CN110414653A - 一种rfid标签及其加工方法和石墨烯天线 - Google Patents
一种rfid标签及其加工方法和石墨烯天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110414653A CN110414653A CN201810402394.1A CN201810402394A CN110414653A CN 110414653 A CN110414653 A CN 110414653A CN 201810402394 A CN201810402394 A CN 201810402394A CN 110414653 A CN110414653 A CN 110414653A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- antenna
- paper
- label tag
- rfid label
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 147
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 131
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 50
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 18
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 16
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 13
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 13
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 5
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 claims description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- HGAZMNJKRQFZKS-UHFFFAOYSA-N chloroethene;ethenyl acetate Chemical compound ClC=C.CC(=O)OC=C HGAZMNJKRQFZKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 3
- 238000007765 extrusion coating Methods 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 3
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 3
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 2
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 229920006387 Vinylite Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000012461 cellulose resin Substances 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 claims description 2
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 claims description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004836 Glue Stick Substances 0.000 claims 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- -1 graphite Alkene Chemical class 0.000 description 5
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 5
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 3
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 2
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000009766 low-temperature sintering Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
- G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
- G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
- G06K19/07773—Antenna details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
- H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
- H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/364—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor
- H01Q1/368—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith using a particular conducting material, e.g. superconductor using carbon or carbon composite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
本申请公开了一种RFID标签及其石墨烯天线，制备所述石墨烯天线的原料包括石墨烯片层、用于粘结的聚合物和除石墨烯之外的导电填料，以所述石墨烯天线的重量为100％计，所述石墨烯片层的重量占10％～60％，所述聚合物的重量占20％～70％，所述除石墨烯之外的导电填料的重量占0～40％。所述RFID标签包括该石墨烯天线。本申请还公开了所述RFID标签的加工方法。本申请的RFID标签容易被撕损，从而能够防止造假者将其从真品上揭下并转移至假冒伪劣产品上，实现防伪的目的。
Description
技术领域
本申请涉及但不限于射频识别技术领域，特别涉及但不限于一种RFID标签及其加工方法和石墨烯天线。
背景技术
射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术，通过无线射频信号实现多目标的自动识别，并获取物品信息，识别过程可实现全自动化，能够工作于多种环境。RFID电子标签主要应用在物品标识、防伪和认证等方面，其中防伪功能可有效杜绝假冒伪劣产品的泛滥，尤其适用于酒、烟草、化妆品、食品、药品、珍宝等领域的防伪。但是常见的物品标签通常易被造假者人为更换，电子标签如何实现防转移和防揭十分关键。
目前常用的RFID标签通常采用金属天线，如铝、铜、银等制备。常用的制备方法包括蚀刻法、喷墨打印法、模切法、烫印法、电镀法、化学镀法、丝网和凹版印刷法等。其中，蚀刻法具有成本低、操作简单、精度高、生产速度快等优点，但存在污染大、浪费严重、载体受限的问题。同时，蚀刻法需要强酸溶液腐蚀未保护的金属层以及强碱溶液去除保护层，因此需采用高分子薄膜作为天线基材。然而，高分子基材和金属天线的韧性较强，很难被撕损，因此需要将金属天线由高分子基材转移至纸基材并且增加模切口，但这种方法明显增加了制备成本，而且防转移效果并不理想。这些电子标签撕揭时，受模切或胶粘剂的影响，有些会整张揭起，有些仅破坏了标签的局部，仍然能正常使用，无法起到防伪的目的。印刷法也是常用的RFID天线制备方法，可以直接将天线印刷在纸基材上。常见的RFID印刷方式包括凹版印刷、孔板印刷和喷墨印刷等。其中孔板印刷方式又分为丝网印刷和镂空模板印刷等。但印刷方法主要用于制备银天线和铜天线，这主要是由于纳米银和纳米铜的熔点低可实现低温烧结，但银天线和铜天线的制备成本远高于铝天线，并且铜天线容易氧化导致导电性能迅速下降。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
石墨烯是一种二维的碳纳米材料，具有耐腐蚀、导电性好、力学性能高的特点。石墨烯可分为石墨烯膜和石墨烯片层两类，其中石墨烯膜常用于触摸屏和太阳能电池等需大面积膜材料的领域，石墨烯片层应用比较广泛，包括复合材料、催化、新能源等领域。根据不同厚度可以将石墨烯片层分为单层石墨烯、少层石墨烯(层数小于10层)、石墨烯微片(层数多于10层，厚度在3.4-100纳米范围)。石墨烯片层可以采用氧化还原法、液相直接剥离法、电化学剥离法等方法制备。其中，氧化还原法采用强酸和强氧化剂处理原始石墨粉，然后通过剥离和还原最后得到还原的氧化石墨烯。但氧化还原法得到的石墨烯的材料结构和性能都有一定的影响。液相直接剥离方法采用物理作用力在液相中剥离石墨，并得到结构和性能破坏较少的石墨烯片层，因此电导率较高，适合在导电方面的应用。
本申请提供了一种采用石墨烯片层制备的石墨烯天线，和采用该石墨烯天线制备的RFID标签及其加工方法，该RFID标签容易被撕损，从而能够防止造假者将其从真品上揭下并转移至假冒伪劣产品上，实现防伪的目的。
具体地，本申请提供了一种石墨烯天线，制备所述石墨烯天线的原料包括石墨烯片层、用于粘结的聚合物和除石墨烯之外的导电填料，以所述石墨烯天线的重量为100％计，所述石墨烯片层的重量占10％～60％，所述聚合物的重量占20％～70％，所述除石墨烯之外的导电填料的重量占0～40％。
在一些实施方式中，以所述石墨烯天线的重量为100％计，所述石墨烯片层的重量可以占20％～50％，所述聚合物的重量可以占30％～60％，所述除石墨烯之外的导电填料的重量可以占5％～30％。
在一些实施方式中，所述石墨烯片层可以通过液相直接剥离法处理原始石墨或改性石墨制备得到。
任选地，所述液相直接剥离法可以为射流法、球磨法、砂磨法或剪切法。
在一些实施方式中，所述石墨烯片层的平均厚度可以＜20nm，平均横向尺寸可以≥10μm。
由于液相直接剥离法得到的石墨烯片层的厚度和尺寸分布范围较宽，本申请通过选择厚度小于20nm、平均尺寸大于等于10μm的石墨烯片层用于制备RFID标签天线，实现了生产成本的降低，且导电性、信息接收距离等性能均符合使用要求。
在一些实施方式中，所述聚合物可以选自天然高分子材料、合成高分子材料和改性高分子材料中的任意一种或更多种。
任选地，所述聚合物可以选自环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸酯类低聚物和活性单体、醇酸树脂、乙烯基树脂、合成纤维素树脂、聚酰胺树脂、氯醋树脂、聚氨酯树脂、聚偏氟乙烯树脂和合成橡胶中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述除石墨烯之外的导电填料可以选自碳黑、石墨、碳纳米管、碳纤维、纳米银和纳米铜中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述石墨烯天线的厚度可以为5～50μm，长度可以为5mm～200mm，宽度可以为5mm～200mm。
