ES3043232T3 - Coating apparatus - Google Patents

Coating apparatus

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ES3043232T3
ES3043232T3 ES16732757T ES16732757T ES3043232T3 ES 3043232 T3 ES3043232 T3 ES 3043232T3 ES 16732757 T ES16732757 T ES 16732757T ES 16732757 T ES16732757 T ES 16732757T ES 3043232 T3 ES3043232 T3 ES 3043232T3
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ES
Spain
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coating
particle
donor surface
donor
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ES16732757T
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English (en)
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Benzion Landa
Anton Krassilnikov
Moshe Fahima
Ariel Adler
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Actega Metal Print GmbH
Original Assignee
Actega Metal Print GmbH
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Publication date
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Abstract

Se describe un aparato para recubrir una superficie móvil con respecto al aparato con una capa de partículas metálicas o partículas con apariencia y reflectividad similares a las del metal. Las partículas se adhieren con mayor fuerza a la superficie que entre sí. El aparato comprende al menos un cabezal de pulverización 1401 para aplicar directa o indirectamente a la superficie 12 una corriente de fluido en la que se suspenden las partículas; una carcasa 1403 que rodea el/los cabezal(es) de pulverización 1401 y define una cámara interior 1406 para confinar la corriente de fluido; la carcasa tiene un borde 1404 adyacente a la superficie, configurado para evitar la salida de partículas a través de un espacio de sellado definido entre el borde de la carcasa y la superficie a recubrir; y una fuente de succión conectada a la carcasa para extraer de la cámara el fluido pulverizado y las partículas suspendidas en él. Durante su funcionamiento, la fuente de succión extrae prácticamente todas las partículas que no están en contacto directo con la superficie, dejando solo una capa prácticamente única de partículas adherida a la superficie al salir del aparato. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Aparato de recubrimiento
[0003] Campo técnico
[0004] La presente descripción se refiere a un aparato y método para recubrir una superficie con una capa de partículas metálicas o de aspecto metálico, en particular con una sola capa.
[0005] Antecedentes
[0006] En ciertos tipos de impresión, una película soportada por un soporte se transfiere a un sustrato(p. ej.,papel, cartón, películas de plástico,etc.)mediante la aplicación de presión y/o calor en un patrón deseado. Un ejemplo de esto es la lámina utilizada en el estampado en caliente o en frío, en donde la película sobre la lámina es metálica o de aspecto metálico. El último término se utiliza en la presente memoria para referirse a materiales, y a cualesquiera partículas de los mismos, con una reflectividad similar a la del metal.
[0007] Un problema al usar un soporte recubierto con película convencional, ya sea una lámina, una banda o una cinta, es que el proceso genera desperdicio y, por lo tanto, es costoso. Esto se debe a que, en el momento que ha de ser desechado, solo se habrá utilizado una pequeña proporción del recubrimiento de película(por ejemplo,para impresión) y la mayor parte del recubrimiento de película permanecerá en el soporte.
[0008] En el documento US2002031645 se han descrito un proceso y un método en donde se adhieren partículas de polvo a un rodillo utilizando un adhesivo.
[0009] En el documento JP S60-245589 se han descrito un proceso y un método en donde ciertas partículas se transfieren desde un sustrato a otro.
[0010] Objeto
[0011] La presente descripción busca proporcionar un método para aplicar un recubrimiento a una superficie, en lo sucesivo denominada superficie donante, un recubrimiento de partículas individuales que es transferible a un sustrato, en que las partes de la superficie de las que se ha eliminado el recubrimiento en un ciclo operativo (también denominadas "regiones expuestas") pueden recubrirse sin aumentar sustancialmente el grosor del recubrimiento en las partes restantes de la superficie, de modo que permita que toda la superficie sea reutilizada una y otra vez.
[0012] Compendio
[0013] De acuerdo con la presente descripción, se propone un aparato de recubrimiento para recubrir con una capa de partículas metálicas o de aspecto metálico una superficie donante móvil con respecto al aparato, comprendiendo el aparato:
[0014] a) un suministro de partículas suspendidas en un fluido que no moja la superficie donante, y las partículas se adhieren con más fuerza a la superficie donante que a otra,
[0015] b) un dispositivo de aplicación para aplicar el fluido a la superficie donante de manera que haga que las partículas suspendidas en el fluido se adhieran a la superficie donante, de modo que formen un recubrimiento de partículas sustancialmente continuo sobre la superficie, y
[0016] c) un sistema de extracción de excedentes operativo para extraer fluido y eliminar partículas sobrantes que no están en contacto directo con la superficie de modo que dejen adherirse a la superficie donante un recubrimiento que tiene sustancialmente solo una partícula de profundidad.
[0017] En la presente descripción, se ilustra un uso no limitativo del aparato de recubrimiento como parte de un sistema de impresión, y partículas desde la superficie donante se transferirán en uso a un sustrato de impresión. La superficie donante puede considerarse equivalente a una lámina utilizada en la estampación con láminas, pero con la ventaja de que puede restaurarse a su estado original después de su uso.
[0018] En la presente descripción, debido que el recubrimiento aplicado a la superficie donante y posteriormente transferido a un sustrato está compuesto por un mosaico de partículas individuales, la proporción de la superficie donante cubierta con partículas será inferior al 100 % teniendo en cuenta los intersticios entre las partículas individuales. Dependiendo del uso que se haga posteriormente del recubrimiento de partículas aplicado, la proporción de la superficie donante cubierta puede necesitar ser solo del 95 %, o del 90 %, o del 85 %, o del 80 %, o del 75 %, o del 70 %, o incluso del 65 % o menos. La proporción aceptable en un sistema de impresión dependería, por ejemplo, del color de las partículas y del color del sustrato. Si se imprime con partículas de color claro sobre un sustrato blanco, se puede lograr una calidad aceptable con una cobertura de solo el 65 %, o posiblemente incluso menos(p. ej,aproximadamente el 40 %), mientras que la impresión con partículas de color claro sobre un sustrato negro se beneficiaría de una mayor cobertura para evitar que el color del sustrato se trasluzca y perjudique la apariencia.
[0019] Después de que las partículas en áreas seleccionadas de la superficie donante son transferidas a un sustrato de impresión, esas áreas serán dejadas sin partículas y la superficie donante quedará expuesta. Si la superficie donante se pasa de nuevo a través del aparato de recubrimiento, se aplicará un nuevo recubrimiento de partículas sobre las áreas sin partículas. Sin embargo, el sistema de extracción de excedentes eliminará cualesquiera partículas que no estén en contacto directo con la superficie donante, de modo que no se acumularán recubrimientos en las áreas desde las que no se transfieren al sustrato de impresión.
[0021] En algunas realizaciones, las partículas que quedan en la superficie donante después de que se ha realizado una impresión en un sustrato de impresión se pueden retirar de la superficie donante aguas arriba del aparato de recubrimiento (en el lado de entrada) de manera que toda la superficie donante pueda ser recubierta con partículas nuevas.
[0023] En la presente descripción, el término "suspendido en" y sus variaciones debe entenderse como "transportado por" y términos similares, sin referirse a ningún tipo particular de mezcla de materiales de la misma o diferente fase. El fluido, que puede ser un gas o un líquido, puede mantenerse opcionalmente a una temperatura controlada deseada.
[0025] Cuando las partículas se aplican en un fluido líquido, el método de recubrimiento puede comprender además, si es necesario, un secador que permite que el recubrimiento de partículas esté prácticamente seco al llegar a un puesto posterior donde dicha capa de partículas puede utilizarse o someterse a etapas adicionales. El secador puede ser un soplador, un calentador, un extractor de líquido o cualquier otro dispositivo adecuado para eliminar el exceso de líquido. El secador, si está presente, es ventajosamente compatible con la capa de partículas y, por ejemplo, no afecta negativamente a las partículas ni a la integridad del recubrimiento formado a partir de las partículas.
[0027] El método de recubrimiento puede comprender alojamientos independientes que contienen diferentes subsistemas, definiendo cada alojamiento independientemente una cámara de distribución o cámara interior. Por ejemplo, un primer alojamiento del aparato de recubrimiento puede comprender un suministro de partículas y un dispositivo de aplicación; un segundo alojamiento puede contener un primer sistema de extracción de excedentes, operativo para eliminar cualesquiera partículas que no están en contacto directo con la superficie donante; y un segundo sistema de extracción de excedentes operativo para extraer el fluido sobrante puede estar contenido en un tercer alojamiento. Combinaciones adicionales de subsistemas y opciones de alojamiento son evidentes para un experto en la técnica, y por ejemplo, cada alojamiento, si hay más de uno, puede tener su propio sistema de extracción de fluido sobrante con una fuente de succión adecuada. Cada alojamiento puede tener un reborde adyacente a la superficie, configurado para impedir la salida de partículas desde un espacio de sellado definido entre el reborde del alojamiento y la superficie que se está recubriendo.
[0029] En la presente propuesta, debido a que las partículas se adhieren a la superficie donante con mayor fuerza que entre sí, el recubrimiento de partículas aplicado es sustancialmente una sola capa,es decir,con una sola partícula de profundidad. Aunque puede haber cierta superposición entre partículas, la capa puede tener una sola partícula de profundidad sobre una gran parte de la superficie, y la mayoría, si no todas, las partículas tendrán al menos algún contacto directo con ella. Esto ocurre por la misma razón que una cinta adhesiva, al utilizarse para recoger polvo de una superficie, solo recogerá una capa de partículas de polvo. Cuando la cinta adhesiva aún está reciente, el polvo se adherirá al adhesivo hasta cubrir toda la superficie de la cinta. Sin embargo, una vez cubierto el adhesivo con polvo, la cinta no puede utilizarse para recoger más polvo, ya que las partículas no se adhieren con fuerza entre sí y pueden simplemente retirarse de la cinta con un cepillo o un soplador. De igual forma, la monocapa se forma a partir de las partículas en suficiente contacto con la superficie donante y, por lo tanto, suele tener una sola partícula de profundidad. Se dice que el contacto es suficiente cuando permite que la partícula permanezca unida a la superficie donante a la salida del puesto de recubrimiento,por ejemplo,después de la extracción del excedente, pulido, o cualquier otra etapa similar, algunos de los cuales se describirán con más detalles de maneras ejemplares a continuación.
[0031] Tomando, por ejemplo, una partícula con forma de plaqueta que entra en contacto con la superficie donante en la mayor parte de su cara plana(es decir,siendo sustancialmente paralela), el grosor resultante de la monocapa (en la dirección perpendicular a la superficie) correspondería aproximadamente al grosor de la partícula; por lo tanto, el grosor promedio del recubrimiento de partículas puede aproximarse mediante el grosor promedio de las partículas individuales que lo conforman. Sin embargo, dado que podría haber superposiciones parciales entre partículas adyacentes, el grosor de la monocapa también puede ascender, en algunos puntos, a un múltiplo bajo de la dimensión de las partículas constituyentes, dependiendo del tipo de superposición, por ejemplo, en los ángulos relativos que las partículas pueden formar entre sí y/o con la superficie donante, y/o de la extensión de la superposición. Por lo tanto, un recubrimiento de partículas monocapa puede tener un grosor máximo correspondiente a aproximadamente un pliegue, y solo en algunas regiones, a aproximadamente dos pliegues, o aproximadamente tres pliegues, o a cualquier valor intermedio, de una dimensión más delgada característica de las partículas implicadas(por ejemplo,el grosor de las partículas en forma de escama o, esencialmente, el diámetro de la partícula para las esféricas). En la presente descripción, se dice que dicho recubrimiento de partículas tiene sustancialmente solo una única partícula de profundidad y también se denomina monocapa.
[0033] El dispositivo de aplicación puede comprender un cabezal pulverizador para pulverizar el fluido y las partículas suspendidas directamente sobre la superficie, o un aplicador giratorio para extender el fluido y las partículas suspendidas sobre la superficie. El aplicador puede ser, por ejemplo, una esponja cilíndrica o puede comprender una pluralidad de tiras flexibles que se extienden radialmente desde un eje giratorio. La esponja o las tiras flexibles pueden estar formadas por una esponja de celdas cerradas. El fluido que contiene las partículas suspendidas puede suministrarse externamente a dicho aplicador(p. ej.,el fluido se pulveriza sobre una parte del aplicador que normalmente está orientada en dirección opuesta a la superficie) o internamente(p. ej.,el fluido se suministra desde un conducto de suministro o pulverizador posicionado dentro del aplicador, por ejemplo, paralelo al eje giratorio, y se difunde a lo largo del material hacia la superficie externa del aplicador).
[0035] En algunas realizaciones, el aplicador puede eliminar, al menos parcialmente, las partículas que no estén en contacto directo con la superficie y, opcionalmente, bruñir, al menos parcialmente, las partículas recubiertas sobre la superficie como una monocapa. Como se utiliza en la presente memoria, el término "bruñir" debe entenderse en sentido amplio para abarcar cualquier acción de aplanamiento sobre las partículas que pueda homogeneizar aún más al menos una propiedad del recubrimiento de partículas, ya sea el grosor de la capa, la orientación de las partículas, su distribución sobre la superficie, su tamaño, su brillo o cualquier otra característica similar.
[0037] En algunas realizaciones, el sistema de extracción de excedentes, que elimina las partículas que no están en contacto directo con la superficie, tiene una configuración similar a la del aplicador. En tal caso, el fluido suministrado externa o internamente al elemento similar al aplicador para eliminar el exceso de partículas no contendría partículas suspendidas. El fluido del sistema de extracción de excedentes puede ser el mismo o diferente del fluido en el que están suspendidas las partículas para el dispositivo de aplicación. Por ejemplo, las partículas pueden aplicarse suspendidas en agua o en cualquier otro medio acuoso, y su exceso puede eliminarse mediante el mismo medio acuoso o mediante un fluido diferente, tal como una corriente de aire.
[0038] En algunas realizaciones, el elemento tipo aplicador del sistema de extracción de excedentes elimina prácticamente todas las partículas que no están en contacto directo con la superficie y, opcionalmente, pule, al menos parcialmente, bruñe las partículas recubiertas sobre la superficie como una monocapa. Una eliminación sustancial puede significar que, en cualquier monocapa de partículas, la proporción de partículas de un recubrimiento que no están en contacto directo con la superficie donante es como máximo del 35 %, como máximo del 30 %, como máximo del 25 %, como máximo del 20 %, como máximo del 15 %, como máximo del 10 %, como máximo del 7 %, como máximo del 5 %, como máximo del 3 % o como máximo del 2 %, en número, de dichas partículas.
[0040] En algunas realizaciones, el dispositivo de aplicación está contenido dentro de una cámara de distribución interior de un alojamiento que tiene un reborde adyacente a la superficie, estando el reborde configurado para impedir la salida de partículas desde un espacio de sellado definido entre el reborde del alojamiento y la superficie.
[0042] Existen diversas maneras de impedir la salida de partículas del alojamiento y de eliminar el exceso de partículas de la superficie para dejar solo una monocapa. En algunas realizaciones del aparato, se puede prever un elemento limpiador al menos en el lado de aguas arriba del alojamiento para impedir el escape de fluido a través del espacio de sellado durante el funcionamiento del aparato.
[0044] En algunas realizaciones, se puede prever un paso de flujo de fluido en el reborde del alojamiento para permitir la extracción o introducción de fluido en al menos las regiones del espacio de sellado dispuestas aguas abajo del alojamiento y/o del dispositivo de recubrimiento. El fluido que puede sirve para “sellar” el aparato, o cualquier sub-alojamiento, se introduce o se extrae del aparato mediante una fuente de succión. Y como se ha utilizado en la presente memoria este término se refiere tanto al suministro positivo como al negativo del fluido relevante.
[0046] Es posible que el paso de flujo de fluido esté conectado a una misma fuente de succión de un sistema de extracción de excedentes, o a una segunda fuente de succión, para así extraer desde el espacio cualquier fluido que de otra manera escaparía de la cámara de distribución interior a través del espacio.
[0047] Como alternativa, el paso de flujo de fluido puede estar conectado a un suministro de gas sin partículas en suspensión, a presión superior a la atmosférica, de modo que el fluido que contiene las partículas no pueda escapar desde la cámara de distribución interior a través del espacio, debido a que la presión en el espacio es superior a la presión en la cámara de distribución interior. Este tipo de confinamiento puede lograrse con una cortina de aire.
[0049] El fluido dentro del cual están suspendidas las partículas puede ser un gas, preferiblemente aire y en tal caso las partículas pueden ser arrastradas a la corriente de gas mediante un Venturi.
[0051] Como alternativa, el fluido dentro del cual están suspendidas las partículas puede ser un líquido(p. ej.,agua). En dicha realización, el líquido puede ser aspirado desde la superficie, de modo que la capa de partículas quede al menos parcialmente seca o sustancialmente seca al salir del aparato.
[0053] En aras de la economía, las partículas aspiradas desde el interior de la cámara de un alojamiento pueden reciclarse hacia el dispositivo de suministro y/o aplicación.
[0055] Las partículas pueden tener forma de plaqueta plana y ser de un metal recubierto o sin recubrir, tal como aluminio, cobre, hierro, zinc, níquel, estaño, titanio, oro y plata, o de una aleación tal como acero, latón y bronce, y compuestos similares que incluyan predominantemente metales. Además de estar hechas de metales reales, las partículas adecuadas pueden estar hechas de compuestos que proporcionen un efecto visual similar(por ejemplo,de un material polímero o cerámico con apariencia metálica). Dichos materiales "similares al metal" suelen ser predominantemente no metálicos, y un recubrimiento metálico que opcionalmente sirve para proporcionar la reflectividad de la luz que puede percibirse como metálico; los compuestos de mica (normalmente recubiertos con un óxido metálico) son solo un ejemplo de tales materiales. Todas estas partículas pueden denominarse como "de aspecto metálico", independientemente de si están hechas de materiales metálicos o si solo tienen una reflectividad similar a dichos materiales.
[0057] Las escamas con aspecto metálico pueden estar sin recubrir o recubiertas a) con una sustancia grasa o aceitosa y/o b) con un óxido. Las partículas adecuadas para un aparato y método de recubrimiento según las presentes enseñanzas pueden, por ejemplo, recubrirse con uno o más de: i) un ácido carboxílico o ácido graso, modificado o no, el ácido carboxílico seleccionado del grupo que comprende, entre otros, ácido esteárico, ácido palmítico, ácido behénico, ácido benzoico y ácido oleico; ii) una sustancia aceitosa seleccionada del grupo que comprende, entre otros, aceites vegetales, tales como aceite de linaza, aceite de girasol, aceite de palma, aceite de soja y aceite de coco; aceites minerales y aceites sintéticos; y iii) un óxido que puede ser del mismo material o diferente al de la partícula central que se recubre. Por ejemplo, las partículas de aluminio pueden recubrirse con un óxido de aluminio o un dióxido de silicio y las partículas de mica pueden recubrirse con dióxido de titanio y óxido de hierro por ejemplo. El recubrimiento de partículas puede modificar opcionalmente el efecto colorante de la partícula central; pudiéndose lograr esto, por ejemplo, con algunos óxidos metálicos o con polímeros pigmentados(p. ej.,un poliacrilato que contiene pigmentos de absorción inorgánicos u orgánicos). Dicho efecto colorante también puede resultar de la elección de la partícula central o de una oxidación parcial de la misma.
[0059] El recubrimiento de las partículas, que se puede aplicar por medios físicos pero más típicamente por medios químicos, puede, entre otras cosas, reducir o impedir que las partículas se adhieran entre sí(por ejemplo,como se puede lograr con agentes antiaglomerantes y similares), aumentar la repulsión entre las partículas(por ejemplo,como se puede lograr aumentando la carga de las partículas), proteger las partículas de modificaciones químicas no deseadas(por ejemplo,reducir, impedir o retrasar la oxidación de metales y aleaciones de las partículas de aspecto metálico o cualquier otro envejecimiento perjudicial) o aumentar aún más la afinidad de las partículas con la superficie donante del aparato de recubrimiento o con las regiones seleccionadas de un sustrato posterior, según se desee(por ejemplo,modificar la hidrofobicidad de los recubrimientos/superficies).
[0061] Sin ánimo de limitarse a la teoría, se cree que las partículas pueden tener tendencia a adherirse a la superficie donante no solo debido a la interacción entre dos superficies hidrófobas diferentes, sino también como resultado de una interacción basada en la carga. Por lo tanto, puede ser posible mejorar la afinidad entre las partículas y la superficie donante sometiendo la superficie donante a un tratamiento de acondicionamiento, tal como la exposición a una descarga corona o la aplicación de una solución de tratamiento químico.
[0063] Para lograr una superficie brillante, si se desea, es posible que el/los cabezales de pulverización pulvericen partículas sobre el elemento portador con la fuerza suficiente para bruñir el recubrimiento de partículas aplicado. Alternativamente, las partículas pueden aplicarse mediante un aplicador intermedio, tras lo cual pueden bruñirse aún más con un dispositivo de bruñido opcional.
[0064] Debe mencionarse que el lado de las partículas bruñido es el que finalmente entrará en contacto con la superficie del sustrato. El bruñido garantiza que el recubrimiento de partículas sea muy fino y reflectante, pero al ser aplicado sobre un sustrato, el acabado superficial obtenido puede depender de la uniformidad de la superficie del sustrato.
[0066] El dispositivo de aplicación puede, en algunas realizaciones, estar formado por uno o más cabezales de pulverización dirigidos directamente a la superficie que se ha de recubrir. En este caso, la fuerza de la pulverización hará que una capa de partículas se adhiera a la superficie, pero posteriormente desprenderá o arrastrará cualquier otra partícula, impidiendo que se adhieran a la capa de recubrimiento en contacto directo con la superficie. Esto se debe a que las partículas se adhieren con mayor fuerza a la superficie donante que entre sí. La fuerza de la pulverización también puede actuar para aplanar la primera capa de partículas contra la superficie, puliéndolas eficazmente, al menos parcialmente.
[0068] El aparato de recubrimiento puede incluir además un secador para secar las partículas que recubren o dejan el aparato de recubrimiento. Este secador puede ser un calentador radiante, un soplador de aire caliente o gas, o un rodillo que actúa como una mopa para absorber el exceso de líquido. Dicho rodillo puede, por ejemplo, comprende una esponja, hecha de esponja de celdas cerradas o abiertas, que se comprime mediante una barra de presión o rodillo al girar para extraer el líquido de la superficie donante.
[0070] Breve descripción de los dibujos
[0072] A continuación, se describirán realizaciones de la descripción, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en donde:
[0074] La Figura 1 representa esquemáticamente una realización de un sistema de impresión que incorpora un aparato de recubrimiento de la presente descripción;
[0076] La Figura 2 es una vista similar a la de la Figura 1 que muestra una realización que tiene un dispositivo de aplicación alternativo;
[0078] La Figura 3 muestra una realización en la que la aplicación de partículas, la limpieza y el secado se llevan a cabo en tres alojamientos separados;
[0080] La Figura 4 es una vista similar a la de las Figuras 1 y 2 pero que muestra una realización alternativa del aparato de recubrimiento; y
[0082] La Figura 5 es una sección esquemática a través de una superficie donante recubierta con partículas similares a plaquetas.
[0084] Descripción detallada
[0086] La descripción que sigue, junto con las figuras, hace evidente, a un experto en la técnica, cómo poner en práctica las enseñanzas de la presente descripción, mediante ejemplos no limitativos. Las figuras tienen fines de análisis ilustrativo y no pretenden mostrar los detalles estructurales de una realización con más detalle del necesario para una comprensión fundamental de la descripción. Para mayor claridad y simplicidad, es posible que algunos objetos representados en las figuras puedan no estar dibujados a escala.
[0088] Descripción general del sistema de impresión
[0090] El aparato de recubrimiento de partículas, según la presente descripción, puede utilizarse en numerosas aplicaciones industriales donde se desea una monocapa de partículas para el método, uso o producto deseado. A continuación, se describe el aparato de recubrimiento de partículas en el contexto de un sistema de impresión, pero esto no debe interpretarse como una limitación. La Figura 1 muestra un tambor 10 con una superficie exterior 12 que actúa como elemento portador de partículas, también denominada en adelante superficie donante 12. A medida que el tambor gira en sentido horario, como se representa con una flecha, pasa por debajo de un aparato 14 de recubrimiento, donde adquiere un recubrimiento monocapa de partículas finas. T ras salir del aparato 14 de recubrimiento, la superficie donante 12 pasa por debajo de un puesto 16 de imagen donde, en una realización, se exponen regiones seleccionadas de la superficie donante 12 a radiación láser, lo que hace que el recubrimiento de partículas en las regiones seleccionadas de la superficie 12 sea pegajoso (como se define más adelante). A continuación, la superficie pasa por un puesto 18 de impresión, donde se comprime un sustrato 20 de impresión entre el tambor 10 y un cilindro 22 de impresión. Esto provoca que las regiones seleccionadas del recubrimiento de partículas de la superficie donante 12, que se han vuelto pegajosas por la exposición a la radiación láser en el puesto 16 de imagen, se transfieran desde la superficie donante 12 al sustrato 20. Las regiones de la superficie donante correspondientes a las áreas pegajosas transferidas al sustrato quedan expuestas, siendo agotadas por la transferencia de partículas. La superficie donante 12 puede entonces completar su ciclo regresando al aparato 14 de recubrimiento, donde se aplica un nuevo recubrimiento de partículas monocapa solo a las regiones expuestas desde las cuales las partículas aplicadas previamente se transfirieron al sustrato 20 en el puesto 18 de impresión.
[0092] Los términos "pegajoso" y "suficientemente pegajoso", tal como se utilizan en la presente memoria, no implican que el recubrimiento de partículas sea necesariamente pegajoso al tacto, sino únicamente que tenga la afinidad suficiente para adherirse a la superficie de un sustrato al presionarlo contra ella en el puesto 18 de impresión. De manera similar, cuando se utiliza en conexión con el sustrato, el término se refiere, de forma más amplia, a la mayor afinidad de cualquier región "pegajosa" del sustrato hacia las partículas que hacia el sustrato desnudo. Dicha afinidad es mayor que la de las partículas hacia la superficie donante y suficiente para permitir que las partículas se transfieran de la superficie donante a dichas regiones durante la impresión.
[0093] En el sistema de impresión mostrado en la Figura 1, el calor generado por la exposición a la radiación láser se utiliza para seleccionar las regiones del recubrimiento de partículas que se transferirán al sustrato. En esta realización, el sustrato lleva una capa que se puede volver pegajosa mediante la exposición a la radiación. La capa puede estar formada por un "adhesivo", en el sentido habitual de este término, o bien puede ser un polímero que se ablanda mediante la exposición a la radiación lo suficiente como para permitir que las partículas se separen de la superficie donante y se adhieran a las regiones activadas del sustrato. Cuando se incorpora a un sistema, la ubicación del aparato de recubrimiento también puede denominarse como un puesto 14 de recubrimiento. La radiación láser se proporciona solo a modo de ejemplo. En lugar de depender de la radiación para hacer pegajosas regiones seleccionadas del sustrato, la transferencia del recubrimiento al sustrato puede tener lugar en el puesto de impresión mediante la aplicación selectiva de presión, como en el bloqueo de láminas. Por lo tanto, el cilindro 22 de impresión puede tener una superficie en relieve o llevar una estampa o una matriz. Como alternativa adicional, el sustrato 20 puede tener regiones seleccionadas recubiertas previamente con un adhesivo, de modo que las partículas solo se transfieran en el puesto de impresión a las regiones del sustrato con un recubrimiento adhesivo activo. El recubrimiento previo con adhesivo puede realizarse en línea(p. ej.,se deposita selectivamente un adhesivo en el patrón de imagen deseado antes del puesto de impresión, por ejemplo, mediante placas de impresión, serigrafía o inyección de tinta) o fuera de línea(p. ej.,el sustrato se alimenta al sistema de impresión ya recubierto previamente mediante cualquiera de los métodos ejemplares mencionados anteriormente). El aparato de recubrimiento puede incluso utilizarse en un sistema donde la transferencia tiene lugar sobre toda la superficie del sustrato 20, no solo sobre regiones seleccionadas, en cuyo caso, la presión puede ser aliviada para efectuar la transferencia y no es necesario que haya relieve en la superficie de los cilindros 22 o 32 de impresión, ni ningún patrón específico en el cilindro porta caucho 30.
[0095] El aparato de recubrimiento
[0097] El aparato 14 de recubrimiento, en la realización de la Figura 1, comprende una pluralidad de cabezales 1401 de pulverización alineados entre sí a lo largo del eje 10 del tambor, por lo que solo se observa uno en la sección del dibujo. Las pulverizaciones 1402 de los cabezales de pulverización están confinadas dentro de un alojamiento 1403 de campana, cuyo reborde inferior 1404 está diseñado para adaptarse perfectamente a la superficie donante, dejando solo un pequeño espacio entre el alojamiento 1403 de campana y el tambor 10. Los cabezales 1401 de pulverización están conectados a un carril 1405 de suministro común que suministra a los cabezales 1401 de pulverización un portador gaseoso o líquido presurizado que tiene suspendidas dentro de él las partículas finas suspendidas para ser usadas en el recubrimiento de la superficie donante 12. Si es necesario, las partículas pueden mezclarse de forma regular o constante, en particular antes de su suministro al cabezal o cabezales de pulverización. Las partículas pueden, por ejemplo, ser hechas circular en el aparato de recubrimiento con un caudal de entre 0,1 a 10 litros/min, o de entre 0,3 a 3 litros/min. El exceso de pulverización de los cabezales 1401 de pulverización, que se confina dentro de una cámara 1406 de distribución formada por el espacio interior del alojamiento 1403, se extrae a través de una tubería 1407 de salida, que está conectada a una fuente de succión adecuada representada por una flecha, y puede reciclarse de nuevo a los cabezales 1401 de pulverización. Aunque en la presente memoria se denominan como cabezales de pulverización, se abarca cualquier otro tipo de boquilla u orificio a lo largo de la tubería o conducto de suministro común que permita aplicar las partículas suspendidas en el fluido.
[0099] Es importante lograr un sellado efectivo entre el alojamiento 1403 y la superficie donante 12, para impedir que el fluido de pulverización y las partículas finas escapen a través del estrecho espacio que debe permanecer esencialmente entre el alojamiento 1403 y la superficie donante 12 del tambor 10. En el dibujo se muestran esquemáticamente diferentes formas de lograr dicho sellado.
[0101] El tipo más simple de sellar es una paleta limpiadora 1408. Dicho sellado hace contacto físico con la superficie donante y podría rayar el recubrimiento aplicado si se usa en el lado de salida del alojamiento 1403, es decir, en el lado de aguas abajo de los cabezales 1401 de pulverización. Por esta razón, si se usa dicho sellado, se prefiere que se ubique solo aguas arriba de los cabezales 1401 de pulverización y/o en los extremos axiales del alojamiento 1403. Los términos "aguas arriba" y "aguas abajo", como se usan en la presente memoria, se refieren a puntos en la superficie donante 12 cuando pasa a través del aparato de recubrimiento.
[0102] La Figura 1 también muestra cómo evitar la salida del fluido que contiene las partículas suspendidas del espacio de sellado entre el alojamiento 1403 y el tambor 10 sin que ningún elemento entre en contacto con la superficie donante 12. Una galería 1409, que en la presente ilustración se extiende alrededor de toda la circunferencia del alojamiento 1403, está conectada mediante un conjunto de finos pasos 1410 que se extienden alrededor de todo el reborde del alojamiento 1403 para establecer una comunicación fluida entre la galería 1409 y el espacio de sellado.
[0104] En una primera realización, la galería 1409 está conectada a una fuente de succión de un sistema de extracción de excedentes, que puede ser la misma fuente de succión que está conectada a la salida 1407 o una diferente. En este caso, la galería 1409 sirve para extraer el fluido que pasa a través del espacio antes de salir del alojamiento 1403. La baja presión también succiona del tambor 10 cualquier partícula que no esté en contacto directo con la superficie donante 12 y, si el fluido pulverizado es un líquido, también succiona el líquido sobrante para secar, al menos parcialmente el recubrimiento antes de que salga del aparato 14 de recubrimiento.
[0106] El líquido sobrante puede eliminarse alternativa y adicionalmente mediante un rodillo extractor de líquido situado en el lado de salida del aparato de recubrimiento. Dicho rodillo se muestra en la realización de la Figura 4, en la que está designado como 1440. La superficie exterior 1442 del rodillo 1440 tiene propiedades de absorción de líquidos similares a las de una esponja(p. ej.,esponja de celda cerrada) y puede ser accionada independientemente para girar a una velocidad y/o una dirección diferente a la del tambor 10. El rodillo extractor de líquido puede entrar en contacto con las partículas recubiertas sobre la superficie donante 12 y extraer el líquido sobrante extrayéndolo dentro de su superficie exterior absorbente 1442 de fluido, ventajosamente lo suficientemente lisa y uniforme, como para no afectar a la capa de partículas retenidas en la superficie donante antes de su transferencia selectiva al sustrato 20. A medida que el rodillo extractor 1440 continúa girando después de la absorción del líquido sobrante, se aproxima a un limpiador 1444, o cualquier otro medio adecuado, colocado de forma que comprima el rodillo y libere el líquido extraído de su superficie absorbente. Una salida 1446 de succión puede estar posicionada junto a dicho limpiador, para permitir la extracción inmediata del líquido extraído de la superficie donante recubierta de partículas y así ser expulsado a la fuerza de la superficie exterior del rodillo. Después de la eliminación del líquido, el rodillo 1440 completa su ciclo, contactando de nuevo con la superficie donante y extrayendo el líquido sobrante. Aunque en la Figura 4 se ilustra como interno a un puesto 14 de recubrimiento, un rodillo 1440 de extracción de líquido, si está presente, puede estar posicionado alternativamente aguas abajo del puesto de recubrimiento, siempre que permanezca aguas arriba de un puesto donde el recubrimiento de partículas necesite estar sustancialmente seco.
[0108] El sistema de impresión puede comprender además un secador(por ejemplo,un soplador de aire caliente o frío) en el lado de salida del aparato 14 de recubrimiento, o más aguas abajo, para permitir que la capa de partículas alcance un puesto posterior en forma sustancialmente seca.
[0110] En una realización alternativa, la galería 1409 está conectada a una fuente de gas a una presión superior a la presión en la cámara 1406 de distribución. Dependiendo del caudal de suministro de fluido a la cámara de distribución a través de los cabezales 1401 de pulverización y del caudal de extracción a través de la salida 1407, la cámara 1406 de distribución puede estar a una presión, bien superior, o bien inferior a la presión atmosférica ambiente.
[0112] Si la cámara de distribución está a presión subatmosférica, basta con que la galería 1409 esté a presión atmosférica ambiente, o bien, puede omitirse la galería por completo. En este caso, dado que la presión dentro del espacio de sellado superará la presión en la cámara 1406 de distribución, el flujo de gas a través del espacio será hacia el interior del alojamiento sin riesgo de salida de fluido.
[0114] Si la cámara de distribución está a una presión superior a la atmosférica, la galería 1409 puede conectarse a un suministro de gas presurizado, preferiblemente aire. En este caso, el aire será introducido a la fuerza en el espacio de sellado a presión a través de los pasos 1410 y se dividirá en dos corrientes. Una corriente fluirá hacia la cámara 1406 de distribución e impedirá la salida del fluido dentro del cual están suspendidas las partículas. Esta corriente también desalojará y/o arrastrará partículas que no estén en contacto directo con la superficie donante y ayudará a secar el recubrimiento si el fluido portador es un líquido. La segunda corriente saldrá del aparato de recubrimiento sin problemas, ya que se trata únicamente de aire limpio sin partículas suspendidas. Esta segunda corriente de gas también puede ayudar al secado adicional del recubrimiento de partículas sobre la superficie donante 12 antes de que deje el aparato 14 de recubrimiento. Si se desea, la corriente de gas puede calentarse para facilitar dicho secado.
[0116] En una realización alternativa, la galería 1409 mencionada anteriormente no se extiende alrededor de toda la circunferencia del alojamiento, de modo que selle la cámara 1406 de distribución por todos sus lados. Puede ser una galería “parcial” o una combinación de una o más cortinas de aire (con flujo negativo o positivo) posicionadas bien aguas abajo o bien aguas arriba de los cabezales de pulverización, paralelas al eje del tambor y/o en los bordes laterales de los cabezales de pulverización, perpendiculares al eje del tambor. En algunas realizaciones, una galería “parcial” en el lado de salida puede servir como soplador de gas(p. ej.,aire frío o caliente) para facilitar, adicional o alternativamente, el secado de las partículas. En este caso, los conductos 1410 pueden adaptarse para proporcionar un caudal suficiente.
[0118] En la realización ilustrada en la Figura 2, en lugar de ser transportadas en un fluido pulverizado directamente sobre la superficie donante 12, las partículas suspendidas se aplican mediante los cabezales 1401 de pulverización a un aplicador intermedio 1420. El aplicador 1420 puede ser, por ejemplo, un rodillo a modo de esponja, cuyo eje es paralelo al eje del tambor 10. El fluido y las partículas suspendidas pueden ser pulverizadas sobre el aplicador 1420 como se muestra en la Figura 2, o si el aplicador es poroso, o está construido de forma similar a los “cepillos” utilizados en los lavaderos automáticos de coches, que tienen tiras de tejido sueltas que se extienden radialmente desde un eje central, entonces el fluido puede ser introducido a través del cubo del eje y dejado escapar a través de los orificios del eje (no mostrados). El material del rodillo o de la tira de tejido debe ser “relativamente blando”, seleccionado de forma que limpie las partículas sobre la superficie donante sin afectar la integridad de la capa formada, en otras palabras, sin rayar la capa de partículas. La superficie del aplicador, o de sus cerdas o tiras, puede comprender adecuadamente una esponja de celda cerrada (tal como polietileno de celda cerrada, PVA de celda cerrada o silicona de celda cerrada); o una esponja de celda abierta relativamente blanda (tal como esponja de poliuretano); o un tejido, tal como algodón, seda o tejido de polietileno de peso molecular ultra elevado (UHMWPE).
[0120] A medida que el rodillo o cepillo 1420 gira sobre su eje, aplica las partículas al entrar en contacto con la superficie donante 12 del tambor 10. La superficie exterior del aplicador 1420 no necesita tener la misma velocidad lineal que la superficie donante y puede, por ejemplo, ser hasta aproximadamente diez veces mayor. Puede girar en el mismo sentido que el tambor 10 o en sentido inverso. El aplicador puede ser accionado independientemente por un motor (no mostrado en la Figura 2) o por el tambor 10 mediante engranajes, correas, fricción, y similares.
[0122] La Figura 4 muestra una realización en donde el aparato 14 de recubrimiento de partículas comprende más de un aplicador 1420 de partículas. La Figura 4 muestra seis de tales aplicadores 1420a a 1420f, aunque puede haber menos. En la Figura 4, cada uno de los aplicadores 1420a a 1420f tiene su propio suministro de partículas, que se aplican mediante pulverizadores proporcionados por los cabezales 1401 de pulverización, siendo entregado el fluido relevante por un conducto de suministro. Dicho aplicador o aplicadores pueden, opcionalmente, proporcionar algún bruñido o aplanado de las partículas sobre la superficie donante, o dicha función, si se desea, puede ser proporcionada por un elemento independiente, como se describe a continuación.
[0124] Como se ilustra esquemáticamente en las Figuras 3 y 4, el aparato de recubrimiento puede comprender además un rodillo 1430 de limpieza. Un rodillo de limpieza puede tener una estructura similar a la de un rodillo aplicador 1420, excepto que carece de suministro de partículas. El rodillo de limpieza aplica un líquido suministrado por un cabezal 1431 de pulverización que puede corresponder al fluido portador de las partículas, pero sin partículas, o a cualquier otro fluido adecuado.
[0126] Como se muestra en la Figura 4, el compartimento del alojamiento del aparato 14 de recubrimiento, que contiene el rodillo 1430 de limpieza, está separado del resto del alojamiento por una cortina 1433 de aire, de modo que el fluido presente en el compartimento de limpieza, sin partículas, no se mezcle con el fluido del resto del alojamiento. Se prevén puntos 1446 de extracción separados para que los dos fluidos también puedan ser procesados por separado y regresar a sus respectivos cabezales de pulverización. Se puede instalar una segunda cortina de aire en los extremos de salida del compartimento de limpieza.
[0128] Como alternativa a la incorporación de un rodillo de limpieza en el aparato 14 de recubrimiento, como se muestra en la Figura 3, éste puede posicionarse externamente al alojamiento del aplicador o aplicadores de partículas, opcionalmente en un alojamiento separado con un suministro de fluido y sistema distintos para la eliminación y/o recirculación. En la Figura 3, que se describe con más detalle a continuación, tres alojamientos independientes, 210, 212 y 214, contienen un puesto de recubrimiento, un puesto de limpieza y un puesto de secado, respectivamente.
[0130] Si hay presente un dispositivo de limpieza, puede funcionar de forma continua. Por ejemplo, un rodillo de limpieza, como el ejemplificado anteriormente, puede servir para eliminar partículas que no estén en contacto directo con la superficie donante durante cualquier ciclo de la superficie en el puesto de recubrimiento durante el funcionamiento del sistema, en el que un aparato como se ha descrito en la presente memoria puede estar integrado. Adicional y alternativamente, se puede utilizar periódicamente un dispositivo de limpieza. Dicho dispositivo puede utilizarse, por ejemplo, para mantenimiento y puede servir para eliminar todas las partículas de toda la superficie donante. Dicha regeneración completa de la superficie donante para que quede libre de partículas puede realizarse de forma intermitente o periódica, por ejemplo, en el contexto de un sistema de impresión al final de un trabajo de impresión, o cuando se cambian las partículas que se han de imprimir(por ejemplo,a un nuevo lote o a un nuevo tipo), o una vez al día, o una vez a la semana, o con cualquier otra frecuencia deseada. Los dispositivos de limpieza periódica, que pueden basarse en el tratamiento químico o físico de la superficie donante para lograr la eliminación completa de partículas, pueden ubicarse externamente al puesto de recubrimiento. Pueden funcionar durante al menos un ciclo de la superficie donante. Por esta razón, la realización de la Figura 4 tiene motores separados 1450 y 1452 para accionar el o los rodillos de limpieza y el o los rodillos aplicadores, respectivamente.
[0132] Las partículas
[0134] Las partículas pueden estar hechas de cualquier material metálico o con apariencia metálica y tener cualquier forma y/o dimensión adecuada para proporcionar suficiente área de contacto con la superficie donante, al menos durante un período de tiempo durante el cual se desea el recubrimiento de partículas.
[0136] La forma y composición de la partícula de recubrimiento dependerán en la práctica del uso previsto de la capa de partículas y, en el contexto de un ejemplo no limitativo de un sistema de impresión, de la naturaleza del efecto que se ha de aplicar a la superficie del sustrato 20. En un sistema de impresión, las partículas pueden estar formadas convenientemente por un polímero pigmentado. Para una impresión de alta calidad, es deseable que las partículas sean lo más finas posible para minimizar los intersticios entre las partículas del recubrimiento monocapa aplicado. El tamaño de partícula depende de la resolución de imagen deseada y, para algunas aplicaciones, un tamaño de partícula(p. e j,un diámetro o dimensión longitudinal máximo) de 10 gm (micrómetros) o posiblemente incluso mayor(es decir,de mayor tamaño) puede resultar adecuado. Considerando, por ejemplo, polímeros pigmentados globulares, un diámetro promedio de entre 100 nm y 4 gm, o incluso de entre 500 nm y 1,5 gm, puede ser satisfactorio. Para plaquetas irregulares, la dimensión máxima puede alcanzar un promedio de 100 gm. Sin embargo, para una calidad de imagen mejorada, se prefiere que el tamaño de partícula sea una pequeña fracción o una fracción de micrómetro, y más preferiblemente, de unas pocas decenas o centenares de nanómetros. Las escamas disponibles comercialmente pueden tener un grosor de aproximadamente 60-900 nm y una dimensión plana representativa(p. e j,diámetro medio para escamas casi redondas o "diámetro equivalente" promedio para plaquetas con proyección plana menos regular, también caracterizadas por sus dimensiones más cortas/más largas) de aproximadamente 1-5 gm, pero también se pueden preparar escamas con un grosor de tan solo 15 nm, 20 nm, 25 nm, 30 nm, 40 nm o 50 nm, y un diámetro medio o equivalente en la región de 100-1000 nm o 500-800 nm. Se cree que, en la mayor parte del intervalo de tamaño práctico, cuanto menor sea el tamaño de partícula, mayor será el brillo que se puede lograr y más se acercará a un acabado de espejo cuando dichas partículas tengan prácticamente la misma orientación(por ejemplo,cuando las partículas con forma de escama están alineadas entre sí en una gran magnitud para formar una superficie relativamente uniforme que mejora la reflexión especular de la luz) y/o una orientación más paralela al sustrato de impresión. Sin embargo, el tamaño de las partículas no tiene por qué ser demasiado pequeño, ya que por debajo de un cierto umbral, que generalmente depende de su naturaleza química o física, las partículas pueden presentar efectos de borde no deseados, lo que las hace menos adecuadas para la impresión pretendida.
[0138] Por lo tanto, la selección de partículas y la determinación del tamaño ideal dependerán del uso pretendido, el efecto buscado(p. ej.,efecto visual en el caso de la impresión; efecto conductor en el caso de la electrónica,etc.)y las condiciones de funcionamiento del sistema relevante en el que se ha de integrar un aparato de recubrimiento según las presentes enseñanzas. La optimización de los parámetros puede ser realizada empíricamente, mediante experimentación rutinaria, por un experto en la técnica.
[0140] Dependiendo de su forma, que puede ser relativamente regular o irregular, las partículas pueden caracterizarse por su longitud, anchura, grosor, diámetro medio o equivalente, o cualquier medida representativa de sus dimensiones X, Y y Z. Generalmente, las dimensiones de las partículas se evalúan sobre proyecciones planas de su forma(p. e j,proyecciones verticales u horizontales). Normalmente, dichos tamaños se proporcionan como promedio de la población de partículas y pueden determinarse mediante cualquier técnica conocida, tal como la microscopía y la Dispersión Dinámica de la Luz (DLS). En las técnicas de DLS, las partículas se aproximan a esferas de comportamiento equivalente y el tamaño puede proporcionarse en términos de diámetro hidrodinámico. La DLS también permite evaluar la distribución del tamaño de una población. Como se utiliza en la presente memoria, las partículas con un tamaño de, por ejemplo, 10 gm o menos, tienen al menos una dimensión menor de 10 gm, y posiblemente dos o incluso tres dimensiones, dependiendo de la forma. Se dice que las partículas cumplen en promedio cualquier preferencia de tamaño deseada, si el D50 (hasta el 50% de la población) es aproximadamente el tamaño previsto; mientras que una población de partículas en donde el D90 es aproximadamente el tamaño previsto implica que una gran mayoría de partículas (hasta el 90% de la población) satisfacen el mismo.
[0142] Las partículas pueden tener cualquier relación de aspecto adecuada,es decir,una relación adimensional entre la dimensión más pequeña de la partícula y el diámetro equivalente en el plano más grande ortogonal a la dimensión más pequeña. El diámetro equivalente puede ser, por ejemplo, la media aritmética entre las dimensiones más larga y más corta de dicho plano ortogonal. Dichas dimensiones son generalmente proporcionadas por los proveedores de dichas partículas y pueden evaluarse en un número de partículas representativas mediante métodos conocidos en la técnica, tales como la microscopía, incluyendo en particular el microscopio electrónico de barrido (MEB) (preferiblemente para las dimensiones planares) y el haz de iones enfocado FIB (preferiblemente para las dimensiones de grosor y longitud (largo). Dichas dimensiones características pueden determinarse cuantitativamente para cada partícula individual o para un grupo de partículas, por ejemplo, el campo de visión completo de una imagen capturada con el aumento relevante.
[0143] Las partículas que tienen forma casi esférica se caracterizan por una relación de aspecto individual (o una relación de aspecto promedio si se considera una población de partículas) de aproximadamente 1:1 y, por lo general, no más de 2:1. Según la técnica empleada para determinar las dimensiones características de una partícula, el promedio de un grupo de partículas puede ser el promedio en volumen, el promedio en área superficial o el promedio en número.
[0145] Para simplificar, la relación de aspecto individual y promedio se denominará en lo sucesivo "relación de aspecto", siendo el tamaño de la población claro a partir del contexto. Mientras que las partículas en forma de bola tienen una relación de aspecto de aproximadamente 1:1, las partículas en forma de escama pueden tener una relación de aspecto de 100:1 o superior. Sin carácter limitativo, las partículas adecuadas para un aparato de recubrimiento según las presentes enseñanzas pueden tener una relación de aspecto de aproximadamente 100:1 o inferior, de aproximadamente 75:1 o inferior, de aproximadamente 50:1 o inferior, de aproximadamente 25:1 o inferior, de aproximadamente 10:1 o inferior, o incluso de aproximadamente 2:1 o inferior. En algunas realizaciones, las partículas adecuadas para las presentes enseñanzas pueden tener una relación de aspecto de al menos 2:1, al menos 3:1, al menos 5:1, al menos 10:1, al menos 25:1, al menos 40:1 o al menos 70:1.
[0146] Aunque no es esencial, las partículas pueden tener preferiblemente una forma uniforme y/o estar dentro de una distribución simétrica con respecto a un valor medio de la población y/o dentro de una distribución de tamaño relativamente estrecha.
[0148] Se dice que una distribución de tamaño de partícula es relativamente estrecha si se cumple al menos una de las dos condiciones siguientes:
[0150] A) la diferencia entre el diámetro hidrodinámico del 90% de las partículas y el diámetro hidrodinámico del 10% de las partículas es igual o menor que 150 nm, o igual o menor que 100 nm, o incluso igual o menor que 50 nm, lo que puede expresarse matemáticamente por: (D90 - D10) < 150 nm y así sucesivamente; y/o
[0151] B) la relación entre a) la diferencia entre el diámetro hidrodinámico del 90% de las partículas y el diámetro hidrodinámico del 10% de las partículas; y b) el diámetro hidrodinámico del 50% de las partículas; no es mayor de 2,0, o no es mayor de 1,5, o incluso no es mayor de 1,0, lo que se puede expresar matemáticamente por: (D90 - D10)/D50 < 2,0 y así sucesivamente.
[0153] Como se ha mencionado, dicha distribución relativamente uniforme puede no ser necesaria para ciertas aplicaciones. Por ejemplo, tener una población de partículas de tamaño relativamente heterogéneo puede permitir que partículas relativamente más pequeñas residan en intersticios formados por partículas relativamente más grandes.
[0155] Dependiendo de su composición y/o de los procesos a los que se someten(p. ej.,molienda, reciclado, bruñido,etc.),las partículas pueden ser hidrófobas con diferentes grados, si los hay, de hidrofilicidad. Dado que el equilibrio entre la naturaleza hidrófoba e hidrófila de las partículas puede variar con el tiempo, se espera que el proceso de recubrimiento se mantenga eficiente si predomina la naturaleza hidrófoba de las partículas. Además, las partículas pueden estar hechas de materiales intrínsecamente hidrófilos, en cuyo caso pueden volverse hidrófobas mediante la aplicación de un recubrimiento de partículas. Los materiales adecuados para dicho recubrimiento de partículas pueden tener un extremo hidrófilo con afinidad con la partícula(p. ej.,una función carboxílica afín a un óxido metálico) y una cola hidrófoba. En la presente descripción, se dice que dichas partículas, ya sean intrínsecamente hidrófobas o recubiertas para resultar hidrófobas o más hidrófobas, se dice que son sustancialmente hidrófobas.
[0157] Las partículas pueden ser transportadas por un fluido gaseoso o líquido cuando son pulverizadas sobre la superficie donante o sobre el aplicador o aplicadores intermedios. Cuando las partículas están suspendidas en un líquido, tanto para reducir costes como para minimizar la contaminación ambiental, es deseable que el líquido sea acuoso. En tal caso, es deseable que el polímero o material utilizado para formar o recubrir las partículas sea hidrófobo. Las partículas hidrófobas se separan más fácilmente de un portador acuoso, lo que facilita su tendencia a unirse y recubrir la superficie donante. Dicha afinidad preferencial de las partículas hacia la superficie del dispositivo de recubrimiento, en lugar de hacia su portador fluido y entre sí, resulta particularmente ventajosa. Soplar una corriente de gas sobre el recubrimiento de partículas (que, como se mencionó, puede estar formado preferiblemente por partículas hidrófobas sobre una superficie donante hidrófoba) servirá tanto para desalojar las partículas que no están en contacto directo con la superficie donante como para secar el recubrimiento de partículas sobre la superficie donante.
[0158] Si bien en la etapa de recubrimiento anterior, la afinidad preferencial de las partículas es hacia la superficie donante, las partículas necesitan ser compatibles con su transferencia posterior. Tomando por ejemplo, una aplicación de impresión en la que las partículas se transfieren desde la superficie donante a un sustrato, la afinidad relativa de las partículas en un puesto de impresión se “desplazaría” desde la superficie donante al sustrato. Esto puede considerarse un "gradiente de afinidades", teniendo las partículas mayor afinidad con la superficie donante que entre sí, y teniendo el sustrato mayor afinidad con las partículas, que las partículas con la superficie donante. Dicho gradiente puede obtenerse, como se ha ejemplificado anteriormente, mediante las propiedades hidrófobas de todas las interfaces implicadas, pero también puede facilitarse o ajustarse aún más mediante interacciones adicionales. Por ejemplo, las partículas, la superficie donante y la superficie relevante para cualquier etapa posterior, pueden tener cada una un gradiente de cargas, en lugar o además de un gradiente de hidrofobicidad.
[0160] Para aplicar al sustrato 20 un efecto similar al bloqueo de láminas, las partículas son, como se mencionó, metálicas o de aspecto metálico(por ejemplo,de un material polímero o cerámico con aspecto metálico) y pueden estar recubiertas o no. Debido a su proceso de producción (comúnmente mediante molienda), tienden a ser plaquetas planas y, aunque no es esencial, esto permite obtener recubrimientos muy reflectantes de calidad casi especular cuando las partículas tienen superficies reflectantes y su dimensión plana está sustancialmente alineada con la superficie donante o con cualquier otro sustrato al que se puedan transferir. Dichas partículas son aptas para el bruñido, que puede realizarse mediante el empleo de alta presión durante la pulverización o mediante un rodillo de bruñido, como el rodillo opcional 40 y el rodillo 42 de sentido contrario que se muestran en la Figura 2.
[0162] Además, o como alternativa, al bruñido de la capa de partículas después de haberla transferido al sustrato, es posible bruñirla mientras todavía está sobre la superficie donante 12. De este modo, un rodillo de bruñido u otro elemento de limpieza puede colocarse inmediatamente aguas abajo o como parte del aparato 14 de recubrimiento.
[0164] El bruñido puede realizarse con un rodillo seco o húmedo(p. ej.,impregnado y/o lavado con el fluido en el que están suspendidas las partículas, por ejemplo, agua). En el caso en que se utilice un aplicador intermedio, este puede por sí mismo, además de aplicar las partículas a la superficie, actuar para bruñirlas parcialmente.
[0165] Se cree que durante el bruñido, el tamaño de las partículas se reduce en comparación con su tamaño original durante la inyección inicial en el aparato de recubrimiento y la aplicación sobre la superficie donante, y que, alternativa y adicionalmente, las partículas bruñidas se orientan de una manera sustancialmente paralela con respecto a la superficie donante del tambor y/o se distribuyen de manera más uniforme sobre la superficie.
[0166] Una capa de partículas 512, que puede obtenerse mediante el aparato de recubrimiento descrito anteriormente, se ilustra esquemáticamente en la sección transversal a lo largo del plano x-y presentado en la Figura 5. Aunque las partículas 502, con una superficie exterior 504, se ilustran como con una forma de sección transversal alargada(p. ej.,correspondiente a una partícula similar a una plaqueta), esto no debe interpretarse como una limitación. Las partículas 502 se colocan sobre una superficie donante 12, que a su vez forma la superficie exterior del tambor 10 o de cualquier otro soporte físico que permita el desplazamiento relativo de la superficie donante 12 con respecto al aparato 14 de recubrimiento. Como se explicó anteriormente, las superficies 504 de las partículas 502 pueden ser hidrófobas. En la Figura 5, se muestra que varias partículas se superponen parcialmente, véase la sección A. produciendo dicha superposición un grosor total de la capa de partículas, indicado comoT.En la sección B, las partículas se ilustran como contiguas, mientras que la sección C indica un espacio entre partículas contiguas. En la sección D, una partícula 506 se muestra como sin tener contacto con la superficie donante, como aparece en la presente sección transversal x-y. Sin embargo, dicha partícula superpuesta puede posicionarse sobre las partículas que contactan con la capa inferior, de modo que posiblemente podría contactar con la superficie donante en otro punto (no mostrado) a lo largo de la dirección z. En la sección E, una partícula 508 se muestra como superpuesta por más de una partícula adyacente.
[0168] Configuración alternativa de puestos de recubrimiento
[0170] La Figura 3 muestra de forma muy esquemática una realización que tiene tres puestos 210, 212 y 214 espaciados circunferencialmente alrededor del tambor 10. Cada uno de las puestos 210 y 212 está construido sustancialmente de la misma manera que el aparato 14 de recubrimiento de la Figura 2. El puesto 210 aplica partículas a la superficie del tambor 10 y puede denominarse como un puesto de aplicación. El puesto 212 es un primer puesto de extracción de excedentes capaz de retirar las partículas aplicadas en exceso en el puesto 210, es decir, las partículas que no están en contacto directo con la superficie donante y, por lo tanto, no se adhieren firmemente a ella. En este puesto, el líquido aplicado al aplicador no contiene partículas suspendidas en él, y el aplicador, utilizado principalmente para eliminar el exceso de partículas poco adheridas, también puede utilizarse, si se desea, para bruñir, al menos parcialmente, las partículas aplicadas en el puesto. 210. Para simplificar y diferenciarlo del puesto posterior, el puesto 212 puede denominarse puesto de limpieza o bruñido, incluso aunque este uso particular puede ser opcional. Por último, el puesto 214 forma una segunda parte del sistema de extracción de excedentes y actúa para secar al menos parcialmente la superficie del tambor 10 y retirar de él cualquier partícula residual en exceso que no se haya eliminado en el puesto 212. Como se mencionó, aunque la dirección de la flecha ilustra la eliminación por succión negativa, se puede lograr un confinamiento similar de cualquier excedente que deba permanecer en el aparato mediante el suministro de un flujo de aire positivo en el lado de salida(porejemplo,una cortina de aire).
[0172] Si bien cada uno de los puestos mencionados se describe según su función predominante en dicha configuración del aparato de recubrimiento, debe observarse que pueden desempeñar una función adicional del aparato de recubrimiento. Por ejemplo, aunque el puesto 214 forma parte principalmente del sistema de extracción de excedentes, las puestos 210 y 212 también pueden extraer, al menos parcialmente, el exceso de fluido y/o de partículas.
[0174] Aunque en la configuración del puesto secundario del aparato de recubrimiento descrito anteriormente, cada tipo de puesto se menciona una sola vez, esto no necesita ser el caso. Por ejemplo, puede haber dos puestos de bruñido, si dicha función fuera deseable para las partículas previstas y el uso del aparato de recubrimiento.
[0175] El bruñido es especialmente ventajoso cuando el o los cabezales de pulverización del aparato de recubrimiento funcionan a una presión relativamente baja y/o cuando se incluye un aplicador intermedio. Aunque se muestra como parte de una puesto separado en la Figura 3, se puede incorporar un rodillo de bruñido (no mostrado) en el alojamiento del aparato de recubrimiento, como se ilustra en las Figuras 1 y 2. El bruñido de la monocapa de partículas(p. ej.,plaquetas metálicas) se realiza ventajosamente, cuando se desea, antes de que el recubrimiento llegue a el puesto de impresión; sin embargo, esto no tiene por qué ser necesariamente así, ya que algunos sistemas de impresión pueden beneficiarse del bruñido de las partículas después de su transferencia al sustrato. El bruñido puede realizarse con un rodillo seco o con un rodillo húmedo(p. ej.,impregnado o lavado con el fluido en el que están suspendidas las partículas, por ejemplo, agua). En el caso de que se utilice un aplicador intermedio, éste, además de aplicar las partículas a la superficie, también puede bruñirlas parcialmente.
[0177] La superficie exterior del rodillo de bruñido opcional puede girar a una velocidad lineal diferente de la de la superficie donante del tambor o de la de la superficie exterior de un aplicador intermedio, si lo hay. Puede girar en el mismo sentido o en sentido contrario con respecto al tambor.
[0179] El portador de partículas
[0181] El portador de partículas, es decir, el fluido dentro del cual están suspendidas, puede ser un líquido o un gas. Si es líquido, el portador es preferiblemente agua, y si es gaseoso, el portador es preferiblemente aire. Las partículas pueden ser liófobas(es decir,sin afinidad) con respecto a su portador; por ejemplo, pueden ser hidrófobas, mientras que el portador es un líquido acuoso. Esto puede dar lugar a que las partículas se dispersen parcialmente en el líquido, y se separen parcialmente en fases (todos los tipos de mezclas de materiales de la misma o diferente fase se engloban en el término "suspendido"). Además de las partículas, el portador puede contener cualquier aditivo conocido en la técnica de formulación de partículas, tales como dispersantes, surfactantes, disolventes miscibles en agua, codisolventes, estabilizantes, conservantes, modificadores de viscosidad, modificadores de pH, y similares. Todos estos aditivos y sus concentraciones típicas son conocidos por los expertos en la técnica de dispersiones y no es necesario detallarlos en la presente memoria. Se prefieren los aditivos (o sus mezclas) que no afecten la hidrofobicidad de las partículas ni de la superficie donante. Dichos agentes, en particular los dispersantes, pueden contribuir a mantener o aumentar la estabilidad de las partículas suspendidas en el líquido (incluso en forma de fase separada, si se desea). El portador líquido también puede contener un exceso de material no ligado que actúe como capa de partículas, si se desea, cuando sea aplicable. Preferiblemente, dichos aditivos y sus mezclas no deben afectar la inercia general del portador líquido hacia la superficie donante(porejemplo,evitando o reduciendo cualquier hinchazón perjudicial de la superficie que impediría un recubrimiento adecuado mediante la unión de las partículas).
[0183] Se dice que un portador líquido es acuoso si contiene al menos un 80 % en peso de agua(es decir,el 80 % en peso de la composición total), o al menos un 85 % en peso, o al menos un 90 % en peso, o incluso al menos un 95 % en peso de agua. Debe entenderse que, aunque las composiciones acuosas de trabajo final que comprenden las partículas pueden contener predominantemente agua, como se mencionó anteriormente, es posible preparar composiciones acuosas intermedias que contengan una mayor cantidad de partículas sólidas (y aditivos, si los hubiera) y una menor cantidad de agua. Dichas composiciones intermedias pueden servir como concentrados, que pueden diluirse a las concentraciones de trabajo deseadas cuando sea necesario, pero almacenarse y/o transportarse en volúmenes más pequeños. Un concentrado puede, por ejemplo, comprender hasta aproximadamente un 80 % en peso de sólidos y aproximadamente un 20 % en peso de un codisolvente miscible en agua, añadiéndose el agua durante la dilución del concentrado.
[0184] Un portador líquido no humedece una superficie donante si el ángulo de humectación que puede formar sobre dicha superficie excede los 90°, como se explica más adelante.
[0186] La superficie donante
[0188] En algunas realizaciones, la superficie donante 12 es hidrófoba, compuesta típicamente de un elastómero que puede ser adaptado para tener propiedades como las descritas en la presente memoria, generalmente preparado a partir de un material a base de silicona. Los polímeros de poli(dimetilsiloxano), que son a base de silicona, se han considerado adecuados. En una realización, se formuló una composición curable fluida combinando tres polímeros a base de silicona: un polidimetilsiloxano con terminación en vinilo de 5000 cSt (DMS V35, Gelest, CAS No. 68083-19-2) en una cantidad de aproximadamente 44,8 % en peso de la composición total (% en peso), un polidimetilsiloxano con funcionalidad de vinilo que contiene grupos vinilo terminales y colgantes (Polymer XP RV 5000, Evonik Hanse, CAS No. 68083-18-1) en una cantidad de aproximadamente 19,2 % en peso, y un polidimetilsiloxano con funcionalidad de vinilo de estructura ramificada (VQM Resin-146, Gelest, CAS No. 68584-83-8) en una cantidad de aproximadamente 25,6 % en peso. A la mezcla de los polidimetilsiloxanos con funcionalidad vinílica se añadieron: un catalizador de platino, tal como un complejo de platino diviniltetrametildisiloxano (SIP 6831.2, Gelest, CAS No. 68478-92-2) en una cantidad de aproximadamente 0,1 % en peso, un inhibidor para controlar mejor las condiciones de curado, Inhibitor 600 de Evonik Hanse, en una cantidad de aproximadamente 2,6 % en peso, y finalmente un reticulante reactivo, tal como un copolímero de metil-hidrosiloxano-dimetilsiloxano (HMS 301, Gelest, CAS No. 68037-59-2) en una cantidad de aproximadamente 7,7 % en peso, que inicia el curado por adición. Esta composición curable por adición se aplicó poco después con una paleta niveladora lisa sobre el soporte de la superficie donante(p. ej.,un manguito de epoxi que se puede montar en el tambor 10), siendo dicho soporte tratado opcionalmente(p. ej.,mediante corona o con una imprimación) para mejorar la adherencia del material de la superficie donante a su soporte. El fluido aplicado se curó durante dos horas a 100-120 °C en un horno ventilado para formar la superficie donante.
[0190] La hidrofobicidad permite que la monocapa de partículas en contacto con el sustrato con adhesivo selectivamente pegajoso se transfiera de manera limpia al sustrato sin dividirse.
[0192] La superficie donante debe ser hidrófoba, es decir, el ángulo de humectación con el portador acuoso de las partículas debe superar los 90°. El ángulo de humectación es el ángulo formado por el menisco en la interfaz líquido/aire/sólido y si supera los 90°, el agua tiende a formar gotas y no se humedece, y por lo tanto se adhiere, a la superficie. El ángulo de humectación o ángulo 00 de contacto de equilibrio que está comprendido entre y puede calcularse a partir del ángulo 0<r>de contacto de retroceso (mínimo) y el ángulo 0<a>de contacto de avance (máximo), puede evaluarse a una temperatura y presión dadas relevantes para las condiciones operativas del proceso de recubrimiento. Se mide convencionalmente con un goniómetro o un analizador de forma de gota a través de una gota de líquido que tiene un volumen de 5 gl, donde la interfaz líquido-vapor se encuentra con la superficie donante, a temperatura ambiente (aproximadamente 23 °C) y presión (aproximadamente 100 kPa).
[0194] Estas mediciones se realizaron con un analizador de Ángulo de Contacto - Krüss™ "Easy Drop" FM40Mk2, utilizando agua destilada como líquido de referencia sobre una muestra de superficie donante a base de silicio, preparada como se describió anteriormente, teniendo la muestra un tamaño de 2 cm x 2 cm. Los resultados se analizaron mediante el programa "Análisis de forma de gota" y el método computacional circular, el ángulo 0<a>de contacto de avance de la superficie donante descrita anteriormente fue de 101,7°±0,8° y el ángulo 0<r>de contacto de retroceso fue de 99,9°±3,1°. Normalmente, las superficies donantes preparadas con este método presentan ángulos de contacto de entre aproximadamente 95° a aproximadamente 115°, sin superar generalmente los 110°, y se espera que cualquier elastómero que proporcione dichos ángulos de contacto y, por consiguiente, hidrofobicidad, sea adecuado, siempre que sea compatible con las partículas que se han de aplicar sobre ellas.
[0196] Esta hidrofobicidad puede ser una propiedad inherente del polímero que forma la superficie donante o puede mejorarse mediante la inclusión de aditivos de hidrofobicidad en la composición polimérica. Los aditivos que pueden promover la hidrofobicidad de una composición polimérica pueden ser, por ejemplo, aceites(p. ej.,aceites sintéticos, naturales, vegetales o minerales), ceras, plastificantes y aditivos de silicona. Dichos aditivos hidrofobizantes pueden ser compatibles con cualquier material polímero, siempre que su naturaleza química o cantidad no impidan la correcta formación de la superficie donante ni, por ejemplo, el curado adecuado del material polímero.
[0198] Sin pretender limitarse a ninguna teoría en particular, se cree que, alternativa y adicionalmente a las interacciones hidrofóbicas, la afinidad relativa de las partículas con la superficie donante puede verse facilitada por tener cada una, cargas opuestas. Por ejemplo, un elastómero a base de silicona puede tener carga negativa, mientras que las partículas pueden tener carga positiva. Por lo tanto, la superficie donante puede tener cualquier carga compatible con las partículas previstas. Ventajosamente, dicha carga, si está adaptada y no es inherente a los materiales que forman la superficie, también es adecuada para la posterior liberación y transferencia selectiva de las partículas a un sustrato relevante. Como se explicó anteriormente, diversos gradientes de propiedades pueden ser adecuados y pueden ser adaptados por un experto en la técnica para el uso previsto.
[0200] La rugosidad o el acabado de la superficie donante será replicado por la capa de partículas y puede adaptarse al uso pretendido del aparato de recubrimiento. Cuando el aparato se utiliza en un sistema para imprimir una superficie metalizada con partículas de aspecto metálico con propiedades reflectantes, se entiende que un acabado de espejo o una apariencia muy brillante requiere que la superficie donante sea más lisa que si se desea un aspecto mate o satinado.
[0202] La superficie donante 12 puede tener cualquier dureza Shore adecuada para proporcionar una fuerte unión a las partículas cuando se aplican utilizando el aparato 14 de recubrimiento. Esta unión es más fuerte que la tendencia de las partículas a adherirse entre sí. La dureza de la superficie a base de silicona puede variar y, por ejemplo, depender del grosor de la superficie donante o de las partículas destinadas a ser unidas. Se cree que para superficies donantes relativamente delgadas(p. e j,100 gm o menos), el material a base de silicona puede tener una dureza de media a baja; mientras que para superficies donantes relativamente gruesas(p. ej.,de hasta aproximadamente 1 mm), el material a base de silicona puede tener una dureza relativamente alta. Además, las partículas más grandes suelen beneficiarse de una superficie donante con una dureza menor de la necesaria para acomodar partículas relativamente más pequeñas. En algunas realizaciones, una dureza relativamente alta, de entre aproximadamente 60 Shore A y aproximadamente 80 Shore A es adecuada para la superficie donante. En otras realizaciones, una dureza media-baja inferior a 60, 50, 40, 30 o incluso 20 Shore A es satisfactoria.
[0204] La superficie donante 12 en los dibujos es la superficie exterior de un tambor 10, pero esto no es esencial, ya que alternativamente puede ser la superficie de un elemento de transferencia sin fin, en forma de correa guiada sobre rodillos de guía y mantenida bajo una tensión adecuada al menos mientras pasa por el aparato de recubrimiento. Arquitecturas adicionales pueden permitir que la superficie donante 12 y el puesto 14 de recubrimiento se muevan relativamente entre sí. Por ejemplo, la superficie donante puede formar un plano móvil que puede pasar repetidamente por debajo de un puesto de recubrimiento estático, o formar un plano estático, moviéndose el puesto de recubrimiento repetidamente desde un borde del plano a otro para cubrir completamente la superficie donante con partículas. Puede pensarse, que tanto la superficie donante como el puesto de recubrimiento se muevan entre sí y con respecto a un punto estático en el espacio para reducir el tiempo necesario para lograr el recubrimiento completo de la superficie donante con las partículas dispensadas por el puesto de recubrimiento. Se puede decir que todas estas formas de superficies donantes son móviles(por ejemplo,giratoriamente, cíclicamente, sin fin, repetidamente móviles o similares) con respecto al puesto de recubrimiento donde cualquier superficie donante puede ser recubierta con partículas (o rellenada con partículas en regiones expuestas).
[0206] La superficie donante puede, además, abordar consideraciones prácticas o particulares resultantes de la arquitectura específica del sistema en donde se puede integrar dicha puesto de recubrimiento. Por ejemplo, la superficie donante puede ser lo suficientemente flexible como para ser montada en un tambor, tener suficiente resistencia a la abrasión, ser inerte a las partículas y/o fluidos empleados, y/o ser resistente a cualquier condición operativa relevante(p. e j,presión, calor, tensión,etc.).El cumplimiento de cualquiera de estas propiedades tiende a prolongar favorablemente la vida útil de la superficie donante.
[0208] Aunque en la descripción anterior se ha descrito que la superficie donante es adecuada "tal cual" para las partículas deseadas, se pueden aplicar tratamientos adicionales para facilitar su recubrimiento. Dichos tratamientos pueden clasificarse, en general, como tratamientos químicos(p. ej.,la aplicación de un agente químico a la superficie donante para mejorar su afinidad con las partículas y/o su capacidad de liberación de las mismas) y tratamientos físicos(p. ej.,el tratamiento corona con plasma descargado que modifica adecuadamente las propiedades de la superficie donante). Si se requieren dichos tratamientos de la superficie donante, un aparato de recubrimiento, según las presentes enseñanzas, puede incluir además una puesto de tratamiento correspondiente.
[0210] El puesto de formación de imágenes
[0212] El puesto 16 de formación de imágenes proporciona una forma de seleccionar las regiones del recubrimiento de partículas aplicado a la superficie donante 12 que se transferirán al sustrato 20 en el puesto de impresión. Como se mencionó anteriormente, dicho puesto de formación de imágenes es necesario para la implementación de un sistema de impresión digital, pero otros sistemas que no cuentan con un sistema de formación de imágenes pueden emplear el aparato 14 de recubrimiento descrito anteriormente. Por ejemplo, si se ha de recubrir toda la superficie del sustrato 20, no se requiere un sistema de formación de imágenes y el puesto de impresión puede, en su lugar, aplicar la presión o el calor necesarios para asegurar una transferencia efectiva del recubrimiento de partículas desde la superficie donante 12 al sustrato 20. Asimismo, el sustrato puede alcanzar el puesto de impresión con adhesivo aplicado en su superficie en un patrón deseado, desprendiendo el adhesivo las partículas de la monocapa.
[0213] Un puesto 16 de formación de imágenes ejemplar, como se muestra en la Figura 1, puede comprender un soporte 1601 que aloja una agrupación de fuentes láser, tales como chips VCSEL (Láser de Emisión Superficial de Cavidad Vertical) 1602, que se disponen opcionalmente en pares de filas en posiciones predeterminadas con precisión(por ejemplo,de forma escalonada, proporcionando fuentes láser adecuadas para puntos objetivo a lo largo de toda la anchura de la superficie donante). El soporte 1601 puede refrigerarse con fluido para absorber el calor considerable que pueden generar los chips. Los rayos láser emitidos por los chips 1602 se enfocan sobre la superficie del sustrato mediante lentes 1603, construidas con un número correspondiente de filas de lentes de vástago GRIN (Índice de Gradiente) (cada chip 1602 y todos los elementos láser que lo componen están asociados a una lente 1603 de enfoque correspondiente). Las señales suministradas a los chips para la activación de uno o más elementos láser se sincronizan con el desplazamiento del sustrato, lo que permite trazar una imagen de alta resolución sobre la superficie del sustrato 20 mediante los rayos láser emitidos. El efecto de la irradiación de cada píxel con un rayo láser es hacer que el pixel sea pegajoso sobre el sustrato, de modo que las partículas que recubren la superficie donante 12 se transfieran al sustrato 20 cuando se presiona contra él en el puesto de impresión. En otras palabras, dicha irradiación selectiva de la superficie del sustrato modifica la afinidad del sustrato con las partículas, de modo que solamente las regiones irradiadas del sustrato se vuelven suficientemente pegajosas para adherirse al recubrimiento de partículas en la superficie donante de modo que desprendan el recubrimiento de la superficie donante y lo apliquen a las regiones seleccionadas del sustrato.
[0215] El sistema de impresión digital mostrado en el dibujo sólo puede imprimir en un color pero se puede conseguir una impresión multicolor haciendo pasar el mismo sustrato sucesivamente por múltiples torres sincronizadas entre sí e imprimiendo cada una un color diferente.
[0217] La Figura 2 muestra un método alternativo para transferir regiones seleccionadas del recubrimiento a un sustrato 20. En lugar de hacer pegajosas ciertas regiones de la superficie del sustrato mediante la exposición a la radiación, se aplica un adhesivo 26 al sustrato 20 mediante una puesto 36 de recubrimiento con adhesivo offset, compuesto por un cilindro 32 de impresión, un cilindro porta caucho 30 y un cilindro aplicador 34. Este puesto aplica el adhesivo 26 de la misma manera que una torre de litografía offset convencional aplica tinta. Al pasar por la línea de contacto del puesto 18 de impresión, las partículas se transfieren desde la superficie donante 12 únicamente a las regiones 26 del sustrato 20 recubiertas con un adhesivo. Después de pasar por la línea de contacto, el sustrato se desplaza mediante rodillos de transporte a un puesto de apilamiento o rodillo de enrollado (no mostrado).
[0219] El sustrato
[0221] El sistema de impresión que se muestra en el dibujo como un ejemplo no limitativo de un sistema en el que se puede integrar un aparato de recubrimiento según las presentes enseñanzas, no está restringido a ningún tipo particular de sustrato. El sustrato pueden ser hojas individuales de papel o de cartón o puede tener la forma de una banda continua. El sustrato también puede estar hecho de un tejido o de cuero. Debido a la manera en que se aplican las partículas al sustrato, la capa de partículas tiende a residir en la superficie del sustrato. Esto permite una impresión de alta calidad sobre papel de calidad indiferente. Además, el material del sustrato no necesita ser fibroso y puede ser cualquier tipo de superficie, por ejemplo, una película de plástico o una placa rígida y generalmente asume una amplia gama de rugosidad, desde láminas de plástico muy lisas hasta sustratos fibrosos relativamente rugosos.
[0223] El puesto de impresión
[0225] El puesto 18 de impresión ilustrado consta únicamente de un cilindro liso 22 de impresión que se presiona contra el tambor 10 y su superficie exterior donante 12. El cilindro 22 de impresión puede formar parte de un sistema de transporte de sustrato, en cuyo caso puede estar equipado con pinzas para aplicarse al borde delantero de las láminas de sustrato individuales. Como se mencionó anteriormente, en sistemas de impresión distintos de los digitales, el cilindro de impresión puede tener una superficie estampada para seleccionar las regiones del recubrimiento de partículas que se han de transferir al sustrato 20.
[0227] En la descripción y las reivindicaciones de la presente descripción, cada uno de los verbos “comprender”, “incluir” y “tener”, y sus conjugados, se utilizan para indicar que el objeto u objetos del verbo no son necesariamente una lista completa de partes, componentes, elementos, etapas o partes del sujeto o sujetos del verbo. Estos términos abarcan los términos “que consiste de” y “que consiste esencialmente de”.
[0229] Tal como se utiliza en la presente memoria, la forma singular "un", “una”, "uno" y "el", “la”, “ lo” incluyen referencias plurales y significan "al menos uno" o "uno o más" a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
[0231] Términos posicionales o de movimiento tales como "superior", "inferior", "derecha", "izquierda", "abajo", "debajo", "bajado", "bajo", "arriba", " encima ", "elevado", "alto", "vertical", "horizontal", "hacia atrás", "hacia adelante", "aguas arriba" y "aguas abajo", así como sus variaciones gramaticales, pueden utilizarse aquí únicamente con fines ilustrativos, para ilustrar posicionamiento, colocación o desplazamiento relativo de ciertos componentes, para indicar un primer y un segundo componente en las presentes ilustraciones, o para ambas cosas. Dichos términos no indican necesariamente que, por ejemplo, un componente "inferior" esté debajo de un componente "superior", ya que dichas direcciones, componentes o ambos, pueden invertirse, rotarse, moverse en el espacio, colocarse en una orientación o posición diagonal, colocado horizontal o verticalmente, o modificarse de forma similar.
[0233] A menos que se indique lo contrario, el uso de la expresión "y/o" entre los dos últimos miembros de una lista de opciones para selección indica que es apropiada y puede realizarse una selección de una o más de las opciones enumeradas.
[0235] En la presente descripción, salvo indicación contraria, adjetivos tales como "sustancialmente" y "aproximadamente" que modifican una condición o relación característica de una o varias características de una realización de la presente tecnología, deben entenderse que significan que la condición o característica está definida dentro de las tolerancias aceptables para el funcionamiento de la realización para una aplicación para la que está destinada. Cuando el término "aproximadamente" precede a un valor numérico, se entiende que indica ±15 %, o ±10 %, o incluso solo ±5 %, y en algunos casos el valor preciso.

Claims (3)

1. REIVINDICACIONES
1. Un método para recubrir una superficie donante con una capa de partículas metálicas o de aspecto metálico, comprendiendo el método:
(i) proporcionar un suministro de las partículas suspendidas en un líquido que no moje la superficie donante, adhiriéndose las partículas más fuertemente a la superficie que entre sí,
(ii) aplicar el líquido a la superficie donante, por medio de un aplicador de partículas, de manera que las partículas suspendidas en el líquido se adhieran a la superficie para formar un recubrimiento de partículas sustancialmente continuo sobre la superficie a medida que la superficie se mueve con relación al aplicador de partículas, en donde las partículas son transferibles a un sustrato, y
(iii) extraer líquido y partículas sobrantes que no están en contacto directo con la superficie, de manera que dejen adherirse a la superficie un recubrimiento que tiene sustancialmente solo una partícula de profundidad.
2. El método según la reivindicación 1, en el que el método se implementa en un aparato (14) de recubrimiento para recubrir con una capa de metal o partículas con aspecto metálico una superficie donante (12) móvil con respecto al aparato, comprendiendo el aparato:
a) un suministro de partículas suspendidas en un líquido que no moja la superficie donante,
b) un dispositivo de aplicación para aplicar el líquido a la superficie donante de manera que las partículas suspendidas en el líquido se adhieran a la superficie, de modo que formen un recubrimiento de partículas sustancialmente continuo sobre la superficie donante, y
c) un sistema (1407) de extracción de excedentes operativo para extraer líquido y eliminar partículas sobrantes que no están en contacto directo con la superficie de modo que dejen adherirse a la superficie donante un recubrimiento que tiene sustancialmente solo una partícula de profundidad.
3. El método según la reivindicación 1 o 2, en donde las partículas tienen la forma de plaquetas planas.
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