ES2879662T3 - Un método de fabricación de un objeto de plástico moldeado en molde con un circuito electrónico embebido impreso sobre una base de papel y tal objeto de plástico moldeado en molde - Google Patents

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Abstract

Un método para fabricar un objeto de plástico que embebe un circuito electrónico basado en papel, que comprende las etapas de: A. proporcionar o producir un circuito electrónico basado en papel, usado como etiqueta en molde y un molde, siendo dicho molde adecuado para la provisión de la forma del objeto de plástico; B. posicionar el circuito electrónico basado en papel dentro del molde; C. proporcionar plástico líquido en el molde; y D. permitir que el plástico se solidifique y recuperar el objeto de plástico moldeado que embebe el circuito electrónico basado en papel; en donde el circuito electrónico basado en papel lleva un circuito electrónico que está al menos parcialmente impreso sobre un sustrato basado en papel y en donde el sustrato basado en papel tiene una lisura Bekk igual o superior a 900 s.

Description

DESCRIPCIÓN
Un método de fabricación de un objeto de plástico moldeado en molde con un circuito electrónico embebido impreso sobre una base de papel y tal objeto de plástico moldeado en molde
Dominio de la invención
El internet de las cosas (IdC) requiere embeber circuitos electrónicos en cualquier tipo de objeto preparado de diferentes materiales (papel, madera, vidrio, plásticos, etc.). Los sustratos de papel PowerCoat® y los sustratos de papel relacionados que se pueden imprimir con tinta electrónica permiten nuevas PCB (placas de circuitos electrónicos impresos) flexibles y ligeras que se pueden pegar como etiqueta a cualquier objeto o, incluso mejor, 'embeber' o laminar en otros productos de papel (cartones corrugados, hojas de papel, etc.). La presente invención se refiere a la capacidad de embeber circuitos electrónicos, tales como: electrónica de comunicación (módulos de Bluetooth y Wi-Fi), módulos de detección (temperatura, acelerómetro, etc...), RFID (con fines de seguridad, identificación y seguridad de marca, seguimiento de objetos, etc.), celdas solares orgánicas (fotovoltaicas orgánicas), OLED, etc., de manera selectiva, sólida y barata directamente en partes de plástico para varias aplicaciones de mercado, en particular, IdC, etc.).
En la técnica, se conoce bien la producción de etiquetas en molde (IML en inglés) mediante la inclusión de una etiqueta de plástico impresa en el molde y la preparación de la pieza de plástico, por ejemplo, mediante inyección, extrusión u otras técnicas. De esta manera, la pieza de plástico se produce en una sola etapa. La etiqueta de plástico, generalmente, se prepara del mismo polímero que la pieza de plástico o al menos el material se selecciona con el fin de que tenga una fuerte afinidad química con el polímero debido a su propia naturaleza química o por medio de un tratamiento químico.
La técnica de IML original proporciona etiquetas impresas integradas, sin funcionalidad electrónica. El objetivo es meramente proporcionar información visual sobre el empaquetado. Se han descrito algunas funcionalizaciones de las películas plásticas para su incrustación en piezas de plástico. El objetivo de estas técnicas es proporcionar conectores en los paneles de control frontales de diversos dispositivos domésticos o técnicos.
En otros campos, la integración de la electrónica en piezas de plástico se ha desarrollado mediante la creación de dispositivos electrónicos directamente sobre o en piezas de plástico mediante diversos medios. Una técnica consiste en usar polímeros activables en la propia pieza. Por ejemplo, mediante el uso de polímeros dopados con óxidos de cobre activables, la activación por láser reducirá estos óxidos en el metal conductor y creará rutas conductoras. Esta técnica se puede aplicar en objetos 3D. Otra técnica usa la tecnología de chorro de tinta, que también permite la impresión directa sobre piezas 3D.
El grabado o la impresión directa de funcionalidades electrónicas sobre partes de plástico, conocida como plastrónica, tiene varios inconvenientes importantes. Esta técnica está limitada en cuanto a los componentes electrónicos que se pueden integrar sin contacto. Esta resulta costosa, requiere mucho tiempo, ya que se debe realizar sobre la propia pieza de plástico, y a menudo requiere tratamientos posteriores de baños químicos. La definición de impresión de las partes electrónicas es menos poderosa que la impresión sobre sustratos de papel (100 pm en lugar de menos de 10 pm).
La solicitud de patente internacional WO2009065445 (empresa ISDI) divulga un proceso de IML, preparadas de diversos sustratos plásticos o celulósicos, que se laminan con una película de plástico transparente. A continuación, este complejo se incorpora a un proceso en molde. En esta solicitud de patente, se contempla la incrustación de componentes electrónicos, tales como un chip, un transpondedor o similares, mediante la inclusión de tales componentes entre el sustrato de base de la etiqueta y una película de plástico laminada. Sin embargo, tal como se menciona en dicha solicitud, la incrustación de componentes electrónicos producidos por separado presenta la desventaja de añadir espesor adicional a la etiqueta en molde, que puede necesitar compensarse. Además, la fabricación de tales componentes no se corresponde con la flexibilidad de la electrónica impresa. Además, dado que las enseñanzas de dicha solicitud se centran en proporcionar una etiqueta en molde con un circuito electrónico orientado hacia afuera debajo de una película laminada, los componentes electrónicos embebidos no son accesibles para las conexiones físicas, requieren una etapa de laminación adicional para su fabricación, al tiempo que no resulta posible ocultar simultáneamente el circuito electrónico (que requiere una película opaca) y proporcionar una impresión gráfica visible (que requiere una película transparente) sobre la misma área de la etiqueta. Además, un circuito electrónico que se fabrica, tal como se divulga en dicha solicitud, por separado del sustrato y anexado al mismo se puede separar posteriormente del mismo, lo que pone en peligro la seguridad de una etiqueta así diseñada.
La publicación de patente de estadounidense n.° US 2007/257398 A1 divulga un laminado que comprende un sustrato de película delgada y componentes electrónicos, que se inserta moldeado en un artículo de plástico. Los componentes electrónicos se proporcionan sobre la superficie inferior del sustrato y se hacen accesibles a través de las aberturas de acceso incluidas en la resina de moldeo. Este documento también divulga un segundo sustrato que se puede aplicar sobre el componente electrónico.
La solicitud de patente europea EP 1 873 693 A1 divulga un artículo moldeado por inyección que comprende un elemento de superficie en molde que tiene un soporte de base plano y un elemento de identificación, en donde el material de soporte de base presenta al menos sustancialmente el mismo comportamiento de contracción que la composición de moldeo en molde por debajo de la temperatura de la composición de moldeo en molde reblandecida plásticamente.
La publicación de patente estadounidense n.° US 2010/291329 A1 divulga una etiqueta en molde que comprende una película de base portadora polimérica o celulósica y un patrón impreso sobre la primera superficie de la misma, estando dicha primera superficie impresa laminada con una película superior protectora transparente preparada de un material polimérico por medio de un adhesivo.
La publicación de patente estadounidense n.° US 2004/227267 A1 divulga un proceso de preparación de un artículo moldeado decorado que comprende un laminado de una pluralidad de etiquetas termoplásticas desprendibles separadas por medio de un método de transferencia de película.
El uso de películas de plástico y la incrustación mencionada de funcionalidades en las películas de plástico, que se integran, a continuación, en las piezas de plástico, tienen varios inconvenientes importantes.
• En la sinterización a alta temperatura, las películas de plástico muestran una caída notable en sus características físicas. Las temperaturas máximas son de 120 °C a 140 °C en el caso del tereftalato de polietileno (PET en inglés) y el naftalato de polietileno (PEN en inglés), mientras que el papel puede soportar temperaturas de hasta entre 200 °C y 220 °C sin una disminución significativa de las propiedades mecánicas. La sinterización se requiere normalmente para la obtención de circuitos electrónicos funcionales a partir de sustratos impresos con tinta electrónica, en particular, con tintas que comprenden partículas metálicas. La sinterización a baja temperatura, debido a las restricciones de temperatura del sustrato, induce la necesidad de una mayor cantidad de tintas electrónicas costosas, con el fin de alcanzar las propiedades electrónicas deseadas.
• Debido a su mayor sensibilidad a la temperatura en comparación con el papel, las películas de plástico muestran una estabilidad dimensional térmica deficiente. Este inconveniente provoca problemas de registro durante las etapas de impresión.
• Las películas de plástico son más difíciles de imprimir mediante técnicas básicas que el papel. Su manejabilidad en máquinas de impresión resulta difícil debido a la electricidad estática, lo que conduce a una operación a menor velocidad. La capacidad de la tinta para secarse sobre películas de plástico es mucho menor que sobre el papel, debido a la falta de porosidad de las películas. Esto también afecta negativamente a las velocidades de operación. La adhesión de las tintas y, por lo tanto, la resistencia a la transferencia, al rayado y al frote, son más bajos en las películas, debido a la falta de porosidad y la menor energía superficial.
Las películas de plástico muestran importantes restricciones de adhesión a polímeros de otra naturaleza química. Como ejemplo, el poliéster (en particular, el tereftalato de polietileno, PET), que se usa comúnmente en la industria de la electrónica impresa flexible, tiene una afinidad deficiente con la poliamida (PA) y las poliolefinas (polipropileno y polietileno). Las poliolefinas tienen una afinidad deficiente con la mayoría de los polímeros comunes usados en la industria del plástico. Esta limitación significaría que, en la mayoría de los casos, resultaría necesario usar, como sustrato de base para la etiqueta, una película del mismo polímero que la usada para la pieza de plástico final. A fin de superar este inconveniente crítico cuando se produce el producto, resulta necesario insertar un medio de adhesión entre las 2 superficies. Esto se puede realizar ya sea mediante coinyección, coextrusión, unión por fundición en caliente, recubrimiento de imprimación por adhesión o cualquier otro medio conocido por el experto. No obstante, estas operaciones técnicas pueden ser complejas, requieren mucho tiempo, conducen a desperdicios de producción y, finalmente, aumentan significativamente el coste del proceso global. Además, los polímeros tienden a tener diferentes coeficientes de expansión térmica, lo que conduce a la falta de adhesión o incluso a la separación del complejo o la estructura interlaminar de polímero al enfriarse después de la producción de la pieza de plástico. Breve descripción de la invención
Esta sección proporciona una breve descripción de la invención. Las definiciones y los detalles técnicos y las características adicionales, así como las realizaciones preferidas, divulgados en la descripción detallada a continuación, se aplican a la divulgación de esta sección.
La invención proporciona una solución a los inconvenientes de los métodos y productos de la técnica anterior mediante la sustitución de los sustratos basados en papel (los denominados sustratos de papel en el presente documento) por películas de plástico en la preparación de soportes para llevar funcionalidades electrónicas, tales como aquellas que proporcionan las tintas electrónicas impresas, en particular. El fin general de la invención es embeber una etiqueta que consiste esencialmente en un sustrato de papel que lleva tintas electrónicas y/o un circuito y/o dispositivo electrónico impreso (logrando, de ese modo, un circuito electrónico basado en papel) directamente en una pieza de plástico moldeada (también denominada objeto de plástico), realizándose la incrustación del circuito electrónico basado en papel y la producción de la pieza de plástico en una operación individual.
En el presente documento, se proporciona un método para fabricar un objeto de plástico que embebe un circuito basado en papel, que comprende las etapas de:
A. proporcionar o producir un circuito electrónico basado en papel y un molde;
B. posicionar el circuito electrónico basado en papel dentro del molde;
C. proporcionar plástico líquido en el molde; y
D. permitir que el plástico se solidifique y recuperar el objeto de plástico moldeado que embebe el circuito electrónico basado en papel;
en donde el circuito electrónico basado en papel lleva un circuito electrónico que está al menos parcialmente impreso sobre un sustrato basado en papel y en donde el sustrato basado en papel tiene una lisura Bekk igual o superior a 900 s.
La primera etapa consiste en producir o proporcionar un papel que tenga una buena capacidad de impresión con tintas especiales para preparar un circuito electrónico. Este papel puede ser el mismo que se describe en las solicitudes de patente WO2011077048 (o FR2954361) o WO2015059157. Estos papeles proporcionan una excelente capacidad de impresión, con tintas electrónicas y, opcionalmente, con tintas convencionales. El papel puede estar ya impreso con tintas electrónicas y, en particular, puede comprender un circuito electrónico, que consiste al menos parcialmente en componentes electrónicos impresos, o puede estar impreso con tintas electrónicas en la primera etapa del método para producir un circuito electrónico basado en papel.
Los inventores han determinado que, además de tal capacidad de impresión, los papeles seleccionados presentan una capacidad de adhesión adecuada a los polímeros usados para producir el objeto de plástico.
En una realización particular, el papel puede ser un papel disponible a través de Arjowiggins Creative Papers con el nombre PowerCoat®, tal como PowerCoat®HD o PowerCoat®XD.
El papel se puede proporcionar ya impreso o se puede imprimir al realizar el método, con tintas especiales para obtener un circuito electrónico. El circuito electrónico impreso puede comprender tanto conexiones entre dispositivos (alambrado) como dispositivos, tales como condensadores, resistencias, baterías, antenas o similares, tal como se detalla a continuación. Dependiendo del tipo de funcionalidad requerida, se pueden anexar componentes electrónicos no impresos adicionales al circuito electrónico, tales como chips, LED, resistencias, condensadores y, más generalmente, todo tipo de componentes electrónicos. Estos componentes se pueden anexar al circuito electrónico mediante un proceso de recogida y colocación y se unen entre sí mediante soldadura. Adicionalmente, el papel se puede imprimir para incluir un diseño gráfico, información escrita o cualquier mensaje visual.
Opcionalmente, el papel impreso se puede laminar con una película de plástico y/o recubrir con una capa de plástico, sobre uno o dos lados, con el fin de mejorar la adhesión de la etiqueta sobre la pieza de plástico cuando la laminación o el recubrimiento tiene lugar sobre el lado en contacto con la pieza de plástico y/o de mejorar la protección de la etiqueta sobre el lado que será el exterior de la pieza de plástico. En el caso donde la película de plástico se lamina o cuando la capa de plástico se recubre sobre la superficie interna del sustrato y está destinada a estar en contacto con la pieza de plástico, el plástico se selecciona preferentemente en el mismo polímero que el usado para la preparación de la pieza de plástico, con el fin de maximizar la adhesión durante la producción de la pieza de plástico.
En las realizaciones preferidas, alternativas a las realizaciones mencionadas en el párrafo anterior, la etiqueta en molde no comprende ninguna película de plástico, es decir, carece de película de plástico y, en particular, carece de cualquier material de plástico o recubrimiento. En realizaciones particulares, no se intercala ninguna película de plástico entre el sustrato basado en papel y la pieza de plástico, estando el sustrato basado en papel en contacto directo con el material de plástico de la pieza de plástico durante y después del moldeo. En realizaciones particulares, no se lamina ni se superpone de otro modo ninguna película de plástico sobre la superficie externa de la etiqueta en molde, siendo el sustrato basado en papel directamente accesible en la superficie del objeto de plástico después del moldeo.
Una vez que se obtiene este circuito electrónico basado en papel, el objetivo es embeber esta etiqueta en una pieza de plástico durante la preparación de la pieza/el objeto. La etiqueta se coloca en el molde y, a continuación, se realiza la introducción del polímero fundido. De esta manera, no existe ninguna etapa adicional durante la fabricación de la pieza de plástico.
El resultado es una pieza de plástico que incluye un circuito con características electrónicas, incluyendo características electrónicas impresas, y posiblemente un diseño o mensaje impreso, que se ha obtenido sin un aumento significativo en la producción del plazo de entrega. Adicionalmente, en el caso donde el circuito está en el exterior y no se ha protegido mediante laminación de una película de plástico, este circuito se puede conectar, además, físicamente a cualquier dispositivo.
De acuerdo con una realización particular, el método resumido de la invención consiste en o comprende las etapas de:
◦ proporcionar un sustrato de papel que es adecuado para o está diseñado con propiedades especiales con el fin de que se pueda imprimir para impresión electrónica y, opcionalmente, para impresión gráfica, tal como, por ejemplo, un papel descrito en la solicitud de patente internacional WO2015059157 u otro papel descrito en la solicitud de patente internacional WO 2011/077048 y la patente europea EP2516741 B1.
◦ Imprimir dicho papel mediante cualquier medio adecuado con el fin de aplicar tinta con propiedades eléctricas/electrónicas y formar un circuito electrónico sobre el papel. Los componentes electrónicos no impresos se pueden anexar, adicionalmente, al circuito. En una etapa opcional adicional, se calienta el papel impreso a alta temperatura para sinterizar las partículas de tinta.
◦ Opcionalmente, imprimir gráficamente dicho papel mediante cualquier medio para proporcionar comunicación visual con un diseño o un mensaje.
◦ Opcionalmente, laminar una película o aplicar un recubrimiento sobre uno o dos lados del circuito electrónico basado en papel, con el fin de, en particular, mejorar la afinidad del circuito electrónico basado en papel con los polímeros de la pieza de plástico, logrando una mejor adhesión de la etiqueta con dicho polímero, y/o proporcionar protección física contra el ataque químico, físico u óptico.
◦ Finalmente, se embebe la etiqueta en molde sobre (o en) una pieza de plástico. Esta se coloca dentro de un molde en una prensa, se cierra el molde, se inyecta o proporciona el polímero fundido mediante cualquier técnica adecuada en el molde, se abre el molde y se recupera la pieza de plástico con el circuito electrónico basado en papel embebido. Tal como se ha mencionado anteriormente y con más detalle a continuación, el papel proporcionado en la primera etapa del método puede llevar ya un circuito electrónico impreso (que se puede haber sometido a una etapa de sinterización) y, opcionalmente, componentes electrónicos adicionales no impresos, una impresión gráfica y/o una película y/o un recubrimiento de plástico sobre uno o dos lados, en cuyo caso se pueden omitir las etapas correspondientes anteriores del método. En algunos casos, el circuito electrónico basado en papel se puede proporcionar listo para su uso (con un circuito electrónico impreso y cualquier otra característica requerida) y el método puede comenzar con el posicionamiento del circuito electrónico basado en papel en el molde.
Breve descripción de los dibujos
Figura 1. Muestras sobre PMMA, PE, PC y ABS
Muestras de piezas de plástico con circuitos electrónicos basados en papel "Powercoat XD" embebidos, que se obtienen tal como se divulga en la sección de Ejemplos. Los circuitos están sobre la superficie interna. En la parte superior izquierda, está la etiqueta basada en PMMA, tal como se divulga en el Ejemplo 19. En la parte inferior izquierda, está la etiqueta basada en PC, tal como se divulga en el Ejemplo 20. En la parte superior derecha, está la etiqueta basada en PE, tal como se divulga en el Ejemplo 32. En la parte inferior derecha, está la etiqueta basada en ABS, tal como se divulga en el Ejemplo 23.
Figura 2
Muestra de antena impresa con RFID sobre papel Powercoat XD, embebida en un objeto de poliamida (PA 6,6), tal como se divulga en el Ejemplo 26.
Descripción detallada de la invención
En el presente documento, se proporciona un método para fabricar un objeto de plástico que embebe un circuito basado en papel, que comprende las etapas de:
A. proporcionar o producir un circuito electrónico basado en papel y un molde;
B. posicionar el circuito electrónico basado en papel dentro del molde;
C. proporcionar plástico líquido en el molde; y
D. permitir que el plástico se solidifique y recuperar el objeto de plástico moldeado que embebe el circuito electrónico basado en papel;
en donde el circuito electrónico basado en papel lleva un circuito electrónico que está al menos parcialmente impreso sobre un sustrato basado en papel y en donde el sustrato basado en papel tiene una lisura Bekk igual o superior a 900 s.
El término "plástico" se usa en el presente documento como sustantivo con su significado habitual en el campo de los materiales, es decir, este designa polímeros sintéticos o de producción natural, polímeros orgánicos esencialmente amorfos con un peso molecular alto, particularmente derivados de petroquímicos o de fuentes biológicas, que puede comprender sustancias adicionales. En particular, los plásticos abarcan los termoplásticos, elastómeros y termoendurecibles. La expresión "polímero plástico" se usa en el presente documento de mamera intercambiable con el término "plástico". El término "polímero" por sí solo se usa a veces con el mismo significado que cuando el contexto deja claro que se refiere a un polímero de plástico. Cuando se usa como adjetivo, el término "plástico" indica que el material al que se hace referencia está preparado de (o esencialmente preparado de) plástico, en lugar de a una propiedad mecánica (plasticidad), a menos que el contexto indique claramente otra cosa. Una "película de plástico", tal como se usa en el presente documento, designa un material esencialmente bidimensional (es decir, que se extiende esencialmente en dos direcciones, con una medición típicamente muy pequeña en la tercera dirección) formado por un polímero plástico continuo, en particular, un polímero termoplástico, que posee, generalmente, una fuerte cohesión mecánica intrínseca. En particular, una película de plástico puede ser una película obtenida mediante la extrusión de un plástico. Como alternativa, se puede formar una película de plástico mediante el calandrado de un polímero plástico.
El polímero usado para la preparación de la pieza de plástico se puede seleccionar dentro de la familia de materiales termoplásticos. Tal material termoplástico puede ser, en particular, poliéster (en particular, tereftalato de polietileno, PET, tereftalato de polibutileno, PBT en inglés, naftalato de polietileno, PEN, ácido poliláctico, PLA en inglés, polihidroxibutirato y sus copolímeros), poliamida (en particular, PA 6, PA 6,6, PA 6,10, pA 6,12, PA 11, PA 12 y sus copolímeros), polietileno (PE) en todas sus variantes, basadas en la densidad, el peso molecular o la ramificación (por ejemplo: de densidad baja, media o alta, lineales o ramificadas, de peso molecular alto, muy alto, bajo o muy bajo y todas sus combinaciones), polipropileno, policarbonato (PC), poliestireno (PS en inglés), polimetilmetacrilato (PMMA, incluyendo sus modificaciones con comonómeros, tales como ácido metacrílico, acrilato y acrilato de butilo), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS en inglés), cloruro de polivinilo, poliéter sulfona, poliéter éter cetona, poliéter imida, óxido de polifenileno y otras calidades menos comunes. También se pueden usar polímeros biodegradables, en particular, ácido poliláctico (PLA). En las realizaciones preferidas, el polímero usado para la preparación de la pieza de plástico se selecciona entre el grupo que consiste en poliéster (PET), polimetilmetacrilato (PMMA), policarbonato (PC), polipropileno (PP), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), poliamida 6,6 (PA) y ácido poliláctico (PLA).
Tal como se usa en el presente documento, el sustrato basado en papel, también denominado sustrato de papel, designa un papel imprimible, en particular, imprimible con tintas electrónicas, que puede presentar recubrimientos, tratamientos superficiales, etc. y no necesariamente se prepara exclusivamente de celulosa. El sustrato de papel comprende material fibroso, en particular, fibras celulósicas. En realizaciones particulares, el sustrato de papel comprende fibras celulósicas. En realizaciones particulares, el sustrato de papel comprende fibras sintéticas. En realizaciones particulares, el sustrato de papel comprende fibras tanto celulósicas como sintéticas. En las realizaciones preferidas, el sustrato basado en papel no comprende ningún material de plástico y/o no comprende ninguna película de plástico.
El sustrato de papel puede tener cualquier espesor, estando el pesor del mismo únicamente limitado por la capacidad de impresión y la idoneidad como etiqueta en molde. Algunos métodos de impresión, en particular, en instalaciones industriales convencionales, tienen un requisito de espesor relativamente estricto, mientras que otros métodos, incluyendo los métodos adecuados para la impresión electrónica, se pueden aplicar a sustratos de espesores ampliamente variables. De manera similar, dependiendo del objeto de plástico, el espesor de la etiqueta embebida puede ser relativamente poco importante o bastante restringido. Sin embargo, en general y en particular, dado que la etiqueta, generalmente, se embebe en el objeto o se embebe sobre la superficie del objeto, la superficie de la etiqueta que está "alineada" con la superficie del objeto, y, por lo tanto, su espesor no sobresale, el espesor de la mayoría de las láminas imprimibles será adecuado para su incrustación como etiqueta. En realizaciones particulares, el sustrato de papel tiene un espesor igual o superior a 80 pm, preferentemente igual o superior a 90 pm. En una realización particular, el sustrato de papel tiene un espesor igual o superior a 150 pm, preferentemente igual o superior a 200 pm. En realizaciones particulares, el sustrato de papel tiene un espesor igual o inferior a 500 pm, preferentemente igual o inferior a 300 pm, incluso más preferentemente igual o inferior a 250 pm. En realizaciones particulares, el sustrato de papel tiene un espesor igual o inferior a 200 pm o igual o inferior a 150 pm. Los valores particularmente preferidos del espesor son 95 pm, 125 pm, 200 pm y 230 pm. El espesor mencionado en el presente párrafo se debe entender como el espesor del sustrato basado en papel, tal como es antes del moldeo, es decir, el espesor de la etiqueta en molde lista para su uso, que comprende el propio sustrato de papel y cualquier sobrerrecubrimiento y capa impresa, incluyendo el circuito electrónico, recubrimientos de papel, etc.
En las realizaciones preferidas, el sustrato de papel imprimible usado en la invención es un sustrato multicapa que puede presentarse como lámina imprimible y que no comprende ninguna película de plástico.
Este papel puede ser, ventajosamente, uno de los divulgados en las solicitudes de patente WO2015059157 o WO 2011/077048 (o FR2954361) y, en particular, se puede tratar, al menos sobre un lado, en particular, mediante un tratamiento de acuerdo con la descripción realizada en dichas solicitudes de patente. Este tratamiento proporciona al papel una o dos superficies imprimibles mediante diversas técnicas de impresión, tales como offset, huecograbado, flexografía, xerografía, impresión por serigrafía, por chorro de tinta o cualquier otra técnica de impresión.
En una realización particular, el papel puede ser un papel disponible a través de Arjowiggins Creative Papers con el nombre PowerCoat®, tal como PowerCoat®HD o PowerCoat®XD. Se pueden obtener papeles adecuados mediante el pegado de un sustrato de papel sobre una estructura multicapa que comprende un recubrimiento de papel y/o un barniz imprimible, una capa de separación y una película de plástico lisa, de modo que el recubrimiento y/o el barniz permanezcan sobre el sustrato de papel después de la retirada de la película de plástico y la capa de separación, al tiempo que la superficie lisa de la película de plástico se transfiere eficazmente al recubrimiento y/o barniz. De ese modo, se obtiene una lámina imprimible con excelente lisura y lustre, que no comprende una película de plástico y tiene una excelente capacidad de impresión con tintas electrónicas. El lustre y/o la lisura de tal papel resulta particularmente adecuado para una etiqueta en molde, donde este puede coincidir con la lisura y/o el lustre del resto de la superficie del objeto de plástico, lo que proporciona una integración impecable de la etiqueta, o contrasta con la lisura y el lustre de la superficie de un objeto de plástico texturado, rugoso o mate, lo que mejora la visibilidad de la etiqueta, en particular, cuando la etiqueta se imprime gráficamente. La ausencia de una película de plástico dentro del sustrato basado en papel hace que la estabilidad térmica sea óptima (en particular, la estabilidad dimensional). El papel Powercoat® HD mencionado anteriormente es uno de tales papeles.
En realizaciones particulares, el sustrato de papel tiene una lisura Bekk igual o superior a 900 s, preferentemente igual o superior a 2.000 s. En realizaciones particulares, el sustrato de papel tiene un brillo, medido a 75° (por ejemplo, de acuerdo con la norma Tappi® T480 om-92 u om-09) del 70 % o más, preferentemente del 80 % o más. El papel Powercoat® HD mencionado anteriormente es uno de tales papeles.
Como alternativa, se pueden obtener papeles adecuados mediante el recubrimiento de un papel con una capa que consista o comprenda: 100 partes en peso de pigmento seco; de 5 a 50 partes en peso seco de uno o más aglutinantes resistentes a la exposición a temperaturas en un intervalo de 140 °C a 200 °C y que tienen una temperatura de transición vítrea por debajo de 20 °C, en particular, de uno o más aglutinantes acrílicos que tienen una temperatura de transición vítrea menor de o igual a 20 °C, preferentemente menor de o igual a 10 °C; y de 0 a 15 partes en peso seco de agente espesante, tal como, por ejemplo, alcohol polivinílico. La baja temperatura de transición vítrea del aglutinante usado en tales papeles permite una estabilidad dimensional mejorada, en particular, a las temperaturas usadas para la etapa de moldeo. El papel Powercoat® XD mencionado anteriormente es uno de tales papeles.
La estabilidad dimensional del sustrato es una ventaja para la fabricación de una etiqueta en molde. Esto se ve favorecido por la presencia de fibras celulósicas cortas. En realizaciones particulares, el sustrato de papel puede comprender del 70 % al 90 % en peso seco de fibras celulósicas cortas. El papel Powercoat® XD mencionado anteriormente es uno de tales papeles.
Los papeles con un brillo (o una blancura) alto tienen una mayor tendencia a amarillearse notablemente cuando se calientan. El brillo se puede referir al brillo ISO medido de acuerdo con la norma ISO 2470-1 (en particular, 2470-1:2009 o 2470-1:2016) y/o el brillo D65 medido de acuerdo con la norma ISO 2470-2 (en particular, 2470-2:2008). Dado que la etiqueta en la presente invención se somete necesariamente a calentamiento (al menos para el moldeo y, en las realizaciones preferidas, para la sinterización también), resulta deseable que el color de la etiqueta no se altere notablemente mediante el calentamiento. En realizaciones particulares, el brillo del papel de la etiqueta se encuentra en el intervalo de 70 a 90, preferentemente de 75 a 85. En las realizaciones preferidas, el amarilleo después del curado del sustrato de papel (es decir, la diferencia de brillo antes y después del curado) es igual a o menor de 3 después de 5 min de curado a 180 °C. En realizaciones particulares, el papel carece de agentes abrillantadores ópticos. Los papeles Powercoat® XD y HD mencionados anteriormente son tales papeles.
Estos papeles se pueden imprimir mediante tintas electrónicas sobre el/los lado/s recubierto/s (o uno de los lados recubiertos) con el fin de proporcionar características electrónicas. Estos papeles se pueden imprimir mediante tintas normales sobre el lado recubierto y/o sobre el lado opuesto con el fin de proporcionar comunicación gráfica. Estos papeles se diseñan con el fin de proporcionar una buena estabilidad dimensional frente al cambio de temperatura y humedad. Estos papeles se diseñan con el fin de soportar las altas temperaturas requeridas para la sinterización de tinta electrónica, hasta 300 °C.
Si la etiqueta en molde está destinada a embeberse sobre la superficie del objeto de plástico, la etiqueta tendrá un lado en contacto con el objeto de plástico, referido en el presente documento como superficie interna, y un lado que se orienta hacia afuera (es decir, que permanece visible y/o físicamente accesible de otro modo) después de embeberse sobre el objeto, referido en el presente documento como superficie externa. Si la etiqueta en molde está destinada a embeberse dentro del objeto de plástico, sin un lado que se oriente hacia afuera (tal como a través del modo de moldeo de dos etapas divulgado en el presente documento), ambos lados tendrán las características de superficies internas. Por lo tanto, las características divulgadas con respecto a la superficie interna en el presente documento, aunque se mencionen en forma singular, se han de entender como aplicables a ambas superficies de una etiqueta en molde destinada a (o adecuada para) su incrustación dentro de un objeto de plástico.
En realizaciones particulares, el método de la invención comprende una etapa de producción de un circuito basado en papel. Tal como se usa en el presente documento, la producción de un circuito electrónico basado en papel comprenderá normalmente al menos una etapa de provisión de un sustrato basado en papel y una etapa de impresión de al menos parte de un circuito electrónico, tal como se detalla a continuación. La preparación del circuito electrónico basado en papel también puede comprender cualquier etapa adicional mencionada a continuación o conocida de otro modo por la persona experta en la materia para la preparación de un circuito electrónico basado en papel y/o una etiqueta en molde, por ejemplo, una etapa de anexión de componentes electrónicos no impresos, una etapa de impresión gráfica, una etapa de sobrerrecubrimiento de la etiqueta, etc.
En realizaciones particulares, el método de la invención comprende una etapa de impresión del sustrato de papel con tintas electrónicas, denominada como "etapa de impresión electrónica" o "impresión electrónica". El papel se imprime electrónicamente sobre el lado dedicado, que puede ser ya sea el lado interno o el lado externo, dependiendo del tipo de circuito/dispositivo y la aplicación prevista, con tintas electrónicas que cubrirán parcial o totalmente la superficie. En realizaciones particulares, el papel también se puede imprimir electrónicamente sobre ambos lados. Esta etapa de impresión se puede lograr mediante el uso de técnicas de impresión adecuadas, tales como flexografía, impresión por serigrafía, impresión offset, huecograbado en rotativas (también denominado en el presente documento impresión por huecograbado), impresión por inyección de tinta, xerografía (también denominada electrofotografía y que abarca la impresión por láser) o cualquier otra técnica de impresión tradicional o digital. Los conductores, los resistores, los condensadores, las antenas, las baterías y muchos otros componentes electrónicos se pueden lograr mediante este método.
Las "tintas electrónicas" se refieren en el presente documento a las tintas usadas convencionalmente en el campo de la electrónica impresa y son fácilmente identificables por una persona experta. En particular, una tinta electrónica tiene propiedades eléctricas y/o electrónicas adecuadas, en particular, propiedades de conductancia, resistencia y/o impedancia y/o propiedades dieléctricas, semiconductoras, fotovoltaicas y/o electroluminiscentes. Las tintas electrónicas comprenden tintas orgánicas e inorgánicas. Las tintas orgánicas comprenden polímeros conductores, semiconductores de polímeros, en particular, polímeros conjugados. Las tintas inorgánicas comprenden, en particular, dispersiones de partículas metálicas o semiconductoras, en particular, micropartículas y nanopartículas, en particular, partículas de plata y/u oro y/o partículas que comprenden semiconductores de silicio u óxido.
El método de la invención comprende preferentemente una etapa de sinterización, seguida de la etapa de impresión electrónica. Una vez que se aplican y secan las tintas, si resulta necesario, tiene lugar una etapa de sinterización a alta temperatura, con el fin de sinterizar las pequeñas partículas de la tinta y lograr o mejorar las propiedades electrónicas. Como ejemplo, en las tintas conductoras, se incluyen pequeñas partículas de metal en la tinta que necesitan fundirse o sinterizarse al menos parcialmente con el fin de aumentar significativamente la conductividad eléctrica. En comparación con las películas de plástico comunes usadas en estas aplicaciones como PET, estos papeles proporcionan una resistencia térmica mucho mejor y se pueden sinterizar a temperaturas mucho más altas, por ejemplo, 200 °C, en comparación con un máximo de 120 °C a 140 °C, en el caso del PET. En casos particulares, esto conduce a propiedades eléctricas/electrónicas mucho mejores con el mismo depósito de tinta o permite usar mucha menos tinta en el depósito para lograr las mismas propiedades eléctricas/electrónicas. Esta es una ventaja muy significativa con algunas tintas, tintas especialmente conductoras, preparadas de materias primas caras, tales como polvo nanométrico de plata.
La etapa de impresión electrónica y/o la etapa de sinterización se pueden realizar antes del método de la invención, es decir, en realizaciones particulares, se proporciona un circuito electrónico basado en papel impreso electrónicamente (y, opcionalmente, sinterizado) como material de partida para el método de la invención. Las características divulgadas en relación con las etapas de impresión electrónica en el presente documento también se divulgan en relación con tales etiquetas proporcionadas, debido a que las características de las etapas de fabricación de la etiqueta impresa se trasladan al producto, tal como se dará cuenta la persona experta (por ejemplo, la presencia de plata dentro de la tinta impresa, de componentes no impresos anexados, tal como se divulga a continuación, etc.).
En realizaciones particulares, la etiqueta en molde, antes de su incrustación en el objeto de plástico, sobre la superficie externa y/o sobre la/s superficie/s interna/s:
- lleva un dispositivo y/o circuito electrónico impreso; y/o
- lleva tintas electrónicas, en particular, tintas con una conductancia, resistencia e impedancia eléctricas adecuadas, y/o tintas que comprenden partículas metálicas, en particular, nanopartículas, en particular, nanopartículas de plata.
La etiqueta así obtenida se denomina en el presente documento de manera intercambiable como etiqueta en molde, marca, circuito electrónico basado en papel o circuito de papel. La expresión "circuito electrónico", tal como se usa en el presente documento, designa cualquier dispositivo electrónico o fracción del mismo que comprende elementos impresos, es decir, elementos obtenidos mediante la deposición de tinta electrónica sobre un sustrato basado en papel mediante un método de impresión, lográndose la función de tales elementos impresos a través de su disposición topológica, que se genera mediante la etapa de impresión. En particular, al menos parte del circuito electrónico está íntimamente adsorbido sobre la superficie de impresión y estas partes tienen muy poca o ninguna cohesión mecánica independientemente del sustrato de papel. Tal como se divulga con más detalle a continuación, tal circuito electrónico también puede comprender componentes (o elementos) no impresos. El término "circuito" a veces se usa en el presente documento por sí solo y transmite el mismo significado que "circuito electrónico".
La expresión "circuito electrónico impreso" se refiere a los elementos impresos del circuito electrónico, excluyendo cualquier elemento anexado adicional (tal como se detalla a continuación). Sin embargo, en determinados casos, las características divulgadas en relación con el circuito electrónico impreso se pueden aplicar también a elementos adicionales y, en particular, se pueden aplicar a todo el circuito electrónico, tal como la persona experta establecerá a partir del contexto.
La expresión en singular circuito electrónico, generalmente, se refiere a un dispositivo electrónico funcional cerrado individual. Sin embargo, en la presente divulgación, la expresión se usará en forma singular incluso cuando se refiera a varios circuitos distintos, tanto si está destinado a usarse en varias etiquetas que comprenden un circuito cada una como si está destinado a usarse en una etiqueta individual (o varias etiquetas) que comprende varios circuitos. La persona experta apreciará que las características divulgadas en relación con un circuito se aplican de manera similar a uno o a varios circuitos, dependiendo de si el diseño de la etiqueta (o las etapas de fabricación de la misma) requiere que se produzcan uno o varios circuitos sobre dicha etiqueta (o durante la fabricación de dicha etiqueta). En realizaciones particulares, la etapa de impresión electrónica (y/o la etapa de impresión gráfica que se detalla a continuación) se puede realizar sobre un sustrato individual (en particular, una lámina de papel individual o un rollo de papel individual) destinado a usarse para fabricar varias etiquetas y, en particular, la etapa de impresión electrónica (y/o la etapa de impresión gráfica) va seguida de una etapa de corte del sustrato impreso en etiquetas separadas, antes de su posicionamiento en el molde. En tales realizaciones, se imprimirán varios circuitos sobre el sustrato, que pueden ser idénticos o diferentes.
De manera similar, si los componentes electrónicos de la etiqueta (incluyendo el circuito electrónico impreso y cualquier componente no impreso) no forman un circuito electrónico funcional por sí mismos (por ejemplo, por la falta de una batería u otra fuente de energía y/o por la falta de una interfaz o cualquier otro elemento), en particular, en los casos donde la funcionalidad solo se puede lograr mediante el contacto de la etiqueta en molde con un elemento externo, la expresión circuito electrónico designará la fracción del circuito electrónico funcional que se encuentra en la etiqueta embebida sobre o en el objeto de plástico, independientemente de si este es autónomamente funcional. En los casos donde el circuito electrónico comprende componentes no impresos, el circuito electrónico impreso, generalmente, no forma (aunque puede) un circuito funcional autónomo y se debe entender que la expresión circuito electrónico impreso se refiere a la parte impresa del circuito, independientemente de la funcionalidad de la parte impresa por sí sola o del circuito en su conjunto.
Generalmente, el circuito se puede describir como que comprende una serie de componentes electrónicos (incluyendo los componentes eléctricos usados convencionalmente en los circuitos electrónicos, tales como baterías, conmutadores, etc.) conectados entre sí mediante alambrado, en particular, alambrado conductor. En el campo de la electrónica impresa, el alambrado normalmente se presta de manera óptima a la impresión. En particular, el circuito electrónico impreso comprende el alambrado del circuito. Otros componentes más complejos se pueden obtener mediante impresión, tal como se conoce en el campo. Por lo tanto, el circuito electrónico impreso puede comprender, adicionalmente, parte de los componentes electrónicos o la totalidad de los componentes electrónicos. En particular, se pueden imprimir los componentes, tales como los transistores, los diodos, las antenas, los chips, los diodos de emisión de luz orgánicos (OLED en inglés), las celdas fotovoltaicas, las baterías, etc. Los dispositivos funcionales completos se pueden obtener exclusivamente mediante impresión, incluyendo las marcas con RFID (incluyendo los componentes del transpondedor y la antena), las memorias (incluyendo las memorias direccionables), las pantallas con OLED y los dispositivos de iluminación con OLED, etc.
La expresión circuito electrónico, tal como se usa en el presente documento, normalmente no comprende el sustrato que lleva los elementos electrónicos. Sin embargo, la persona experta apreciará, dado el contexto, que la expresión (en particular, por ejemplo, cuando se usa en la expresión circuito electrónico basado en papel o circuito de papel) se puede referir tanto al circuito como a su sustrato portador. La persona experta también apreciará que la "etiqueta [en molde]" o "marca" a la que se hace referencia en el presente documento comprenderá, en la mayoría de los contextos, el circuito impreso sobre el sustrato, así como cualquier componente adicional del circuito (y, cuando sea aplicable, cualquier recubrimiento o película que cubra el circuito y/o la superficie del sustrato de papel, tal como un sobrerrecubrimiento, tal como se divulga en el presente documento).
Una ventaja de la invención es la posibilidad que esta ofrece de embeber un circuito electrónico que no afecta sustancialmente al espesor de la etiqueta, siendo su espesor esencialmente insignificante en comparación con el del sustrato. En realizaciones particulares, los depósitos de circuito electrónico, dispositivo y/o tinta, en particular, el circuito electrónico impreso, no son más espesos de 200 pm, preferentemente no más espesos de 50 pm, preferentemente no más espesos de 20 pm. Típicamente, el espesor de la impresión con tinta electrónica es del orden de magnitud de 10 a 20 pm, en el caso de la impresión por serigrafía, de 2 a 3 pm, en el caso de la flexografía, y alrededor de 0,3 pm, en el caso del chorro de tinta.
En realizaciones particulares, todos los componentes, o esencialmente todos los componentes, o al menos algunos de los componentes esenciales del dispositivo o circuito electrónico se fabrican directamente mediante la impresión sobre la etiqueta en molde antes de su incrustación en el objeto de plástico y, en particular, no se ensamblan previamente antes de que entren en contacto con el sustrato basado en papel. Además del espesor muy bajo de los circuitos de tinta electrónica, tales papeles impresos electrónicamente ofrecen una seguridad mejorada con respecto a los circuitos producidos por separado fijados a una etiqueta: de hecho, no resulta posible separar un circuito electrónico impreso de su sustrato y, por lo tanto, la manipulación física de la etiqueta se hace casi imposible, incluso en los casos donde el circuito está sobre la superficie externa y no está protegido (por ejemplo, mediante una película de plástico) y, por tanto, es directamente accesible físicamente.
El método de la invención puede comprender una etapa de anexión de componentes electrónicos al circuito electrónico impreso para proporcionar características adicionales. Estos componentes electrónicos son, generalmente, componentes muy pequeños, incluyendo elementos cuyo tamaño no se podría lograr mediante técnicas de impresión, tales como circuitos integrados (chips), LED, resistencias, condensadores o muchos otros. Esta operación se puede realizar mediante un proceso de recogida y colocación. Tal método comprende la recogida y colocación del componente en el circuito y la soldadura del componente usando una pasta o un adhesivo especial mediante el tratamiento de calentamiento o radiación (onda y reflujo). Este proceso es conocido por la persona experta como un proceso común usado en la placa de circuito electrónico impreso (PCB) tradicional.
En realizaciones particulares, el método de la invención comprende otra etapa de impresión, denominada en el presente documento como "etapa de impresión visual", o "impresión visual" o "impresión gráfica". En esta etapa opcional, los papeles se pueden imprimir con tintas convencionales con el fin de llevar la comunicación de impresión y la información a las etiquetas en su aplicación final. Al igual que el papel en general, estos sustratos proporcionan características de impresión sobresalientes en comparación con las películas de plástico. Su calidad de impresión es mucho mayor que la de las películas de plástico, su manejabilidad es mucho mayor en términos de velocidad de prensa de impresión, control de deslizamiento, electricidad estática, tiempo de secado de la tinta y, finalmente, gracias a estas ventajas, costes operativos mucho más bajos. La etapa de impresión visual se realiza preferentemente solo sobre la superficie externa, dado que la impresión sobre la superficie interna dará como resultado que el diseño impreso sea invisible. Sin embargo, se contempla imprimir visualmente la superficie interna de la etiqueta en molde, por ejemplo, con fines de producción, logística, etc., en particular, con indicaciones visuales que no se requiere que sean visibles sobre el objeto de plástico terminado.
La etapa de impresión visual se puede realizar usando cualquier técnica de impresión, en particular, impresión offset, impresión por huecograbado, flexografía, xerografía (o electrofotografía, en particular, impresión por láser usando tóneres líquidos o sólidos, en particular, impresión en HP Indigo), impresión por serigrafía y/o impresión por chorro de tinta. La impresión se puede realizar sobre un lado recubierto o no recubierto de la etiqueta.
La etapa de impresión visual se puede realizar en cualquier momento antes del moldeo de la pieza de plástico y, preferentemente, antes de la introducción de la etiqueta en el molde. Por lo tanto, en algunas realizaciones, el método de la invención comprende una etapa de impresión visual antes de la etapa de impresión electrónica. En otras realizaciones, el método de la invención comprende una etapa de impresión visual después de la etapa de impresión electrónica. Esta etapa de impresión visual se puede realizar antes o después de la sinterización de las tintas electrónicas.
En realizaciones particulares, se proporciona un papel impreso visualmente para el método de la invención, es decir, la etapa de impresión visual se realizó antes de la realización del método de la invención. Naturalmente, resulta concebible usar un papel impreso como material de partida y seguir incluyendo una etapa de impresión adicional en el método.
En realizaciones particulares, el método de la invención comprende una etapa de laminación de una película de plástico sobre al menos un lado de la etiqueta y/o una etapa de recubrimiento de al menos un lado de la etiqueta con una capa de plástico. Cualquiera de tales etapas se designa en el presente documento como etapa de "sobrerrecubrimiento de plástico" y la capa o película se designa como "sobrerrecubrimiento de plástico", independientemente del método de aplicación de la capa o película e independientemente de la naturaleza mecánica o física de la capa o película (en particular, en aras de la claridad, tanto el laminado como el recubrimiento se incluyen en el término sobrerrecubrimiento y tanto una película de plástico laminada como una capa de plástico recubierta se incluyen en la expresión sobrerrecubrimiento de plástico).
La/s etapa/s de sobrerrecubrimiento se realiza/realizan solo si se requiere/requieren. De hecho, resulta más fácil y menos costoso usar la etiqueta directamente en el proceso de fabricación de la pieza de plástico. Sin embargo, el sobrerrecubrimiento de plástico se puede realizar, en particular, para mejorar la adhesión de la etiqueta en molde con el objeto de plástico y/o para mejorar la resistencia de la superficie externa y, en particular, la durabilidad de la impresión visual y/o del circuito electrónico impreso.
Con una pequeña cantidad de los polímeros plásticos usados en la fabricación de piezas de plástico, la adhesión entre el papel y el polímero puede ser demasiado baja y, por lo tanto, se puede requerir un sobrerrecubrimiento de plástico de la misma naturaleza química (o de una naturaleza química que mejore la adhesión, tal como se detalla a continuación) que el de la pieza de plástico con el fin de optimizar la adhesión. Este podría ser el caso de algunas poliolefinas, tales como polietileno, que son conocidas por las personas expertas por ofrecer una adhesión deficiente a una gran diversidad de otros materiales. Un sobrerrecubrimiento de plástico diseñado para (o adecuado para) mejorar la adhesión del circuito electrónico basado en papel al objeto de plástico se denomina en lo sucesivo en el presente documento "sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión". En realizaciones particulares, cuando es necesario, una etapa de sobrerrecubrimiento de plástico mejora la afinidad entre la etiqueta y la pieza de plástico cuando se aplica el sobrerrecubrimiento de plástico sobre la superficie interna de la etiqueta. En realizaciones particulares, el sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión se prepara de un polímero plástico, preferentemente de la misma naturaleza que el polímero de la pieza de plástico. En realizaciones particulares, el sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión se prepara de un polímero plástico conocido por tener una buena afinidad con el de la pieza de plástico. Sea cual sea el plástico usado para la pieza de plástico, la adhesión, generalmente, no será un problema si la etiqueta en molde se embebe dentro de la pieza de plástico terminada y, generalmente, no se requerirá ningún sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión sobre la etiqueta en molde en tales casos.
En otras realizaciones, cuando la etiqueta se coloca sobre la superficie de la pieza de plástico (es decir, cuando no se embebe por completo dentro de la pieza de plástico), puede ser necesaria una protección adicional de la superficie externa de la agresión exterior. En este caso particular, se puede aplicar un sobrerrecubrimiento de plástico sobre la superficie externa de la etiqueta en molde, que aporta una protección a la etiqueta frente a las agresiones externas: al rayado, la luz, el agua, los productos químicos y el gas. Un sobrerrecubrimiento de plástico diseñado para (o adecuado para) proteger la etiqueta en molde de la agresión externa se denomina en lo sucesivo en el presente documento "sobrerrecubrimiento protector". La persona experta puede elegir fácilmente la composición del plástico en función del objetivo específico. El sobrerrecubrimiento de plástico protector puede proteger los gráficos impresos y/o el circuito, en los casos donde el circuito está sobre la superficie externa de la etiqueta. En particular, cuando la impresión visual se realizó sobre la etiqueta en molde y está destinada a ser visible en la pieza de plástico moldeada, el sobrerrecubrimiento de plástico protector es transparente.
También resulta posible aplicar un sobrerrecubrimiento protector solo sobre parte de la etiqueta, por ejemplo, para proteger parte del circuito y/o de los gráficos impresos, al tiempo que permite el contacto físico con otra parte del circuito. Esto se puede lograr mediante métodos conocidos por la persona experta y, en particular, mediante la laminación de una película que comprende un recorte correspondiente a la parte de la etiqueta que está destinada a permanecer accesible físicamente o, cuando se aplica un recubrimiento, a aplicar tal recubrimiento en un patrón que no cubra dicha parte de la etiqueta, tal como se puede conseguir fácilmente mediante, por ejemplo, recubrimiento por huecograbado.
Cuando tanto la superficie interna como la externa se laminan con una película de plástico y/o se recubren con una capa de plástico, los plásticos pueden tener una composición idéntica o diferente. También se considera la aplicación de varios sobrerrecubrimientos de plástico (en particular, una película laminada y/o una capa recubierta) sobre una superficie individual.
En una realización alternativa, una película individual, preparada de un plástico idéntico a o que muestra una buena afinidad con el plástico del objeto, se lamina sobre la superficie externa de la etiqueta en molde y se extiende más allá de la superficie de dicha etiqueta. Tal película laminada puede presentar ventajas tanto de un sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión como de uno protector: la película cubre toda la superficie externa de la etiqueta (o la fracción de la misma que está destinada a protegerse) y, por lo tanto, proporciona protección, al tiempo que partes de la película se extienden más allá de la etiqueta y, por lo tanto, en contacto directo en el molde con el objeto de plástico que se está fabricando, proporcionando una buena adhesión de estas partes de la película. La extensión de la película puede rodear completamente el circuito electrónico basado en papel y anexarse al objeto de plástico, de modo que el sustrato de papel quede prácticamente retenido sobre el objeto de plástico, aunque la adhesión al objeto de plástico del sustrato de papel por sí solo sea insuficiente.
El laminado de una película se puede operar en rollo o en lámina.
- En el proceso en rollo, se usa un laminador. Se desenrolla una bobina de papel impreso con los circuitos electrónicos y, posiblemente, con las menciones o mensajes de comunicación impresos, tal como se ha descrito anteriormente. La película de plástico seleccionada se desenrolla en otra desenrolladora. Se aplica pegamento sobre la película de plástico o sobre el papel y las 2 láminas se laminan entre sí entre 2 rollos en contacto. Si resulta necesario, el complejo se seca en una unidad de secado o se cura y, finalmente, el complejo se vuelve a enrollar. Esta técnica de rollo a rollo proporciona una operación de alta velocidad y un proceso muy económico.
- En lámina, el pegamento, de los mismos tipos que el pegamento en el proceso de rollo a rollo, se puede aplicar sobre el papel o la película mediante cualquier medio adecuado, tal como, por ejemplo, impresión por serigrafía, recubrimiento por barra o cuchilla y recubrimiento por pulverización. A continuación, la segunda parte del complejo sin pegamento se aplica sobre la primera parte recubierta con pegamento. Se proporciona un contacto estrecho y homogéneo mediante la aplicación de un rollo pesado sobre la superficie superior o haciendo que el complejo pase por la línea de contacto de 2 rollos giratorios. De la misma manera que en el proceso de rollo a rollo y de acuerdo con la elección del pegamento, a continuación, el complejo se seca en las condiciones requeridas.
El pegamento se puede seleccionar entre los adhesivos conocidos por la persona experta. Una familia consiste en pegamentos de origen vegetal, tales como almidón, dextrina, carboximetilcelulosa (CMC), galactomananos o similares. Otra familia de pegamentos se extrae de animales, tales como el pegamento de pescado, la gelatina, la caseína o similares. Los productos sintéticos se usan ampliamente en la actualidad. Estos se basan en polímeros termoplásticos, tales como acrílico, acetato de polivinilo, alcohol polivinílico y casi cualquier tipo de polímeros termoplásticos. Las resinas termoendurecibles también se usan ampliamente: estas incluyen poliuretano, melamina, epoxi, poliésteres, caucho y similares. Estos pegamentos pueden ser basados en agua, en solución para productos solubles, tales como almidón, alcohol polivinílico, CMC, galactomanano, gelatina, o en emulsión para los demás polímeros sintéticos. Estos pegamentos pueden ser basados en disolventes. En este caso, los materiales están en solución, para casi todos los productos sintéticos.
En realizaciones particulares, la etiqueta en molde, antes de su incrustación en el objeto de plástico, consiste esencialmente en el sustrato de papel impreso, posiblemente con recubrimientos (incluyendo un sobrerrecubrimiento, tal como se divulga a continuación), pero carece de película de plástico y, en particular, cualquier sobrerrecubrimiento, si está presente, no comprende una película de plástico. De hecho, tal como se ilustra en el presente documento, con una amplia diversidad de materiales de plástico, la adhesión del circuito electrónico basado en papel al plástico moldeado es suficiente sin el requisito de un laminado de plástico (o un pegamento).
En realizaciones particulares, la superficie externa de la etiqueta en molde antes de su incrustación en el objeto de plástico consiste en una superficie impresa o no impresa del sustrato de papel, posiblemente con sobrerrecubrimiento, pero no está cubierta (en particular, no está cubierta total ni parcialmente) por ninguna película de plástico. En realizaciones particulares, la superficie externa de la etiqueta en molde unida al objeto de plástico consiste en una superficie impresa o no impresa del sustrato de papel, posiblemente con un sobrerrecubrimiento protector, en particular, un recubrimiento requerido o beneficioso para la impresión, la estabilidad, el aspecto visual, y no está cubierta (en particular, no está cubierta total ni parcialmente) por ninguna película de plástico. En realizaciones particulares, la etiqueta tiene una lisura y/o un lustre altos en ausencia de una película de plástico. También se puede usar un sobrerrecubrimiento para proporcionar hidrofobicidad a la superficie externa de la etiqueta en molde sin el uso de una película de plástico.
En realizaciones particulares, no se usa ningún adhesivo para unir la etiqueta en molde al objeto de plástico. En realizaciones particulares, la superficie interna de la etiqueta en molde antes de su incrustación en el objeto de plástico consiste esencialmente en una superficie impresa o no impresa del sustrato de papel, posiblemente con sobrerrecubrimientos requeridos o beneficiosos para la impresión, la estabilidad, la funcionalidad del circuito o dispositivo electrónico, pero que no mejoran sustancialmente, o no están destinados a mejorar, la adhesión del sustrato de papel al objeto de plástico. Resulta particularmente ventajoso evitar el uso de pegamento o adhesivo para unir la etiqueta en molde al objeto de plástico, ya que los pegamentos o adhesivos pueden interferir con el proceso de moldeo, por ejemplo, mediante la desgasificación durante la etapa de moldeo.
La aplicación de un producto seleccionado al lado de la etiqueta que estará en contacto con la pieza de plástico confiere una buena afinidad con el polímero de la pieza de plástico. El producto a aplicar sobre la superficie de la etiqueta se selecciona con el fin de mejorar la adhesión al polímero de la pieza de plástico. Las personas expertas conocen los silanos y los organosilanos como productos que pueden conferir adhesión entre los materiales polares y polímeros, tanto termoendurecibles como termoplásticos. Otros productos químicos también pueden mejorar la adhesión si estos tienen afinidad química con el polímero. En la mayoría de los polímeros que se usan en el moldeo de plástico, los productos químicos de la misma naturaleza potenciarán la adhesión. Entre muchos otros, estos productos que se mencionan a continuación mejorarán la adhesión entre el papel y el polímero considerado y, por lo tanto, son constituyentes preferidos del sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión:
- en los objetos de plástico de polimetilmetacrilato (PMMA): los polímeros de acrilato y copolímeros que incluyen acrilato, tales como el estireno-acrilato, el acrilato-acrilonitrilo y otros copolímeros que incluyen acrilato, en forma de látex a base de agua o en solución en disolventes;
- en los objetos de plástico de poliestireno (PS): los copolímeros de estireno, tales como los aglutinantes de estireno-butadieno y estireno-acrilato, en forma de látex o en solución;
- en los objetos de plástico de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS): todos los copolímeros que incluyen al menos uno de los monómeros de ABS, estireno, butadieno, acrilonitrilo, pero también acrilato y todos sus derivados;
- en los objetos de plástico de poliamida: los adhesivos de poliamida en dispersión acuosa o solución en disolvente;
- en los objetos de plástico de poliéster (en particular, PET y tereftalato de polibutileno, PBT): los poliésteres saturados en dispersión acuosa o solución en disolvente;
- en los objetos de plástico de policarbonato: el acrilato y todos sus derivados;
- en los objetos de plástico de polietileno y polipropileno: el polietileno o polipropileno en forma de dispersión, en forma de cera en productos basados en agua o en solución en disolventes.
Tal como le parecerá a la persona experta, el circuito electrónico basado en papel proporcionado en la etapa A se puede proporcionar con un sobrerrecubrimiento. Los circuitos electrónicos basados en papel que comprenden un sobrerrecubrimiento de plástico, tal como se define en el presente documento, en particular, un sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión y/o protector, y que es adecuado para su uso como etiqueta en molde en un método de la invención (en particular, adecuado para su uso en la etapa B sin ninguna etapa de preparación adicional) se proporcionan en el presente documento como parte de la invención. En particular, se proporcionan en el presente documento circuitos electrónicos basados en papel, de los que al menos un lado comprende una película de plástico laminada. En particular, se proporcionan en el presente documento circuitos electrónicos basados en papel, de los que al menos un lado, destinado a convertirse en la superficie externa de una etiqueta en molde, comprende una película de plástico laminada, en particular, en donde tal película no cubre toda la superficie de la etiqueta, lo que permite el acceso físico a partes del circuito, y/o en donde tal película se extiende más allá de la superficie del sustrato basado en papel y, en particular, se extiende más allá de dicha superficie en todas las direcciones, de modo que esta entre en contacto con el plástico proporcionado en la etapa C.
El método de la invención comprende una etapa de moldeo. Una vez que la etiqueta en molde esté lista para su uso, esta se puede incorporar en la pieza de plástico para la que se ha diseñado. Esta incorporación puede tener lugar en diversos procesos de producción de piezas de plástico. La inyección, la extrusión, la termoformación y el rotomoldeo son técnicas para la producción de piezas de plástico mediante las que se puede realizar la incrustación de un circuito electrónico basado en papel sin modificaciones significativas del proceso básico. Estas técnicas se refieren principalmente a termoplásticos. La incrustación de circuitos electrónicos basados en papel presentados como etiquetas en molde también se puede usar con las resinas termoendurecibles, con moldeo a presión, por ejemplo.
Se dice que el circuito electrónico basado en papel está "embebido", dado que este está fuertemente unido a la pieza de plástico y, por lo tanto, se puede considerar que es una parte integral de la misma. En los casos donde el circuito electrónico basado en papel permanece en la superficie de la pieza de plástico terminada, generalmente, se dice en el presente documento que está "embebido sobre" la pieza de plástico, mientras que en los casos donde la etiqueta se encuentra totalmente (o en su mayor parte) dentro de la pieza de plástico terminada, generalmente, se dice en el presente documento que está "embebida en" la pieza de plástico. Sin embargo, las expresiones "embebido sobre" o "embebida en" no se deben considerar limitantes a ninguno de los casos y las características se divulgan exclusivamente en relación con una de estas dos situaciones solo cuando se especifican explícitamente (por ejemplo, especificando que la etiqueta está en la superficie de la pieza de plástico o, por el contrario, completa o casi completamente embebida en o dentro de la pieza de plástico). Se dice que la etiqueta está "casi completamente embebida" dentro de la pieza de plástico cuando la mayoría (en particular, más del 90 % y más particularmente más del 98 %) de la superficie total de la etiqueta está dentro de la pieza de plástico, por ejemplo, cuando solo el borde de la etiqueta está en la superficie de la pieza de plástico o cuando solo una fracción muy limitada de la superficie de la etiqueta es accesible desde el exterior, en particular, cuando los hoyos con una pequeña sección superficial se extienden desde la superficie de la pieza de plástico hasta la etiqueta, en particular, tales hoyos que quedan después del moldeo por los dispositivos usados para mantener la etiqueta durante el moldeo.
El objeto obtenido es una pieza de plástico con una etiqueta embebida. La pieza de plástico se designa en el presente documento de manera intercambiable como objeto de plástico. Tal como le parecerá evidentemente a la persona experta, se pueden realizar y/o requerir etapas de fabricación adicionales para obtener un producto terminado, dependiendo de la aplicación. En particular, el circuito que lleva la etiqueta puede requerir y/o ser adecuado para la programación o el almacenamiento o la recuperación de otro modo de los datos electrónicamente, ya sea mediante comunicación inalámbrica (y/o sin contacto) o mediante el contacto con el circuito (en este último caso, siempre que dicho circuito esté sobre la superficie externa).
Con el fin de mantener la etiqueta en el molde, al tiempo que se suministra el polímero, en particular, durante la inyección del polímero, el molde se puede adaptar mediante la creación de cuñas o crestas, alrededor del área donde se ha de colocar la etiqueta. Estas crestas están formadas por líneas de donde se aumentan ligeramente los espesores del molde, formando un tope (o bloque) que impide que la etiqueta se mueva lateralmente. Estas pueden tener un pequeño aumento de espesor, tal como de 50 a 200 pm, con el fin de no modificar significativamente la forma de las piezas de plástico. Dependiendo de la forma de la pieza de plástico y la posición deseada de la etiqueta en la pieza terminada, puede resultar necesario crear un espacio para la etiqueta dentro del molde, con el fin de mantener la etiqueta en su posición original durante la introducción del polímero. El espacio de posicionamiento de la etiqueta puede ser tal que la marca esté en la superficie de la pieza de plástico después del moldeo, lo que da como resultado un exceso de espesor de la pieza terminada correspondiente a la marca. Las estructuras de posicionamiento en el molde, tales como aquellas descritas anteriormente, y, en particular, las cuñas de posicionamiento son bien conocidas por la persona experta y se pueden diseñar de acuerdo con necesidades específicas. En realizaciones particulares, la marca se posiciona en el molde por medio de estructuras de posicionamiento en el molde. En realizaciones particulares, las estructuras de posicionamiento son crestas y/o bloques en forma de molde.
Dependiendo de la forma de la pieza, el área de la marca se puede colocar horizontalmente, verticalmente o en cualquier ángulo adecuado en el exterior de la pieza. En los casos donde la marca se colca en la parte inferior del molde, generalmente, no se requiere mantener la marca en su posición, ya que el flujo del polímero plástico proporcionado para el moldeo normalmente no moverá la etiqueta. Sin embargo, en particular, en los casos donde la etiqueta se coloca en otro lugar o en donde ninguna cuña u otra estructura de posicionamiento se incorpora en el molde, la etiqueta se puede fijar temporalmente mediante cualquier medio conocido por la persona experta, tal como usando electricidad estática o aplicando vacío, antes y durante la introducción del polímero. El proceso de vacío requiere pequeños orificios en el molde, en el área cubierta por la etiqueta, conectados con un dispositivo de succión. El proceso electrostático se realiza mediante la carga la etiqueta con una determinada carga antes de su aplicación en el molde, mientras que el molde se mantiene neutro o con la carga opuesta. En ambos casos, una vez que la etiqueta se posiciona en el área correcta del molde, esta se mantiene en su lugar durante la etapa de inyección.
La etiqueta se puede colocar con el circuito hacia la pieza o hacia el exterior de la pieza. Si el circuito se coloca hacia la pieza de plástico, el reverso de la etiqueta es visible sobre la pieza de plástico, que puede mostrar la impresión gráfica, si se imprimió previamente sobre este lado, tal como se ha descrito anteriormente. Cuando la etiqueta se coloca con el fin de estar en la superficie de la pieza de plástico y no se ha laminado ninguna película sobre la misma, el circuito es accesible para la conexión física directa con cualquier otro dispositivo electrónico con el fin de transmitir cualquier señal eléctrica o electrónica, tales como datos, información o potencia.
En otra realización, la etiqueta se puede introducir dentro de la pieza de plástico mediante inyección en dos etapas o mediante cualquier medio adecuado conocido por la persona experta. En el proceso de inyección de dos etapas, se moldea una primera parte de la pieza de plástico con la etiqueta en la superficie y, en una segunda etapa, se moldea la otra parte de la pieza sobre la primera parte y esta cubre la etiqueta, que finalmente se incluye dentro de la pieza. De una manera más sencilla, cuando la pieza es menos compleja, resulta posible sujetar la etiqueta dentro del molde con un fijador adecuado que mantiene la etiqueta en su posición durante la operación de inyección. En ambos casos, la etiqueta está completamente embebida (o casi completamente embebida) dentro del material de plástico de la pieza y está totalmente protegida. En los casos donde el polímero es opaco, este proceso conduce a la ocultación de la etiqueta, para un beneficio de protección adicional.
En realizaciones particulares, la etiqueta está completamente (o casi completamente) embebida dentro de la pieza de plástico moldeada. En realizaciones particulares de la misma, la pieza de plástico se moldea en una etapa individual, con la etiqueta mantenida en una posición alejada de la superficie externa de la pieza de plástico; o la pieza de plástico se moldea en un proceso de dos etapas, con la etiqueta embebida en la interfaz entre la fracción de la pieza moldeada en la primera etapa y la fracción moldeada en la segunda etapa.
La inclusión del circuito dentro del núcleo del objeto de plástico puede ser de particular interés cuando se necesita una alta protección del circuito electrónico. Este puede ser el caso de las OPV (celdas fotovoltaicas orgánicas o solares orgánicas) donde los polímeros funcionales requieren una alta protección contra el oxígeno que actualmente se logra mediante métodos de encapsulación complejos. Otra aplicación de la integración interna del circuito puede ser la tecnología de OLED, para la que se requiere una barrera contra la humedad para proteger los polímeros que se usan actualmente.
El polímero usado para la preparación de la pieza de plástico se puede seleccionar dentro de la familia de materiales termoplásticos. Tal material termoplástico puede ser, en particular, poliéster (en particular, tereftalato de polietileno, PET, tereftalato de polibutileno, PBT, naftalato de polietileno, PEN, ácido poliláctico, PLA, polihidroxibutirato y sus copolímeros), poliamida (en particular, PA 6, PA 6,6, PA 6,10, PA 6,12, PA 11, PA 12 y sus copolímeros), polietileno (PE) en todas sus variantes, basadas en la densidad, el peso molecular o la ramificación (por ejemplo: de densidad baja, media o alta, lineales o ramificadas, de peso molecular alto, muy alto, bajo o muy bajo y todas sus combinaciones), polipropileno, policarbonato (PC), poliestireno (PS), polimetilmetacrilato (PMMA, incluyendo sus modificaciones con comonómeros, tales como ácido metacrílico, acrilato y acrilato de butilo), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), cloruro de polivinilo, poliéter sulfona, poliéter éter cetona, poliéter imida, óxido de polifenileno y otras calidades menos comunes.
Se ha observado que, durante la etapa de moldeo, el contacto entre diferentes materiales, es decir, la etiqueta y los polímeros, puede mostrar problemas de adhesión, burbujas atrapadas entre la etiqueta y la pieza de plástico o una separación posterior al moldeo debido a coeficientes diferenciales de expansión térmica.
Sorprendentemente, los inventores han logrado una afinidad muy buena entre los circuitos electrónicos basados en papel y muchos polímeros comunes usados en la industria del plástico. El polipropileno (PP), el poliéster (en particular, PET y PLA), el policarbonato (PC), el polimetilmetacrilato (PMMA) y el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) han dado todos muy buena adhesión con el papel, cada uno de ellos en sus condiciones normales de inyección (de 265 °C a 290 °C, dependiendo del polímero). Con todos estos materiales, una vez que se moldea la pieza de plástico, el circuito basado en papel se adhiere fuertemente a la pieza y no resulta posible la deslaminación. Esto resulta particularmente destacable en lo que respecta al PET, que tiene una baja afinidad con muchos otros materiales de plástico.
Con la poliamida 6,6 como polímero seleccionado para la preparación de piezas de plástico, el circuito electrónico basado en papel puede presentar salientes después del moldeo. Estos defectos provienen tanto de la humedad contenida en el papel como de la humedad contenida en el polímero, ya que se sabe que la poliamida es higroscópica. Mediante el ajuste de la temperatura del molde a 40 °C en lugar de un valor normal de 70 °C y el ajuste de la presión constante dentro del molde después de la inyección a una caída del 20 % al 50 %, la etiqueta se fija uniformemente a la pieza de plástico con buena adhesión y sin formar salientes. En realizaciones particulares, preferentemente en donde el objeto de plástico se prepara de poliamida (y, más preferentemente, de PA 6,6), las condiciones de moldeo se ajustan con respecto a las condiciones para el moldeo de tal objeto de plástico sin una etiqueta basada en papel mediante la reducción de la temperatura del molde, en particular, de 20 °C a 40 °C y/o del 20 % al 50 %, y/o mediante la reducción de la presión aplicada dentro del molde después de la inyección, en particular, del 20 % al 50 %. En realizaciones particularmente preferidas en donde el objeto de plástico se prepara de PA 6,6, la temperatura del molde se establece en o cerca de 40 °C y la presión dentro del molde después de la inyección se establece en o cerca de 25 MPa (250 bares).
Tal como se ilustra en el presente documento, en particular, en la sección de ejemplos a continuación, la realización del presente método normalmente no requiere ninguna adaptación específica de los parámetros de moldeo convencionales. Sin embargo, en los casos donde aparece formación de salientes y/o, por ejemplo, burbujas, se pueden ajustar las condiciones de inyección (perfil de presión, duración de la inyección, temperatura del polímero y temperatura del molde), ya que estas desempeñan una función clave en la presencia de salientes y se han de adaptar de acuerdo con el tipo de prensa, la forma de la pieza y el polímero inyectado, tal como lo realiza convencionalmente la persona experta para cada nueva preparación. Con tales ajustes, que son fácilmente accesibles para la persona experta, se obtuvo una adhesión y un aspecto visual satisfactorios con todos los materiales de plástico sometidos a ensayo, usando circuitos electrónicos basados en papel que no comprenden ninguna película de plástico y sin la necesidad de ningún pegamento o adhesivo.
Un problema de las películas de poliéster resuelto mediante el método divulgado en el presente documento es la separación de la película de la pieza de plástico al enfriarse después del moldeo, especialmente cuando el polímero de la pieza de plástico es poliamida. Cuando la pieza de plástico se enfría después de la inyección, una etiqueta de poliéster, que se adhiere inicialmente a la pieza, se despega progresivamente de la pieza en 1 a 5 minutos. Este comportamiento se debe a los coeficientes diferenciales de expansión térmica. Se sabe que el poliéster (en particular, el PET) muestra un coeficiente de expansión térmica más bajo que la poliamida. A diferencia de las películas de poliéster, el papel puede soportar variaciones dimensionales significativas una vez que la etiqueta de papel se adhiere al polímero después del moldeo, debido a su comportamiento plástico. El poliéster (en particular, el PET) tiene un coeficiente de expansión térmica más bajo que la mayoría de los otros polímeros usados en la industria del plástico, lo que afecta fuertemente al uso de circuitos basados en poliéster en estas integraciones de etiquetas en molde, en comparación con el papel que ofrece una amplia compatibilidad, tal como se ha explicado anteriormente.
En el presente documento, se proporciona una etiqueta en molde adecuada para su uso en los métodos divulgados anteriormente. Tal etiqueta en molde comprende o consiste en un sustrato de papel impreso con tintas electrónicas sobre al menos una superficie y al menos una superficie con una afinidad suficiente con el material de plástico del objeto de plástico. En particular, tal etiqueta en molde no comprende ninguna película de plástico. En realizaciones particulares, la etiqueta en molde comprende un circuito electrónico impreso, pero no comprende un circuito o dispositivo electrónico prefabricado, y, en particular, el sustrato de papel sirve como soporte para el circuito electrónico, de modo que dicho circuito no se pueda separar del sustrato de papel mediante pelado, deslaminación, etc. En realizaciones alternativas, la etiqueta en molde comprende, además de los circuitos o dispositivos electrónicos prefabricados, un circuito electrónico impreso, de modo que dicho circuito no se pueda separar del sustrato de papel mediante pelado, deslaminación, etc., sin destruir al menos parcialmente el circuito. En realizaciones particulares, la etiqueta en molde tiene las características resultantes de las realizaciones del método mencionadas anteriormente, en particular, puede presentar un recubrimiento sobre una o dos de sus superficies, puede llevar un circuito electrónico con las propiedades de espesor divulgadas anteriormente, etc. Generalmente, las características de los productos de la invención pueden reflejar, en realizaciones particulares, las características divulgadas anteriormente en relación con los métodos de la invención, ya sean relacionadas con el sustrato, el circuito, etc.
Los objetos de plástico que llevan una etiqueta proporcionada en el presente documento, obtenida mediante los métodos divulgados anteriormente, muestran propiedades únicas. Tales objetos de plástico comprenden un sustrato de papel embebido impreso con tintas electrónicas y/o que lleva un circuito o dispositivo electrónico impreso. En realizaciones particulares, tales objetos de plástico no comprenden ninguna película de plástico sobre la superficie externa de la etiqueta. En realizaciones particulares, los objetos de plástico no comprenden ninguna película de plástico sobre la superficie interna de la etiqueta y, en particular, el sustrato de papel de la etiqueta se separa del material de plástico del objeto de plástico solo por la capa de tinta electrónica si tal capa está presente sobre la superficie interna de la etiqueta.
- Las incrustaciones de papel son ligeras, flexibles, tienen una pequeña huella en Z (el espesor del papel puede ser tan bajo como 30-80 |jm) y son fáciles de embeber en un molde.
- El papel tiene una resistencia térmica mucho mejor que los polímeros más comúnmente usados, tales como PEN o PET, como sustrato de incrustaciones. Por tanto, el papel confiere a los circuitos un mejor rendimiento electrónico y un menor consumo de tinta.
- El papel tiene una afinidad natural con la mayoría de los polímeros termoplásticos usados en la industria del plástico y, por lo tanto, no necesita ninguna película de laminación sobre su superficie para adherirse a las piezas de plástico. Este es el caso del poliéster (en particular, PET o PBT), la poliamida (PA), el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), el polimetilmetacrilato (PMMA), el policarbonato (PC), el polipropileno (PP), el ácido poliláctico (PLA) y otros polímeros convencionales.
- En el caso particular donde no existe ningún sobrerrecubrimiento de plástico adicional sobre la superficie externa (o sobre una fracción de la misma), resultan posibles las conexiones físicas directas.
- Dependiendo de la materia prima de plástico (desde PE hasta policarbonato), el circuito de papel impreso puede soportar un amplio intervalo de temperatura durante el flujo de plásticos (hasta 400 °C)
- En algunos casos, el contenido gráfico visual se ha de imprimir directamente sobre objetos de plástico (para identificar la pieza de plástico o para comunicar información o una marca). El papel con su brillo, blancura y excelente capacidad de impresión gráfica resulta ideal para tal operación y proporciona una capacidad de impresión y una manejabilidad mucho mejores que los plásticos.
- La deslaminación resulta imposible, en particular, dado que el circuito, al menos en parte, comprende componentes (en particular, alambrado) que están impresos y, en particular, están demasiado unidos entre sí al sustrato y no poseen una cohesión mecánica suficiente independientemente del sustrato para retirarse del mismo y, en particular, para retirarse sin la destrucción del circuito.
A continuación, se proporciona un resumen de las realizaciones preferidas, que no pretende limitar o definir de manera exhaustiva la invención. Las realizaciones divulgadas en la presente solicitud y no cubiertas explícita o implícitamente en las realizaciones siguientes se proporcionan, no obstante, como parte de la invención. Las definiciones proporcionadas anteriormente se aplican a los términos o las expresiones correspondientes que se usan a continuación. Tal como se dará cuenta la persona experta, la mayoría de las combinaciones de las características divulgadas en el presente documento (y, en particular, en las realizaciones a continuación) se pueden lograr y pueden presentar ventajas, dependiendo, en particular, de la aplicación. Aparte de las combinaciones que parecerán fácilmente incompatibles para la persona experta (en particular, las combinaciones contradictorias o irrelevantes) o que la presente divulgación enseña que son incompatibles, todas las combinaciones individuales o múltiples de las características siguientes se proporcionan explícitamente.
En el presente documento, se proporciona un método para fabricar un objeto de plástico que embebe un circuito basado en papel, que comprende las etapas de:
A. proporcionar o producir un circuito electrónico basado en papel, usado como etiqueta en molde y un molde, siendo dicho molde adecuado para la provisión de la forma del objeto de plástico;
B. posicionar el circuito electrónico basado en papel dentro del molde;
C. proporcionar plástico líquido en el molde; y
D. permitir que el plástico se solidifique y recuperar el objeto de plástico moldeado que embebe el circuito electrónico basado en papel;
en donde el circuito electrónico basado en papel lleva un circuito electrónico que está al menos parcialmente impreso sobre un sustrato basado en papel.
En realizaciones particulares, el plástico del que se prepara el objeto de plástico es un termoplástico seleccionado en el grupo que consiste en: poliéster (en particular, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, naftalato de polietileno, ácido poliláctico, polihidroxibutirato y sus copolímeros), poliamida (en particular, PA 6, PA 6,6, PA 6,10, PA 6,12, PA 11, PA 12 y sus copolímeros), polietileno (en particular, polietilenos de densidad baja, media o alta, lineales o ramificados y de peso molecular alto, muy alto, bajo o muy bajo y todas sus combinaciones), polipropileno, policarbonato, poliestireno, polimetilmetacrilato (opcionalmente modificado con comonómeros, tales como ácido metacrílico, acrilato y acrilato de butilo), acrilonitrilo butadieno estireno, cloruro de polivinilo, poliéter sulfona, poliéter éter cetona, poliéter imida y óxido de polifenileno. En realizaciones particulares, dicho termoplástico se selecciona entre el grupo que consiste en: tereftalato de polietileno (PET), polipropileno (PP), poliamida (PA), polimetilmetacrilato (PMMA), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), policarbonato (PC) y ácido poliláctico (PLA).
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el método comprende antes de la etapa B una etapa de aplicación de un sobrerrecubrimiento de plástico de la etiqueta en molde sobre la superficie externa, sobre la superficie interna (o sobre ambas superficies internas) o sobre las superficies externa e interna de la etiqueta en molde. En particular, se aplica un sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión sobre al menos una superficie interna y/o se aplica un sobrerrecubrimiento protector sobre al menos una superficie. En realizaciones particulares, la etapa de aplicación de un sobrerrecubrimiento de plástico comprende laminar una película de plástico. En realizaciones particulares, la etapa de aplicación de un sobrerrecubrimiento de plástico comprende recubrir una capa de plástico. En realizaciones particulares, el plástico del sobrerrecubrimiento se selecciona en el grupo que consiste en PET, PMMA, PC, PA, PP y PLA y, en particular, en el caso de un sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión, es preferentemente del mismo plástico que el plástico inyectado. En realizaciones particulares, el plástico del sobrerrecubrimiento (en particular, del sobrerrecubrimiento protector, en particular, cuando se aplica sobre un lado del circuito electrónico basado en papel que está impreso gráficamente) es transparente. En realizaciones particulares, el sobrerrecubrimiento se aplica al menos sobre el lado del circuito electrónico basado en papel que lleva el circuito. En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el sustrato basado en papel es un sustrato de papel recubierto, en donde tal recubrimiento resulta adecuado para la impresión con tintas electrónicas y, en particular, en donde tal recubrimiento comprende pigmentos y un aglutinante.
En realizaciones particulares, el circuito electrónico basado en papel no comprende ninguna película de plástico. En realizaciones particulares, el circuito electrónico basado en papel no comprende ningún material de plástico.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el sustrato de papel comprende del 70 al 90 % de fibras celulósicas cortas en peso seco. En realizaciones particulares, el recubrimiento comprende un aglutinante con una temperatura de transición vítrea inferior a 20 °C, preferentemente en donde el recubrimiento comprende de 5 a 50 partes en peso seco de tal aglutinante. En realizaciones particulares, el sustrato de papel tiene un brillo ISO y/o un brillo D65 en el intervalo de 70 a 90, preferentemente de 75 a 85, y/o la diferencia en el brillo ISO y/o el brillo D65 antes y después de la exposición del sustrato de papel al calor durante 5 min a 180 °C es igual o menor de 3.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el sustrato de papel tiene una lisura Bekk igual o superior a 900 s, preferentemente igual o superior a 2.000 s. En realizaciones particulares, el sustrato de papel tiene un lustre a 75° igual o superior al 70 %, preferentemente igual o superior al 80 %.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el sustrato de papel se selecciona entre los papeles Powercoat HD y Powercoat XD.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, la etapa A comprende proporcionar un sustrato basado en papel e imprimir un circuito electrónico sobre dicho sustrato basado en papel. En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, la etapa A comprende proporcionar un circuito electrónico basado en papel que comprende un circuito electrónico impreso. En realizaciones particulares, el circuito electrónico impreso se imprime mediante impresión por chorro de tinta, impresión offset, flexografía, impresión por huecograbado, impresión por serigrafía y/o xerografía.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico impreso comprende tintas conductoras al menos eléctricamente. En realizaciones particulares, el circuito electrónico impreso comprende tintas con propiedades de conductancia, resistencia y/o impedancia y/o propiedades dieléctricas, semiconductoras, fotovoltaicas y/o electroluminiscentes adecuadas. En realizaciones particulares, el circuito electrónico impreso comprende tintas orgánicas. En realizaciones particulares, las tintas orgánicas comprenden polímeros conductores y/o semiconductores de polímeros, en particular, polímeros conjugados. En realizaciones particulares, el circuito electrónico impreso comprende tintas inorgánicas. En realizaciones particulares, las tintas inorgánicas comprenden dispersiones de partículas metálicas o semiconductoras, en particular, micropartículas y nanopartículas, en particular, partículas de plata y/u oro y/o partículas que comprenden semiconductores de silicio u óxido.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, la etapa A comprende, adicionalmente, la etapa de sinterización de la tinta mediante el calentamiento del circuito electrónico basado en papel. En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, la etapa A comprende proporcionar un circuito electrónico basado en papel en donde la tinta electrónica se sinterizó mediante el calentamiento del circuito electrónico basado en papel. En realizaciones particulares, la sinterización se realiza a una temperatura superior a 120 °C y preferentemente superior a 150 °C.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico basado en papel, adicionalmente, se imprime gráficamente (es decir, se imprime con el fin de modificar su aspecto visual). En realizaciones particulares, la etapa A comprende proporcionar un sustrato basado en papel o un circuito electrónico basado en papel impreso gráficamente. En realizaciones particulares, la etapa A comprende una etapa de impresión gráfica. En realizaciones particulares, dicha etapa de impresión gráfica se realiza usando la impresión por chorro de tinta, impresión offset, flexografía, impresión por huecograbado, impresión por serigrafía y/o electrofotografía.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico basado en papel impreso comprende una antena impresa.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico basado en papel proporcionado lleva componentes electrónicos no impresos, además del circuito electrónico impreso. En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, la etapa A comprende añadir componentes electrónicos no impresos al circuito electrónico basado en papel. En realizaciones particulares, se anexan los componentes electrónicos no impresos, en particular, se sueldan, al circuito electrónico basado en papel usando la recogida y la colocación. En realizaciones particulares, tales componentes no impresos son un chip, en particular, un chip que forma parte de un transpondedor con RFID y/o un LED. En realizaciones particulares, el circuito electrónico impreso comprende esencialmente todo el alambrado del circuito. En realizaciones particulares, el circuito comprende un chip no impreso y un circuito electrónico impreso que comprende una antena y un alambrado adecuado y forma un transpondedor con RFID.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, la etapa C comprende inyectar un termoplástico calentado y la etapa D comprende dejar que dicho termoplástico se enfríe hasta una temperatura donde este es sólido.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico impreso está sobre la/o una de las superficie/s interna/s de la etiqueta en molde. En realizaciones alternativas, el circuito electrónico impreso se encuentra sobre la superficie externa de la etiqueta en molde. En realizaciones alternativas, un circuito electrónico impreso se imprime sobre ambos lados de la etiqueta en molde. En realizaciones particulares en donde el circuito electrónico impreso está al menos en parte impreso sobre la superficie externa, el circuito electrónico impreso es al menos parcialmente accesible físicamente en la superficie del objeto de plástico.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico basado en papel se embebe en la superficie del objeto de plástico. En realizaciones alternativas, el circuito electrónico basado en papel está completamente embebido en el interior o casi completamente embebido en el interior del objeto de plástico. En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el molde consiste en cuñas, crestas o estructuras de posicionamiento alternativas para evitar el movimiento lateral de la etiqueta durante la etapa C. En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico basado en papel se mantiene en su lugar durante la etapa C mediante fuerza electrostática o mediante la aplicación de vacío.
En realizaciones particulares en donde el circuito electrónico basado en papel se embebe dentro del objeto de plástico, la etiqueta se mantiene durante el moldeo en una posición alejada de la superficie de la pieza resultante, lo que da como resultado una incrustación completa (o casi completa) del circuito electrónico basado en papel. En realizaciones particulares en donde el circuito electrónico basado en papel se embebe dentro del objeto de plástico, se realiza una segunda etapa de moldeo después de la etapa D, en donde el plástico añadido en la segunda etapa de moldeo cubre la etiqueta, lo que da como resultado una incrustación completa (o casi completa) del circuito electrónico basado en papel.
En el presente documento, se proporciona un objeto de plástico que comprende un circuito electrónico basado en papel embebido, comprendiendo dicho circuito electrónico basado en papel un sustrato basado en papel con un circuito electrónico impreso.
En realizaciones particulares, el plástico del que se prepara el objeto es un termoplástico seleccionado en el grupo que consiste en: poliéster (en particular, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, naftalato de polietileno, ácido poliláctico, polihidroxibutirato y sus copolímeros), poliamida (en particular, PA 6, PA 6,6, PA 6,10, PA 6,12, PA 11, PA 12 y sus copolímeros), polietileno (en particular, polietilenos de densidad baja, media o alta, lineales o ramificados y de peso molecular alto, muy alto, bajo o muy bajo y todas sus combinaciones), polipropileno, policarbonato, poliestireno, polimetilmetacrilato (opcionalmente modificado con comonómeros, tales como ácido metacrílico, acrilato y acrilato de butilo), acrilonitrilo butadieno estireno, cloruro de polivinilo, poliéter sulfona, poliéter éter cetona, poliéter imida, óxido de polifenileno y termoplásticos biodegradables, tales como ácido poliláctico (PLA). En realizaciones particulares, el plástico se selecciona entre el grupo que consiste en: PET, PP, PA, PMMA, ABS, PC y PLA.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el sustrato basado en papel es un sustrato de papel recubierto, en donde tal recubrimiento resulta adecuado para la impresión con tintas electrónicas y, en particular, en donde tal recubrimiento comprende pigmentos y un aglutinante.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el sustrato de papel comprende del 70 al 90 % de fibras celulósicas cortas en peso seco. En realizaciones particulares, el recubrimiento comprende un aglutinante con una temperatura de transición vitrea inferior a 20 °C, preferentemente en donde el recubrimiento comprende de 5 a 50 partes en peso seco de tal aglutinante. En realizaciones particulares, el sustrato de papel tiene un brillo ISO y/o un brillo D65 en el intervalo de 70 a 90, preferentemente de 75 a 85, y/o la diferencia en el brillo ISO y/o el brillo D65 antes y después de la exposición del sustrato de papel al calor durante 5 min a 180 °C es igual o menor de 3.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el sustrato de papel tiene una lisura Bekk igual o superior a 900 s, preferentemente igual o superior a 2.000 s. En realizaciones particulares, el sustrato de papel tiene un lustre a 75° igual o superior al 70 %, preferentemente igual o superior al 80 %.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el sustrato de papel se selecciona entre los papeles Powercoat HD y Powercoat XD.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, no está presente ningún pegamento ni ningún adhesivo entre el circuito electrónico basado en papel y el plástico del objeto de plástico. En realizaciones particulares, no está presente ningún pegamento ni ningún adhesivo entre el sustrato de papel del circuito electrónico basado en papel y el plástico o entre el sobrerrecubrimiento del circuito electrónico basado en papel y el plástico. En realizaciones particulares, no está presente ningún pegamento ni ningún adhesivo entre la capa del circuito electrónico basado en papel que comprende el circuito y el plástico del objeto de plástico.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, está presente un sobrerrecubrimiento de plástico sobre al menos un lado del circuito electrónico basado en papel (en particular, el circuito electrónico impreso y/o los gráficos impresos están comprendidos en una capa entre el sustrato de papel y el sobrerrecubrimiento). En realizaciones particulares, la superficie externa del circuito electrónico basado en papel comprende un sobrerrecubrimiento protector. En realizaciones particulares, una superficie interna del circuito electrónico basado en papel comprende un sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión. En realizaciones particulares, el plástico del sobrerrecubrimiento se selecciona del grupo que consiste en PET, PMMA, PC, PA y PP. En realizaciones particulares, el sobrerrecubrimiento consiste en o comprende una película de plástico laminada. En realizaciones particulares, un lado del circuito electrónico basado en papel comprende un sobrerrecubrimiento que comprende una película de plástico o los dos lados del circuito electrónico basado en papel comprenden, cada uno, un sobrerrecubrimiento que comprende una película de plástico. En realizaciones alternativas, el circuito electrónico basado en papel carece de cualquier película de plástico.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico impreso comprende tintas conductoras al menos eléctricamente. En realizaciones particulares, el circuito electrónico impreso comprende tintas con propiedades de conductancia, resistencia y/o impedancia y/o propiedades dieléctricas, semiconductoras, fotovoltaicas y/o electroluminiscentes adecuadas. En realizaciones particulares, el circuito electrónico impreso comprende tintas orgánicas. En realizaciones particulares, las tintas orgánicas comprenden polímeros conductores y/o semiconductores de polímeros, en particular, polímeros conjugados. En realizaciones particulares, el circuito electrónico impreso comprende tintas inorgánicas. En realizaciones particulares, las tintas inorgánicas comprenden dispersiones de partículas metálicas o semiconductoras, en particular, micropartículas y nanopartículas, en particular, partículas de plata y/u oro y/o partículas que comprenden semiconductores de silicio u óxido.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, las tintas electrónicas del circuito electrónico basado en papel se sinterizaron mediante el calentamiento del circuito electrónico basado en papel. En realizaciones particulares, la sinterización se realizó a una temperatura superior a 120 °C y preferentemente superior a 150 °C.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico basado en papel, adicionalmente, se imprime gráficamente (es decir, se imprime con el fin de modificar su aspecto visual).
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico basado en papel impreso comprende una antena impresa.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico basado en papel lleva componentes electrónicos no impresos, además del circuito electrónico impreso. En realizaciones particulares, los componentes electrónicos no impresos se sueldan al circuito electrónico impreso. En realizaciones particulares, tales componentes no impresos son un chip, en particular, un chip que forma parte de un transpondedor con RFID y/o un LED. En realizaciones particulares, el circuito electrónico impreso comprende esencialmente todo el alambrado del circuito. En realizaciones particulares, el circuito comprende un chip no impreso y un circuito electrónico impreso que comprende una antena y un alambrado adecuado y forma un transpondedor con RFID.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico impreso está sobre la/o una de las superficie/s interna/s de la etiqueta en molde. En realizaciones alternativas, el circuito electrónico impreso se encuentra sobre la superficie externa de la etiqueta en molde. En realizaciones alternativas, un circuito electrónico impreso se imprime sobre ambos lados de la etiqueta en molde. En realizaciones particulares en donde el circuito electrónico impreso está al menos en parte impreso sobre la superficie externa, el circuito electrónico impreso es al menos parcialmente accesible físicamente en la superficie del objeto de plástico.
En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores, el circuito electrónico basado en papel se embebe en la superficie del objeto de plástico. En realizaciones alternativas, el circuito electrónico basado en papel está completamente embebido en el interior o casi completamente embebido en el interior del objeto de plástico. En realizaciones particulares de cualquiera de las realizaciones anteriores en donde el circuito electrónico basado en papel está embebido en la superficie del objeto de plástico, el circuito electrónico basado en papel está alineado con la superficie del objeto de plástico y, en particular, el circuito electrónico basado en papel no sobresale del objeto de plástico. En realizaciones particulares, el objeto de plástico tiene ranuras que rodean la circuitería embebida, resultantes de las crestas en el molde que sirvieron para evitar el movimiento lateral de la circuitería durante el moldeo por inyección.
Ejemplos
Ejemplo 1
Se produce un papel de acuerdo con la patente WO2015059157. Este papel se imprime con una antena mediante impresión por serigrafía. A continuación, se pone un chip mediante recogida y colocación para crear un circuito activable con esta antena y el chip se codifica para que sea legible mediante cualquier dispositivo NFC.
Se crea un molde para la integración especial de etiquetas con pequeñas crestas que limitan el área para la etiqueta, con el fin de mantenerla durante la operación de moldeo. El poliéster (PET) se coloca en el sistema de inyección de una prensa que operará el molde. La temperatura de calentamiento del polímero es de 260 °C. El molde se mantiene a temperatura ambiente.
La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito hacia la pieza (es decir, sobre la superficie interna de la etiqueta). La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip.
Ejemplo 2
Con los materiales y un proceso idéntico al Ejemplo 1, la etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito fuera de la pieza (sobre la superficie externa). El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. En esta configuración, como el circuito permanece en el exterior de la pieza de plástico, resulta posible un contacto o una conexión directa con cualquier dispositivo.
Ejemplo 3
Se produce un papel de acuerdo con la patente WO2015059157. Este papel se imprime con una antena mediante impresión por serigrafía. A continuación, se pone un chip mediante recogida y colocación para crear un circuito activable con esta antena y el chip se codifica para que sea legible mediante cualquier dispositivo NFC.
Se lamina una película de poliéster sobre el lado del papel impreso con el circuito. El papel y la película de poliéster se colocan en un laminador. El pegamento se prepara con resina de poliuretano y un reticulante. El pegamento se aplica preferentemente sobre la película y, a continuación, se opera el contacto con el papel y el complejo se extrae a través de la línea de contacto de un sistema de 2 rollos. A continuación, se seca el complejo.
Se crea un molde para la integración especial de circuiterías con pequeñas cuñas que limitan el área para la etiqueta, con el fin de mantenerla durante la operación de moldeo. El poliéster (PET) se coloca en el sistema de inyección de una prensa que operará el molde. La temperatura de calentamiento del polímero es de 260 °C. El molde se mantiene a temperatura ambiente.
La etiqueta de papel laminada se coloca en el molde con el circuito sobre la superficie externa. La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo n Fc puede leer el mensaje codificado del chip. La película de poliéster laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al circuito, aunque la etiqueta permanece perfectamente visible si la película de poliéster es transparente.
Ejemplo 4
Con los materiales y un proceso idéntico al Ejemplo 3, en donde el papel se lamina sobre la cara opuesta a la cara con el circuito electrónico impreso, se coloca una etiqueta de papel laminada en el molde con el circuito hacia la pieza (sobre la superficie interna). La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. La película de poliéster laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al papel.
Ejemplo 5
Se produce un papel de acuerdo con la patente WO2015059157. Este papel se imprime con una antena mediante impresión por serigrafía. A continuación, se pone un LED mediante recogida y colocación para crear un circuito activable con esta antena.
Se crea un molde para la integración especial de etiquetas con pequeñas cuñas que limitan el área para la etiqueta, con el fin de mantenerla durante la operación de moldeo. El poliéster (PET) se coloca en el sistema de inyección de una prensa que operará el molde. La temperatura de calentamiento del polímero es de 260 °C. El molde se mantiene a temperatura ambiente.
Se coloca una etiqueta de papel en el molde con el circuito hacia la pieza (sobre la superficie interna). La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC aplicado contra el área del LED puede iluminar el LED.
Ejemplo 6
Con los materiales y un proceso idéntico al Ejemplo 5, la etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito fuera de la pieza (sobre la superficie externa). La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC aplicado contra el área del LED puede iluminar el LED. En esta configuración, como el circuito permanece en el exterior de la pieza de plástico, resulta posible un contacto o una conexión directa con cualquier dispositivo.
Ejemplo 7
Se produce un papel de acuerdo con la patente WO2015059157. Este papel se imprime con una antena mediante impresión por serigrafía. A continuación, se pone un LED mediante recogida y colocación para crear un circuito activable con esta antena.
Se lamina una película de poliéster sobre el lado del papel impreso con el circuito. El papel y la película de poliéster se colocan en un laminador. El pegamento se prepara con resina de poliuretano y un reticulante. El pegamento se aplica preferentemente sobre la película y, a continuación, se opera el contacto con el papel y el complejo se extrae a través de la línea de contacto de un sistema de 2 rollos. A continuación, se seca el complejo.
Se crea un molde para la integración especial de etiquetas con pequeñas cuñas que limitan el área para la etiqueta, con el fin de mantenerla durante la operación de moldeo. El poliéster (PET) se coloca en el sistema de inyección de una prensa que operará el molde. La temperatura de calentamiento del polímero es de 260 °C. El molde se mantiene a temperatura ambiente.
La etiqueta de papel laminada se coloca en el molde con el circuito fuera de la pieza. La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC aplicado contra el área del LED puede iluminar el LED. La película de poliéster laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al papel.
Ejemplo 8
Con los materiales y un proceso idéntico al Ejemplo 7, en donde el papel se lamina sobre la cara opuesta a la cara con el circuito electrónico impreso, se coloca una etiqueta de papel laminada en el molde con el circuito hacia la pieza (sobre la superficie interna). La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC aplicado contra el área del LED puede iluminar el LED. La película de poliéster laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al papel. La película de poliéster laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al papel.
Ejemplo 9
Se produce y embebe un circuito electrónico basado en papel de manera similar al Ejemplo 1, comenzando con un papel producido de acuerdo con la patente francesa FR2954361. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. Ejemplo 10
Se produce y embebe un circuito electrónico basado en papel de manera similar al Ejemplo 2, comenzando con un papel producido de acuerdo con la patente francesa FR2954361. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. En esta configuración, como el circuito permanece en el exterior de la pieza de plástico, resulta posible un contacto o una conexión directa con cualquier dispositivo.
Ejemplo 11
Se produce y embebe un circuito electrónico basado en papel de manera similar al Ejemplo 3, comenzando con un papel producido de acuerdo con la patente francesa FR2954361. La etiqueta de papel laminada se coloca en el molde con el circuito fuera de la pieza. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. La película de poliéster laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al circuito, aunque permanece perfectamente visible si la película de poliéster es transparente.
Ejemplo 12
Una etiqueta de papel que lleva un circuito se produce y embebe de manera similar al Ejemplo 4, comenzando con un papel producido de acuerdo con la patente francesa FR2954361. La película de poliéster se lamina sobre el lado opuesto al papel impreso con el circuito y la etiqueta de papel laminada se coloca en el molde con el circuito hacia la pieza. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. La película de poliéster laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al papel.
Ejemplo 13
Una etiqueta de papel que lleva un LED se produce y embebe de manera similar al Ejemplo 5, comenzando con un papel producido de acuerdo con la patente francesa FR2954361. La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito hacia la pieza. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC aplicado contra el área del LED puede iluminar el LED.
Ejemplo 14
Una etiqueta de papel que lleva un LED se produce y embebe de manera similar al Ejemplo 6, comenzando con un papel producido de acuerdo con la patente francesa FR2954361. La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito fuera de la pieza. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC aplicado contra el área del l Ed puede iluminar el LED. En esta configuración, como el circuito permanece en el exterior de la pieza de plástico, resulta posible un contacto o una conexión directa con cualquier dispositivo.
Ejemplo 15
Una etiqueta de papel laminada que lleva un LED se produce y embebe de manera similar al Ejemplo 7, comenzando con un papel producido de acuerdo con la patente francesa FR2954361. La película de poliéster se lamina sobre el lado del papel impreso con el circuito y la etiqueta de papel laminada se coloca en el molde con el circuito fuera de la pieza. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC aplicado contra el área del LED puede iluminar el LED. La película de poliéster laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al circuito, aunque permanece perfectamente visible si la película de poliéster es transparente.
Ejemplo 16
Una etiqueta de papel laminada que lleva un LED se produce y embebe de manera similar al Ejemplo 8, comenzando con un papel producido de acuerdo con la patente francesa FR2954361. La película de poliéster se lamina sobre el lado opuesto al papel impreso con el circuito y la etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito hacia la pieza. La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC aplicado contra el área del LED puede iluminar el LED. La película de poliéster laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al papel.
Ejemplo 17
Se produce un papel de acuerdo con la patente WO2015059157. Este papel se imprime con una antena mediante impresión por serigrafía. A continuación, se pone un chip mediante recogida y colocación para crear un circuito activable con esta antena y el chip se codifica para que sea legible mediante cualquier dispositivo NFC.
Se crea un molde para la integración especial de etiquetas con pequeñas cuñas que limitan el área para la etiqueta, con el fin de mantenerla durante la operación de moldeo. El polimetilmetacrilato (PMMA) se coloca en el sistema de inyección de una prensa que operará el molde. La temperatura de calentamiento del polímero es de 270 °C. El molde se mantiene a 70 °C.
La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito hacia la pieza. La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. Ejemplo 18
Se produce un papel de acuerdo con la patente WO2015059157. Este papel se imprime con una antena mediante impresión por serigrafía. A continuación, se pone un chip mediante recogida y colocación para crear un circuito activable con esta antena y el chip se codifica para que sea legible mediante cualquier dispositivo NFC.
Se lamina una película de polimetilmetacrilato sobre el lado del papel impreso con el circuito. El papel y la película de polimetilmetacrilato se colocan en un laminador. El pegamento se prepara con resina de poliuretano y un reticulante. El pegamento se aplica preferentemente sobre la película y, a continuación, se opera el contacto con el papel y el complejo se extrae a través de la línea de contacto de un sistema de 2 rollos. A continuación, se seca el complejo.
Se crea un molde para la integración especial de etiquetas con pequeñas cuñas que limitan el área para la etiqueta, con el fin de mantenerla durante la operación de moldeo. El polimetilmetacrilato (PMMA) se coloca en el sistema de inyección de una prensa que operará el molde. La temperatura de calentamiento del polímero es de 270 °C. El molde se mantiene a 70 °C.
La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito fuera de la pieza. La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. La película laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al circuito y la etiqueta permanece perfectamente visible si la película es transparente.
Ejemplo 19
En un experimento similar al Ejemplo 17, una etiqueta de papel que lleva un circuito se coloca en un molde en donde se inyecta policarbonato (PC). La temperatura de calentamiento del polímero es de 290 °C. El molde se mantiene a 90 °C. La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito hacia la pieza (sobre la superficie interna). El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip.
Ejemplo 20
En un experimento similar al Ejemplo 18, una etiqueta de papel laminada de PC que lleva un circuito se coloca en un molde en donde se inyecta policarbonato (PC). La película de policarbonato se lamina sobre el lado del papel impreso con el circuito. La temperatura de calentamiento del polímero es de 290 °C. El molde se mantiene a 90 °C. La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito fuera de la pieza (sobre la superficie externa). El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. La película laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al circuito, aunque la etiqueta permanece perfectamente visible si la película es transparente.
Ejemplo 21
En un experimento similar al Ejemplo 17, se coloca una etiqueta de papel que lleva un circuito en un molde en donde se inyecta polipropileno (PP). La temperatura de calentamiento del polímero es de 240 °C. El molde se mantiene a 30 °C. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip.
Ejemplo 22
En un experimento similar al Ejemplo 18, una etiqueta de papel laminada de polipropileno que lleva un circuito se coloca en un molde en donde se inyecta polipropileno (PP). La película de polipropileno se lamina sobre el lado del papel impreso con el circuito. La temperatura de calentamiento del polímero es de 240 °C. El molde se mantiene a 30 °C. La etiqueta de papel laminada se coloca en el molde con el circuito fuera de la pieza (sobre la superficie externa). El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. La película laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al circuito, aunque la etiqueta permanece perfectamente visible si la película es transparente.
Ejemplo 23
En un experimento similar al Ejemplo 17, una etiqueta de papel que lleva un circuito se coloca en un molde en donde se inyecta acrilonitrilo butadieno estireno (ABS). La temperatura de calentamiento del polímero es de 260 °C. El molde se mantiene a 60 °C.
La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito hacia la pieza. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip.
Ejemplo 24
En un experimento similar al Ejemplo 18, se coloca una etiqueta de papel laminada de polimetilmetacrilato que lleva un circuito en un molde en donde se inyecta acrilonitrilo butadieno estireno (ABS). La película de polimetilmetacrilato se lamina sobre el lado del papel impreso con el circuito. La temperatura de calentamiento del polímero es de 260 °C. El molde se mantiene a 60 °C. La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito fuera de la pieza. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. La película laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al circuito, aunque la etiqueta permanece perfectamente visible si la película es transparente. Ejemplo 25
En un experimento similar al Ejemplo 17, se coloca una etiqueta de papel que lleva un circuito en un molde en donde se inyecta poliamida 6,6 (PA 6,6). La temperatura de calentamiento del polímero es de 280 °C. El molde se mantiene a 70 °C. La presión constante de la prensa se establece en 50 MPa (500 bares). La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito hacia la pieza. El aspecto visual muestra algunos salientes. El 50 % de los chips codificados ya no son legibles mediante el dispositivo NFC.
Ejemplo 26
En un experimento similar al Ejemplo 17, se coloca una etiqueta de papel que lleva un circuito en un molde en donde se inyecta poliamida 6,6 (PA 6,6), con la temperatura de calentamiento del polímero establecida en 280 °C, el molde mantenido a 40 °C y la presión constante de la prensa establecida en 25 MPa (250 bares). La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito hacia la pieza. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza.
Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip.
Ejemplo 27
En un experimento similar al Ejemplo 18, una etiqueta de papel laminada de poliamida que lleva un circuito se coloca en un molde en donde se inyecta poliamida 6,6 (PA 6,6). La película de poliamida se lamina sobre el lado del papel impreso con el circuito. La temperatura de calentamiento del polímero es de 280 °C. El molde se mantiene a 40 °C. La presión constante de la prensa se establece en 25 MPa (250 bares). La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito fuera de la pieza. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. La película laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al circuito, aunque la etiqueta permanece perfectamente visible si la película es transparente.
Ejemplo comparativo 28
Una película de poliéster se imprime con una antena mediante impresión por serigrafía. A continuación, se pone un LED mediante recogida y colocación para crear un circuito activable con esta antena.
Se crea un molde para la integración especial de etiquetas con pequeñas cuñas que limitan el área para la etiqueta, con el fin de mantenerla durante la operación de moldeo. La poliamida 6,6 (PA 6,6) se coloca en el sistema de inyección de una prensa que operará el molde. La temperatura de calentamiento del polímero es de 280 °C. El molde se mantiene a 70 °C.
Se coloca una etiqueta de poliéster en el molde con el circuito hacia la pieza (sobre la superficie interna). La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano, pero se despega rápidamente de la pieza de plástico sin ninguna acción mecánica. Ejemplo comparativo 29
En un experimento similar al Ejemplo comparativo 28, se coloca una película de poliéster que lleva un LED en el molde con el circuito fuera de la pieza (sobre la superficie externa) y se inyecta PA 6,6. El aspecto visual de la etiqueta es plano, pero se despega rápidamente de la pieza de plástico sin ninguna acción mecánica.
Ejemplo 30
Se produce un papel de acuerdo con la patente WO2015059157. Este papel se imprime con un anuncio a todo color sobre el reverso. A continuación, el papel se imprime con una antena mediante impresión por serigrafía sobre el anverso. Un chip se pone mediante recogida y colocación para crear un circuito activable con esta antena y el chip se codifica para que sea legible mediante cualquier dispositivo NFC.
Se crea un molde para la integración especial de etiquetas con pequeñas cuñas que limitan el área para la etiqueta, con el fin de mantenerla durante la operación de moldeo. El poliéster (PET) se coloca en el sistema de inyección de una prensa que operará el molde. La temperatura de calentamiento del polímero es de 260 °C. El molde se mantiene a temperatura ambiente.
La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito hacia la pieza. La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. El mensaje publicitario es completamente visible sobre la etiqueta.
Ejemplo 31
Se produce un papel de acuerdo con la patente WO2015059157. Este papel se imprime con una antena mediante impresión por serigrafía. A continuación, se pone un LED mediante recogida y colocación para crear un circuito activable con esta antena.
Se crea un molde para la integración especial de etiquetas con pequeñas cuñas que limitan el área para la etiqueta, con el fin de mantenerla durante la operación de moldeo. El polimetilmetacrilato (PMMA) se coloca en el sistema de inyección de una prensa que operará el molde. La temperatura de calentamiento del polímero es de 270 °C. El molde se mantiene a 70 °C.
Se coloca una etiqueta de papel en el molde con el circuito hacia la pieza (sobre la superficie interna). La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC aplicado contra el área del LED puede iluminar el LED.
Ejemplo 32
En un experimento similar al Ejemplo 18, una etiqueta de papel laminada de PE que lleva un circuito se coloca en un molde en donde se inyecta polietileno (PE). La película de polietileno se lamina sobre el lado del papel impreso con el circuito. La temperatura de calentamiento del polímero es de 210 °C. El molde se mantiene a temperatura ambiente. La etiqueta de papel se coloca en el molde con el circuito dentro de la pieza (sobre la superficie interna). El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC puede leer el mensaje codificado del chip. La película laminada sobre la etiqueta de papel proporciona una protección adicional de la superficie al circuito, aunque la etiqueta permanece perfectamente visible si la película es transparente. Ejemplo 33
Se produce un papel de acuerdo con la patente WO2015059157. Este papel se imprime con una antena mediante impresión por serigrafía. A continuación, se pone un LED mediante recogida y colocación para crear un circuito activable con esta antena.
Se crea un molde para la integración especial de etiquetas con pequeñas cuñas que limitan el área para la etiqueta, con el fin de mantenerla durante la operación de moldeo. El ácido poliláctico (PLA) se coloca en el sistema de inyección de una prensa que operará el molde. La temperatura de calentamiento del polímero es de 210 °C. El molde se mantiene a 40 °C.
Se coloca una etiqueta de papel en el molde con el circuito hacia la pieza (sobre la superficie interna). La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC aplicado contra el área del LED puede iluminar el LED.
Ejemplo 34
Se produce un papel de acuerdo con la patente WO2015059157. Este papel se imprime con una antena mediante impresión por serigrafía. A continuación, se pone un LED mediante recogida y colocación para crear un circuito activable con esta antena.
Se crea un molde para la integración especial de etiquetas con pequeñas cuñas que limitan el área para la etiqueta, con el fin de mantenerla durante la operación de moldeo. El ácido poliláctico (PLA) se coloca en el sistema de inyección de una prensa que operará el molde. La temperatura de calentamiento del polímero es de 210 °C. El molde se mantiene a temperatura ambiente.
Se coloca una etiqueta de papel en el molde con el circuito fuera de la pieza (sobre la superficie externa). La prensa opera la inyección de polímero. Al abrir la prensa, la pieza de plástico se recoge y se somete a ensayo. El aspecto visual de la etiqueta es plano y bien adherido a la pieza. Al intentar medir la adhesión de la etiqueta a la pieza, parece imposible liberar la etiqueta de la pieza, ya que la etiqueta se destruye sistemáticamente. El dispositivo NFC aplicado contra el área del LED puede iluminar el LED.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un método para fabricar un objeto de plástico que embebe un circuito electrónico basado en papel, que comprende las etapas de:
A. proporcionar o producir un circuito electrónico basado en papel, usado como etiqueta en molde y un molde, siendo dicho molde adecuado para la provisión de la forma del objeto de plástico;
B. posicionar el circuito electrónico basado en papel dentro del molde;
C. proporcionar plástico líquido en el molde; y
D. permitir que el plástico se solidifique y recuperar el objeto de plástico moldeado que embebe el circuito electrónico basado en papel;
en donde el circuito electrónico basado en papel lleva un circuito electrónico que está al menos parcialmente impreso sobre un sustrato basado en papel y en donde el sustrato basado en papel tiene una lisura Bekk igual o superior a 900 s.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa A comprende:
producir un circuito electrónico basado en papel que comprende un circuito electrónico impreso y/o imprimir un circuito electrónico sobre un sustrato basado en papel, en particular, mediante impresión por chorro de tinta, impresión offset, impresión por huecograbado, impresión por serigrafía, flexografía y/o electrofotografía; en donde dicho circuito electrónico basado en papel se produce, opcionalmente, sobre un sustrato basado en papel impreso gráficamente y/o se imprime gráficamente.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el plástico del que se prepara el objeto es un termoplástico y en donde la etapa C comprende inyectar el termoplástico calentado y la etapa D comprende dejar que dicho termoplástico se enfríe.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el termoplástico se selecciona del grupo que consiste en: poliéster, en particular, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, naftalato de polietileno, ácido poliláctico, polihidroxibutirato y sus copolímeros, poliamida, en particular, PA 6, PA 6,6, PA 6,10, PA 6,12, PA 11, pA 12 y sus copolímeros, polietileno, en particular, polietilenos de densidad baja, media o alta, lineales o ramificados y de peso molecular alto, muy alto, bajo o muy bajo y todas sus combinaciones, polipropileno, policarbonato, poliestireno, polimetilmetacrilato, opcionalmente modificado con comonómeros, tales como ácido metacrílico, acrilato o acrilato de butilo, acrilonitrilo butadieno estireno, cloruro de polivinilo, poliéter sulfona, poliéter éter cetona, poliéter imida y óxido de polifenileno;
y se selecciona preferentemente del grupo que consiste en: tereftalato de polietileno (PET en inglés), polipropileno (PP), poliamida (PA), polimetilmetacrilato (PMMA), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), policarbonato (PC) y ácido poliláctico (PLA en inglés).
5. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el sustrato basado en papel es un papel recubierto, en particular, en donde el recubrimiento comprende un aglutinante y pigmentos y es adecuado para la impresión con tintas electrónicas, en particular, en donde:
(i) el recubrimiento comprende un aglutinante con una temperatura de transición vítrea inferior a 20 °C, en particular, en donde el recubrimiento comprende de 5 a 50 partes en peso seco de tal aglutinante; y/o
(ii) el sustrato basado en papel tiene un brillo ISO y/o un brillo D65 en el intervalo de 70 a 90; y/o
(iii) el sustrato basado en papel tiene una lisura Bekk igual o superior a 900 s y/o tiene un lustre a 75° igual o superior al 70 %.
6. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el sustrato basado en papel y/o el circuito electrónico basado en papel carece de cualquier película de plástico, en particular, carece de cualquier material de plástico o recubrimiento.
7. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el circuito electrónico impreso comprende una tinta o tintas seleccionadas entre
(i) tintas orgánicas, en particular, polímeros conductores y semiconductores poliméricos, en particular, polímeros conjugados; y
(ii) tintas inorgánicas, en particular, dispersiones de micropartículas o nanopartículas metálicas o semiconductoras, en particular, partículas de plata, partículas de oro o partículas que comprenden semiconductores de silicio u óxido.
8. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la etapa A comprende una etapa de sinterización de las tintas electrónicas mediante el calentamiento del circuito electrónico basado en papel, en particular, a una temperatura igual o superior a 120 °C.
9. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el circuito electrónico impreso comprende una antena.
10. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la etapa A comprende obtener un circuito electrónico basado en papel que lleva componentes electrónicos no impresos, además del circuito electrónico impreso, y/o en donde la etapa A comprende añadir componentes electrónicos no impresos al circuito electrónico basado en papel.
11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde dichos componentes electrónicos no impresos comprenden un chip, en particular, un chip que forma parte de un transpondedor con RFID y/o un LED.
12. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde
(i) el circuito electrónico basado en papel se embebe en la superficie del objeto de plástico y en donde el circuito se imprime sobre la superficie externa, sobre la superficie interna o tanto sobre la superficie interna como externa de la etiqueta basada en papel; o
(ii) el circuito electrónico basado en papel se embebe completamente o casi completamente dentro del objeto de plástico.
13. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde la etapa A comprende, además, una etapa de aplicación de un sobrerrecubrimiento de plástico sobre al menos una superficie del circuito electrónico basado en papel, en particular, un sobrerrecubrimiento protector y/o un sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión, en particular, en donde dicho sobrerrecubrimiento comprende una película de plástico laminada y/o una capa de plástico recubierta, en particular, en donde dicho plástico se selecciona entre el grupo que consiste en PET, PMMA, PC, PA, PP y PLA y, más preferentemente, en el caso de un sobrerrecubrimiento que mejora la adhesión, es de la misma naturaleza que el plástico del que se prepara la pieza.
14. Un objeto de plástico obtenido mediante el método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende un circuito electrónico basado en papel embebido que comprende un sustrato basado en papel que lleva un circuito electrónico impreso, en donde el sustrato basado en papel tiene una lisura Bekk igual o superior a 900 s, en particular, en donde dicho circuito electrónico basado en papel no está pegado ni adherido a dicho objeto de plástico.
15. El objeto de plástico de acuerdo con la reivindicación 14, preparado de un termoplástico seleccionado del grupo que consiste en: poliéster, en particular, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, naftalato de polietileno, ácido poliláctico, polihidroxibutirato y sus copolímeros, poliamida, en particular, PA 6, PA 6,6, PA 6,10, PA 6,12, PA 11, PA 12 y sus copolímeros, polietileno, en particular, polietilenos de densidad baja, media o alta, lineales o ramificados y de peso molecular alto, muy alto, bajo o muy bajo y todas sus combinaciones, polipropileno, policarbonato, poliestireno, polimetilmetacrilato, opcionalmente modificado con comonómeros, tales como ácido metacrílico, acrilato o acrilato de butilo, acrilonitrilo butadieno estireno, cloruro de polivinilo, poliéter sulfona, poliéter éter cetona, poliéter imida y óxido de polifenileno;
y se selecciona preferentemente del grupo que consiste en: tereftalato de polietileno (PET), polipropileno (PP), poliamida (PA), polimetilmetacrilato (PMMa ), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), policarbonato (PC) y ácido poliláctico.
16. El objeto de plástico de acuerdo con la reivindicación 14 o 15, en donde:
(i) el circuito electrónico basado en papel se embebe en la superficie de dicho objeto plástico, en particular, en donde la superficie de dicho circuito electrónico basado en papel se alinea con la superficie de dicho objeto de plástico y en donde el circuito electrónico impreso está sobre la superficie externa, la superficie interna o tanto la superficie externa como interna del circuito electrónico basado en papel; o
(ii) el circuito electrónico basado en papel se embebe completamente o casi completamente dentro de dicho objeto de plástico,
y, opcionalmente, en donde la superficie externa del circuito electrónico basado en papel se cubre al menos parcialmente mediante un sobrerrecubrimiento de plástico protector.
ES16797855T 2015-11-16 2016-11-15 Un método de fabricación de un objeto de plástico moldeado en molde con un circuito electrónico embebido impreso sobre una base de papel y tal objeto de plástico moldeado en molde Active ES2879662T3 (es)

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3405011A1 (en) * 2017-05-16 2018-11-21 Arjo Wiggins Fine Papers Limited Paper-in-resin electronics - process for producing it and application in manufactured products
EP3620288A1 (de) * 2018-09-10 2020-03-11 Covestro Deutschland AG Dynamisch temperiertes folien-hinterspritzen
FR3099102B1 (fr) * 2019-07-25 2022-12-16 Cie Plastic Omnium Se Emblème intelligent pour véhicule automobile.
CN112476947A (zh) * 2020-09-27 2021-03-12 苏州胜利精密制造科技股份有限公司 一种模内注塑印刷电路工艺

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4790893A (en) * 1984-07-19 1988-12-13 Hallmark Cards, Inc. Replication of information carriers
US6032357A (en) * 1998-06-16 2000-03-07 Lear Automotive Dearborn, Inc. Method of fabricating a printed circuit
TWI279417B (en) * 2001-11-15 2007-04-21 New Japan Chem Co Ltd Lactic acid polymer composition and molded object thereof
US8057903B2 (en) * 2001-11-30 2011-11-15 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Multilayer articles comprising resorcinol arylate polyester and method for making thereof
US7097796B2 (en) * 2003-05-13 2006-08-29 Bayer Materialscience Llc Method of preparing a decorated molded article
ES2306164T3 (es) 2004-06-18 2008-11-01 Textronics, Inc. Estructuras textiles funcionales perforadas.
ATE451681T1 (de) 2004-09-06 2009-12-15 Upm Raflatac Oy Etikett
US20070257398A1 (en) * 2006-05-04 2007-11-08 Moncrieff Scott E Laminated electronic components for insert molding
FR2900848B1 (fr) 2006-05-15 2009-04-10 Commissariat Energie Atomique Procede de depot de film mince nanometrique sur un substrat
DE102006030913A1 (de) * 2006-06-29 2008-01-03 Inotec Barcode Security Gmbh In-Mold-Flächenelement
US20090056994A1 (en) 2007-08-31 2009-03-05 Kuhr Werner G Methods of Treating a Surface to Promote Metal Plating and Devices Formed
US20100291329A1 (en) * 2007-11-23 2010-11-18 I.S.D.I S.A. In-mould label and method for manufacturing thereof
US7694580B2 (en) * 2008-01-03 2010-04-13 Deslauriers, Inc. Biodegradable test cylinder mold
US20120015176A1 (en) * 2008-03-24 2012-01-19 Riebel Michael J Biolaminate composite assembly and related method
RU2538870C2 (ru) 2009-01-16 2015-01-10 ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. Полиамидные пленки для гибких печатных плат
KR101143295B1 (ko) * 2009-05-26 2012-05-08 주식회사 엘지화학 고효율 태양전지 전면 전극의 제조 방법
CN102668731A (zh) 2009-09-14 2012-09-12 舍尔勒尔电子元件两合公司 用于电子线路的基质
FR2954361B1 (fr) 2009-12-23 2012-06-15 Arjo Wiggins Fine Papers Ltd Feuille imprimable ultra lisse et recyclable et son procede de fabrication
FI20105330A0 (fi) 2010-03-31 2010-03-31 Valtion Teknillinen Epälineaarinen resonoiva anturi ja menetelmä
US9030837B2 (en) 2011-06-10 2015-05-12 Scott Moncrieff Injection molded control panel with in-molded decorated plastic film that includes an internal connector
WO2013116811A1 (en) 2012-02-03 2013-08-08 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Improved processability of polymeric substrates and related methods
PT106301A (pt) 2012-05-09 2013-11-11 Yd Ynvisible S A Método de deposição de tco em papel usando pulverização catódica por rádio-frequência e corrente contínua, e sua aplicação em dispositivos electrocrómicos
US20130341071A1 (en) 2012-06-26 2013-12-26 Carestream Health, Inc. Transparent conductive film
EP2867996B1 (en) 2012-06-28 2019-08-07 Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy A near-field uhf identification system and a method for identifying an object or the kind of an object that is or contains electrically conductive material using near-field identification
KR102444269B1 (ko) 2013-09-27 2022-09-16 택토텍 오와이 전기기계의 구조를 제작하기 위한 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 배열
FR3012153B1 (fr) 2013-10-21 2016-03-04 Arjo Wiggins Fine Papers Ltd Papier destine en particulier a l'impression d'une couche electro-conductrice
WO2015075310A1 (en) 2013-11-19 2015-05-28 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy A method for the fabrication and use of electronic circuits and an electronics circuit structure
US20160313255A1 (en) 2013-12-06 2016-10-27 President And Fellows Of Harvard College Electronic reader

Also Published As

Publication number Publication date
US20200254662A1 (en) 2020-08-13
EP3377293B1 (en) 2021-05-19
CA3001943A1 (en) 2017-05-26
KR20180084927A (ko) 2018-07-25
RU2018112971A (ru) 2019-12-18
EP3377293A1 (en) 2018-09-26
EP3187322A1 (en) 2017-07-05
US11052584B2 (en) 2021-07-06
JP2018537312A (ja) 2018-12-20
CN108463326A (zh) 2018-08-28
WO2017085085A1 (en) 2017-05-26

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