本申请还提供了一种RFID标签，所述RFID标签包括如上所述的石墨烯天线。
在一些实施方式中，所述RFID标签还可以包括纸基材、导电胶、RFID芯片、胶粘剂和底纸层，所述石墨烯天线设置在所述纸基材上，所述RFID芯片与所述石墨烯天线通过所述导电胶相结合，所述RFID芯片与所述底纸层通过所述胶粘剂相结合。
在一些实施方式中，所述纸基材可以选自天然纤维纸、合成纤维纸和复合纸中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述导电胶可以为各向异性导电胶，例如，各向异性银胶等。
在一些实施方式中，所述胶粘剂可以选自热熔胶、溶剂胶、乳液胶和压敏胶中的任意一种或更多种。
在一些实施方式中，所述底纸层可以选自格拉辛纸、硅油纸、涂布纸和淋膜纸中的任意一种或更多种。
本申请还提供了一种如上所述的RFID标签的加工方法，所述方法包括下述步骤：
将制备石墨烯天线的原料与溶剂混合均匀，得到石墨烯油墨；
将所述石墨烯油墨印刷在纸基材表面，烘干，得到石墨烯天线，将所述石墨烯天线分切成一定宽度的卷材；
在石墨烯天线卷材的指定位置点上导电胶，将RFID芯片封装在所述指定位置；
将已封装好芯片的RFID天线通过胶粘剂粘接在底纸层上，得到标签卷材；
将所述标签卷材模切成型，得到所述RFID标签。
在一些实施方式中，可以采用丝网印刷法、镂空模板印刷法或凹版印刷法将所述石墨烯油墨印刷在纸基材表面。
在一些实施方式中，采用的印刷设备可以为孔版印刷设备(例如，丝网印刷设备)或凹版印刷设备。
在一些实施方式中，可以采用电加热和/或红外加热的方式进行烘干，任选地，加热温度可以为70～120℃。
本申请的RFID标签可大量应用于酒类、烟草、化妆品、食品、电子车牌等领域，实现产品追溯、定位、统计、防伪的多重目的。
同时，本申请的RFID标签还能够实现物品的实时跟踪、快速统计、深度加密、溯源的目的，具有广阔的应用前景。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例的RFID标签的剖面结构示意图。
图2为本申请实施例1中的石墨烯天线的形状示意图。
图3为本申请实施例1的RFID标签半成品的立体示意图。
图4为本申请实施例2中的石墨烯天线的形状示意图。
图5为本申请实施例3中的石墨烯天线的形状示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本申请实施例提供了一种石墨烯天线，制备所述石墨烯天线的原料包括石墨烯片层、用于粘结的聚合物和除石墨烯之外的导电填料，以所述石墨烯天线的重量为100％计，所述石墨烯片层的重量占10％～60％，所述聚合物的重量占20％～70％，所述除石墨烯之外的导电填料的重量占0～40％。
其中，
所述石墨烯片层可以通过液相直接剥离法处理原始石墨或改性石墨制备得到，任选地，所述液相直接剥离法可以为射流法、球磨法、砂磨法或剪切法；
所述石墨烯片层的平均厚度可以＜20nm，平均横向尺寸可以≥10μm；
所述石墨烯天线的厚度可以为5～50μm，长度可以为5mm～200mm，宽度可以为5mm～200mm。
本申请实施例还提供了一种RFID标签，如图1所示，所述RFID标签由纸基材1、石墨烯天线2、导电胶3、RFID芯片4、胶粘剂5和底纸层6构成，其中：所述石墨烯天线2通过印刷法印刷在所述纸基材1上，所述RFID芯片4通过所述导电胶3封装在所述石墨烯天线2上，封装了RFID芯片的石墨烯天线通过所述胶粘剂5粘接在所述底纸层6上。
本申请实施例还提供了一种RFID标签的加工方法，所述方法包括下述步骤：
将制备石墨烯天线的原料与溶剂混合均匀，得到石墨烯油墨；
将所述石墨烯油墨印刷在纸基材表面，烘干，得到石墨烯天线，将所述石墨烯天线分切成一定宽度的卷材；
在石墨烯天线卷材的指定位置点上导电胶，将RFID芯片封装在所述指定位置；
将已封装好芯片的RFID天线通过胶粘剂粘接在底纸层上，得到标签卷材；
将所述标签卷材模切成型，得到所述RFID标签。
下述为石墨烯天线、RFID标签及其加工方法的不同设计的具体实施例。
实施例1
本实施例的石墨烯天线包括40重量份石墨烯片层、50重量份聚氨酯树脂和10重量份碳纳米管。石墨烯片层采用液相直接剥离法中的射流法制备，平均厚度为2.5nm，平均横向尺寸为10μm。
石墨烯天线的尺寸为长×宽＝27mm×15mm，厚度为15μm，形状如图2所示。
本实施例的RFID标签的底纸层采用格拉辛纸，胶粘剂采用热熔胶，导电胶采用各向异性银胶，纸基材采用天然纤维纸。
RFID标签的尺寸为长×宽＝30mm×18mm。
本实施例的RFID标签的加工方法如下：
步骤一：将石墨烯片层、聚氨酯树脂和碳纳米管与溶剂混合均匀，得到石墨烯油墨；
步骤二：采用丝网印刷法，在卷对卷丝网印刷设备中将所述石墨烯油墨按已设计好的图形印刷在纸基材表面，并在加热至100℃的电加热干燥舱中烘干形成石墨烯天线，利用分切机将所述石墨烯天线分切成宽度为15mm的卷材；
步骤三：采用芯片封装设备在石墨烯天线卷材的指定位置点上各向异性导电胶，然后将RFID芯片封装在该指定位置，图3为封装后的RFID标签半成品的结构示意图(RFID标签半成品包括：纸基材1、石墨烯天线2和RFID芯片4)；
步骤四：使用复合机将已封装芯片的RFID天线与底纸层通过热熔胶复合；
步骤五：使用模切机将已完成步骤四的标签卷材进行模切成型，得到RFID标签成品。
实施例2
