CN103269962A - 具有标签的芯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纸卷芯(201)，该纸卷芯包括标签(203)，并且该标签是可无线电读取标签且包括柔性元件。芯的端面设置有带有底部和壁的凹部(202)，标签(203)以至少部分盘绕的构形装入该凹部中。例如，标签可以被粘贴在凹部中。可选地或此外，标签通过由于盘绕所述柔性元件形成的回弹力保持为基本固定，从而将所述柔性元件支撑在包括在凹部(102，202)中的壁和/或底部上。

Description

具有标签的芯
技术领域
本发明涉及具有标签的芯，如涉及用作纸卷架的纸板芯。
现有技术
在供应链和质量控制的观点中，纸卷在其从制造工厂到终端用户的整个寿命周期内的识别是重要的。现有技术公开了多个技术方案，其中纸卷设置有例如条形码，包括单独的标识符。然而，其中与这些技术方案相关的问题是读取条形码，这是因为读取需要读出器和条形码之间的直接视觉接触。此外，条形码例如伴随着纸卷包装的去除的磨损或分离在跟踪纸卷方面带来问题。
这些问题已经通过形成设置有无线电可读取标签(例如，RFID标签)的纸卷而得以解决，其中RFID标签在纸卷芯与将被缠绕在纸卷芯周围的纸张之间放置在纸卷芯的外表面上。这使得能够在从工厂到终端用户始终都将标签与纸卷保持在一起。
尽管如此，这种技术方案也存在问题，因为作为介质的纸张会影响读出器和RFID标签之间的电磁波，从而影响整个RFID系统的工作。在典型的纸卷中，纸层的厚度例如可以大约为1.5米。在该系统中，纸张两次衰减传播通过的电磁波，第一次是在无线电波从读出器传播至标签时，然后是在无线电波散射回读出器时，从而无线电波被强制进行多达3米的穿过纸料的总行程。这种情况在将标签设置在芯的内表面上时将甚至更成问题，将标签设置在芯的内表面上意味着无线电波必须两次不仅传播通过纸料而且传播通过芯的壁厚。
应当注意到，例如无源UHF带RFID标签芯片本身根本没有能量源，从而微芯片必须通过标签天线从由读出器发送的电磁波中获得该微芯片所需的全部能量。因此，标签天线必须具有大的雷达区域以用于将能量收集到微芯片上以及用于将标签数据散射回到读出器。纸张层和板额外地影响传播通过的波的长度。在形成标签天线的尺寸的过程中必须考虑波长的变化，这是因为例如UHF带RFID系统中使用的天线的尺寸与波长的变化成正比。还必须考虑的是各种纸张等级及其对标签天线工作的各种影响，以总是尽可能高地保持标签具有功能。
发明内容
本发明的一个目标是消除或至少减少与现有技术相关的缺点。根据一个实施例，本发明提出了用于放置无线电可读取标签的技术方案，以便在卷的整个寿命周期内都非常好地保护标签，所述标签将可容易并便利地安装到卷上，特别使得能够最小化、甚至完全消除卷中存在的纸张或芯尤其对无线电波的衰减、波长或其它特性的影响。
本发明的一些目标由根据权利要求1的具有标签的芯以及由权利要求7的用于制造芯的方法实现。
根据本发明的具有标签的芯的特征在于涉及芯的权利要求1中所呈现的特征。此外，根据本发明的用于具有标签的芯的制造方法的特征在于涉及制造方法的权利要求7中所呈现的特征。
根据本发明的第一实施例，一种纸卷芯包括无线电可读取标签，所述标签是例如在UHF带中操作的无源RFID标签，所述标签包括诸如天线的柔性部分。在本文中，该芯的端面设置有凹部，该凹部包括底部和壁，并且所述标签以至少部分盘绕的构形装入该凹部中，例如，线型天线可以沿着凹部盘绕。根据一个实施例，由于盘绕所述柔性元件形成的回弹力将标签保持为基本固定，从而将所述柔性部分支撑在包括在凹部中的壁和/或底部上。可选地或此外，也可以以其它方式，如例如通过粘贴剂连接标签。该实施例相对于标签位于芯和纸料之间的现有技术方案提供了明显的优点，这是因为当放置在该端面中形成的凹部中时，标签首先完全被保护避免磨损和冲击，并且标签另外还容易能够从卷的端面被读取，卷上存在的纸张也不阻碍无线电波在标签和读出器之间的传播。
