KR102570752B1 - 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법 - Google Patents

무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접합력 및 내구성이 향상된 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 RFID 칩이 부착된 PCB 기판을 포함하는 RFID 태그를 준비하는 단계; 상기 RFID 태그에 불변성 잉크를 코팅하는 단계; 상기 불변성 잉크를 코팅한 RFID 태그에 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머를 도포한 RFID 태그를 제1 고무층과 제2 고무층의 사이에 삽입 후 가열하고 합지하여 RFID 패치를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 프라이머를 도포하는 단계는 상기 불변성 잉크를 코팅한 RFID 태그 표면 전체에 상기 프라이머를 도포하는 제1 도포 단계;와 상기 RFID 칩과 상기 PCB 기판 사이를 상기 RFID 칩의 둘레방향으로 상기 프라이머를 도포하는 제2 도포 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 접합력 및 내구성이 향상된 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법은 RFID 태그를 포함하는 PCB 기판에 프라이머가 도포되어 평탄성이 향상됨으로써, 기포 발생을 억제하고 고무층과의 접합력이 증가되어 타이어 부착 후에도 패치와 타이어 중간층에 접합력을 강화시켜 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Description

무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법{Manufacturing method of tire attachment patch including RFID tag}
본 발명은 접합력 및 내구성이 향상된 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RFID 태그를 포함하는 PCB 기판에 프라이머가 도포되어 평탄성이 향상됨으로써, 고무층과의 접합력이 증가되어 타이어 부착 후에도 내구성을 유지할 수 있는 타이어 부착용 패치의 제조방법에 관한 것이다.
자동차 타이어의 경우 제조관리, 출하 및 유통관리를 위하여 형식, 제조번호, 사양, 특성, 가공이력, 사용이력 등의 각각의 타이어에 대한 고유정보를 신속히 알 필요가 있다.
특히, 제조물 책임법에 있어서는 제품의 결함에 의하여 타인의 생명, 신체 또는 재산을 침해한 경우에는 과실의 유무에 관계없이 발생한 손실을 제조업체가 배상하는 책임이 있다고 규정되어 있으므로 제조업체가 각각의 타이어에 대한 관리를 철저하게 해야 할 필요가 있다.
따라서, 타이어 제조업체에서는 각각의 타이어를 관리하기 위하여 제품이력 및 사용이력을 기억할 수 있는 무선인식태그로 RFID를 부착하여 사용하고 있다.
이러한 RFID 태그는 태그를 감싸는 2개의 고무층으로 구성된 RFID 패치형태로 타이어에 장착되고 있는 실정이다.
종래에는 RFID 태그의 내부안테나가 칩의 양쪽 끝단에 코일 형태로 부착되어 있고 안테나가 도출되어 RFID 패치 제조 시 기포가 발생할 우려가 있고, 그로 인해 패치의 접합력이 약해져 쉽게 분리될 수 있으며, 더 나아가 차량 주행 중 노면 상태, 차량의 상태 등에 의해 지속적으로 가해진 충격으로 인해 RFID 패치가 내장된 타이어의 내구성이 저하되어, 센서의 인식률 저하 및 타이어 교체시기가 단축될 수 있는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 접합력이 향상된 RFID 패치에 대한 연구가 필요한 실정이다.
한국등록특허 제10-1081374호(2011.11.08.) 한국등록특허 제10-2332843호(2021.11.25.)