本实施例的石墨烯天线包括30重量份石墨烯片层、40重量份聚酯树脂和30重量份碳黑，石墨烯片层采用液相直接剥离法中的球磨法制备，平均厚度为14nm，平均横向尺寸为22μm。
石墨烯天线的尺寸为长×宽＝30mm×15mm，厚度为50μm，形状如图4所示。
本实施例的RFID标签的底纸层采用硅油纸，胶粘剂采用聚氨酯胶，导电胶采用各向异性银胶，纸基材采用合成纤维纸。
RFID标签的尺寸为长×宽＝35mm×20mm。
本实施例的RFID标签的加工方法如下：
步骤一：将石墨烯片层、聚酯树脂和碳黑与溶剂混合均匀，得到石墨烯油墨；
步骤二：采用凹版印刷法，在卷对卷凹版印刷设备中将石墨烯油墨按已设计好的图形印刷在纸基材表面，并在在加热至70℃的红外加热的干燥舱中烘干形成石墨烯天线，利用分切机将石墨烯天线分切成宽度为15mm的卷材；
步骤三：采用芯片封装设备在石墨烯天线卷材的指定位置点上各向异性银胶，然后将RFID芯片封装在该指定位置；
步骤四：使用复合机将已封装芯片的RFID天线与底纸层通过聚氨酯胶复合；
步骤五：使用模切机将已完成步骤四的标签卷材进行模切成型，得到RFID标签成品。
实施例3
本实施例的石墨烯天线包括50重量份石墨烯片层、50重量份氯醋树脂颗粒，石墨烯采用液相直接剥离法中的砂磨法制备，平均厚度为18nm，平均横向尺寸为19μm。
石墨烯天线的尺寸为长×宽＝20mm×20mm，厚度为20μm，形状如图5所示。
本实施例的RFID标签的底纸层采用淋膜纸，胶粘剂采用环氧树脂胶，导电胶采用各向异性银胶，纸基材采用复合纸。
RFID标签的尺寸为长×宽＝30mm×30mm。
本实施例的RFID标签的加工方法如下：
步骤一：将石墨烯片层、氯醋树脂与溶剂混合均匀，得到石墨烯油墨；
步骤二：采用镂空模板印刷法，在卷对卷印刷设备中将石墨烯油墨按已设计好的图形印刷在纸基材表面，并在加热至120℃的电加热和红外加热联用的干燥舱中烘干形成石墨烯天线，利用分切机将石墨烯天线分切成宽度为20mm的卷材；
步骤三：采用芯片封装设备在石墨烯天线卷材的指定位置点上各向异性银胶，然后将RFID芯片封装在该指定位置；
步骤四：使用复合机将已封装芯片的RFID天线与底纸层通过环氧树脂胶复合；
步骤五：使用模切机将已完成步骤四的标签卷材进行模切成型，得到RFID标签成品。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (12)
1.一种石墨烯天线，制备所述石墨烯天线的原料包括石墨烯片层、用于粘结的聚合物和除石墨烯之外的导电填料，以所述石墨烯天线的重量为100％计，所述石墨烯片层的重量占10％～60％，所述聚合物的重量占20％～70％，所述除石墨烯之外的导电填料的重量占0～40％。
2.根据权利要求1所述的石墨烯天线，其中，以所述石墨烯天线的重量为100％计，所述石墨烯片层的重量占20％～50％，所述聚合物的重量占30％～60％，所述除石墨烯之外的导电填料的重量占5％～30％。
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯天线，其中，所述石墨烯片层通过液相直接剥离法处理原始石墨或改性石墨制备得到，任选地，所述液相直接剥离法为射流法、球磨法、砂磨法或剪切法。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的石墨烯天线，其中，所述石墨烯片层的平均厚度＜20nm，平均横向尺寸≥10μm。
5.根据权利要求1或2所述的石墨烯天线，其中，所述聚合物选自天然高分子材料、合成高分子材料和改性高分子材料中的任意一种或更多种，任选地，选自环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸酯类低聚物和活性单体、醇酸树脂、乙烯基树脂、合成纤维素树脂、聚酰胺树脂、氯醋树脂、聚氨酯树脂、聚偏氟乙烯树脂和合成橡胶中的任意一种或更多种；
任选地，所述除石墨烯之外的导电填料选自碳黑、石墨、碳纳米管、碳纤维、纳米银和纳米铜中的任意一种或更多种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的石墨烯天线，其中，所述石墨烯天线的厚度为5～50μm，长度为5mm～200mm，宽度为5mm～200mm。
7.一种RFID标签，所述RFID标签包括根据权利要求1-6中任一项所述的石墨烯天线。
8.根据权利要求7所述的RFID标签，所述RFID标签还包括纸基材、导电胶、RFID芯片、胶粘剂和底纸层，所述石墨烯天线设置在所述纸基材上，所述RFID芯片与所述石墨烯天线通过所述导电胶相结合，所述RFID芯片与所述底纸层通过所述胶粘剂相结合。
9.根据权利要求8所述的RFID标签，其中，所述纸基材选自天然纤维纸、合成纤维纸和复合纸中的任意一种或更多种；
任选地，所述导电胶为各向异性导电胶；
任选地，所述胶粘剂选自热熔胶、溶剂胶、乳液胶和压敏胶中的任意一种或更多种；
任选地，所述底纸层选自格拉辛纸、硅油纸、涂布纸和淋膜纸中的任意一种或更多种。
10.一种根据权利要求8或9所述的RFID标签的加工方法，所述方法包括下述步骤：
将制备石墨烯天线的原料与溶剂混合均匀，得到石墨烯油墨；
将所述石墨烯油墨印刷在纸基材表面，烘干，得到石墨烯天线，将所述石墨烯天线分切成一定宽度的卷材；
在石墨烯天线卷材的指定位置点上导电胶，将RFID芯片封装在所述指定位置；
将已封装好芯片的RFID天线通过胶粘剂粘接在底纸层上，得到标签卷材；
