ES2948982T3 - Procedimiento de deposición de pistas funcionales - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a un método de impresión que comprende una etapa de impresión de un patrón sobre un sustrato, preferiblemente mediante impresión por chorro de tinta, seguida de una etapa de chapado en oro mediante el contacto entre el patrón preimpreso que se va a dorar y una deposición de chapado en oro. dispositivo, tal como una lámina metálica preferiblemente conductora, por ejemplo una película multicapa que comprende una lámina metálica preferiblemente conductora. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de deposición de pistas funcionales
La presente invención se refiere a un procedimiento de deposición de pistas funcionales, por ejemplo, de pistas conductoras, sobre un sustrato. Por tanto, la invención se refiere concretamente a un procedimiento de deposición de pistas funcionales, por ejemplo, de pistas conductoras, sobre un sustrato mediante la deposición de un revestimiento (o material) adicional, generalmente denominado “dorado” , sobre el sustrato. En particular, la presente invención se refiere concretamente a un procedimiento de impresión que comprende una etapa de impresión de un motivo sobre el sustrato, preferiblemente por chorro de tinta, seguida por una etapa de “dorado” por contacto entre el motivo previamente impreso que va a dorarse y un dispositivo de deposición de “dorado” , tal como una hoja metálica preferiblemente conductora, por ejemplo una lámina de múltiples capas que comprende una hoja metálica preferiblemente conductora.
Las técnicas de dorado de sustrato, por ejemplo, de sustrato impreso, las conoce bien el experto en la técnica. El principio básico de esta técnica se basa en el hecho de depositar un revestimiento adicional (es decir, dorado o material) sobre el sustrato, mediante un dispositivo de deposición de “dorado” , por ejemplo, aplicando/prensando una hoja (que porta dicho revestimiento o dorado) sobre zonas seleccionadas del sustrato de manera que se hace que se adhiera a las zonas seleccionadas la parte deseada de la hoja. Esta técnica puede comprender, por ejemplo, una deposición de adhesivo sobre el sustrato según un motivo predeterminado antes de la deposición del revestimiento de personalización (por ejemplo, la hoja de dorado) sobre el adhesivo depositado sobre el sustrato. La deposición del adhesivo puede realizarse por medio de una o varias técnicas, tales como, por ejemplo, la impresión por chorro de tinta, la impresión a base de tóner, la serigrafía o la impresión offset.
Por ejemplo, la solicitud de patente EP0414362-A2 se refiere a la formación de pistas eléctricas sobre un sustrato y, más particularmente, a la formación de pistas eléctricas sobre un sustrato por medio de una etapa de formación de un motivo de circuito por chorro de tinta seguida por una etapa de aplicación de una capa fina metálica sobre dicho motivo.
La solicitud de patente CA2089060 describe la aplicación de una hoja coloreada o metálica sobre tóner impreso sobre un sustrato, tal como papel, a alta velocidad, de manera polivalente, con la ayuda de un cilindro de impresión rotatorio y de un cilindro de transferencia rotatorio que tienen partes elevadas calentadas separadas circunferencialmente. El tóner, que comprende preferiblemente un componente termoplástico, se aplica al papel con una impresora apropiada, tal como un motor de impresión MIDAX (deposición iónica) controlado por ordenador. El tóner puede calentarse mediante infrarrojos justo antes de alimentarse el papel a la línea de contacto entre los cilindros de impresión y de transferencia. El calor y la presión aplicados al intersticio transfieren el adhesivo y el papel de aluminio de la banda de aluminio sobre el tóner adherente, produciendo el papel impreso deseado.
La solicitud EP1736324 describe un procedimiento que consiste en proporcionar un registro de datos digitales que caracterizan una muestra y en prensar digitalmente un agente de adherencia con la muestra sobre una superficie de un sustrato (1) usando dicho registro. Se pone una capa metálica o metalizada en contacto con la superficie. Se activa el agente de adherencia para adherir la capa con la superficie en una zona de muestreo. A continuación se retira la capa; y las zonas adheridas permanecen sobre el sustrato.
La técnica de dorado se optimiza de manera general para favorecer mejores rendimientos de agarre de la hoja de dorado sobre el sustrato al tiempo que se mejora la calidad y, más particularmente, la finura de la deposición de dorado sobre el sustrato. A pesar de la evolución y la precisión de las técnicas de dorado, el solicitante ha constatado que era muy difícil conciliar estas dos condiciones con las técnicas de dorado conocidas. Por tanto, uno de los objetivos de la presente invención consiste en proporcionar una técnica de dorado que favorezca mejores rendimientos de agarre de la hoja de dorado sobre el sustrato al tiempo que se mejore la calidad y, más particularmente, la finura de la deposición de dorado sobre el sustrato.
Además, ninguna de las técnicas actuales responde en la actualidad a las exigencias de la electrónica impresa y esto debido a numerosos motivos, entre los cuales se mencionarán a título ilustrativo:
- una precisión insuficiente del motivo previamente impreso que se traduce en una imprecisión de las pistas conductoras durante su deposición;
- un motivo previamente impreso cuyas propiedades adhesivas son insuficientes durante la aplicación del dorado;
- una adhesión imperfecta entre el motivo previamente impreso y la hoja de dorado, lo cual conlleva defectos a nivel del circuito y, por tanto, una disminución, incluso una ausencia de conductividad;
- una adhesión de superficie de la hoja de dorado sobre el sustrato fuera del motivo previamente impreso;
- un desprendimiento parcial de la capa conductora durante la retirada de la hoja de dorado;
- un grosor insuficiente de la capa metálica de la hoja de dorado que no permite obtener los niveles de conductividad necesaria;
- la presencia de capas aislantes que contaminan la superficie de la capa metálica durante la transferencia sobre el sustrato, lo cual conlleva una ausencia de conductividad;
- un grosor de la capa de transporte de la hoja de dorado demasiado importante que genera deposiciones imperfectas de las pistas de dorado sobre el motivo previamente impreso;
- etc....
Finalmente, ninguna técnica permite imprimir actualmente, de manera personalizable y única, pistas aislantes y preferiblemente pistas conductoras en una única pasada en una máquina de impresión con el fin de responder a determinadas particularidades de la electrónica impresa (por ejemplo, puente, condensador, ...).
Por tanto, la presente invención tiene como objetivo proporcionar soluciones que permitan aliviar estos inconvenientes principales de la técnica anterior.
Invención
La presente invención se refiere a, y reivindica, un procedimiento de deposición de pistas de material funcional sobre un sustrato en una máquina de impresión que comprende un puesto de impresión seguido por un puesto de colocación de lámina según la reivindicación 1.
La temperatura de transición vítrea Tg puede medirse mediante cualquier método apropiado. Se mencionarán a título ilustrativo la calorimetría diferencial de barrido (en inglés, DSC por Differential Scanning Calorimetry), que es un método de análisis térmico muy reconocido en el medio para medir diferentes temperaturas y estados de transición. A título ilustrativo, la muestra de polímero va a someterse a una rampa creciente de temperatura del orden de 10 0C/min cuyo flujo de calor se mide en vatios. La temperatura de transición vítrea marca el paso del estado vítreo del material al estado gomoso que es un fenómeno endotérmico. Por consiguiente, para definir el valor de la Tg, basta con esperar a la observación de una disminución del flujo térmico en función de la temperatura y después usar un método tangencial. El valor obtenido corresponde a la Tg del polímero.
Sin desear limitarse por esta explicación, el solicitante piensa que la combinación de estas características de procedimiento/materiales permite responder a los objetivos mencionados anteriormente en la descripción; a título ilustrativo, la elección particular de los materiales A (como componente del producto de impresión (por ejemplo una tinta, un barniz y/o un tóner)) y B (como componente de la película de aplicación) representa una característica esencial de la invención ya que esta elección induce un comportamiento termoplástico de la película de aplicación y del producto de impresión durante su puesta en contacto.
Además, el procedimiento reivindicado se diferencia de la técnica anterior gracias a su flexibilidad de uso y gracias a una reducción de los tiempos de fabricación, así como de los costes correspondientes, lo cual hace que sea particularmente atractivo, en particular para la electrónica impresa, por ejemplo la fabricación de circuitos impresos. La presente invención se refiere en particular a las técnicas de impresión por chorro de tinta en relieve del motivo de impresión, por ejemplo, con la ayuda de cabezales de impresión piezoeléctricos, adaptados en función del producto de impresión (por ejemplo, de la tinta y/o barniz de impresión usado).
