BRPI0612822A2 - pulseiras e respectivos métodos de fabrico - Google Patents

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Abstract

Pulseiras e Respectivos Métodos de Fabrico. Uma pulseira de RFID e um método de fabrico da mesma em que a pulseira é composta de uma camada inferior tendo uma superfície superior e uma superfície de parte inferior, um microprocessador de identificação de radiofrequência ligado à superfície superior da camada inferior, uma antena, operativamente acoplada ao microprocessador de identificação de radiofrequência e ligada à superfície superior da camada inferior, uma camada de núcleo, posicionada acima da camada inferior e ligada à camada inferior, ao microprocessador de identificação de radiofrequência e à antena e uma camada superior, posicionada acima da camada de núcleo e ligada à camada de núcleo.

Description

"Pulseiras e Respectivos Métodos de Fabrico" Relatório Descritivo Antecedentes da Invenção
As pulseiras têm numerosas aplicações, desde funcionais até à moda. Por exemplo, uma pulseira pode ser usada como ingresso para indicar que o portador da pulseira está autorizado à admissão a um foro ou show. Uma pulseira é ideal em casos em que está envolvida atividade física vigorosa ou em que é trabalhoso para um patrocinador controlar um ingresso, tal como um parque aquático ou concerto. Chips de identificação por radiofreqüência ("RFID") podem ser incorpo- rados nas pulseiras para lhes conferir funcionalidade aumentada. Geralmente, os chips de RFID são usados para produtos de rastreamen- to. Um item que possui um chip de RFID pode ser rastreado por um sistema de rede. Em razão do RFID, o sistema de rede é capaz de identificar a posição do chip de RFID e, deste modo, o portador da pulseira.
Geralmente, em pulseiras que possuem um chip de RFID, é usado um adesivo isolante à pressão para ligar dois substratos em conjunto, em que um dos substratos contém o chip de RFID. Esta construção proporciona pequena ou nenhuma proteção para o chip de RFID. Especificamente, as pulseiras convencionais empregam substra- tos finos que são capazes de absorver apenas pequenas quantidades de choque. Além disso, os materiais usados em pulseiras convencionais que têm um chip de RFID são finos e têm tendência a separar-se e perder continuidade, quando estirados. Portanto, são necessários uma pulseira e método de montagem de pulseira que seja capaz de produzir uma pulseira de RFID para absorver quantidades aumentadas de choques, protegendo os circuitos de RFID, e possua resistência tênsil aumentada.
Sumário da Invenção
Uma modalidade da invenção relaciona-se com uma pulsei- ra que compreende uma camada inferior tendo uma superfície superior e uma superfície inferior, um microprocessador de identificação de radiofreqüência ligado à superfície superior da camada inferior, uma antena, operativamente acoplada ao microprocessador de identificação de radiofreqüência e ligada à superfície superior da camada inferior, uma camada de núcleo, posicionada acima da camada inferior e ligada ã camada inferior, ao microprocessador de identificação de radiofre- quência e à antena e uma camada superior posicionados acima da camada de núcleo e ligados à camada de núcleo.
De acordo com outra modalidade da invenção, a pulseira compreende ainda uma bateria operativamente acoplada ao micropro- cessador de identificação de radiofreqüência.
De acordo ainda com outra modalidade da invenção, um
método de fabrico de uma pulseira inclui proporcionar uma camada inferior tendo uma superfície superior e uma superfície inferior, fixar um microprocessador de identificação de radiofreqüência na superfície superior da camada inferior, formar uma antena na superfície superior da camada inferior, por meio da qual a antena é operativamente aco- plada ao microprocessador de identificação de radiofreqüência, formar uma cauda de desativação na superfície superior da camada inferior, por meio da qual cauda de desativação fica operativamente acoplada à antena, carregar a camada inferior num equipamento de moldagem por injeção, carregar a camada superior, posicionada acima da superfície superior da camada inferior, no equipamento de moldagem por injeção e injetar material polimérico de termocura entre a camada superior e a superfície superior da camada inferior.
