PT1578612E

PT1578612E - Processo de filme contínuo para o fabrico de sensores electroquímicos

Info

Publication number: PT1578612E
Application number: PT03809787T
Authority: PT
Inventors: Oliver William Hardwicke Davies; Malcolm Gordon Armstrong; Robert Marshall; Darren Iain Mitchell; Thomas Joseph O'reilly; Emma-Louise Robertson; Andrew Graham Sim; Robert Malcolm Yeudall
Original assignee: Lifescan Scotland Ltd
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2007-03-30
Also published as: MXPA05004644A; CA2504223C; CA2473976A1; DE60311883D1; WO2004039897A2; JP2006512585A; US20050096409A1; DE60311883T2; EP1578612A2; PL373381A1; WO2004039897A8; HK1080804A1; ATE353768T1; JP4536651B2; CA2504223A1; WO2004039898A1; AU2003301684A1; AU2003286229A1; AU2003301684B2; CY1106529T1

Description

DESCRIÇÃO

"PROCESSO DE FILME CONTÍNUO PARA O FABRICO DE SENSORES ELECTROQUÍMICOS"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da Invenção A presente invenção refere-se, em geral, a um processo de fabrico de filme continuo para sensores electroquimicos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Uma forma de realização exemplificativa de um método para fabrico de um sensor electroquímico, de acordo com a presente invenção, inclui o transporte de um filme continuo de substrato através de, pelo menos, uma estação de impressão e da impressão de, pelo menos, um eléctrodo de sensor electroquímico no filme contínuo de substrato na(s) estação(ões) de impressão. A impressão é realizada por intermédio de aplicação de um composto de tinta no filme contínuo de substrato. 0 composto de tinta aplicado inclui grafite, negro de carbono, uma resina e, pelo menos, um solvente. Além disso, uma relação de peso de grafite para negro de carbono no composto de tinta varia, desde 4:1 a 1:4 e uma relação de peso de uma soma de grafite e negro de carbono para resina varia, desde 10:1 a 1:1. 1

Nos documentos WO-A-98/43075 e US-A-6103033 descrevem-se métodos para a produção de sensores químicos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Obter-se-á uma melhor compreensão das características e vantagens da presente invenção fazendo referência à descrição detalhada seguinte que apresenta formas de realização ilustrativas, nas quais se utilizam os princípios da invenção, e aos desenhos associados, dos quais: A FIG. 1 ilustra um diagrama esquemático representando 8 secções do processo de impressão de filme contínuo. A FIG. 2A ilustra um diagrama esquemático representando uma primeira e segunda secções do processo de impressão de filme contínuo. A FIG. 2B ilustra um diagrama esquemático representando uma terceira, quarta, e quinta secções do processo de impressão de filme contínuo. A FIG. 2C ilustra um diagrama esquemático representando uma sexta e sétima secções do processo de impressão de filme contínuo. A FIG. 3 ilustra um diagrama esquemático representando um ambiente húmido em torno de uma quinta e sexta secções da impressão de filme contínuo. 2 A FIG. 4 ilustra uma vista de fundo representando um ambiente húmido em torno de uma quinta e sexta secções da impressão de filme continuo. A FIG. 5 ilustra uma vista em perspectiva de um tubo com orifícios. A FIG. 6 ilustra um diagrama esquemático representando um ciclo de enchimento. A FIG. 7 ilustra um diagrama esquemático representando um ciclo de impressão. A FIG. 8 ilustra um diagrama esquemático representando 2 diferentes ângulos de espátula diferentes. A FIG. 9 ilustra um diagrama esquemático representando 2 diferentes posições de espátula diferentes. A FIG. 10 ilustra um diagrama esquemático representando uma distância de ajuste de tela. A FIG. 11 ilustra uma vista explodida de uma zona (211) de pré-tratamento. A FIG. 12 ilustra uma vista explodida da primeira zona (217) de secagem. A FIG. 13 ilustra uma vista explodida de uma segunda zona (224) de secagem. 3 A FIG. 14 ilustra uma vista explodida de uma terceira zona (230) de secagem. A FIG. 15 ilustra uma vista explodida de uma quarta zona (236) de secagem. A FIG. 16 ilustra uma vista explodida de uma primeira unidade (204) de limpeza.

As FIGs. 17A-17D ilustram vistas de um alinhamento correcto entre a camada de isolamento e a camada de carbono.

As FIGs. 18A-18D ilustram vistas de um alinhamento incorrecto entre a camada de isolamento e a camada de carbono quando o material resultante da tela 301 é esticado.

As FIGs. 19A-19D ilustram vistas de um alinhamento incorrecto entre a camada de isolamento e a camada de carbono quando o material resultante da tela 301 não se esticou.

As FIGs. 20A-20D ilustram diagramas esquemáticos representando os resultados de impressão no que se refere ao alinhamento do filme continuo por operador, utilizando um primeiro guia óptico para inspecção visual durante um processo de alinhamento inicial. A FIG. 21A ilustra um exemplo de uma folha de sensores com um primeiro e segundo guias ópticos de filme contínuo; primeira, segunda, terceira e quarta, marcas de alinhamento em Y; e marcas de alinhamento em X. 4 A FIG. 21B ilustra uma vista explodida de uma fila dentro de uma folha de sensores com uma marca de alinhamento de carbono em X. A FIG. 21C ilustra uma vista explodida de uma fila dentro de uma folha de sensores com uma marca de alinhamento de isolamento em X revestindo uma marca de alinhamento de carbono em X. A FIG. 22 ilustra um diagrama esquemático de parâmetros X, Y, e Θ utilizados para alinhar o processo de impressão de filme continuo. A FIG. 23 representa um fluxograma ilustrando uma sequência de passos num processo de acordo com uma forma de realização exemplificativa da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE FORMAS DE REALIZAÇÃO ILUSTRATIVAS DA INVENÇÃO A FIG. 1 ilustra um diagrama esquemático representando 8 secções do processo de impressão de filme continuo de acordo com a presente invenção. A secção 1 consiste numa unidade 101 de desenrolamento. A secção 2 consiste numa estação 102 de pré-tratamento. A secção 3 consiste numa estação 103 de impressão de carbono. A secção 4 consiste numa estação 104 de impressão de isolamento. A secção 5 consiste numa primeira estação 105 de impressão de enzima. A secção 6 consiste numa segunda estação 106 de impressão de enzima. A secção 7 consiste numa unidade 107 de rebobinagem. A secção 8 consiste num dispositivo 108 de perfuração. Será compreendido pelos 5 especialistas na técnica que, embora a descrição seguinte se refira a um processo e aparelho respeitantes a estas 8 secções, o processo e aparelho da invenção podem corporizar-se num maior ou menor número de secções. Por exemplo, embora sejam consideradas 4 estações de impressão nesta forma de realização, pode utilizar-se uma ou mais estações de impressão sem sair do âmbito da invenção. Numa forma de realização existem, no minimo, duas estações de impressão, para impressão de uma camada de eléctrodo e de uma camada de reagente.

Numa forma de realização da presente invenção, a Secção 1 pode ser implementada utilizando uma unidade 101 de desenrolamento de material de substrato tal como, por exemplo, um Desenrolador/Emenda Automática, Martin, que é fornecido por Martin Automatic Inc. em Rockford, IL. Nesta forma de realização da invenção, as Secções 2, 3, 4, 5 e 6, podem ser implementadas utilizando uma impressora Kammann modificada, que é fornecida por Werner Kammann Maschinefabrik Gmbh, modelo número 46135, em Bunde, Alemanha. Nesta forma de realização da invenção, a Secção 2 pode consistir na unidade 102 de pré-tratamento. A unidade 102 de pré-tratamento pode ser utilizada para um pré-tratamento do substrato 242 antes da impressão e as secções 3, 4, 5 e 6 podem ser utilizadas para estampar por serigrafia, isolamento, e uma primeira tinta enzimática e uma segunda tinta enzimática num substrato 242. A Secção 7 pode incluir uma unidade 107 de rebobinagem tal como, por exemplo, uma Máquina de Rebobinagem Martin, que é fornecida por Martin Automatic Inc. em Rockford, IL. A Secção 8 pode incluir um dispositivo 108 de perfuração tal como, por exemplo, um dispositivo de perfuração Preco que é fornecido por Preco Press, em Lenexa, Kansas como modelo número 2024-P-40T XYT CCD CE. Embora sejam mencionados modelos específicos de aparelhos, estas peças de aparelhagem podem ser 6 totalmente alteradas e/ou ser substituídas e/ou omitidas sem sair do âmbito da invenção, como será compreendido pelos especialistas na técnica.

As FIGs. 2A, 2B e 2C representam diagramas esquemáticos ilustrando o trajecto do substrato 242 à medida que este passa através das Secções CO 1 \—1 de um processo de impressão de filme contínuo de acordo com a presente invenção. Numa forma de realização da Invenção r o material utilizado para 0 substrato 242 pode ser um material de poliéster (de nome comercial Melinex ® ST328), que é fabricado por DuPont Teijin Films. 0 substrato 242 é fornecido num rolo de material, que pode ter, por exemplo, nominalmente 350 mícrones de espessura por 370 mm de largura e, aproximadamente, 660 m de comprimento. Tem-se verificado que estas dimensões de espessura e largura são particularmente adequadas para a produção de sensores electroquímicos por intermédio de estampagem a quadro plano num filme contínuo de substrato. Isto deve-se ao facto do material para impressão ter que ser robusto mas passível de manipulação através do aparelho e ter uma largura suficiente para alojar uma quantidade adequada de sensores de modo a tornar o processo comercialmente viável. O substrato 242 pode incluir um revestimento de acrílico aplicado a um ou ambos os lados para melhorar a adesão de tinta. O poliéster é um material preferido devido ao seu comportamento satisfatório a temperaturas e tensões elevadas utilizadas durante o processo de filme contínuo de acordo com a presente invenção. Embora o poliéster e, de facto, o Melinex, sejam os materiais preferidos numa forma de realização da invenção, a utilização de outros materiais pode ser considerada, pelos especialistas na técnica, a partir da descrição que aqui se proporciona. De facto, entre outras possibilidades, podem ser consideradas alterações na espessura, 7 largura e comprimento do material, uma maior largura ou comprimento oferecendo capacidade suplementar para a produção de sensores e uma alteração na espessura do material auxiliando, nalgumas circunstâncias, o pré-tratamento, ou alinhamento durante a impressão. Numa forma de realização preferida da presente invenção, antes da entrada na estação 103 de impressão de carbono, o substrato 242 é exposto a um processo de estabilização térmica, por intermédio de aquecimento do substrato até 185 °C sem o submeter a uma tensão significativa para tentar e assegurar que o substrato 242 sofra uma distorção dimensional minima durante o processo de impressão de filme continuo em que se pode encontrar temperaturas de entre 140 e 160 °C a tensões até 165 N. Tipicamente, a tensão utilizada tem sido minima, apenas a suficiente para conduzir o filme continuo através do dispositivo de aquecimento. Contudo, tem-se verificado que, apesar deste processo de estabilização térmico, podem ocorrer alterações no alinhamento, de passo de impressão para passo de impressão, provocando falha nos sensores. Deste modo, foi introduzido um passo de pré-tratamento imediatamente antes da impressão. Como será aqui explicado de seguida, no passo de pré-tratamento (secção 1) o substrato é aquecido até uma temperatura (tipicamente 160 °C) maior do que qualquer temperatura que possa encontrar durante os passos de impressão posteriores. Numa forma de realização preferida, o substrato também é mantido sob tensão (tipicamente, cerca de, 165 N) durante este passo de pré-tratamento. De facto nesta forma de realização, a combinação de pré-tratamento e colocação sob tensão tem reduzido muitíssimo as alterações no alinhamento de impressão e melhorado a produção de produto resultante. Numa forma de realização da invenção, os rolos de substrato 242 são unidos uns aos outros, quer na unidade 101 de desenrolamento quer na unidade 107 de rebobinagem utilizando fita adesiva tal como, por exemplo, Fita Adesiva de Papel de Face Posterior Plana PS-1, da Intertape Polymer Group. A FIG. 2A ilustra um diagrama esquemático representando a secção 1 e a secção 2 de um processo de impressão de filme continuo de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Na FIG. 2A, a secção 1 consiste numa unidade 101 de desenrolamento. A unidade 101 de desenrolamento inclui um primeiro eixo 200, segundo eixo 201, primeira unidade 202 de união, e primeiro acumulador 203. Na FIG. 2A, a secção 2 consiste na Estação 102 de pré-tratamento. A Estação 102 de pré-tratamento inclui uma primeira unidade 204 de limpeza, segunda unidade 205 de união que, tipicamente, não é utilizada, rolo 206 de calandra de entrada, segunda unidade 207 de limpeza, célula 208 de carga, primeiro cilindro 209 de impressão, primeiro cilindro 210 motor e primeira zona 211 de secagem.

Na forma de realização da invenção ilustrada na FIG. 2A, a unidade 101 de desenrolamento consiste, por exemplo, num Desenrolador/Emenda Automática, Martin, que é utilizado para facilitar o movimento contínuo do substrato 242 para a estação 102 de pré-tratamento sob acção de uma força de, aproximadamente, 80 N. A unidade 101 de desenrolamento pode incluir um primeiro eixo 200 de desenrolamento e um segundo eixo 201 de desenrolamento. Saliente-se que um eixo também pode ser referido como um mandril. O primeiro eixo 200 de desenrolamento contém um rolo de material 242 de substrato e procede, continuamente, à alimentação de substrato 242 para a estação 102 de pré-tratamento da secção 2. O segundo eixo 201 de desenrolamento contém um rolo suplente de substrato 242, que se une automaticamente à extremidade do rolo de substrato 242 do primeiro eixo 200 de desenrolamento assegurando um fornecimento 9 semicontínuo de substrato 242. Este processo contínuo repete-se desde o primeiro eixo 200 de desenrolamento até ao segundo eixo 201 de desenrolamento. Um acumulador 203 de material de substrato armazena um comprimento predeterminado de substrato 242 e distribui o substrato 242 armazenado na estação 102 de pré-tratamento da secção 2 enquanto a acção de união ocorre na primeira unidade 202 de união (durante o período em que o primeiro eixo 200 de desenrolamento e o segundo eixo 201 de desenrolamento estão parados). A emenda criada consiste numa união de topo a topo com uma extensão de fita adesiva, em cada lado do material, na junção. Com o fim de assegurar a qualidade, pode-se renunciar a, aproximadamente, 10 m de substrato impresso de cada lado da emenda. O primeiro eixo 200 de desenrolamento e o segundo eixo 201 de desenrolamento incluem guias de bordo de filme contínuo (não mostrados) que guiam o substrato 242 até à primeira unidade 202 de união. Os guias de bordo de filme contínuo estão adaptados para impedirem o substrato 242 de se desviar à medida que introduzido na primeira unidade 202 de união.