Las láminas usadas en el contexto de la presente invención comprenden al menos una película de aplicación que comprende un material B termoplástico, una película de material funcional y una capa de transporte. El experto en la técnica denomina generalmente a este tipo lámina mediante la expresión “ hoja de dorado” . Por tanto, las hojas de dorado (láminas) usadas en el contexto de la presente invención están constituidas por varias películas superpuestas que comprenden, a modo de ejemplo no limitativo:
- una película de aplicación que comprende un material B,
- al menos una película de material funcional, por ejemplo, de dorado, preferiblemente de dorado conductor, - una película opcional de protección,
- una película opcional de desprendimiento, y
- al menos una capa de transporte que permite el transporte de las otras capas.
Resulta evidente para el experto en la técnica que los términos “dorado” y “dorar” usados en la presente invención no se limitan al uso de hoja de oro y que puede emplearse cualquier dispositivo de “dorado” . Evidentemente, estos términos cubren todos los tipos de hojas decorativas (también denominadas algunas veces hojas metálicas) entre las cuales pueden mencionarse, a modo de ejemplos ilustrativos y no limitativos, el aluminio, el cromo, el oro, la plata, el cobre o incluso sales de metales ópticamente activos. En general, se usa una hoja de dorado prensada contra el sustrato que va a personalizarse y, por tanto, la presente solicitud demande designa mediante este término el uso general de un dispositivo de dorado. No obstante, con el fin de evitar cualquier problema de interpretación, el solicitante ha preferido usar el término “ lámina” (que comprende, entre otras cosas, una película de material funcional) en la presente descripción y en las reivindicaciones. Las figuras 1 a 3 ilustran determinadas realizaciones de la presente invención.
La etapa de aplicación de la lámina sobre el sustrato en condiciones de presión y de temperatura que conllevan la adhesión conjunta selectiva entre el producto de impresión y la película de aplicación de la lámina (en particular entre el material A del producto de impresión y el material B de la película de aplicación de la lámina) puede realizarse según cualquier método apropiado. A título ilustrativo, se mencionará el uso
- de uno o varios conjuntos de rodillos de arrastre tal como se describen en la figura 1;
- de uno o varios rodillos de presión tal como se describen en la figura 2.
La figura 3 ilustra una realización del procedimiento según la presente invención con el puesto de impresión seguido por el puesto de deposición de lámina.
Lámina - composición y propiedades
Las láminas usadas en el contexto de la presente invención están preferiblemente constituidas por varias películas superpuestas que comprenden, a modo de ejemplo no limitativo y no exhaustivo, en el orden de agarre al sustrato que va a recubrirse:
- una película de aplicación que comprende un material B,
- seguida por al menos una película de material funcional, por ejemplo de dorado, preferiblemente de dorado conductor,
- seguida por una película opcional de protección,
- seguida por una película opcional de desprendimiento, y
- finalmente seguida por al menos una capa de transporte que permite, por tanto, el transporte de las otras capas. Las láminas usadas en el contexto de la presente invención se proporcionan generalmente en forma de rodillo de anchura sustancialmente equivalente a la dimensión transversal del sustrato.
Capa de transporte
La capa de transporte permite el transporte de las otras capas constituyentes de la lámina y, en particular, de la película de material funcional y de la película de aplicación según la presente invención. Por tanto, su papel es principalmente el de transportar las otras capas constituyentes de la lámina hasta la deposición final de la película de aplicación y de la película de material funcional según la presente invención.
El grosor de esta capa está generalmente comprendido entre 5 y 50 μm. Un grosor más importante tiene tendencia a limitar la transferencia térmica que perjudica a la tasa de transferencia. Un grosor más pequeño conduce a numerosas dificultades en la gestión de las tensiones. A título ilustrativo y no limitativo, la capa de transporte puede estar compuesta por láminas de poliéster (PET). Estas últimas pueden extruirse conjuntamente, ser de diferentes estructuras, tratarse en superficie, etc. Los tratamientos de superficies pueden referirse a efecto corona, plasma, silicona, acrílico, poliéster, etc.
En función de su naturaleza, las láminas de PET permitirán una dispersión de mayor o menor rendimiento, así como una adhesión diferente con las capas inferiores de la lámina.
Película de desprendimiento
La película de desprendimiento (opcional, pero preferida), más reconocida con el término inglés de “ release layer” (o película de liberación) permite la optimización de la separación de la capa de transporte del resto de la lámina durante su aplicación. Generalmente el gramaje de esta película no es cuantificable ya que su grosor es preferiblemente inferior a 0,1 μm.
Durante la aplicación de una determinada temperatura y presión, superar su temperatura de fusión va a fluidificar y vaporizar una parte de la capa creando así una separación. En función de su naturaleza, van a recuperarse pistas de la película de desprendimiento o bien sobre la capa de transporte (por ejemplo, el PET), o bien sobre la superficie de la capa situada por debajo, o bien sobre las dos capas.
En la presente invención, los restos de la película de desprendimiento se encontrarán preferiblemente sobre la capa de transporte (por ejemplo, el PET) con el fin de no contaminar la superficie de la película de material funcional. En un modo particular de ejecución según la presente invención, la película de desprendimiento comprende y/o está constituida por material conductor de la electricidad, por ejemplo, por polímeros conductores; en efecto, en este modo particular, cualquier contaminación de la película de material funcional por la película de desprendimiento no tendrá ninguna influencia nefasta sobre la conductividad buscada.
Ventajosamente, la película de desprendimiento también puede comprender o estar constituida por ceras solubles en disolventes, ceras en emulsión, ceras naturales, ceras siliconadas y/o ceras sintéticas, etc.
A título ilustrativo y no limitativo, la película de desprendimiento puede recubrirse por medio de técnicas de impresión clásicas tales como el heliograbado o el heliograbado inverso y/o la flexografía, etc.
Película de protección
La película de protección (opcional) también se denomina de lacado y/o de color (ya que también puede comprender cualquier tipo de colorante y/o pigmento y/o agente de mateado o brillante). Esta película de protección puede estar caracterizada por numerosas propiedades en función del uso buscado, ya sean propiedades de resistencia química y/o física. Lo más habitualmente, esta película está compuesta por barniz bicomponente, resinas acrílicas, resinas de poliésteres, resinas hidroxiladas y/o derivados celulósicos, etc. Todas estas familias de materiales constituyentes de la película de protección son en general polímeros orgánicos que, por tanto, se consideran aislantes. Por tanto, según un modo particular de ejecución de la presente invención, la lámina no comprende ninguna película de protección con el fin de conservar las características conductoras de la película de material funcional y evitar por tanto su aislamiento. En un modo particular de ejecución según la presente invención, la película de protección comprende y/o está constituida por material conductor de la electricidad, por ejemplo, por polímeros conductores; en efecto, en este modo particular, la película de protección no tendrá ninguna influencia nefasta sobre la conductividad buscada. Habitualmente, el grosor de esta capa se aproxima lo más frecuentemente a valores comprendidos entre 2 μm y 3 μm.
Todas las láminas comerciales presentan una capa protectora a base de polímeros no conductores, lo que hace que no sean apropiadas para su uso en cualquier aplicación en donde se busca la conductividad ya que da como resultado una imposibilidad de hacer circular la corriente eléctrica.
A título ilustrativo y no limitativo, la película de protección puede recubrirse por medio de técnicas de impresión clásicas tales como el heliograbado o el heliograbado inverso y/o la flexografía, etc.
Película de material funcional
En un modo particular de ejecución según la presente invención, la principal función buscada para la película de material funcional es su conductividad. En efecto, esta última debe alcanzar valores adaptados al mercado de la electrónica impresa. A título ilustrativo, la película de material funcional puede estar caracterizada por una resistencia de superficie (sheet resistance en inglés) inferior a 1 D/cuadrado (ohm por cuadrado, en inglés ohm/sq), lo cual es particularmente pertinente para el campo de los OLED. Esta resistencia de superficie puede medirse mediante cualquier método apropiado; se mencionarán a título ilustrativo el método de 4 puntos que permite realizar esta medición usando un generador que envía una corriente entre los puntos 1 y 4, de manera simultánea se mide la tensión que circula entre los puntos 2 y 3. A continuación, basta con aplicar la ley de Ohm Tensión=Resistencia-Intensidad para obtener la resistencia entre los puntos 2 y 3.
Por tanto, ventajosamente esta película puede comprender y/o estar constituida por cualquier material conductor de la electricidad. Por ejemplo, esta película puede estar compuesta por diversos metales depositados por medio de varias técnicas tales como la pulverización iónica, el haz de electrones y/o la evaporación térmica a vacío, etc. Los metales candidatos a tal aplicación son, a título ilustrativo, el cobre, la plata, el estaño, el cromo, el oro, el aluminio y/o las aleaciones, etc.
Por tanto, según un modo de ejecución preferido de la presente invención, el material funcional de la película de material funcional es conductor de la electricidad; ventajosamente puede comprender y/o estar constituido por cobre y/o por plata y/o por estaño y/o por cromo y/o por oro y/o por aluminio y/o por aleaciones conductoras.
El grosor de la película de material funcional en una lámina comercial se encuentra en general por debajo de 100 nm. En un modo de ejecución particular según la presente invención, la película de material funcional tiene un grosor de al menos 200 nm, por ejemplo, al menos 500 nm, con el fin de garantizar una conductividad aceptable; en general dicho grosor tiene como límite superior 3 μm, aunque pueden preverse grosores superiores. En efecto, el aumento del grosor de la película de material funcional puede generar problemas de fragilidad de la lámina ya que el material metálico no es tan flexible como la matriz orgánica que compone un polímero.
En un modo de ejecución particular según la presente invención, la película de material funcional está constituida por polímeros conductores. En esta variante, su grosor variará preferiblemente entre 1 μm y 3 μm con el fin de garantizar una conductividad mínima. A título ilustrativo y no limitativo, la película de material funcional de polímeros conductores puede recubrirse por medio de las técnicas de impresión clásicas tales como el heliograbado o el heliograbado inverso y/o la flexografía, etc.
En un modo de ejecución particular según la presente invención, la película de material funcional está caracterizada por una resistencia inferior a 100 Q, por ejemplo, inferior a 50 Q y preferiblemente inferior a 5 Q. Esta resistencia puede medirse mediante cualquier método apropiado; se mencionarán a título ilustrativo el uso de un multímetro en modo Ohm. Esto permite medir la resistencia de una superficie.
Película de aplicación
La película de aplicación que está generalmente ausente en la mayoría de las aplicaciones de lámina conocidas en la actualidad en el campo del dorado de motivos previamente impresos que se realiza en frío es indispensable en la presente invención. Su grosor está generalmente comprendido entre 2 y 10 μm.
Una característica esencial de la presente invención se encuentra en el hecho de que la película de aplicación comprende y/o está constituida por un material B termoplástico, por ejemplo, uno o varios polímeros termoplásticos. En un modo de ejecución particular según la presente invención, la película de aplicación comprende al menos el 50 % en peso del material B termoplástico, por ejemplo, al menos el 70 % en peso, preferiblemente al menos el 80 % en peso. Este material B termoplástico puede estar constituido por uno o varios componentes químicos termoplásticos, por ejemplo, dos o más resinas/polímeros termoplásticos.
Por tanto, según un modo de ejecución particular de la presente invención, la película de aplicación comprende una matriz de material B termoplástico (por ejemplo, de polímero termoplástico B) y está caracterizada por una temperatura de transición vítrea Tg tal que esta película
- esté seca al tacto a temperatura ambiente, y
- es termorreactivable, es decir que presenta un comportamiento termoplástico a partir del cual la película de aplicación (y con más motivo el material B que contiene) va a volverse dúctil/maleable y desarrollar de este modo una propiedad de adhesión de superficie cuando la temperatura de tratamiento (y, en particular, la temperatura de aplicación durante la etapa de aplicación de la lámina en el puesto de colocación de la lámina) es superior a esta Tg.
Por tanto, en un modo de ejecución particular de la presente invención, el material B termoplástico está caracterizado por un valor de Tg comprendido entre 0 0C y 200 0C, por ejemplo, entre 40 0C y 130 0C, por ejemplo, entre 60 0C y 130 0C, por ejemplo, entre 80 0C y 120 0C. Si el material B termoplástico está constituido por una mezcla homogénea de dos o más componentes químicos termoplásticos, el valor de Tg individual de cada uno de estos componentes no será crítico siempre que la Tg de la mezcla responda bien a los valores deseados; por tanto, el material B termoplástico podrá presentar componentes termoplásticos que tengan Tg inferiores a 40 0C, incluso inferiores a 0 0C y/o superiores a 80 0C, incluso superiores a 130 0C, siempre que la Tg de dicho material esté comprendida en el intervalo de valores ideales. Por tanto, en un modo de ejecución preferido de la presente invención, el material B termoplástico está caracterizado por un valor de Tg comprendido entre 40 0C y 80 0C.
En un modo de ejecución particular de la presente invención, además del material B, la película de aplicación también puede comprender otros materiales tales como, por ejemplo, materiales inertes (por ejemplo, cargas inorgánicas). Dado que estos otros materiales tienen en general poca influencia sobre la Tg del conjunto del material que constituye la película de aplicación, la Tg de dicha película de aplicación es muy próxima a la del material B.
En un modo de ejecución particular de la presente invención, la película de aplicación está caracterizada por un valor de Tg comprendido entre 0 0C y 200 0C, por ejemplo, entre 40 0C y 130 0C, por ejemplo, entre 60 0C y 130 0C, por ejemplo entre 80 0C y 120 0C. La medición de la Tg de la película de aplicación se realizará ventajosamente por medio del método de DSC indicado anteriormente en la descripción, la muestra usada para la medición podrá proceder ventajosamente del material que constituye la película de aplicación antes de la fabricación de la lámina correspondiente. En un modo de ejecución preferido de la presente invención, la película de aplicación está caracterizada por un valor de Tg comprendido entre 40 0C y 80 0C.
Según un modo de ejecución particular de la presente invención, la matriz de polímero termoplástico (el material B) de la película de aplicación presenta una afinidad particular con el material A del producto de impresión. Esta afinidad puede traducirse de diferentes maneras, de las que se mencionarán a título ilustrativo:
- el hecho de que el material B contiene y/o está constituido por una (o varias) resina(s) que pertenece(n) a una naturaleza química que también está presente en el material A del producto de impresión; a título ilustrativo y no limitativo, esta naturaleza química se seleccionará de un grupo nucleófilo (que comprende oxígeno y/o nitrógeno), un grupo hidroxilo y/o un grupo nitrogenado; y/o
- que al menos una de las resinas está presente a la vez en el material B de la lámina de aplicación y en el material A del producto de impresión y es una resina acrílica, por ejemplo, una resina acrílica similar y/o idéntica; y/o
- que al menos una de los resinas está presente a la vez en el material B de la lámina de aplicación y en el material A del producto de impresión y es una resina cetónica, por ejemplo, una resina cetónica similar y/o idéntica; y/o
- que al menos una de las resinas está presente a la vez en el material B de la lámina de aplicación y en el material A del producto de impresión y es una resina de aldehído, por ejemplo, una resina de aldehído similar y/o idéntica; y/o
- que al menos uno de los componentes está presente a la vez en el material B de la lámina de aplicación y en el material A del producto de impresión y es de tipo celulósico: por ejemplo, un componente que consiste en acetato-propionato de celulosa y/o acetato-butirato de celulosa, y/o acetato de celulosa y/o nitrocelulosa.
Según un modo de ejecución particular de la presente invención, la matriz de polímero termoplástico (el material B) de la película de aplicación puede ser un polímero en fase de disolvente o en fase acuosa.
Sin desear limitarse por esta explicación, el solicitante piensa que esta parte común entre al menos uno de los componentes del material A y uno de los componentes del material B va a permitir crear una afinidad química entre estos dos materiales durante su puesta en contacto gracias a sus características intrínsecas y gracias a las condiciones de puesta en contacto. Esta afinidad es responsable de la deposición selectiva ya que la película de aplicación que comprende el material B va a depositarse únicamente sobre el material A y no sobre el resto del sustrato. Una lámina que no integre esta parte común podrá o bien contaminar, o bien depositarse completamente sobre todo el sustrato de manera no selectiva, o bien no depositarse de manera precisa y selectiva sobre el motivo del producto de impresión ya que la transferencia no será operacional.
