DE10392270T5 - Smart Label - Google Patents

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Abstract

Smart-Label, das ein Polyolefin-Substrat enthält, das ein Schaltsystemmuster und einen integrierten Schaltkreis auf einem Chip umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat 30 bis 80 Gew.% eines mineralischen Füllstoffs umfaßt.Smart Label, containing a polyolefin substrate, this includes a switching system pattern and an integrated circuit a chip, characterized in that the Substrate 30 to 80 wt.% Of a mineral filler.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Smart-Label, das ein Polyolefin-Substrat enthält, das ein Schaltsystemmuster und einen integrierten Schaltkreis auf einem Chip umfaßt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein geformtes Polyolefin-Produkt, das ein In-Mould-Smart-Label umfaßt, das ein Polyolefin-Substrat enthält, das ein Schaltsystemmuster und einen integrierten Schaltkreis auf einem Chip umfaßt.The The present invention relates to a smart label incorporating Polyolefin substrate contains, the a switching system pattern and an integrated circuit on one Chip covers. The present invention also relates to a molded polyolefin product, that's an in-mold smart label that includes contains a polyolefin substrate, a switching system pattern and an integrated circuit on one Chip covers.

Smart-Labels, die ein Schaltsystemmuster und einen integrierten Schalkreis auf einem Chip umfassen, werden z.B. zur Identifizierung und Verfolgung bestimmter Produkte verwendet. Sie bilden ein einfaches und billiges Überwachungssystem, wenn eine Lesevorrichtung verfügbar ist.Smart labels, which has a switching system pattern and an integrated circuit a chip, e.g. for identification and persecution certain products used. They form a simple and cheap monitoring system, if a reading device available is.

Andererseits besteht ein Bedarf für Label bzw. Markierungen, die im Inneren eines Produktes oder an einer Oberfläche des Produktes während eines Formungsprozesses angebracht werden, um identifizierbare Produkte zu erhalten, von denen das Smart-Label nicht entfernt werden kann, ohne daß das Produkt aufgebrochen wird. Die normalerweise verwendeten Ausgangsmaterialien für In-Mould-Label sind biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP), Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), da vorteilhaft ist, dasselbe Material im Label wie im geformten Produkt zu verwenden, und zwar infolge der Möglichkeit eines Recyclings. Die gängigsten Ausgangsmaterialien, die in geformten Produkten, speziell in Produkten der Lebensmittel-, Getränke-, Blumen-, Erdöl-, Körperpflege-, oder Haushaltsindustrie verwendet werden, sind Polyolefine, z.B. Polyethylen hoher Dichte (HDPE) und Polypropylen (PP). In diesem Kontext bezieht sich das Formungsverfahren auf Formungsverfahren, die als solche bekannt sind, z.B. ein Spritzgießverfahren oder ein Blasformungsverfahren.on the other hand there is a need for Label or markings inside a product or on a surface of the product during a forming process to be attached to identifiable products from which the smart label can not be removed, without that Product is broken up. The normally used starting materials for in-mold label are biaxially oriented polypropylene (BOPP), high density polyethylene Density (HDPE) and low density polyethylene (LDPE), since advantageous is to use the same material in the label as in the molded product, because of the possibility a recycling. The most common Starting materials used in molded products, especially in products the food, beverage, Floral, Petroleum, Personal hygiene-, or household industry are polyolefins, e.g. High density polyethylene (HDPE) and polypropylene (PP). In this Context, the molding process refers to molding processes, known as such, e.g. an injection molding or a blow molding process.