Tipicamente, a máquina utilizada na invenção está preparada para trabalhar entre 2 e 10 e, mais habitualmente, 6 rolos de substrato em qualquer momento. Para as estações de impressão ligadas a um fornecimento contínuo de tinta, o número de rolos a utilizar não é, habitualmente, um problema. Contudo, para as duas estações de impressão de enzima, às quais é fornecida uma quantidade limitada de tinta, o número de rolos a utilizar representa um importante parâmetro de entrada. De facto, o número de rolos a utilizar determina a quantidade de tinta colocada na tela antes do início do processo de impressão. Por exemplo, para um trabalho de 6 rolos, são colocados 6 (ou de preferência, mais do que 6) rolos a impregnar de tinta 10 enzimática na tela antes do início da impressão em cada uma das secções 5 e 6. Deste modo, é necessário ter a tinta enzimática pronta para impressão em todo o trabalho de impressão para assegurar uma impressão consistente de enzima durante toda a duração do trabalho de impressão. Foi colocada uma parede em torno da tela, nas estações de impressão de enzima, para assegurar a possibilidade de se adicionar uma quantidade suficiente de tinta enzimática na tela sem que seja preciso encher a tela durante um trabalho e, também, para reduzir o risco da tinta enzimática transbordar da tela para o substrato de filme contínuo que corre por baixo.

Numa forma de realização da presente invenção, o substrato 242 é mantido sob a acção de uma força de, aproximadamente, 165 N em todo o processo com o fim de manter o alinhamento das quatro camadas a imprimir (tipicamente a tolerância de alinhamento de impressão é 300 μιη) . O substrato 242 também é submetido a várias temperaturas de 140 °C ou menos com o fim de secar as tintas impressas durante cada passo de impressão. Devido a esta força e temperatura, pode existir a tendência para o substrato 242 se esticar ou expandir durante o processo e, consequentemente, sair da tolerância de alinhamento. De facto, a alteração de tamanho de imagem, de fase de impressão para fase de impressão e de trabalho de impressão para trabalho de impressão, bem como dentro do próprio trabalho de impressão, foi imprevisível e mais elevada do que a que podia ser tolerada.

Na forma de realização da invenção ilustrada na FIG. 2A, a secção 2 consiste numa estação 102 de pré-tratamento. O pré-tratamento ocorre antes de qualquer imagem ser impressa no substrato. O substrato 242 é submetido a um pré-tratamento para 11 reduzir a quantidade de expansão e deformação dentro das secções subsequentes do processo de filme continuo e também para auxiliar o alinhamento do substrato 242 através das secções 3-6. A estação de pré-tratamento pode aquecer o substrato 242 até uma temperatura, que não é excedida nos passos de impressão subsequentes. Isto ocorre, tipicamente, sob acção de uma força de entre 150 e 180 N, mais tipicamente cerca de 165 N. Contudo, noutra forma de realização a estação 102 de pré-tratamento pode aquecer o substrato 242 até uma temperatura suficiente para remover a deformação irreversível do substrato 242, de novo opcionalmente enquanto sob acção de uma força, como descrito anteriormente.

Numa forma de realização da invenção, o substrato é aquecido até, aproximadamente, 160 °C na zona 211 de pré- tratamento , que é ilustrada com mais detalhe na FIG. 11. Como anteriormente se explicou, numa forma de realização da presente invenção, a temperatura à qual o substrato 242 é aquecido na estação 102 de pré-tratamento não é alcançada ou excedida durante o processamento subsequente do substrato 242, incluindo os passos de secagem subsequentes. Os processos de impressão subsequentes podem compensar a imagem ligeiramente maior devido à deformação provocada pelo processo da estação 102 de pré-tratamento por intermédio do fornecimento de um tamanho ligeiramente maior de tela estêncil (tipicamente 750 ym no sentido do percurso do filme contínuo) . O fornecimento de novas telas pode ser problemático. Por esse motivo, podem ser alterados outros parâmetros em cada estação de impressão, de modo a adaptar uma alteração em tamanho de imagem sem substituir a tela, tal como a velocidade relativa da tela e do filme contínuo. Todavia, existe um limite para a quantidade de alteração de tamanho de imagem que pode ser adaptada. É, por 12 esse motivo, preferido realizar o pré-tratamento do substrato, como aqui se descreve, reduzindo o aumento de tamanho de imagem total e reduzindo a alteração no referido aumento de tamanho de imagem.

Numa forma de realização da presente invenção, a estação 102 de pré-tratamento inclui também elementos suplementares, que desempenham funções, que facilitam o funcionamento apropriado de um processo de fabrico a filme continuo de acordo com a presente invenção. Na unidade 102 de pré-tratamento, existem duas unidades de limpeza de filme continuo, uma primeira unidade 204 de limpeza e uma segunda unidade 207 de limpeza que limpam o lado superior e o lado inferior do substrato 242. A primeira unidade 204 de limpeza e a segunda unidade 207 de limpeza utilizam cilindros revestidos por adesivo viscoso para removerem matéria particulada do substrato 242 antes de qualquer passo de impressão. A primeira unidade 204 de limpeza pode ser, por exemplo, um dispositivo de limpeza disponibilizado comercialmente por KSM Web Cleaners, modelo número WASP400, em Glasgow, Reino Unido. A segunda unidade 207 de limpeza, por exemplo, um dispositivo de limpeza disponibilizado comercialmente por Teknek. A estação 102 de pré-tratamento inclui ainda um rolo 206 de calandra de entrada e uma célula 208 de carga. O rolo 206 de calandra de entrada é utilizado para controlar a força do substrato 242 (especificamente a força entre o rolo 206 de calandra de entrada e o cilindro 238 de contacto de saida) . O rolo 206 de calandra de entrada é ligado, por meio de um sistema de controlo (não mostrado), à célula 208 de carga. O substrato 242 é removido da segunda estação 106 de impressão de enzima na secção 6 a uma velocidade constante por intermédio do cilindro 238 de contacto de saida. A célula 208 de carga, na Secção 2, mede a força do 13 substrato 242 quando este se move através do processo de filme contínuo de acordo com a presente invenção. 0 rolo 20 6 de calandra de entrada ajusta a sua velocidade com o fim de controlar a força num ponto de referência predeterminado. Uma força de substrato típica num processo de fabrico de filme contínuo, de acordo com a presente invenção, seria, aproximadamente, 150 N a 180 N e mais especificamente 160 N a 170 N, nesta forma de realização a força é, aproximadamente, 165 N. A FIG. 2B ilustra um diagrama esquemático representando a secção 3, secção 4 e secção 5 de um processo de impressão de filme contínuo de acordo com a presente invenção. Na FIG. 2B, a secção 3 consiste na estação 103 de impressão de carbono. Antes da impressão (é instalado um sistema de limpeza (fornecido por Meech) , que limpa o lado superior (lado de impressão) e o lado inferior do substrato utilizando um sistema de vácuo e escova, a escova de lado superior e a estação 251 de vácuo e a escova de lado inferior e a estação 250 de vácuo estão desalinhadas umas das outras. A escova de lado superior e a estação 250 de vácuo, entram em contacto com o substrato imediatamente antes do cilindro 212 de arrefecimento e do acumulador 213 e constituem o ponto acessível mais próximo antes da impressão de carbono. A escova de lado inferior e a estação 251 de vácuo, entram em contacto com o substrato imediatamente após o substrato sair da unidade 102 de pré-tratamento. A estação 103 de impressão de carbono inclui um primeiro cilindro 212 de arrefecimento, segundo acumulador 213, segundo cilindro 214 de impressão, primeiro sensor 215 de visionamento, segundo cilindro 216 motor, primeira zona 217 de secagem e segundo cilindro 218 de arrefecimento. Na forma de realização da invenção ilustrada na FIG. 2B, a secção 4 consiste na estação 104 de impressão de 14 isolamento. A estação 104 de impressão de isolamento inclui um terceiro cilindro 219 de arrefecimento, terceiro acumulador 220, terceiro cilindro 221 de impressão, segundo sensor 222 de visionamento, primeiro sistema de alinhamento em Y (não mostrado) na posição 237A, terceiro cilindro 223 motor e segunda zona 224 de secagem. Na FIG. 2B, a secção 5 consiste na primeira estação 105 de impressão de enzima. A primeira estação 105 de impressão de enzima inclui um quarto cilindro 225 de arrefecimento, quarto acumulador 226, quarto cilindro 227 de impressão, terceiro sensor 228 de visionamento, segundo sistema de alinhamento em Y, em 237B (não mostrado), quarto cilindro 229 motor e terceira zona 230 de secagem.

Num processo de acordo com a presente invenção, a secção 3 do processo de fabrico de filme continuo é onde ocorre a impressão de carbono. Naturalmente, como será entendido pelos especialistas na técnica, o número e tipo de processos de impressão podem ser alterados sem sair do contexto principal da invenção. Por exemplo, pode proporcionar-se duas impressões de carbono ou uma ou mais impressões de carbono com partículas metálicas, prata/tinta de cloreto de prata, ou pode utilizar-se tintas baseadas em ouro ou paládio para proporcionar uma camada de eléctrodo nos sensores electroquímicos. As camadas de isolamento e reagente também podem ser alteradas na sua composição, ordem de deposição, espessura de deposição e disposição bem como noutros parâmetros, evidentes para os especialistas na técnica, a partir das formas de realização aqui descritas. Na secção 3, o material de carbono para os sensores electroquímicos, fabricados de acordo com a presente invenção, pode ser impresso utilizando serigrafia. Os componentes básicos da estação 103 de impressão de carbono são ilustrados nas FIGs. 6 e 7. Em particular, uma estação de impressão adequada, de 15 acordo com a presente invenção, inclui, uma tela 301, cilindro 303 de impressão inferior, cilindro 600 de impressão, uma lâmina 603 de enchimento, um suporte 605 de espátula e uma espátula 606. Na estação 103 de impressão de carbono, o cilindro 600 de impressão é o segundo cilindro 214 de impressão. A tela 301 é, geralmente, de construção plana e compreende, tipicamente, uma malha disposta para proporcionar um negativo do material desejado. A tinta de carbono é aplicada na malha e forçada a passar através dela durante a impressão. Nesta fase, a tela plana pode deformar-se ligeiramente, deixando de adoptar uma forma plana, por intermédio do peso da tinta (isto acontece especialmente nos passos de impressão de enzima, nos quais toda a tinta a utilizar durante todo o trabalho de impressão é, habitualmente, depositada na tela no inicio do trabalho de impressão) e da pressão exercida pela espátula que força a passagem da tinta através do estêncil de malha.

Num processo de ciclo de enchimento, de acordo com a presente invenção, a tela 301 é carregada com tinta 604 por intermédio do movimento da espátula 606, lâmina 603 de enchimento, cilindro 600 de impressão, e cilindro 303 de impressão inferior, no primeiro sentido 608 que corresponde ao movimento de filme continuo do substrato 242. A tela 301 move-se no segundo sentido 607 oposto ao primeiro sentido 608 do substrato 242 para o ciclo de enchimento em que a tinta 604 é colocada na tela 301.

Num processo de ciclo de impressão subsequente, de acordo com a presente invenção, como ilustrado na FIG. 7, a espátula 606 transfere tinta 604 através da tela 301 para o substrato 242. Durante o ciclo de impressão, a espátula 606, lâmina 603 de enchimento, cilindro 600 de impressão, e 16 cilindro 303 de impressão inferior, movem-se todos no segundo sentido 607 oposto ao movimento de filme continuo do substrato 242. A tela 301 move-se no primeiro sentido 608 que corresponde ao movimento de filme continuo do substrato 242 para o ciclo de impressão em que a tinta 604 é forçada a passar através da tela 301 e depositada no substrato 242. Deste modo, durante o ciclo de impressão a tela 301 move-se no mesmo sentido que o substrato de filme continuo à mesma ou muito próxima da mesma velocidade que a do substrato. A tela 301 é substancialmente plana em repouso, se bem que, em utilização seja empurrada pela espátula 606 em direcção ao filme continuo ficando, nesse momento, ligeiramente distorcida e regressando substancialmente à sua forma inicial assim que a espátula 606 é removida. A tela 301 move-se, depois, no sentido oposto ao do substrato quando recebe nova carga de tinta 604 preparando-se para o ciclo de impressão seguinte. Quando a tinta é colocada na tela 301 o peso da tinta pode, eventualmente, provocar uma ligeira flexão da tela. A tela 301 tem um ângulo relativamente ao sentido do percurso 608 do filme continuo à medida que este deixa a estação de impressão. Esta disposição (tendo o ângulo, tipicamente, cerca de, 10 a 30 graus e mais especificamente, cerca de, 15 graus) melhora a libertação de tinta da tela para o substrato melhorando a definição de impressão e a reprodutibilidade. O ângulo da tela relativamente ao substrato, ângulo de espátula, distância da tela até à espátula, posição da espátula relativamente ao cilindro de impressão, distância de ajuste, velocidades relativas do substrato e da tela e pressão de espátula, podem, todos, ser utilizados para controlar e optimizar a definição de impressão resultante e consistência através de um cartão. Descreve-se com mais detalhe uma forma de realização de um mecanismo de serigrafia na Patente U.S. publicada com N° 4245554. 17

Em particular, na estação 103 de impressão de carbono, a tinta em questão é uma tinta de carbono. Um exemplo de uma tinta de carbono adequada é, aqui, posteriormente apresentado. Nesta forma de realização da actual invenção, a tela 301 é inundada com tinta 604 antes da utilização da espátula 606 para transferir a tinta 604 através da tela para o substrato 242. O material de carbono impresso depositado no substrato 242 é, depois, submetido a secagem utilizando, por exemplo, ar quente a 140 °C direccionado para a superfície impressa do substrato utilizando quatro bancos de secagem separados dentro da primeira zona 217 de secagem, que é ilustrada com mais detalhe na FIG. 12.