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 모듈형태인 RFID 태그를 사용함으로써 RFID모듈과 고무 패치의 접합력을 강화시킬 수 있고, RFID 태그에 포함된 RFID 칩 주변에 프라이머를 두껍게 도포함으로써 RFID 패치 제조시 기포 발생을 억제하고, RFID모듈과 고무층의 접합력을 강화시킴으로써 타이어 주행 시 피로도를 감소시켜 내구성을 강화시킬 수 있는 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 RFID 칩이 부착된 PCB 기판을 포함하는 RFID 태그를 준비하는 단계; 상기 RFID 태그에 불변성 잉크를 코팅하는 단계; 상기 불변성 잉크를 코팅한 RFID 태그에 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머를 도포한 RFID 태그를 제1 고무층과 제2 고무층의 사이에 삽입 후 가열하고 합지하여 RFID 패치를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 프라이머를 도포하는 단계는 상기 불변성 잉크를 코팅한 RFID 태그 표면 전체에 상기 프라이머를 도포하는 제1 도포 단계;와 상기 RFID 칩과 상기 PCB 기판 사이를 상기 RFID 칩의 둘레방향으로 상기 프라이머를 도포하는 제2 도포 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 불변성 잉크를 코팅하는 단계 이후에 플라즈마 처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 RFID 패치를 제조하는 단계 이후에 점착필름을 추가적 합지하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 불변성 잉크는 디페닐올 프로판 디글라이시딜 에테르(Dipenylol propane diglycidyl ether) 20 내지 30 중량부, 디펜타에리트리톨 헥사키스(Dipentaerythritol hexakis, 2-[[3-(3-mercapto-1-oxopropoxy)-2,2-bis[(3-mercapto-1-oxopropoxy)methyl]propoxy]methyl]-2-[(3-mercapto-1-oxopropoxy)methyl]propane-1,3-diyl bis[3-mercaptopropionate]) 20 내지 30 중량부, 트리스[2-(3-메르캅토프로피오닐옥시)에틸]이소시아누레이트(Tris[2-(3-mercaptopropionyloxy)ethyl] isocyanurate, (2,4,6-trioxo-1 ,3,5-triazine-1,3,5(2H,4H,6H)-triyl)triethane-2,1-diyltris(3-mercaptopropionate)) 10 내지 20 중량부 및 카본 블랙 0.1 내지 1 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 프라이머를 도포하는 단계의 상기 제1 도포 단계;는 상기 프라이머를 20㎛의 두께로 도포하고, 상기 제2 도포 단계;는 상기 프라이머를 0.6mm의 두께로 도포할 수 있다.
본 발명에 따른 접합력 및 내구성이 향상된 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법은 RFID 태그를 포함하는 PCB 기판에 프라이머가 도포되어 평탄성이 향상됨으로써, 기포 발생을 억제하고 고무층과의 접합력이 증가되어 타이어 부착 후에도 패치와 타이어 중간층에 접합력을 강화시켜 내구성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예 따른 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기존 RFID 태그를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기존 RFID 태그와 이를 이용해 제조한 기존 RFID 패치의 사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기존 RFID 태그를 부착한 RFID 패치의 문제점을 나타낸 단면사진이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 기존 RFID 패치와 본 발명의 RFID 패치의비교사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID 패치의 분리사시도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 도 6의 결합 상태도를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 평탄성이 향상된 RFID 패치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명이 적용된 통상적인 타이어의 부분 단면도를 나타낸 것이다.
이하, 구체적인 예를 들어 본 발명에 따른 접합력 및 내구성이 향상된 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법을 더욱 상세히 설명한다. 다만 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다.
따라서 본 발명은 이하 제시되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 실시예들은 본 발명의 사상을 명확하게 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 명세서에서 “RFID 패치”는 RFID 태그를 삽입하여 양측의 고무층으로 가열 합지한 것을 의미하며, “RFID 태그”는 평평한 PCB 기판 위에 RFID 칩이 중간부에 있고 칩의 양 끝단으로 안테나가 인쇄된 형태의 모듈을 말한다.
본 발명의 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법은 RFID 칩이 부착된 PCB 기판을 포함하는 RFID 태그를 준비하는 단계; 상기 RFID 태그에 불변성 잉크를 코팅하는 단계; 상기 불변성 잉크를 코팅한 RFID 태그에 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머를 도포한 RFID 태그를 제1 고무층과 제2고무층의 사이에 삽입 후 가열하고 합지하여 RFID 패치를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 프라이머를 도포하는 단계는 상기 불변성 잉크를 코팅한 RFID 태그 표면 전체에 상기 프라이머를 도포하는 제1 도포 단계;와 상기 RFID 칩과 상기 PCB 기판 사이를 상기 RFID 칩의 둘레방향으로 상기 프라이머를 도포하는 제2 도포 단계;를 포함할 수 있다.
일반적으로 인쇄회로기판(PCB; Printed circuit board)이라 함은 동판이 적층된 기판을 패턴 인쇄 및 식각(Ecthing) 등의 기술에 의해 배선을 위한 동박을 하나의 도형으로 완성시킨 물품 구성으로써, 이와 같이 구성된 인쇄회로기판은 통상 반도체, 콘덴서 또는 저항 등의 부품이 실장된 상태로, 각종 전자 기기(가전제품, 컴퓨터, 이동통신기기, 또는 인공위성 등)에 이용된다.
상기 RFID 태그를 준비하는 단계에서 상기 RFID 태그의 PCB 기판은 종이 페놀(Paper phenol), 유리포 에폭시(FR-4), 유리 기재 에폭시(CEM-1, CEM-3), 테프론(Teflon), 금속(Metal) 또는 세라믹(Ceramic)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는 PCB 기판으로 FR-4(Flame Retardant-4) 소재가 사용될 수 있다. 상기 PCB 기판으로 FR-4를 사용할 경우 RFID 태그를 가볍고 두께도 얇게 제조할 수 있으며 높은 내열성을 갖는 효과가 있을 수 있다. PCB 기판의 회로는 금과 동으로 코팅될 수 있고, PCB 기판의 크기는 한정하지 않으나 바람직하게는 두께 1 내지 3mm, 폭 3 내지 7mm, 길이 50 내지 70mm가 될 수 있다. 더욱 바람직하게는 두께 1mm, 폭 5mm, 길이 60mm일 수 있다. PCB 기판의 크기가 두께 1mm, 폭 5mm, 길이 60mm일 경우 타이어에 삽입되더라도 타이어 본래의 성능 저하가 적고, 인식오류를 저하시킬 수 있다.
기존 RFID 태그의 경우 도 4에 나타낸 바와 같이 내부안테나가 칩의 양쪽 끝단에 코일 형태로 부착되어 있고 안테나가 도출되어 RFID 패치 제조 시 기포가 발생할 우려가 있고 그로 인해 RFID 태그와 고무층과의 접합력이 떨어져 내구성이 저하될 우려가 있으나 본 발명의 RFID 태그는 평평한 PCB 기판 위에 안테나가 인쇄된 모듈형태로 되어 있어 RFID 태그와 고무층 사이의 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있고, RFID 태그와 고무층과의 접합력을 강화시켜 RFID 패치의 내구성을 강화할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 불변성 잉크는, 디페닐올 프로판 디글라이시딜 에테르(Dipenylol propane diglycidyl ether) 20 내지 30 중량부, 디펜타에리트리톨 헥사키스(Dipentaerythritol hexakis, 2-[[3-(3-mercapto-1-oxopropoxy)-2,2-bis[(3-mercapto-1-oxopropoxy)methyl]propoxy]methyl]-2-[(3-mercapto-1-oxopropoxy)methyl]propane-1,3-diyl bis[3-mercaptopropionate]) 20 내지 30 중량부, 트리스[2-(3-메르캅토프로피오닐옥시)에틸]이소시아누레이트(Tris[2-(3-mercaptopropionyloxy)ethyl] isocyanurate, (2,4,6-trioxo-1 ,3,5-triazine-1,3,5(2H,4H,6H)-triyl)triethane-2,1-diyltris(3-mercaptopropionate)) 10 내지 20 중량부 및 카본 블랙 0.1 내지 1 중량부를 포함할 수 있다.
상기 불변성 잉크를 코팅하는 단계에서 도포된 불변성 잉크는 감광성이므로 자외선에 노출시키면 빛을 받은 부분만 경화되고 나머지 부분은 현상액에 의해 제거될 수 있고, 상기 불변성 잉크는 PCB 기판에 부착된 회로를 보호하고, 상기 PCB 기판에 부품을 실장할 경우 수반되는 웨이브 납땜(wave soldering)공정에서의 회로와 회로 사이에 땜납 걸침(Solder bridge)현상이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기 불변성 잉크는 두께 10 내지 40㎛ 일 수 있다. 상기 불변성 잉크의 두께가 10μm 보다 작은 경우 회로 보호 효과를 발휘하기 어려우며, 40㎛를 초과할 경우 무선인식태그의 무선인식 효율이 적어질 수 있다.
