DE102022112697A1

DE102022112697A1 - Method for producing a band with RFID labels

Info

Publication number: DE102022112697A1
Application number: DE102022112697.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Weiss; Massimiliano Martino
Original assignee: All4labels Group GmbH
Current assignee: All4labels Group GmbH
Priority date: 2022-05-20
Filing date: 2022-05-20
Publication date: 2023-11-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes mit RFID-Etiketten, bei dem ein flexibles Substrat mittels eines nach einem vorgegebenen Muster aufgetragenen Klebstoffs mit einer Metallfolie verbunden und gleichzeitig mit dem Klebstoffauftrag Registermarken auf das flexible Substrat aufgedruckt werden, wonach die Metallfolie in dem Muster geschnitten wird, das den Grenzen der dem Klebstoff enthaltenen Bereichen entspricht, und danach die Metallfolie entfernt wird, die nicht mit dem flexiblen Substrat verbunden ist. Erfindungsgemäß ist die Farbe der Registermarken identisch mit der Farbe der löslichen oder unlöslichen Farbmittel, die dem Klebstoff zugesetzt sind.The invention relates to a method for producing a tape with RFID labels, in which a flexible substrate is connected to a metal foil by means of an adhesive applied according to a predetermined pattern and register marks are printed on the flexible substrate at the same time as the adhesive is applied, after which the metal foil is in the pattern is cut corresponding to the boundaries of the areas containing the adhesive and then the metal foil which is not bonded to the flexible substrate is removed. According to the invention, the color of the registration marks is identical to the color of the soluble or insoluble colorants added to the adhesive.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes mit RFID-Etiketten, bei dem ein flexibles Substrat mittels eines nach einem vorgegebenen Muster aufgetragenen Klebstoffs mit einer Metallfolie verbunden und gleichzeitig mit dem Klebstoffauftrag Registermarken auf das flexible Substrat aufgedruckt werden, wonach die Metallfolie in dem Muster geschnitten wird, das den Grenzen der dem Klebstoff enthaltenen Bereichen entspricht, und danach die Metallfolie entfernt wird, die nicht mit dem flexiblen Substrat verbunden ist.The invention relates to a method for producing a tape with RFID labels, in which a flexible substrate is connected to a metal foil by means of an adhesive applied according to a predetermined pattern and register marks are printed on the flexible substrate at the same time as the adhesive is applied, after which the metal foil is in the pattern is cut corresponding to the boundaries of the areas containing the adhesive and then the metal foil which is not bonded to the flexible substrate is removed.

RFID (Radio-Frequency Identification) bezeichnet ein Verfahren zur automatischen Identifizierung von Objekten über Funk. Dieses Verfahren ermöglicht eine eindeutige Kennzeichnung von Objekten durch elektronisch gespeicherte Daten sowie die kontaktlose Datenübertragung über Funk. RFID-Aufkleber oder Etiketten senden die benötigten Daten nur dann, wenn ein dafür vorgesehenes Lesegerät die Daten abruft. RFID-Etiketten bestehen aus einem Substratkörper, auf dem eine Antenne sowie ein mit dieser Antenne verbundener Chip befestigt sind. Der Substratkörper kann aus Papier oder einer Kunststofffolie bestehen. Im Unterschied zu den sog. EAN-Barcodes, die aus mehreren Strichen bestehen, können auf dem Chip eines RFID-Etiketts weitaus mehr Daten gespeichert werden, welche eine große Anzahl von Produktinformationen betreffen und/oder das Auffinden und Nachverfolgen eines Objektes ermöglichen. Eine wesentliche Voraussetzung für die Funktionsfähigkeit eines RFID-Etiketts ist eine sichere und stabile Fixierung der Antenne auf dem flexiblen Substrat als Träger. Eine Unterbrechung der Antenne, etwa durch Bruch eines Antennenstücks kann zu einer schlechten Signalaufnahme bzw. einer Störung führen.RFID (Radio-Frequency Identification) refers to a method for automatically identifying objects via radio. This process enables objects to be clearly identified using electronically stored data as well as contactless data transmission via radio. RFID stickers or labels only send the required data when a designated reading device retrieves the data. RFID labels consist of a substrate body on which an antenna and a chip connected to this antenna are attached. The substrate body can consist of paper or a plastic film. In contrast to the so-called EAN barcodes, which consist of several bars, a lot more data can be stored on the chip of an RFID label, which relates to a large amount of product information and/or enables an object to be located and tracked. An essential prerequisite for the functionality of an RFID label is a secure and stable fixation of the antenna on the flexible substrate as a carrier. An interruption to the antenna, for example due to a piece of antenna breaking, can lead to poor signal reception or interference.