30
Deve ser entendido que tanto a descrição geral precedente como a descrição detalhada a seguir são apenas exemplificativas e
explicativas e não são restritivas da invenção conforme reivindicada.
Breve Descrição dos Desenhos
Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção tornar-se-ão evidentes a partir da descrição seguinte, das reivindicações anexadas e das modalidades exemplificativas mos- tradas nos desenhos, que são descritas brevemente abaixo.
A Figura 1 é uma vista em seção reta superior de uma pulseira de RFID, de acordo com uma modalidade da invenção.
A Figura 2 é uma vista em seção reta lateral de uma pulseira de RFID, de acordo com outra modalidade da invenção.
A Figura 3 está uma vista aumentada de uma pulseira de RFID, de acordo com uma modalidade da invenção.
A Figura 4 é uma vista em seção reta lateral de uma pulseira de RFID num equipamento de moldagem por injeção antes da injeção de uma camada de núcleo.
A Figura 5 é uma vista em seção reta de uma pulseira de RFID num equipamento de moldagem por injeção, depois da injeção de uma camada de núcleo.
A Figura 6 é uma vista em seção reta superior de duas pulseiras de RFID, de acordo com uma modalidade da invenção.
Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas
Serão descritas abaixo modalidades da presente invenção com referência aos desenhos anexos. Deve ficar entendido que se pretende que a descrição seguinte descreva modalidades exemplificati- vas da invenção e não limite a invenção. ηΟ
De acordo com uma modalidade da presente invenção, como mostrado nas Figuras 1 e 2, a pulseira 1 compreende um micro- processador de identificação de radiofreqüência ("RFID") 10, uma antena 20, uma camada inferior 30, uma camada superior 40 e uma camada de núcleo 50. Além disso, a pulseira 1 inclui alças de extremi- dade 60 para firmar a pulseira 1 no punho do portador.
A camada inferior 30 tem uma superfície superior 31 e uma superfície inferior 32. A camada inferior 30 é compreendida de qual- quer material de plástico convencional conhecido que não conduza eletricidade. Por exemplo, a camada inferior 30 pode ser compreendida de PVC, fibra sintética, poliéster, polipropileno, policarbonato ou teslin. A superfície da parte inferior 32 da camada inferior 30 é configurada para exibir escrita ou qualquer tipo de marcas de identificação. A superfície superior 31 da camada inferior 30 pode ser compreendida de um composto de plástico que seja apropriado para receber tinta condu- tora. Como mostrado na Figura 1 e descrito abaixo, a superfície superi- or 31 da camada inferior 30 é configurada para receber e estabilizar verticalmente uma pluralidade de componentes de circuitos.
Conforme descrito acima, uma pluralidade de componentes de circuitos pode ser fixada na superfície superior 31 da camada inferior 30. A pluralidade de componentes de circuitos pode ser posi- cionada em qualquer lugar na superfície superior 31 da camada inferior conforme pretendido. O propósito e a funcionalidade do desenho da pulseira 1 ditarão o posicionamento dos componentes de circuitos. A funcionalidade também ditará que tipos de componentes de circuitos ficam incluídos na pulseira 1. Apenas para propósitos exemplificativos, a pulseira 1 pode ser ocupada com uma pilha 70, uma antena 20 e um microprocessador de RFID 10. Além disso, componentes de circuitos adicionais podem incluir, mas, sem limitação, LEDs, telas flexíveis e emuladores. De acordo com uma modalidade da presente invenção, a superfície superior 31 da camada inferior 30 é configurada para receber um microprocessador de RFID 10, uma pilha 70 e uma antena 20 (mostrada na Figura 1). O microprocessador de RFID 10 pode ser qualquer um dentre vários processadores de RFID conhecidos. Por exemplo, pode ser usado um chip Phillips SL2 ICS20 como micropro- cessador de RFID 10. Numa modalidade da invenção, é usado um pacote flip-chip FCP2 como o microprocessador de RFID 10. O micro- processador de RFID 10 é operativamente conectado a uma pilha 70 e uma antena 20 via traços de circuitos 5.
