resultado, cada vez que se calienta el sustrato por ejemplo para secar las tintas después de la impresión, el sustrato se estirará impredeciblemente causando una variación del tamaño de la imagen en las impresiones posteriores.

El tamaño de la imagen impresa de cada estación de impresión se determina por varios factores (tamaño del esténcil, viscosidad de la tinta, velocidades relativas de la bobina y el esténcil/pantalla y el estiramiento del sustrato en ese punto tanto el estiramiento reversible como el irreversible) etc. La variación del tamaño de la imagen (entre etapas de impresión diferentes) cuando se mira al final del proceso se encuentra que varió. Era impredecible y mayor que lo esperado reduciendo significativamente el rendimiento. Si el desajuste entre los tamaños de imagen entre capas es mayor de 300 micras a lo largo de la dirección de la bobina (dirección X), el producto no funcionará. La variación excesiva del tamaño de la imagen se debió al estiramiento excesivo e impredecible (debido al calentamiento y la tensión) y el encogimiento del sustrato de la bobina.

El problema del estiramiento y la tensión no causa los mismos problemas en la impresión de cama plana. Para resolver el problema en el proceso de bobina, se intentó el pre-encogido del sustrato. El sustrato se calentó a alrededor de 185 grados centígrados antes de usarlo en el proceso de bobina. Sin embargo permaneció el problema de la variación en el tamaño de la imagen y causó rendimientos reducidos.

La propuesta actual para el proceso de bobina es el uso de altas temperaturas en el primer secado o más bien preacondicionar a una temperatura lo suficientemente alta de modo que en un ejemplo, se elimina sustancialmente el estiramiento irreversible del sustrato, antes de se imprima una imagen sobre el sustrato.

En la primera estación de procesamiento en la máquina de bobina, un banco de secado calienta el sustrato hasta 160 grados centígrados. Las temperaturas encontradas por el sustrato después en el proceso, típicamente no exceden de 140 grados.

En la figura 2A el primer banco de calentamiento que encuentra el sustrato no impreso es la placa caliente. Esta es una placa recubierta de Teflón, que levanta y contacta el sustrato durante el movimiento de la bobina. El calor se introduce en la cara posterior del sustrato. Este está funcionando actualmente a una temperatura fijada a 160ºC con una especificación de +/-4ºC. El punto fijado de 160ºC proporciona estadísticamente el mejor control dimensional. La media calculada es de 160,9ºC. En el banco 2 se introduce aire caliente a la cara frontal del sustrato en un punto fijo de 160ºC con una especificación de +/-4ºC. La media calculada es de 161,29ºC. En el banco 3 se introduce aire caliente a la cara frontal del sustrato a un punto fijado a 160ºC con una especificación de +/-4ºC. La media calculada es de 161,18ºC. En el banco 4 se introduce aire caliente a la cara frontal del sustrato a un punto fijo de 160ºC con una especificación de +/-4ºC. La media calculada es de 160,70ºC.

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Como resultado de la tensión de la bobina y el calor introducidos en el secador, el sustrato de la bobina se estira en aproximadamente 0,7 mm por repetición de figura. Esta fue una de las razones principales para utilizar la Estación 1 como una unidad de pre-acondicionamiento para estabilizar el sustrato antes de las estaciones de impresión posteriores. El uso de la Estación 1 para pre-acondicionar el sustrato mejora la estabilidad de la longitud de fila del Carbono y el Aislamiento ya que se ha eliminado la mayor parte del estiramiento del material antes de la impresión.

En una realización de la presente invención, se inserta un rodillo refrigerado entre la estación de secado y la estación de impresión de pantalla posterior. El rodillo refrigerado enfría el sustrato a una temperatura que limita o impide la evaporación del disolvente (por ejemplo, agua) en la tinta sobre la pantalla posterior. De este modo, se elimina o se previene el viciado de la pantalla por el secado de la tinta por el calor del sustrato. El rodillo refrigerado en un método o aparato de acuerdo con la presente invención puede enfriarse, por ejemplo, circulando agua refrigerada a través del rodillo donde el agua está refrigerada a una temperatura de aproximadamente siete a nueve grados centígrados y a continuación corre el sustrato templado sobre el rodillo refrigerado.

En una realización adicional de la presente invención, un rodillo refrigerado, que se enfría internamente con agua a una temperatura entre siete y nueva grados centígrados se posiciona frente a la estación de impresión usada para depositar una tinta de enzima basada en agua. El rodillo refrigerado se posiciona de modo que el sustrato está enrollado sobre el rodillo refrigerado inmediatamente después de la estación de secado existente para la deposición de tinta previa, por ejemplo, la deposición de tinta de electrodo.

Claims (45)

1. Un método de fabricación de un sensor electromecánico que comprende un sustrato (242), y al menos dos capas a imprimir sobre el sustrato, comprendiendo el método transportar una bobina de sustrato (242) al paso por una primera y una segunda estaciones de impresión (103, 104, 105, 106), una estación de secado (217, 224), posicionada entre las estaciones de impresión, una estación de refrigeración, localizada entre la estación de secado y la segunda estación de impresión; imprimir una primera capa sobre el sustrato según se trasporta al paso por la primera estación de impresión, secar la capa sobre el sustrato en la estación de secado y refrigerar el sustrato impreso en la estación de refrigeración antes de imprimir una segunda capa sobre el sustrato según se transporta al paso por la segunda estación de impresión, caracterizado porque la estación de refrigeración comprende al menos un dispositivo de refrigeración (219, 225) medio por el que pasa adyacente el sustrato.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la primera capa es una capa de electrodo y una capa de reactivo y la segunda capa es la otra capa de electrodo y una capa de reactivo.

3. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que una o más estaciones de impresión adicionales tienen una estación de secado y una estación de refrigeración asociada para enfriar la bobina de sustrato impresa.

4. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el sustrato se pasa sobre el dispositivo de refrigeración.

5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la temperatura del dispositivo de refrigeración es controlable.

6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el dispositivo de refrigeración se enfría a una temperatura inferior a la de la estación de secado anterior a la estación de refrigeración.

7. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el dispositivo de refrigeración enfría la bobina del sustrato a una temperatura por debajo de la cual el contenido de humedad de la tinta en la estación de impresión posterior permanece sustancialmente igual que cuando el sustrato pasa a través de esa estación de impresión.

8. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7 en el que es controlable la temperatura del dispositivo de refrigeración de modo que se controla la temperatura del sustrato cuando deja el dispositivo de refrigeración o estación de refrigeración.

9. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8 en el que es controlable la cantidad de tiempo que está el sustrato junto al dispositivo de refrigeración de modo que se controla la temperatura del sustrato cuando deja el dispositivo de refrigeración o estación de refrigeración.

10. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8 en el que se usa la temperatura de la bobina del sustrato en un punto después de la refrigeración para controlar la cantidad de refrigeración de la porción posterior de la bobina del sustrato cuando pasa sobre el dispositivo de refrigeración.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 10 en el que la temperatura del sustrato es menor que o sustancialmente igual a la temperatura de la habitación.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11 en el que la temperatura del sustrato es mayor que la temperatura del punto de rocío.

13. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 12 en el que el dispositivo de refrigeración se enfría a una temperatura alrededor o por debajo de la temperatura de la habitación.

14. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 13 en el que el dispositivo de refrigeración se enfría a una temperatura por debajo o alrededor 17 a 19ºC.

15. Un método de acuerdo con la reivindicación 14 en el que el dispositivo de refrigeración se enfría a una temperatura de alrededor de 7 a 9ºC.

16. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 15 en el que el dispositivo de refrigeración comprende un rodillo sobre el que pasa el sustrato.

17. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 16 en el que el dispositivo de refrigeración se alimenta con agua refrigerada.

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18. Un método de acuerdo con la reivindicación 17 en el que la tasa de flujo y/o la temperatura del agua refrigerada son controlables de modo que se controla la temperatura del dispositivo de refrigeración.

19. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la estación de impresión final está seguida por una estación de secado final y, la estación de secado final está seguida por una estación de refrigeración final.

20. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la primera estación de impresión imprime tinta eléctricamente conductiva; una segunda estación de impresión imprime tinta de aislamiento, una tercera estación imprime tinta de reactivo.

21. Un método de acuerdo con la reivindicación 20 en el que una cuarta estación de impresión imprime tinta de reactivo.

22. Un método de acuerdo con la reivindicación 20 ó 21 en el que las tintas se imprimen en el orden de tinta eléctricamente conductiva, seguida por tinta de aislamiento y seguida por tinta de reactivo.

23. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que una o más estaciones de secado tienen uno o más calentadores para secar el sustrato operando a una temperatura alrededor de 40 a 150ºC.

24. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que una o más estaciones de secado tienen una o más calentadores para secar el sustrato operando a una temperatura alrededor de 50 a 140ºC.

25. Un aparato para fabricar un sensor electromecánico que comprende un sustrato (242), y al menos dos capas a imprimir sobre el sustrato, comprendiendo el aparato medios de conducción para transportar una bobina del sustrato (242) al paso por las estaciones de impresión primera y segunda (103, 104, 105, 106), una estación de secado (217, 224), posicionadas entre las estaciones de impresión, y una estación de refrigeración, localizada entre la estación de secado y la segunda estación de impresión; y en el que la primera estación de impresión está adaptada para imprimir la primera capa sobre el sustrato según se transporta al paso por la primera estación de impresión, la estación de secado está adaptada para secar la capa sobre el sustrato en la estación de secado y la estación de refrigeración está adaptada para enfriar el sustrato impreso en la estación de refrigeración antes de que se imprima una segunda capa sobre el sustrato según se transporta al paso por la segunda estación de impresión,

caracterizado porque

la estación de refrigeración comprende al menos un dispositivo de refrigeración (219, 225) junto al cual se pasa el sustrato.

26. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 25 en el que la primera capa es una capa de electrodo y una capa de reactivo y la segunda capa es otra capa de electrodo y una capa de reactivo.

27. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 25 a 26 en el que una o más estaciones de impresión adicionales tienen una estación de secado y una estación de refrigeración asociada para enfriar la bobina de sustrato impresa.

28. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 25 a 27 en el que la estación de refrigeración está adaptada para pasar el sustrato sobre el dispositivo de refrigeración.

29. Un aparato de acuerdo con cualquiera de la reivindicación 28 en el que la temperatura del dispositivo de refrigeración es controlable.

30. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 29 en el que el dispositivo de refrigeración está adaptado para enfriarse a una temperatura inferior a la de la estación de secado que precede la estación de refrigeración.

31. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 30 en el que el dispositivo de refrigeración está adaptado para enfriar la bobina de sustrato a una temperatura por debajo de la cual el contenido de humedad de la tinta en la estación de impresión posterior permanece sustancialmente igual cuando el sustrato pasa a través de la estación de impresión.

32. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 31 en el que la temperatura del dispositivo de refrigeración es controlable de modo que se controla la temperatura del sustrato cuando deja el dispositivo de refrigeración o estación de refrigeración.

33. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 32 en el que la cantidad de tiempo que el sustrato está junto al dispositivo de refrigeración es controlable de modo que se controla la temperatura del sustrato cuando deja el dispositivo de refrigeración o estación de refrigeración.

34. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 33 en el que se usa la temperatura de la bobina del sustrato en un punto después de la refrigeración para controlar la cantidad de refrigeración de una porción posterior de la bobina del sustrato según pasa sobre el dispositivo de refrigeración.

35. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 34 en el que el dispositivo de refrigeración está adaptado para enfriarse a una temperatura de alrededor o por debajo de la temperatura de la habitación.

36. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 34 en el que el dispositivo de refrigeración está adaptado para enfriarse a una temperatura por debajo de alrededor de 17 a 19ºC.

37. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 36 en el que el dispositivo de refrigeración está adaptado para enfriarse a una temperatura de alrededor de 7 a 9ºC.

38. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 37 en el que el dispositivo de refrigeración comprende un rodillo que está adaptado para tener el sustrato pasando sobre el rodillo.

39. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 38 en el que el dispositivo de refrigeración está adaptado para estar alimentado con agua refrigerada.

40. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 39 en el que es controlable la tasa de flujo y/o la temperatura del agua refrigerada de modo que se controla la temperatura del dispositivo de refrigeración.

41. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 40 en el que la estación de impresión final está seguida por una estación de secado final y, la estación de secado final está seguida por una estación de refrigeración final.

42. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 25 a 41 en el que la primera estación de impresión está adaptada para imprimir tinta eléctricamente conductiva, la segunda estación está adaptada para imprimir tinta de aislamiento, la tercera estación está adaptada para imprimir tinta de reactivo.

43. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 42 en el que la cuarta estación está adaptada para imprimir tinta de reactivo.

44. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 25 a 43 en el que una o más estaciones de secado tienen uno o más calentadores para secar el sustrato operando entre alrededor de 40 a 150ºC.

45. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 25 a 44 en el que una o más estaciones de secado tienen uno o más calentadores para secar el sustrato operando entre alrededor de 50 a 140ºC.