In der EP 1 522 956 B1 wird beschrieben, wie an einer Chip-Montagestation ein IC-Chip auf einem vorbestimmten Teil der Sende-/Empfangsantenne, die auf der von der Basislagenrolle abgewickelten Basislage gebildet wird, montiert und verbunden wird. Das auf einem Trägermaterial aufgeklebte Modul aus einem Chip sowie der Antenne kann mit einem Klebstoff umspritzt werden und ggf. mit einer Laminatschicht überzogen werden. Als Trägermaterial sind Polyimid., Polyethylenterephhalat-, Polyphenylensulfid-, Polyethylennaphthalat-, Polyethersulfon- oder Polyetherimid-Harzfilme bekannt. Geeignete Metallfilme zum Bilden einer Sende-Empfangsantenne bestehen beispielsweise aus Cu-, Sn- und Al-Lagen.In the EP 1 522 956 B1 describes how, at a chip mounting station, an IC chip is mounted and connected on a predetermined part of the transmitting/receiving antenna formed on the base layer unrolled from the base layer roll. The module consisting of a chip and the antenna glued to a carrier material can be coated with an adhesive and, if necessary, covered with a laminate layer. Polyimide, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyethylene naphthalate, polyether sulfone or polyetherimide resin films are known as carrier materials. Suitable metal films for forming a transmitting/receiving antenna consist, for example, of Cu, Sn and Al layers.

Als Klebstoffe kommen Acryl, Epoxid, Silikon und Polyimid oder andere flexible Harze in Betracht. Neben Laminat- oder Lackschichten ist es auch bekannt, zum Schutz des RFID-Chips und der Antenne einen Materialträger mit einer gefäßartigen Aussparung zu verwenden, worin der Chip und die Antenne beim Aufkleben des Etiketts an der Ware liegt. Die Schaffung einer solchen Aussparung ist jedoch relativ aufwendig, weshalb beispielsweise in der EP 1 522 956 B1 ein Verfahren vorgeschlagen wird, bei dem mittels einer Spritzkanüle die Bereiche zwischen dem Chip sowie der Antenne und die umliegenden Bereiche des Chips als Hülle umspritzt werden. Hierzu kann beispielsweise ein aushärtbarer Klebstoff (zusätzlich) benutzt werden.Acrylic, epoxy, silicone and polyimide or other flexible resins can be used as adhesives. In addition to laminate or lacquer layers, it is also known to use a material carrier with a vessel-like recess to protect the RFID chip and the antenna, in which the chip and the antenna lie when the label is stuck to the goods. However, creating such a recess is relatively complex, which is why, for example, in the EP 1 522 956 B1 A method is proposed in which the areas between the chip and the antenna and the surrounding areas of the chip are sprayed as a shell using a spray cannula. For this purpose, for example, a curable adhesive (in addition) can be used.