Segundo mostrado na Figura 1, de acordo com uma moda- lidade da invenção, a antena 20 é depositada na superfície superior 31 da camada inferior 30. A antena 20 pode ser compreendida de qual- quer um de vários materiais. Por exemplo, a antena 20 pode ser com- preendida de fio de cobre maciço. De acordo com outra modalidade da presente invenção, a antena 20 está impressa na superfície superior 31 da camada inferior 30 com tinta condutora. Conforme mostrado na Figura 1, a cauda de desativação 80 também é operativamente conecta- da à antena 20.
De acordo com uma modalidade da invenção, como mos-
trado na Figura 3, duas camadas de tinta condutora formam traços de circuitos 5 sobre a superfície superior 31 da camada inferior 30. Uma primeira camada de tinta condutora 5a forma as alças principais da antena 20 e engloba a cauda de desativação 80. A primeira camada de tinta condutora 5a também se estende em torno das alças 60 da pulsei- ra 1. A segunda camada de tinta condutora 5b é aplicada depois da primeira camada de tinta condutora. Como mostrado na Figura 3, uma camada dielétrica 15 fica posicionada em cima da primeira camada de tinta condutora 5a em que a segunda camada de tinta condutora 5b intersecta a primeira camada de tinta condutora 5a. Como mostrado na Figura 2, a camada superior 40 tem uma superfície inferior 41 e uma superfície superior 42. A camada superior 40 é compreendida de qualquer material de plástico conven- cional conhecido que não conduza eletricidade. Por exemplo, a camada superior 40 pode ser compreendida de PVC, fibra sintética, poliéster, polipropileno, policarbonato ou teslin. A superfície superior 42 da camada superior 40 é configurada para exibir escrita ou qualquer tipo de marcas de identificação. A superfície inferior 41 é configurada para entrar em contato com uma camada de núcleo 50.
A camada de núcleo 50 é posicionada entre a camada superior 40 e a camada inferior 30 e está em contato contínuo com a superfície inferior 41 da camada superior 40 e a superfície superior 31 da camada inferior 30. A camada de núcleo 50 é compreendida de materiais configurados para estabilizar os componentes de circuitos posicionados na superfície superior 31 da camada inferior 30 nas direções vertical e horizontal. Além disso, a camada de núcleo 50 protege os componentes de circuitos de danos físicos. A espessura da camada de núcleo 50 está na faixa de 0,13-2,5 milímetros. De prefe- rência, a camada de núcleo 50 é 50% mais espessa do que a espessura dos componentes de circuitos presentes na superfície superior 31 da camada inferior 30.
De acordo com uma modalidade da invenção, a camada de núcleo 50 é compreendida de qualquer um dentre vários materiais poliméricos de termocura. Devido às suas propriedades de ligação e de adesão, uma camada polimérica de termocura de núcleo 50 integra a camada inferior 30 com a camada superior 40 e os restantes componen- tes de modo a formar uma pulseira 1.
Os materiais de termocura preferidos são materiais polimé- ricos de poliuretano, epoxi e poliéster insaturado. Especificamente, são preferidos os poliuretanos feitos por reações de condensação de isocia- /13
nato e um poliol derivado de oxido de propileno ou oxido de triclorobuti- leno. Dos vários poliésteres que podem ser usados, aqueles que podem ser ainda caracterizados como sendo "etilênicos insaturados" são particularmente preferidos em razão de sua capacidade de formar ligações cruzadas através suas duplas ligações com monômeros compa- tíveis (também contendo insaturação etilênica) e com os materiais a partir dos quais são feitas as camadas superior 40 e inferior 30. Os materiais de epoxi de maior preferência para uso na prática desta invenção serão aqueles feitos de epiclorohidrina e bisfenol A ou epiclo- rohidrina e um poliol alifático (tal como o glicerol). Eles estão particu- larmente preferidos em razão de sua capacidade de ligação com alguns dos materiais de maior preferência (por exemplo, cloreto de polivinila) a partir dos quais podem ser feitas as camadas superior 40 e inferior 30.
Um método de fabrico de uma pulseira de RFID 1 de acordo com a presente invenção será, agora, descrito.
Primeiro, é provida uma camada inferior 30. A camada inferior 30 tem uma superfície superior 31 e uma superfície inferior 32. Os traços de circuitos 5 estão presentes na superfície superior 31 da camada inferior 30. A seguir, uma pluralidade de componentes de circuitos é colocada sobre a superfície superior 31 da camada inferior e eletricamente conectada aos traços de circuitos 5.
Como mostrado na Figura 4, a camada inferior 30 é, então, carregada como uma folha completa num equipamento de moldagem por injeção. Uma superfície superior 40 é colocada no equipamento de moldagem por injeção e posicionada de tal modo que a camada superior 40 fique acima da superfície superior 31 da camada inferior 30. Especi- ficamente, o equipamento de moldagem por injeção pode ser uma máquina de reação de moldagem por injeção (que é com freqüência individualmente chamada de "RIM"). Estas máquinas são associadas com uma concha de moldagem superior 90 e uma concha de moldagem inferior 95 que são capazes de realizar operações de formação a baixa pressão, sob frio, em pelo menos uma das lâminas de material poliméri- co (por exemplo, PVC) que compõem as camadas superior 40 e inferior 30. Essas conchas de moldagem superior e inferior 90, 95 cooperam de formas que são bem conhecidas daqueles qualificados nas técnicas de moldagem de material polimérico.
O equipamento de moldagem por injeção injeta, então, material polimérico de termocura via um bico 100 (mostrado nas Figuras 4 e 5) entre a camada superior 40 e a camada inferior 30, formando a camada de núcleo 50 do material polimérico de termocura.
As condições de formação a baixa pressão, sob frio, geral- mente significam condições de formação em que a temperatura da camada de núcleo 50 que consiste em material polimérico de termocu- ra, é menor do que a temperatura de distorção térmica das camadas superior 40 e inferior 30 e a pressão é menor do que cerca de 35 kgcnr2. De preferência, as temperaturas de formação de frio serão pelo menos 10°F menores do que a temperatura de distorção térmica das sobrecamadas superior 40 e inferior 30. A temperatura de distorção térmica de muitos materiais de cloreto de polivinila (PVC) é de aproxi- madamente 110 graus C.
De preferência, são empregadas portas que são afuniladas para baixo a partir de uma área de influxo relativamente larga para uma região de núcleo relativamente estreito que termina em ou próximo da(s) extremidade(s) anterior(es) do corpo da pulseira 1 que está sendo formado. Com maior preferência, estas portas estreitar-se-ão para baixo a partir de uma porta de injeção de diâmetro relativamente largo (por exemplo, desde mais ou menos 5 até cerca de 10 mm) que está em conexão fluida com o movimentador de suprimento de material de termocura até uma extremidade de pulseira de diâmetro relativamente pequeno (por exemplo, 0,10 mm) em que a porta alimenta o material de termocura para dentro do espaço vazio que, em última instância, se torna o centro ou núcleo da pulseira acabada 1. As portas que afuni- lam a partir de um diâmetro inicial de cerca de 7,0 milímetros até um diâmetro mínimo de cerca de 0,13 mm produzirão resultados especial- mente bons sob as condições de injeção a baixa pressão, sob frio.
Outra característica opcional que pode ser utilizada é o uso de conchas de molde que têm um ou mais receptáculos para receber o material polimérico em "excesso" que pode ser injetado de propósito no espaço vazio entre as camadas superior 40 e inferior 30, a fim de expungir qualquer ar e/ou outros gases (por exemplo, aqueles gases formados pelas reações químicas exotérmicas que ocorrem, quando os ingredientes usados para formular a maioria de materiais de termocura poliméricos são misturados em conjunto) a partir do referido espaço vazio. Estes ingredientes de termocura são misturados, de preferência, apenas antes (por exemplo, mais ou menos 30 segundos antes) da sua injeção no espaço vazio.
Uma vez que a camada de núcleo 50 tenha sido injetada, a estrutura moldada é removida do equipamento de moldagem por injeção. De acordo com uma modalidade da invenção, várias pulseiras 1 são cortadas a partir da lâmina moldada. A Figura 6 representa várias pulseiras 1 formadas numa lâmina. As pulseiras acabadas 1 são, então, removidas do material polimérico em excesso (por exemplo, por aparação) e cortadas em certos tamanhos prescritos. O processo de aparação pode também remover o material em excesso numa operação de corte/aparação. Também será bem observado por aquelas pessoas qualificadas nesta técnica que os dispositivos de moldagem usados para fazer essas pulseiras 1 em operações de produção comercial terão com maior preferência conchas de molde tendo cavidades múltiplas (por exemplo, 2, 4, 6, 8 etc.) para fazer simultaneamente várias dessas pulseiras 1. A presente invenção tem várias vantagens incluindo uma maneira de custo efetivo para produzir uma ou mais pulseiras de RFID 1. A camada de núcleo 50 proporciona maior proteção para os compo- nentes de circuitos dentro da pulseira 1 durante a manufatura e o uso, o que, por sua vez, reduz os custos de produção e eleva a saída de produção. Além disso, o método da presente invenção pode ser facil- mente adaptado para produzir múltiplas pulseiras 1 de uma vez.
A descrição precedente de uma modalidade preferida da invenção foi apresentada com propósitos de ilustração e descrição. Não se pretende ser exaustivo nem limitar a invenção à forma precisa revelada e são possíveis modificações e variações levando em conta os ensinamentos acima ou podem ser adquiridos a partir da prática da invenção. A modalidade foi escolhida e descrita, a fim de explicar os princípios da invenção e como aplicação prática para capacitar uma pessoa qualificada na técnica a utilizar a invenção em várias modalida- des e com várias modificações que são adequadas ao uso particular considerado. Pretende-se que o escopo da invenção seja definido pelas reivindicações aqui anexas e seus equivalentes.

Claims (17)

"Pulseiras e Respectivos Métodos de Fabrico" Reivindicações
1. - Pulseira, caracterizada por que compreende: uma camada inferior tendo uma superfície superior e uma superfície inferior; um microprocessador de identificação de radiofreqüência li- gado à superfície superior da camada inferior; uma antena, operativamente acoplada ao microprocessador de identificação de radiofreqüência e ligada à superfície superior da camada inferior; uma camada de núcleo, posicionada acima da camada infe- rior e ligada à camada inferior, ao microprocessador de identificação de radiofreqüência e à antena; e uma camada superior, posicionada acima da camada de núcleo e ligada à camada de núcleo.
2. - Pulseira, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que compreende ainda uma bateria operativamente acoplada ao micropro- cessador de identificação de radiofreqüência.
3. - Pulseira, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que a superfície superior da camada inferior tem uma pluralidade de traços de circuitos configurados para acoplar operativamente a antena ao microprocessador de identificação de radiofreqüência.
4. - Pulseira, de acordo com a Reivindicação 3, caracterizada por que a pluralidade de traços de circuitos tem uma primeira camada de circui- tos e uma segunda camada de circuitos, por meio das quais uma camada dielétrica é posicionada entre as primeira e segunda camadas de circuitos em posições na superfície superior da camada inferior, em que a primeira camada de circuitos e a segunda camada de circuitos se intersectam.
5. - Pulseira, de acordo com a Reivindicação 3, caracterizada por que os traços de circuitos são formados com tinta condutora.
6. - Pulseira, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que a camada inferior e a camada superior são compreendidas de material de plástico não condutivo.
7. - Pulseira, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que a camada de núcleo é compreendida de material polimérico de termocura.
8. - Pulseira, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por que compreende ainda uma pluralidade de alças de extremidade para prender a pulseira ao punho do portador.
9. - Pulseira, caracterizada por que compreende: uma camada inferior tendo uma superfície superior e uma superfície inferior; um microprocessador de identificação de radiofreqüência li- gado à superfície superior da camada inferior; uma antena, operativamente acoplada ao microprocessador de identificação de radiofreqüência e ligada à superfície superior da camada inferior; uma pilha, operativamente acoplada ao microprocessador de identificação de radiofreqüência e ligada à superfície superior da camada inferior; uma camada de núcleo, posicionada acima da camada infe- rior e ligada à camada inferior, ao microprocessador de identificação de radiofreqüência e à antena; e uma camada superior, posicionada acima da camada de núcleo e ligada à camada de núcleo.
10. - Pulseira, caracterizada por que compreende: uma camada inferior tendo uma superfície superior e uma superfície inferior; uma pluralidade de componentes de circuitos ligados à su- perfície superior da camada inferior; uma antena, operativamente acoplada à pluralidade de componentes de circuitos e ligada à superfície superior da camada inferior; uma camada de núcleo, posicionada acima da camada infe- rior e ligada à camada inferior, à pluralidade de componentes de circui- tos e à antena; e uma camada superior, posicionada acima da camada de núcleo e ligada à camada de núcleo.
11. - Pulseira, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizada por que um da pluralidade de componentes de circuitos inclui pelo menos um microprocessador de identificação de radiofreqüência.
12. - Pulseira, de acordo com a Reivindicação 10, caracterizada por que um da pluralidade de componentes de circuitos inclui pelo menos uma bateria, operativamente acoplada ao microprocessador de identifi- cação de radiofreqüência.
13. - Método de Fabrico de Pulseira, caracterizado por que compre- ende: prover uma camada inferior tendo uma superfície superior e uma superfície inferior; ligar um microprocessador de identificação de radiofre- qüência à superfície superior da camada inferior; formar uma antena na superfície superior da camada infe- rior por meio da qual a antena é operativamente acoplada ao micropro- cessador de identificação de radiofreqüência; formar uma cauda de desativação sobre a superfície supe- rior da camada inferior, por meio da qual a cauda de desativação é operativamente acoplada à antena; carregar a camada inferior num equipamento de moldagem por injeção; carregar a camada superior, posicionada acima da superfí- cie superior da camada inferior, no equipamento de moldagem por injeção; e injetar material polimérico de termocura entre a camada superior e a superfície superior da camada inferior.
14. - Método de Fabrico de Pulseira, de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que compreende ainda formar uma pluralidade de alças de extremidade na pulseira para prender a pulseira no punho do portador.
15. - Método de Fabrico de Pulseira, de acordo com a Reivindicação 13, caracterizado por que é formada uma pluralidade de pulseiras a partir de uma camada inferior.
16. - Método de Fabrico de Pulseira, de acordo com a Reivindicação 15, caracterizado por que compreende ainda: remover as camadas injetadas superior e inferior do equipamento de moldagem por injeção e cortar a pluralidade de pulseiras.
17. - Método de Fabrico de Pulseira, caracterizado por que compre- ende: prover uma camada inferior tendo uma superfície superior e uma superfície inferior; fixar um microprocessador de identificação de radiofre- qüência na superfície superior da camada inferior; ligar uma bateria na superfície superior da camada inferior, de forma que forneça energia para o microprocessador de identificação de radiofreqüência; formar uma antena na superfície superior da camada infe- rior por meio da qual a antena fica operativamente acoplada ao micro- processador de identificação de radiofreqüência; formar uma cauda de desativação na superfície superior da camada inferior, por meio da qual a cauda de desativação é operativa- mente acoplada à antena; carregar a camada inferior num equipamento de moldagem por injeção; carregar a camada superior, posicionada acima da superfí- cie superior da camada inferior, no equipamento de moldagem por injeção; e injetar material polimérico de termocura entre a camada superior e a superfície superior da camada inferior.
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