Uma vez ao corrente da presente divulgação e da divulgação do pedido provisório de patente N°. 60/436683, um especialista na técnica aceitará que pode ser utilizada uma variedade de compostos de tinta (também referidos como tintas ou tintas de carbono) em processos de fabrico de sensores electroquímicos (e. g., processos baseados em filme contínuo de acordo com o pedido provisório de patente anteriormente mencionado). Contudo, os compostos de tinta utilizados na presente invenção baseiam-se no pressuposto de que é particularmente desejável empregar compostos de tinta que (i) proporcionem, a um eléctrodo impresso de um sensor electroquímico fabricado, características electroquímicas e físicas benéficas (tais como, por exemplo, características electroquímicas que sejam essencialmente equivalentes às proporcionadas por intermédio de um processo de fabrico por lotes e/ou uma desejável sobretensão, área de superfície electroquímica, resistência, capacitância, e estabilidade) e (ii) sejam compatíveis com técnicas de processamento de filme contínuo de velocidade relativamente elevada. 18

Para um composto de tinta ser compatível com técnicas de processamento de filme contínuo de velocidade elevada, o composto de tinta deve ser passível de secagem numa duração (tempo) de secagem que não limite a velocidade do processo de filme contínuo (e. g., uma curta duração de secagem no intervalo de 30 segundos a 60 segundos) . Uma tal curta duração de secagem exige condições de secagem (mais duras) mais severas (e. g., a utilização de ar a 140 °C a uma velocidade de 60 m3/minuto) do que um processo por lotes convencional. Lamentavelmente, quando se utilizam tais condições de secagem severas, existe uma tendência para a superfície de compostos de tinta convencionais se queimar e/ou para uma parte de um composto de tinta convencional que está em contacto com um substrato ficar por secar. Além disso, a combinação de condições de secagem severas e compostos de tinta convencionais pode resultar na formação de um eléctrodo (e. g., um eléctrodo de carbono) com características electroquímicas indesejáveis. Por esse motivo, os compostos de tinta convencionais exigem, tipicamente, a utilização de condições de secagem relativamente lentas e uma duração de secagem relativamente extensa (e. g., aproximadamente 15 ou mais minutos).

Foi inesperadamente determinado que os compostos de tinta utilizados na presente invenção, que incluem, grafite, negro de carbono, uma resina e um ou mais solventes orgânicos, são particularmente úteis no fabrico de sensores electroquímicos. Os compostos de tinta utilizados na presente invenção proporcionam um eléctrodo impresso, de um sensor electroquímico fabricado, com características electroquímicas e físicas benéficas. Os compostos de tinta também são compatíveis com técnicas de processamento de filme contínuo de velocidade relativamente elevada. Esta compatibilidade deve-se à condutividade 19 relativamente elevada dos compostos de tinta, o que possibilita um filme impresso mais fino (i. e., eléctrodo impresso) . Além disso, é aceite, sem ser limitativo, que o eléctrodo impresso é, facilmente, passivel de secagem devido à sua natural espessura fina e à utilização de um composto de tinta que inclui, pelo menos, um solvente com um ponto de ebulição apropriado.

As percentagens de grafite, negro de carbono e resina dos compostos de tinta utilizados na presente invenção são predeterminadas para que uma relação de peso de grafite para negro de carbono varia desde, 4:1 a 1:4 e uma relação de peso do montante de grafite e negro de carbono para resina está na gama de, desde, 10:1 até 1:1. Os factores que podem influenciar a optimização abrangida pelas relações anteriormente mencionadas consistem na área de superfície electroquimica resultante, sobretensão para oxidação de um mediador redox, bem como a estabilidade, resistência, e capacidade de um filme de carbono impresso (e. g., eléctrodo de carbono).

Considera-se que os compostos de tinta utilizados na presente invenção podem ser utilizados para o fabrico de filmes de carbono que servem como eléctrodos de sensor electroquimico. Tais filmes de carbono podem ser utilizados num biosensor de glicose electroquimico, em que é medida uma corrente a um potencial constante e a intensidade da corrente medida é indicativa de uma concentração de glicose. A corrente resultante pode ser calibrada linearmente para produzir uma concentração de glicose precisa. Um método de calibração de biosensores de glicose electroquimicos consiste em definir múltiplos códigos de calibração particular dentro de um espaço de calibração, no qual um código de calibração é associado a um declive discreto e a um par de intersecção. Para um lote particular de sensores 20 electroquímicos, uma emissão de corrente medida pode ser matematicamente transformada numa concentração de glicose precisa, subtraindo um valor de intersecção da corrente medida e, depois, dividindo pelo valor de declive.

Deve salientar-se que a emissão de corrente medida, declive e valores de segmento podem ser influenciados pela área de superfície electroquímica, sobretensão para oxidação de um mediador redox, bem como a estabilidade, resistência, e capacitância do filme de carbono que serve como o eléctrodo de sensor electroquímico. Por esse motivo, a relação de peso de grafite para negro de carbono e a relação de peso do montante de grafite e negro de carbono para resina podem ser optimizadas para proporcionarem uma gama desejada de declives e de segmentos.

Qualquer grafite e negro de carbono adequados, conhecidos de um especialista na técnica, podem ser empregues nos compostos de tinta utilizados na presente invenção. A este respeito, um negro de carbono com uma área de superfície de, por exemplo, 20 a 1000 m2/g é, geralmente, adequado em termos de requisitos de condutividade. Em geral, a condutividade do negro de carbono aumenta com a sua área de superfície e uma condutividade relativamente elevada condutividade de negro de carbono pode ser benéfica em termos de características electroquímicas desejáveis. Outras características do negro de carbono que são desejáveis para utilização na presente invenção são, condutividade elevada, baixo teor em enxofre, baixa contaminação iónica e fácil dispersão. Os negros de carbono adequados incluem, mas não se limitam a, negro de carbono Vulcan XC-72 (fornecido por Cabot) e negro de carbono Conductex 975B (fornecido por Sevalco) . Outros tipos de carbono de negro de 21 carbono que podem ser adequados para a presente invenção são, Black Pearls (fornecido por Cabot), Elftex (fornecido por

Cabot), Mogul (fornecido por Cabot), Monarch (fornecido por

Cabot), Emperor (fornecido por Cabot), Regai (fornecido por Cabot), United (fornecido por Cabot), e Sterling (fornecido por Cabot), Ketjen Black International Company (fornecido por Ketjen Black), Mitsubishi Conductive Carbon Black (fornecido por Mitsubishi Chemical) , Shawinigan Black (fornecido por Chevron Phillips Chemical Company LP) e Conductex ® (fornecido por Columbian Chemicals Company). As grafites adequadas incluem, mas não se limitam a, carbono Timex KS15 (fornecido por G&S Inorganic) . 0 tamanho de partícula da grafite pode ser, por exemplo, entre 5 e 500 ym, mas de um modo mais preferido pode ser 15 ym. Outros tipos de grafite que podem ser adequados para a presente invenção são Timrex KS6 a Timrex KS500 em que 0 número que se segue ao termo KS representa o tamanho de partícula em unidades de mícrones. Outras características da grafite que são desejáveis para utilização na presente invenção são, condutividade elevada, baixo teor em cinza, baixo teor em enxofre e poucas impurezas inorgânicas.

Em geral, a área de superfície da grafite é muito menor do que a área de superfície do negro de carbono em virtude da natureza não porosa da grafite. Por exemplo, a área de superfície do Timrex KS15 é aproximadamente 12 m2/g. Teoriza-se, sem ser limitativo, que a utilização de grafite nos compostos de tinta, de acordo com a presente invenção, melhora as propriedades de transferência dos electrões de eléctrodos fabricados utilizando os compostos de tinta. Contudo, é necessária uma percentagem optimizada de peso de negro de carbono no composto de tinta com o fim de aumentar a condutividade global do composto de tinta. De outro modo, se só 22 se realizasse grafite isso resultaria num filme possuindo uma resistência de eléctrodo muito elevada. A área de superfície electroquímica de um eléctrodo de carbono pode representar a parte do eléctrodo de carbono que pode contribuir para a oxidação do mediador. A grafite, resina e negro de carbono podem possuir graus de variação de condutividade e, deste modo, influenciar a proporção da área geométrica de eléctrodo que pode participar na oxidação de um mediador. A área geométrica de eléctrodo representa a área de um eléctrodo de carbono que é exposta a uma amostra líquida. Uma vez que o material de eléctrodo (i. e., um composto de tinta utilizado para fabricar um eléctrodo) pode possuir uma resina isolante, a área electroquímica pode ser menor do que a área geométrica. Em geral, a emissão de corrente de um biosensor de glicose é directamente proporcional à área de superfície electroquímica. Por esse motivo, as alterações na área de superfície electroquímica podem influenciar o declive e segmento do biosensor de glicose. A estabilidade de um eléctrodo de carbono é importante na concepção de biosensores de glicose robustos, que são úteis para utilizadores diabéticos. Em geral, a estabilidade de um eléctrodo de carbono pode ser optimizada escolhendo uma resina apropriada e assegurando a remoção de solvente suficiente do eléctrodo de carbono durante a secagem. É possível que o eléctrodo de carbono insuficientemente seco possa libertar solvente na forma gasosa durante o seu armazenamento e, deste modo, provocar uma mudança no desempenho do biosensor de glicose resultante. Além disso, a estabilidade do eléctrodo de carbono pode influenciar o declive e segmento do biosensor de glicose. 23 A resistência e capacitância são propriedades intrínsecas de um eléctrodo de carbono e são fortemente dependentes das proporções de negro de carbono, grafite, e resina dentro do eléctrodo de carbono. Por exemplo, a resistência de um eléctrodo de carbono aumentará quando for utilizada uma proporção mais elevada de resina ou grafite na formulação de eléctrodo. A resistência de um eléctrodo pode influenciar a corrente electroquímica de um biosensor de glicose devido à queda desequilibrada de IR entre um eléctrodo de referência e um eléctrodo de trabalho. A capacitância de um eléctrodo dependerá da capacidade de se formar uma camada dupla iónica numa interface eléctrodo/líquido. A formação de uma tal camada dupla iónica influenciará a intensidade da corrente medida. Certas proporções de negro de carbono, grafite, e resina são susceptíveis de melhorar a capacidade de formação da camada dupla iónica. Por esse motivo, a resistência e capacitância de um eléctrodo de carbono podem influenciar o declive e segmento de um biosensor de glicose.

No que respeita a um sensor electroquimico de um sistema de medição de glicose que inclui um eléctrodo de trabalho, é desejável que seja aplicado um potencial relativamente baixo ao eléctrodo de trabalho do sensor com o fim de minimizar o efeito de interferências oxidáveis que são, frequentemente, endógenas às amostras fisiológicas. Para obter um tal potencial relativamente baixo, é benéfico que o material a partir do qual é formado o eléctrodo de trabalho possibilite a oxidação de ferrocianeto (ou outro mediador redox) ao potencial mais baixo possível. Isto pode ser obtido, por exemplo, minimizando a energia de activação necessária para a transferência de electrões entre o eléctrodo de trabalho e o ferrocianeto (ou outro mediador redox). A este respeito, determinou-se que a 24 relação de grafite para negro de carbono é crítica, definindo (e. g., minimizando) a sobretensão necessária para a oxidação de um mediador redox reduzido tal como, por exemplo, ferrocianeto por intermédio de um eléctrodo do sensor electroquímico.

Pela razão anterior, os compostos de tinta utilizados na presente invenção possuem uma relação de grafite para negro de carbono que varia, desde 4:1 a 1:4. Além disso, foi determinada uma relação particularmente benéfica de grafite para negro de carbono, em termos de definição de sobretensão, como sendo de 2,62:1. Também foi determinado que a relação do montante de grafite e negro de carbono para resina também influencia a sobretensão para oxidação de um mediador redox reduzido tal como, por exemplo, ferrocianeto. E é por esta razão que a relação da soma de grafite e negro de carbono para resina varia, desde 10:1 a 1:1, com uma relação particularmente benéfica sendo 2,9:1. A resina empregue nos compostos de tinta utilizados na presente invenção pode ser qualquer resina adequada conhecida de um especialista na técnica, incluindo, mas não se limitando a, terpolímeros que compreendem, cloreto de vinilo, acetato de vinilo e álcool vinílico. Um tal terpolímero consiste na resina VAGH fornecida por Union Carbide. A resina é empregue no composto de tinta como um agente de ligação e para auxiliar o negro de carbono e a grafite a aderirem a um substrato (tal como o substrato de filme contínuo) durante o fabrico de um sensor electroquímico. Além disso, resinas tais como as VAGH proporcionarão flexibilidade ao filme impresso, o que é especialmente útil em processos baseados num filme contínuo em que os filmes impressos têm de ser estáveis quando rebobinados num formato de rolo. 25 0, pelo menos um, solvente que é incluído em compostos de tinta utilizados na presente invenção consiste num solvente no qual a resina é solúvel e que possui, por exemplo, um ponto de ebulição no intervalo de 120 °C a 250 °C. É desejável que o ponto de ebulição não seja inferior a 120 °C com o fim de assegurar que não ocorra borbulhar rápido num filme de composto de tinta impresso quando o filme é exposto a uma temperatura de secagem de 140 °C. Este borbulhar rápido durante o processo de secagem pode provocar uma superfície rugosa nos filmes impressos (i. e., eléctrodos impressos), o que pode ser indesejável. Se um ponto de ebulição de solvente for superior a 250 °C, existe um risco de que o composto de tinta não fique suficientemente seco quando exposto a, por exemplo, uma temperatura de secagem de 140 °C e um fluxo de ar de 60 m3/min para uma duração no intervalo de, aproximadamente, 30 segundos a 60 segundos.