Nach dem Stand der Technik sind auch sog. Registermarken bekannt, welche dazu dienen, die genaue Lage des Klebstoffmusters wieder aufzufinden und eine maßgenaue Weiterverarbeitung beim Schneiden der Metallfolien sowie dem Platzieren des Chips zu gewährleisten.According to the prior art, so-called register marks are also known, which serve to find the exact position of the adhesive pattern and to ensure dimensionally accurate further processing when cutting the metal foils and placing the chip.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung das Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern und ein Label zu schaffen, das bei Recyclingprozessen Vorteile bietet.It is the object of the present invention to improve the method of the type mentioned at the outset and to create a label that offers advantages in recycling processes.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Farbe der Registermarken identisch ist mit der Farbe von löslichen oder unlöslichen Farbitteln, vorzugsweise von Pigmenten, die dem Klebstoff zugesetzt sind. Vorzugsweise wird die Registermarke in schwarzer Farbe aufgedruckt und der Kunststoff schwarz eingefärbt, was durch die Zugabe von Pigmenten eine Teilchengröße zwischen 0,01 µm bis 300 µm. Insbesondere plättchenförmige Pigmente mit einer Dicke von maximal 15 µm und einer Länge von maximal 300 µm werden bevorzugt. Die Druckfarbe der Registermarke und der dem Klebstoff zugesetzten Farbmittel kann aus Kohlenstoff (Ruß) oder Eisenoxid bestehen.This object is achieved by a method of the type mentioned at the outset in that the color of the register marks is identical to the color of soluble or insoluble colorants, preferably pigments, which are added to the adhesive. The registration mark is preferably printed in black and the plastic is dyed black, which results in a particle size of between 0.01 µm to 300 µm by adding pigments. In particular, platelet-shaped pigments with a maximum thickness of 15 μm and a maximum length of 300 μm are preferred. The printing ink of the registration mark and the colorants added to the adhesive can consist of carbon (soot) or iron oxide.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich dann, wenn die Registermarke aus demselben Material wie der Klebstoff besteht, d.h. dass in beiden Fällen derselbe Klebstoff mit demselben Farbmittel verwendet wird.A particular advantage arises when the register mark is made of the same material as the adhesive, i.e. the same adhesive with the same colorant is used in both cases.

Bei dieser Ausführungsvariante kann die Registermarke sowie die Klebstoffmusterbahn mit demselben Druckwerk aufgetragen werden. Falls die Aushärtezeit des Klebstoffs der Registermarke zu lang ist, kann zur Prozessbeschleunigung auch die Registermarke mit einem farbigen Toner bestreut oder bestrichen werden.In this embodiment variant, the register mark and the adhesive sample strip can be applied with the same printing unit. If the curing time of the register mark adhesive is too long, the register mark can also be sprinkled or coated with a colored toner to speed up the process.

Im Rahmen des angewendeten Verfahrens ist es zudem von Vorteil, wenn die Lage der RFID-Etiketten auf dem Band, insbesondere die Lage der Antennen mittels einer Kamera erfasst und mit einem Referenzmuster verglichen wird, wonach etwaige Abweichungen der Positionierung der RFID-Etiketten zur statistischen Prozesskontrolle und etwaigen Nachjustierung genutzt werden. Die Registermarke dient somit insgesamt zur Qualitätsverbesserung des Prozesses.As part of the method used, it is also advantageous if the position of the RFID labels on the belt, in particular the position of the antennas, is recorded using a camera and compared with a reference pattern, after which any deviations in the positioning of the RFID labels are identified for statistical process control and any Readjustment can be used. The register mark therefore serves to improve the quality of the process overall.

Weitere Details der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine Prinzipskizze des Verfahrens zur Herstellung eines mit aufgeklebten Antennen versehenen Bandes und
2 eine Draufsicht auf einen Teilbereich des Bandes.

Further details of the invention are explained with reference to the drawings. Show it:

1 a schematic sketch of the process for producing a band with glued-on antennas and
2 a top view of a portion of the band.