A título ilustrativo y no limitativo, la película de aplicación puede recubrirse por medio de técnicas de impresión clásicas tales como el heliograbado o el heliograbado inverso y/o la flexografía, etc.
Producto de impresión, material A - composición y propiedades
Una característica esencial de la presente invención se encuentra en el hecho de que el producto de impresión comprende un material A termoplástico, por ejemplo, un polímero termoplástico A y, opcionalmente, un material termoendurecible. Este producto de impresión previamente impreso sobre el sustrato garantiza el diseño del dorado futuro. En función de su composición, la lámina va a transferirse o no sobre el sustrato. Resulta indispensable que la transferencia entre la lámina y el motivo previamente impreso sea selectiva, es decir, únicamente a nivel del motivo (y, por tanto, del producto de impresión previamente impreso) favorable a la transferencia y no directamente sobre el sustrato.
A título ilustrativo y no limitativo, este producto de impresión puede estar compuesto por tóner y/o por tinta y/o por un barniz; puede ser aislante o conductor en función de la aplicación prevista.
A título ilustrativo y no limitativo, en el caso de un barniz, puede ser de naturaleza disolvente, acuosa o UV. Cuando es de naturaleza UV, puede reticularse con la ayuda de l Ed y/o de radiación UV.
Según un modo de ejecución particular y preferido de la presente invención, el producto de impresión es de tipo tinta UV y/o barniz UV que comprende un material termoendurecible así como el material termoplástico A. Es la presencia de este material termoendurecible lo que caracteriza el hecho de que la tinta/barniz correspondiente presente un comportamiento termoendurecible. Según un modo de ejecución particular y preferido de la presente invención, el producto de impresión previamente impreso (y, por tanto, el motivo previamente impreso) se reticula antes de la puesta en contacto con la lámina. Esto puede traducirse en el hecho de que la red polimérica del producto de impresión resulta óptima en cuanto a la densidad tridimensional por medio de la reacción de todos los sitios de fotoiniciadores. Esto también puede traducirse en un comportamiento termoendurecible, es decir que la parte termoendurecible del barniz ya no presenta una temperatura de transición vítrea Tg sino únicamente una temperatura de destrucción; por tanto, este polímero termoendurecible presente en el barniz no se ablandará nunca y no desarrollará una superficie adherente ya que estará totalmente seco al tacto.
Por tanto, según determinadas realizaciones preferidas de la presente invención, el procedimiento reivindicado comprende, después de la etapa de impresión del producto de impresión y antes de la etapa de aplicación de la lámina, una etapa de activación (por ejemplo, por medio de radiación UV) que permite reticular el producto de impresión (la tinta y/o el barniz).
La adición en el producto de impresión de un material A termoplástico permite alcanzar los objetivos de agarre selectivo entre el sustrato y la lámina. A título ilustrativo para una tinta y/o un barniz, la selección de un material A, perteneciendo dicho material A a una naturaleza química análoga al material B presente en la película de aplicación de la lámina y/o presentando dicho material A propiedades físicas (por ejemplo, Tg) adaptadas a las del material B presente en la película de aplicación de la lámina, va a modificar el comportamiento del producto de impresión; este último va a volverse parcialmente termoplástico ya que el material A termoplástico va a introducirse en la red polimérica de característica inicial termoendurecible. Por tanto, durante la aplicación de la lámina sobre el producto de impresión previamente impreso y, preferiblemente, previamente reticulado, va a producirse una transferencia total y selectiva por medio de la afinidad de los materiales A y B y gracias a las condiciones de puesta en contacto. Estas constataciones también son aplicables cuando se selecciona el tóner en lugar de las tintas/barnices; no obstante, en el caso particular del tóner, el solicitante ha constatado que la presencia de material termoendurecible, aunque sea deseable, no es indispensable para obtener la adhesión entre la película de aplicación y el tóner.
Por tanto, puede realizarse una deposición de capas funcionales selectiva gracias, entre otras cosas, a esta afinidad entre el material A y el material B. Por tanto, cualquier dispositivo fabricado según el procedimiento reivindicado y que comprenda estas capas de productos de impresión y de lámina según la presente invención, también estará caracterizado por la existencia de una capa intersticial que comprende material del producto de impresión y material de la película de aplicación de la lámina.
Por tanto, según un modo de ejecución de la presente invención, el material termoplástico A del producto de impresión
- es termorreactivable (es decir que presenta un comportamiento termoplástico), y
- se vuelve dúctil/maleable y desarrolla una propiedad de adhesión de superficie durante la etapa de aplicación de la lámina en el puesto de colocación de la lámina (a su vez termorreactivable).
Por tanto, esto permite desarrollar una propiedad de adhesión de superficie entre el producto de impresión y la película de aplicación gracias a los materiales A y B cuando la temperatura de tratamiento (y en particular la temperatura de aplicación de la lámina durante la etapa de aplicación de la lámina en el puesto de colocación de la lámina) es superior a la Tg de los materiales termoplásticos A y B.
En un modo de ejecución particular según la presente invención, el producto de impresión, preferiblemente de tipo tinta/barniz, comprende al menos el 5 % en peso de material A termoplástico, por ejemplo, al menos el 10 % en peso, preferiblemente al menos el 15 % en peso. Aunque pueden preverse altas concentraciones de material A termoplástico, el producto de impresión, preferiblemente de tipo tinta/barniz, comprenderá preferiblemente menos del 40 % en peso, por ejemplo, menos del 30 % en peso, preferiblemente menos del 25 % en peso de material A termoplástico.
Por tanto, en un modo de ejecución particular según la presente invención, el producto de impresión, preferiblemente de tipo tinta/barniz, comprende al menos el 60 % en peso, por ejemplo, al menos el 70 % en peso, preferiblemente al menos el 75 % en peso de material termoendurecible.
Por tanto, en un modo de ejecución de la presente invención particularmente aplicable a los barnices/tintas, el material A termoplástico está caracterizado por un valor de Tg inferior a 60 0C, por ejemplo, inferior a 50 0C, preferiblemente inferior a 40 0C. Según un modo de ejecución particular de la presente invención, y tal como se describe en más detalle a continuación en la descripción, los materiales A del producto de impresión de tipo tinta/barniz y B de la película de aplicación se seleccionarán de manera que la Tg del material A sea inferior a la Tg del material B.
Dado que el producto de impresión de tipo tinta/barniz sólo comprende cantidades limitadas de material A termoplástico, resulta evidente que la Tg del producto de impresión tendrá, tras la deposición (y reticulación), un valor que será diferente de la Tg del material A termoplástico comprendido en dicho producto. Cuando el producto de impresión es un tóner, su contenido en material termoplástico es en general superior al 50 % en peso.
En un modo de ejecución particular de la presente invención, el producto de impresión es una tinta o un barniz. Tras la deposición/reticulación, este producto de impresión impreso destinado a recubrirse con una hoja de dorado se encuentra en forma de una película que está ventajosamente caracterizada por un valor de Tg comprendido entre -20 0C y 200 0C, por ejemplo, entre 0 0C y 200 0C, por ejemplo, entre 10 y 50 0C, por ejemplo, entre l5 0C y 40 0C.
En un modo de ejecución particular de la presente invención, el producto de impresión es un tóner. T ras la deposición, por ejemplo, mediante electrofotografía o xerografía, este producto de impresión impreso destinado a recubrirse por una hoja de dorado se encuentra en forma de una película que está ventajosamente caracterizada por un valor de Tg comprendido entre 0 0C y 200 0C, por ejemplo, entre 40 0C y 120 0C, por ejemplo entre 50 0C y 120 0C, por ejemplo entre 65 0C y 90 0C. En un modo de ejecución preferido de la presente invención, cuando el producto de impresión es un tóner, la película impresa correspondiente está caracterizada por un valor de Tg comprendido entre 40 0C y 70 0C.