将所述标签卷材模切成型，得到所述RFID标签。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，采用丝网印刷法、镂空模板印刷法或凹版印刷法将所述石墨烯油墨印刷在纸基材表面，任选地，采用的印刷设备为孔版印刷设备或凹版印刷设备。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，采用电加热和/或红外加热的方式进行烘干，任选地，加热温度为70～120℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810402394.1A CN110414653B (zh) | 2018-04-28 | 2018-04-28 | 一种rfid标签及其加工方法和石墨烯天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810402394.1A CN110414653B (zh) | 2018-04-28 | 2018-04-28 | 一种rfid标签及其加工方法和石墨烯天线 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110414653A true CN110414653A (zh) | 2019-11-05 |
| CN110414653B CN110414653B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=68357377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810402394.1A Active CN110414653B (zh) | 2018-04-28 | 2018-04-28 | 一种rfid标签及其加工方法和石墨烯天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110414653B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111004546A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-14 | 华瑞墨石丹阳有限公司 | 一种石墨纳米片导电油墨及其制备方法和应用 |
| CN112277435A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-29 | 山东华冠智能卡有限公司 | 一种石墨烯rfid标签天线的生产设备和生产方法 |
| CN112275564A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-29 | 山东华冠智能卡有限公司 | 一种基于石墨烯rfid天线的加工装置 |
| CN112768879A (zh) * | 2019-11-06 | 2021-05-07 | 北京石墨烯研究院 | 一种微带天线 |
| CN112940629A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-11 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种石墨烯rfid标签及其制备方法和应用 |
| CN114297218A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-04-08 | 山东睿达电子科技有限责任公司 | 一种基于石墨烯rfid标签的档案管理方法 |
| CN114381129A (zh) * | 2020-10-19 | 2022-04-22 | 中原大学 | 复合材料及其制造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102663468A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-09-12 | 上海优比科包装材料有限公司 | 一种易碎的rfid智能标签及其加工方法 |
| CN103246918A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-08-14 | 杭州电子科技大学 | 一种纸基易撕防伪超高频rfid标签及其制造方法 |
| CN106167654A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-11-30 | 湖南航天新材料技术研究院有限公司 | 一种含氧化石墨烯的铜导电墨水及其制备方法和应用 |
| CN106809827A (zh) * | 2015-11-30 | 2017-06-09 | 中国科学院金属研究所 | 高导电氯化铁掺杂石墨烯纳米片粉体材料的宏量制备方法 |
| CN107502066A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-12-22 | 厦门信达光电物联科技研究院有限公司 | 一种石墨烯/金属纳米带复合导电油墨及其制备方法和应用 |
-
2018
- 2018-04-28 CN CN201810402394.1A patent/CN110414653B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102663468A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-09-12 | 上海优比科包装材料有限公司 | 一种易碎的rfid智能标签及其加工方法 |
| CN103246918A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-08-14 | 杭州电子科技大学 | 一种纸基易撕防伪超高频rfid标签及其制造方法 |
| CN106809827A (zh) * | 2015-11-30 | 2017-06-09 | 中国科学院金属研究所 | 高导电氯化铁掺杂石墨烯纳米片粉体材料的宏量制备方法 |