Es gibt allerdings bestimmte Hindernisse zur Herstellung solcher Smart-Label, die in In-Mould-Produkten verwendet werden können. Die Befestigung des Chips an dem Schaltsystemmuster kann hohe Temperaturen erfordern und daher können Filme, die normalerweise als Substrat für In-Mould-Label verwendet werden, nicht eingesetzt werden. Die erforderliche Temperatur kann 150 bis 180°C sein und die Dauer der Behandlung kann 5 bis 8 Sekunden sein. Dies bedeutet, daß die normalerweise verwendeten Filme schmelzen, brennen oder schrumpfen. Polyester z.B. hätte eine ausreichend hohe Thermostabilität, es kann aber nicht mit Polyolefinen verwendet werden, da Produkte, die aus Polyolefinen hergestellt sind, nach dem Formen etwa 2% schrumpfen und Polyester seine Abmessungen beibehält. Außerdem ist die Adhäsion des Polyesterfilm an Polyolefinen nicht perfekt und ein Recycling ist nicht möglich, wenn ein Film mit unterschiedlicher Ausgangsmaterialbasis verwendet wird.It However, there are certain obstacles to the production of such smart labels. which can be used in in-mold products. The attachment of the chip The switching system pattern may require high temperatures and therefore can Films that are normally used as substrates for in-mold labels should not be used. The required temperature can be 150 to 180 ° C and the duration of the treatment can be 5 to 8 seconds. This means that the normally used Films melt, burn or shrink. Polyester e.g. would have one sufficiently high thermal stability, but it can not be used with polyolefins because which are made of polyolefins, after molding, shrink about 2% and polyester retains its dimensions. In addition, the adhesion of the Polyester film on polyolefins is not perfect and recycling is not possible, when using a film with different base material basis becomes.

Die vorliegende Erfindung bringt eine Verbesserung der bekannten Technik. Das Smart-Label- und das In-Mould-Produkt der Erfindung sind dadurch charakterisiert, daß das Substrat 30 bis 80 Gew.% eines mineralischen Füllstoffs umfaßt.The present invention provides an improvement of the known art. The smart label and in-mold product of the invention are characterized in that the substrate 30 to 80% by weight of a mineral filler.

Die Filme der Erfindung enthalten mineralische Füllstoffe, um die Wärmebeständigkeit des Films zu erhöhen. Die Filme enthalten 30 bis 80 Gew.% eines mineralischen Füllstoffs, z.B. Talk, Kreide, Calciumcarbonat (CaCO3), Titandioxid (TiO2), Siliciumdioxid oder Gemische dieser. Der bevorzugte Gehalt an mineralischem Füllstoff ist 50 bis 70 Gew.%. Der Film kann z.B. durch Gießen oder Blasen hergestellt werden. Er kann nicht orientiert, in Maschinenrichtung orientiert, in Querrichtung orientiert oder biaxial orientiert sein. Der Film kann mehr als eine Schicht enthalten und er kann an einer Seite oder an beiden Seiten beschichtet sein. Sein Aussehen kann matt oder glänzend sein und er kann durchscheinend oder opak sein. Seine Farbe kann beliebig sein, seine Dicke ist vorzugsweise 30 bis 250 μm.The films of the invention contain mineral fillers to increase the thermal stability of the film. The films contain 30 to 80 wt.% Of a mineral filler, for example talc, chalk, calcium carbonate (CaCO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), silica or mixtures thereof. The preferred content of mineral filler is 50 to 70 wt.%. The film can be produced, for example, by casting or blowing. It may not be oriented, oriented in the machine direction, oriented transversely or biaxially oriented. The film may contain more than one layer and it may be coated on one side or both sides. Its appearance can be dull or shiny and it can be translucent or opaque. Its color can be arbitrary, its thickness is preferably 30 to 250 microns.

