DE202019102894U1 - RFID transponder - Google Patents
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Abstract
RFID-Transponder, insbesondere zur Verwendung beim In-Mold-Labeling, mit einer RFID-Anordnung, bestehend aus einem RFID-Chip (2) und einer mit diesem verbundenen oder gekoppelten Antenne (3), die beide auf einem flächigen Substrat (4), das durch einen Rand begrenzt ist und eine erste (5) und eine zweite Seite (7) aufweist, angeordnet sind, wobei die RFID-Anordnung (2; 3; 4) mit einer Umhüllung auf der ersten und/oder der zweiten Seite, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (6; 8) aus einem Schmelzklebstoff auf Polyolefinbasis besteht. RFID transponder, in particular for use in in-mold labeling, with an RFID arrangement, consisting of an RFID chip (2) and an antenna (3) connected or coupled thereto, both on a planar substrate (4) which is bounded by an edge and has a first (5) and a second side (7), wherein the RFID arrangement (2; 3; 4) is provided with a cladding on the first and / or the second side, is provided, characterized in that the sheath (6; 8) consists of a polyolefin-based hot melt adhesive.
Description
Die Erfindung betrifft einen RFID-Transponder, insbesondere zur Verwendung beim In-Mold-Labeling. Dieser RFID-Transponder basiert auf einer einer RFID-Anordnung, bestehend aus einem RFID-Chip und einer mit diesem verbundenen Antenne. RFID-Chip und Antenne sind beide auf einem flächigen Substrat, das durch einen Rand begrenzt ist und eine erste und eine zweite Seite aufweist, angeordnet. Dabei ist die RFID-Anordnung mit einer Umhüllung auf der ersten und/oder der zweiten Seite versehen.The invention relates to an RFID transponder, in particular for use in in-mold labeling. This RFID transponder is based on an RFID arrangement consisting of an RFID chip and an antenna connected to it. The RFID chip and the antenna are both arranged on a planar substrate delimited by an edge and having a first and a second side. In this case, the RFID arrangement is provided with a cladding on the first and / or the second side.
Das sogenannte „In-Mold-Labeling“ wird beispielsweise in der Verpackungsindustrie angewandt. Dabei wird ein Etikett in eine Spritzgießform eingelegt und mit Kunststoff hinterspritzt. Der Kunststoff kann dabei in eine Form gebracht werden, die der Verpackung entspricht. Damit wird erreicht, dass die Verpackung zugleich mit dem Etikett fest verbunden ist.The so-called "in-mold labeling" is used for example in the packaging industry. A label is placed in an injection mold and back-injected with plastic. The plastic can be brought into a shape that corresponds to the packaging. This ensures that the packaging is firmly connected to the label at the same time.
In zunehmendem Maße wird das Etikett mit einer RFID-Anordnung versehen oder das Etikett besteht aus einer solchen.Increasingly, the label is provided with an RFID arrangement or the label consists of such.
Eine solche RFID-Anordnung kann für das In-Mold-Labeling nicht direkt, d.h. ungeschützt verwendet werden, da bei dem Hinter- oder Umspritzen in der Spritzgießform hohe Drücke und Temperaturen auftreten, die zu einer Beschädigung der RFID-Anordnung führen können. Das gleiche Problem tritt auf, wenn RFID-Bauelemente mittels Spritzgussverfahrens hergestellt werden, ohne dass diese zugleich Bestandteil einer Verpackung sind, also bei allen Verfahren, bei denen RFID-Bauelemente mittels eines thermischen Verfahrens oder in Kombination mit hohem Druck, hinterspritzt oder umhüllt werden.Such an RFID arrangement can not be used directly for in-mold labeling, i. be used unprotected, since in the injection or injection mold in the injection mold high pressures and temperatures occur, which can lead to damage to the RFID assembly. The same problem arises when RFID components are manufactured by injection molding, without these being at the same time part of a package, so in all processes in which RFID components are back-injected or enveloped by a thermal process or in combination with high pressure.
Es ist daher bekannt, RFID-Anordnungen in Umhüllungen anzuordnen, die einen Schutz vor den negativen Umgebungseinflüssen bieten. Derart hergestellte RFID-Etiketten können dann sowohl beim In-Mold-Labeling, bei der Herstellung von RFID-Bauelementen oder dergleichen Verwendung finden.It is therefore known to arrange RFID devices in enclosures that provide protection against the negative environmental influences. RFID labels produced in this way can then be used both in in-mold labeling, in the manufacture of RFID components or the like.