Die von einer Rolle 10 abgewickelte Folie eines flexiblen Substrates 11 wird mittels einer Druckleiste 12 auf der Oberseite mit einem Klebstoff beschichtet. Dieser Klebstoff wird in einem fest vorgegebenen Muster aufgedruckt, das der Geometrie der in 2 angedeuteten Antenne 13 entspricht, die später mit einem Chip 14 verbunden wird. Von einer weiteren Rolle 15 wird eine Folie 16 aus Aluminium oder einem anderen metallischen Leiter abgewickelt und mittels einer Druckrolle 17 auf die Folie gepresst, bevor der Klebstoff ausgehärtet ist. Anschließend wird die Al-Folie 16 in dem Muster geschnitten, das den Grenzen der dem Klebstoff enthaltenen Bereichen entspricht. Abgeschnittene Folienteile werden über eine Absaugeinrichtung 18 entfernt. Zum Schneiden der Al-Folie 16 wird ein Laser 19 verwendet, der mit einer Steuereinrichtung 20 verbunden ist, in der auch Referenzmuster gespeichert sind.The film of a flexible substrate 11 unwound from a roll 10 is coated with an adhesive on the top by means of a pressure strip 12. This adhesive is printed in a fixed pattern that follows the geometry of the in 2 indicated antenna 13 corresponds, which is later connected to a chip 14. A foil 16 made of aluminum or another metallic conductor is unwound from another roll 15 and pressed onto the foil by means of a pressure roller 17 before the adhesive has hardened. The Al foil 16 is then cut in the pattern corresponding to the boundaries of the areas containing the adhesive. Cut pieces of film are removed via a suction device 18. To cut the Al foil 16, a laser 19 is used, which is connected to a control device 20 in which reference patterns are also stored.

Die Druckleiste 12 wird vorzugsweise auch dazu verwendet, eine aus Klebstoff bestehende Registermarke 22 auf dem flexiblen Substrat abzuscheiden. Das flexible Bandmaterial mit aufgeklebter Antenne 13 und der aufgeklebten Registermarke wird mittels einer Kamera 21 beobachtet. Die Kamerabilder werden zu der Steuereinheit 20 gesendet, worin das tatsächlich aufgetragene Muster aus Antenne 13 und Referenzmarke 22 mit einem Referenzmuster verglichen wird. Etwaige Abweichungen werden detektiert und zur Prozesssteuerung und damit zur Qualitätssicherung verwendet. Durch die Beobachtung des fertig bearbeiteten Bandes können somit Unregelmäßigkeiten erkannt und ggf. Prozessparameter verändert werden wie z.B. der Bandlauf, die gleichmäßige Zugspannung des flexiblen Substrats 11 beim Auf- und Abwickeln, die Druckwerkführung etc. Das fertige Band wird anschließend auf einer Rolle 23 aufgewickelt.The pressure bar 12 is preferably also used to deposit an adhesive registration mark 22 on the flexible substrate. The flexible strip material with the antenna 13 and the registration mark glued on is observed using a camera 21. The camera images are sent to the control unit 20, in which the actually applied pattern of antenna 13 and reference mark 22 is compared with a reference pattern. Any deviations are detected and used for process control and thus for quality assurance. By observing the finished tape, irregularities can be detected and, if necessary, process parameters can be changed, such as the tape run, the uniform tensile stress of the flexible substrate 11 during winding and unwinding, the printing unit guidance, etc. The finished tape is then wound on a roll 23.

Der nach dem Stand der Technik verwendete Klebstoff ist durchsichtig, wohingegen die Referenzmarke aus schwarzer Tinte besteht. Durch die Maßnahme, den Klebstoff mit Farbmitteln, insbesondere mit Farbstoffpigmenten zu versetzen, wird die Möglichkeit eröffnet, denselben farbigen Klebstoff auch zum Aufdrucken einer Registermarke zu nutzen. Auf dem fertigen Produkt wird die Klebstoffschicht, die in dem Muster der Antenne aufgetragen ist und somit durch die Antenne verdeckt ist in einer Draufsicht nicht sichtbar. Außer geschwärztem Klebstoff, der durch Zugabe von Kohlenstoffpartikeln erhältlich ist, kommen auch andere durch entsprechende Pigmentierung oder lösliche Farbmittel entstehende Einfärbungen in Betracht. Da vielfach das Etikett noch zusätzlich bedruckt wird, kann der Farbstoff auch in einer der später aufgetragenen Druckfarben gewählt werden, so dass die Registermarke, sofern sie überhaupt im Bereich des später zugeschnittenen Etiketts verbleibt, nicht sichtbar ist. Der besondere Vorteil besteht jedoch darin, dass ein und dieselbe Druckleiste zum Klebstoffauftrag sowohl für die Registermarke als auch für das Klebstoffmuster entsprechend der gewünschten Antennenlage verwendet werden kann. Hierdurch wird der apparative Aufwand ebenso eingeschränkt wie auch der Reinigungs- und Wartungsaufwand gesenkt.The adhesive used in the prior art is transparent, whereas the reference mark is made of black ink. The measure of adding colorants to the adhesive, in particular dye pigments, opens up the possibility of using the same colored adhesive to print a registration mark. On the finished product, the adhesive layer, which is applied in the pattern of the antenna and is therefore covered by the antenna, is not visible in a top view. In addition to blackened adhesive, which is available by adding carbon particles, other colorings resulting from appropriate pigmentation or soluble colorants can also be considered. Since the label is often additionally printed, the dye can also be selected in one of the printing colors applied later, so that the registration mark, if it remains in the area of the later cut label, is not visible. The particular advantage, however, is that one and the same pressure bar can be used to apply adhesive for both the register mark and the adhesive pattern according to the desired antenna position. This limits the amount of equipment required and also reduces the amount of cleaning and maintenance required.