Solventes adequados incluem, por exemplo, uma combinação de metoxi propoxi propanol (bis- (2-metoxipropil)éter), isoforona (3,5,5-trimetil-2-ciclohexeno-l-ona) e álcool de diacetona (4-hidroxi-4-metil-2-pentanona) . Deve salientar-se que uma combinação de, pelo menos, dois solventes pode ser particularmente benéfica devido a uma possível diminuição no ponto de ebulição da mistura de solvente global, i. e., mistura azeotrópica. Se só se utilizar isoforona, isso pode proporcionar um composto de tinta de carbono com propriedades eléctricas favoráveis. Contudo, a combinação de isoforona com metoxi propoxi propanol e álcool de diacetona pode acelerar a secagem da tinta de carbono. Uma vez conhecedor da presente divulgação, um especialista na técnica pode escolher outros solventes adequados com propriedades de secagem que sejam apropriadas para várias condições de secagem. 26

Os compostos de tinta utilizados na presente invenção possuem diversas propriedades benéficas incluindo serem de secagem rápida, embora proporcionem o fabrico de um eléctrodo com desejáveis propriedades fisicas e electroquimicas desejáveis. Os compostos de tinta podem ser rapidamente secos utilizando condições relativamente severas e, por esse motivo, são compatíveis com técnicas de processamento baseadas em filme contínuo de elevada velocidade. Além disso, os compostos de tinta possibilitam também o fabrico de eléctrodos de carbono altamente condutores mesmo quando se emprega um revestimento relativamente fino (e. g., um revestimento com uma espessura no intervalo de 5 ym a 20 ym, por exemplo 10 ym) do composto de tinta. Além disso, os compostos de tinta são de baixa toxicidade, ligam-se bem a camadas de substrato (e a camadas de isolante), possuem uma boa qualidade de impressão e proporcionam longa vida de tela (i. e., o composto de tinta não solidifica quando utilizado durante um longo período em impressão a tela), e são de baixo custo. A tinta condutora adequada que pode ser utilizada inclui, mas não se limita a tintas de impressão condutoras, de carbono com partículas metálicas, prata/cloreto de prata, baseadas em ouro, baseadas em paládio.

Os compostos de tinta utilizados na presente invenção podem ser preparados utilizando qualquer técnica adequada de preparação de tinta, incluindo técnicas que são bem conhecidas dos especialistas na técnica. Numa forma de realização da invenção, a % de peso de matéria sólida está no intervalo de 36 a 44% e a % de peso de solvente está no intervalo de 56 a 64%. Um factor que auxilia a controlar a qualidade e espessura de um composto de tinta é a viscosidade. Deve salientar-se que a % de 27 peso de matéria sólida influencia a viscosidade da tinta. Numa forma de realização da actual invenção, o composto de tinta possui uma viscosidade entre 11 a 25 Pascal segundo a 50 RPM, e entre 21 a 43 Pascal segundo a 10 RPM (25 °C) . Verificou-se, experimentalmente, que tintas com uma % de peso de matéria sólida no intervalo de 36% a 44% resultaram em biosensores de glicose possuindo um declive de calibração relativamente constante quando se prepararam biosensores de glicose utilizando tais tintas (observar o gráfico seguinte). É possível que os declives de calibração mais robustos fossem um resultado de uma espessura de eléctrodo mais uniforme resultante da viscosidade optimizada. A tinta de carbono pode ser feita, por exemplo, dissolvendo, em primeiro lugar, 9,65 g de VAGH num solvente orgânico com uma composição de 46, 53 g de metoxi propoxi propanol, 7,90 g de isoforona e 7,89 g de álcool de diacetona num recipiente fechado. Seguidamente, junta-se 7,74 g de negro de carbono à mistura e depois mistura-se no recipiente fechado. Junta-se, depois, 20,29 g de grafite à mistura, seguido de mistura no recipiente fechado. Com o fim de assegurar homogeneidade suficiente, executa-se uma moagem de rolo triplo na mistura seguida de mais mistura. 28

Variação do declive com o teor total de matéria sólida 0,027 o g 0,025 Φ 0,023 o» 0,021 =S 0,019 Q 0,017 0,015 -37 ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ —I----1 ---1--— -Γ"38 39 40 41Teor total de matéria sólida/ % —I-142 43

Outra forma de realização de um composto de tinta para utilização no fabrico de sensores electroquimicos, de acordo com a presente invenção, inclui (i) entre, aproximadamente, 17 e 21% por peso de grafite; (ii) entre, aproximadamente, 6,5 e 8,0% por peso de negro de carbono; (iii) entre, aproximadamente, 12,4 a 15,2% por peso de uma resina de terpolimero que inclui cloreto de vinilo, acetato de vinilo e álcool vinilico; e (iv) entre, aproximadamente, 55,8 a 64,1% por peso de uma mistura solvente que inclui isoforona, álcool de diacetona e metoxi propoxi propanol. O composto de tinta pode ser empregue no fabrico de sensores electroquimicos por intermédio de uma variedade de processos incluindo, mas não se limitando, aos descritos no Pedido Provisório de Patente N° 60/436683. A este respeito e fazendo referência à FIG. 23, um processo 2300 para fabrico de um sensor electroquimico inclui, o transporte de um filme continuo de substrato depois de passar, pelo menos, numa estação de impressão (como se define no passo 2310) e impressão de, pelo menos, um eléctrodo de sensor electroquimico no filme continuo 29 de substrato nas estação(ões) de impressão. A impressão é realizada aplicando um composto de tinta de acordo com a presente invenção, como anteriormente descrito, no substrato, como se define no passo 2320. Como se ilustra no passo 2330, o processo 2300 também inclui um passo de secagem do composto de tinta que foi aplicado no substrato à temperatura de, aproximadamente, 140 °C com um fluxo de ar de 60 m3/min. Numa forma de realização da invenção, a velocidade do filme continuo de substrato pode ser de 10 m/min.

Uma vez conhecedor da presente divulgação, um especialista na técnica aceitará que os processos de acordo com a presente invenção, incluindo o processo 2300, podem ser realizados utilizados métodos descritos no Pedido Provisório de Patente N° 60/436683.

Numa forma de realização da presente invenção, antes do processo de impressão de carbono e imediatamente após secagem, o substrato 242 passa por um primeiro cilindro 212 de arrefecimento que é concebido para arrefecer rapidamente o substrato 242 até uma temperatura predeterminada, tipicamente a temperatura ambiente (aproximadamente 18-21 °C e, tipicamente, 19,5 °C +/- 0,5 °C) . Numa forma de realização do processo de fabrico de filme continuo, de acordo com a presente invenção, a superfície do primeiro cilindro 212 de arrefecimento está a, aproximadamente, 18 °C. O primeiro cilindro 212 de arrefecimento pode ser arrefecido até uma temperatura apropriada utilizando, por exemplo, água arrefecida de fábrica a, aproximadamente, 7 °C. A temperatura do cilindro pode ser controlada por intermédio do controlo do débito e/ou da temperatura da água arrefecida de fábrica. Após os padrões de carbono impresso serem depositados, no processo de impressão, o 30 substrato 242 passa por um segundo cilindro 218 de arrefecimento. Reduzir a temperatura do substrato 242 e manter a temperatura do substrato 242 é benéfico devido a temperaturas mais baixas reduzirem a probabilidade da tinta secar nas telas durante a impressão e criar obstruções na malha. A utilização de cilindros de arrefecimento num processo de fabrico de filme continuo, de acordo com a presente invenção, também é benéfica devido a reduzir a quantidade de deformação no substrato 242, reduzindo os problemas de alinhamento e a necessidade de modificar o processo instantaneamente para compensar tais problemas.

Numa forma de realização, a temperatura dos cilindros de arrefecimento é controlada de modo dinâmico por intermédio de um ciclo de retroacção que mede a temperatura do cilindro de arrefecimento e que controla o fluxo/temperatura, de água. Podem ser considerados outros métodos de arrefecimento dos cilindros, pelos especialistas na técnica, a partir das formas de realização aqui descritas, por exemplo, unidades de refrigeração accionadas electricamente.

Num processo de acordo com a presente invenção, a secção 4 do processo de fabrico de filme continuo é onde ocorre a impressão de isolamento. Na secção 4, é impresso o material de isolamento, para os sensores electroquimicos, fabricados de acordo com a presente invenção, é impresso utilizando serigrafia que utiliza uma tela geralmente plana. Ilustram-se os componentes básicos da estação 104 de impressão de isolamento nas FlGs. 6 e 7. Em particular, uma estação de impressão adequada, de acordo com a presente invenção, inclui uma tela 301, cilindro 303 de impressão inferior, cilindro 600 de impressão, uma lâmina 603 de enchimento, um suporte 605 de 31 espátula e uma espátula 606. Na estação 104 de impressão de isolamento, o cilindro 600 de impressão é o terceiro cilindro 221 de impressão.

Num processo de ciclo de ! enchimento, de acordo com a presente invenção, a tela 301 é carregada com tinta 604 por intermédio do movimento da espátula 606 , lâmina 603 de enchimento, cilindro 600 de impressão, e cilindro 303 de impressão inferior, no primeiro sentido 608 que corresponde ao movimento de filme continuo do substrato 242. A tela 301 move-se no segundo sentido 607 oposto ao primeiro sentido 608 do substrato 242 para o ciclo de enchimento em que a tinta 604 é colocada na tela 301.

Num processo de ciclo de impressão subsequente, de acordo com a presente invenção, como ilustrado na FIG. 7, a espátula 606 transfere tinta 604 através da tela 301 para o substrato 242. Durante o ciclo de impressão, a espátula 606, lâmina 603 de enchimento, cilindro 600 de impressão, e cilindro 303 de impressão inferior movem-se todos no segundo sentido 607 oposto ao movimento de filme continuo do substrato 242. A tela 301 move-se no primeiro sentido 608 que corresponde ao movimento de filme continuo do substrato 242 para o ciclo de impressão em que a tinta 604 é forçada a passar através da tela 301 e se deposita no substrato 242. Descreve-se com mais detalhe uma forma de realização do mecanismo de serigrafia na Patente U.S. publicada com o N° 4245554.

Em serigrafia com tela plana móvel, durante a impressão, uma tela geralmente plana possui uma componente do seu movimento que possui o mesmo sentido e, aproximadamente, a mesma velocidade que o substrato. Tipicamente, em cada uma das 32 estações de impressão, a tela substancialmente plana está numa posição que forma um ângulo (A na FIG. 6) agudo relativamente ao substrato à medida que a tela e o substrato se afastam de uma posição de impressão (adjacente a um cilindro 200 de impressão na FIG. 6). Alterando a velocidade relativa do substrato e da tela altera-se o tamanho da imagem impressa no sentido do percurso do substrato, i. e. o sentido de X. A tela estêncil utilizada em cada uma das estações de impressão consiste, tipicamente, num poliéster deformável de modo elástico ou numa malha de aço esticada e ligada a uma estrutura rigida. Uma forma de realização utiliza uma tela de

poliéster fornecida por DEK Machinery, Weymouth, UK. A malha é revestida com um revestimento sensivel a UV e em associação com um positivo de filme a tela é exposta a uma fonte de luz UV, desenvolvida e seca de forma a que o revestimento seque na tela para formar um negativo da desejada imagem de material desejada. Com o auxilio de uma espátula, a tinta passa através das áreas abertas do estêncil para o substrato (oferecendo uma imagem positiva formada por intermédio da tinta no substrato). A estrutura proporciona um meio de montagem da malha, e uma resistência, com uma distorção mínima, às forças impostas pela tela esticada e resiste às forças suplementares produzidas durante a impressão.

Em particular, na estação 104 de impressão de isolamento, a tinta em questão consiste numa tinta de isolamento. Apresenta-se aqui, posteriormente, um exemplo de uma tinta de isolamento adequada. Nesta forma de realização da actual invenção, a tela 301 é inundada com tinta 604 antes da utilização da espátula 606 para transferir a tinta 604 através da tela para o substrato 242. O material de isolamento impresso depositado no 33 substrato 242 é, depois, seco utilizando, por exemplo, ar quente a 140 °C direccionado para a superfície impressa do substrato utilizando quatro bancos de secagem separados dentro da segunda zona 224 de secagem, que é ilustrada com mais detalhe na FIG. 13. Um exemplo de uma tinta adequada para utilização na estação de impressão de isolamento num processo de fabrico a filme contínuo, de acordo com a presente invenção, é a Ercon E6110-116 Jet Black Insulayer Ink que pode ser adquirida na Ercon, Inc. Numa forma de realização da invenção, o material de isolamento é alinhado com o material de carbono na direcção X (ao longo da máquina) e na direcção Y (transversal à máquina) utilizando as técnicas aqui descritas. Como será compreendido pelos especialistas na técnica a partir do que aqui se descreve, podem ser utilizados outros tipos de tinta de isolamento. Além disso pode utilizar-se diferentes camadas ou diferentes ordens de camadas para se proporcionar uma ordem diferente de camadas e, por esse motivo, uma construção diferente nos sensores electroquímicos produzidos.

Numa forma de realização da presente invenção, antes do processo de impressão de isolamento e imediatamente após secagem, o substrato 242, incluindo carbono impresso e padrões de isolamento, passa por um terceiro cilindro 219 de arrefecimento que é concebido para arrefecer rapidamente o substrato 242 até uma temperatura predeterminada, tipicamente a temperatura ambiente (aproximadamente 17-21 °C e tipicamente 19,5 °C +/- 0,5 °C) . Numa forma de realização do processo de fabrico de filme contínuo, de acordo com a presente invenção, a temperatura de superfície do terceiro cilindro de arrefecimento é, aproximadamente, 18 °C. O terceiro cilindro 219 de arrefecimento pode ser arrefecido até uma temperatura apropriada utilizando, por exemplo, água arrefecida de fábrica 34 a, aproximadamente, 7 °C. Reduzir a temperatura do substrato 242 e manter a temperatura do substrato 242 é benéfico devido a temperaturas mais baixas reduzirem a probabilidade da tinta secar nas telas e criar obstruções na malha. A utilização de cilindros de arrefecimento num processo de fabrico de filme continuo, de acordo com a presente invenção, também é benéfica devido a reduzir a quantidade de deformação no substrato 242, reduzindo os problemas de alinhamento e a necessidade de modificar o processo instantaneamente para compensar tais problemas.

