BR112020010906A2

BR112020010906A2 - etiquetas de tecido flexível usando aberturas em um substrato

Info

Publication number: BR112020010906A2
Application number: BR112020010906-1A
Authority: BR
Inventors: Ian Forster
Original assignee: Avery Dennison Retail Information Services, Llc
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-11-17
Also published as: MA51218A; US20190171921A1; EP3718052A1; EP3718052B1; WO2019108958A1; CN111542835A

Abstract

É divulgada uma etiqueta de RFID de tecido flexível, em que um condutor é incorporado em um material flexível para formar um canal. O canal não se estende através da profundidade total do material flexível. O condutor colocado no canal forma uma antena para uma etiqueta de RFID quando acoplada a um chip de RFID. O canal permite que o condutor seja enterrado dentro do material flexível para evitar sulcos desconfortáveis e criar uma superfície plana para impressão.

Description

“ETIQUETAS DE TECIDO FLEXÍVEL USANDO ABERTURAS EM UM SUBSTRATO” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADO(S)

[0001] A presente invenção reivindica prioridade e o benefício do pedido de patente provisório dos Estados Unidos Número 62/593.609 depositado em 1 de dezembro de 2017, cuja totalidade é incorporada por referência neste documento.

ANTECEDENTES

[0002] A presente invenção se refere, em geral, a uma etiqueta de tecido flexível. A etiqueta compreende um condutor incorporado em um material flexível que forma uma antena para uma etiqueta de identificação por radiofrequência ("RFID"). A presente invenção é especialmente adequada para roupas e outros itens de vestuário. Assim, o presente relatório faz referência específica a ela. No entanto, deve ser apreciado que os aspectos da presente invenção também são igualmente passíveis de outras aplicações similares.

[0003] A identificação por radiofrequência ("RFID") é o uso de energia eletromagnética ("energia EM") para estimular um dispositivo responsivo (conhecido como "etiqueta" ou transponder de RFID) a se identificar e, em alguns casos, fornecer dados armazenados adicionalmente. As etiquetas de RFID normalmente incluem um dispositivo semicondutor, normalmente chamado de "chip", no qual são formados um circuito operacional e de memória, conectado a uma antena. Normalmente, as etiquetas de RFID atuam como transponders, fornecendo informações armazenadas na memória do chip em resposta a um sinal de interrogação de radiofrequência ("RF") recebido a partir de um leitor, também conhecido como interrogador. No caso de dispositivos de RFID passivos, a energia do sinal de interrogação também fornece a energia necessária para operar o dispositivo de RFID.

[0004] As etiquetas de RFID podem ser incorporadas ou anexadas a artigos a serem rastreados. Em alguns casos, a etiqueta pode ser anexada na parte externa de um artigo com adesivo, fita ou outros meios e, em outros casos, a etiqueta pode ser inserida dentro do artigo, como sendo incluída na embalagem, localizada dentro do recipiente de o artigo, ou costurado em uma peça de vestuário. As etiquetas de RFID são fabricadas com um número de identificação exclusivo, que normalmente é um número de série simples de alguns bytes com um dígito de verificação anexado. Esse número de identificação é incorporado à etiqueta durante a fabricação. O usuário não pode alterar esse número de série / identificação e os fabricantes garantem que cada número de série seja usado apenas uma vez. Tais etiquetas de RFID somente de leitura são geralmente anexadas permanentemente a um artigo a ser rastreado e, uma vez anexado, o número de série da etiqueta é associado ao seu artigo hospedeiro em uma base de dados de computador.

[0005] No entanto, essas etiquetas de RFID costuradas podem ser desconfortáveis para o usuário, pois elas tendem a criar sulcos desconfortáveis. Além disso, as etiquetas de RFID costuradas não permitem superfícies de marcação adequadas e / ou a superfície imprimível não é plana e tende a ser difícil de ler.

[0006] A presente invenção descreve uma etiqueta de tecido flexível que compreende um condutor incorporado dentro de um material flexível para formar pelo menos um canal. O condutor incorporado forma uma antena para uma etiqueta de RFID. O canal permite que o condutor seja enterrado dentro do material flexível para evitar sulcos desconfortáveis e também criar uma superfície plana para impressão.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] A seguir, é apresentado um sumário simplificado para fornecer um entendimento básico de alguns aspectos da inovação divulgada. Este sumário não é uma visão geral abrangente e não se destina a identificar elementos-chave/críticos ou a delinear seu escopo. Seu único objetivo é apresentar alguns conceitos de maneira simplificada como prelúdio à descrição mais detalhada que será apresentada posteriormente.