상기 불변성 잉크를 코팅하는 단계에서 상기 불변성 잉크는 UV 잉크, 열 경화 잉크(IR ink), PSR 잉크(Photo imageable Solder resist ink)등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는 사진현상형 솔더 레지스트 블랙(PSR black, Photo imageable Solder resist black)을 사용할 수 있다. 상기 사진현상형 솔데 레지스트 블랙을 불변성 잉크로 사용할 경우 열경화성 성분과 광경화성 성분의 것을 혼합해 사용하며 이를 통해 노광 및 현상을 통하여 원하는 화상을 형성할 수 있다.
또한, 상기 RFID 태그에 불변성 잉크 코팅 단계 이후에는 RFID 태그의 이물질 제거 및 접합력을 강화시키기 위해 세척기로 세척하는 세척단계;를 포함할 수 있다. 상기 세척단계에서는 세척용액이 사용될 수 있으며, 상기 세척용액은 바람직하게는 메틸 에틸 케톤(MEK; Methy ethyl ketone), 아세톤(Actone)을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 세척단계 이후에 건조기를 이용해 건조하는 제1 건조단계;를 포함할 수 있다. 상기 건조 단계에서 건조 조건은 한정되지 않으나 바람직하게는 건조온도 50 내지 70℃, 건조시간은 2 내지 4분으로 건조할 수 있다. 더욱 바람직하게는 건조온도 60℃, 건조시간은 3분으로 건조할 수 있다. 상기 건조온도 60℃, 건조시간은 3분으로 건조할 경우 불변성 잉크 코팅된 RFID 태그 표면의 용매를 효과적으로 제거할 수 있고 접합력이 가장 우수할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 불변성 잉크를 코팅하는 단계 이후에 플라즈마 처리하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 처리단계에서 플라즈마란 5000℃ 이상의 고온에서 물질이 이온화 된 상태로서, 고체, 액체 및 기체 다음인 제 4의 물질상태이다. 상기 플라즈마 처리 단계는 상기 RFID 태그를 포함한 PCB 기판의 표면만을 처리해 줌으로써 상기 PCB 기판의 내부물성을 그대로 유지시켜주면서 상기 PCB 기판의 표면의 이물질을 좀 더 효과적으로 제거할 수 있고 접합력을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.
상기 세척 건조한 후 플라즈마를 처리하는 단계; 에서 플라즈마 처리방식 및 조건은 한정되지 않으나 바람직하게는 0.05 내지 10 L/min의 유량으로 일반공기를 흘러 보낼 수 있고, 플라즈마의 처리 시간은 약 10 내지 14초간일 수 있으며, 5 내지 30khz의 범위의 주파수를 가지는 대기압 플라즈마를 이용할 수 있다.
상기 대기압 플라즈마를 사용하는 경우, 고가의 진공장치 없이 효율적인 플라즈마를 대기압 하에서 발생시키기 때문에 비용절감의 효과가 크며, 열린 공간에서 공정이 진행되므로 플라즈마가 적용되는 공간의 제약이 없고, 실시간 연속공정이 가능하다는 장점을 가질 수 있다.
상기 프라이머를 도포하는 단계;는 상기 불변성 잉크를 코팅한 RFID 태그 표면 전체에 상기 프라이머를 도포하는 제1 도포 단계;와 상기 RFID 칩과 상기 PCB 기판 사이를 상기 RFID 칩의 둘레방향으로 상기 프라이머를 도포하는 제2 도포 단계;를 포함할 수 있다.
상기 프라이머 도포는 접합에 적합하지 않은 표면을 물리적 또는 화학적으로 에칭법 등을 대신하여 접합에 적합한 표면으로 개질하는 방법을 사용할 수 있으며, 반응성 저분자 화합물 또는 고형분이 낮은 고분자 화합물의 낮은 저점도 용액을 접착용 프라이머를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 프라이머를 도포하는 단계의 상기 제1 도포 단계;는 상기 프라이머를 12 내지 25㎛의 두께로 도포하고, 상기 제2 도포 단계;는 상기 프라이머를 0.3 내지 0.8mm의 두께로 도포할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 프라이머 도포 단계에서 프라이머의 도포 두께와 도포 방식을 한정하지 않으나 스프레이 양면 도포 방식을 사용하여 제1 도포 단계에서 바람직하게는 18 내지 22㎛(D.F.T)두께로 도포할 수 있으며 제2 도포 단계에서 바람직하게는 0.5mm 내지 0.7mm의 두께로 도포할 수 있다. 상기 스프레이 양면 도포 방식을 사용해 제1 도포 단계에서 18 내지 22㎛(D.F.T)두께로 도포할 경우 젖음성이 좋아 RFID 태그와 고무층과의 접합력이 좀 더 향상될 수 있고, 건조 전 액체 도포 재료의 처짐이 생겨 막 두께가 얇아지는 현상이 적어지는 효과를 가질 수 있다. 상기 제2 도포 단계에서 0.5mm 내지 0.7mm의 두께로 도포할 경우 RFID 칩과 PCB 기판 사이의 단차를 감소시킴으로써 평탄성을 확보할 수 있고 RFID 패치 제조시 상기 RFID 칩과 PCB 기판 사이의 기포발생을 효과적으로 억제하고 접합력을 향상시킬 수 있다.
상기 프라이머는 혼합물로서 우레탄계(Urethane), 에폭시계(Epoxy), 합성수지계(Synthetic resin), 폴리올레핀계(Polyolefin) 등의 접착제를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는 폴리올레핀계(Polyolefin) 접착제일 수 있다. 상기 프라이머로 폴리올레핀계 접착제를 사용할 경우 비극성 기재와 접착력이 우수할 수 있고 사용 온도 100℃이상에서도 접착력이 우수한 효과를 가질 수 있다. 상기 프라이머는 자일렌(Xylene, C6H4(CH3)2) 45 내지 50 중량부와 에틸벤젠(Ethyl Benzene, C8H10), 25 내지 35 중량부와 산화아연(Zinc oxide, ZnO) 1 내지 5 중량부와 카본블랙(Carbon black, C) 1 내지 5 중량부와 실리카(Silica, SiO2) 0.1 내지 1.0 중량부와 합성수지(Synthetic resin) 10 내지 15중량부와 변성폴리에틸렌(Modified polyethylene) 5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 제2 도포 단계에서 상기 프라이머는 1㎛ 이하의 필러를 포함할 수 있다. 상기 RFID 칩과 상기 PCB 기판 사이를 상기 RFID 칩의 둘레방향으로 도포할 경우 상기 필러가 포함된 프라이머를 도포할 경우 도포 시 흘러내릴 우려가 적고, 고무층 가열합지 과정에서 상기 RFID 칩과 상기 PCB 기판 사이의 프라이머가 견고히 유지될 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 프라이머 도포 단계 이후에 건조기를 이용해 건조하는 제2 건조단계;를 포함할 수 있다. 상기 건조 단계에서 건조 조건은 한정되지 않으나 바람직하게는 건조온도 60 내지 80℃, 건조시간 10분이상일 수 있다. 상기 건조온도 60 내지 80℃, 건조시간 10분 이상으로 건조할 경우 프라이머의 최적의 건조 상태로 RFID 태그와 고무층과의 접합력이 가장 효과적일 수 있다.
또한, 상기 제2 건조 단계 이후에 접착제를 도포하는 접착제 도포 단계;를 포함할 수 있다. 상기 접착제 도포 단계에서 상기 고무계 접착제는 고무계(Rubber type), 아크릴계(Acryl type), 폴리우레탄계(Polyurethane resin type), 에폭시수지계(Epoxy resin type), 실리콘계(Silicone adhesives type), 폴리아미드수지 핫멜트(PA; Polyamide Hot melt type), 폴리이미드계(Polyimide type)를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
바람직하게는 고무계 접착제(Rubber solution)를 사용할 수 있으며 더욱 바람직하게는 천연고무(NR; Natural Rubber)와 점착제와 용제를 혼합해 제조한 것을 사용할 수 있다. 상기 천연고무와 점착제와 용제를 혼합해 제조한 고무계 접착제를 사용할 경우 상기 혼합 제조한 접착제를 바른 후 용제가 증발해 남는 천연고무와 RFID 패치의 고무층은 같은 계면으로써 접합력이 향상되는 효과를 가질 수 있다.
또한, 상기 접착제 도포 단계 이후에 건조기를 이용해 건조하는 제3 건조단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 건조 단계에서 건조 조건은 한정되지 않으나 바람직하게는 건조온도 80 내지 100℃, 건조시간 24시간일 수 있다. 상기 건조온도 80 내지 100℃, 건조시간 24시간으로 건조할 경우 접착제의 최적의 건조 상태로 RFID 태그와 고무층과의 접합력이 가장 효과적일 수 있다.