包括在标签中的天线例如可以是线元件，所述线元件盘绕到卷的凹部中，并且其中天线连接至天线的侧部。该标签例如还可以是平坦标签标志，从而天线最优选地位于单平面标签的外周边上。根据本发明的一个实施例，在标签的中间部分中，在由放置在周边的天线限制的区域中，形成有细长切口，标签关于该细长切口被折叠成两个半部，使得第一半部从所述平面沿第一方向折叠，第二半部沿与第一方向大致相反的第二方向折叠。因此，周边区域中存在的天线在侧视图中产生弧形、椭圆形、圆形或至少部分圆形形状的图案。如上所述折叠天线使得能够最大化从孔的开口和从读出器的方向观看时的天线覆盖面积，因此使得天线更加有效。此外，这种结构特别便利并快速并且因此实现成本效率。
根据本发明的一个实施例，凹部是设置在芯的端面上的孔，例如与芯的纵向轴线同向地钻出或研磨出的孔。在该示例中，该孔具有小于芯的壁厚度但仍然足够大以使得能够以盘绕构形将无线电可读取标签装入该孔中的直径。在该实施例中，标签的天线围绕凹部内的轴线，如中心轴线构成最优选的为弧形、椭圆形、圆形或至少部分圆形形状的图案。此处的优点在于，所述孔容易且快速地形成，并且此外，芯的壁(其同时是所述孔的壁)为标签提供物理保护。而且，在供应链的任一点处能够从纸卷的端面容易且可靠地读取标签。
根据本发明的一个优选实施例，凹部是通过钻孔、研磨或通过锯切或通过一些其它现有已知的技术形成在芯的端面上的凹槽。最优选地，该凹槽是长度等于整个芯壁外周边的凹槽。在该示例中，凹槽具有小于芯的外周边的直径但大于芯的内周边的直径的直径，并且凹槽的中心轴线与芯的纵向轴线大致共用。无线电可读取标签装入形成在芯的端面上的凹槽中，使得所述标签的天线位于所述凹槽中，最优选地在凹槽的整个长度范围内延伸。在该实施例中，当从芯的端面观看时，标签的天线围绕凹部或凹槽的中心轴线构成弧形、椭圆形、圆形或至少部分圆形形状的图案，该中心轴线在该情况中与芯的中心轴线基本上重合。此处的优点在于，例如采用锯型工具容易且快速地形成凹槽。此外，芯的标签保护壁留有合理大的厚度，从而该壁保持结构坚固并为标签提供高度有效的物理保护。当从芯的端面和从读出器的方向观看时，天线覆盖表面区域非常大(取决于芯的直径，天线沿着设置在周边的凹槽的长度甚至可以超过1米)。这样，天线将变得高度有效，而且能够在供应链的任一点处从纸卷的该端面处容易地和可靠地读取标签。此外，例如通过回弹力和/或通过粘贴，盘绕式结构的天线自身非常好地保持在凹槽中。
如在结合多个实施例呈现的那样，本发明相对于现有技术提供了明显的优点。特别地，本发明的实施例使得标签和包括在标签中的天线被物理地保护，并且使得标签的可读取性不受纸卷上存在的纸张的数量或纸张的等级或芯影响。进一步，根据优选实施例，通过将天线放入在芯的整个外周边距离上形成的凹槽中，可以将天线覆盖的表面区域形成得非常大。
附图说明
参照附图，在接下来的部分中将稍微更精确地描述本发明的优选实施例，在附图中
图1示出现有技术的设置有标签的一种纸卷；
图2A示出根据本发明的一个优选实施例的一个示例性纸卷芯；
图2B示出根据本发明的一个优选实施例的一个示例性芯的端面；
图3Aa示出根据本发明的一个优选实施例的一个示例性RFID标签；
图3Ab示出根据本发明的一个优选实施例的另一个示例性RFID标签；
图3B-D示出根据本发明的一个优选实施例的用于制造具有标签的芯的一个示例性方法；
图4A-C示出根据本发明的一个优选实施例的用于制造具有标签的芯的一个示例性方法；
图5Aa示出根据本发明的一个优选实施例的一个示例性RFID标签和用于制造用于芯的标签的方法；
图5Ab示出根据本发明的一个优选实施例的另一个示例性RFID标签；以及
图5B-D示出根据本发明的一个优选实施例的用于制造具有标签的芯的一个示例性方法。