[0008] A invenção divulgada e reivindicada pelo presente documento, em um aspecto do mesmo, compreende um dispositivo de etiqueta de identificação por radiofrequência de tecido flexível (RFID) que compreende um condutor incorporado em um material flexível para formar um canal. O canal não se estende através da profundidade total do material flexível. O condutor colocado no canal forma uma antena para uma etiqueta de RFID quando acoplada a um chip de RFID.

[0009] Em uma modalidade preferencial, o condutor é um fio ou tinta condutora que é incorporada no canal. Além disso, uma segunda camada pode ser sobre-laminada na parte superior do canal. Essa camada pode ser usada para várias finalidades, como reter o condutor, vedar o condutor e / ou apresentar uma superfície para impressão lisa. Além disso, em uma modalidade alternativa, o condutor compreende um fio com um revestimento externo. O revestimento tem um estado inicial em que o fio está seco e tem uma baixa adesão e um segundo estado em que o revestimento se torna um adesivo e o fio fica permanentemente curado nesse estado.

[0010] Para a realização dos fins anteriores e relacionados, certos aspectos ilustrativos da inovação divulgada são descritos pelo presente documento em conexão com a descrição a seguir e os desenhos anexos. Esses aspectos são indicativos, no entanto, de apenas algumas das várias maneiras pelas quais os princípios divulgados pelo presente documento podem ser empregados e pretende incluir todos esses aspectos e os equivalentes dos mesmos. Outras vantagens e novos recursos serão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, quando considerados em conjunto com os desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] A FIG. 1A ilustra uma vista em perspectiva superior do canal formado no material flexível de acordo com a arquitetura divulgada.

[0012] A FIG. 1B ilustra uma vista superior de um canal alternativo formado no material flexível de acordo com a arquitetura divulgada.

[0013] A FIG. 2 ilustra uma vista em perspectiva superior do canal preenchido com um fio de acordo com a arquitetura divulgada.

[0014] A FIG. 3 ilustra uma vista em perspectiva superior do canal preenchido com uma tinta condutora de acordo com a arquitetura divulgada.

[0015] A FIG. 4 ilustra uma vista em perspectiva superior do canal preenchido com um condutor de seção transversal retangular de acordo com a arquitetura divulgada.

[0016] A FIG. 5 ilustra uma vista em perspectiva superior do material flexível sendo composto de duas camadas, de acordo com a arquitetura divulgada.

[0017] A FIG. 6A, a FIG. 6B e FIG. 6C ilustram uma vista em perspectiva superior do material flexível que está sendo cortado e depois dobrado para incorporar um condutor de acordo com a arquitetura divulgada.

[0018] A FIG. 7 ilustra uma vista em perspectiva superior do canal com uma camada sobre laminada na parte superior, de acordo com a arquitetura divulgada.

[0019] A FIG. 8 ilustra uma vista em perspectiva superior de um fio com um revestimento adicional na parte externa, de acordo com a arquitetura divulgada.

[0020] A FIG. 9A ilustra uma vista em perspectiva superior de um fio sendo guiado para o canal por uma cabeça de distribuição de acordo com a arquitetura divulgada.

[0021] A FIG. 9B ilustra uma vista superior de um fio posicionado em um canal formado em um material flexível de acordo com a arquitetura divulgada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0022] A inovação é agora descrita com referência aos desenhos, em que números de referência similares são usados para se referir a elementos iguais. Na descrição a seguir, para fins de explicação, vários detalhes específicos são estabelecidos, a fim de fornecer um entendimento completo dos mesmos.

Pode ser evidente, no entanto, que a inovação pode ser praticada sem esses detalhes específicos. Em outros casos, estruturas e dispositivos conhecidos são mostrados na forma de diagrama de blocos, a fim de facilitar uma descrição dos mesmos.

[0023] A presente invenção descreve uma etiqueta de tecido flexível que compreende pelo menos um condutor incorporado dentro de um material, tal como, mas não limitado a, um material flexível, para formar um canal. Em uma modalidade da presente invenção, está disponível uma variedade de diâmetros de fio circular. Por exemplo, fios de cobre de fita única entre 0,032 mm e 0,08 mm são comuns, embora materiais mais finos e espessos possam ser utilizados. Os condutores retangulares no formato de tiras geralmente são feitos de uma ranhura de folha ou cortados em tiras.

[0024] Uma variedade de espessuras de folha também é contemplada pela presente invenção. Os valores comuns para a fabricação de placas de circuito impresso estão entre 0,0175 mm e 0,035 mm. Um fator na escolha da espessura do condutor na presente invenção é a profundidade da pele e a expressão de como a corrente flui nas camadas de superfície do condutor. Geralmente, pode-se considerar que um condutor de cinco vezes a profundidade da pele é adequado para uma frequência de 915MHz. Para fios de cobre, a profundidade da pele é de 0,00215 mm; portanto, aproximadamente um fio de cobre com diâmetro maior que ~ 0,012 mm pode apresentar uma baixa perda de corrente de RF. O fio/tira se encaixa preferencialmente dentro do canal. Em uma modalidade, o canal é criado com um laser. Embora a largura do feixe de laser seja uma função do equipamento utilizado, é comum um valor entre 50um e 100um e compatível com os diâmetros dos fios mencionados anteriormente. O canal não se estende através da profundidade total do material flexível. O condutor colocado no canal forma uma antena para uma etiqueta de RFID quando acoplado a um chip de RFID via conexão direta ou por correia. O canal permite que o condutor seja enterrado dentro do material flexível para evitar sulcos desconfortáveis e também criar uma superfície plana para impressão.

[0025] Com referência inicial aos desenhos, as FIGS. 1A-B ilustram um dispositivo de etiqueta de RFID de tecido flexível 100, em que um canal 102 é formado no material flexível 104. O material 104 pode ser qualquer material adequado, como é conhecido na técnica, como um material flexível, como tecido, tecido, tela, etc. Em uma modalidade, o canal 102 é moldado para formar uma antena 106, mas o canal 102 pode ser qualquer adequado tamanho, formato e configuração, como é conhecido na técnica, sem afetar o conceito geral da invenção. Um versado na técnica apreciará que a forma e o tamanho do canal 102, como mostrado na FIG. 1A é apenas para fins ilustrativos e muitas outros formatos e tamanhos do canal 102 estão bem dentro do escopo da presente divulgação. Além disso, a presente invenção não se limita à criação de um canal 102, mas também contempla que mais de um canal pode ser formado. Embora as dimensões do canal 102 (isto é, comprimento, largura e altura) sejam parâmetros importantes de projeto para um bom desempenho, o canal 102 pode ter qualquer formato ou tamanho que garanta um desempenho ideal. Preferencialmente, o canal deve ser grande o suficiente para que o condutor fique completamente submerso abaixo da superfície com alguma tolerância; portanto, para um fio de 0,08 mm, ele deve ter 0,1 mm de largura e 0,1 mm de profundidade.

[0026] O canal 102 ou vala normalmente não se estende através da profundidade total do material 104, e em que a profundidade do canal 102 pode depender das necessidades e/ou desejos de um usuário e a profundidade é geralmente grande o suficiente, como mencionado anteriormente, de modo que um condutor pode estar contido no canal com alguma tolerância. O canal 102 pode ser formado por vários meios, como a utilização de um laser para remover o material a uma profundidade controlada, abrasão, fresagem ou meios químicos, utilizando um material de máscara e solvente para o material flexível,

ou qualquer outro meio adequado para formar o canal 102 como é conhecido no estado da técnica.

[0027] Além disso, um condutor é posicionado no canal 102 para formar uma antena 106 para uma etiqueta de RFID quando acoplada a um chip de RFID. Como mostrado na FIG. 2, o condutor pode ser um fio 200, em uma modalidade. O fio 200 pode ser qualquer material adequado, como é conhecido na técnica, como cobre, ligas de cobre, alumínio, materiais revestidos com prata, etc. Em uma modalidade preferencial, o fio 200 incorporado no canal 102 seria flexível e feito de cobre.

[0028] Em outra modalidade, como mostrado na FIG. 3, o condutor pode ser uma tinta condutora 300 ou outro material condutor adequado, como é conhecido na técnica. O canal 102 pode ser preenchido com tinta condutora 300 por varredura, impressão ou qualquer outro método adequado, como é conhecido na técnica. Uma tinta adequada que pode ser usada é a DuPont® ME101, uma tinta prateada com boa condutividade e capacidade de ligação ao poliéster. Um material condutor fino pode ser colocado no canal para fazer uma conexão e depois galvanizar o cobre, ou o canal pode ser preenchido com um catalisador e um método sem eletrólito pode ser usado. Em uma modalidade, a superfície superior 302 do material flexível 104 é revestida em silicone ou outro material antiaderente, de modo que a tinta condutora aplicada 300 possa ser facilmente enxugada deixando um canal preenchido 102. Além disso, além da tinta condutora 300, o canal 102 pode ser preenchido com enchimentos condutores adicionais 304, como cobre, prata, grafeno ou uma combinação destes, ou quaisquer outros materiais condutores adequados. Em ainda outra modalidade, uma camada de metal pode ser depositada por evaporação a vácuo.

[0029] Alternativamente, como mostrado na FIG. 4, o condutor pode ser um condutor de seção transversal 400 que em uma modalidade é retangular. Por exemplo, o condutor de seção transversal retangular 400 pode ser uma fita ou uma seção de uma malha condutora feita a partir de fio de cobre ou outros materiais condutores adequados, como é conhecido na técnica.

[0030] Em uma modalidade alternativa mostrada na FIG. 5, o material flexível é composto de pelo menos duas camadas para controlar a profundidade do canal 504. Uma primeira camada de material 500 absorve energia do laser em um determinado comprimento de onda (como 200 nm a 10,6 nm) e uma segunda camada inferior 502 não. Assim, quando o formato do canal necessário é cortado com um laser ou outro dispositivo adequado, a profundidade é controlada para a correspondente à espessura do primeiro material 500.

[0031] As FIGS. 6A-C ilustram uma modalidade alternativa que utiliza um corte 600 no material flexível 602. Especificamente, um corte 600 é feito no material flexível 602 e, em seguida, o corte 600 é aberto por flexão. Um condutor 604, como um fio, é então inserido no corte aberto 600 e o material flexível 602 é retornado a um estado plano, prendendo assim o fio dentro do material flexível 602. Ao usar um material flexível 602, como tecido para um fio fino, a conformidade do material flexível 602 evita a distorção do substrato.

[0032] Além disso, a FIG. 7 ilustra o material flexível 702 com um canal 704 contendo um condutor 706 como descrito acima, mas compreendendo ainda uma segunda camada 700 sobre-laminada na parte superior do material de base flexível 702. A segunda camada 700 sobre-laminada na parte superior pode ser usada para múltiplas finalidades, como reter o condutor 706, vedar o condutor 706 e / ou apresentar uma superfície para impressão lisa. Além disso, a segunda camada 700 pode ser composta de qualquer material adequado, como é conhecido na técnica.

[0033] A FIG. 8 ilustra um fio 800 com um revestimento adicional 802 na parte externa. O revestimento 802 tem um estado inicial em que o fio 800 está seco e tem baixa adesão, para facilitar a alimentação no canal. O revestimento 802 tem um segundo estado em que se torna um adesivo e pode ficar curado permanentemente neste momento. Por exemplo, o fio 800 pode ter um revestimento de fusão a quente 802 sobre ele. A ação de passar o material flexível com o condutor (o fio) no canal através de um par de rolos quentes fará com que o adesivo se funda, grudando o fio 800 nas bordas do canal e, se necessário, nas bordas do canal juntos.

[0034] As FIGS. 9A-B ilustram um fio 900 sendo guiado para o canal 902 por um dispositivo de distribuição de fio 904. O dispositivo de distribuição de fio 904 compreende uma ponta ou cabeça de distribuição 906 que é engatada dentro do canal 902, tornando a definição da forma do fio como sendo apenas a formação inicial do canal 902. Por exemplo, o dispositivo de distribuição de fio 904 simplesmente passa pelo canal 902 sem controle elétrico de posição. Para facilitar isso em materiais flexíveis delicados, o material flexível pode ser temporariamente endurecido por meios como redução de temperatura ou pré-impregnação do tecido com um material como amido ou PVA que pode ser facilmente lavado após o processamento e potencialmente reutilizado , ou qualquer outro método adequado, como é conhecido na técnica.

[0035] Em outra modalidade, a ponta de distribuição é aquecida a uma temperatura que pode derreter localmente o tecido antes de distribuir o fio dentro do canal formado; a ponta quente e o distribuidor podem ser seguidos por uma estrutura relativamente plana que veda o canal, empurrando as bordas do canal juntas, ainda quentes e fluidas.

[0036] O que foi descrito acima inclui exemplos da invenção reivindicada. Obviamente, não é possível descrever todas as combinações concebíveis de componentes ou metodologias para fins de descrição do objeto reivindicado, mas um especialista na técnica pode reconhecer que muitas outras combinações e permutações do objeto reivindicado são possíveis. Assim, a invenção reivindicada pretende abranger todas essas alterações, modificações e variações que se enquadram no âmbito e no escopo das reivindicações anexas. Além disso, na medida em que o termo "inclui" é usado na descrição detalhada ou nas reivindicações, esse termo deve ser inclusivo de maneira similar ao termo "compreendendo" como "compreendendo" é interpretado

Claims

quando empregado como um elemento de transição palavra em uma reivindicação.