또한, 상기 제3 건조 단계 이후에 RFID 태그를 절단하는 절단단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 절단단계에서 사용하는 절단기를 한정하지 않으나 바람직하게는 레이저 절단기 및 기타 설비를 이용해 절단할 수 있다.
또한, 상기 절단단계 이후 RFID 태그의 절단면에 스프레이 설비와 상기 프라이머를 이용해 프라이머를 도포하는 절단면 프라이머 도포 단계;를 포함할 수 있다. 상기 프라이머 도포 단계에서 프라이머의 도포 두께와 도포 방식을 한정하지 않으나 바람직하게는 12 내지 25㎛(D.F.T)두께로 스프레이 양면 도포 방식을 사용할 수 있다. 상기 12 내지 25㎛(D.F.T)두께로 스프레이 양면 도포 방식을 사용할 경우 젖음성이 좋아 RFID 태그와 고무층과의 접합력이 좀 더 향상될 수 있고, 건조 전 액체 도포 재료의 처짐이 생겨 막 두께가 얇아지는 현상이 적어지는 효과를 가질 수 있다.
상기 고무층 가열합지 단계; 에서 상기 고무층의 재질은 천연 고무(NR), 부타디엔 고무(BR), 클로로프렌 고무(CR), 니트릴 고무(NBR), 부틸 고무(IIR), 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM), 우레탄 고무(U), 실리콘 고무(SI), 불소 고무(FRM/FKM)등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는 부타디엔 고무와 천연고무를 혼합해 사용한 것일 수 있다. 부타디엔 고무와 천연고무를 혼합해 사용할 경우 탄성, 내마모성, 저온성이 좋으나 기계적 성질이 좋지 않은 부타디엔 고무에 천연고무를 혼합함으로써 높은 기계적 성질을 가지는 효과가 있을 수 있다.
상기 고무층은 압출된 고무층을 사용할 수 있으며, 일반적으로 압출은 연속 공정에서 균일한 가공품질을 얻기위해 열적 기계적 방법으로 원재료를 가열 가압하여 제품을 생산하는 방식으로 고무제품, 식품, 약품 등의 제조에 많이 이용되고 있다.
상기 고무층 가열합지 단계에서 고무층의 압출 방식은 한정되지 않으나 바람직하게는 카렌다 방식(Calendering)을 통해 생산할 수 있다. 상기 카렌다 방식을 통해 고무층을 생산할 경우 다른 압출공법보다 두께가 더 균일한 제품을 생산할 수 있으며 원료의 혼합이 잘되는 장점을 가질 수 있다. 고무층의 두께와 폭은 한정되지 않으나 바람직하게는 두께 0.8 내지 1.0mm, 폭 80 내지 90mm로 할 수 있다. 상기 고무층은 양측 2겹을 이용할 수 있으며 합지 방식은 한정되지 않으나 바람직하게는 합지기를 이용하여 가열합지한다. 상기 가열합지를 하는 경우 RFID 태그와 고무층에 도포된 접착제를 가열하여 접합력을 향상시켜주는 효과가 있을 수 있다.
또한, 상기 가열합지하여 RFID 패치를 제조하는 단계이후 RFID 패치를 절단기를 이용해 절단하는 절단단계; 를 포함할 수 있다. 상기 절단 단계에서 절단 크기는 한정하지 않으나 바람직하게는 길이 5 내지 7mm, 폭 60 내지 80mm크기로 절단할 수 있다. 더욱 바람직하게는 길이 6mm, 폭 70mm크기로 절단할 수 있다. RFID 패치의 크기가 길이 6mm, 폭 70mm일 경우 타이어에 삽입되더라도 타이어 본래의 성능 저하가 적고 인식오류를 저하시킬 수 있는 크기일 수 있다.
또한, 상기 RFID 패치를 제조하는 단계 이후 점착필름을 추가적 합지하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 점착필름을 추가적 합지하는 단계; 에서 점착필름은 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈염산(PET)등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는 점착필름으로 폴리에틸렌(PE; Polyethylene)을 사용할 수 있다. 상기 점착필름으로 폴리에틸렌(PE; Polyethylene)을 사용할 경우 저온에서 높은 충격강도와 내마모성을 가질 수 있다.
합지 방식은 한정되지 않으나 바람직하게는 폴리에틸렌(PE; Polyethylene)점착필름을 양측 2겹으로 합지할 수 있다. 상기 폴리에틸렌 점착 필름을 양측 2겹으로 합지하는 경우 고무층과 폴리에틸렌 필름의 이중구조를 가짐으로써 외부로부터의 파손 위험을 감소시킬 수 있고, 절연성을 향상시켜 상기 RFID 태그의 오작동을 방지할 수 있으며 외부수분으로 보호되어 상기 RFID 태그의 부식방지 효과를 가질 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 예로 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
다만, 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1>
RFID 칩이 부착된 PCB 기판을 포함하는 RFID 태그는 FR-4소재의 두께 1mm, 폭 5mm, 길이 60mm인 PCB 기판에 불변성 잉크 중 사진현상형 솔더 레지스트 블랙을 두께 25㎛로 도포한 것을 사용하였다. 상기 불변성 잉크인 사진현상형 솔더 레지스트 블랙이 코팅된 RFID 태그에 메틸 에틸 케톤을 이용해 2회 세척하고 60℃에서 3분간 열처리하여 건조시켰다. 상기 불변성 잉크를 건조한 RFID 태그에 스프레이 장비를 이용해 프라이머를 RFID 태그 전체에는 20㎛의 두께로 1회 도포(제1 도포)하고 상기 RFID 칩 주변의 둘레방향으로 0.3mm의 두께로 1회 도포(제2 도포)한 후 70℃에서 12분간 열처리하여 건조시켰다. 상기 프라이머를 도포한 RFID 태그에 천연고무(NR; Natural Rubber)와 점착제와 용제를 혼합해 제조한 고무계 접착제를 40㎛의 두께로 도포한 후 90℃로 24시간동안 열처리하여 건조시켰다. 고무 피착제로서 두께 0.9mm, 폭 85mm인 2개의 고무층사이에 상기 고무계 접착제가 도포된 RFID 태그를 삽입하고 합지기를 이용해 가열합지한 후 길이 6mm, 폭 70mm로 절단해 RFID 패치샘플을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 프라이머를 상기 RFID 칩 주변의 둘레방향으로 0.4mm의 두께로 1회 도포(제2 도포)한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 RFID 패치샘플을 제조하였다.
<실시예 3>
상기 프라이머를 상기 RFID 칩 주변의 둘레방향으로 0.6mm의 두께로 1회 도포(제2 도포)한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 RFID 패치샘플을 제조하였다.
<실시예 4>
상기 불변성 잉크를 건조한 후 5 L/min의 유량으로 일반 공기를 흘려 보내고 20KHz범위의 주파수를 가지는 대기압 플라즈마를 이용해 약 10초간 플라즈마 처리한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 RFID 패치샘플을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 프라이머를 제2 도포하지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 RFID 패치샘플을 제조하였다.
<비교예 2>
상기 프라이머를 제1 도포하지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 RFID 패치샘플을 제조하였다.
<비교예 3>
상기 블변성 잉크 처리하지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 RFID 패치샘플을 제조하였다.
<실험예 1> - RFID 패치의 접합강도 측정
실시예들 및 비교예들에서 제조된 접합시편인 RFID 태그를 포함하는 RFID 패치샘플에 대해 ASTM D429(Method A) 시험방법을 통해 접합강도를 측정하였다.
실시예들 및 비교예들에 의한 시편에 대해 상온에서 30분간 방치한 후 만능인장시험기를 사용하여 100mm/min의 속도로 박리하여 접합강도를 평가하였고 접합시편은 5개를 측정하여 산출한 평균값을 하기 <표 1>에 나타냈다. 여기서 접합강도란 접합시편의 폭을 평균하중으로 나눈 값을 말한다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
접합강도
(N/70mm)		 9.0 9.2 9.6 9.1 7.8 8.2 8.8
상기 <표 1>을 통해 RFID 패치의 접합강도를 확인한 결과 상기 제2 도포 단계를 거친 실시예 1 내지 3에 따른 RFID 패치의 접합강도가 제2 도포 단계를 거치지 않은 비교예 1에 비해 개선된 것을 알 수 있었다.