Nicht dargestellt in der Prinzipskizze nach 1 sind zusätzliche Apparate zum Aushärten des Klebers, z.B. durch UV-Licht, Verarbeitungsstationen zum Anbringen des Chips sowie etwaige Laminierstationen, falls das später durch Schneiden abgetrennte Etikett noch mit einer Schutzschicht überzogen werden soll.Not shown in the schematic diagram 1 are additional devices for curing the adhesive, e.g. using UV light, processing stations for attaching the chip and any laminating stations if the label that is later separated by cutting is to be covered with a protective layer.

Durch die Verwendung eines farbigen Klebstoffs kann vorteilhafterweise auch leicht ein unzureichender Klebstoffauftrag visuell festgestellt werden. Durchleuchtet man eine Bahn mit aufgeklebter Antenne erscheint auf der Rückseite ein Schattenbild der gedruckten Klebstoffbahnen. Nach Fertigstellung der Antennen kann bei einer Bestrahlung des Etiketts von der Unterseite ein fehlender Klebstoffbereich unmittelbar erkannt werden. Antennenbereiche, die nicht mit einem Klebstoff befestigt sind reflektieren das von unten eingestrahlte Licht in jedem Fall „heller“ als die Bereiche, die mit einer Antenne versehen sind.By using a colored adhesive, insufficient adhesive application can advantageously be easily determined visually. If you x-ray a web with an antenna glued on, a shadow image of the printed adhesive webs appears on the back. After the antennas have been completed, a missing adhesive area can be immediately identified when the label is irradiated from the underside. Antenna areas that are not attached with an adhesive always reflect the light emitted from below “brighter” than the areas that are provided with an antenna.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1522956 B1 [0003, 0004]

Claims

Method for producing a tape with RFID labels, in which a flexible substrate is connected to a metal foil by means of an adhesive applied according to a predetermined pattern and registration marks are printed on the flexible substrate at the same time as the adhesive is applied, after which the metal foil is cut in the pattern corresponds to the boundaries of the areas containing the adhesive, and then the metal foil which is not connected to the flexible substrate is removed, characterized in that the color of the registration marks is identical to the color of soluble or insoluble colorants, preferably of pigments Adhesive is added.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the register marks are printed in black and a black-colored adhesive is used.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the pigments have a particle size of 0.01 µm to 300 µm and preferably have a platelet shape with a maximum thickness of 15 µm and a maximum length of 300 µm.

Procedure according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the printing ink of the register mark and the colorants of the adhesive consist of carbon (soot) or iron oxide.

Procedure according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the register mark consists of the same material as the adhesive.

Procedure according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the same printing unit is used to apply the adhesive to connect the flexible substrate and the metal foil and to apply the register marks consisting of a colored adhesive.

Procedure according to Claim 6 , characterized in that to deactivate the register mark adhesive, the register marks are sprinkled or coated with a colored toner.

Procedure according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the position of the RFID labels on the belt is recorded using a camera and compared with a reference pattern, after which any deviations in the positioning of the RFID labels are used for statistical process control and any readjustment.