In der vorliegenden Anmeldung beziehen sich Smart-Labels auf Labels, die eine RF-ID-Schaltung (Identifikation) umfassen. Eine Smart-Label-Bahn kann in einem kontinuierlichen Verfahren aus dem Film der Erfindung gebildet werden. Die Smart-Label-Bahn bzw. das Smart-Label-Gewebe ist ein Gewebe bzw. eine Bahn, das/die flexibel ist, aber noch eine geeignete Steifigkeit hat. Das Smart-Label-Gewebe besteht aus einer Folge aufeinanderfolgender und/oder benachbarter Smart-Labels. Das Schaltsystemmuster kann durch Drucken des Schaltsystemmusters mit einer elektrisch leitenden Drucktinte auf einen Film, durch Ätzen des Schaltsystemmuster auf einen Metallfilm, durch Stanzen des Schaltsystemmusters aus einem Metallfilm oder durch wickeln des Schaltkreismusters z.B. aus Kupferdraht hergestellt werden. Typischerweise wird das Schaltsystemmuster durch Ätzen desselben auf den Metallfilm gebildet. Der elektrisch arbeitende RFID (Radiofrequenzidentifizierungs)-Schaltkreis des Smart-Label ist ein einfacher, elektrischer Resonanzkreis (RCL-Kreis), der bei einer bestimmten Frequenz arbeitet. Der Schaltkreis besteht aus einer Spule, einem Kondensator und einem integrierten Schaltkreis auf einem Chip. Der integrierte Schaltkreis umfaßt einen Escort-Speicher und einen RF-Teil, der so angeordnet ist, daß er mit dem Lesegerät in Verbindung steht. Der Kondensator des RCL-Schaltkreises kann in den Chip integriert sein oder kann außerhalb des Chips liegen. Wenn der Kondensator außerhalb des Chips liegt, wird er durch Platten auf dem Smart-Label-Gewebe und dem Strukturteil gebildet. Die Platten sind auf dem einen oder dem anderen angeordnet, wobei der Kondensator in einem fertigen Smart Leben ausgebildet wird.In the present application, smart labels refer to labels comprising an RF-ID circuit (identification). A smart label web can be formed in a continuous process from the film of the invention. The smart label web is a web that is flexible but still has a suitable stiffness. The smart label fabric consists of a sequence of consecutive and / or adjacent smart labels. The circuit system pattern may be made by printing the circuit pattern with an electroconductive ink on a film, etching the circuit pattern onto a metal film, punching the circuit pattern from a metal film, or winding the circuit pattern such as copper wire. Typically, the circuit system pattern is formed by etching it onto the metal film. The electrically working RFID (Radio Frequency Identification) circuit of the smart label is a simple electrical resonant circuit (RCL circuit) operating at a particular frequency. The circuit consists of a coil, a capacitor and an integrated circuit on a chip. The integrated circuit includes an escort memory and an RF portion arranged to communicate with the reader. The capacitor of the RCL circuit may be integrated into the chip or may be external to the chip. If the Capacitor is located outside the chip, it is formed by plates on the smart label fabric and the structural part. The plates are arranged one way or the other, wherein the capacitor is formed in a finished smart life.

Verfahren zum Befestigen des integrierten Schaltkreises am Chip mit einem Schaltsystemmuster umfassen die Flip-Chip-Technik, die mehrere Techniken umfaßt. Die Flip-Chip-Technik kann aus einer großen Vielzahl so ausgewählt werden, daß die Produktionsgeschwindigkeit des Verfahrens bei einem geeigneten Qualitäts- und Zuverlässigkeitslevels maximiert werden kann. Geeignete Flip-Chip-Verfahren umfassen eine anisotrop leitende Klebstoff- oder Film (ACA oder ACF)-Verbindungsstelle (die erforderliche Verfahrenstemperatur >140°C), eine isotrop leitende Klebstoff (ICA)-Verbindungsstelle (die erforderliche Verfahrenstemperatur >140°C), eine nicht-leitende Klebstoff (NCA)-Verbindungsstelle (die notwendige Verfahrenstemperatur >140°C), einen Lötmittel-Flip-Chip (FC) Verbindungspunkt (die erforderliche Verfahrenstemperatur etwa 220°C) oder möglicherweise andere metallische Verbindungspunkte. Zusätzlich zur Flip-Chip-Technologie kann auch eine Drahtbindung oder ein Verbindungspunkt, hergestellt durch automatische Bandbindung (TAB), verwendet werden. Es können auch Verbindungen, die durch thermoplastische Klebstoffe auf Polymerbasis hergestellt werden, verwendet werden (die erforderliche Verfahrenstemperatur 140–200°C). Der Chip kann auch durch Flip-Chip-Technik auf einem getrennten Strukturteil plaziert werden, der mit dem Schaltsystemmuster verbunden ist.method for attaching the integrated circuit to the chip with a Switching system patterns include the flip-chip technique, which includes several techniques. The Flip-chip technology can be chosen from a wide variety so that the production speed the process at a suitable level of quality and reliability can be maximized. Suitable flip-chip methods include a anisotropically conductive adhesive or film (ACA or ACF) junction (the required process temperature> 140 ° C), an isotropically conductive adhesive (ICA) junction (the required Process temperature> 140 ° C), a non-conductive adhesive (NCA) junction (the necessary process temperature> 140 ° C), a solder flip chip (FC) connection point (the required process temperature is approx 220 ° C) or possibly other metallic connection points. In addition to flip-chip technology can also be a wire tie or a connection point made by automatic tape binding (TAB). It can too Compounds made by thermoplastic polymer-based adhesives be prepared (the required process temperature 140-200 ° C). The chip can also be placed on a separate structural part by flip-chip technology which is connected to the switching system pattern.

Die Smart-Labels der Erfindung können bereitgestellt werden, um als In-Mould-Label in einer Gewebeform bzw. Bandform mit oder ohne Rückseitenfilm verwendet zu werden. Das Gewebe kann perforiert sein. Wenn das Gewebe einen Rückseitenfilm hat, so ist dieser vorzugsweise ein nicht-klebender, trockenablösbarer Film, auf dem sich die geschnitten Smart-Labels befinden. Das Gewebe bzw. die Bahn kann in gerollter Form oder endloser Form vorliegen. Es ist auch möglich, daß die Bahn bzw. das Gewebe zu Blättern, die eine oder mehrere Smart-Labels enthalten, geschnitten wird.The Smart labels of the invention can be provided as an in-mold label in a fabric form or band form with or without backside film to be used. The tissue can be perforated. When the tissue has a backside film, so this is preferably a non-adhesive, dry-releasable film, on which the cut smart labels are located. The tissue or the Web can be in rolled or endless form. It is also possible, that the Web or tissue to leaves, which contain one or more smart labels is cut.

Auf der Smart-Label-Bahn kann der Chip offenliegen oder kann mit einem Film bedeckt sein, der den Chip und das Schaltsystemmuster gegen Feuchtigkeit und Chemikalien schützt. Der Schutzfilm kann z.B. ein co-extrudierter Film auf der Basis von Polyolefinen sein. Die Dicke des Films ist vorzugsweise 10 bis 200 μm. Eine andere Möglichkeit ist es, eine Schicht aus einem stoßdämpfenden Kautschuk-Compound anzuheften. Das Smart-Label kann an der Oberfläche des Produktes insertiert sein, wobei entweder die Vorderseite oder die Rückseite mit dem Produkt in Kontakt steht oder das Smart-Label kann in dem Produkt eingebettet sein.On the smart label web, the chip may be exposed or can with a Cover the film against the chip and the switching system pattern Moisture and chemicals protect. The protective film may e.g. a co-extruded film based of polyolefins. The thickness of the film is preferably 10 to 200 μm. Another possibility is it, a layer of a shock-absorbing rubber compound to adhere. The smart label can be inserted on the surface of the product be either the front or the back with the product in Contact stands or the smart label can be embedded in the product be.

Wenn ein blasgeformtes Produkt gefragt ist, soll die Rückseite des Smart-Label-Gewebes bzw. der Smart-Label-Bahn eine Klebeschicht umfassen, deren Schmelzpunkt niedriger ist als die des Smart-Label-Substrats, da das Blasformverfahren bei niedriger Temperatur als das Spritzgießen erfolgt. Um eine gute Haftung zu erzielen ist somit eine zusätzliche Schicht erforderlich. Das durch das Blasformungsverfahren hergestellte Smart-Label wird so an dem Produkt befestigt, daß die Adhäsionsschicht dem geformten Produkt gegenüberliegt oder das Smart-Label kann in das Produkt eingebettet werden.If a blow-molded product is in demand, the back is supposed to of the smart label fabric or the smart label web an adhesive layer whose melting point is lower than that of the smart label substrate, because the blow molding process is carried out at a low temperature than the injection molding. Around To achieve good adhesion thus an additional layer is required. The smart label produced by the blow molding process becomes attached to the product so that the Adhesion layer the opposite shaped product or the smart label can be embedded in the product.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben. Die Figur zeigt ein einzelnes Smart-Label in Draufsicht.in the Following, the invention will be described with reference to a drawing. The figure shows a single smart label in plan view.

1 zeigt ein einzelnes Smart-Label in Draufsicht. Die Smart-Label-Bahn 1 ist eine kontinuierliche Bahn, die Schaltsystemmuster 3, von denen jedes eines integrierten Schaltkreis auf einem Chip 2 hat, in geeigneten Abständen nacheinander und/oder nebeneinander enthält. Das Material der Bahn ist Polyolefin, das 30 bis 80 Gew.% eines mineralischen Füllstoffs enthält. Das Schaltsystemmuster 3 kann durch Drucken des Schaltsystemmusters auf einen Film mit einer elektrisch leitenden Drucktinte, durch Ätzen des Schaltsystemmusters auf einen Metallfilm, durch Ausstanzen des Schaltsystemmusters aus einem Metallfilm oder durch Wickeln des Schaltsystemmusters, z.B. aus einem Kupferdraht, hergestellt werden. Das Schaltkreismuster ist mit einem Identifizierungsschaltkreis, z.B. einem Radiofrequenzidentifizierungs-(RFID)-Kreis, ausgestattet. Der Identifizierungskreis ist ein einfacher, elektrischer Resonanzkreis (RCL-Kreis), der so abgestimmt ist, daß er bei einer definierten Frequenz arbeitet. Der Schaltkreis besteht aus einer Spule, einem Kondensator und einem Schaltkreis, der auf einem Chip integriert ist, welcher aus einem Escort-Speicher und RF-Teil zur Verbindung mit einem Lesegerät besteht. Der Kondensator des RCL-Schaltkreises kann auch auf dem Chip integriert sein oder der Kondensator/die Kondensatoren können außerhalb des Chips liegen. 1 shows a single smart label in plan view. The smart label web 1 is a continuous web, the circuit pattern 3 , each of which is an integrated circuit on a chip 2 has, at appropriate intervals one after the other and / or next to each other. The material of the web is polyolefin, which contains from 30 to 80% by weight of a mineral filler. The switching system pattern 3 can be made by printing the circuit pattern on a film with an electroconductive ink, etching the circuit pattern on a metal film, punching the circuit pattern from a metal film, or winding the circuit pattern, eg, a copper wire. The circuit pattern is equipped with an identification circuit, eg, a Radio Frequency Identification (RFID) circuit. The identification circuit is a simple electrical resonance (RCL) circuit tuned to operate at a defined frequency. The circuit consists of a coil, a capacitor and a circuit, which is integrated on a chip, which consists of an escort memory and RF part for connection to a reader. The capacitor of the RCL circuit may also be integrated on the chip or the capacitor (s) may be external to the chip.

BEISPIELEXAMPLE

In-Mould-Smart-Labels, die ein Schaltsystemmuster und einen integrierten Schaltkreis auf einem Chip umfassen, wurden aus handelsüblichen Polyolefinfilmen, die 30 bis 80 Gew.% eines mineralischen Füllstoffs umfassen, hergestellt. Die verwendeten Filme waren FPO®-Filme 3966, 3969, 3970 und 3965, hergestellt von RKW Sweden AB (Schweden), Leanfilm, hergestellt von Ecolean AB (Schweden) und Teslin®-synthetische Druckfolien SP-700, SP-800, SP-1000, SP-1400 und SP-1800, hergestellt von PPG Industries, Inc. (USA). Die FPO®-Filme waren Polypropylenfilme, deren Dicke zwischen 70 und 110 μm schwankte, wobei der Füllstoff eine Kombination aus Kreide und Talk war und der Füllstoffgehalt gemäß ISO 3451-1 51 Gew.% war. Diese Filme hielten Temperaturen von mindestens 160°C gut aus. Alle Filme hielten das Herstellungsverfahren des Smart-Labels und seine Formung zu einem Produkt gut aus.In-mold smart labels comprising a circuit system pattern and an integrated circuit on a chip were made from commercially available polyolefin films comprising 30 to 80% by weight of a mineral filler. The films used were FPO ® films 3966, 3969, 3970 and 3965 manufactured by RKW Sweden AB (Sweden), Leanfilm manufactured by Ecolean AB (Schwechat den) and Teslin ® -synthetische printing films SP-700, SP-800, SP-1000, SP-1400 and SP-1800, manufactured by PPG Industries, Inc. (USA). The FPO ® films were polypropylene films, whose thickness was varied between 70 and 110 microns, wherein the filler was a combination of chalk and talc, and the filler content in accordance with ISO 3451-1 51 wt.%. These films were good at temperatures of at least 160 ° C. All the films were good at making the smart label and making it a product.

Die Erfindung ist nicht auf die obige Beschreibung beschränkt, die Erfindung kann innerhalb des Rahmens der Ansprüche variieren. Die Hauptidee der Erfindung ist die, daß das Polyolefin-Substrat des Smart-Label durch eine gewisse Menge an mineralischen Füllstoffen wärmeresistent gemacht werden kann.The The invention is not limited to the above description, which The invention may vary within the scope of the claims. The main idea the invention is that the Polyolefin substrate of the smart label by a certain amount mineral fillers heat-resistant can be made.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Smart-Label, das ein Polyolefin-Substrat enthält, das ein Schaltsystemmuster und einen integrierten Schaltkreis auf einem Chip umfaßt. Das Substrat umfaßt 30 bis 80 Gew.% eines mineralischen Füllstoffs.The The present invention relates to a smart label incorporating Polyolefin substrate contains, the a switching system pattern and an integrated circuit on one Chip covers. The substrate comprises 30 to 80% by weight of a mineral filler.

Claims (4)

Smart-Label, das ein Polyolefin-Substrat enthält, das ein Schaltsystemmuster und einen integrierten Schaltkreis auf einem Chip umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat 30 bis 80 Gew.% eines mineralischen Füllstoffs umfaßt.Smart label comprising a polyolefin substrate comprising a circuit system pattern and an integrated circuit on a chip, characterized in that the substrate comprises 30 to 80% by weight of a mineral filler. Smart-Label nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mineralische Füllstoff Talk, Kreide, Calciumcarbonat (CaCO3), Titandioxid (TiO2), Siliciumdioxid oder Gemische dieser ist.Smart label according to claim 1, characterized in that the mineral filler is talc, chalk, calcium carbonate (CaCO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), silica or mixtures thereof. Smart-Label nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin-Substrat ein biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP), ein Polyethylen hoher Dichte (HDPE) oder ein Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) ist.Smart label according to claim 1 or claim 2, characterized characterized in that Polyolefin substrate a biaxially oriented polypropylene (BOPP), a high density polyethylene (HDPE) or a polyethylene lower Density (LDPE) is. Geformtes Polyolefin-Produkt, umfassend ein In-Mould-Smart-Label, das ein Polyolefin-Substrat enthält, das ein Schaltsystemmuster und einen integrierten Schaltkreis auf einem Chip umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat 30 bis 80 Gew.% eines mineralischen Füllstoffs umfaßt.A molded polyolefin product comprising an in-mold smart label, the contains a polyolefin substrate, this includes a switching system pattern and an integrated circuit a chip, characterized in that the Substrate 30 to 80 wt.% Of a mineral filler.
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