<실험예 2> - RFID 패치의 기포발생비율 측정
실시예들 및 비교예들에 의해 제조된 RFID 패치의 중간부를 절단하여 광학현미경(Olympus사, EX-51, 30배율)로 측정한 이미지를 Mountech사의 Mac-view software로 분석하여 상기 RFID 패치의 절단면 중 RFID 칩을 포함한 1.6×2.5mm 절단면의 면적당 기포 면적을 측정하였다. 상기 면적값을 토대로 기포발생비율을 산출하고 이를 5회 반복하여 평균값을 하기 <표 2>에 나타냈다. 여기서 기포 발생 비율이란 RFID 패치의 절단면의 일정 면적에 대한 기포 점유 면적의 비율(백분율)을 말한다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
기포발생비율
(％)		 3.9 3.4 3.1 3.3 4.9 4.5 4.1
상기 <표 2>을 통해 RFID 패치의 기포발생비율을 확인한 결과 상기 제2 도포 단계를 거친 실시예 1 내지 3에 따른 RFID 패치의 기포발생비율이 제2 도포 단계를 거치지 않은 비교예 1에 비해 감소하였을 알 수 있었다.
<실험예 3> - RFID 패치가 부착된 타이어의 내구성 평가
실시예들 및 비교예들에 의해 제조된 RFID 패치가 부착된 타이어에 대해 25% ILD를 측정하기 위하여 일정량 시편을 채취하여 규정 사이즈의 원형 가압판으로 상기 타이어를 규정 속도로 75% 눌렀다가 하중을 제거하고 다시 25% 누르고 20초 후의 하중을 경도 값으로 측정하였고 이를 5회 반복하여 평균값을 하기 <표 3>에 나타냈다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
25% ILD 40 43 45 42 35 37 39
상기 <표 3>을 통해 RFID 패치가 부착된 타이어 경도를 확인한 결과 상기 제2 도포 단계를 거친 실시예 1 내지 3에 따른 상기 타이어의 경도가 제2 도포 단계를 거치지 않은 비교예 1에 비해 개선된 것을 알 수 있었다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
10 : RFID 칩(RFID Chip)
20 : 내부안테나
30 : 기존 RFID 태그
40 : PCB 기판
50 : 본 발명의 RFID 태그
60a, 60b : 고무층
70 : RFID 패치
80 : 칩 주변에 도포된 프라이머
90 : RFID 패치가 부착된 타이어의 단면

Claims (5)

  1. RFID 칩이 부착된 PCB 기판을 포함하는 RFID 태그를 준비하는 단계; 상기 RFID 태그에 불변성 잉크로 사진현상형 솔더 레지스트 블랙을 두께 10 내지 40㎛로 코팅하는 단계; 상기 코팅한 RFID 태그에 대기압 플라즈마를 처리하는 단계; 상기 대기압 플라즈마를 처리한 RFID 태그에 폴리올레핀계 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머를 도포한 RFID 태그에 천연고무, 점착제 및 용제를 혼합해 제조한 고무계 접착제를 도포하는 단계; 상기 고무계 접착제를 도포한 RFID 태그를 부타디엔고무와 천연고무를 혼합해 제조한 제1 고무층 및 제2 고무층의 사이에 삽입 후 가열하고 합지하여 RFID 패치를 제조하는 단계; 및 상기 합지한 RFID 패치에 폴리에틸렌 점착필름을 양측 2겹으로 추가적 합지하는 단계;를 포함하고,
    상기 프라이머를 도포하는 단계;는 상기 대기압 플라즈마를 처리한 RFID 태그의 표면 전체에 프라이머를 18 내지 22㎛의 두께로 도포하는 제1 도포 단계; 및 상기 PCB 기판 위에 부착된 상기 RFID 칩의 둘레방향으로 프라이머를 0.5 내지 0.7mm의 두께로 도포하는 제2 도포 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 도포 단계;는 상기 프라이머를 0.6mm의 두께로 도포하는 것을 특징으로 하는 무선인식태그를 포함하는 타이어 부착용 패치의 제조방법.
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