| CN106167654A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-11-30 | 湖南航天新材料技术研究院有限公司 | 一种含氧化石墨烯的铜导电墨水及其制备方法和应用 |
| CN107502066A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-12-22 | 厦门信达光电物联科技研究院有限公司 | 一种石墨烯/金属纳米带复合导电油墨及其制备方法和应用 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112768879A (zh) * | 2019-11-06 | 2021-05-07 | 北京石墨烯研究院 | 一种微带天线 |
| CN111004546A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-14 | 华瑞墨石丹阳有限公司 | 一种石墨纳米片导电油墨及其制备方法和应用 |
| CN112277435A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-29 | 山东华冠智能卡有限公司 | 一种石墨烯rfid标签天线的生产设备和生产方法 |
| CN112275564A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-29 | 山东华冠智能卡有限公司 | 一种基于石墨烯rfid天线的加工装置 |
| CN112275564B (zh) * | 2020-10-10 | 2022-03-01 | 山东华冠智能卡有限公司 | 一种基于石墨烯rfid天线的加工装置 |
| CN114381129A (zh) * | 2020-10-19 | 2022-04-22 | 中原大学 | 复合材料及其制造方法 |
| CN112940629A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-11 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种石墨烯rfid标签及其制备方法和应用 |
| CN114297218A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-04-08 | 山东睿达电子科技有限责任公司 | 一种基于石墨烯rfid标签的档案管理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110414653B (zh) | 2024-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110414653A (zh) | 一种rfid标签及其加工方法和石墨烯天线 | |
| CN105893890B (zh) | 纸质rfid烫印标签的生产方法 | |
| CN103246918B (zh) | 一种纸基易撕防伪超高频rfid标签及其制造方法 | |
| ES2657018T3 (es) | Procedimiento de fabricación de una lámina | |
| US20210291269A1 (en) | Direct printing and writing using undercooled metallic core-shell particles | |
| CN105243417B (zh) | Rfid印刷天线烫印电子标签及其制备方法 | |
| CN203967239U (zh) | 一种喷墨印刷的全纸质超高频rfid天线 | |
| CN104868244B (zh) | Rfid纸基铝天线的生产方法 | |
| CN107502066A (zh) | 一种石墨烯/金属纳米带复合导电油墨及其制备方法和应用 | |
| CN208156704U (zh) | 一种rfid标签 | |
| CN108084799A (zh) | 一种用于射频识别rfid天线导电图案的材料 | |
| JP2010268073A (ja) | Ｉｃタグ用アンテナおよびその製造方法 | |
| CN110294866B (zh) | 一种低添加量的高分子材料激光打标粉及其制备方法 | |
| CN106910978A (zh) | 银导电膜及其制造方法 | |
| CN106904013A (zh) | 一种3d光栅软胶印刷工艺 | |
| CN103295057A (zh) | 一种易撕高频rfid防伪标签及其制造方法 | |
| CN102833954B (zh) | 一种压敏胶印刷电路成型方法 | |
| CN104183335A (zh) | 一种激光低温快速烧结印刷纳米银浆形成纯银导电图文的方法 | |
| CN103911047A (zh) | 可低温固化的纳米银墨水及其制备方法 | |
| CN108690402A (zh) | 石墨纳米片印刷油墨和由其印刷的天线的制备方法和用途 | |
| CN105279549A (zh) | 烫金rfid电子标签及其制备方法 | |
| CN206878168U (zh) | 一种石墨纳米片rfid标签天线 | |
| CN107742468A (zh) | 一种不干胶标签及其制作方法 | |
| JP4522746B2 (ja) | 金属対応ｉｃラベルの製造方法並びに製造装置 | |
| CN208156705U (zh) | 一种易损石墨烯rfid标签 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |