ES2949363T3 - Método de fabricación de dispositivos personalizados de identificación por radiofrecuencia (“RFID”) sin chip - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para fabricar dispositivos personalizados de identificación por radiofrecuencia ("RFID") sin chip, en particular la fabricación de etiquetas RFID sin chip personalizadas, también denominadas "etiquetas RFID sin chip". La presente invención también se refiere a los dispositivos y etiquetas fabricados mediante el método reivindicado, así como a los sistemas para fabricar dichos dispositivos/etiquetas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método de fabricación de dispositivos personalizados de identificación por radiofrecuencia (“ RFID” ) sin chip

La presente invención se refiere a un método de fabricación de dispositivos personalizados de identificación por radiofrecuencia (“ RFID” ) sin chip, en particular, la fabricación de etiquetas personalizadas de RFID sin chip, también denominadas “chip-less RFID tags” . La presente invención se refiere también a los dispositivos y etiquetas fabricados mediante el método reivindicado y a los sistemas para fabricar dichos dispositivos/etiquetas.

Por “dispositivo” , se entiende un paquete, un documento, una etiqueta, concretamente, un documento de seguridad y, eventualmente, cualquier objeto sobre el que pueda efectuarse el marcado de identificación por RFID sin chip, o sobre el que pueda fijarse un soporte de marcado.

Descripción de la técnica anterior

Los sistemas de transmisión de datos que utilizan la tecnología de identificación por radiofrecuencia se utilizan actualmente para identificar todo tipo de objetos y seres vivos (por ejemplo, un animal o un ser humano) que lleven un dispositivo (etiqueta) adecuado. En las últimas décadas, la tecnología RFID se ha extendido cada vez más como dispositivo de almacenamiento y de transmisión de información.

Esta tecnología RFID utiliza una etiqueta de radiofrecuencia, también denominada transpondedor (del inglés “transponder” , por contracción de las palabras “transmitter” y “ responder” ), que se coloca sobre un objeto, y un lector, también denominado interrogador, para leer e identificar la etiqueta de radiofrecuencia. Las tecnologías RFID se clasifican, de forma general, en categorías que utilizan etiquetas de radiofrecuencia “ activas” o “pasivas” . Las etiquetas de radiofrecuencia activas disponen de una fuente de energía local (como una batería) gracias a la cual envían una señal al lector; se caracterizan también por un alcance de señal emitida relativamente largo. Por el contrario, las etiquetas de radiofrecuencia pasivas no disponen de una fuente de alimentación interna, ya que su energía de emisión de señal procede del lector mismo y, en particular, de la recepción de la señal emitida por el lector; por lo tanto, las etiquetas de radiofrecuencia pasivas tienen un alcance de señal mucho más débil, en general inferior a 8 metros.

Desde un punto de vista práctico, la tecnología RFID utiliza radiofrecuencias que poseen características de penetración del material mucho más altas que las señales ópticas. Por lo tanto, en comparación con las etiquetas de código de barras, la tecnología RFID permite un uso en condiciones ambientales mucho más hostiles; por ejemplo, las etiquetas RFID pueden leerse a través de cualquier tipo de material, tal como papel, cartón, madera, pintura, agua, suciedad, polvo, el cuerpo de un animal o ser humano, hormigón, o a través del artículo etiquetado mismo o su embalaje. Esto ha abierto las etiquetas RFID a una amplia gama de aplicaciones, entre las que se nombrará, a título ilustrativo, la identificación de bienes y personas, en particular, paquetes, automóviles (aparcamientos, peajes, ...), gestión de inventarios, tarjetas electrónicas de acceso, sin olvidar todos los documentos de seguridad, tales como, por ejemplo, un medio de pago, tal como un billete de banco, un cheque o un ticket de restaurante, un documento de identidad, tal como un carnet de identidad, un visado, un pasaporte o un permiso de conducir, un billete de lotería, un título de transporte o también una entrada para eventos culturales o deportivos.

Existen principalmente dos tipos de etiquetas RFID, las etiquetas que comprenden un circuito electrónico integrado, denominadas etiquetas con chip (electrónico), y las etiquetas que no comprenden un circuito electrónico integrado, de forma general, designadas en la técnica con el término inglés “chip-less RFID tags” , etiquetas RFID sin chip.

Las etiquetas RFID con chip (activas o pasivas) comprenden, de forma general, una antena, un circuito electrónico y una memoria para almacenar un código de identificación. El circuito electrónico permite principalmente recibir la señal emitida por el terminal de lectura, y emitir en respuesta, en una banda de frecuencia determinada, una señal modulada que contenga el código de identificación almacenado en la memoria. Para las etiquetas RFID con chip pasivas, una parte de la energía transportada por las ondas de radio emitidas por el terminal de lectura sirve para alimentar eléctricamente al chip.

Debido a la presencia de circuitos electrónicos en las etiquetas RFID con chip, estas etiquetas tienen un coste de producción no despreciable. Es principalmente para reducir este coste de producción por lo que se propone la fabricación de etiquetas sin chip. Este tipo de etiqueta RFID sin chip no requiere, por lo tanto, ni circuito integrado, ni componentes electrónicos discretos, tales como, por ejemplo, un transistor y/o una bobina y/o un condensador y/o una antena; es su característica geométrica conductora la que produce un comportamiento específico, principalmente de tipo resonador. Esta característica de resonancia a una frecuencia dada permite imprimir directamente sobre un sustrato etiquetas RFID sin chip con costes inferiores a los de las etiquetas RFID tradicionales.

Las etiquetas RFID sin chip se preparan, de forma típica, mediante técnicas de grabado o estampado, en las que se corta una lámina para crear la estructura final. Por ejemplo, grabando en un film conductor un conjunto específico de estructuras que determinen frecuencias de resonancia, se consigue, gracias al conjunto de frecuencias de resonancia, definir un código de identificación correspondiente. Este método aumenta el coste de estas etiquetas, al requerirse que cada resonador se fabrique individualmente, por ejemplo, por grabado con láser, que es un proceso no solo costoso, sino también complicado de desarrollar de forma industrial.

El uso de tinta metálica conductora también se ha descrito como una tecnología de impresión directa de etiquetas RFID sin chip sobre sustrato, por ejemplo, impresión por chorro de tinta. Desafortunadamente, la impresión por chorro de tinta conductora no ha demostrado ser aún satisfactoria para la impresión de dispositivos personalizados RFID sin chip. Por un lado, las partículas de tinta conductoras de pequeño diámetro, uniformes y de materiales de alta conductividad, como el oro y la plata, son demasiado costosas. Por otro lado, si se recurre a partículas baratas, estas se caracterizan, de forma general, por una escasa conductividad y por tamaños variables, incompatibles con la interconectividad global necesaria para las estructuras impresas para la fabricación de dispositivos personalizados RFID sin chip. Además, determinados soportes son incompatibles con una impresión directa de tinta conductora, lo que limita considerablemente las aplicaciones. En consecuencia, los cabezales de impresión por chorro de tinta no son adecuados para imprimir la tinta a la escala necesaria para codificar estructuras resonantes individuales sobre cualquier tipo de soporte.

También se propone en la solicitud de patente US-2009128290 una tecnología de impresión híbrida que combina métodos de impresión analógicos con métodos de impresión digital con tinta conductora; en particular, US-2009128290 reivindica un método de impresión de etiquetas RFID sin chip, que comprende: la impresión de un precursor de modelo de antena RFID, utilizando un primer método de impresión (analógico, que consiste en heliograbado, flexografía y serigrafía), en el que el precursor de modelo de antena RFID comprende una pluralidad de segmentos de cable desconectados; y la impresión de una tinta conductora (que comprende un material seleccionado del grupo que consiste en grafito, cobre, oro, níquel, plata, aluminio, platino, y sus mezclas) utilizando un segundo método de impresión por chorro de tinta, para interconectar al menos dos de dicha variedad de segmentos de hilos desconectados. Este método permite fabricar etiquetas sin chip unitarias (es decir, cada una con un patrón conductor único), apoyándose en un método industrial muy consolidado para la impresión del precursor, es decir, la superficie principal del patrón conductor que constituye la etiqueta; por lo tanto, el patrón conductor final se fabrica en dos etapas mediante dos técnicas distintas. Se señala que en este método, se produce en cada etapa un patrón conductor diferente.

Aunque la tecnología RFID sin chip tiene un futuro prometedor, no es menos cierto que se sigue buscando una técnica alternativa menos costosa y más eficaz que los métodos convencionales conocidos a día de hoy para fabricar etiquetas RFID personalizadas de este tipo.

El estado de la técnica más próximo se describe en el documento EP-A2-2056656. El estado de la técnica comprende también el documento CA-A1-2089060.

Invención

Por lo tanto, la presente invención aporta una solución prometedora a este problema, proponiendo un método de fabricación de dispositivos personalizados de identificación por radiofrecuencia (“ RFID” ) sin chip, en particular, la fabricación de etiquetas RFID sin chip personalizadas, también denominadas “chip-less RFID tags” .

La invención se define en las reivindicaciones independientes 1, 12 y 14. Las realizaciones particulares se definen en las reivindicaciones dependientes 2-11 y 13. Como ya se explicó en la parte de la introducción, este tipo de dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip no requiere, por tanto, ni circuito integrado, ni componentes electrónicos discretos como, por ejemplo, un transistor y/o una bobina y/o un condensador y/o una antena. Además, es también evidente que este tipo de dispositivo se caracterizará preferiblemente por un comportamiento pasivo, ya que no deberá incorporar una fuente de energía local (como una batería).

Como recordatorio, por “dispositivo” , se entiende un paquete, un documento, una etiqueta, concretamente, un documento de seguridad y, eventualmente, cualquier objeto sobre el que pueda efectuarse el marcado de identificación por RFID sin chip, o sobre el que pueda fijarse un soporte de marcado.

Una característica particular del método de fabricación según la presente invención, y de los dispositivos así fabricados, consiste en que la parte conductora del dispositivo pueda fabricarse en una sola etapa en el momento de la deposición selectiva de “dorado” conductor sobre el patrón preimpreso. Esto supone una ventaja adicional con respecto a la mayoría de las técnicas existentes, que requieren una etapa adicional, por ejemplo, una etapa de soldado de los componentes conductores o la combinación de dos tecnologías distintas.

Las técnicas de dorado de sustrato, por ejemplo, de sustrato impreso, son bien conocidas por el experto en la técnica. El principio básico de esta técnica se basa en el hecho de depositar un revestimiento adicional (es decir, dorado o material) sobre el sustrato, mediante un dispositivo de deposición de “dorado” , por ejemplo, aplicando/presionando una hoja (que lleva dicho revestimiento o dorado) en zonas seleccionadas del sustrato, de forma que se haga que la parte deseada de la hoja se adhiera a las zonas seleccionadas. Esta técnica puede, por ejemplo, implicar una deposición de adhesivo sobre el sustrato, según un patrón predeterminado, antes de la deposición del revestimiento de personalización (por ejemplo, la hoja de dorado) sobre el adhesivo depositado sobre el sustrato. La deposición del adhesivo puede hacerse mediante una o varias técnicas, como, por ejemplo, impresión por chorro de tinta, impresión con tóner, serigrafía o impresión offset.

Resulta evidente para el experto en la técnica que las palabras “dorado” y “dorar” utilizadas en la presente invención, no se limitan al uso de un pan de oro, y que puede utilizarse cualquier dispositivo de “dorado” . En el ámbito de la presente invención, estos términos cubren, naturalmente, todos los tipos de hojas conductoras (a veces denominadas también, hojas metálicas), entre las que pueden citarse, como ejemplos ilustrativos y no limitativos, la plata, el cobre, el oro, el aluminio, el zinc, el níquel, el hierro, y/o cualquier aleación y/o sales conductoras. En general, se utiliza una hoja de dorado prensada contra el sustrato a personalizar, y la presente solicitud designa con este término el uso general de un dispositivo de dorado. No obstante, para evitar problemas de interpretación, la empresa solicitante ha preferido utilizar la palabra “film” (que comprende entre otras, una película de material conductor) en la presente descripción y en las reivindicaciones.

La empresa solicitante, combinando estas dos técnicas de impresión, que son la impresión digital y el dorado, ha conseguido responder ventajosamente a los desafíos planteados en el diseño de dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip, siendo dichos dispositivos generadores de un código de identificación legible por un lector emisor-receptor de ondas electromagnéticas; el principio de funcionamiento de dicho lector se basa en la emisión de una señal electromagnética en dirección del dispositivo de identificación (por ejemplo, la etiqueta) que reflejará dicha señal en función de su geometría (y, por ejemplo, de sus características de resonancia propias) y en la captura por el lector de dicha señal reflejada: por lo tanto, el tratamiento de la señal recibida (principalmente, a través de una etapa de decodificación) permitirá recuperar la información contenida en el dispositivo (por ejemplo, la etiqueta/tag).

Por lo tanto, de forma general, los dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip según la presente invención, forman parte de un sistema de RFID que comprende también uno o varios lectores RFID que, a su vez, están o no conectados a ordenadores de supervisión o a una tarjeta electrónica que lleva a cabo un tratamiento, que puede, por ejemplo, vincularse con bases de datos existentes. Estos lectores permiten, por tanto, identificar objetos gracias a las etiquetas RFID que se les ponen, siendo dichas etiquetas RFID sin chip similares a un blanco estático de radar con una firma electromagnética específica. Por lo tanto, en una realización particular de la presente invención, los lectores RFID sin chip son, por tanto, similares a un radar, en términos de funcionamiento, por ejemplo, un radar aéreo que detecte la firma de los aviones a una relación de escala y de potencia cercana. A título ilustrativo, las etiquetas RFID sin chip pueden considerarse blancos de radar que poseen una firma temporal o de frecuencia particular. Cualquier tipo de radar adecuado para la recepción/identificación de la señal retroemitida por la etiqueta RFID, podrá utilizarse ventajosamente en el ámbito de la invención; a título ilustrativo y no limitativo, citaremos el radar de impulsos.

Gracias al método reivindicado es posible fabricar depósitos de patrones conductores que tengan una muy buena conductividad y una buena resolución respecto a las dimensiones de los patrones fabricados y, más especialmente, una precisión de los bordes de los patrones fabricados.

A título ilustrativo, esta excelente conductividad se consigue gracias a la utilización de un material conductor en un metal de una muy buena calidad en cuanto a pureza y de diseño volumétrico de los átomos, lo que le confiere una conductividad de un valor muy próximo a la del metal perfecto correspondiente (en inglés, “ bulk metal” ); como se explica con mayor detalle en la descripción que sigue, esta hoja de metal se obtiene más frecuentemente por deposición en vacío, lo que permite obtener una muy buena calidad del metal así obtenido. La conductividad de dicho metal es, por lo tanto, al menos 10 veces superior a la que podría obtenerse utilizando otro tipos de técnica de deposición, como, por ejemplo, en la impresión con tinta conductora (y esto, independientemente del método de impresión de deposición, por ejemplo, flexografía, serigrafía, chorro de tinta, ...). De forma inesperada y ventajosa, la empresa solicitante ha conseguido, gracias a su método, obtener rendimientos en términos de superficie de radar equivalente (“ Radar cross section” , en inglés) en las etiquetas así fabricadas, que se aproximan a las conocidas, utilizando un enfoque de realización de tipo “circuito impreso” , por ejemplo, mediante laminación sobre un sustrato dieléctrico de un metal volumétrico (como el cobre, típicamente, de un espesor de 17 μm), teniendo este último una estructura atómica próxima a la de un material ideal, es decir, puro, cuyos átomos estarían perfectamente dispuestos entre ellos. Esta técnica de realización de tipo “circuito impreso” , es conocida por ser muy eficaz; no obstante, por motivos de precio y eficacia de fabricación, es incompatible con la fabricación de dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip según la presente invención. La superficie equivalente de radar es una magnitud muy importante para caracterizar el rendimiento intrínseco de las etiquetas RFID sin chip. Indica, para una potencia dada emitida, el nivel de potencia que será retrodifundida por la diana (aquí, la etiqueta) en el espacio, y especialmente en la dirección de la onda emitida. Está relacionada con varios parámetros de la etiqueta, como pueden ser la forma de los patrones conductores, la conductividad de los patrones conductores, y su espesor. Cabe señalar que la elección del espesor del metal en los circuitos impresos está asociada a un fenómeno físico conocido como “efecto de piel” . Este fenómeno se refiere a la noción de espesor de piel (5 en metros, que depende de la frecuencia de la señal) que puede representarse por la fórmula

donde 5 es el espesor de piel en metros [m],

f es la frecuencia de la corriente en hercios [Hz],

w es la pulsación en radianes por segundo [rad/s] (w = 2.n.f)

a es la conductividad eléctrica en Siemens por metro [S/m]

p es la resistividad en ohmios-metro [Q.m](p=1/a), y

p es la permeabilidad magnética en henrios por metro [H/m], esta permeabilidad es de 4n10^-7 para el vacío

que indica el espesor mínimo de metal que permitirá que la corriente eléctrica circule de forma óptima; por lo tanto, este fenómeno permite caracterizar la superficie “S” en la sección transversal del conductor donde se concentre la corriente. En la medida en que esta superficie S interviene directamente en la expresión de la resistencia R de un hilo conductor homogéneo (R=p.l/S, siendo l la longitud del hilo en metros, y p la resistividad en ohmnios-metro), el efecto de piel tiene un interés muy particular cuando nos interesan las pérdidas por el efecto joule y, por tanto, por los rendimientos de los materiales conductores y, por tanto, de nuestros dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip. En efecto, la onda que se envía a los dispositivos (etiquetas) crea una corriente que circula por los patrones conductores. Como estas corrientes tienen como origen la onda retrodifundida, intervienen, por tanto, directamente en el nivel de potencia de la firma de RF que el lector pueda registrar (en primera aproximación, y en el caso simple de una distribución lineal de corriente según una dirección [ejemplo de un dipolo en cortocircuito], cuanto mayor sea la amplitud de la corriente a nivel de la pista conductora, mayor será la superficie equivalente de radar, respecto a una potencia emitida dada). Para maximizar la señal retrodifundida, es importante asegurarse de la buena conductividad de los materiales y también de la buena circulación de la corriente en los materiales conductores presentes en los dispositivos (etiquetas). Por lo tanto, para estructuras planas de sección rectangular, es decir, los patrones correspondientes a los realizados en el ámbito de la presente invención, cuando el espesor de la capa conductora sea inferior a dos veces el espesor de piel a la frecuencia considerada, la superficie S en la cual puede circular la corriente será, en una primera aproximación, inferior a la que podría ser en un caso más ventajoso, que corresponda a un espesor mayor. Esto debería, naturalmente, llevar a seleccionar espesores de patrones conductores y, por tanto, de película conductora del film de dorado, que sean más gruesos que el doble del espesor de piel, ya que uno de los objetivos buscados es la conductividad y el buen flujo de corriente en los dispositivos. En efecto, una reducción de la superficie transversal del patrón conductor respecto al caso óptimo dado por la relación en el espesor de piel, aumentará la resistencia de dicho patrón conductor y, por tanto, ocasionará pérdidas por efecto Joule, según la ecuación R=p.l/S.

No obstante, la empresa solicitante ha constatado, de forma inesperada, que los dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip fabricados según el método reivindicado, permitirían responder a los requisitos de conductividad y de flujo de corriente necesarios para su uso/destino con espesores de película conductora inferiores a los que la teoría había previsto.

Por lo tanto, según una realización particular de la presente invención, los dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip se caracterizan por comprender patrones impresos cuyo espesor de película conductora (procedente del film de dorado) es inferior a 2,5 veces su espesor de piel (calculado según la fórmula anterior) a una frecuencia dada, por ejemplo, inferior a 2 veces su espesor de piel, incluso inferior a 1,75 veces su espesor de piel.

Sin pretender estar limitados por esta explicación, la empresa solicitante cree que el método según la presente invención, permite obtener un funcionamiento óptimo de los dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip, que demuestran propiedades superiores de conductividad eléctrica y de flujo de corriente dentro de los patrones conductores, y una capacidad inesperada de emisión-recepción de ondas electromagnéticas, gracias a una combinación de factores, de los que citaremos, a título ilustrativo:

- la constitución/calidad de las películas conductoras utilizadas;

- la resolución superior de impresión digital de los patrones impresos, lo que permite obtener tras el dorado una calidad de los patrones impresos/dorados, que permite mantener sus propiedades conductoras;

- una precisión superior de impresión digital de los patrones impresos, lo que permite obtener tras el dorado una calidad de los patrones impresos/dorados y, más especialmente, una regularidad de los bordes de los patrones impresos/ dorados, que permite mantener sus propiedades conductoras.

Por lo tanto, la presente invención permite fabricar a gran escala dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip, minimizando la cantidad de metal conductor utilizado, gracias a los reducidos espesores de película conductora empleados en su realización. No obstante, y esto constituye una realización particular de la presente invención, los dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip se caracterizan también, ventajosamente, por que comprenden patrones impresos cuyo espesor de película conductora (procedente del film de dorado) es superior a 100 nm, por ejemplo, de más de 150 nm, 200 nm, 250 nm, 300 nm, 400 nm, incluso más de 500 nm. Aunque estos espesores sean superiores a los espesores habituales (por ejemplo, 80 nm) utilizados en las técnicas convencionales de dorado (por ejemplo, técnicas de acabado de sustratos), el experto en la técnica dispone de técnicas conocidas que le permiten fabricar films que comprenden esta película de dorado, como se detalla a continuación en la descripción.

Según una realización particular de la presente invención, los dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip se caracterizan también, ventajosamente, por que comprenden patrones impresos cuyo espesor de película conductora (procedente del film de dorado) es inferior a 2 micrómetros, por ejemplo, de menos de 1,5 micrómetros, e incluso de menos de 1 micrómetro o de menos de 0,75 micrómetros.

Aunque no haya teóricamente una verdadera limitación en cuanto a la elección de banda de frecuencia prevista para la utilización de dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip según la presente invención, se utilizará preferiblemente un límite bajo de dicha banda, dependiendo de los valores de espesor de piel. Por lo tanto, teniendo en cuenta los valores de los espesores de las películas conductoras de los patrones impresos y de su conductividad según la presente invención, se estima que 400 MHz constituye una frecuencia mínima. En cuanto al límite superior, se cree que está relacionado con la resolución de los depósitos conductores que vayan a obtenerse (lo que depende, esencialmente, del espesor de la película conductora del film de dorado; por tanto, se estima que 100 GHz constituye una frecuencia máxima. En efecto, más allá de esta frecuencia, los patrones a realizar serán probablemente demasiado pequeños respecto a la tecnología prevista. En una realización particular según la presente invención, podrá seleccionarse una banda de frecuencia superior a 3 GHz, y/o inferior a 10 GHz, ventajosamente.

Una especificidad ventajosa del método y del dispositivo reivindicados, reside en la posibilidad de controlar el espesor y el tipo de materiales (en particular, materiales dieléctricos) utilizados como producto de impresión digital entre el film de dorado que contiene la película conductora y el sustrato, por ejemplo, un barniz, una tinta y/o un tóner. A título ilustrativo, si se considera la utilización de papel como sustrato, para fabricar una etiqueta RFID sin chip, el soporte del film conductor estará constituido finalmente por el objeto sobre el que se pondría la etiqueta, por el papel, por el producto de impresión (tóner/barniz/ tinta) y por la película de aplicación del film de dorado, como se detalla a continuación en la descripción. Además, el espesor del producto de impresión desempeña un papel importante en la firma de RF de la etiqueta, en la medida en que la presencia de la capa de dieléctrico permite espaciar la hoja conductora del sustrato (el papel, en este ejemplo) y del objeto; y como el sustrato y el objeto presentan generalmente más pérdidas de conducción a las frecuencias de uso de la etiqueta, que el producto de impresión, el espesor del producto de impresión permite, al alejar la película conductora del resto del soporte, alejar las líneas de campo creadas por la onda incidente de los materiales con pérdidas, tales como las del sustrato y el objeto. De esta forma, se reducen las pérdidas de señal retrodifundida, favoreciendo, por lo tanto, la resonancia de los patrones conductores y, por tanto, la potencia, así como la forma general de frecuencia de la onda retrodifundida, dicho de otro modo, la superficie equivalente de radar de la etiqueta. El hecho de favorecer el carácter resonante de los patrones, va a afectar favorablemente a la cantidad de información que puede codificarse en el dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip. También podrá realizarse un número mayor de resonadores (estos últimos, al ser más resonantes, ocuparán cada uno una banda de frecuencia menor) para una banda de frecuencia dada (por ejemplo, 3 GHz-10 GHz). Como existe una relación directa entre el número de resonadores y la capacidad de codificación, esta última aumentará, al menos proporcionalmente, con el número de resonadores. Aparte de la flexibilidad, rapidez, precisión y fiabilidad de la impresión digital, la presente invención permite, por tanto, también modificar a voluntad la firma de RF del dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip, no solo gracias a la forma del patrón conductor, sino también gracias a la selección del tipo de producto de impresión, y/o gracias al espesor del producto de impresión. Esta característica es extremadamente relevante, ya que este control/regulación se combina ventajosamente con un conocimiento exacto del espesor y de la conductividad de la película conductora, dado que estos últimos son constantes para cada rodillo de dorado seleccionado.

A título ilustrativo, un papel tradicional tiene pérdidas (expresadas en tanó-tangente de pérdida) que se expresan iguales a 0,12. Además, el barniz que se utiliza tiene una tanó de 0,04. Comparando los valores del papel con los del barniz, se observa que si se aumenta la propuesta de campo en el barniz con respecto al papel, se reducen las pérdidas presentes a nivel de la etiqueta.

Otra especificidad ventajosa del método y del dispositivo reivindicados, reside en el hecho de que el patrón impreso digitalmente está constituido por un producto de impresión (barniz/tinta/tóner) que es compatible con un gran número de soportes. Contrariamente al enfoque del chorro de tinta conductor (enfoque no solo costoso, sino, además, imposible en determinados substratos, dentro de los cuales la tinta conductora podría penetrar, dando lugar a un espesor de tinta irregular e incontrolable en la superficie), es actualmente posible depositar el producto de impresión (barniz/tinta/tóner) sobre un gran número de sustratos, en concreto, papel, cartón, ^p E^t , etc. Independientemente del sustrato utilizado, gracias a la presente invención se consigue obtener una buena resolución del patrón impreso y, por tanto, de la película conductora. Con el método reivindicado, la capa metálica (película conductora), que es la capa más sensible para la aplicación (ya que existe una relación directa entre la geometría de esta capa y la firma RF de la etiqueta, es decir, su identificador), va a poder depositarse siempre sobre el mismo material, en condiciones controladas, y esto independiente del soporte sobre el que vaya a ponerse la etiqueta.

Las capacidades de codificación obtenidas mediante dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip según la presente invención, responden a las normas en vigor, ya que las etiquetas obtenidas permiten tener al menos 40 bits de información, lo que corresponde a códigos de barras de tipo EAN13. A título ilustrativo, se han obtenido valores de más de 40 bits, para un formato de tarjeta de crédito [es decir, 40 / (85,60 x 53,98 mm) = 40/46 bit/cm2]; por lo tanto, en una realización particular según la presente invención, los dispositivos reivindicados se caracterizan por tener un valor de capacidad de codificación superior a 0,85 bit/cm2, por ejemplo, superior a 1 bit/cm2, superior a 2 bit/cm2, incluso superior a 5 bit/cm2.

Una ventaja adicional del método y del dispositivo reivindicados, es que permiten la fabricación de etiquetas multicapa. A título ilustrativo y no limitativo, una impresión conforme al método reivindicado según la presente invención, podrá realizarse ventajosamente en serie, después de la fabricación de un dispositivo conforme a la presente invención. Un método de impresión multicapa correspondiente se caracterizaría, por tanto, por las siguientes etapas sucesivas - una etapa de impresión digital de un patrón mediante la impresión de un producto de impresión,

- seguida de una etapa de depósito selectivo de “dorado” conductor sobre el patrón preimpreso mediante contacto entre el producto de impresión y un film multicapa que comprende una hoja conductora, preferiblemente, una hoja metálica conductora.

Este método es, en particular, compatible con la fabricación de etiquetas en grandes superficies (por ejemplo, de bobina a bobina), ya que la tecnología reivindicada no está limitada por el soporte, ni tampoco por las dimensiones de las pistas conductoras.

En una realización particular según la presente invención, la técnica de dorado se ha optimizado de forma que favorezca mejores rendimientos de fijación de la hoja de dorado sobre el sustrato, al tiempo que se mejora la calidad y, más especialmente, la finura del depósito de dorado sobre el sustrato. A pesar de la evolución y la precisión de las técnicas de dorado, la empresa solicitante ha constatado que fue muy difícil conciliar estas dos condiciones con las técnicas de dorado conocidas. Uno de los objetivos de la presente invención consiste también, por tanto, en proporcionar una técnica de dorado particular que favorezca mejores rendimientos de fijación de la hoja de dorado sobre el sustrato, al tiempo que se mejore la calidad y, más especialmente, la finura del depósito de dorado sobre el sustrato.

Por lo tanto, en una realización particular, la presente invención utiliza un método de depósito de trazas de material conductor sobre un sustrato, en una máquina de impresión que comprende una estación de impresión, seguida de una estación de deposición de film, que comprende las etapas siguientes:

a. Suministro del sustrato,

b. Impresión digital de un producto de impresión sobre el sustrato según un patrón,

c. Suministro de un film que comprenda al menos una película de aplicación que comprenda un material B, una película de material conductor, y una capa de transporte,

d. Aplicación en la estación de la deposición del film sobre el sustrato, en condiciones de presión y de temperatura que impliquen la coadhesión selectiva entre el producto de impresión del patrón y la película de aplicación del film, e. Retirada del film del sustrato,

e.1. el sustrato que comprende la película de aplicación del film coadherido al producto de impresión del patrón, y que forma así las trazas de material conductor según dicho patrón,

e.2. el resto de la película conductora y, preferiblemente, de la película de aplicación, que se recupera con el film retirado, de modo que

• el producto de impresión comprenda un material A termoplástico y, opcionalmente, un material termoendurecible,

• el material B de la película de aplicación sea termoplástico,

• los materiales A y B posean cada uno una temperatura de transición vítrea Tg, y

• las condiciones de la etapa d sean tales que se alcancen las Tg de cada uno de los materiales A y B, y se crean enlaces químicos entre los materiales A y B.

La temperatura de transición vítrea Tg puede medirse mediante cualquier método adecuado. Se citará, a título ilustrativo, la calorimetría de barrido diferencial (en inglés, DSC, Differential Scanning Calorimetry), que es un método de análisis térmico muy conocido en el campo para medir distintas temperaturas y estados de transición.

A título ilustrativo, la muestra de polímero se someterá a una rampa creciente de temperatura del orden de 10 0C/min, en la que el flujo de calor se mide en vatios. La temperatura de transición vítrea marca el paso del estado vítreo del material al estado gomoso, que es un fenómeno endotérmico. Por lo tanto, para definir el valor de la Tg, basta con esperar la observación de una disminución del flujo térmico en función de la temperatura, y posteriormente utilizar un método tangencial. El valor obtenido corresponde a la Tg del polímero.

Sin pretender estar limitado por esta explicación, la empresa solicitante considera que la combinación de estas características de método/materiales, permite responder aún mejor a los objetivos citados anteriormente en la descripción; a título ilustrativo, la elección particular de los materiales A [como componente del producto de impresión (por ejemplo, una tinta, un barniz y/o un tóner)] y B (como componente de la película de aplicación), representa una característica particular de la invención, ya que esta elección provoca un comportamiento termoplástico de la película de aplicación y del producto de impresión cuando entran en contacto.

Además, el método de fabricación correspondiente se diferencia de la técnica anterior en su flexibilidad de uso y en la reducción de los tiempos de fabricación y de los costes correspondientes, lo que lo hace especialmente atractivo de cara a la fabricación de dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip.

Cuando el producto de impresión sea una tinta o un barniz, se favorecerán en el ámbito de la presente invención las técnicas de impresión por chorro de tinta en relieve del patrón de impresión, por ejemplo, con la ayuda de cabezales de impresión piezoeléctricos, adaptados en función del producto de impresión (por ejemplo, en función de la tinta y/o barniz de impresión utilizados).

Los films utilizados en el ámbito de la presente invención comprenden, preferiblemente, al menos una película de aplicación que comprende un material B termoplástico, una película de material conductor, y una capa de transporte. El experto en la técnica denomina, de forma general, este tipo de film mediante la expresión “ hoja de dorado” . Por lo tanto, las hojas de dorado (films) utilizadas en el marco de la presente invención están constituidas por varias películas superpuestas que comprenden, a título ilustrativo no limitativo:

- una película de aplicación que comprende un material B,

- al menos una película de dorado/material conductor,

- una película opcional de protección,

- una película opcional de desprendimiento, y

- al menos una capa de transporte que permite el transporte de las otras capas.

Las Figuras 1 a 3 ilustran determinadas realizaciones de la presente invención.

La etapa de aplicación del film sobre el sustrato, en condiciones de presión y de temperatura que impliquen la coadhesión selectiva entre el producto de impresión y la película de aplicación del film (en particular, entre el material A del producto de impresión, y el material B de la película de aplicación del film), puede llevarse a cabo según cualquier método adecuado. A título ilustrativo, se citará la utilización

- de uno o varios conjuntos de rodillos de pinzamiento, como los descritos en la Figura 1;

- de uno o varios rodillos de presión, como los descritos en la Figura 2.

La Figura 3 ilustra una realización del método según la presente invención, con la estación de impresión seguida de la estación de deposición de film.

Film - Composición y propiedades

Los films utilizados en el ámbito de la presente invención consisten preferiblemente en varias películas superpuestas que comprenden, como ejemplo no limitativo y no exhaustivo, en el orden de fijación al sustrato a recubrir:

- una película de aplicación que comprende un material B,

- seguida de al menos una película de material conductor,

- seguida de una película opcional de protección,

- seguida de una película opcional de desprendimiento, y

- seguida, por último, de al menos una capa de transporte que permite el transporte de las otras capas.

Los films utilizados en el ámbito de la presente invención son suministrados, de forma general, en forma de rodillos de una anchura sustancialmente equivalente a la dimensión transversal del sustrato.

Capa de transporte

La capa de transporte permite el transporte de las otras capas constitutivas del film y, en particular, de la película de material conductor y de la película de aplicación según la presente invención. Por lo tanto, su papel es principalmente el de llevar las otras capas constitutivas del film hasta la deposición final de la película de aplicación y de la película de material conductor según la presente invención.

El espesor de esta capa está comprendido, de forma general, entre 5 y 50 μm. Un espesor mayor tiende a limitar la transferencia térmica, perjudicando a la tasa de transferencia. Un espesor menor da lugar a numerosas dificultades en la gestión de las tensiones. A título ilustrativo y no limitativo, la capa de transporte puede estar compuesta de films de poliéster (PET). Estas últimas pueden coextruirse, ser de distintas estructuras, tratarse superficialmente, etc.

Los tratamientos de las superficies pueden consistir en corona, plasma, silicona, acrílico, poliéster, etc.

Dependiendo de su naturaleza, los films de PET permitirán una mejor o peor capacidad de extensión, así como una adhesión distinta con las capas inferiores del film.

Película de desprendimiento

La película de desprendimiento (opcional, pero preferida), más conocida por el término inglés “ release layer” (o película de liberación), permite la optimización del desprendimiento de la capa de transporte, en el momento de su aplicación, del resto del film. El gramaje de esta película, generalmente, no es posible cuantificarlo, ya que su espesor es preferiblemente inferior a 0,1 μm.

Cuando se aplique una determinada temperatura y presión, al superar su temperatura de fusión, parte de la capa se va a fluidificar y vaporizar, generando con ello un desprendimiento. Dependiendo de su naturaleza, se encontrarán trazas de la película de desprendimiento bien sobre la capa de transporte (por ejemplo, de PET), bien sobre la superficie de la capa situada encima, o bien en ambas capas.

En la presente invención, los restos de la película de desprendimiento se encontrarán preferiblemente en la capa de transporte (por ejemplo, de PET), para no contaminar la superficie de la película de material conductor. En una realización particular según la presente invención, la película de desprendimiento comprende, y/o está constituida por, material conductor de electricidad, por ejemplo, de polímeros conductores; en efecto, en esta realización particular, una contaminación de la película de material conductor por parte de la película de desprendimiento, no influirá negativamente en la conductividad deseada.

La película de desprendimiento puede ventajosamente también comprender, o estar constituida de, ceras solubles en disolventes, ceras en emulsión, ceras naturales, ceras siliconizadas, y/o ceras sintéticas, etc.

A título ilustrativo y no limitativo, la película de desprendimiento puede recubrirse mediante técnicas tradicionales de impresión, como el heliograbado o el heliograbado inverso, y/o la flexografía, etc.

Película de protección

La película de protección (opcional) se denomina también de lacado y/o de color (ya que puede también comprender cualquier tipo de colorante y/o pigmento y/o agente mate o brillante). Esta película de protección puede caracterizarse por numerosas propiedades, dependiendo del uso deseado, tales como propiedades de resistencia química y/o física. Esta película está compuesta, normalmente, por un barniz bicomponente, resinas acrílicas, resinas de poliéster, resinas hidroxiladas, y/o derivados de la celulosa, etc. Todas estas familias de materiales constitutivos de la película de protección son, en general, polímeros orgánicos que, por tanto, se consideran aislantes. Por lo tanto, según una realización particular de la presente invención, el film no comprende una película de protección para preservar las características conductoras de la película de material conductor, y evitar así su aislamiento. En una realización particular según la presente invención, la película de protección comprende, y/o está constituida por, material conductor de electricidad, por ejemplo, de polímeros conductores; de hecho, en esta realización particular, la película de protección no afectará negativamente a la conductividad buscada. El espesor de esta capa se aproxima frecuentemente a valores comprendidos entre 2 μm y 3 μm.

La mayoría de los films comerciales poseen una capa protectora basada en polímeros no conductores, lo que los hace inadecuados para su uso en cualquier aplicación donde se busque conductividad, ya que no es posible hacer circular la corriente eléctrica.

A título ilustrativo y no limitativo, la película de protección puede recubrirse mediante técnicas tradicionales de impresión, como el heliograbado o el heliograbado inverso, y/o la flexografía, etc.

Película de material conductor

En una realización particular según la presente invención, el papel principal que se busca para la película de material conductor es, por tanto, su conductividad. Esta última debe alcanzar los valores comerciales adecuados de los dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip, en particular, de las etiquetas RFID sin chip. A título ilustrativo, la película de material conductor puede caracterizarse por una resistencia de superficie (sheet resistance, en inglés) inferior a 1 ohmio por cuadrado (en inglés, ohm/sq). Esta resistencia de superficie puede medirse mediante cualquier método adecuado; se citará a título ilustrativo el método de 4 puntos, que permite efectuar esta medida al utilizar un generador que envía una corriente entre los puntos 1 y 4, midiéndose simultáneamente la tensión que circula entre los puntos 2 y 3. Seguidamente, basta con aplicar la ley de Ohm Tensión = Resistencia/Intensidad, para obtener la resistencia entre los puntos 2 y 3.

Ventajosamente, esta película puede comprender, y/o estar constituida por, cualquier material conductor de electricidad. Por ejemplo, esta película puede componerse de diversos metales depositados mediante distintas técnicas como el sputtering, el E-Beam, y/o la evaporación térmica al vacío, etc. Los metales candidatos para tal aplicación son, a título ilustrativo, cobre, plata, estaño, cromo, oro, aluminio, y/o aleaciones, etc.

Por lo tanto, según una realización preferida de la presente invención, el material conductor de la película de material conductor puede ventajosamente comprender, y/o estar constituido por, cobre y/o plata y/o estaño y/o cromo y/u oro y/o aluminio, y/o aleaciones conductoras.

El espesor de la película de material conductor en la mayoría de los films comerciales se sitúa, en general, por debajo de 100 nm, por ejemplo, cerca de 80 nm. En una realización particular según la presente invención, la película de material conductor tiene un espesor de al menos 100 nm, al menos 150 nm, al menos 200 nm, al menos 250 nm, e incluso al menos 500 nm, para garantizar la conductividad deseada; en general, dicho espesor tiene como límite superior 2 μm, por ejemplo, menos de 1,5 micrómetros, e incluso menos de 1 micrómetro, o menos de 0,75 micrómetros. Ciertamente, el aumento del espesor de la película de material conductor por encima de determinados valores puede provocar problemas de fragilidad del film, ya que el material metálico no es tan flexible como la matriz orgánica que compone un polímero.

En una realización particular según la presente invención, la película de material conductor comprende polímeros conductores. A título ilustrativo y no limitativo, la película de material conductor que comprende polímeros conductores puede recubrirse mediante técnicas tradicionales de impresión, tales como el heliograbado o el heliograbado inverso, y/o la flexografía, etc.

En una realización particular según la presente invención, la película de material conductor se caracteriza por tener una resistencia inferior a 100 Q, por ejemplo, inferior a 50 Q, y preferiblemente inferior a 5 Q. Esta resistencia puede medirse mediante cualquier método adecuado; se cita, a título ilustrativo, la utilización de un multímetro en modo Ohm. Esto permite medir la resistencia de una superficie.

Película de aplicación

La película de aplicación, que está generalmente ausente en la mayoría de las aplicaciones de film conocidas a día de hoy en el campo del dorado de patrones preimpresos que se realizan en frío, es indispensable en la presente invención. Su espesor está comprendido, en general, entre 2 y 10 μm.

Una característica esencial de la presente invención, reside en el hecho de que la película de aplicación comprende y/o está constituida por un material B termoplástico, por ejemplo, uno o varios polímeros termoplásticos. En una realización particular según la presente invención, la película de aplicación comprende al menos un 50 % en peso del material B termoplástico, por ejemplo, al menos un 70 % en peso, preferiblemente al menos un 80 % en peso. Este material B termoplástico puede estar constituido por uno o varios componentes químicos termoplásticos, por ejemplo, dos o varias resinas/polímeros termoplásticos.

Según una realización particular de la presente invención, la película de aplicación comprende, por tanto, una matriz de material B termoplástico (por ejemplo, de polímero termoplástico B), y se caracteriza por una temperatura de transición vítrea Tg tal que la película esté

- seca al tacto a temperatura ambiente, y

- sea termoreactivable, es decir, que posea un comportamiento termoplástico a partir del cual la película de aplicación (y, con mayor motivo, el material B que contenga) se haga dúctil/maleable y desarrolle, por tanto, una propiedad de adhesión de superficie cuando la temperatura de tratamiento (y, en particular, la temperatura de aplicación en la etapa de aplicación del film en el lugar de ubicación del film) sea superior a esta Tg.

Por lo tanto, en una realización particular de la presente invención, el material B termoplástico se caracteriza por tener un valor de Tg comprendido entre 0 0C y 2000C, por ejemplo, entre 40 0C y 1300C, por ejemplo, entre 400C y 80 0C. Si el material B termoplástico está constituido por una mezcla homogénea de dos o varios componentes químicos termoplásticos, el valor Tg individual de cada uno de estos componentes no será crítico, siempre que la Tg de la mezcla responda bien a los valores deseados; por lo tanto, el material B termoplástico podrá adaptarse a componentes termoplásticos que tengan Tg inferiores a 40 0C, incluso inferiores a 0 0C, y/o superiores a 80 0C, incluso superiores a 130 °C, siempre que la Tg de dicho material de mezcla esté comprendida en el rango de valores ideales.

En una realización particular de la presente invención, además del material B, la película de aplicación puede comprender también otros materiales, como por ejemplo, materiales inertes (por ejemplo, cargas inorgánicas). Como estos otros materiales tienen, en general, poca influencia sobre la Tg del conjunto del material que constituye la película de aplicación, la Tg de dicha película de aplicación se encuentra cerca de la del material B.

Por lo tanto, en una realización particular de la presente invención, la película de aplicación se caracteriza por tener un valor de Tg comprendido entre 0 0C y 2000C, por ejemplo, entre 40 0C y 1300C, por ejemplo, entre 400C y 80 0C. La medición de la Tg de la película de aplicación se hará ventajosamente mediante el método de DSC, indicado anteriormente en la descripción: la muestra utilizada para la medición podrá proceder ventajosamente del material que constituya la película de aplicación antes de la fabricación del film correspondiente.

Según una realización particular de la presente invención, la matriz de polímero termoplástico (el material B) de la película de aplicación, presenta una afinidad particular con el material A del producto de impresión. Esta afinidad puede manifestarse de diferentes formas, de las que se mencionará, a título ilustrativo:

- el hecho de que el material B contenga y/o consista en una (o varias) resina(s) perteneciente(s) a una naturaleza química que esté también presente en el material A del producto de impresión; a título ilustrativo y no limitativo, esta naturaleza química se seleccionará de entre un grupo nucleofílico (que comprende oxígeno y/o nitrógeno), un grupo hidroxilo y/o un grupo nitrogenado; y/o

- que al menos una de las resinas esté presente a la vez en el material B del film de aplicación y en el material A del producto de impresión, y sea una resina acrílica, por ejemplo, una resina acrílica similar y/o idéntica; y/o

- que al menos una de las resinas esté presente a la vez en el material B del film de aplicación y en el material A del producto de impresión, y sea una resina acrílica, por ejemplo, una resina cetónica similar y/o idéntica; y/o

- que al menos una de las resinas esté presente a la vez en el material B del film de aplicación y en el material A del producto de impresión, y sea una resina acrílica, por ejemplo, una resina aldehídica similar y/o idéntica; y/o

- que al menos uno de los ingredientes esté presente a la vez en el material B del film de aplicación y en el material A del producto de impresión, y sea de tipo celulósico: por ejemplo, un ingrediente que consista en acetatopropionato de celulosa, y/o en acetatobutirato de celulosa, y/o en acetato de celulosa, y/o en nitrocelulosa.

Según una realización particular de la presente invención, la matriz de polímero termoplástico (el material B) de la película de aplicación puede ser un polímero en fase de disolvente o en fase acuosa.

Sin pretender estar limitado por esta explicación, la parte solicitante cree que esta parte común entre al menos uno de los componentes del material A y uno de los componentes del material B, va a permitir crear una afinidad química entre estos dos materiales en el momento entrar en contacto, gracias a sus características intrínsecas y gracias a las condiciones de puesta en contacto. Esta afinidad es responsable de la deposición selectiva, dado que la película de aplicación que comprende el material B se depositará únicamente sobre el material A y no sobre el resto del sustrato. Un film que no integre esta parte común podría contaminar o depositarse completamente en todo el sustrato de forma no selectiva, o bien no depositarse de forma precisa y selectiva sobre el patrón del producto de impresión, dado que la transferencia no sería operativa.

A título ilustrativo y no limitativo, la película de aplicación puede recubrirse mediante técnicas tradicionales de impresión, como el heliograbado o el heliograbado inverso, y/o la flexografía, etc.

Producto de impresión, material A - Composición y propiedades

Por lo tanto, en una realización particular de la presente invención, el producto de impresión comprende un material A termoplástico, por ejemplo, un polímero termoplástico A y, como opción, un material termoendurecible. Este producto de impresión preimpreso sobre el sustrato garantiza el futuro diseño del dorado y, por tanto, de la etiqueta RFID sin chip. Dependiendo de su composición, el film se transferirá o no sobre el sustrato. Es indispensable que la transferencia entre el film y el patrón preimpreso sea selectiva, es decir, únicamente al nivel del patrón (y, por tanto, del producto de impresión preimpreso) favorable a la transferencia, y no directamente sobre el sustrato.

A título ilustrativo y no limitativo, este producto de impresión puede estar compuesto de tóner y/o de tinta y/o de un barniz; es preferiblemente dieléctrico, como se ha explicado anteriormente en la descripción para la aplicación de la etiqueta RFID sin chip en cuestión.

A título ilustrativo y no limitativo, en el caso de un barniz, este puede ser de naturaleza disolvente, acuosa, o UV. Cuando sea de naturaleza UV, puede reticularse con la ayuda de LED y/o de radiación UV.

Según una realización particular y preferida de la presente invención, el producto de impresión es de tipo tinta UV y/o barniz UV, comprendiendo un material con carácter termoendurecible y el material A termoplástico. Es la presencia de este material con carácter termoendurecible lo que caracteriza el hecho de que la tinta/barniz correspondiente presente un comportamiento termoendurecible. Según una realización particular y preferida de la presente invención, el producto de impresión preimpreso (y, por tanto, el patrón preimpreso) está reticulado antes del contacto con el film. Esto puede traducirse en el hecho de que la red polimérica del producto de impresión está en su punto óptimo en términos de densidad tridimensional mediante la reacción de todos los sitios de los fotoiniciadores. Esto puede traducirse también en un comportamiento termoendurecible, es decir, que la parte termoendurecible del barniz ya no tenga la temperatura de transición vítrea Tg, sino únicamente una temperatura de destrucción; por lo tanto, este polímero termoendurecible presente en el barniz nunca se ablandará y no desarrollará una superficie adhesiva, ya que estará totalmente seco al tacto.

Por lo tanto, según determinadas realizaciones preferidas de la presente invención, el método reivindicado comprende, tras la etapa de impresión del producto de impresión, y antes de la etapa de aplicación del film, una etapa de activación (por ejemplo, mediante rayos UV) que permita reticular el producto de impresión (la tinta y/o el barniz).

La adición en el producto de impresión de un material A termoplástico permite lograr los objetivos de adhesión selectiva entre el sustrato y el film. A título ilustrativo para una tinta y/o un barniz, la selección de un material A, perteneciendo dicho material A a una naturaleza química análoga al material B presente en la película de aplicación del film y/o presentando dicho material A propiedades físicas (por ejemplo, las Tg) adecuadas a las del material B presente en la película de aplicación del film, modificará el comportamiento del producto de impresión; este último pasará a ser la parte termoplástica, ya que el material A termoplástico se introducirá en la red polimérica de carácter inicial termoendurecible. Por lo tanto, en la aplicación del film sobre el producto de impresión preimpreso y, preferiblemente reticulado previamente, se producirá una transferencia total y selectiva por la afinidad de los materiales A y B, y gracias a las condiciones de contacto. Lo anterior también es aplicable cuando se selecciona el tóner en vez de las tintas/barniz; no obstante, en el caso particular del tóner, la empresa solicitante ha constatado que la presencia de material termoendurecible, aun si fuera deseable, no sería indispensable para obtener la adhesión entre la película de aplicación y el tóner.

Por tanto, puede llevarse a cabo un depósito selectivo de capas conductoras, gracias, entre otras cosas, a esta afinidad entre el material A y el material B. Por lo tanto, un dispositivo que comprenda estas capas de productos de impresión y de films conductores según la presente invención, se caracterizará también por la existencia de una capa intersticial que comprenda el material del producto de impresión y el material de la película de aplicación del film.

Por lo tanto, según una realización de la presente invención, el material termoplástico A del producto de impresión es

- termoreactivable (es decir, que posee un comportamiento termoplástico), y

- se vuelve dúctil/maleable y desarrolla una propiedad de adhesión a la superficie en la etapa de aplicación del film en la estación de colocación del film (el cual también es termorreactivo).

Esto permite, por lo tanto, desarrollar una propiedad de adhesión de superficies entre el producto de impresión y la película de aplicación, gracias a los materiales A y B, cuando la temperatura de tratamiento (y, en particular, la temperatura de aplicación del film en la etapa de aplicación del film en la estación de colocación del film) sea superior a la Tg de los materiales termoplásticos A y B, y/o superior a la Tg de los productos de impresión impresos/(reticulados) y de la película de aplicación del film de dorado.

En una realización particular según la presente invención, el producto de impresión, preferiblemente del tipo tinta/barniz, comprende al menos un 5 % en peso de material A termoplástico, por ejemplo, al menos un 10 % en peso, preferiblemente al menos un 15 % en peso. Aun cuando sean previsibles concentraciones elevadas de material A termoplástico, el producto de impresión, preferiblemente del tipo tinta/barniz, comprenderá preferiblemente menos de un 40 % en peso, por ejemplo, menos de un 30 % en peso, preferiblemente menos de un 25 % en peso de material A termoplástico.

Por lo tanto, en una realización particular según la presente invención, el producto de impresión, preferiblemente del tipo tinta/barniz, comprende al menos un 60 % en peso de material A termoplástico, por ejemplo, al menos un 70 % en peso, preferiblemente al menos un 75 % en peso de material de carácter termoendurecible.

Por lo tanto, en una realización de la presente invención especialmente aplicable al barniz/tintas, el material A termoplástico se caracteriza por tener un valor de Tg inferior a 60 0C, por ejemplo, inferior a 50 0C, preferiblemente inferior a 40 0C. Según una realización particular de la presente invención, y como se describe con mayor detalle a continuación en la descripción, los materiales A del producto de impresión de tipo tinta/barniz y B de la película de aplicación, se seleccionarán de forma que la Tg del material A sea inferior a la Tg del material B.

Como el producto de impresión de tipo tinta/barniz comprende únicamente cantidades limitadas de material A termoplástico, es evidente que la Tg del producto de impresión tendrá un valor tras la deposición (y reticulación) que será distinto de la Tg del material A termoplástico comprendido en dicho producto. Cuando el producto de impresión sea un tóner, su contenido de material termoplástico es, en general, superior a un 30 % en peso, superior a un 40 % en peso, incluso superior a un 50 % en peso.

En una realización particular de la presente invención, el producto de impresión es una tinta o un barniz. Tras el depósito/reticulación, este producto de impresión impreso, previsto para ser recubierto de una hoja de dorado, está en forma de una película que se caracteriza ventajosamente por tener un valor de Tg comprendido entre -20 0C y 200 0C, por ejemplo, entre 0 0C y 200 0C, por ejemplo, entre 10 y 50 0C, por ejemplo, entre 15 0C y 40 0C.

En una realización particular de la presente invención, el producto de impresión es un tóner. Tras el depósito, por ejemplo, por xerografía, este producto de impresión impreso, previsto para ser recubierto de una hoja de dorado, está en forma de una película que se caracterizada ventajosamente por tener un valor de Tg comprendido entre 0 0C y 200 0C, por ejemplo, entre 40 0C y 120 0C, por ejemplo, entre 40 0C y 70 0C.

La medición de la Tg de la película del producto de impresión impreso/(reticulado) (barniz / tinta / tóner) se hará ventajosamente mediante el método de DSC indicado anteriormente en la descripción; la muestra utilizada para la medición podrá proceder ventajosamente del material que constituya el producto de impresión tras la impresión y la reticulación. Según una realización particular de la presente invención, y como se describe en detalle a continuación en la descripción, el producto de impresión y la película de aplicación estarán preferiblemente caracterizados por que la Tg del producto de impresión de tipo tintas/barniz sea inferior a la Tg de la película de aplicación.

Impresión del patrón - Condiciones

La presente invención se caracteriza, por tanto, porque el método reivindicado permite la obtención de un sustrato que comprende la película de aplicación del film, coadherida selectivamente al producto de impresión del patrón, y formando así, gracias a la película de material conductor, las trazas de material conductor según dicho patrón. Dicho patrón (del producto de impresión) puede imprimirse mediante cualquier método adecuado. Se citará, a título ilustrativo y no limitativo, la serigrafía, el chorro de tinta, la xerografía, etc. Según una realización particular y preferida de la presente invención, el producto de impresión se imprime digitalmente, por ejemplo, mediante impresión por chorro de tinta o impresión por xerografía, preferiblemente mediante impresión por chorro de tinta. Esta impresión por chorro de tinta permite imprimir en relieve zonas previstas para recubrirse o no, dependiendo de la composición del producto de impresión y, más especialmente, de la presencia o no del material A, con la película de material conductor (por ejemplo, el film de dorado). El dorado se depositará, por tanto, de forma selectiva. La impresión por chorro de tinta de barniz/tinta es bien conocida por el experto en la técnica. La impresión por xerografía de tóner también es bien conocida por el experto en la técnica

Las zonas (y, por tanto, el patrón) pueden ser ventajosamente todo tipo de formas geométricas adecuadas para la generación de etiquetas RFID sin chip; teóricamente, pueden estar constituidas por distintos materiales, por ejemplo, tintas y/o barnices y/o tóner, aunque es preferible utilizar un único tipo de producto de impresión dieléctrico en la fabricación del dispositivo RFID sin chip.

El espesor del producto de impresión impreso puede ser ventajosamente muy variable; se mencionará, a título ilustrativo y no limitativo, un espesor de la película de producto de impresión (tinta/barniz/tóner) depositado (y medido justo antes del contacto con el film) superior a 3 micrómetros, por ejemplo, más de 10 micrómetros; y/o un espesor de la película de producto de impresión (tinta/barniz/tóner) depositado (y medido justo antes del contacto con el film) inferior a 200 micrómetros, por ejemplo, menos de 100 micrómetros. En cada fabricación de un lote de dispositivos RFID sin chip según la presente invención, se favorecerá la selección de un valor único de espesor del producto de impresión impreso, para poder aumentar las cadencias de impresión y de dorado; a título ilustrativo, se tolerarán desviaciones máximas del 10 % en torno a un espesor seleccionado.

De hecho, el relieve de los patrones y, por tanto, de las zonas previstas para ser recubiertas por la hoja de dorado, representa preferiblemente un espesor del orden de un micrómetro, preferiblemente superior a cinco micrómetros, o incluso superior a diez micrómetros. Este espesor, de cualquier material previamente depositado sobre el sustrato; por ejemplo, del barniz y/o de la tinta y/o del tóner, es generalmente inferior a un milímetro para la impresión en relieve.

No obstante, la presente invención podría aplicarse también a sustratos que se hayan impreso mediante tecnología 3D, por ejemplo, mediante impresión por chorro de tinta (y/o barniz) en capas sucesivas, y presentando, por lo tanto, espesores que pueden ser de hasta varios centímetros, por ejemplo, menos de 2 cm.

El sustrato puede seleccionarse de entre un gran número de materiales, y no considerarse limitado a los materiales frecuentemente utilizados en los dispositivos estándar de impresión y/o de personalización, tales como los sustratos de papel, cartón y plástico. Se citará como ejemplos no limitativos, metal, papel, tela no tejida, plástico, por ejemplo, resina de copolímero metacrílico, poliéster, policarbonato, polietileno, polipropileno, y/o cloruro de polivinilo, o incluso materiales de tipo celulósico, tales como, por ejemplo, madera, contrachapado, o materiales cristalinos, tal como vidrio o cerámica, por ejemplo, materiales complejos que comprendan uno o varios de estos componentes, como, por ejemplo, los envases de leche.

Según la presente invención, el sustrato (hoja, tarjeta, etc.) se presenta, generalmente, en forma rectangular o cuadrada. Esta hoja se desplaza, de forma general, gracias a un sistema de transporte de sustratos en una máquina de impresión, a lo largo de una ruta de transporte orientada según un eje longitudinal, desde al menos un cargador de entrada que proporciona los sustratos imprimibles y/o personalizables, hasta al menos una bandeja de salida que recibe los sustratos impresos y/o personalizados y, por tanto, recubiertos de trazas de material conductor según la presente invención. Los “bordes laterales” del sustrato son los dos bordes situados a ambos lados de este eje longitudinal; los bordes delantero y/o trasero son bordes transversales. El sustrato puede presentarse también en forma de bobina en una máquina de tipo bobina a bobina.

Aplicación del film

La etapa de aplicación del film sobre el sustrato, en condiciones de presión y de temperatura que impliquen la coadhesión selectiva entre el producto de impresión y la película de aplicación del film (en particular, entre el material A del producto de impresión y el material B de la película de aplicación del film), puede llevarse a cabo según cualquier método adecuado. A título ilustrativo, se citará la utilización

- de una o varias placas que presionarán el film sobre el sustrato;

- de uno o varios conjuntos de rodillos de pinzamiento, como los descritos en la Figura 1;

- de uno o varios rodillos de presión, como los descritos en la Figura 2.

Por lo tanto, esta etapa es importante, ya que condiciona la colocación de las trazas de material conductor sobre el sustrato.

Por lo tanto, las condiciones de presión y de temperatura se seleccionarán ventajosamente en función de los materiales A y B utilizados, respectivamente, en el producto de impresión y en la película de aplicación.

A título ilustrativo, la temperatura de aplicación del film se encuentra ventajosamente entre 0 0C y 200 0C, por ejemplo, entre 70 0C y 190 0C, por ejemplo, entre 130 0C y 170 0C. En una realización particular de la presente invención, la temperatura de aplicación del film se seleccionará también en función del tiempo de contacto durante el cual el producto de impresión y la película de aplicación entren en contacto y se calienten. Como se intenta favorecer tiempos de contacto relativamente cortos (por ejemplo, inferiores a un segundo), se ha constatado que la temperatura de aplicación del film deberá ser ventajosamente superior en al menos 25 0C a la Tg mayor de la película de aplicación y de la película de barniz/tinta/tóner, por ejemplo, al menos 40 0C superior a esta Tg, e incluso al menos 60 0C superior a esta Tg.

La presente invención también se describe de forma ilustrativa y según una de sus realizaciones particulares, en la Figura 3. Puede verse en la parte izquierda de la figura un grupo de dorado según la presente invención, y que está después de la estación de impresión representada en la parte derecha de la figura. El sustrato se desplaza, por tanto, de derecha a izquierda. A título ilustrativo, el sustrato puede estar constituido ventajosamente por papel, cartón plano, cartón ondulado y/o microondulado, y/o plástico. Puede encontrarse en forma de bobina a bobina, o de hoja a hoja. Cuando el sustrato pasa bajo la estación de impresión, que puede ser un cilindro, una pantalla serigráfica, y/o cabezales de chorro de tinta, etc., se imprime el patrón deseado mediante barniz/tinta o tóner, que contenga el material A. En el caso de los cabezales de chorro de tinta, el barniz debe estar adaptado a este tipo de aplicación, teniendo una viscosidad muy baja. El espesor impreso puede variar ventajosamente de 5 μm a 100 μm, en la mayoría de los casos; no obstante, como se explicó anteriormente en la descripción, se preferirá mantener este espesor alrededor de un valor seleccionado en la fabricación de un lote de etiquetas RFID sin chip.

A continuación, el patrón impreso (tinta/barniz) se reticula ventajosamente a la máxima densidad tridimensional que permita su estructura y sus sitios de reacción; esto puede hacerse mediante un medio de secado (como se representa en el centro de la figura), como secado físico, infrarrojos, radiación UV, LED, etc. El patrón impreso, en general, no es adherente después de esta etapa de secado/reticulación.

El grupo de dorado está constituido en esta ilustración por un mínimo de dos rodillos (preferiblemente, a motor), instalados enfrentados, que giren, por ejemplo, en sentido contrario, y cuya distancia sea regulable, para que se adapte a distintos espesores de sustrato; según una realización preferida de la presente invención, este ajuste tendrá en cuenta no solo el espesor del sustrato, sino también el espesor del producto de impresión (por ejemplo, tinta y/o barniz) previamente impreso sobre el sustrato, teniendo también en cuenta, de forma opcional, los espesores del film y, por tanto, de las películas de la hoja de dorado depositadas por el grupo de dorado. Según una realización particular de la presente invención, la separación entre los rodillos enfrentados puede regularse y controlarse de forma dinámica. Según una realización particular y preferida de la presente invención, la superficie del rodillo superior es distinta de la del rodillo inferior; en particular, la superficie del rodillo superior es más compresible que la del rodillo inferior. A título ilustrativo, el rodillo superior presenta en superficie un material compresible que le permite adoptar la forma del patrón impreso del producto de impresión, mientras que el rodillo inferior estará formado por un material más duro, por ejemplo, incompresible. Según una realización particular de la presente invención, el rodillo superior incluye un dispositivo de calentamiento (y/o de enfriamiento) que permitiría no solo alcanzar las temperaturas de transición vítrea Tg de cada uno de los materiales A y B, sino también las temperaturas de transición vítrea Tg del producto de impresión impreso/(reticulado) y de la película de aplicación del film de dorado.

Según una realización particular de la presente invención, el grupo de dorado (o de aplicación del film) funciona a una velocidad lineal (en la superficie de los rodillos) mayor o igual a la velocidad del sustrato bajo la estación de impresión, para que así no ralentice a la máquina.

A título ilustrativo, a continuación se indican las características de control del grupo de dorado: presión regulable (por ejemplo, de 1 a 10 bares, preferiblemente con una presión de funcionamiento superior a 1 bar), y/o velocidad regulable; y/o temperatura regulable (por ejemplo, una temperatura de funcionamiento de un máximo de 250 0C, por ejemplo, comprendida entre 0 °C y 200 °C, por ejemplo, entre 70 °C y 190 °C, por ejemplo, entre 130 °C y 170 °C, y/o una dureza de revestimiento del rodillo superior comprendida entre 50 y 95 Shore A.

El paso del patrón impreso (y reticulado) bajo los rodillos permitirá calentar el patrón preimpreso que contenga el material A, más allá de la Tg del material A y del producto de impresión impreso/(reticulado) que comprenda dicho material A. El carácter termoplástico del material A permitirá un ablandamiento de este. Lo mismo sucederá con el material B de la película de aplicación. Ambos materiales así ablandados pueden considerarse “ abiertos” , permitiendo, por lo tanto, la adhesión de un material análogo. Los grupos libres (por ejemplo, hidroxilados) de cada material y las insaturaciones, crearán enlaces químicos de tipo covalente entre los materiales. Por lo tanto, se favorecerá la adhesión del material B sobre el material A, al tiempo que se evitará una adhesión de la película de aplicación sobre las partes de sustrato no preimpresas. La deposición se denominará, por tanto, “selectiva” .

En una realización particular según la presente invención, el desprendimiento de la hoja (del film) del sustrato se lleva a cabo, de forma ideal, cuando el film aún esté caliente, para que se encuentre en las mejores condiciones posibles de transferencia. La presencia de un ángulo abierto al pelar el film permite obtener una buena finura, evitando los contornos mal definidos.

A continuación se describe una composición particular de film, que puede utilizarse ventajosamente en el marco de la presente invención, a título ilustrativo y no limitativo.

Una capa de transporte constituida por PET de un espesor preferiblemente comprendido entre 15 μm y 24 μm (por ejemplo, de 19 μm), lo que supone el mejor compromiso entre las propiedades mecánicas y su capacidad de conducir el calor en el momento de la aplicación del film.

Una película de desprendimiento constituida ventajosamente por cera, por ejemplo, una cera natural de tipo carnauba, con un punto de fusión preferiblemente comprendido entre 60 °C y 110 0C (por ejemplo, de aproximadamente 85 0C). Por lo tanto, siguiendo las condiciones especificadas anteriormente, cuando la temperatura de aplicación del film alcance los 120-140 0C en la deposición, la cera se evaporará. Siendo esta el vínculo muy fino (a escala nanométrica) entre las capas del film, su transformación de estado va a provocará un desprendimiento de la capa de transporte respecto del resto del film.

La película de protección opcional puede estar compuesta ventajosamente por polímeros acrílicos hidroxilados de tipo PMMA y derivados. La tecnología se basa con mayor frecuencia en la reacción bicomponente de los polímeros hidroxilados con resinas que incluyen grupos isocianato. Esta reacción va a permitir densificar la red polimérica, con vistas a mejorar las propiedades de resistencia mecánica y química. Para que esta capa sea conductora, se introducen ventajosamente polímeros de tipo PEDOT:PSS en la matriz (véase el ejemplo que sigue).

R1 y R2 son cadenas de hidrocarburo más o menos largas.

^{Una composición de 50 % de acrílico PMMA, 20} % ^{de isocianato y 30 % de PEDOT:PSS, constituye un buen equilibrio} de cara a obtener las propiedades de resistencia y de conductividad deseadas.

La película de material conductor puede estar constituida ventajosamente por plata, cobre y/o aluminio. El material conductor puede estar compuesto por un depósito de un espesor comprendido entre 100 nm y 1 |jm, por ejemplo, entre 150 nm y 750 nm, por ejemplo, entre 200 nm y 500 nm, depositado por una técnica de PVD. Este método de evaporación bajo vacío es una técnica de depósito de capa delgada, el material vaporizado se depositará de forma homogénea sobre el film/sustrato. El valor de resistencia obtenido para esta película de material conductor puede ser ventajosamente de entre 0,1 Q y 100 Q. El espesor de la película de material conductor se seleccionará en función de las aplicaciones buscadas; la empresa solicitante ha conseguido desarrollar su método con espesores de película de material conductor que van desde 50 nm hasta el orden del micrómetro. No se han realizado ventajosamente espesores de más de 100 nm, por ejemplo, de más de 150 nm, 200 nm, 300 nm, 400 nm, 500 nm, realizados y probados en el ámbito de la presente invención. Por lo tanto, como se explica a continuación, en la aplicación de etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID) sin chip, la obtención de espesores de película de material conductor superiores a 150 nm, superiores a 250 nm, incluso superiores a 400 nm, o incluso superiores a 500 nm, ha abierto la vía a estas nuevas aplicaciones.

La película de aplicación (que comprende y/o constituida por el material B) puede ventajosamente estar compuesta por resinas acrílicas y de poliéster hidroxiladas, así como por nitrocelulosa y cargas. La ventaja de que las resinas acrílicas y de poliéster sean hidroxiladas y/o carboxiladas, es la creación de sitios de enlace que favorezcan las uniones químicas con una interfaz de contacto de tipo material A (procedente del producto de impresión). Una fórmula eficaz puede estar compuesta por 40 % de resina acrílica hidroxilada, 30 % de resina de poliéster hidroxilada, 20 % de nitrocelulosa, y 10 % de cargas de tipo sílice (% en peso). La fórmula final será preferiblemente una fase de disolvente de extracto seco entre un 15 y 30 % en peso aplicada por huecograbado. Es recomendable obtener una Tg del material B en un intervalo comprendido entre 40 y 80 °C.

El producto de impresión puede ser ventajosamente un barniz de chorro de tinta UV. Su característica principal es una escasa viscosidad, comprendida entre 5 mPa.s y 70 mPa.s, por ejemplo, entre 10 mPa.s y 50 mPa.s. Puede estar compuesto por varios monómeros, como el dipropilenglicol diacrilato (DPGDA), el trimetil propantriacrilato (TMPTA), representando la parte monomérica preferiblemente al menos un 50 % en peso de la composición del producto de impresión, por ejemplo, un 60 % en peso. La parte de fotoiniciadores que permite iniciar la recticulación está comprendida preferiblemente entre un 10 y un 25 % en peso de la composición del producto de impresión, por ejemplo, del orden de un 20 % en peso; está compuesta ventajosamente por alfa-hidroxi-ciclohexil-fenilcetona y alfahidroxicetona. El material A está comprendido preferiblemente entre un 15 y un 30 % en peso de la composición del producto de impresión, por ejemplo, un 20 % en peso; puede ser una resina acrílica hidroxilada cuya Tg sea bastante baja, por ejemplo, inferior a 50 °C, por ejemplo, inferior a 40 °C, o incluso inferior a 20 °C.

El objetivo es, por tanto, reactivar a la vez el producto de impresión impreso/(reticulado) y la película de aplicación, en el momento de entrar en contacto, sobrepasando su temperatura Tg respectiva; esto permite generar enlaces entre ambos materiales y hace posible la adhesión buscada, por ejemplo, gracias a los grupos hidroxilo de la resina del material A y del material B.

En una realización particular que se refiere más especialmente a los barnices/tintas, se reactiva en un primer momento el producto de impresión impreso/reticulado, desde el momento en que el aumento de temperatura llega a la Tg de dicho producto de impresión impreso/reticulado; a continuación, la temperatura alcanza la Tg de la película de aplicación, lo que permite la adhesión entre el producto de impresión y el material B de la película de aplicación.

Interacciones entre el material A y el material B

Una gama de temperaturas anteriormente mencionada permite ablandar ligeramente los materiales A y B y, en particular, los productos de impresión y la película de aplicación, gracias a superar su temperatura de transición vítrea Tg respectiva. Se seleccionarán estas condiciones para permitir la creación de enlaces químicos entre los materiales A y B y, por tanto, una adhesión mejorada y selectiva entre el sustrato y el film; estas condiciones estarán también controladas de forma que se evite cualquier desviación/aumento de temperatura, lo que permite evitar

- que el material B presente en la película de aplicación (y también la película misma) no se vuelva demasiado pegajoso/fundido; lo que permite evitar la adhesión de la película de aplicación directamente sobre el sustrato en las zonas no preimpresas de producto de impresión que comprenden el material A,

- que el material A (y también el producto de impresión impreso/reticulado mismo) no se vuelva demasiado pegajoso/fundido; lo que permite evitar que el patrón de impresión pierda su finura y dé lugar a trazas de material conductor demasiado gruesas y, por tanto, inutilizables.

Según una realización particular de la presente invención, realización especialmente pertinente para los barnices/tintas, los materiales A del producto de impresión y B de la película de aplicación se seleccionarán de forma que la Tg del material A (Tg[A]) sea inferior a la Tg del material B (Tg[B]); preferiblemente, la Tg[A] será inferior a 0,9 Tg[B], incluso inferior a 0,8 Tg[B], por ejemplo, inferior a 0,7 Tg[B], por ejemplo, inferior a 0,5 Tg[B].

Según una realización particular de la presente invención, realización especialmente pertinente para los barnices/tintas, los materiales A del producto de impresión y B de la película de aplicación se seleccionarán de forma que la Tg del producto de impresión (impreso/reticulado) que contiene el material A sea inferior a la Tg de la película de aplicación que contiene el material B; preferiblemente, la Tg [producto de impresión (impreso/reticulado)] será inferior a 0,95 Tg (película de aplicación), incluso inferior a 0,9 Tg (película de aplicación), por ejemplo, inferior a 0,85 Tg (película de aplicación).

Según una realización particular de la presente invención, realización especialmente pertinente para los tóneres, los materiales A del producto de impresión y B de la película de aplicación se seleccionarán de forma que la diferencia de temperatura entre la Tg del producto de impresión (impreso) que contiene el material A, y la Tg de la película de aplicación que contiene el material B, sea inferior a 30 °C, y esto, por ejemplo, en un intervalo de valores de temperatura comprendido entre 35 0C y 75 0C.

Según una realización particular de la presente invención, los materiales A del producto de impresión y B de la película de aplicación se seleccionarán de forma que comprendan una naturaleza química idéntica; a título ilustrativo y no limitativo, esta naturaleza química se seleccionará de un grupo nucleofílico (que comprende oxígeno y/o nitrógeno), un grupo hidroxilo y/o un grupo nitrogenado. Esto favorecerá la creación de enlaces químicos de tipo covalente superiores a 200 kJ/mol entre átomos, para favorecer la adhesión entre las superficies del producto de impresión impreso/reticulado y de la película de aplicación.

Según una realización particular de la presente invención, la empresa solicitante ha descubierto, de forma inesperada, que era posible optimizar los rendimientos de depósito de su método, controlando la temperatura del producto de impresión tras la impresión y antes de la aplicación del film. Por lo tanto, en una realización preferida según la presente invención, se aplica al método reivindicado una o varias de las condiciones citadas a continuación

- la temperatura del producto de impresión impreso entre la etapa de impresión de dicho producto y la etapa de aplicación del film, se mantiene a un valor superior a 35 °C, por ejemplo, superior a 40 °C, preferiblemente superior a 45 0C; y/o

- la temperatura del producto de impresión impreso y reticulado, entre la etapa de reticulación de dicho producto impreso y la etapa de aplicación del film, se mantiene a un valor superior a 35 0C, por ejemplo, superior a 40 0C, preferiblemente superior a 45 0C.

De todos modos, aunque esto no representa una realización preferida, es evidente que el método según la presente invención, cubre también el caso en el que la etapa de aplicación del film se haga de forma remota (en el tiempo o en el espacio) con respecto a la etapa de impresión del producto de impresión.

Según una realización particular de la presente invención, el método reivindicado comprende también un método de depósito de trazas de material conductor, que comprende también un método de impresión de trazas aislantes en una sola pasada en la máquina de impresión. Por lo tanto, el método reivindicado comprende no solo la impresión de un patrón de primer producto de impresión que comprende el material A según los objetivos de adhesión de la película de aplicación, y por tanto, del material conductor anteriormente mencionados, sino también la impresión de un segundo producto de impresión distinto del primer producto de impresión utilizado; este segundo producto de impresión se seleccionará de forma que le confiera una propiedad aislante en términos de conducción eléctrica. Más allá de su propiedad de aislante, el segundo producto de impresión se seleccionará de forma que impida la adhesión con la película de aplicación del film; por lo tanto, a título ilustrativo, el segundo producto de impresión no comprende preferiblemente ni el material A, ni ningún otro material similar al material A, en términos de naturaleza química y/o propiedades fisicoquímicas, para evitar la afinidad con el material B de la película de aplicación. A título ilustrativo y no limitativo, el segundo producto de impresión se seleccionará entre los barnices termoendurecibles (o con carácter termoendurecible), preferiblemente, termoendurecibles por UV; estarán, además, preferiblemente exentos de cualquier polímero termoplástico de una Tg igual o inferior a la temperatura de aplicación del film sobre el sustrato. Este tipo de método, que recurre al uso de un barniz laminable (conductor y/o aislante) y no laminable (conductor y/o aislante), abre un campo de aplicación interesante para la electrónica impresa, con la posibilidad de imprimir trazas aislantes y/o conductoras en una sola pasada en la máquina de impresión, en función de las necesidades del cliente.

Chorro de tinta conductor en serie

Según una realización particular de la presente invención, el método reivindicado comprende no solo una etapa de impresión de patrón, seguida de la etapa de depósito de trazas de material conductor según dicho patrón, sino que comprende también una etapa adicional posterior de impresión por chorro de tinta del producto de impresión conductor, al menos en parte sobre las trazas, o exclusivamente sobre dichas trazas de material conductor depositado. Por lo tanto, a título ilustrativo, la presente invención permite también añadir un barniz conductor por chorro de tinta en la superficie de la traza conductora tras la aplicación de la película de material conductor. La ventaja de este barniz conductor es múltiple, ya que va a permitir conservar una conductividad elevada, al tiempo que aporta las propiedades de resistencia mecánica y química de un barniz de superficie. Se integra plenamente en los problemas observables en el campo de la electrónica impresa.

Este producto de impresión adicional puede seleccionarse ventajosamente de entre los barnices compuestos de polímeros conductores, tales como el polipirrol, la polianilina, el PEDOT:PSS, el poliacetileno y sus derivados, etc. También es posible la adición de cargas metálicas o carbonadas, para mejorar esta conductividad. Se citarán, también a título ilustrativo, tintas conductoras a base de nanopartículas conductoras, tal como las nanopartículas de plata, cobre y/u oro.

Estos compuestos conductores pueden ser de diferentes naturalezas de disolvente, acuosas o UV; su secado puede también hacerse por radiación UV o por LED o por secado térmico o por IR.

Etiqueta RFID sin chip

El método de impresión/dorado descrito y detallado a continuación, se considera especialmente atractivo y eficaz para la fabricación de etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID) sin chip (también denominadas etiquetas RFID sin chip) de la presente invención. Estas etiquetas de identificación por radiofrecuencia se caracterizan, por tanto, por la generación de un código de identificación legible por un emisor-receptor de ondas electromagnéticas. Se citará, a título ilustrativo, la fabricación de etiquetas RFID sin chip que comprendan una geometría particular de caminos conductores realizados mediante el método descrito y reivindicado según la presente invención (con la película de material conductor); esta geometría particular de caminos conductores de electricidad estará constituida, a título ilustrativo, por una pluralidad de bandas conductoras paralelas disjuntas formadas sobre un soporte dieléctrico (barniz/tinta/tóner), en el que puentes conductores unen entre sí bandas conductoras vecinas, delimitando los puentes conductores, entre las bandas conductoras, partes de bandas dieléctricas de longitudes distintas, determinando cada parte de banda dieléctrica una frecuencia de resonancia de la etiqueta, definiendo el conjunto de las frecuencias de resonancia de la etiqueta un código de identificación legible por un emisor-receptor de ondas electromagnéticas. En un ejemplo preferido de realización, la geometría de los caminos conductores se realizará, por tanto, ventajosamente sobre cualquier sustrato, mediante una tecnología de impresión sin contacto (por ejemplo, impresión digital por chorro de tinta/barniz, por ejemplo, mediante cabezales de impresión de tipo piezoeléctrico, o impresión digital por xerografía del tóner) del producto de impresión (por ejemplo, aislante), seguido de la tecnología de dorado de material conductor de electricidad. Los puentes y bandas anteriormente mencionados se realizarán ventajosamente mediante la misma hoja de dorado. Como recordatorio, en una realización particular según la presente invención, la fabricación de etiquetas RFID sin chip según el método reivindicado se caracterizará

- por un espesor de la película de material conductor (por ejemplo, de cobre y/o plata), superior a 100 nm, por ejemplo, más de 150 nm, 200 nm, 250 nm, 300 nm, 400 nm, incluso más de 500 nm; y/o

- por un espesor de la película de material conductor (por ejemplo, de cobre y/o plata), inferior a 2 micrómetros, por ejemplo, menos de 1,5 micrómetros, incluso menos de 1 micrómetro; y/o

- por un espesor de la película del producto de impresión (tinta/barniz/tóner) depositado (medido justo antes del contacto con el film), superior a 3 micrómetros, por ejemplo, más de 10 micrómetros; y/o

- por un espesor de la película del producto de impresión (tinta/barniz/tóner) depositado (medido justo antes del contacto con el film), inferior a 200 micrómetros, por ejemplo, menos de 100 micrómetros.

De lo anterior se entiende que la presente invención concierne también a al menos un dispositivo (o un sistema) de impresión que comprende medios de puesta en práctica de al menos uno de los métodos descritos en la presente solicitud. Gracias a las directrices proporcionadas en la presente solicitud, se entiende que tales sistemas o dispositivos incluyen los medios para llevar a cabo las funciones descritas en referencia al método, y que no es necesario detallar estos medios.

La presente solicitud describe diversas características técnicas y ventajas en referencia a las figuras y/o a las diversas realizaciones. El experto en la técnica comprenderá que las características técnicas de una realización dada pueden, de hecho, combinarse con características de otra realización, a menos que no se mencione explícitamente lo contrario o que no sea evidente que estas características son incompatibles o que la combinación no proporcione una solución a al menos uno de los problemas técnicos mencionados en la presente solicitud. Además, las características técnicas descritas en una realización dada pueden estar aisladas de otras características de esta realización, a menos que no se mencione explícitamente lo contrario.

Debe ser evidente para los expertos en la técnica que la presente invención permite realizaciones bajo numerosas otras formas específicas, sin alejarse del campo de aplicación de la invención reivindicada. Por lo tanto, las presentes realizaciones deben considerarse ilustrativas, pudiendo ser modificadas en un campo definido por el ámbito de las reivindicaciones adjuntas, y la invención no debe limitarse a los datos proporcionados anteriormente.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip, estando dicho chip caracterizado por una composición multicapa que comprende

- un sustrato,

- un patrón impreso digitalmente sobre el sustrato, y constituido por un producto de impresión, tal como tinta, barniz y/o tóner,

- un patrón idéntico superpuesto al patrón impreso, y constituido por un film conductor que comprende una película de aplicación en contacto con el producto de impresión y una película conductora, comprendiendo la película de aplicación, o estando constituida por, un material termoplástico.

2. Dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip según la reivindicación 1, caracterizado porque el patrón impreso es un dieléctrico.

3. Dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espesor del patrón impreso es superior a 3 micrómetros e inferior a 200 micrómetros

4. Dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip según la reivindicación 3, caracterizado porque el espesor del patrón impreso es superior a 10 micrómetros e inferior a 100 micrómetros.

5. Dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espesor de la película conductora es superior a 100 nm.

6. Dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip según la reivindicación 5, caracterizado porque el espesor de la película conductora es superior a 150 nm, por ejemplo, de más de 200 nm, 250 nm, 300 nm, 400 nm, o incluso de más de 500 nm.

7. Dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espesor de la película conductora es inferior a 2 micrómetros, por ejemplo, de menos de 1,5 micrómetros, o incluso de menos de 1 micrómetro, o de menos de 0,75 micrómetros.

8. Dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espesor de la película conductora es inferior a 2,5 veces su espesor de piel a una frecuencia dada, pudiendo calcularse dicho espesor de piel mediante la fórmula

donde 5 es el espesor de piel en metros [m],

f es la frecuencia de la corriente en hercios [Hz],

w es la pulsación en radianes por segundo [rad/s] (w=2.n.f)

c es la conductividad eléctrica en Siemens por metro [S/m]

p es la resistividad en ohmios-metro [Q.m] (p=1/c), y

p es la permeabilidad magnética en henrios por metro [H/m], esta permeabilidad es de 4n10^-7 para el vacío

9. Dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el producto de impresión y la película de aplicación comprenden un material termoplástico.

10. Dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip según la reivindicación 9, caracterizado porque el material termoplástico de la película de aplicación se caracteriza por tener un valor de temperatura de _{transición vítrea “Tg” comprendido entre 40} °C _{y 80 °C, y} porque _{el material termoplástico del producto de} impresión se caracteriza por tener un valor de Tg comprendido entre 10 y 50 °C.

11. Dispositivo de identificación por radiofrecuencia sin chip según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una capa intersticial que comprende material del producto de impresión y material de la película de aplicación del film.

12. Procedimiento de fabricación de dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un procedimiento de impresión multicapa, que comprende

- una etapa de impresión digital de un patrón mediante la impresión de un producto de impresión, - seguida de una etapa de depósito selectivo de film conductor sobre el patrón preimpreso, mediante contacto entre el producto de impresión y la película de aplicación del film conductor, que comprende una película conductora.

13. Procedimiento de fabricación de dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip según la reivindicación 12, caracterizado porque la etapa de impresión digital del patrón se hace por chorro de tinta/barniz, o por impresión electrofotográfica de tóner.

14. Utilización del procedimiento de fabricación de dispositivos de identificación por radiofrecuencia sin chip según las reivindicaciones 12 o 13, caracterizado porque la firma de RF del dispositivo de identificación por radiofrecuencia se controla mediante la selección de la forma del motivo conductor y/o por la selección del tipo de producto de impresión y/o por la selección del espesor del producto de impresión.