CN112243316A - 用于生产印刷导电线的系统、装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“用于生产印刷导电线的系统、装置和方法”。一种生产导电线的方法，该方法包括：提供基底；在该基底上印刷第一层；将粉末状导电材料施加到该第一层；以及将该粉末状导电材料粘结到该第一层。

Description

用于生产印刷导电线的系统、装置和方法
技术领域
本公开涉及印刷电导体领域，并且更具体地涉及添加到印刷标记材料或油墨以形成印刷电导体的导电材料。
背景技术
印刷电子技术是用于在各种基底上形成电子设备的一组印刷方法。印刷通常使用适用于限定材料上的图案的常见印刷装备，诸如丝网印刷、柔性版印刷、凹版印刷、胶版印刷和喷墨。根据电子工业标准，这些是低成本工艺。将电功能性电子或光学油墨沉积在基底上，从而形成有源或无源设备，诸如薄膜晶体管；电容器；线圈；电阻器。对于诸如柔性显示器、智能标签、装饰性和动画海报以及不需要高性能的活动服的应用，印刷电子器件预期有利于广泛的、成本非常低的、低性能低电子器件。
术语印刷电子技术通常涉及有机电子技术或塑料电子技术，其中一种或多种油墨由碳基化合物构成。这些其他术语是指可以通过基于溶液的、基于真空的或其他工艺沉积的油墨材料。相比之下，印刷电子技术规定了工艺，并且根据所选择的印刷工艺的具体要求，印刷电子技术可以利用任何基于溶液的材料。这包括有机半导体、无机半导体、金属导体、纳米粒子和纳米管。
对于印刷电子器件的制备，采用几乎所有的工业印刷方法。类似于常规印刷，印刷电子技术将油墨层施加在彼此的顶部。印刷的最重要有益效果是低成本批量制造。较低成本使得能够用于更多应用中。一个示例是射频识别(RFID)系统，该RFID系统使得能够在商业和运输中进行非接触式识别。在一些领域中，诸如发光二极管印刷不影响性能。
印刷导电迹线是当今印刷行业面临的挑战。与上文讨论的方法类似的一种方法是用印刷热量来印刷银基油墨。该解决方案是昂贵的，并且在一些情况下需要烧结设备将粒子粘结在一起。所考虑的其他选项包括使用导电箔或使用热敏印刷机和导电辊。在这两种解决方案中，均存在显著的浪费。另外，由于与导电材料的显影、转印和粘结/定影相关联的问题，静电复印不利于导电印刷。
因此，长期以来都感觉需要一种用于印刷导电线的方法，该方法不需要昂贵的油墨或导电箔。
发明内容
根据本文所示的各方面，提供了一种印刷导电线，该印刷导电线包括：基底，该基底包括顶部表面和底部表面；第一层，该第一层印刷在基底上，该第一层包括上部和下部；和第二层，该第二层布置在第一层上，该第二层包括导电材料。在一些实施方案中，第一层包括干油墨(例如，调色剂)。在一些实施方案中，下部邻近顶部表面布置，并且第二层邻近上部布置。在一些实施方案中，第一层与基底定影在一起，并且第二层与第一层粘结。在一些实施方案中，第二层包括石墨。
根据本文所示的各方面，提供了一种生产导电线的方法，该方法包括：提供基底；在基底上印刷第一层；将粉末状导电材料施加到第一层；以及将粉末状导电材料粘结到第一层。
根据本文所示的各方面，提供了一种生产导电线的方法，该方法包括：提供基底；在基底上印刷第一层；将粉末状导电材料施加到第一层；以及从基底除去松散的粉末状导电材料。
根据本文所示的各方面，提供了一种用于生产导电线的模块，该模块可操作地布置成与印刷单元协作，该模块包括：用于将粉末状导电材料施加到可印刷介质的涂覆器，该可印刷介质包括基底并包括印刷层；热压制机，该热压制机可操作地布置成将粉末状导电材料粘结到印刷层；和除尘器，该除尘器可操作地布置成从可印刷介质除去未粘结的粉末状导电材料。
根据本文所示的各方面，提供了一种用于在可印刷介质内生产导电线的模块，该模块可操作地布置成与印刷单元协作，该模块包括：涂覆器，该涂覆器可操作地布置成将粉末状导电材料施加到可印刷介质的至少一部分，该可印刷介质包括基底并包括印刷层，该印刷层包括第一区段和第二区段；热压制机，该热压制机可操作地布置成将粉末状导电材料粘结到第一区段；和除尘器，该除尘器可操作地布置成从可印刷介质除去未粘结的粉末状导电材料。
根据本文所示的各方面，提供了一种在可印刷介质的至少一部分内生产导电线的方法，该方法包括：提供基底；在该基底上印刷印刷层，该印刷层包括第一区段和第二区段；将粉末状导电材料施加到印刷层；以及将粉末状导电材料粘结到第一区段。
本公开包括使用调色剂在静电复印机(例如，
Figure BDA0002541076830000031
印刷机或其他印刷机)上实施的方法。线图案印刷在基底上。然后将印刷物置于热压制机中，使得线与石墨或石墨烯粉末层接触。加热导致石墨附着到印刷线。所得线的电阻为大约18,000欧姆，足以支持低电压应用，诸如发光二极管(LED)。
本公开可以被实施为例如可以卷起和/或连接到印刷机(例如，
Figure BDA0002541076830000032
印刷机或其他印刷机)的输出端的模块。本公开可以用于将导电迹线添加到印刷介质，例如彩色印刷物。
本公开可以被实施为例如将导电迹线仅添加到印刷介质的一部分的方法和/或装置。例如，本公开包括一种将印刷介质(例如，葡萄酒瓶标签、安全药物标签等)的一部分转化成导电迹线以用于例如在其中形成RFID标签的方法和/或装置。在一些实施方案中，印刷介质的待转化成导电迹线的部分可以包括一层或多层油墨(例如，干油墨，通常称为调色剂)或其他粘合剂。在一些实施方案中，仅将导电材料添加到印刷介质的待转化成导电迹线的部分。
本公开包括一种利用热量和压力将导电材料(例如，粉末状石墨或石墨烯)粘结到静电复印机以生产导电迹线的方法。该方法允许低成本地生产印刷导电电路。在一些实施方案中，导电材料粘结到热塑性塑料(例如，调色剂)和/或粘合剂。
根据附图和所附权利要求书，在审查对本公开的以下具体实施方式后，本公开的这些和其他目的、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
参考示意图，仅以举例的方式公开了各种实施方案，其中对应附图标号指示对应零件，其中：
图1是可印刷介质的透视图；
图2是大致沿图1中的线2-2截取的可印刷介质的剖视图；
图3是图2中所示的可印刷介质的剖视图，其中导电材料被添加到该可印刷介质；
图4是图3中所示的可印刷介质的剖视图，其中热压制机被施加到该可印刷介质；
图5是图4中所示的可印刷介质的剖视图，其中除尘器被施加到该可印刷介质；
图6是图5中所示的可印刷介质的剖视图，其中松散的导电材料被除去并且保留固体导电材料；
图7是现有技术印刷单元的示意图；
图8是印刷单元的示意图；
图9是印刷单元的示意图；
图10是印刷单元的示意图；并且，
图11是包括艺术作品区段和导电迹线区段两者的使用本公开的方法形成的标签的正视图。
具体实施方式
首先，应当明白，不同附图上的相似附图标号表示相同或功能类似的结构元件。应当理解，权利要求书不限于所公开的各方面。
此外，应当理解，本公开不限于所描述的特定方法、材料和修改，并且因此当然是可以改变的。还应当理解，本文所使用的术语仅出于描述特定方面的目的，并且无意于限制权利要求书的范围。
除非另有定义，否则本文中所使用的所有技术和科学术语都具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。应当理解，与本文所述的那些方法、设备或材料类似或等同的任何方法、设备或材料都可以用于示例性实施方案的实践或测试。本公开的组件可以由液压设备、电子器件、气动设备和/或弹簧驱动。
应当理解，术语“基本上”与诸如“几乎”、“非常接近”、“约”、“近似”、“大约”、“近乎”、“接近”、“大体上”、“邻近”，“在…附近”等术语同义，并且此类术语可以互换使用，如说明书和权利要求书中出现的那样。应当理解，术语“接近”与诸如“附近”、“靠近”、“邻近”、“相邻”、“紧邻”、“邻接”等术语同义，并且此类术语可以互换使用，如说明书和权利要求书中出现的那样。术语“近似”旨在表示在规定值的百分之十以内的值。
应当理解，除非另有说明，否则本申请中“或”的使用是相对于“非排他性”布置。例如，当说到“项目x是A或B”时，应当理解这可以意指以下一者：(1)项目x仅为A和B中的一者或另一者；(2)项目x为A和B两者。作为另外一种选择，字词“或”不用于定义“排他性或”布置。例如，阐述“项目x为A或B”的“排他性或”布置要求x可以仅为A和B中的一者。此外，如本文所使用，“和/或”旨在表示用于指示所引用的要素或条件中的一者或多者可以被包括在其中或发生的语法关联。例如，包括第一元件、第二元件和/或第三元件的设备旨在被理解为以下结构布置中的任一种：包括第一元件的设备；包括第二元件的设备；包括第三元件的设备；包括第一元件和第二元件的设备；包括第一元件和第三元件的设备；包括第一元件、第二元件和第三元件的设备；或包括第二元件和第三元件的设备。
此外，如本文所用，与系统或元件组合的短语“包括…中的至少一个”和“包括…中的至少一种”旨在表示系统或元件包括在该短语之后列出的元件中的一个或多个。例如，包括以下各项中的至少一者的设备：第一元件；第二元件；和第三元件，旨在被理解为以下结构布置中的任一种：包括第一元件的设备；包括第二元件的设备；包括第三元件的设备；包括第一元件和第二元件的设备；包括第一元件和第三元件的设备；包括第一元件、第二元件和第三元件的设备；或包括第二元件和第三元件的设备。当在本文中使用短语“用于…中的至少一个”时，意在进行类似的解释。此外，如本文所用，“和/或”旨在表示用于指示可以包括或出现所述要素或条件中的一个或多个的语法连词。例如，包括第一元件、第二元件和/或第三元件的设备旨在被理解为以下结构布置中的任一种：包括第一元件的设备；包括第二元件的设备；包括第三元件的设备；包括第一元件和第二元件的设备；包括第一元件和第三元件的设备；包括第一元件、第二元件和第三元件的设备；或包括第二元件和第三元件的设备。
如本文所用，“加工方向”旨在表示印刷介质行进通过系统的方向，而“横向加工方向”旨在表示垂直于加工方向的方向。如本文所用，字词“印刷机”、“印刷机系统”、“印刷系统”、“印刷机设备”和“印刷设备”涵盖出于任何目的而执行印刷输出功能的任何装置，诸如数码复印机、制书机、传真机、多功能机床等。另外，如本文所用，“网状物”、“基底”和“可印刷基底”是指例如纸、透明胶片、羊皮纸、膜、织物、塑料、照相冲印纸或网状物形式的其他涂覆或非涂覆基底介质，信息或标记可以在该基底介质上可被可视化/或复制。如本文所用，术语“平均值”应广义地解释为包括基于多个输入数据获得结果数据或决策的任何计算，该计算可以包括但不限于加权平均值，基于滚动输入的是或否决策等。
如本文所用，针对诸如调色剂的干油墨，“定影”旨在表示供应热能和/或压力，作用是使所施加的干油墨(调色剂)粒子略微液化，进而使它们附着到表面。
现在参见附图，图1是可印刷介质10的透视图。图2是大致沿图1中的线2-2截取的可印刷介质10的剖视图。应当根据图1和图2来阅读具体实施方式。
可印刷介质10包括基底20和布置在该基底上的粘合剂材料(例如干油墨，在常用时也称为调色剂)。例如并且如图所示，干油墨30线性地布置在基底20上，并且干油墨40曲线地布置在基底上。基底20包括顶部表面22和底部表面24。在一些实施方案中，基底20包括纸。然而，应当明白，基底20可以包括适用于与干油墨(例如，调色剂)定影在一起的任何材料，例如，透明胶片、羊皮脂、膜、织物、塑料、乙烯基树脂、聚酯、照相冲印纸或网状物形式的其他涂覆或未涂覆的基底介质，信息或标记可以在该基底介质上可被可视化和/或复制，并且本公开不应仅限于纸的使用。如本领域已知的那样，经由静电复印将干油墨添加到基底20，具体地添加到顶部表面22。静电复印机的使用允许将干油墨快速且精确地添加到基底20以用于特定几何布置。出于本公开的目的，干油墨30被布置为直线，而干油墨40被布置为曲线；然而，干油墨可以期望的任何图案、形状、几何形状等布置在基底20上并与该基底定影在一起。此外，还应当明白，干油墨30和40可以包括一层或多层干油墨。例如，干油墨30可以包括印刷/层叠在彼此顶部上的三层干油墨。这种布置允许有较大的材料高度(如，较大堆的调色剂)并且导致添加到其的导电材料有较好附着力，如将在下文更详细所述。
在将干油墨30和40添加到基底20之后，发生定影(即，将干油墨30和40定影到顶部表面22)。如图2中所示，定影的干油墨30包括上部32和下部34，下部34被布置成邻近、邻接顶部表面22和/或与该顶部表面定影在一起。定影的干油墨40包括上部42和下部44，下部44被布置成邻近、邻接顶部表面22和/或与顶部表面定影在一起。在一些实施方案中，并且如前所述，干油墨可以包括调色剂；然而，应当明白，干油墨可以包括任何可印刷粘合剂或被任何可印刷粘合剂取代。另外，尽管本公开设想使用静电复印机(例如，
Figure BDA0002541076830000071
印刷机)将干油墨施加到基底20，但是应当明白，在一些实施方案中，喷墨打印机或其他合适的印刷机可以用于将粘合剂材料(例如，能够附着导电材料的材料)快速且精确地施加到基底20。
图3是其中添加了粉末状或软导电材料52的可印刷介质10的剖视图。“软的”表示导电材料未与干油墨30或40粘结或定影在一起，并且该导电材料仍可以轻易地从可印刷介质10除去(例如，通过喷吹或刷掉该导电材料)。粉末状导电材料52可以包括例如石墨或石墨烯。应当明白，导电材料52可以包括适用于施加到可印刷介质10并且粘结到干油墨30和40以形成导电迹线的任何导电材料(例如，粉末形式的焊料)。在一些实施方案中，粉末状导电材料52的粒子包括球形几何形状；然而，可以使用任何合适的粒子形式，诸如细长粒子形状或彼此层叠的薄片。应当明白，重要的是，在粘结之后，导电材料52形成导电迹线，并且干油墨30和/或40不会在导电材料52的粒子之间形成损害通过其中的导电性的间断。可以使用适用于充分覆盖干油墨30和干油墨40的任何装置将导电材料52添加到可印刷介质10，使得形成导电迹线。例如，导电材料52可以经由涂覆器添加到可印刷介质10，该涂覆器类似于水滴(例如，泻落器)提供导电材料的连续或半连续的滴剂。在一些实施方案中，涂覆器通过将导电材料52喷淋和/或铺展在顶部表面22和上部32和42周围来将该导电材料施加到可印刷介质10。在一些实施方案中，可印刷介质10被浸渍或至少部分地浸没在导电材料52的层中(即，可印刷介质10随着表面22被压制到导电材料52的池或托盘中而向下移位)。
图4是可印刷介质10的剖视图，其中热压制机60被施加到该可印刷介质。如图所示，导电材料52已被施加到可印刷介质10并且形成覆盖至少上部32和上部42的层，并且还可以覆盖顶部表面22的至少一部分。在将足够的一层粉末状或软导电材料52施加到可印刷介质10(如图4中所示)之后，将热压制机60施加到该可印刷介质。具体地，热压制机60沿箭头A的方向移位以向可印刷介质10和导电材料52施加压力和热量。在一些实施方案中，热压制机60在适度压力下将380华氏度施加到可印刷介质10和导电材料52持续60秒。应当明白，可以使用用于将热量和压力施加到可印刷介质10和导电材料52的任何装置，例如用于定影的辊，如将在下文更详细地讨论。由热压制机60施加的热量导致干油墨30和干油墨40至少部分地液化，并且变得发粘或粘着。同时，由热压制机60施加的压力导致导电材料52粘结、粘附和/或定影到干油墨30和干油墨40，具体地分别为上部32和上部42。
图5是可印刷介质10的剖视图，其中除尘器70被施加到该可印刷介质。在热压制机60已将足够的热量和压力施加到可印刷介质10持续足够的时间量之后，除去热压制机60，此时干油墨30和40恢复到固态(即，干油墨30和40不再发粘或粘着)。如图所示，固体导电材料54保持粘结、粘附和/或定影到干油墨30的上部32，并且固体导电材料56保持粘结、粘附和/或定影到干油墨40的上部42。另外剩下的是至少部分地布置在表面22上的粉末状或软导电材料52。粉末状导电材料52仍处于“松散的”或未粘结/未定影状态，因为它未靠近干油墨或布置在干油墨上方。除尘器70用于从表面22除去松散的粉末状导电材料52。在一个示例性实施方案中，除尘器70包括鼓风机，该鼓风机例如沿箭头B的方向将气体流施加到可印刷介质，以将粉末状导电材料52从表面22“吹离”。在一些实施方案中，除尘器70包括机械臂，该机械臂包括将粉末状导电材料52从表面22“清除”的刷子。在一些实施方案中，除尘器70将声振动施加到可印刷介质10以从表面22除去粉末状导电材料。
图6是可印刷介质10的剖视图，其中粉末状导电材料52被除去并且固体导电材料54和56保留。在除尘器70已从基底20的表面22除去粉末状导电材料52之后，固体导电材料54在其粘结到干油墨的上部32时保留，并且导电材料56在其粘结到干油墨的上部42时保留。固体导电材料54是导电迹线，并且固体导电材料56是导电迹线。应当明白，本文所述的方法可以用于“印刷”射频识别(RFID)标签或RFID天线。在一些实施方案中，通过本文所述的方法形成的导电迹线可以用于为安装到导电材料54和/或56上的基底20的LED供电。在一些实施方案中，本文所述的方法可以用于印刷用于产品的标签或将标签印刷到产品上，其中该标签的至少一部分包括固体导电材料(即，其中一部分形成RFID/RFID天线的印刷标签)，如下文将关于图11更详细地描述。
图7是现有技术印刷单元90的示意图。印刷单元90可以是例如美国专利申请号16/180,713、16/180,762和16/180,813中所述的
Figure BDA0002541076830000091
印刷机，这些专利申请全文以引用方式并入本文。一般来讲，印刷单元90包括进料器模块100、印刷引擎塔、定影器模块130和输出模块。基底或可印刷介质(例如，可印刷介质10)沿箭头C所示的加工方向行进通过印刷单元90。
印刷引擎塔110包括一个或多个干油墨分配器，例如干油墨分配器116、118、120和122以及传送带114。一些实施方案(例如，包括通过干油墨形成图像的实施方案)可以受益于包括称为声传输辅助(ATA)设备的印刷系统。本领域普通技术人员将理解，在柔性带上形成图像并且随后将该图像从柔性带转印到打印介质的过程中使用柔性带的打印系统有时包括一个或多个ATA设备。ATA设备使用声能将干油墨(例如，调色剂)从带驱动到印刷介质。因此，在一些实施方案中，ATA设备(此类ATA设备112)有助于将干油墨从传送带转印到可延展印刷介质，使得带与可延展材料之间无需直接接触。应当理解，此类布置可以使图像缺陷最小化，从而提高图像质量。然而，还应当明白，油墨或标记材料从转筒或其他固体物体的常规转印也是可能的。
定影器模块130包括定影器132。定影器132将热量和/或压力施加到可印刷介质10以将干油墨30和/或40定影到基底20。在一些实施方案中，定影器132包括使可印刷介质10穿过其的两个辊。
进料器模块100将基底进料到印刷引擎塔110中。印刷引擎塔110和定影器模块130将干油墨30和/或40施加或“印刷”并定影到基底20的表面22上。输出模块140呈现完成的可印刷介质以供取回。
图8是印刷单元92的示意图。印刷单元92通常包括进料器模块100、印刷引擎塔110、定影器模块130和后处理模块150。在一些实施方案中，印刷单元92还包括输出模块，例如输出模块140。在所示的实施方案中，用于生产印刷导电迹线的方法在后处理模块150中发生。进料器模块100将基底20进料到印刷引擎塔110中，该印刷引擎塔将干油墨30和/或40施加到顶部表面22。随后，将具有未定影的干油墨30和/或40的基底20沿加工方向C进料到定影器模块130，其中干油墨30和/或40经由定影器132定影到基底20以形成可印刷介质10。然后，可印刷介质10自动地或手动地传递到后处理模块150。在后处理模块150中，涂覆器50将粉末状或软导电材料52施加到可印刷介质10。然后，热压制机60将热量和压力施加到其上具有导电材料52的可印刷介质110。导电材料52粘结到干油墨30和/或40以形成固体导电材料54和/或56并形成导电迹线。然后，除尘器70除去剩余的粉末状或软导电材料52。
图9是印刷单元96的示意图。印刷单元96通常包括进料器模块100、印刷引擎塔110、定影器模块130和模块170。在一些实施方案中，印刷单元96还包括输出模块，例如输出模块140。在所示的实施方案中，用于生产印刷导电迹线的方法发生在模块170中。在一些实施方案中，模块170的部件可以分布在印刷机内，使得用于生产印刷导电迹线的方法发生在进料器模块130和输出模块140中。例如，涂覆器50可以被布置在定影器模块130中紧随定影器132之后，并且除尘器70可以被布置在输出模块140中。进料器模块100将基底20进料到印刷引擎塔110中，该印刷引擎塔将干油墨30和/或40施加到顶部表面22。随后，将具有未定影的干油墨30和/或40的基底20沿加工方向C进料到定影器模块130，其中干油墨30和/或40经由定影器132定影到基底20以形成可印刷介质10。紧接着在定影之后，将可印刷介质10传递到模块170，其中涂覆器50将粉末状或软导电材料52施加到可印刷介质10。软导电材料52粘附到仍然发粘的/部分液化的干油墨并粘结到其，从而形成固体导电材料54和/或56并形成导电迹线。然后，除尘器70除去剩余的粉末状或软导电材料52。
图10是印刷单元98的示意图。印刷单元98通常包括进料器模块100、印刷引擎塔110、模块160和定影器模块130。在一些实施方案中，印刷单元还包括输出模块，例如输出模块140。在所示的实施方案中，用于生产印刷导电迹线的方法发生在模块160中。进料器模块100将基底20进料到印刷引擎塔110中，该印刷引擎塔将干油墨30和/或40施加到顶部表面22。然后，将具有未定影的干油墨30和/或40的基底20进料到模块160中，在该模块中经由预加热器162施加热量。预加热器162可以为例如辐射式加热器。然后，涂覆器50将粉末状或软导电材料52施加到可印刷介质10，该可印刷介质粘附到预加热的并且因此粘着的/发粘的干油墨30和/或40。然后，除尘器70除去未附着到粘着的/发粘的干油墨30和/或40的粉末状或软导电材料52。随后，将具有未定影的干油墨30和/或40以及所施加的粉末状或软导电材料52的预加热的基底20沿加工方向C进料到定影器模块130。然后，定影器132(或热压制机)将热量和压力施加到可印刷介质110，该可印刷介质具有附着到干油墨30和/或40的导电材料。导电材料52与干油墨30和/或40粘结，并且同时，干油墨30和/或40定影到基底20，这形成固体导电材料54和/或56并且形成导电迹线。在图10中所示的实施方案中，生产印刷导电迹线的方法可以利用未可操作地布置成熔化的粉末状导电材料(例如，石墨、石墨烯等)或被布置成熔化的导电材料(例如，粉末状焊料)。例如，对于被布置成熔化的导电材料：将粉末形式的导电材料施加到可印刷介质10并粘附到发粘的干油墨。在施加热量之前，未粘附到干油墨的所有导电材料均被除尘器70除去。然后，定影器132施加热量，这使导电材料熔化以仅在干油墨被印刷的位置形成固体导电迹线。此类实施方案可能导致导电迹线比使用未被布置成熔化的导电材料的那些导电迹线更导电。
在一些实施方案中，用于生产印刷导电迹线的方法发生在印刷引擎塔110和定影器模块130中。应当明白，附图中未示出具体实施方式，但是本领域的普通技术人员可以容易地设想到具体实施方式。进料器模块100将基底20进料到印刷引擎塔110中，该印刷引擎塔将干油墨30和/或40施加到顶部表面22。在进入定影器模块130之前，经由预加热器162(其被布置在印刷引擎塔110中)将热量施加到具有未定影的干油墨30和/或40的基底20。预加热器162可以为例如辐射式加热器。随后，具有未定影的干油墨30和/或40的预加热的基底20沿加工方向C进料到定影器模块130，该定影器模块包括涂覆器50、除尘器70和定影器132。在定影器模块130中，涂覆器50将粉末状或软导电材料52施加到可印刷介质10，该可印刷介质粘附到预加热的并且因此粘着的/发粘的干油墨30和/或40。然后，除尘器70除去未附着到粘着的/发粘的干油墨30和/或40的粉末状或软导电材料52。然后，定影器132(或热压制机)将热量和压力施加到可印刷介质110，该可印刷介质具有附着到干油墨30和/或40的导电材料。导电材料52与干油墨30和/或40粘结，并且同时，干油墨30和/或40定影到基底20，这形成固体导电材料54和/或56并且形成导电迹线。在类似于图10的此类实施方案中，生产印刷导电迹线的方法可以利用未可操作地布置成熔化的粉末状导电材料(例如，石墨、石墨烯等)或被布置成熔化的导电材料(例如，粉末状焊料)。例如，对于被布置成熔化的导电材料：将粉末形式的导电材料施加到可印刷介质10并粘附到发粘的干油墨。在施加热量之前，未粘附到干油墨的所有导电材料均被除尘器70除去。然后，定影器132施加热量，这使导电材料熔化以仅在干油墨被印刷的位置形成固体导电迹线。此类实施方案可能导致导电迹线比使用未被布置成熔化的导电材料的那些导电迹线更导电。
图11示出了具有艺术作品区段和导电迹线区段两者的使用本公开的方法形成的标签200的示例性实施方案的正视图。标签200通常包括基底202、艺术作品区段210和导电迹线区段220。标签200可以使用如上文所讨论的用于生产印刷导电迹线的任一种方法来形成。如图所示，艺术作品区段210包括字词“招牌酒”、左上部分处的葡萄果穗、在右上部分处的葡萄果穗以及装饰性横幅上的字词“赤霞珠葡萄酒”。导电迹线区段220包括RFID天线。艺术作品区段210和导电迹线区段220两者均以相同方式施加/印刷在基底202上，即，使用源自印刷机(例如，
Figure BDA0002541076830000121
印刷机)的青色、品红色、黄色和关键色(CMYK)干油墨。在一些实施方案中，艺术品区段210包括具有一层彩色干油墨(例如，品红色或绿色)的单层。在一些实施方案中，导电迹线区段220可以具有一层或多层干油墨。例如，与在艺术作品区段210处相比，印刷机可以在导电迹线区段220的位置处在基底202上“转储”或施加更大量的干油墨。在导电迹线区段220处添加更多的干油墨允许导电材料52更好地附着到干油墨。因此，印刷机可以在艺术作品区段210处将一层品红添加到基底202，并且在导电迹线区段220处添加一层青色、一层品红、一层黄色和一层关键色。随后，将导电材料52添加到基底202以便粘结到导电迹线区段220，如上文参考图1至图10所述。本公开的方法允许形成包括艺术作品区段和导电迹线区段两者的标签和其他可印刷介质，从而允许使用一个印刷机轻易地生产。
在典型的彩色印刷系统的一些实施方案中，四个CMYK显影单元(或干油墨分配器)116、118、120和122中的每个能够取决于待印刷的期望图像将从0％至100％的干油墨覆盖率置于印刷图像中的给定小区域上。因此，对于全彩图像，给定小区域理论上可以接收400％的干油墨覆盖率，即，从CMYK显影单元116、118、120和122的组合中的每个接收100％的干油墨覆盖率。然而，在实践中，在印刷典型的期望图像时，图像中的任何区域上的最大干油墨覆盖率均远小于400％的物理最大干油墨覆盖率。对于大多数顾客图像，大量施加干油墨将为总共大约200％的干油墨覆盖率(来自所有CMYK显影单元的组合中的全部)。此外，在一些实施方案中，通过硬件和/或软件在截止极限270％处设置图像的任何给定小区域的最大干油墨覆盖率。该截止极限的一个原因是为了避免物理应力，因为物理应力将会在定影器132上产生常见污染。
相比之下，在本公开中，与导电区域(例如，导电迹线区段220)相对应的干油墨的出现无关紧要。另外，定影器132及其对应模块可以包括特殊的旁路或改进，使得干油墨的总覆盖率可以适用于应用(即，确保不会损坏定影器132)。在这种情况下，对于导电迹线区段220可以选择相对大的且甚至原本不期望的总干油墨覆盖率。在一些实施方案中，可以发现足以用于施加粉末状导电材料52(例如，导电材料54和/或56)以形成导电迹线的总干油墨覆盖率可能是大于或等于300％的总干油墨覆盖率。可以经由众所周知的文件格式或通道(诸如PDF)命令这些高的干油墨覆盖率。此外，用于形成导电迹线的图像数据和命令可以在同一数据流中与用于印刷常规图像的图像数据进行组合以便于人类查看。例如并且如图11中所示，可以使用同一数据流印刷的标签200包括艺术作品区段210和导电迹线区段220。
应当明白，上述公开的和其他特征和功能的各个方面或其另选的替代方案可以期望地组合到许多其他不同的系统或应用中。本领域的技术人员随后可以做出各种目前未预见或未预料到的替换、修改、变化或改进，这些也旨在被所附权利要求书所涵盖。
附图标号
10 可印刷介质
20 基底
22 顶部表面
24 底部表面
30 干油墨
32 上部
34 下部
40 干油墨
42 上部
44 下部
50 涂覆器
52 导电材料(粉末)
54 导电材料(固体)
56 导电材料(固体)
60 热压制机
70 除尘器
90 印刷单元
92 印刷单元
96 印刷单元
98 印刷单元
100 进料器模块
110 印刷引擎塔
112 声传输辅助(ATA)设备
114 传送带
116 干油墨分配器
118 干油墨分配器
120 干油墨分配器
122 干油墨分配器
130 定影器模块
132 定影器
140 输出模块
150 后处理模块
160 模块
162 预加热器
170 模块
200 标签
210 区段
220 区段
A 箭头
B 箭头
C 箭头

Claims (44)

1.一种生产导电线的方法，所述方法包括：
提供基底；
在所述基底上印刷第一层；
将粉末状导电材料施加到所述第一层；以及，
将所述粉末状导电材料粘结到所述第一层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述基底上印刷第一层的所述步骤包括：
将干油墨施加到所述基底；以及，
将所述干油墨定影到所述基底。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述基底上印刷第一层的所述步骤包括：
将干油墨施加到所述基底。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括在所述基底上印刷第一层的步骤之后：
对所述干油墨进行预热。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括在将粉末状导电材料施加到所述第一层的所述步骤之后：
从所述基底除去松散的粉末状导电材料。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述基底除去松散的粉末状导电材料。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括在将所述粉末状导电材料定影到所述第一层的所述步骤之后：
从所述基底除去松散的粉末状导电材料。
8.根据权利要求1所述的方法，其中将所述粉末状导电材料粘结到所述第一层的所述步骤包括：
将热量施加到所述第一层；以及，
将压力施加到所述粉末状导电材料和所述第一层。
9.根据权利要求1所述的方法，其中将所述粉末状导电材料粘结到所述第一层的所述步骤包括：
将热量施加到所述粉末状导电材料和所述第一层。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法至少部分地发生在印刷单元内。
11.一种生产导电线的方法，所述方法包括：
提供基底；
在所述基底上印刷第一层；
将粉末状导电材料施加到所述第一层；以及，
从所述基底除去松散的粉末状导电材料。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述基底上印刷第一层的所述步骤包括：
将干油墨施加到所述基底；以及，
将所述干油墨定影到所述基底。
13.一种用于生产导电线的模块，所述模块可操作地布置成与印刷单元协作，所述模块包括：
用于将粉末状导电材料施加到可印刷介质的涂覆器，所述可印刷介质包括基底并包括印刷层；
热压制机，所述热压制机可操作地布置成将所述粉末状导电材料粘结到所述印刷层；和，
除尘器，所述除尘器可操作地布置成从所述可印刷介质除去未粘结的粉末状导电材料。
14.根据权利要求13所述的模块，还包括加热器，所述加热器可操作地布置成将所述印刷层至少部分地液化。
15.根据权利要求13所述的模块，其中所述模块被布置成连接到所述印刷单元。
16.根据权利要求13所述的模块，其中所述印刷层包括干油墨。
17.根据权利要求13所述的模块，其中所述印刷层包括一层或多层调色剂。
18.一种用于在可印刷介质内生产导电线的模块，所述模块可操作地布置成与印刷单元协作，所述模块包括：
涂覆器，所述涂覆器可操作地布置成将粉末状导电材料施加到所述可印刷介质的至少一部分，所述可印刷介质包括基底并包括印刷层，所述印刷层包括第一区段和第二区段；
热压制机，所述热压制机可操作地布置成将所述粉末状导电材料粘结到所述第一区段；和，
除尘器，所述除尘器可操作地布置成从所述可印刷介质除去未粘结的粉末状导电材料。
19.根据权利要求18所述的模块，其中所述涂覆器可操作地布置成仅将所述粉末状导电材料施加到所述第一区段。
20.根据权利要求18所述的模块，其中所述涂覆器可操作地布置成将所述粉末状导电材料施加到所述第一区段和所述第二区段。
21.根据权利要求18所述的模块，其中所述印刷层包括干油墨。
22.根据权利要求21所述的模块，其中所述第一区段包括一层或多层调色剂。
23.根据权利要求18所述的模块，其中：
所述第二区段包括小于或等于预定截止极限的总干油墨覆盖率；并且，
所述第一区段包括大于预定最小值的总干油墨覆盖率。
24.根据权利要求23所述的模块，其中所述预定最小值大于所述预定截止极限。
25.根据权利要求23所述的模块，其中所述预定最小值为至少300％的干油墨覆盖率。
26.根据权利要求23所述的模块，其中所述第一区段形成导电迹线，并且所述第二区段形成可见图像，所述第一区段和所述第二区段经由单个图像文件印刷在所述基底上。
27.根据权利要求18所述的模块，还包括加热器，所述加热器可操作地布置成将所述印刷层至少部分地液化。
28.根据权利要求27所述的模块，其中所述加热器可操作地布置成仅将所述第一区段至少部分地液化。
29.根据权利要求18所述的模块，其中所述模块被布置成连接到所述印刷单元。
30.一种在可印刷介质的至少一部分内生产导电线的方法，所述方法包括：
提供基底；
在所述基底上印刷印刷层，所述印刷层包括第一区段和第二区段；
将粉末状导电材料施加到所述印刷层；以及，
将所述粉末状导电材料粘结到所述第一区段。
31.根据权利要求30所述的方法，其中在所述基底上印刷印刷层的所述步骤包括：
将干油墨施加到所述基底；以及，
将所述干油墨定影到所述基底。
32.根据权利要求30所述的方法，其中在所述基底上印刷印刷层的所述步骤包括：
将干油墨施加到所述基底。
33.根据权利要求32所述的方法，还包括在所述基底上印刷印刷层的步骤之后：
对所述干油墨进行预热。
34.根据权利要求30所述的方法，还包括在将粉末状导电材料施加到所述印刷层的所述步骤之后：
从所述基底和所述印刷层除去未粘结的粉末状导电材料。
35.根据权利要求30所述的方法，还包括：
从所述基底和所述印刷层除去松散的粉末状导电材料。
36.根据权利要求30所述的方法，还包括在将所述粉末状导电材料粘结到所述印刷层的所述步骤之后：
从所述基底和所述印刷层除去松散的粉末状导电材料。
37.根据权利要求30所述的方法，其中将所述粉末状导电材料粘结到所述第一区段的所述步骤包括：
将热量施加到所述印刷层的至少所述第一区段；以及，
将压力施加到所述粉末状导电材料和所述第一区段。
38.根据权利要求30所述的方法，其中将所述粉末状导电材料粘结到所述第一区段的所述步骤包括：
将热量施加到所述粉末状导电材料和所述印刷层的至少所述第一区段。
39.根据权利要求30所述的方法，其中在所述基底上印刷印刷层的所述步骤包括：
将第一层施加到所述基底，所述第一层包括所述第一区段和所述第二区段；以及，
将第二层施加到所述第一层的所述第一区段。
40.根据权利要求32所述的方法，其中将粉末状导电材料施加到所述印刷层的所述步骤包括：
将所述粉末状导电材料施加到所述第一区段。
41.根据权利要求30所述的方法，其中：
所述第二区段包括小于或等于预定截止极限的总干油墨覆盖率；并且，
所述第一区段包括大于预定最小值的总干油墨覆盖率。
42.根据权利要求41所述的模块，其中所述预定最小值大于所述预定截止极限。
43.根据权利要求41所述的模块，其中所述预定最小值为至少300％的干油墨覆盖率。
44.根据权利要求41所述的模块，其中所述第一区段形成导电迹线，并且所述第二区段形成可见图像，所述第一区段和所述第二区段经由单个图像文件印刷在所述基底上。
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