ES2347680T3

ES2347680T3 - Procedimiento de impresion de una imagen sobre una superficie metalica, particularmente sobre una superficie de una moneda.

Info

Publication number: ES2347680T3
Application number: ES06251732T
Authority: ES
Inventors: Hieu C. Truong
Original assignee: Royal Canadian Mint
Current assignee: Royal Canadian Mint
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2010-11-03
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: DE602006015034D1; ATE471822T1; PL1839893T3; EP1839893B1; EP1839893A1

Abstract

Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal, que comprende las etapas de: proporcionar una superficie de metal; formar una pluralidad de macroporos en al menos una porción de la superficie de metal, en donde los macroporos tienen aproximadamente una anchura de 0,1 a 0,5 milímetros y aproximadamente una profundidad de 0,01 a 0,10 milímetros; formar una pluralidad de microporos en los macroporos, en el que los microporos tienen una profundidad y una anchura de aproximadamente 0,01 micrómetros a 15 micrómetros; limpiar la superficie de metal; aplicar una primera tinta con un color a los macroporos y a los microporos para formar al menos una imagen en la superficie del metal; y secar la primera tinta.

Description

[0001] La invención se refiere a impresión en general y más concretamente a impresión sobre objetos metálicos tales como monedas. [0002] Es conocido imprimir imágenes en sustratos metálicos. Se conocen una serie de sistemas y procedimientos para la aplicación de tinta sobre una superficie

� metálica. La patente EP 0209896 describe un procedimiento y un aparato para la decoración de contenedores de metal o de plástico. La patente US 2002090456 describe un procedimiento para imprimir en tiras de metal usando cabezales de impresión controlados por ordenador. La patente GB 2373217 describe un sistema de impresión de inyección de tinta con cabezales de impresión que utilizan al menos dos

��: tecnologías de cabezales de impresión diferentes. La patente WO 01920 describe una formulación de una composición de pintura que permite decorar bobinas de metal con complejos diseños de múltiples colores. La patente EP 1120248 describe una placa de impresión y un procedimiento para su preparación, que forma una película de una imagen deseada en un medio de soporte para impresión. La patente EP 1629977

��: describe cómo una placa de impresión puede ser más rugosa para que la película de polímero tenga una buena adherencia. La patente US 2004194235 describe un proceso para grabar hasta una profundidad definida mediante el uso de un láser y llenar la profundidad con un sellador de color. Finalmente, la patente EP 1084830 describe un procedimiento para hacer rugosa una superficie de placa utilizando un procedimiento

��: electroquímico. [0003] Típicamente, es necesario recubrir el sustrato de metal con un material termoplástico o termoestable antes de la aplicación de la tinta. También se conoce transferir la tinta primero a un portador intermedio y posteriormente transferir la tinta del portador al sustrato recubierto. Véase, por ejemplo, la patente US N º 5.994.264

��: (Sherman et al.). [0004] En particular, es conocido aplicar la pintura o la tinta a una moneda de metal mediante un proceso de serigrafía. Aunque se pueden producir imágenes de alta calidad mediante estos procesos, la adhesión de la imagen a la superficie de la moneda no es adecuada para proporcionar una durabilidad suficiente para que dichas monedas

��: sean adecuadas para la circulación pública. [0005] Existe una necesidad de un procedimiento de impresión de imágenes sobre superficies metálicas eficiente y de bajo costo, de tal manera que la imagen muestre una buena adherencia a la superficie metálica. Hay una necesidad particular de un procedimiento de impresión de imágenes en una cara de una moneda de metal, en el

��: que la imagen demuestre una durabilidad suficiente para que la moneda impresa sea

adecuada para la circulación pública. [0006] En un primer aspecto, la invención es un procedimiento de impresión sobre una superficie de metal que comprende las etapas de proporcionar una superficie de metal, formar una pluralidad de macroporos en al menos una porción de la

� superficie del metal, y formar una pluralidad de microporos en los macroporos. La superficie del metal se limpia, y una primera tinta que tiene un primer color se aplica a los macroporos y a los microporos para formar al menos una imagen en la superficie del metal. La tinta se seca. [0007] Preferiblemente, la superficie del metal es parte de una moneda. Se

��: pueden aplicar tintas adicionales. Preferiblemente, la primera tinta y cualesquiera tintas adicionales tienen base de disolvente y se aplican usando impresoras de inyección de tinta. El proceso de secado se realiza preferentemente soplando aire a través de la superficie del metal. El procedimiento preferiblemente también comprende una etapa de inspección de la superficie de metal para asegurar la orientación correcta de la

��: superficie del metal y una etapa de inspección de la superficie de metal para asegurar una calidad adecuada de la imagen impresa. El procedimiento puede incluir una etapa de aplicación de una capa superior substancialmente transparente sobre la primera y cualesquiera tintas adicionales. Preferiblemente, los macroporos tienen aproximadamente de 0,1 a 0,5 milímetros a través y en aproximadamente de 0,01 a

��: 0,05 milímetros de profundidad y los microporos tienen aproximadamente 0,01 micrómetros (micrones) a 15 micrómetros (micrones) de profundidad. Los macroporos pueden formarse en una operación de estampado y los microporos se pueden formar en una operación de chorro de arena. [0008] En un segundo aspecto, la invención es un procedimiento para imprimir

��: una imagen en al menos una porción de una superficie de una moneda. El procedimiento comprende una primera etapa de proporcionar una moneda de metal que tiene una primera cara y una segunda cara. Una pluralidad de macroporos se forman en al menos una parte de la primera cara. Una pluralidad de microporos se forman por lo menos dentro de los macroporos. Se limpia al menos la primera cara para proporcionar

��: una superficie substancialmente limpia. La primera cara se inspecciona para asegurar la orientación correcta de la moneda. Una primera impresora de inyección de tinta se utiliza para aplicar una primera tinta que tiene un primer color a los macroporos y a los microporos para formar una primera imagen en la primera cara. La primera tinta se seca al aire. Una segunda impresora de inyección de tinta se utiliza para aplicar una

��: segunda tinta que tiene un segundo color a los macroporos y a los microporos. La

segunda tinta se seca al aire. Una capa superior de laca se aplica para cubrir la primera y segunda tintas mediante una tercera impresora de inyección de tinta. La capa superior se seca al aire. El procedimiento no se limita a dos colores, sino que puede implicar un solo color, o más de dos colores, excluyendo la capa superior.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0009] Para el propósito de ilustrar la invención, se muestra en los dibujos una forma de la invención que en la actualidad se prefiere; sin embargo, se entiende que

��: esta invención no se limita a las disposiciones precisas y a los instrumentos que se muestran. En los dibujos: La figura 1 es un diagrama de las etapas de un procedimiento de

impresión sobre una superficie metálica, según la presente invención. La figura 2 es una vista en planta de una primera cara de una moneda

��: que tiene una superficie impresa producida de acuerdo con el procedimiento de la Figura 1. La Figura 3 es una vista en sección transversal de la moneda de la

figura 2, tomada a lo largo de la línea 3-3 de la Figura 2. La Figura 4 es una vista en detalle ampliada de la superficie impresa de

��: la moneda de la figura 2, mostrando macroporos y microporos producidos de acuerdo con el procedimiento de la Figura 1. Las figuras 5 a 13 son vistas en planta de diseños alternativos de

construcción de macroporos de acuerdo con el procedimiento de la Figura 1. Las Figuras 14 y 15 son vistas en sección transversal que muestran una

��: construcción de macroporos alternativa de acuerdo con el procedimiento de la Figura

1. [0010] Con referencia a las figuras, en las que se utilizan referencias similares para indicar elementos similares a lo largo de toda la descripción, se muestra en la figura 1 un diagrama de las etapas de un procedimiento, identificado en general

��: mediante el número de referencia 10, de impresión sobre una superficie metálica, de acuerdo con la presente invención. Las figuras 2 a 4 ilustran una moneda 100 producida mediante el procedimiento 10. La moneda 100 incluye una superficie imprimible 108 que tiene una pluralidad de macroporos 110 y microporos 112, que se describen en detalle más adelante. Las Figuras 5 a 15 ilustran algunas de las diversas

��: formas en que se pueden construir los macroporos 110.

[0011] El procedimiento de impresión sobre una superficie metálica 10 se describe en el contexto de producción de la moneda 100. Sin embargo, se reconocerá que el procedimiento 10 es aplicable a superficies metálicas en general, y no se limita en su aplicación a monedas. El procedimiento 10 es, sin embargo, especialmente

� adecuado para proporcionar imágenes impresas en monedas. [0012] Con referencia a las figuras 1 a 4, el procedimiento 10 comprende una primera etapa 12 de proporcionar una superficie de metal. La superficie de metal puede ser, por ejemplo, una primera cara 102 de la moneda de metal 100. La moneda de metal 100 incluye la primer cara 102 y una segunda cara 104. En la realización

��: preferida ilustrada, la primera cara 102 está provista de sellos estampados 106 en relieve que rodean la superficie imprimible 108. [0013] En una segunda etapa 14, una pluralidad de macroporos 110 se forman en al menos una porción de la superficie de metal (preferentemente, la primera cara 102). Preferiblemente, los macroporos 110 se forman utilizando técnicas

��: convencionales de trabajo del metal, tales como estampado. Con referencia a las Figuras 4, 14, y 15, los macroporos tienen una anchura A entre aproximadamente 0,1 y 0,5 milímetros y una profundidad C entre 0,01 y 0,10 milímetros. Preferiblemente, los macroporos 110 están separados entre sí una distancia B entre 0,0 y 0,3 milímetros. [0014] Los macroporos 110 se pueden formar en una amplia gama de diseños.

��: Con relación a las figuras 4 y 5, en un primer diseño 130, los macroporos 110 se forman como hendiduras generalmente circulares separadas de un diámetro generalmente uniforme. Con referencia a las figuras 6 a 13, un segundo a noveno diseños 132 a 146 proporcionan hendiduras discretas localizadas similares al primer diseño 130, así como canales marcados extendidos. Son posibles otros patrones.

��: [0015] Además, los macroporos 110 se pueden formar en una amplia gama de perfiles transversales. Con referencia de nuevo a las figuras 4 y 5, en un primer perfil transversal 150, los macroporos 110 están provistos de un perfil de sección transversal semicircular. Además, y con referencia a la figura 14, en un segundo perfil transversal 152, los macroporos 110 pueden estar provistos de una combinación de bordes

��: redondeados y lineales. Además, con referencia a la figura 15, los macroporos 110 pueden estar provistos de un tercer perfil transversal 154, generalmente triangular. El primer a tercer perfiles transversales son ilustrativos de sólo tres de las muchos posibles geometrías. [0016] Con particular referencia a las Figuras 1 y 4, en una tercera etapa 16 se

��: forman una pluralidad de microporos 112 dentro y adyacentes a los macroporos 110.

Los microporos 112 se caracterizan por dimensiones mucho menores que los macroporos, que varían en tamaño (profundidad y anchura) de 0,01 micrómetros (micrones) a 15 micrómetros (micrones). Los microporos 112 tienen un tamaño promedio de aproximadamente 0,5 micrómetros (micrones) y 5,0 micrómetros

� (micrones). Los microporos 112 se producen preferentemente mediante un proceso de chorro de arena o mediante un proceso con láser. [0017] Con referencia continua a la figura 1, en una cuarta etapa 18 la superficie de metal (preferentemente, la superficie imprimible 108) se limpia para eliminar cualquier residuo acumulado en la superficie durante el proceso, incluido

��: cualquier lubricante. Una superficie limpia mejora la adhesión de la tinta aplicada posteriormente a la superficie. La superficie se limpia utilizando técnicas convencionales conocidas por los expertos en la técnica de la metalurgia. [0018] Preferentemente, en una quinta etapa 20, la superficie metálica es inspeccionada para garantizar la orientación correcta de la superficie del metal respecto

��: a equipos de impresión de inyección de tinta, que se describe más adelante. La quinta etapa 20 es necesaria para objetos tales como la moneda 100, que se suministra preferiblemente al equipo de impresión mediante equipos automatizados, y que se suministra al equipo de impresión orientado al azar boca arriba o boca abajo. Si no hay incertidumbre en la orientación del objeto que se procesa, la quinta etapa 20 podría

��: omitirse. [0019] Preferiblemente, la quinta etapa 20 se realiza usando un equipo automático convencional de reconocimiento de patrones de un tipo conocido para los expertos en la técnica de la fabricación de equipos automatizados. Por ejemplo, una cámara digital (no representada) puede acoplarse a un controlador de ordenador (no

��: representado), proporcionando una señal al controlador. El controlador está provisto de software adaptado para determinar, a partir de la señal, la orientación del objeto que se está procesando. En particular, respecto a la moneda 100, el software podría reconocer si la primera cara 102 o la segunda cara 104 están orientadas adecuadamente en relación con el equipo de impresión. Si no están en la posición adecuada, el

��: controlador activaría la maquinaria de un tipo bien conocido por los expertos en la técnica de la fabricación de equipos automatizados para voltear la moneda 100 en la orientación deseada. [0020] Con referencia ahora a las Figuras 1 y 6, en una sexta etapa 22, una primera tinta 116 que tiene un primer color se aplica a los macroporos 110 y a los

��: microporos 112 para formar al menos una imagen 114 sobre la superficie de impresión

108. Preferiblemente, la primera tinta 116 es una tinta con base solvente que tiene un solvente que se evapora muy rápidamente, preferentemente dentro de los tres o cuatro segundos de exposición al aire que sopla al pasar la superficie imprimible 108 a una velocidad moderada (por ejemplo, 10 pies por segundo). En particular, una tinta con

� base de cetona alcohol, tal como las tintas disponibles por parte de Imaje Francia de Bourg Les Valence, Francia, que tiene los códigos de producto FT316 y 5130, que se han encontrado particularmente efectivos. [0021] La primera tinta 116 se aplica preferentemente a la superficie imprimible 108 utilizando una primera impresora de inyección de tinta (no

��: representada). La primera impresora de inyección de tinta es preferentemente una impresora de inyección de tinta de tipo piezoeléctrico. La primera impresora de inyección de tinta es convencional. Preferiblemente se utiliza un modelo S8 Series Master disponible por parte de Image France. [0022] En una séptima etapa 24, la tinta se seca en un primer túnel de aire (no

��: representado) donde el aire se hace circular a una velocidad moderada para evaporar el solvente y secar la primera tinta 116. Tal como se indicó anteriormente, el objeto de metal (preferentemente, la moneda 100) se mueve a través del primer túnel de aire en tres o cuatro segundos. El aire no tiene que calentarse por encima de la temperatura ambiente en la planta de procesamiento.

��: [0023] Preferentemente en una octava etapa 26, una segunda tinta 120 que tiene un segundo color se aplica a los macroporos 110 y a los microporos 112 en la superficie de metal (la superficie imprimible 108). La segunda tinta 120 forma una segunda imagen 118, que preferentemente coopera con la primera imagen 114. En la realización particular de la moneda 100 ilustrada, la primera imagen 114 y la segunda

��: imagen 118 juntas forman una representación de una flor de amapola. [0024] Preferiblemente, la segunda tinta 120 es también con base de solvente. Se ha encontrado que es deseable que las primera y segunda tintas 116, 120 se basen en diferentes solventes. Por lo contrario, cuando la segunda tinta 120 se aplica, el solvente contenido en la misma tiende a volverse a mojar y desenfoca la primera

��: imagen 114. La segunda tinta 120 se aplica preferentemente con una segunda impresora de inyección de tinta (no representada), similar a la primera impresora de inyección de tinta (no representada). En una novena etapa 28, la segunda tinta 120 se seca al aire, preferiblemente de una forma similar a la primera tinta 116, tal como se describe en la séptima etapa 24.

��: [0025] Se reconocerá que el procedimiento 10 no se limita a la aplicación de

sólo dos tintas. Se podrían proporcionar estaciones adicionales de impresión para aplicar tintas adicionales junto con túneles de secado adicionales. [0026] Con referencia ahora a las Figuras 1 y 4, en una décima etapa 30, se aplica un recubrimiento superior sustancialmente transparente 122 para cubrir por lo

� menos sustancialmente la primera tinta 116, y la segunda tinta 120 y otras tintas adicionales, si están previstas. Preferiblemente, el recubrimiento superior 122 es una laca sustancialmente transparente que tiene una resina de base de nitrocelulosa. Esta laca se encuentra disponible comercialmente a partir de fuentes que incluyen Imaje France, bajo el código de producto 5553. El espesor preferido del recubrimiento

��: superior 122 es entre 1 y 2 micrones. Preferiblemente, la décima etapa 30 se realiza utilizando una tercera impresora de inyección de tinta tercero (no representada) de un tipo similar a la primera y segunda impresoras de inyección de tinta. En una undécima etapa 32, el recubrimiento superior 122 se seca al aire, preferiblemente en una forma similar a la descrita anteriormente para las etapas séptima y novena 24 y 28.

��: [0027] Alternativamente, se reconocerá que la aplicación del revestimiento superior 122 podría realizarse usando otros materiales y técnicas. Por ejemplo, el recubrimiento superior 122 podría ser un recubrimiento transparente capaz de curarse mediante exposición a radiación ultravioleta. Otros tipos de recubrimientos superiores 122 sensibles al calor pueden utilizarse, incluyendo un recubrimiento de poliuretano.

��: Aún más, el recubrimiento superior 122 podría ser incoloro, o podría ser de color, sin dejar de ser por lo menos sustancialmente transparente. [0028] Por último, en una duodécima etapa 34, la primera y segunda imágenes impresas 114, 118 son inspeccionadas para que tengan una calidad aceptable mediante los equipos automatizados de reconocimiento de patrones de un tipo similar al descrita

��: anteriormente en relación con la quinta etapa 20. [0029] Es reconocerá por los expertos en la materia pertinente que uno o más de las doce etapas anteriores se pueden omitir. Por ejemplo, la duodécima etapa 34, aunque deseable, no será necesario realizarla. [0030] Un procedimiento eficiente y de bajo coste de impresión de imágenes

��: sobre las superficies metálicas se describe de esta manera. En particular, se describe un procedimiento eficiente y de bajo coste de impresión de imágenes en una cara de una moneda de metal, en donde la imagen demuestra una durabilidad suficiente y una adherencia a la superficie de la moneda para que la moneda impresa sea adecuada para la circulación pública.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el

� máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad al respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

��: • EP 0209896 A [0002]

•: US 2002090456 A [0002]

•: GB 2373217 A [0002]

•: WO 01920 A [0002]

•: EP 1120248 A [0002]

��: • EP 1629977 A [0002]

•: US 2004194235 A [0002]

•: EP 1084830 A [0002]

•: US 5994264 A [0003]

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal, que comprende las etapas de:

� proporcionar una superficie de metal;

formar una pluralidad de macroporos en al menos una porción de la superficie de metal, en donde los macroporos tienen aproximadamente una anchura de 0,1 a 0,5 milímetros y aproximadamente una profundidad de 0,01 a 0,10 milímetros;

formar una pluralidad de microporos en los macroporos, en el que los

�� microporos tienen una profundidad y una anchura de aproximadamente 0,01

micrómetros a 15 micrómetros; limpiar la superficie de metal; aplicar una primera tinta con un color a los macroporos y a los

microporos para formar al menos una imagen en la superficie del metal; y

��

secar la primera tinta.
2.

Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según la reivindicación 1, en el que la superficie de metal es parte de una moneda.
3.

Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la etapa de aplicación de la tinta se

��

realiza mediante una impresora de inyección de tinta.
4. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según la reivindicación 3, en el que la impresora de inyección de tinta es una impresora de inyección de tinta piezoeléctrica.
5. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según

��

cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la tinta tiene base de solvente.
6. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según la reivindicación 5, en el que la etapa de secado de la tinta incluye una etapa de soplar aire a través de la superficie de metal para evaporar un solvente en la tinta con base de solvente.

��

7. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que también comprende una etapa de aplicar una segunda tinta a los macroporos y a los microporos en la superficie de metal.
8. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según la reivindicación 7, en el que la segunda tinta tiene un segundo color diferente al primer

��

color.
9. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el que la primera tinta y la segunda tinta se aplican con una primero y segunda impresoras de inyección de tinta, respectivamente.
10. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según

� cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que la primera tinta y la segunda tinta tienen una base de solvente, y la primera tinta incluye un primer solvente y la segunda tinta incluye un segundo solvente.
11. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que también comprende una etapa de

��

inspección de la superficie de metal para asegurar la orientación correcta de la superficie de metal.
12. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según la reivindicación 11, que también comprende una etapa de inspección de la superficie de metal para asegurar una calidad adecuada de la imagen impresa.

��

13. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según la reivindicación 12, en el que las etapas de inspección de la superficie de metal y de inspección de la imagen se realizan usando dispositivos automáticos de reconocimiento de patrones.
14. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según

��

cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que también comprende una etapa de aplicación de un recubrimiento superior sustancialmente transparente para cubrir por lo menos sustancialmente la al menos una imagen.
15. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según la reivindicación 14, en el que el recubrimiento superior es una laca sustancialmente

��

transparente.
16. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según la reivindicación 14 o la reivindicación 15, en el que la etapa de aplicación del recubrimiento superior se realiza usando una tercera impresora de inyección de tinta.
17. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según

��

cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que el espacio entre los macroporos está entre 0,0 milímetros y aproximadamente 0,30 milímetros.
18. Procedimiento de impresión sobre una superficie de metal según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que la etapa de formación de los macroporos se realiza en una operación de estampado y la etapa de formación de los

��

microporos se realiza en una operación de chorro de arena o en una operación con

láser.
19. Procedimiento según la reivindicación 2, que también comprende

las etapas de: aplicar una segunda tinta a los macroporos y a los microporos en la

� superficie de metal, donde la segunda tinta tiene un segundo color diferente del primer

color;

secar la segunda tinta;

inspeccionar la superficie de metal antes de la aplicación de las tintas

para asegurar la orientación correcta de la superficie de metal;

��

aplicar un recubrimiento superior sustancialmente transparente para cubrir por lo menos sustancialmente la por lo menos una imagen;

en el que la primera y segunda tintas se aplican con una primera y segunda impresoras de inyección de tinta, respectivamente, y el recubrimiento superior se aplica usando una tercera impresora de inyección de tinta.

��

20. Procedimiento según la reivindicación 19, en el que la limpieza de la superficie de metal proporciona una superficie sustancialmente limpia, el secado de la primera y segunda tintas es secado al aire y el recubrimiento superior es una laca.
21. Procedimiento según la reivindicación 20, que también comprende las etapas para utilizar al menos una tercera impresora de inyección de tinta para

��

aplicar al menos una tercera tinta que tiene al menos un tercer color a los macroporos y a los microporos y el secado al aire de la al menos tercera tinta.