具体实施方式
图1示出设置有RFID标签10的一种现有纸卷11，其中标签，尤其是标签的天线10A位于纸卷芯12和围绕芯缠绕成多层的纸张13之间。在本文的现有技术中已经详细讨论了现有结构。
图2A和2B示出根据本发明的一个优选实施例的用于纸卷100的一个示例性芯101，其中芯在端面上被钻有或以其它方式形成有用于柔性标签的凹部102。
图3Aa示出了一个示例性柔性RFID标签103，该标签103可以包括例如沿着该标签的外边缘设置的天线103A和微芯片103B。图3Ab又示出了另一个示例性标签103，其中线型天线元件103A连接至微芯片103B。图3B以侧视图示出盘绕式标签103。根据本发明的一个实施例，该标签可以盘绕成在侧视图中例如为颗粒圈形状并装配在形成在图3C中图示的芯的端面中的凹部102中。根据一个实施例，该标签随后通过由于盘绕该标签形成的回弹力保持固定，并抵靠在凹部102的壁和/或底部上，如图3D所示。可选地或此外，该标签也可以被粘贴至凹槽。
图4A示出根据本发明的一个优选实施例的一个示例性芯201，图4C示出芯201的端面，其中芯201的端面设置有凹槽202(凹部)，例如带有图4B中图示的锯或带有其它这种工具。凹槽的中心轴线205与芯201的纵向轴线206大致重合。凹槽202可以装有柔性标签203，例如如图5A-D所示。
图5Aa示出一个示例性柔性RFID标签203，其中天线203A优选沿着该标签的外周边设置，并且该标签设置有微芯片203B。根据本发明的一个优选实施例，在标签203的中间部分中，在被限制在放置在周边的天线内的区域中，形成有细长切口204，标签203关于细长切口204被折叠成两个半部204A，204B，使得第一半部204A沿第一方向折叠，第二半部204B沿与第一方向大致相反的第二方向折叠。因此，周边区域中存在的天线构成弧形、椭圆形、圆形或至少部分圆形形状的图案，如图5B中所示，其中第一半部204A位于被构造成圆圈的天线的顶部，第二半部204B位于被构造成圆圈的该天线的底部。随后，已经被折叠以在尺寸和形状方面匹配凹槽202的直径的标签放在图5C的形成在芯201的端面中的凹槽202中，因此产生具有标签203的芯201。在图5D中图示了这种芯201的端面。应当注意到，作为以上述方式折叠或以其它方式构造图5Aa的标签203的结果，突出部204C可以形成在沿不同方向偏转的部分的折叠点处。所述突出部例如可以被对折，因此使得突出部204C较为平坦。
此外，图5Ab示出了另一个示例性RFID标签203，其中线型天线元件203A连接至微芯片203B，在这种情况中，线型天线元件203A能够装入形成在例如图5C中示出的芯201的端面中的凹槽202中以用于提供如5D中所示的具有标签203的芯201。
上文描述的仅仅是本发明的技术方案的一些实施例。例如就实施方案的细节以及应用而言，自然可以在由权利要求限定的保护范围内改变本发明。特别地，应当注意到，虽然已经将本文中的标签最优选地呈现为RFID标签，如在UHF带中操作的无源RFID标签，但本发明决不限于此，并且装入凹部中的标签完全可以是任何标签，包括半有源或有源式RFID标签。还应当注意到，虽然本文提出了纸卷芯，优选纸板芯，然而芯也可以是与一些其它类型的卷使用的芯，并且还由除纸板之外的材料构成。本发明既不限于标签的期望用途，也不应当注意到在标签的微芯片中可以存储例如个体ID号或可以用在条形码识别中的一些其它卷专用或芯专用标签。来自卷处理步骤的信息随后可以例如存储在数据系统中，随后基于该标签具有的ID数据从该数据系统获得处理信息。

Claims (11)

1.一种具有标签(103，203)的芯，所述芯例如是纸卷芯(101，201)，其特征在于，
所述标签(103，203)是无线电可读取标签，所述标签优选的是包括柔性元件的标签，所述柔性元件例如是天线，并且所述芯的端面设置有凹部(102，202)，所述凹部包括底部和壁，并且所述标签以至少部分盘绕的构形装入所述凹部中。
2.根据权利要求1所述的芯，其中，所述标签(103，203)通过由于盘绕所述柔性元件而形成的回弹力保持基本固定，从而将所述柔性元件支撑在包括在所述凹部(102，202)中的壁和/或底部上，和/或其中所述标签已经例如通过粘贴被固定在所述凹部中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的芯，其中，包括在所述标签中的天线(103A，203A)沿着所述标签的外周边(103，203)设置，并且其中所述标签的中间部分设置有细长切口(204)，所述标签关于所述细长切口折叠成两个半部(204A，204B)，使得第一半部(204A)沿第一方向折叠，而第二半部(204B)沿与所述第一方向大致相反的第二方向折叠。
4.根据前述权利要求中任一项所述的芯，其中，所述凹部(102，202)是
a)孔(102)，所述孔设置在所述芯(101)的端面中，并且具有小于芯壁厚度的直径且具有与所述芯的纵向轴线(206)大致同向的中心轴线；或者
b)凹槽(202)，所述凹槽设置在所述芯(201)的端面中，并且具有小于所述芯的外周边的直径但大于所述芯的内周边的直径的直径，并且所述凹槽的中心轴线(205)与所述芯的纵向轴线(206)大致共用。
5.根据前述权利要求中任一项所述的芯，其中，包括在所述芯中的标签的天线(103A，203A)围绕所述凹部(102，202)的中心轴线构成弧形、椭圆形、圆形或至少部分圆形形状的图案。
6.根据前述权利要求中任一项所述的芯，其中，所述标签(103，203)是RFID标签，例如是在UHF带中操作的无源RFID标签。
7.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的具有标签(103，203)的芯(101，201)的方法，其中所述标签是包括柔性元件的标签，所述柔性元件例如是天线，特征在于：
所述方法包括在所述芯的端面设置凹部(102，202)的步骤，所述凹部包括底部和壁，并且所述标签(103，203)以至少部分盘绕的构形装入所述凹部中。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述标签(103，203)通过由于盘绕所述柔性元件而形成的回弹力保持基本固定，从而将所述柔性元件支撑在包括在所述凹部(102，202)中的壁和/或底部上，和/或其中所述标签例如通过粘贴被固定在所述凹部中。
9.根据在权利要求7或8所述的方法，其中，所述标签(103，203)包括在该标签的外周边上的天线(103A，203A)，所述标签的中间部分设置有细长切口(204)，所述标签关于所述细长切口折叠，使得所述细长切口的第一半部(204A)沿第一方向折叠，而第二半部(204B)沿与所述第一方向相反的第二方向折叠。
10.根据前述权利要求7-9中任一项所述的方法，其中，包括在所述芯中的标签的天线(103A，203A)适于当所述标签装入所述凹部中时围绕所述凹部(102，202)的中心轴线构成弧形、椭圆形、圆形或至少部分圆形形状的图案。
11.根据前述权利要求7-10中任一项所述的方法，其中，所述凹部(102，202)通过下述方式形成：
a)在所述芯(101)的端面设置孔(102)，所述孔具有小于芯壁厚度的直径并且具有与所述芯的纵向轴线(206)大致同向的中心轴线；或者
b)在所述芯(101)的端面设置凹槽(202)，所述凹槽具有小于所述芯的外周边的直径但大于所述芯的内周边的直径的直径，并且所述凹槽的中心轴线(205)与所述芯的纵向轴线(206)大致共用。
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