Die
Das Substrat der RFID-Anordnung beinhaltet eine erste Oberfläche, auf der sich Chip und Antenne befinden und eine zweite Oberfläche. Ein Primer wird sowohl auf die erste Oberfläche, einschließlich des Chip und der Antenne als auch auf die zweite Oberfläche aufgebracht. Auf diesen Primer wird eine Polymerabdeckung auf die Oberflächen appliziert.The substrate of the RFID assembly includes a first surface on which the chip and antenna are located and a second surface. A primer is applied to both the first surface, including the chip and the antenna, as well as the second surface. On this primer a polymer cover is applied to the surfaces.
Zur Herstellung eines Spritzgussteiles, das mit einem solchen In-Mold-Label versehen ist, wird das RFID-Etikett im Inneren einer Spritzgussform in der Nähe der Oberfläche der Form angeordnet. Dazu kann ein Klebstoff verwendet werden, um die Position des Etiketts in der Spritzgussform zu halten. Beim Spritzgießen wird das Material in die Form eingespritzt, um den geformten Kunststoffartikel zu bilden.To produce an injection-molded part which is provided with such an in-mold label, the RFID label is arranged in the interior of an injection mold in the vicinity of the surface of the mold. An adhesive may be used to hold the position of the label in the injection mold. In injection molding, the material is injected into the mold to form the molded plastic article.
Aus der
RFID-Transponder können somit mehrschichtig aufgebaut werden, wobei die nach außen weisenden Schichten aus Polymermaterial bestehen.RFID transponders can thus be constructed in multiple layers, the outwardly facing layers consisting of polymer material.
RFID-Anordnungen auf Basis von PET (Polyethylenterephthalat)-Substrat bieten keine gute Haftung zwischen konventionellen Kunststoffen (PP (Polypropylen) oder PE (Polyethylen)) während des Spritzgießprozesses, da PET mit diesen unpolaren Polymeren nicht mischbar ist. Darüber hinaus kann das PET-Substratmaterial bei Hochtemperatur-Spritzgießprozessen beschädigt werden, insbesondere wenn diese konventionellen Kunststoffpolymere direkt auf der Antenne extrudiert werden.RFID assemblies based on PET (polyethylene terephthalate) substrate do not provide good adhesion between conventional plastics (PP (polypropylene) or PE (polyethylene)) during the injection molding process since PET is immiscible with these nonpolar polymers. In addition, the PET substrate material can be damaged in high temperature injection molding processes, especially if these conventional plastic polymers are extruded directly on the antenna.
Zur Verbesserung der Haftung ist es bekannt, dass RFID-Etiketten eine thermoplastische Verkapselung aufweisen. Diese ermöglicht auch einen Schutz während des Formprozesses.To improve the adhesion, it is known that RFID labels have a thermoplastic encapsulation. This also allows protection during the molding process.
In jedem Fall erfordert jedoch der mehrschichtige Aufbau mehrere Verarbeitungsschritte, sowie spezielle Spritzgussformen und erzeugt damit erhebliche Kosten.In any case, however, the multi-layer structure requires several processing steps, as well as special injection molds and thus generates considerable costs.
Es ist erforderlich, die bekannten RFID-Etiketten in der Spritzgießform zu positionieren und zu fixieren. Hierfür sind mehrere Verfahren bekannt.It is necessary to position and fix the known RFID labels in the injection mold. For this purpose, several methods are known.
Beim Hinterspritzen ist eine Befestigung und Positionierung des RFID-Etiketts mittels Klebstoffs an der Formoberfläche möglich. Allerdings wird dadurch keine Schutzschicht auf dem Etikett gebildet, da es nur hinterspritzt wird. Es ist also erforderlich, dass die Umhüllung die Funktion der Schutzschicht übernimmt. Dies kann zu einer Erhöhung des Aufwandes bei der Herstellung des RFID-Etiketts führen. Außerdem erfordert die Anordnung des Klebstoffs zwischen Etikett und Formoberfläche einen zusätzlichen Arbeitsschritt. In the case of back molding, an attachment and positioning of the RFID label by means of adhesive on the mold surface is possible. However, this does not form a protective layer on the label since it is only injected behind. It is therefore necessary that the sheath takes over the function of the protective layer. This can lead to an increase in the expense of producing the RFID tag. In addition, the arrangement of the adhesive between the label and the mold surface requires an additional step.
Eine andere Möglichkeit der Fixierung ist die Vakuummethode. Diese hält das RFID-Etikett während des Formprozesses wirkungsvoll an der Sollposition, erzeugt aber hohe Werkzeugkosten.Another possibility of fixation is the vacuum method. This keeps the RFID label effectively at the desired position during the molding process, but generates high tooling costs.