Num processo, de acordo com a presente invenção, a secção 5 do processo de fabrico de filme continuo é onde ocorre a primeira impressão de enzima. Na secção 5, o material de tinta enzimática, para os sensores electroquímicos fabricados de acordo com a presente invenção, é impresso utilizando a serigrafia e uma tela móvel geralmente plana, como aqui se descreveu anteriormente. Os componentes básicos da primeira estação 105 de impressão de enzima são ilustrados nas FIGs. 6 e 7. Em particular, uma estação de impressão adequada, de acordo com a presente invenção, inclui, uma tela 301, cilindro 303 de impressão inferior, cilindro 600 de impressão, uma lâmina 603 de enchimento, um suporte 605 de espátula e uma espátula 606. Na primeira estação 105 de impressão de enzima, o cilindro 600 de impressão é o quarto cilindro 227 de impressão.

Num processo de ciclo de i enchimento, de acordo com a presente invenção, a tela 301 é carregada com tinta 604 por intermédio do movimento da espátula 606 , lâmina 603 de enchimento, cilindro 600 de impressão, e cilindro 303 de impressão inferior, no primeiro sentido 608 que corresponde ao movimento de filme continuo do substrato 242. A tela 301 move-se 35 no segundo sentido 607 oposto ao primeiro sentido 608 do substrato 242 para o ciclo de enchimento em que a tinta 604 é colocada na tela 301.

Num processo de ciclo de impressão subsequente de acordo com a presente invenção, como ilustrado na FIG. 7, a espátula 606 transfere tinta 604 através da tela 301 para o substrato 242. Durante o ciclo de impressão, a espátula 606, lâmina 603 de enchimento, cilindro 600 de impressão, e cilindro 303 de impressão inferior movem-se todos no segundo sentido 607 oposto ao movimento de filme continuo do substrato 242. A tela 301 move-se no primeiro sentido 608 que corresponde ao movimento de filme continuo do substrato 242 para o ciclo de impressão em que a tinta 604 é forçada a passar através da tela 301 depositada no substrato 242. Descreve-se com mais detalhe uma forma de realização do mecanismo de serigrafia na Patente U.S. publicada com o N°4245554.

Em particular, na primeira estação 105 de impressão de enzima, a tinta em questão consiste numa tinta enzimática. É aqui, posteriormente, apresentado um exemplo de uma tinta enzimática adequada. Nesta forma de realização da actual invenção, a tela 301 é inundada com tinta 604 antes da utilização da espátula 606 para transferir a tinta 604 através da tela para o substrato 242. O material de enzima impresso, depositado no substrato 242, é, depois, seco utilizando, por exemplo, ar quente a 50 °C direccionado para a superfície impressa do substrato utilizando dois bancos de secagem separados dentro da terceira zona 230 de secagem, que se ilustra com mais detalhe na FIG. 14. Resume-se na Tabela 2 um exemplo de uma tinta adequada para utilização na primeira estação 105 de 36 impressão de enzima num processo de fabrico de filme continuo, de acordo com a presente invenção.

Tabela 2

Composto

Glicose Oxidase Citrato Trissódico Ácido Cítrico Álcool Polivinílico Hidroxietilcelulose (Nat 250 G)

Hexacianoferrato (III) de Potássio

Antiespuma DC 1500

Cabosil

PVPVA Água Analar

Fornecedor

Biozyme Laboratories Fisher Scientific Fisher Scientific Sigma Aldrich Honeywell & Stein BDH/Merck LTD

Sigma-Aldrich Chemical Co., UK Norlab Instruments Ltd., UK BDH/Merck Ltd Ellis & Everard Ltd ISP Company Ltd BDH/Merck Ltd

Numa forma de realização da presente invenção, após o processo de impressão de isolamento e imediatamente após secagem, o substrato 242, incluindo carbono impresso e padrões de isolamento, passa no quarto cilindro 225 de arrefecimento que é concebido para arrefecer rapidamente o substrato 242 até uma temperatura predeterminada, tipicamente a temperatura ambiente (aproximadamente 17-21 °C e tipicamente 19,5 °C +/- 0,5 °C) .

Numa forma de realização do processo de fabrico de filme contínuo, de acordo com a presente invenção, a superfície do quarto cilindro 225 de arrefecimento está a, aproximadamente, 18 °C. O quarto cilindro 225 de arrefecimento pode ser 37 arrefecido até uma temperatura apropriada utilizando, por exemplo, água arrefecida de fábrica a, aproximadamente, 7 °C.

Reduzir a temperatura do substrato 242 e manter a temperatura do substrato 242 é benéfico devido a temperaturas mais baixas reduzirem a probabilidade da tinta secar nas telas e criar obstruções na malha. A utilização de cilindros de arrefecimento num processo de fabrico de filme continuo, de acordo com a presente invenção, também é benéfica devido a reduzir a quantidade de deformação no substrato 242, reduzindo os problemas de alinhamento e a necessidade de modificar o processo instantaneamente para compensar tais problemas.

Além disso, devido ao elevado teor em água da tinta enzimática e ao fluxo de ar devido ao movimento da tela, é crucial assegurar que a tinta enzimática não seque no interior da tela. 0 fluxo de ar relativo, encontrado pela tela em movimento, seca a tinta na tela de um modo que, normalmente, não se observa em impressoras de tela de base plana (tais como impressoras de base plana Thieme) uma vez que a própria tela não se move dentro da máquina, contrariamente à da presente invenção. Assim como o cilindro de arrefecimento atenua esta situação assegurando que o substrato é arrefecido até, aproximadamente, 18 °C antes de encontrar o passo de serigrafia de enzima, a tela cheia de tinta enzimática é humidificada durante a impressão. Numa forma de realização, a humidificação é, substancialmente, continua. Pode existir humidificação de lado superior, lado inferior e/ou lateral da tela e, de facto, podem ser proporcionadas as três situações. Uma disposição de tubos proporciona um fluxo substancialmente constante de ar humidificado, por cima, por baixo e lateralmente na tela respectivamente, assegurando que o teor em água da tinta é mantido a um nível constante. Ilustra-se nas FIGs. 3, 4 e 5, uma 38 disposição adequada para proporcionar humidificação de, lado superior, lado inferior e/ou lateral de tela de acordo com a presente invenção. A quantidade e disposição de meios de humidificação (tipicamente tubos que comportam o ar humidificado) dependerá, entre outras questões, da quantidade de humidificação necessária, do teor em água da tinta, da humidade e temperatura do ar circundante, da temperatura do substrato à medida que este se aproxima da estação de impressão de enzima, da temperatura do cilindro de impressão, do tamanho da tela e da exposição da tela ao ar circundante (ar não humidificado) . Numa forma de realização, um tubo 304 compreendendo uma ou mais filas de orifícios 400 distribui ar humidificado por todo o lado inferior da tela durante um movimento da tela de um lado para o outro. Os tubos (não mostrados) por cima e do lado do operador da máquina distribuem fluxos 300 e 304 de ar humidificado (observar a FIG. 4) .

Tipicamente, toda a tinta enzimática necessária para o trabalho de impressão é colocada na tela ao, ou antes do, início do trabalho de impressão. Uma vez que a tinta enzimática é composta por uma grande parte de água (tipicamente entre 55 e 65% por peso, mais tipicamente aproximadamente 60% por peso), a tinta está sujeita a secar durante o trabalho. Este risco pode ser atenuado por intermédio de humidificação em torno da tela carregada com tinta enzimática. Além disso, alternativamente ou mais tipicamente, o substrato pode ser arrefecido antes de encontrar a estação de impressão de enzima (ou de facto, qualquer) por intermédio de utilização de cilindros de arrefecimento, como aqui descrito. Tipicamente a temperatura do substrato é controlada de modo a ser menor do que, ou igual, à temperatura do local. Contudo, a temperatura do substrato é mantida acima do ponto de condensação da atmosfera no local. Se 39 o local estiver a 60% de humidade, então o ponto de condensação pode ser 15 °C. Se a temperatura do substrato descer abaixo disto, então, pode produzir-se condensação no substrato comprometendo, potencialmente, qualquer trabalho de impressão subsequente, especialmente qualquer trabalho de impressão subsequente com tinta solúvel em água, tal como tinta enzimática. O controlo da temperatura do substrato, por exemplo entre os limites de temperatura ambiente e o ponto de condensação, pode ser, por esse motivo, importante para um trabalho de impressão bem sucedido. O controlo da temperatura, e/ou do tempo de passagem sobre os cilindros 212, 219, 225 e 231 de arrefecimento é importante para controlar a temperatura do substrato. Pode utilizar-se um ciclo de controlo de retroacção para medir a temperatura do substrato relativamente, por exemplo, à temperatura ambiente e/ou ponto de condensação (dada a humidade do local) para controlar a temperatura dos cilindros de arrefecimento e a temperatura do substrato à medida que este deixa o cilindro e se aproxima da estação de impressão seguinte. A FIG. 2C ilustra um diagrama esquemático representando a secção 6 e secção 7 de um processo de impressão de filme continuo de acordo com a presente invenção. Na FIG. 2C, a Secção 6 consiste na segunda estação 106 de impressão de enzima. A segunda estação 106 de impressão de enzima inclui um quinto cilindro 231 de arrefecimento, quinto acumulador 232, quinto cilindro 233 de impressão, quarto sensor 234 de visionamento, quinto cilindro 235 motor, quinta zona 236 de secagem, sistema 237 de alinhamento em Y e rolo 238 de calandra de saída. Na forma de realização da invenção ilustrada na FIG. 2C, a secção 7 consiste na unidade 107 de rebobinagem. A unidade 107 de rebobinagem inclui um mecanismo 239 de condução, primeiro eixo 240 de rebobinagem e segundo eixo 241 de rebobinagem. 40

Num processo de acordo com a presente invenção, a secção 6 do processo de fabrico de filme continuo é onde ocorre a segunda impressão de enzima. Na secção 6, o material de tinta enzimática para os sensores electroquimicos fabricados de acordo com a presente invenção é impresso utilizando serigrafia. 0 objectivo da aplicação de 2 revestimentos de tinta enzimática é assegurar uma cobertura completa dos eléctrodos de carbono de forma a que os eléctrodos fiquem substancialmente uniformes e sem vazios. Os componentes básicos da segunda estação 106 de impressão de enzima são ilustrados nas FIGs. 6 e 7. Em particular, uma estação de impressão adequada de acordo com a presente invenção, inclui uma tela 301, cilindro 303 de impressão inferior, cilindro 600 de impressão, uma lâmina 603 de enchimento, um suporte 605 de espátula e uma espátula 606. Na segunda estação 106 de impressão de enzima, o cilindro 600 de impressão é o quinto cilindro 233 de impressão.

Num processo de ciclo de : enchimento, de acordo com a presente invenção, a tela 301 é carregada com tinta 604 por intermédio do movimento da espátula 606 , lâmina 603 de enchimento, cilindro 600 de impressão, e cilindro 303 de impressão inferior, no primeiro sentido 608 que corresponde ao movimento de filme continuo do substrato 242. A tela 301 move-se no segundo sentido 607 oposto ao primeiro sentido 608 do substrato 242 para o ciclo de enchimento em que a tinta 604 é colocada na tela 301.

Num processo de ciclo de impressão subsequente de acordo com a presente invenção, como ilustrado na FIG. 7, a espátula 606 transfere tinta 604 através da tela 301 para o substrato 242. Durante o ciclo de impressão, a espátula 606, lâmina 603 de enchimento, cilindro 600 de impressão, e 41 cilindro 303 de impressão inferior, movem-se todos no segundo sentido 607 oposto ao movimento de filme continuo do substrato 242. A tela 301 move-se no primeiro sentido 608 que corresponde ao movimento de filme continuo do substrato 242 para o ciclo de impressão em que a tinta 604 é forçada a passar através da tela 301 e depositada no substrato 242. Descreve-se com mais detalhe uma forma de realização do mecanismo de serigrafia na Patente U.S. publicada com o N°4245554.

Em particular, na segunda estação 106 de impressão de

enzima, a tinta em questão consiste numa tinta enzimática. Nesta forma de realização da actual invenção, a tela 301 é inundada com tinta 604 antes da utilização da espátula 606 para transferir a tinta 604 através da tela para o substrato 242. O material de enzima impresso, depositado no substrato 242, é, depois, seco utilizando, por exemplo, ar quente a 50 °C direccionado para a superfície impressa do substrato utilizando dois bancos de secagem separados dentro de uma quarta zona 236 de secagem, que é ilustrada com mais detalhe na FIG. 15. Um exemplo de uma tinta adequada para utilização na segunda estação 106 de impressão de enzima é a mesma tinta enzimática utilizada na primeira estação de impressão de enzima, que está descrita na Tabela 2 anteriormente mencionada.

Numa forma de realização da presente invenção, após o segundo processo de impressão de enzima e imediatamente após secagem, o substrato 242, incluindo, carbono impresso, isolamento, e padrões de tinta enzimática, passa no quinto cilindro 231 de arrefecimento que é concebido para arrefecer rapidamente o substrato 242 até uma temperatura predeterminada. Numa forma de realização do processo de fabrico de filme contínuo de acordo com a presente invenção, a superfície do 42 quinto cilindro 231 de arrefecimento está a, aproximadamente, 18 °C. 0 quinto cilindro 231 de arrefecimento pode ser arrefecido até uma temperatura apropriada utilizando, por exemplo, água arrefecida de fábrica a, aproximadamente, 7 °C.

Reduzir a temperatura do substrato 242 e manter a temperatura do substrato 242 é benéfico devido a temperaturas mais baixas reduzirem a probabilidade da tinta secar nas telas durante a impressão e criar obstruções na malha. A utilização de cilindros de arrefecimento no processo de fabrico de filme continuo, de acordo com a presente invenção, também pode ser benéfica devido a reduzir a quantidade de deformação no substrato 242, reduzindo os problemas de alinhamento e a necessidade de modificar o processo instantaneamente para compensar tais problemas.

Além disso, devido ao elevado teor em água da tinta enzimática e ao fluxo de ar devido ao movimento da tela, é crucial assegurar que a tinta enzimática não seque no interior da tela. Assim como o cilindro de arrefecimento atenua esta situação assegurando que o substrato é arrefecido até 18 °C antes deste encontrar o passo de serigrafia da enzima, também existe humidificação do lado superior, e/ou lado inferior e/ou lateral da tela, que pode proporcionar um fluxo de ar humidificado por cima e por baixo da tela, assegurando que o teor em água da tinta é mantido a um nivel constante. Tipicamente, o ar humidificado flui de modo constante sobre a tela. Ilustra-se uma disposição adequada para proporcionar humidificação da parte superior e parte inferior da tela, de acordo com a presente invenção, na FIG. 3.

A segunda estação 106 de impressão de enzima pode incluir cilindro 238 de contacto de saida, sistema 237 de inspecção para inspecção do alinhamento, terceiro sistema de alinhamento em Y 43

na posição 237C (não mostrado) e estação de código de barras (não mostrada). 0 cilindro 238 de contacto de saida auxilia a controlar a força do substrato 242 (especificamente a força entre o rolo 206 de calandra de entrada e o cilindro 238 de contacto de saida). O substrato 242 é removido da segunda estação 106 de impressão de enzima a uma velocidade constante por intermédio do cilindro 238 de contacto de saida. O sistema de alinhamento em Y (não mostrado) nas posições 237A, 237B e 237C controla o alinhamento em Y (i. e. transversal ao filme continuo) de cada ciclo de impressão durante a impressão, utilizando as primeiras marcas 2101 de alinhamento em Y, segundas marcas 2102 de alinhamento em Y, terceiras marcas 2103 de alinhamento em Y, quartas marcas 2104 de alinhamento em Y que são ilustradas na Fig 21A. Numa forma de realização da invenção, as primeiras marcas 2101 de alinhamento em Y, segundas marcas 2102 de alinhamento em Y, terceiras marcas 2103 de alinhamento em Y, e quartas marcas 2104 de alinhamento em Y podem corresponder, respectivamente, ao alinhamento em Y da estação 103 de impressão de carbono, estação 104 de impressão de isolamento, primeira estação 105 de impressão de enzima, e segunda estação 106 de impressão de enzima. Cada marca de alinhamento em Y compreende 2 triângulos justapostos numa orientação aproximada de um rectângulo. Numa forma de realização, o sistema de alinhamento em Y situado nas posições 237A, 237B e 237C pode ser implementado por intermédio de um

Eltromat DGC650 da Eltromat Gmbh em Leopoldshõhe, Alemanha.

Numa forma de realização da presente invenção, o sistema 237 de inspecção, pode ser implementado utilizando o Sistema de Inspecção Eltromat, modelo número PC3100 HD, que é comercialmente disponibilizado por Eltromat Gmbh em Leopoldshõhe, Alemanha. O sistema 237 de inspecção possui um 44 componente de visionamento que inspecciona as marcas de alinhamento, ilustrado nas FIGs. 17A a 19D e/ou FIG. 20D e pode ser utilizado como uma ferramenta na avaliação de, se deve uma folha 2106 de sensor ser, ou não, rejeitada (por exemplo, gravando os resultados de inspecção num código de barras numa base de dados).

Os problemas de alinhamento na dimensão Y (que podem ser alterados durante a impressão pelo sistema de alinhamento (não mostrado) que está situado em 237A, 237B e 237C e/ou inspeccionados por intermédio do sistema 237 de inspecção após todas as fases de impressão estarem completas) podem ser imputados a alterações na força de filme continuo ou distorções não uniformes relativamente ao substrato 242. Numa forma de realização da invenção, a estação de código de barras compreende os seguintes componentes, comercialmente disponíveis, impressora de código de barras (modelo número A400 de Domino UK Ltd. em Cambridge, Reino Unido), sistema transversal de código de barras (Scottish Robotic Systems em Perthshire, Escócia), e leitor de código de barras (RVSI Acuity CiMatrix em Canton, MA). A estação de código de barras (não mostrada) rotula cada fila da folha 2106 de sensor com um código de barras bidimensional. Isto proporciona a cada fila de sensores um código de identificação único, identificação de número de conjunto/lote, o número de folha de sensor, e o número de fila. A estação de código de barras também lê o código de barras imediatamente após a impressão para verificar se o código de barras foi correctamente impresso e proporciona um indicador visual aos operadores da máquina. A informação de código de barras e de processo das secções 2 a 6 é armazenada numa base de dados e utilizada posteriormente para identificar e subsequentemente rejeitar/aceitar cartões para um futuro processo. 45 A unidade 107 de rebobinagem consiste, por exemplo, num Sistema de Rebobinagem Automática Martin. Esta é a última secção da máquina e permite a rebobinagem continua do substrato 242. A unidade 107 de rebobinagem consiste num primeiro eixo 240 de rebobinagem e segundo eixo 241 de rebobinagem. O primeiro eixo 240 de rebobinagem contém um rolo de material 242 de substrato e puxa, continuamente, material da segunda estação 106 de impressão de enzima. O segundo eixo 241 de rebobinagem contém um rolo de material suplente, que se une automaticamente a um primeiro rolo de substrato 242 constituindo um segundo rolo na finalização do rolo, de substrato 242, do primeiro eixo 240 de rebobinagem. Este processo continuo repete-se desde o primeiro eixo 240 de rebobinagem até ao segundo eixo 241 de rebobinagem. Utiliza-se uma união instantânea, que ocorre enquanto o substrato 242 ainda está em movimento, para possibilitar a rebobinagem continua do substrato 242. A união é colocada directamente num rolo recente de material 242 de substrato que é preparado com adesivo sensível a pressão de dupla face. A FIG. 3 ilustra um diagrama esquemático representando o ambiente húmido em torno de uma quinta e sexta secções da impressão de filme contínuo. Os componentes básicos utilizados para proporcionar o meio para humidificação do ambiente de impressão de filme contínuo são ilustrados na FIG. 3 que inclui, ar 300 húmido superior, tela 301, ar 302 húmido inferior, cilindro 303 de impressão inferior, tubo 304 compreendendo múltiplos orifícios 400, substrato 242, e, quer o quarto cilindro 227 de impressão ou o quinto cilindro 233 de impressão. A humidificação e temperatura são estabelecidas para tentar e assegurar que as propriedades da tinta enzimática não se alterem com qualquer extensão significativa de tempo durante o enchimento e ciclo de impressão e, de um modo preferido, com a duração do trabalho de impressão. Em particular, é desejável que a viscosidade e teor em água da tinta enzimática não se alterem com o tempo durante o enchimento e ciclo de impressão e, de um modo preferido, com a duração do trabalho de impressão. A tinta enzimática consiste em, aproximadamente, 63% de água. Um teor em água constante assegura que a quantidade de tinta colocada no substrato 242 é consistente. Se o teor em água da tinta se alterar durante o processo de impressão, esta situação pode conduzir a alterações na espessura de camada de enzima. Além disso, a perda de humidade da tinta enzimática conduzirá à secagem de enzima na tela 301 resultando numa fraca definição de impressão e numa redução na quantidade de tinta colocada no substrato 242. O ar húmido dentro, quer da primeira estação 105 de impressão de enzima, ou da segunda estação 106 de impressão de enzima, mantém-se entre 85 a 95% de humidade relativa. O ar 300 húmido superior e o ar 302 húmido inferior são bombeados contra ambos os lados da tela 301 de modo a manter a desejada humidade relativa. Dispõe-se um tubo 305 lateral num lado do filme continuo que introduz ar humidificado no filme contínuo num lado imediatamente adjacente às estações de impressão de enzima. A natureza e tipo de disposições de humidificação podem ser alteradas para se adaptarem ao tamanho e forma da estação de impressão e aos requisitos de humidificação desse tipo de tinta naquela estação de impressão naquele ambiente. Utiliza-se, frequentemente, um capuz para fechar o lado superior e/ou inferior da tela de forma a que possa ser distribuído ar humidificado para o interior do capuz directamente adjacente à tela e retido na vizinhança da tela por intermédio da presença do capuz. Se o capuz for montado na estrutura de tela superior, como é tipicamente o caso, o capuz pode ter uma abertura na direcção X (a direcção da impressão) para permitir que a 47 espátula se mova em relação à tela durante o ciclo de enchimento/impressão normal. A FIG. 4 ilustra uma vista de fundo representando o ambiente húmido em torno de uma quinta e sexta secções da impressão de filme continuo. Os componentes básicos, utilizados para proporcionar o meio de humidificação do ambiente de impressão de filme continuo, são, também, ilustrados na FIG. 4 que inclui, ar 300 húmido superior, tela 301, ar 302 húmido inferior, tubo com orifícios 304, e orifícios 400, tubo lateral em 305 (não mostrado). Coloca-se um tubo 304 com diversos orifícios 400 por baixo da tela 301 como um meio de sopro de ar 302 húmido inferior de modo a manter a viscosidade da tinta enzimática na tela 301. A FIG. 5 ilustra uma vista em perspectiva do tubo 304 com orifícios 400 de sopro de ar 302 húmido inferior. A FIG. 8 ilustra um diagrama esquemático representando 2 ângulos de espátula diferentes, que inclui, um substrato 242, cilindro 600 de impressão e espátula 606. O ângulo da espátula 800 pode ser alterado para optimizar a definição da área de impressão. Numa forma de realização da invenção o ângulo da espátula pode ser 15 +/- 5 e, de um modo preferido, +/-1 a 2 graus. Note-se que o ponto de contacto da espátula 606 no cilindro 600 de impressão é o mesmo para qualquer ângulo 800 de espátula. A FIG. 9 ilustra um diagrama esquemático representando 2 posições de espátula diferentes, que inclui o substrato 242, cilindro 600 de impressão, cilindro 303 de impressão inferior, espátula 606, primeira posição 900 da espátula, e segunda posição 901 da espátula. A posição da espátula é a posição da 48 espátula relativamente ao centro do cilindro 600 de impressão. A posição da espátula pode ter um efeito fundamental na espessura da tinta impressa. A posição da espátula pode ser alterada para optimizar a definição da área de impressão. A FIG. 10 ilustra um diagrama esquemático representando uma distância (1000) de ajuste de tela, que inclui o substrato 242, cilindro 600 de impressão, cilindro 303 de impressão inferior e a tela 301. Numa forma de realização da invenção, a distância (1000) de ajuste de tela é a distância mais próxima entre a tela 301 e o substrato 242. Numa forma de realização preferida desta invenção, o parâmetro (1000) de ajuste de tela pode ser, aproximadamente, 0,7 mm. Se o parâmetro (1000) de ajuste de tela for estabelecido demasiadamente elevado, a espátula 606 não consegue deflectir suficientemente a tela 301 de modo a transferir tinta 604 para o substrato 242 com suficiente definição de impressão. Se o parâmetro (1000) de ajuste de tela for estabelecido demasiadamente baixo, a tela 301 ficará suja de tinta 604 de um ciclo de impressão prévio, provocando insuficiente definição de impressão. A FIG. 11 ilustra uma vista explodida de uma zona 211 de pré-tratamento que compreende um primeiro cilindro 210 motor, placa 1100 quente, primeiro banco 1101 de aquecimento, segundo banco 1102 de aquecimento, e terceiro banco 1103 de aquecimento. Numa forma de realização da invenção, a placa 1100 quente entra em contacto com o lado não impresso do substrato 242. Numa forma de realização preferida desta invenção, a placa 1100 quente pode ser revestida com Teflon e pode ser aquecida até, aproximadamente, 160 °C. Numa forma de realização da invenção, o primeiro banco 1101 de aquecimento, segundo banco 1102 de aquecimento, e terceiro banco 1103 de aquecimento sopram ar 49 quente a, aproximadamente, 160 °C. Isto pode ser alterado para se adaptar ao tipo de substrato e/ou espessura e/ou qualquer pré-tratamento e/ou temperaturas encontradas posteriormente no processo, como seria compreendido pelos especialistas na técnica. A FIG. 12 ilustra uma vista explodida de uma primeira zona 217 de secagem que compreende um segundo cilindro 218 de arrefecimento, segundo cilindro 216 motor, primeiro banco 1200A de secagem, segundo banco 1101A de secagem, terceiro banco 1102A de secagem, e quarto banco 1103A de secagem. Numa forma de realização da invenção, o primeiro banco 1200A de secagem, segundo banco 1101A de secagem, terceiro banco 1102A de secagem, e quarto banco 1103A de secagem sopram ar quente a, aproximadamente, 140 °C se bem que isto possa ser alterado, como seria compreendido pelos especialistas na técnica, a partir da presente descrição aqui oferecida. A FIG. 13 ilustra uma vista explodida de uma segunda zona 224 de secagem que compreende um terceiro cilindro 223 motor, primeiro banco 1200B de secagem, segundo banco 1101B de secagem, terceiro banco 1102B de secagem, e quarto banco 1103B de secagem. Numa forma de realização da invenção, o primeiro banco 1200B de secagem, segundo banco 1101B de secagem, terceiro banco 1102B de secagem, e quarto banco 1103B de secagem sopram ar quente a, aproximadamente, 140 °C se bem que isto possa ser alterado, como seria compreendido pelos especialistas na técnica, a partir da presente descrição aqui oferecida. A FIG. 14 ilustra uma vista explodida de uma terceira zona 230 de secagem que compreende um quarto cilindro 229 motor, primeiro banco 1200C de secagem, e segundo banco 1101C de 50 secagem. Numa forma de realização da invenção, o primeiro banco 1200C de secagem e o segundo banco 1101C de secagem, sopram ar quente a, aproximadamente, 50 °C se bem que isto possa ser alterado, como seria compreendido pelos especialistas na técnica, a partir da presente descrição. A FIG. 15 ilustra uma vista explodida de uma quarta zona 236 de secagem que compreende um quinto cilindro 235 motor, primeiro banco 1200D de secagem, e segundo banco 1101D de secagem. Numa forma de realização da invenção, o primeiro banco 1200D de secagem e o segundo banco 1101D de secagem sopram ar quente a, aproximadamente, 50 °C se bem que isto possa ser alterado, como seria compreendido pelos especialistas na técnica, a partir da presente descrição. A FIG. 16 ilustra uma vista explodida de uma primeira unidade 204 de limpeza que compreende cilindros 1600 de superfície viscosa e cilindros 1601 de polímero azul. Numa forma de realização da invenção, os cilindros 1601 de polímero azul entram em contacto com o lado superior e inferior do substrato 242 e transferem material particulado/estranho para os cilindros 1600 de superfície viscosa.

As FIGs. 17A a 17D ilustram vistas de um alinhamento apropriado da camada de isolamento à impressão de camada de carbono para uma forma de realização da invenção. Note-se que a FIG. 17A representa a parte superior esquerda, a FIG. 17B a parte superior direita, a FIG. 17C a parte inferior esquerda, e a FIG. 17D a parte inferior direita da folha 2106 de sensor. As marcas não são mostradas na folha de sensor ilustrada na FIG. 21A. Numa forma de realização desta invenção, a estação 103 de impressão de carbono imprime uma camada de carbono, que 51 compreende um rectângulo 1700 de carbono sólido rodeado por uma linha 1703 de carbono rectangular, no substrato 242. Num ciclo de impressão subsequente, a estação 104 de impressão de isolamento imprime a linha 1701 de isolamento rectangular, que está colocada entre o rectângulo 1700 de carbono sólido e a linha 1703 de carbono rectangular, no substrato 242. Quando o alinhamento da camada de isolamento à camada de carbono é apropriado em todos os quatro cantos, tipicamente não deve haver substrato 242 por revestir a aparecer entre a linha 1701 de isolamento rectangular e o rectângulo 1700 de carbono sólido. O alinhamento da camada de isolamento à camada de carbono pode ser verificado manualmente por um operador ou pode ser verificado utilizando o segundo sensor 222 de visionamento, que, numa forma de realização, compreende uma câmara apontada a cada canto do substrato. Tipicamente, isto constitui parte da inicialização no inicio do trabalho de impressão. Um operador pode observar todos os quatro cantos do substrato adjacentes uns aos outros num ecrã de TV. O operador pode, depois, inspeccionar visualmente o alinhamento do isolamento ao carbono durante este processo de inicialização (e, de facto, durante o resto do trabalho de impressão) e pode realizar quaisquer ajustes que sejam necessários para colocar as impressões de isolamento e de carbono em alinhamento. Deve ser entendido que o dispositivo 222 de visionamento de filme continuo (compreendendo, por exemplo, 4 câmaras apontadas a localizações por cima dos quatro cantos do cartão de substrato) observa e remete para uma unidade de visualização um instantâneo de cada um dos quatro cantos de cada cartão. Deste modo, os cantos de cada cartão apenas são observados na unidade de visualização por uma fracção de segundo uma vez que o substrato por baixo das câmaras de visionamento está constantemente a ser substituído à medida que o filme contínuo percorre o aparelho. Este sistema possibilita a um 52 operador observar instantaneamente os efeitos que qualquer ajuste que ele possa realizar produz no alinhamento do isolamento ao carbono. Os ajustes que o operador pode realizar incluem, mas não se limitam a, curso da serigrafia, altura de ajuste, pressão de espátula, posição da tela relativamente à direcção "Y", posição da tela em relação a Θ (Teta) . Uma vez estabelecido o alinhamento por dispositivo de visionamento nesta e noutras estações de impressão (utilizando os dispositivos 228 e 234 de visionamento) o sistema de alinhamento automático interno em X (utilizando as marcas 2107 e 2108) e o sistema de alinhamento automático em Y (por exemplo, sistemas de alinhamento situados nas posições 237A, 237B e 237C utilizando as marcas 2101 a 2104) estão autorizados a controlar e monitorizar e corrigir automaticamente o alinhamento em X e em Y durante a impressão. As marcas 1700 a 1703, mostradas nas FIGs. 17A a 20D, podem ser utilizadas para alinhamento automático em X e em Y durante a impressão, como uma alternativa ou além da utilização das marcas 2101 a 2104 e 2107 e 2108, como seria compreendido pelos especialistas na técnica, a partir da presente descrição. A FIG. 18 ilustra uma vista de alinhamento incorrecto de uma camada de isolamento à camada de carbono, para uma forma de realização da invenção, quando o material de isolamento é mais extenso na direcção da impressão do que o material de carbono. Esta situação pode acontecer mesmo que a tela de carbono e isolamento sejam do mesmo tamanho nesta dimensão, devido ao substrato ter-se esticado ou o movimento de tela ser diferente em cada fase (um movimento de tela mais lento resulta numa impressão de material relativamente mais extensa ao longo do sentido do percurso do filme continuo de substrato). Note-se que a FIG. 18A representa a parte superior esquerda, a FIG. 18B a 53 parte superior direita, a FIG. 18C a parte inferior esquerda, e a FIG. 18D a parte inferior direita da folha 2106 de sensor. Quando o alinhamento da camada de isolamento à camada de carbono é incorrecto num dos quatro cantos de substrato 242 não revestido, isso pode ser observado entre a linha 1701 de isolamento rectangular e o rectângulo 1700 de carbono sólido. O alinhamento da camada de isolamento à camada de carbono pode ser verificado manualmente por um operador utilizando o segundo sensor 222 de visionamento. A FIG. 19 ilustra uma vista de um alinhamento incorrecto de uma camada de isolamento à camada de carbono, para uma forma de realização da invenção, quando o material de isolamento impresso é mais pequeno do que o da impressão de carbono (por exemplo, o movimento de tela para a impressão de isolamento pode ser mais extenso do que o do carbono, ou a tela de isolamento pode ser mais pequena do que a da estação de impressão de carbono) . Note-se que a FIG. 19A representa a parte superior esquerda, a FIG. 19B a parte superior direita, a FIG. 19C a parte inferior esquerda, e a FIG. 19D a parte inferior direita da folha 2106 de sensor. Quando o alinhamento da camada de isolamento à camada de carbono é incorrecto num dos quatro cantos do substrato 242 não revestido, isso pode ser observado entre a linha 1701 de isolamento rectangular e o rectângulo 1700 de carbono sólido. O alinhamento da camada de isolamento à camada de carbono pode ser verificado manualmente por um operador utilizando o segundo sensor 222 de visionamento.

As FlGs. 20A a 20D ilustram diagramas esquemáticos representando os resultados de um processo para impressão de um segundo guia 2002 óptico (observar a FIG. 21A) que compreendem um rectângulo 1700 de carbono sólido, linha 1701 rectangular de 54 isolamento oca, rectângulo 1703 de carbono oco, rectângulo sólido da primeira camada 2000 de enzima, rectângulo sólido da segunda camada 2001 de enzima, e substrato 242 não revestido. Opcionalmente, tais impressões também podem ser utilizadas durante o fabrico por intermédio de sistemas automáticos de inspecção continua, tal como o sistema 237 de inspecção na secção 6 (após a segunda impressão de enzima). O alinhamento continuo é, de outro modo, tipicamente efectuado por intermédio de um sistema de alinhamento (não mostrado) nas posições 237A, 237B e 237C na direcção "Y" e por intermédio de um sistema de controlo de alinhamento que verifica as marcas 2105 (observar a FIG. 21(A) na direcção "X". A FIG. 21A ilustra um exemplo de uma folha de sensor com um primeiro guia 2100 óptico e segundo guia 2002 óptico; primeiras marcas 2101 de alinhamento em Y, segundas marcas 2102 de alinhamento em Y, terceiras marcas 2103 de alinhamento em Y, e quartas marcas 2104 de alinhamento em Y; e marcas 2105 de alinhamento em X. Note-se que as marcas 2105 de alinhamento em X compreendem, a marca 2107 de alinhamento de carbono em X e a marca 2108 de alinhamento de isolamento em X. A FIG. 21B ilustra uma vista explodida de uma fila dentro da folha 2106 de sensor com uma marca 2107 de alinhamento de carbono em X e segundo guia 2002 óptico. A FIG. 21C ilustra uma vista explodida de uma fila dentro da folha 2106 de sensor com uma marca 2108 de alinhamento de isolamento em X e segundo guia 2002 óptico. A marca 2108 de isolamento em X reveste completamente a marca 2107 de alinhamento de carbono em X, como ilustrado na FIG. 21C, e assim sendo proporciona um ponto de ocorrência (bordo à esquerda da marca 2108) adiantado em relação ao da primeira marca 2107 de carbono. Isto significa que quaisquer camadas subsequentes são impressas em relação à segunda camada impressa (neste caso a 55 camada de isolamento) em vez de o serem em relação à camada de carbono. Isto pode ser útil se a segunda e subsequentes dimensões de material de tela forem mais extensas na direcção X (ao longo do filme continuo) do que a primeira dimensão de material de tela na direcção X.

As FIGs. 20A-D mostram uma vista explodida de um canto dos guias de impressão na sequência em que são impressos. Na secção 3 da estação 103 de impressão de carbono, um rectângulo 1700 de carbono sólido é impresso juntamente com uma linha 1703 de carbono rectangular, que rodeia o rectângulo 1700 de carbono sólido. Na secção 4 da estação 104 de impressão de isolamento, é impressa uma linha 1701 de isolamento rectangular entre o rectângulo 1700 de carbono sólido e a linha 1703 de carbono rectangular. Quando o alinhamento do isolamento ao carbono está correcto em todos os quatro cantos, tipicamente não existirá substrato 242 não revestido a aparecer entre o rectângulo 1700 de carbono sólido e a linha 1701 de isolamento rectangular. Além disso, na secção 4 da estação 104 de impressão de isolamento, existem mais duas linhas 1701 de isolamento rectangulares impressas directamente por cima do rectângulo 1700 de carbono sólido. Estas duas linhas de isolamento suplementares são utilizadas para avaliar visualmente o alinhamento da primeira camada 2000 de enzima à camada de isolamento e da segunda camada 2001 de enzima à camada de isolamento, isto é feito deste modo por intermédio de impressão de um rectângulo sólido de tinta enzimática dentro da linha de isolamento rectangular, como ilustrado nas FIGs. 20C e 20D. Deste modo, a terceira e quarta camadas impressas podem ser alinhadas à segunda e não às primeiras camadas impressas. Esta situação possui a vantagem de que uma alteração no tamanho do material entre a primeira e segunda camadas (que pode ser necessária, o substrato deve 56 esticar-se após a primeira estação de impressão, devido, por exemplo, ao calor e força que se encontram na primeira zona 217 de secagem) pode ser adaptada, sem efeito adverso, no alinhamento de impressão (é tipica uma tolerância de 300 pm na direcção X) .

Como ilustrado nas FIGs. 1 e 2, no fim do processo, o substrato 242, incluindo os sensores ai impressos, é rebobinado por intermédio da unidade 107 de rebobinagem alimentando, depois, o dispositivo 108 de perfuração, que pode ser, por exemplo, um dispositivo de perfuração Preco que se situa dentro de um ambiente de humidade baixa. O Dispositivo de Perfuração Preco consiste num Dispositivo de Perfuração de Amortecedor Flutuante, CCD X, Y, Teta. O sistema de alinhamento Preco Punch utiliza um sistema de visionamento CCD para observar os pontos "Preco Dots" que são impressos na estação de impressão de carbono, estes permitem que o dispositivo de perfuração se ajuste à impressão de carbono e possibilitam ao dispositivo de perfuração "perfurar" os cartões fora de esquadria. A produção do Dispositivo 108 de perfuração consiste num conjunto de cartões perfurados, tais como os que se ilustram na FIG. 21A. Os cartões perfurados são expulsos do dispositivo 108 de perfuração para uma correia de transportador, esta correia de transportador transporta os cartões por baixo de um leitor de código de barras que lê dois dos códigos de barras em cada cartão para identificar se o cartão é aceite ou rejeitado, em associação com a Base de Dados de Filme Continuo. Pode efectuar-se uma extracção automática ou manual dos cartões rejeitados. Os cartões são, depois, empilhados em preparação para o passo de fabrico seguinte. 57

Na estação 103 de impressão de carbono, estação 104 de impressão de isolamento, primeira estação 105 de impressão de enzima, e segunda estação 106 de impressão de enzima, todas possuem um meio para inspecção visual do alinhamento, imediatamente após o passo de processo de impressão, utilizando respectivamente, o primeiro sensor 215 de visionamento, segundo sensor 222 de visionamento, terceiro sensor 228 de visionamento, quarto sensor 234 de visionamento. Para cada secção no processo de fabrico de impressão de filme continuo - Secção 3, 4, 5 e 6 -existem sistemas de câmara, Web Viewer, situados imediatamente após o passo de processo de impressão (Observar as FIGs. 2A-2C para localizações de dispositivo de visionamento de filme continuo). Existem duas câmaras na Secção 3 e quatro câmaras em cada uma das Secções 4, 5 e 6. As câmaras do dispositivo de visionamento de filme continuo fazem parte de um processo de preparação manual utilizado pelos operadores de máquina de filme continuo durante o inicio do trabalho de impressão. As câmaras são utilizadas para observar as marcas impressas, que auxiliam a preparação inicial de alinhamento do carbono ao substrato 242 e alinhamento entre a camada de isolamento e camada de carbono, primeira camada de enzima e camada de isolamento, e segunda camada de enzima e camada de isolamento. Os guias de impressão são ilustrados e indicados na FIG. 21A. Para o alinhamento de impressão de carbono, utiliza-se o segundo guia 2100 óptico para indicar a posição de impressão de carbono em relação ao bordo do substrato 242 à medida que este avança através da estação 103 de impressão de carbono. Existe uma linha dianteira e uma linha traseira, como ilustrado na FIG. 21A. A impressão de carbono é ajustada até que as linhas indiquem que a impressão está enquadrada relativamente ao bordo do substrato. É necessário o alinhamento das camadas impressas individualmente na direcção X (ao longo do comprimento da máquina) e na direcção Y 58 (transversalmente à máquina) , observar a FIG. 21A. O alinhamento na direcção X é controlado por intermédio do sistema de alinhamento interno da máquina. Este utiliza as áreas impressas indicadas nas FIGs. 21A, B e C. No ciclo de impressão de carbono é impressa, nesta área, uma marca 2107 de alinhamento de carbono em X. O ciclo de impressão de isolamento é alinhado à impressão de carbono utilizando sensores que utilizam a marca 2107 de alinhamento de carbono em X de modo a permitir que a tela de isolamento se ajuste com o fim de imprimir a tinta de isolamento na posição correcta. A marca 2107 de alinhamento de carbono em X utilizada para este objectivo é, depois, coberta com a marca 2108 de alinhamento de isolamento em X que é utilizada do mesmo modo para alinhar correctamente a primeira camada 2000 de enzima e segunda camada 2001 de enzima com a impressão de isolamento. O alinhamento na direcção Y é controlado por intermédio do sistema de alinhamento em Y (não mostrado) situado nas posições 237A, 237B e 237C que, numa forma de realização da invenção, pode ser um sistema de alinhamento Eltromat, modelo número DGC650 de Leopoldshõhe, Alemanha. Este, utiliza as áreas 2101 a 2104 impressas, indicadas na FIG. 21A. Em cada ciclo de impressão - Carbono, Isolamento, Enzima 1 e Enzima 2 -estas marcas são impressas com o fim de que a impressão subsequente seja alinhada, por meio de sensores, na direcção Y. A Base de Dados de Filme Contínuo grava a informação de processo durante a impressão. A informação gravada na base de dados pode ser reenviada para cada cartão individual por meio de um código de barras, numa forma de realização utiliza-se um código de barras 2D. A informação típica acumulada na base de dados de filme contínuo é sucintamente descrita na Tabela 3. A Base de Dados de Filme Contínuo tem a capacidade de avaliar se um parâmetro do processo é Aceitável ou Inaceitável e pode ser utilizada para rejeitar cartões na base de - quais os parâmetros 59 que estiveram dentro daquele limite de tolerância. Os cartões inaceitáveis podem ser removidos em processos seguintes, quer manualmente quer automaticamente.

Tabela 3

Secção 2 Pré- tratamento Secção 3 Carbono Secção 4 Isolamento Secção 5 Enzima 1 Secção 6 Enzima 2 Placa 1 de Banco 1 de Banco 1 de Banco 1 de Banco 1 de 1 quente 2 de 3 de 4 de 4 de Secagem Secagem Secagem Secagem Banco 2 de Banco 2 de Banco 2 de Banco 2 de Banco 2 de 1 de 2 de 3 de 4 de 4 de Secagem Secagem Secagem Secagem Secagem Banco 3 de Banco 3 de Banco 3 de Pressão de Pressão de 1 de 2 de 3 de Espátula Espátula Secagem Secagem Secagem Banco 4 de Banco 4 de Banco 4 de % RH no % RH no 1 de 2 de 3 de Interior da Interior da Secagem Secagem Secagem cobertura cobertura Pressão de Pressão de Temp. no Temp. no Espátula Espátula Interior da Interior da cobertura cobertura % RH no % RH no Exterior da Exterior da cobertura cobertura Temp. no Temp. no Exterior da Exterior da cobertura cobertura 60

Tabela 3 (cont.)

Secção 2 Secção 3 Secção 4 Secção 5 Secção 6 Pré- Carbono Isolamento Enzima 1 Enzima 2 tratamento

Outros

Tensão do Filme Contínuo Velocidade do Filme Contínuo A FIG. 22 ilustra um diagrama esquemático dos parâmetros X, Y, Z e Θ utilizados para alinhar o processo de impressão de filme contínuo. 0 parâmetro Y representa a direcção desde o operador até ao lado de máquina, da máquina de impressão de filme contínuo (tipicamente horizontal). 0 parâmetro X representa a direcção desde a unidade 101 de desenrolamento até à unidade 107 de rebobinagem (tipicamente horizontal). O parâmetro Z representa a direcção perpendicular às direcções X e Y (tipicamente vertical). O parâmetro Θ representa o ângulo em torno do eixo Z. Numa forma de realização desta invenção, os parâmetros seguintes são utilizados para alinhar o processo de impressão seguinte tal como, por exemplo, a estação 103 de impressão de carbono, estação 104 de impressão de isolamento, primeira estação 105 de impressão de enzima, e segunda estação 106 de impressão de enzima. 61

Numa forma de realização da presente invenção, a produção do processo de fabrico de filme continuo consiste em cartões impressos com materiais compreendendo Carbono, Isolamento e duas camadas de Enzima idênticas, impressos e alinhados uns com os outros para formarem tiras contendo, cada uma delas, um sensor electroquimico e eléctrodos de contacto associados para detecção de Glicose numa amostra de sangue. As tiras são utilizadas para autovigilância de glicose no sangue em associação com um dispositivo de medição. Considera-se a possibilidade de produção de diversas concepções de tiras. Na presente, o filme continuo é concebido para produzir tiras "One Touch Ultra" para utilização no dispositivo de medição One Touch Ultra que é fornecido por LifeScan, Inc.

Na FIG. 21A ilustra-se um diagrama esquemático exemplificativo do material produzido. Este ilustra um cartão impresso completo, que contém 10 "Filas" de 50 "Tiras". Existe um total de 500 "Tiras" por cartão. Também se indicam as orientações de impressão. Por impressão das filas 0 a 9 (50 tiras por cada) paralelas à direcção de impressão, o processo pode ser, facilmente, ampliado para a inclusão de um passo de corte que separe uma fila de outra. Além disso, isto significa que podem ser facilmente identificadas quaisquer filas defeituosas resultantes da alteração transversal do filme continuo em qualidade de impressão (perpendicular à direcção da impressão) . É atribuído um número (identificado por intermédio de um código de barras) a cada fila e, por esse motivo, filas específicas de folhas específicas no filme contínuo podem, mais tarde, ser identificadas relativamente à base de dados e eliminadas sem a necessidade de rejeitar toda a folha. Isto aumenta a produção de produtos utilizáveis provenientes do processo e torna todo o processo mais eficaz. 62 A tela móvel substancialmente plana lida bem com os tipos de tinta (combinações sólido/liquido) utilizados na impressão de sensores electroquimicos. A utilização de uma tela plana móvel possibilita um melhor controlo da definição de impressão e a deposição das camadas mais espessas de tinta necessárias nos sensores electroquimicos do que o que pode ser admitido por intermédio de rotogravura ou serigrafia cilíndrica. Está facilmente disponível, comercialmente, uma variedade de tipos de tela (com diferentes malhas, diâmetro de fio na malha, afastamento entre fios, espessura, contagem de malha) para lidar com os diferentes requisitos de diferentes tipos de tinta no processo de impressão de filme contínuo (carbono, isolamento, enzima).

Devido à disposição da, tela plana, cilindro de impressão, substrato e uma espátula impelindo a tela em direcção ao substrato, está disponível uma variedade de parâmetros susceptíveis de serem manipulados (ângulo de tela em relação ao substrato, ângulo de espátula, posição de tela em relação à espátula, posição de espátula em relação ao cilindro de impressão, distância de ajuste, velocidades relativas do substrato e tela e espátula etc.) para optimizar o processo de impressão para sensores electroquimicos.

Para sintetizar resumidamente um processo de fabrico de filme contínuo para fabrico de sensores electroquimicos, o filme contínuo expande-se ou estica-se à medida que é aquecido e colocado sob a acção de forças durante o processo. A cada estação de impressão (por exemplo, carbono, isolamento, duas enzimas) segue-se, tipicamente, uma estação de secagem. Com o fim de secar eficazmente as tintas, as estações de secagem funcionam a temperaturas bastante elevadas (50-140 graus 63 centígrados). Além disso, para auxiliar no alinhamento do filme contínuo através de cada estação de impressão, o filme contínuo é colocado sob acção de uma força.

Para se controlar o alinhamento dentro do processo, o substrato tem de ser mantido sob acção de uma força, consequentemente, sempre que o substrato é aquecido para, por exemplo, secar as tintas após impressão, o substrato irá esticar de modo imprevisível provocando uma alteração no tamanho de imagem em impressões subsequentes. 0 tamanho da imagem impressa em cada estação de impressão é determinado por diversos factores (tamanho de estêncil, viscosidade da tinta, velocidade relativa do filme contínuo e estêncil/tela, e deformação do substrato em determinado ponto (deformação reversível e irreversível), etc. Verificou-se um desvio na alteração do tamanho da imagem (entre diferentes passos de impressão) quando observada no final do processo. Uma significativa redução de produção era imprevisível e maior do que a esperada. Se a disparidade entre os tamanhos da imagem entre camadas for maior do que 300 mícrones ao longo do filme contínuo (direcção-x), o produto não funcionará. Pensou-se que a alteração excessiva do tamanho da imagem fosse devido a um estiramento excessivo e imprevisível (devido a aquecimento e acção de força) e contracção do substrato de filme contínuo. O problema do estiramento e da tensão não provocam os mesmos problemas na impressão com base plana. Para resolver o problema no processo de filme contínuo, tentou-se pré-contraír o substrato. O substrato foi aquecido a, aproximadamente, 185 graus centígrados antes de ser utilizado no processo de filme 64 contínuo. Contudo, a alteração no tamanho da imagem continuou a ser um problema, e provocou uma produção reduzida. A actual proposta para o processo de filme contínuo consiste na utilização de temperaturas elevadas num primeiro dispositivo de secagem ou, de preferência, pré-tratamento a uma temperatura suficientemente elevada de forma a que, num exemplo, a deformação irreversível seja substancialmente removida do substrato, antes de ser impressa uma imagem no substrato.

Numa primeira estação de processamento na máquina de filme continuo, um banco de secagem aquece o substrato até 160 graus centígrados. As temperaturas encontradas pelo substrato mais tarde no processo, tipicamente não excedem 140 graus.

Na FIG. 2A o primeiro banco de aquecimento que o substrato não impresso encontra é a placa quente. Esta é uma placa revestida a Teflon, que eleva, e entra em contacto com, o substrato durante o movimento do filme contínuo. O calor é introduzido na face secundária do substrato. Isto funciona actualmente a uma temperatura de referência de 160 °C com uma especificação de +/- 4 °C. A temperatura de referência de 160 °C proporcionou, estatisticamente, o melhor controlo dimensional. A média calculada é de 160,9 °C. No Banco 2 o ar quente é introduzido na face principal do substrato a uma temperatura de referência de 160 °C com uma especificação de +/- 4 °C. A média calculada é de 161,29 °C. No Banco 3 o ar quente é introduzido na face principal do substrato a uma temperatura de referência de 160 °C com uma especificação de +/- 4 °C. A média calculada é de 161,18 °C. No Banco 4 o ar quente é introduzido na face principal do substrato a uma temperatura de referência de 160 °C 65 com uma especificação de +/- 4 °C. A média calculada é de 160,70 °C.

Como consequência da tensão sobre o filme continuo e do calor introduzido no dispositivo de secagem, o substrato de filme continuo é esticado, aproximadamente, 0,7 mm por repetição de material. Esta foi uma das principais razões para a utilização da Estação 1 como uma unidade de pré-tratamento para estabilizar o substrato antes das estações de impressão subsequentes. A utilização da Estação 1 para pré-tratamento do substrato melhora a estabilidade do Comprimento de Fila de Carbono e Isolamento uma vez que muita da deformação do material foi removida do substrato antes da impressão.

Será aceite que estruturas equivalentes podem ser substituídas pelas estruturas aqui ilustradas e descritas e que a forma de realização descrita da invenção não é a única estrutura que pode ser empregue para implementar a invenção reivindicada. Além disso, deve ser entendido que todas as estruturas anteriormente descritas têm uma função e tais estruturas podem ser referidas como um meio para desempenhar essa função.

Lisboa, 15 de Março de 2007 66

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Método de fabrico de um sensor electroquímico compreendendo um substrato e, pelo menos, duas camadas a imprimir no substrato, compreendendo o método, o transporte de um filme continuo do substrato através de uma primeira e segunda estações de impressão, uma estação de secagem colocada entre as referidas estações de impressão, e uma estação de arrefecimento situada entre a estação de secagem e a segunda estação de impressão; a impressão de uma camada de tinta condutora no substrato à medida que este é transportado através da primeira estação de impressão, por intermédio da aplicação de um composto de tinta condutora no substrato, o composto de tinta condutora compreende: grafite; negro de carbono; uma resina; e pelo menos um solvente; em que uma relação de peso de grafite para negro de carbono varia desde 4:1 a 1:4; e em que uma relação de peso de uma soma de grafite e negro de carbono para resina varia desde 10:1 a 1:1; a secagem da primeira camada de tinta condutora no substrato, na estação de secagem, e o arrefecimento do substrato impresso na estação de arrefecimento antes da impressão de uma segunda camada no substrato à medida que 1 este é transportado através de uma segunda estação de impressão.
2. Método da reivindicação 1, em que o solvente no composto de tinta condutora tem um ponto de ebulição entre 120 °C e 250 °C.
3. Método da reivindicação 1, em que o solvente no composto de tinta condutora inclui isoforona, diacetona-álcool e metoxipropoxipropanol.
4. Método da reivindicação 1, em que a resina no composto de tinta condutora consiste num terpolimero que inclui cloreto de vinilo, acetato de vinilo e álcool vinilico.
5. Método da reivindicação 1, em que a relação de grafite para negro de carbono no composto de tinta condutora é 2,62:1 e a relação da soma de grafite e negro de carbono para resina é 2,9:1.
6. Método da reivindicação 1, em que um tamanho de partícula da grafite no composto de tinta condutora é 15 pm.
7. Método da reivindicação 1, em que o passo de secagem seca o composto de tinta condutora que foi aplicado ao substrato, à temperatura de 140 °C.
8. Método da reivindicação 1, em que o passo de secagem seca o composto de tinta condutora que foi aplicado ao substrato, com um fluxo de ar de 60 m3/min. 2
9. Método da reivindicação 1, em que o passo de secagem possui uma duração que varia desde 30 segundos a 60 segundos.
10. Método da reivindicação 1, em que os passos de transporte e impressão são realizados utilizando um processo baseado em filme continuo. Lisboa, 15 de Março de 2007 3