La medición de la Tg de la película del producto de impresión impreso/(reticulado) (barniz/tinta/tóner) se realizará ventajosamente por medio del método de DSC indicado anteriormente en la descripción, la muestra usada para la medición podrá proceder ventajosamente del material que constituye el producto de impresión tras la impresión y reticulación. Según un modo de ejecución particular de la presente invención, y tal como se describe en más detalle a continuación en la descripción, el producto de impresión y la película de aplicación estarán preferiblemente caracterizados porque la Tg del producto de impresión es inferior a la Tg la película de aplicación.
Impresión del motivo - condiciones
Por tanto, la presente invención está caracterizada porque el procedimiento reivindicado permite la obtención de un sustrato que comprende la película de aplicación de la lámina adherida conjuntamente de manera selectiva al producto de impresión del motivo y formando así, gracias a la película de material funcional, las pistas de material funcional según dicho motivo. Dicho motivo (del producto de impresión) puede imprimirse mediante cualquier método apropiado. Se mencionarán a título ilustrativo y no limitativo la serigrafía, el chorro de tinta, la electrofotografía o la xerografía, etc... Según un modo de ejecución particular y preferido de la presente invención, el producto de impresión se imprime digitalmente, por ejemplo, mediante una impresión por chorro de tinta o una impresión por electrofotografía o xerografía, preferiblemente mediante una impresión por chorro de tinta. Esta impresión por chorro de tinta permite imprimir en relieve zonas destinadas a recubrirse o no, en función de la composición del producto de impresión y, más particularmente, de la presencia o no del material A, por la película de material funcional (por ejemplo, la lámina de dorado). Por tanto, el dorado se depositará de manera selectiva. La impresión por chorro de tinta de barniz/tinta la conoce bien el experto en la técnica. La impresión por electrofotografía o xerografía de tóner también la conoce bien el experto en la técnica
Las zonas (y, por tanto, el motivo) pueden tener ventajosamente cualquier tipo de forma, por ejemplo, circuitos impresos, puntos, letras y/o cualquier otra forma geométrica; pueden estar constituidas por diferentes materiales, por ejemplo por tintas y/o por barniz y/o por tóner.
El grosor del producto de impresión impreso puede ser ventajosamente muy variable; se mencionarán a título ilustrativo y no limitativo grosores comprendidos entre 5 μm y 200 μm.
De hecho, el relieve de los motivos y, por tanto, de las zonas destinadas a recubrirse por una hoja de dorado representa preferiblemente un grosor del orden del micrómetro, preferiblemente superior a cinco micrómetros, o incluso superior a diez micrómetros. Este grosor (de cualquier material previamente depositado sobre el sustrato; por ejemplo, barniz y/o tinta) es generalmente inferior al milímetro para la impresión en relieve. No obstante, la presente invención también podrá aplicarse a sustratos que se hayan impreso mediante la tecnología en 3D, por ejemplo, por medio de impresión por chorro de tinta (y/o barniz) mediante capas sucesivas y que presenten por tanto grosores que pueden llegar hasta varios centímetros, por ejemplo menos de 2 cm.
El sustrato puede seleccionarse de un gran número de materiales y no considerarse limitado a los materiales habitualmente usados en los dispositivos convencionales de impresión y/o de personalización tales como los sustratos de papel, cartón y plástico. Se mencionarán a modo de ejemplos no limitativos el metal, el papel, el material textil no tejido, el plástico, por ejemplo una resina de copolímero metacrílico, poliéster, policarbonato, polietileno, polipropileno y/o poli(cloruro de vinilo), o incluso los materiales de tipo celulósico tales como, por ejemplo, madera, contrachapado o materiales cristalinos tales como vidrio o cerámica, por ejemplo los materiales complejos que comprenden uno o varios de estos componentes tales como, por ejemplo, los envases de leche.
Según la presente invención, el sustrato (hoja, tarjeta, etc.) se presenta generalmente en una forma rectangular o cuadrada. Esta hoja se desplaza, en general gracias a un sistema de transporte de sustratos en una máquina de impresión, a lo largo de un trayecto de transporte orientado según un eje longitudinal desde al menos un depósito de entrada que proporciona los sustratos imprimibles y/o personalizables, hasta al menos un depósito de salida que recibe los sustratos impresos y/o personalizados y, por tanto, recubiertos con pistas de material funcional según la presente invención. Los “bordes laterales” del sustrato son los dos bordes situados a ambos lados de este eje longitudinal; los bordes delantero y/o trasero son sus bordes transversales. El sustrato también puede presentarse en forma de bobina en una máquina de tipo bobina-bobina.
Aplicación de la lámina
La etapa de aplicación de la lámina sobre el sustrato en condiciones de presión y de temperatura que conllevan la adhesión conjunta selectiva entre el producto de impresión y la película de aplicación de la lámina (en particular entre el material A del producto de impresión y el material B de la película de aplicación de la lámina) puede realizarse según cualquier método apropiado. A título ilustrativo, se mencionará el uso
- de una o varias placas que presionan la lámina sobre el sustrato;
- de uno o varios conjuntos de rodillos de arrastre tal como se describen en la figura 1;
- de uno o varios rodillos de presión tal como se describen en la figura 2.
Por tanto, esta etapa es esencial ya que condiciona el posicionamiento de las pistas de material funcional sobre el sustrato.
Por tanto, las condiciones de presión y de temperatura se seleccionarán ventajosamente en función de los materiales A y B usados respectivamente en el producto de impresión y en la película de aplicación.
A título ilustrativo, la temperatura de aplicación de la lámina está ventajosamente situada entre 0 0C y 200 0C, por ejemplo, entre 70 0C y 190 °C, por ejemplo entre 110 0C y 150 °C. En un modo de ejecución particular de la presente invención, la temperatura de aplicación de la lámina también se seleccionará en función del tiempo de contacto durante el cual se ponen en contacto y se calientan el producto de impresión y la película de aplicación. Dado que se intenta favorecer tiempos de contacto relativamente cortos (por ejemplo, inferiores al segundo), se ha constatado que la temperatura de aplicación de la lámina debía ser ventajosamente al menos 25 °C superior a la Tg más grande de la película de aplicación y de la película de barniz/tinta/tóner, por ejemplo al menos 40 0C superior a esta Tg, incluso al menos 60 0C superior a esta Tg; estas constataciones y las Tg de la película de aplicación y de la película de barniz/tinta/tóner conducen a privilegiar una temperatura de aplicación de la lámina comprendida entre 130 0C y 170 0C.
La presente invención también se describe de manera ilustrativa y según una de sus realizaciones en la figura 3. En la parte izquierda de la figura puede observarse un grupo de dorado según la presente invención y que se encuentra aguas abajo del puesto de impresión representado en la parte derecha de la figura. Por tanto, el sustrato se desplaza de derecha a izquierda. A título ilustrativo, el sustrato puede estar ventajosamente constituido por papel, cartón plano, cartón ondulado y/o microondulado y/o plástico. Puede estar en forma de bobina - bobina o de hoja en hoja. Cuando el sustrato pasa bajo el puesto de impresión que puede ser un cilindro, una pantalla de serigrafía y/o cabezales de chorros de tinta, etc., se imprime el motivo deseado mediante un barniz/una tinta o tóner que contiene el material A. En el caso de cabezales de chorro de tinta, el barniz debe estar adaptado a este tipo de aplicación disponiendo de una viscosidad muy baja. El grosor impreso puede variar ventajosamente de 5 μm a 100 μm en la mayoría de los casos; no obstante, puede alcanzar fácilmente varias centenas de micrómetros.
A continuación, se reticula el motivo impreso (por ejemplo, tinta/barniz) al máximo de su densidad tridimensional de lo que permite su estructura y sus sitios de reacción; esto puede realizarse mediante un medio de secado (tal como se representa en el centro de la figura) tal como secado físico, IR, radiación UV, LED, etc. En general, después de esta etapa de secado/reticulación el motivo impreso no es adherente en la superficie.
En esta ilustración, el grupo de dorado está constituido por, como mínimo, dos rodillos (preferiblemente motorizados), instalados enfrentados, que giran, por ejemplo, en sentido contrario, y cuya distancia puede ajustarse de manera que se adapta a diferentes grosores de sustratos; según un modo de ejecución preferido de la presente invención, este ajuste tendrá en cuenta no sólo el grosor del sustrato sino también el grosor del producto de impresión (por ejemplo, de la tinta y/o del barniz) previamente impreso sobre el sustrato así como, opcionalmente, teniendo en cuenta grosores de la lámina y, por tanto, de las películas de la hoja de dorado depositadas por el grupo de dorado. Según un modo de ejecución particular de la presente invención, la separación entre los rodillos enfrentados puede estar motorizada y controlarse de manera dinámica. Según un modo de ejecución particular y preferido de la presente invención, la superficie del rodillo superior es diferente de la del rodillo inferior; en particular, la superficie del rodillo superior es más compresible que la del rodillo inferior. A título ilustrativo, el rodillo superior presenta en la superficie un material compresible que le permite adaptarse a la forma del motivo impreso del producto de impresión mientras que el rodillo inferior estará constituido por un material más duro, por ejemplo, incompresible. Según un modo de ejecución particular de la presente invención, el rodillo superior comprende un dispositivo de calentamiento (incluso un dispositivo de enfriamiento en función de los valores de Tg) que permite no sólo alcanzar las temperaturas de transición vítrea Tg de cada uno de los materiales A y B, sino también las temperaturas de transición vítrea Tg del producto de impresión impreso/(reticulado) y de la película de aplicación de la lámina de dorado.
Según un modo de ejecución particular de la presente invención, el grupo de dorado (o de aplicación de la lámina) funciona con una velocidad lineal (en superficie de los rodillos) superior o igual a la velocidad del sustrato bajo el puesto de impresión de manera que no se ralentiza la máquina.
Las características de control del grupo de dorado se facilitan a continuación a título ilustrativo: presión ajustable (por ejemplo de 1 a 10 bar, preferiblemente con una presión de funcionamiento superior a 1 bar), y/o velocidad ajustable; y/o temperatura ajustable (por ejemplo, una temperatura de funcionamiento como máximo de 250 0C, por ejemplo comprendida entre 0 0C y 200 0C, por ejemplo entre 70 0C y 190 0C, por ejemplo entre 130 0C y 170 0C, por ejemplo entre 110 0C y 150 0C, por ejemplo comprendida entre 120 0C y 140 0C; y/o dureza del revestimiento del rodillo superior comprendida entre 50 y 95 Shore A.
La pasada del motivo impreso (y reticulado) bajo los rodillos va a permitir calentar el motivo previamente impreso que contiene el material A más allá de la Tg del material A y del producto de impresión reticulado que comprende dicho material A. El carácter termoplástico del material A va a permitir un ablandamiento del mismo. Lo mismo se aplica para el material B de la película de aplicación. Los dos materiales así ablandados pueden considerarse “abiertos” , permitiendo de este modo la adhesión de un material análogo. Los grupos libres (por ejemplo, hidroxilados) de cada material, así como las insaturaciones van a desarrollar enlaces químicos de tipo covalente entre los materiales. Por tanto, el agarre del material B sobre el material A se verá favorecido al tiempo que se evita cualquier agarre de la película de aplicación sobre las partes de sustrato no impresas previamente. Por tanto, la deposición se denominará “selectiva” .
En un modo de ejecución particular según la presente invención, el desprendimiento de la plancha (de la lámina) del sustrato se realiza de manera ideal cuando la lámina todavía está caliente con el fin de estar en las mejores condiciones de transferencia posibles. La presencia de un ángulo abierto durante el desprendimiento de la lámina permite obtener una buena finura evitando contornos mal definidos.
A continuación, se describe á título ilustrativo y no limitativo una composición particular de lámina que puede usarse ventajosamente en el contexto de la presente invención.
Una capa de transporte constituida por PET con un grosor preferiblemente comprendido entre 15 gm y 24 gm (por ejemplo, de 19 gm), lo cual representa el mejor compromiso entre las propiedades mecánicas y su facultad para conducir el calor durante la aplicación de la lámina.
Una película de desprendimiento ventajosamente constituida por cera, por ejemplo, por una cera natural de tipo carnauba, con un punto de fusión preferiblemente comprendido entre 60 °C y 110 °C (por ejemplo, situado alrededor de 85 °C). Por tanto, según las condiciones anteriormente mencionadas, cuando la temperatura de aplicación de la lámina va a alcanzar los 120-140 °C durante la deposición, la cera se evaporará. Al tratarse de la unión muy fina (escala nanométrica) entre las capas de la lámina, su transformación de estado va a inducir una separación de la capa de transporte con respecto al resto de la lámina.
La película de protección puede estar ventajosamente compuesta por polímeros acrílicos hidroxilados de tipo PMMA y derivados. La tecnología se basa lo más habitualmente en la reacción bicomponente de los polímeros hidroxilados con resinas que comprenden grupos isocianato. Esta reacción va a permitir densificar la red polimérica con el objetivo de mejorar las propiedades de resistencia mecánica y química. Para que esta capa sea conductora, ventajosamente se introducen polímeros de tipo PEDOT :PSS en la matriz (véase el ejemplo a continuación).
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Siendo R1 y R2 cadenas hidrocarbonadas más o menos largas.
Una composición del 50 % de compuesto acrílico PMMA, el 20 % de isocianato y el 30 % de PEDOT:PSS es un buen equilibrio con el fin de obtener las propiedades de resistencia y de conductividad pretendidas.
La película de material funcional puede tener varias naturalezas. El ejemplo con mejor rendimiento es una naturaleza metálica. El aluminio sigue siendo una elección de mejor compromiso entre rendimiento y precio con respecto a la plata y el cobre. El material funcional puede estar compuesto por una deposición de aluminio de aproximadamente 1 gm depositada mediante una técnica de PVD. Este método de evaporación a vacío es una técnica de deposición de capa delgada, el material evaporado va a depositarse de manera homogénea sobre la lámina/sustrato. El valor de resistencia obtenido para esta película de material funcional puede encontrarse ventajosamente entre 0,3 Q y 10 kQ. El grosor de la película de material funcional se seleccionará en función de las aplicaciones buscadas; el solicitante ha logrado desarrollar su procedimiento con grosores de película de material funcional que van de 50 nm al orden del micrómetro. Se han realizado y sometido a prueba ventajosamente grosores de más de 100 nm, por ejemplo, de más de 150 nm, 200 nm, 300 nm, 400 nm, 500 nm en el contexto de la presente invención. Por tanto, tal como se explicó anteriormente en la aplicación de etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID) sin chip, la obtención de grosores de película de material funcional superiores a 250 nm, incluso superior a 400 nm o incluso 500 nm, ha abierto la vía a estas nuevas aplicaciones.
La película de aplicación (que comprende y/o está constituida por el material B) puede estar ventajosamente compuesta por resinas acrílicas y de poliéster hidroxiladas, así como por nitrocelulosa y por cargas. La ventaja de que las resinas acrílica y de poliéster estén hidroxiladas y/o carboxiladas es la creación de sitios de agarre que favorecen los enlaces químicos con una superficie de contacto de tipo material A (procedente del producto de impresión). Una fórmula con buen rendimiento puede estar compuesta por el 40 % de de resina acrílica hidroxilada, el 30 % de resina de poliéster hidroxilada, el 20 % de nitrocelulosa y el 10 % de cargas de tipo sílice (% en peso). La fórmula final será preferiblemente una fase de disolvente de extracción seca de entre el 15 y el 30 % en peso aplicada por huecograbado. Resulta sensato obtener una Tg del material B en un intervalo comprendido entre 40 y 80 °C.
El producto de impresión puede ser ventajosamente un barniz por chorro de tinta UV. Su principal característica es una baja viscosidad comprendida entre 5 mPa.s y 70 mPa.s, por ejemplo, entre 10 mPa.s y 50 mPa.s. Puede estar compuesto por varios monómeros, tales como diacrilato de dipropilenglicol (DPGDA), triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA), la parte de monómero que representa preferiblemente al menos el 50 % en peso de la composición del producto de impresión, por ejemplo, el 60 % en peso. La parte de fotoiniciadores que permite iniciar la reticulación está preferiblemente comprendida entre el 10 y el 25 % en peso de la composición del producto de impresión, por ejemplo, del orden del 20 % en peso; está ventajosamente compuesta por alfa-hidroxi-ciclohexil-fenil-cetona y por alfa-hidroxi-cetona. El material A está preferiblemente comprendido entre el 15 y el 30 % en peso de la composición del producto de impresión, por ejemplo, el 20 % en peso; puede tratarse de una resina acrílica hidroxilada cuya Tg es lo bastante baja, por ejemplo, inferior a 50 0C, por ejemplo inferior a 40 0C o incluso inferior a 20 0C.
Por tanto, el objetivo es reactivar a la vez el producto de impresión impreso/(reticulado) así como la película de aplicación durante su puesta en contacto superando su temperatura Tg respectiva; esto permite generar agarres entre los dos materiales y permitir la adhesión buscada, por ejemplo, gracias a los grupos hidroxilo de la resina del material A y del material B.
En un modo de ejecución particular referente a los barnices/tintas, en un primer momento se reactiva el producto de impresión impreso/reticulado en cuanto el aumento de temperatura alcanza la Tg de dicho producto de impresión impreso/reticulado; a continuación, la temperatura alcanza la Tg de la película de aplicación lo cual permite la adhesión entre el producto de impresión y el material B de la película de aplicación.
Interacciones de material A y de material B
Un intervalo de temperaturas anteriormente mencionado permite ablandar ligeramente los materiales A y B y, en particular, los productos de impresión y la película de aplicación, gracias a superarse su temperatura de transición vítrea Tg respectiva. Estas condiciones se seleccionarán para permitir la creación de enlaces químicos entre los materiales A y B y, por tanto, el agarre mejorado y selectivo entre el sustrato y la lámina; estas condiciones también se controlarán de manera que se evite cualquier excursión/aumento de temperatura lo cual permite evitar
- que el material B presente en la película de aplicación (y también la propia película) se vuelva demasiado adherente/se funda demasiado; lo cual permite evitar cualquier adhesión de la película de aplicación directamente sobre el sustrato en las zonas no impresas previamente de producto de impresión que comprende el material A,
- que el material A (y también el propio producto de impresión impreso/reticulado) se vuelva demasiado adherente/se funda demasiado; lo cual permite evitar que el motivo de impresión pierda si finura y genere pistas de material funcional demasiado bastas y, por tanto, no apropiadas para determinados usos tales como la electrónica impresa.
Según un modo de ejecución particular de la presente invención, modo de ejecución particularmente pertinente para los barnices/tintas, los materiales A del producto de impresión y B de la película de aplicación se seleccionarán de manera que la Tg del material A (Tg[A]) sea inferior a la Tg del material B (Tg[B]); preferiblemente, Tg[A] será inferior a 0,9 Tg[B], incluso inferior a 0,8 Tg[B], por ejemplo, inferior a 0,7 Tg[B], por ejemplo inferior a 0,5 Tg[B],
Según un modo de ejecución particular de la presente invención, modo de ejecución particularmente pertinente para los barnices/tintas, los materiales A del producto de impresión y B de la película de aplicación se seleccionarán de manera que la Tg del producto de impresión (impreso/reticulado) que contiene el material A sea inferior a la Tg de la película de aplicación que contiene el material B; preferiblemente, Tg (producto de impresión (impreso/reticulado)) será inferior a 0,95 Tg (película de aplicación), incluso inferior a 0,9 Tg (película de aplicación), por ejemplo inferior a 0,85 Tg (película de aplicación).
Según un modo de ejecución particular de la presente invención, modo de ejecución particularmente pertinente para los tóner, los materiales A del producto de impresión y B de la película de aplicación se seleccionarán de manera que la diferencia de temperatura entre la Tg del producto de impresión (impreso) que contiene el material A y la Tg de la película de aplicación que contiene el material B sea de menos de 30 0C, y esto, por ejemplo, en un intervalo de valores de temperaturas comprendidas entre 35 0C y 75 0C.
Según un modo de ejecución particular de la presente invención, los materiales A del producto de impresión y B de la película de aplicación se seleccionarán de manera que comprendan una naturaleza química idéntica; a título ilustrativo y no limitativo, esta naturaleza química se seleccionará de un grupo nucleófilo (que comprende oxígeno y/o nitrógeno), un grupo hidroxilo y/o un grupo nitrogenado. Esto favorecerá la creación de enlaces químicos de tipo covalente superiores a 200 kJ/mol entre los átomos con el fin de favorecer la adhesión entre las superficies del producto de impresión impreso/reticulado y de la película de aplicación.
Según un modo de ejecución particular de la presente invención, el solicitante ha descubierto de manera inesperada que era posible optimizar los rendimientos de deposición de su procedimiento controlando la temperatura del producto de impresión tras la impresión y antes de la aplicación de la lámina. Por tanto, en un modo de ejecución preferido según la presente invención se aplican una o varias de las condiciones mencionadas a continuación al procedimiento reivindicado
- la temperatura de producto de impresión impreso entre la etapa de impresión de dicho producto y la etapa de aplicación de la lámina se mantiene a un valor superior a 35 0C, por ejemplo superior a 40 0C, preferiblemente superior a 45 0C; y/o
- la temperatura de producto de impresión impreso y reticulado entre la etapa de reticulación de dicho producto impreso y la etapa de aplicación de la lámina se mantiene a un valor superior a 35 0C, por ejemplo superior a 40 0C, preferiblemente superior a 45 0C.
No obstante, aunque no represente un modo de ejecución preferido, resulta evidente que el procedimiento según la presente invención también cubre el caso en donde la etapa de aplicación de la lámina se realizará de manera separada (en el tiempo o en el espacio) con respecto a la etapa de impresión del producto de impresión.
Según un modo de ejecución particular de la presente invención, el procedimiento reivindicado comprende un procedimiento de deposición de pistas de material funcional conductor que también comprende un procedimiento de impresión de pistas aislantes en una única pasada en la máquina de impresión. Por tanto, el procedimiento reivindicado comprende no sólo la impresión de un motivo de primer producto de impresión que comprende el material A según los objetivos de agarre de película de aplicación y, por tanto, de material funcional conductor anteriormente mencionados, sino también la impresión de un segundo producto de impresión diferente del primer producto de impresión usado; este segundo producto de impresión se seleccionará de manera que se le confiere una propiedad aislante en cuanto a la conducción eléctrica. Más allá de su propiedad de aislante, el segundo producto de impresión se seleccionará de manera que se impida cualquier agarre con la película de aplicación de la lámina; por tanto, a título ilustrativo, el segundo producto de impresión no comprende preferiblemente ni el material A, ni ningún otro material similar al material A en cuanto a la naturaleza química y/o las propiedades fisico-químicas de manera que se evita la afinidad con el material B de la película de aplicación. A título ilustrativo y no limitativo, el segundo producto de impresión se seleccionará de los barnices termoendurecibles (o con característica termoendurecible), preferiblemente termoendurecibles por UV, más preferiblemente estarán libres de cualquier polímero termoplástico de Tg igual o inferior a la temperatura de aplicación de la lámina sobre el sustrato. Este tipo de procedimiento, gracias al uso de un barniz que puede producir planchas (conductor y/o aislante) y que no puede producir planchas (conductor y/o aislante), abre un campo de aplicación interesante para la electrónica impresa con la posibilidad de imprimir pistas aislantes y/o conductoras en una pasada en la máquina de impresión en función de la necesidad del cliente.
Conductor por chorro de tinta en serie
Según un modo de ejecución particular de la presente invención, el procedimiento reivindicado comprende no sólo una etapa de impresión de motivo, seguida por la etapa de deposición de pistas de material funcional según dicho motivo, sino que también comprende una etapa adicional posterior de impresión por chorro de tinta de producto de impresión conductor al menos parcialmente sobre las pistas o exclusivamente sobre dichas pistas de material funcional depositado. Por tanto, a título ilustrativo, la presente invención también permite añadir un barniz conductor por chorro de tinta en la superficie de la pista conductora tras la aplicación de la película de material funcional. La ventaja de este barniz conductor es múltiple, ya que va a permitir conservar una alta conductividad al tiempo que se aportan las propiedades de resistencia mecánica y química de un barniz de superficie. Se integra plenamente en los problemas que pueden observarse en el campo de la electrónica impresa.
Este producto de impresión adicional puede seleccionarse ventajosamente de los barnices compuestos por polímeros conductores tales como el polipirrol, la polianilina, el PEDOT:PSS, el poliacetileno y sus derivados, etc. También es posible la adición de cargas metálicas o carbonadas con el fin de mejorar esta conductividad. También se mencionarán a título ilustrativo las tintas conductoras a base de nanopartículas conductoras tales como nanopartículas de plata, de cobre y/o de oro.
Estos compuestos conductores pueden ser de diferentes naturalezas disolventes, acuosas o UV; su secado también puede realizarse mediante radiación UV o LED o mediante secado térmico o IR.
Etiqueta de RFID sin chip
El procedimiento descrito y reivindicado según la presente invención resulta ser particularmente atractivo y eficaz para la electrónica impresa y, en particular, para la fabricación de etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID) sin chip (también denominadas etiquetas RFID), y, en particular, etiquetas de identificación por radiofrecuencia caracterizadas por la generación de un código de identificación legible por un emisor-receptor de ondas electromagnéticas. Por tanto, este tipo de etiqueta de RFID sin chip no necesita ni circuito integrado, ni componentes electrónicos diferenciados, tales como, por ejemplo, un transistor y/o una bobina y/o una capacitancia y/o una antena. Se mencionará a título ilustrativo la fabricación de una etiqueta de RFID sin chip que comprende una geometría particular de trayectos conductores realizados por medio del procedimiento descrito y reivindicado según la presente invención (con la película de material funcional que es conductora de la electricidad); esta geometría particular de trayectos conductores de la electricidad estará constituida, a título ilustrativo, por una pluralidad de bandas conductoras paralelas separadas formadas sobre un soporte dieléctrico, en donde puentes conductores conectan entre sí bandas conductoras vecinas, delimitando los puentes conductores, entre las bandas conductoras, porciones de bandas dieléctricas de distintas longitudes, determinando cada porción de banda dieléctrica una frecuencia de resonancia de la etiqueta, definiendo el conjunto de las frecuencias de resonancia de la etiqueta un código de identificación legible por un emisor-receptor de ondas electromagnéticas. Por tanto, en un ejemplo preferido de realización, la geometría de los trayectos conductores se realizará ventajosamente sobre cualquier sustrato por medio de una tecnología de impresión sin contacto (por ejemplo, impresión digital por chorro de tinta de tinta/barniz, por ejemplo por medio de cabezales de impresión de tipo piezoeléctrico, o impresión digital mediante electrofotografía o xerografía del tóner) del producto de impresión (por ejemplo, aislante) seguida por la tecnología de dorado de material funcional conductor de la electricidad. Por tanto, los puentes y las bandas anteriormente mencionados se realizarán ventajosamente por medio de la misma hoja de dorado. En un modo de ejecución particular según la presente invención, la fabricación de etiqueta de RFID sin chip según el procedimiento reivindicado estará caracterizada - por un grosor de la película de material funcional conductor (por ejemplo, del cobre y/o de la plata) superior a 100 nm, por ejemplo, de más de 150 nm, 200 nm, 250 nm, 300 nm, 400 nm, incluso de más de 500 nm; y/o
- por un grosor de la película de material funcional conductor (por ejemplo, del cobre y/o de la plata) inferior a 2 micrómetros, por ejemplo, de menos de 1,5 micrómetros, incluso de menos de 1 micrómetro; y/o
- por un grosor de la película de producto de impresión (tinta/barniz/tóner) depositado (medido justo antes de la puesta en contacto con la lámina) superior a 3 micrómetros, por ejemplo, de más de 10 micrómetros; y/o
- por un grosor de la película de producto de impresión (tinta/barniz/tóner) depositado (medido justo antes de la puesta en contacto con la lámina) inferior a 200 micrómetros, por ejemplo, de menos de 100 micrómetros.
Se entiende a partir de lo anterior que la presente invención también se refiere a al menos un dispositivo (o un sistema) de impresión y/o de personalización que comprende medios de puesta en práctica de al menos uno de los procedimientos descritos en la presente solicitud. Gracias a las consideraciones funcionales proporcionadas en la presente solicitud, se entiende que tales sistemas o dispositivos comprenden medios para lograr las funciones descritas haciendo referencia al procedimiento y que no es necesario detallar estos medios.
La presente solicitud describe diversas características técnicas y ventajas con referencia a las figuras y/o a diversas realizaciones. La invención se define por las reivindicaciones.

Claims (22)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de deposición de pistas de material funcional sobre un sustrato en una máquina de impresión que comprende un puesto de impresión seguido por un puesto de colocación de lámina que comprende las siguientes etapas:
a. proporcionar el sustrato,
b. imprimir en el puesto de impresión un producto de impresión según un motivo sobre el sustrato, comprendiendo el producto de impresión un material A termoplástico que presenta una temperatura de transición vítrea Tg y, opcionalmente, un material termoendurecible, c. proporcionar una lámina que comprende al menos una película de aplicación que comprende un material B termoplástico que presenta una temperatura de transición vítrea Tg, una película de material funcional y una capa de transporte,
d. aplicar en el puesto de colocación la lámina sobre el sustrato en condiciones de presión y de temperatura tales que se alcanzan las Tg de cada uno de los materiales A y B y que se crean enlaces químicos entre los materiales A y B y conllevan la adhesión conjunta selectiva entre el producto de impresión del motivo y la película de aplicación de la lámina, y
e. retirar la lámina del sustrato,
e.1. comprendiendo el sustrato la película de aplicación de la lámina adherida conjuntamente al producto de impresión del motivo y formando así las pistas de material funcional según dicho motivo, y
e.2. recuperándose el resto de la película funcional y, preferiblemente, de la película de aplicación, con la lámina retirada.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el producto de impresión es una tinta UV y/o un barniz UV y porque comprende un material termoendurecible.
3. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque el producto de impresión se reticula después de la impresión y antes de la aplicación de la lámina, preferiblemente con la ayuda de LED y/o de radiación UV.
4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque, después de la deposición/reticulación, este barniz y/o tinta forma una película que está caracterizada por un valor de Tg comprendido entre 0 °C y 200 °C, por ejemplo, entre 10 y 50 °C, preferiblemente entre 15 °C y 40 °C
5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el producto de impresión es un tóner.
6. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque, después de la deposición, este tóner forma una película que está caracterizada por un valor de Tg comprendido entre 0 °C y 200 °C, preferiblemente entre 40 y 70 0C.
7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la película de aplicación de la lámina comprende al menos el 50 % en peso del material B termoplástico, por ejemplo, al menos el 70 % en peso, preferiblemente al menos el 80 % en peso.
8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material B termoplástico está caracterizado por un valor de Tg comprendido entre 0 0C y 200 0C, preferiblemente entre 40 0C y 80 0C.
9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la película de aplicación de la lámina está caracterizada por un valor de Tg comprendido entre 40 0C y 80 0C.
10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa de aplicación, en el puesto de colocación, de la lámina sobre el sustrato se realiza a una temperatura de aplicación comprendida entre 70 0C y 190 0C.
11. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque la temperatura de aplicación está comprendida entre 130 °C y 170 °C.
12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material funcional de la película de material funcional es conductor de la electricidad.
13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material funcional de la película de material funcional comprende y/o está constituido por cobre y/o por plata y/o por estaño y/o por cromo y/o por oro y/o por aluminio y/o por aleaciones conductoras.
14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la película de material funcional tiene un grosor de al menos 200 nm.
15. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la película de material funcional tiene un grosor de al menos 500 nm.
16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la lámina comprende una película de desprendimiento comprendida entre la película de material funcional y la capa de transporte.
17. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque la película de desprendimiento comprende y/o está constituida por material conductor de la electricidad, preferiblemente por polímeros conductores.
18. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la lámina comprende una película de protección comprendida entre la película de material funcional y o bien la capa de transporte, o bien una película de desprendimiento comprendida entre la película de material funcional y la capa de transporte, comprendiendo y/o estando constituida dicha película de protección por material conductor de la electricidad, preferiblemente por polímeros conductores.
19. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque la lámina no comprende ninguna película de protección de la película de material funcional.
20. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la impresión del producto de impresión es una impresión en relieve del motivo de impresión realizada por chorro de tinta, preferiblemente con la ayuda de cabezales de impresión piezoeléctricos.
21. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque también comprende un procedimiento de impresión de pistas aislantes en una única pasada en la máquina de impresión.
22. Uso del procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores para la fabricación de etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID) sin chip (también denominadas etiquetas de RFID), caracterizado por la generación de un código de identificación legible por un emisor-receptor de ondas electromagnéticas.
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