Zwei-Formmethoden ermöglichen es, im Gegensatz zu den beiden vorstehend genannten Methoden, bei denen das RFID-Etikett nur hinterspritzt wird, d.h. nur teilweise in den Kunstoffartikel eingebracht wird, das Etikett vollständig in den Kunststoffartikel einzubringen. Allerdings besteht auch hier die Problematik des Befestigens des Etiketts in der Vor-Form, die dann in die zweite Form eingebracht wird.Two-mold methods make it possible, in contrast to the two methods mentioned above, in which the RFID label is merely back-injected, i. is only partially introduced into the plastic article to fully insert the label in the plastic article. However, there is also the problem of attaching the label in the pre-form, which is then introduced into the second mold.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, einen RFID-Transponder anzugeben, mit dem bei gleichzeitigem Schutz der RFID-Anordnung die Haftung zu dem Spritzgussmaterial verbessert wird und mit dem die Herstellungskosten gesenkt werden können.It is therefore an object of the invention to provide an RFID transponder, with the simultaneous protection of the RFID arrangement, the adhesion to the injection molding material is improved and with which the manufacturing cost can be reduced.
Diese Aufgabe wird mit einem RFID-Transponder nach Anspruch 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 8 zeigen besondere Ausgestaltungen des Transponders.This object is achieved with an RFID transponder according to
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass die Umhüllung aus einem Schmelzklebstoff auf Polyolefinbasis besteht. Diese Umhüllung bietet einerseits ausreichenden Schutz gegen hohe Temperaturen und Drücke während des Spritzgießvorganges und ermöglicht andererseits eine Fixierung des RFID-Transponders in dem Spritzgusswerkzeug ohne einen zusätzlichen Kleber oder teure Vakuum-Spritzgusswerkzeuge. Darüberhinaus erlaubt diese Umhüllung auf weitere Schutzschichten und damit verbundene zusätzliche Beschichtungsvorgänge zu verzichten.The solution according to the invention provides that the envelope consists of a polyolefin-based hot melt adhesive. On the one hand, this covering offers sufficient protection against high temperatures and pressures during the injection molding process and, on the other hand, allows the RFID transponder to be fixed in the injection molding tool without an additional adhesive or expensive vacuum injection molding tools. Moreover, this coating allows to dispense with further protective layers and associated additional coating processes.
Die Umhüllung kann aus einem reaktiven Schmelzklebstoff bestehen.The enclosure may consist of a reactive hot melt adhesive.
Reaktive Polyolefin-Schmelzklebstoffe basieren auf Polyolefinen mit thermoplastischem Charakter. Diese reagieren bei der Anwendung mit Luftfeuchtigkeit oder durch Erwärmen auf Temperaturen weit über der Verarbeitungstemperatur zu einem vernetzten Polymer. Diese Schmelzklebstoffe können durch Erwärmen einfach auf der RFID-Anordnung abgeschieden werden, vernetzen anschließend und bilden so eine beständige Umhüllung. Für eine Herstellung von RFID-Transpondern, deren thermoplastische Eigenschaften für nachfolgende Verarbeitungsschritte erhalten bleiben sollen, ist es erforderlich, eine Vernetzung bis zu diesen Verarbeitungsschritten zu vermeiden.Reactive polyolefin hot melt adhesives are based on polyolefins of thermoplastic character. These react when used with atmospheric moisture or by heating to temperatures well above the processing temperature to a crosslinked polymer. These hot melt adhesives can be easily deposited by heating on the RFID assembly, then crosslinked to form a durable sheath. For a production of RFID transponders whose thermoplastic properties are to be retained for subsequent processing steps, it is necessary to avoid crosslinking up to these processing steps.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Umhüllung aus einem reaktiven feuchtigkeitshärtendem Schmelzklebstoff besteht.In a further embodiment it is provided that the envelope consists of a reactive moisture-curing hot melt adhesive.
Die reaktiven Gruppen in dem Schmelzklebstoff wirken sich äußerst positiv auf das Adhäsionsspektrum aus, da der Klebstoff zusätzlich mit geeigneten Reaktionspartnern sowohl auf den Oberflächen des Substrats als auch des Spritzgussmaterials feste (kovalente) chemische Bindungen eingehen kann.The reactive groups in the hot melt adhesive have a very positive effect on the adhesion spectrum, since the adhesive can additionally form solid (covalent) chemical bonds with suitable reactants on both the surfaces of the substrate and the injection molding material.
Der Schmelzklebstoff kann insbesondere aus der Gruppe der Schmelzklebstoffe auf Polyolefinbasis mit den größten Haftkräften zwischen Spritzgussmaterialien, insbesondere von PP und PE Polymeren und RFID-SubstratMaterialien, insbesondere PET oder Polyimid, gewählt sein.The hot-melt adhesive may in particular be selected from the group of polyolefin-based hot melt adhesives having the greatest adhesive forces between injection molding materials, in particular PP and PE polymers and RFID substrate materials, in particular PET or polyimide.
Der Schmelzklebstoff kann aus einem in ausgehärtetem Zustand transparentem Material bestehen, um eine optische Inspektion zu ermöglichen.The hot melt adhesive may consist of a cured state cured material to allow optical inspection.
Die Umhüllung kann sowohl einseitig, das heißt auf einer Seite relativ zum Substrat oder auch beidseitig angeordnet werden. Es muss jedoch die Bedingung eingehalten werden, dass das RFID-Chip und die Antenne mit der Umhüllung gegen die Einwirkungen aus dem Spritzgiessprozess geschützt werden. Es ist somit beispielsweise möglich, die Umhüllung nur auf der ersten Seite des Substrats anzuordnen, wenn Chip und Antenne auf dieser Seite angeordnet sind. Es ist aber auch möglich, den Chip auf der ersten Seite des Substrats anzuordnen und die Antenne auf die zweite Seite, wobei dann die Antenne mit dem Chip gekoppelt ist. Dann würde die Umhüllung auf beiden Seiten anzubringen sein. In jedem Falle kann aber die Umhüllung auch auf beiden Seiten angeordnet sein.The envelope can be arranged on one side, ie on one side relative to the substrate or on both sides. However, the condition must be met that the RFID chip and the antenna with the enclosure are protected against the effects of the injection molding process. It is thus possible, for example, to arrange the cladding only on the first side of the substrate when the chip and the antenna are arranged on this side. But it is also possible to arrange the chip on the first side of the substrate and the antenna on the second side, in which case the antenna is coupled to the chip. Then the serving would be to install on both sides. In any case, but the wrapper can also be arranged on both sides.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass RFID-Chip und Antenne auf der ersten Seite des Substrats angeordnet sind und die Umhüllung als eine Chip und Antenne überdeckende Schicht auf der ersten Seite des Substrats angeordnet ist.In one embodiment of the invention, it is therefore provided that RFID chip and antenna are arranged on the first side of the substrate and the sheath is arranged as a chip and antenna covering layer on the first side of the substrate.
Die Umhüllung kann in einer weiteren Ausgestaltung auch als eine die erste und die zweite Seite, jeweils auch Chip und Antenne überdeckende Schicht ausgebildet sein.In a further embodiment, the envelope can also be designed as a layer covering the first and the second side, in each case also chip and antenna.
Im Falle der Ausbildung der Umhüllung als eine beidseitig des Substrats angeordnete Schicht, kann die Umhüllung der ersten Seite und die Umhüllung der zweiten Seite jeweils über den Rand des Substrats lateral überstehen und damit die Umhüllung der RFID-Anordnung vervollständigen. In the case of the formation of the sheath as a layer arranged on both sides of the substrate, the sheath of the first side and the sheath of the second side can each protrude laterally over the edge of the substrate and thus complete the sheath of the RFID arrangement.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.
Die zugehörige Zeichnung zeigt in
Wie darin dargestellt, beinhaltet ein RFID-Transponder
RFID-Chip
RFID-Chip
Die beiden Schichten werden in einer für den jeweiligen Schmelzklebstoff bestimmten Verarbeitungsform aufgebracht, das heisst in fester, flüssiger oder geschmolzener Form, mittels entsprechende Spritz-, Streich- oder ähnlicher Vorrichtungen zur Heisskleberbeschichtung.The two layers are applied in a specific form for the respective hot melt processing form, that is, in solid, liquid or molten form, by means of appropriate injection, coating or similar devices for hot melt adhesive coating.
Der Transponder kann aber auch an eine Vor-Form in einem Zwei-Formverfahren angeklebt und vollständig in den Kunststoff des Kunststoffteiles eingespritzt werden. In diesem Fall ist es zudem möglich, dass keine Feuchtigkeit mehr an die Schichten
Es ist auch möglich, einen thermovernetzenden Schmelzklebstoff für die beiden Schichten
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- RFID-TransponderRFID transponder
- 22
- RFID-ChipRFID chip
- 33
- Antenneantenna
- 44
- Substratsubstratum
- 55
- erste Seite des Substratsfirst side of the substrate
- 66
- erste Schicht, Umhüllungfirst layer, serving
- 77
- zweite Seite des Substratssecond side of the substrate
- 88th
- zweite Schicht, Umhüllungsecond layer, serving
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 2009/0033495 A1 [0006]US 2009/0033495 A1 [0006]
- US 2004/0094949 A1 [0009]US 2004/0094949 A1 [0009]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |