射频识别的平坦片材的制作方法

下文将使用如下术语和缩略语。

射频识别(简称RFID)是一种传输无线信息的方法，其中通过无线电信号读取或写入存储在所谓的应答器或RFID标签中的数据。通常，RFID标签是无源的，换句话说，它们不包括电池。

芯片-集成(微)电路是一种微电子器件，具有输入电阻和/或由半导体板制成的构建网络的复合物。该芯片通过与阅读器的射频通信来处理接收和传输信息时的信号，，它包含受保护的存储器、用户存储器、唯一标识号，它可以包含用于加密处理的处理器、用于运行微程序的可编程空间等。

天线是导体配置，其在几何形状和技术上是根据所用芯片的类型制造的。天线可以闭合型(HF范围)和开放型(UHF范围)。天线具有不同的形状：圆形、椭圆形、正方形、矩形和其他自由几何形状。天线的形状是根据所使用的芯片的规范来设计。天线由包含导电物质的材料制成，例如铝、铜、银、锡、金、石墨和其他材料。天线将通过蚀刻、丝网印刷(丝网印刷)、热转印、冲压、喷墨、胶版印刷以及使用特殊油墨的柔性版印刷和数字印刷应用于由薄膜、合成材料和纸张制成的衬底上。

RFID嵌体是RFID产品的一部分，由衬底组成且包含至少一个芯片和一个天线。天线和芯片的位置可以相对于带有射频标签的薄片材料的侧面同步或异步，具体根据将来的RFID产品的预期设计和配置而定。附加部件可以位于嵌体上，例如电容器、电阻器、传感器、微控制器等。

RFID标签是芯片和天线的组合。

RFID产品是包含RFID标签的最终产品，例如卡片、标签、贴标、贴纸、包装、手环或其他形式的产品，其可以通过从包含RFID嵌体的RFID材料片切下来获得。

RFID读取器被设计成用于与RFID产品交换数据，例如信息读写的装置。

聚合物复合材料是一种基体由聚合物或弹性体形成的复合材料。

传统上使用膨化纸，即所说的尚未通过压光机加工的原纸，例如具有大于1.30的蓬松系数(puffmess factor)，是传统上用于获得具有RFID标签的足够平坦的材料表面。在这种纸张中，使用外部压力按压芯片以确保可接受的材料表面平坦度。

该方法将芯片暴露于很大的压力中，可能导致晶体变形和芯片发生故障。还可能出现隐藏的缺陷，其发生未能在生产过程中被发现。膨化纸的厚度应该足以形成芯片凹穴。膨化纸通常较昂贵，因为它是印刷市场上的稀缺材料。膨化纸在选择和印刷方法上有所限制。随着时间的推移，芯片可能从这种结构中脱落，特别是存放的气候条件发生变化的情况下。该方法限制了所用的表面材料的范围。

与所要求保护的本发明最接近的现有技术是专利JP 5916028中公开的具有射频识别的片材。该材料具有类纸张的结构，其中RFID标签被置于在第一纸层和第二纸层之间。该材料配备有与RFID芯片对应的插槽。并且，保护材料的上表面的高度大于RFID芯片上表面的高度。

然而，本发明的背景技术存在缺点。必须采用附加层来制造其中预先设置有与RFID嵌体上芯片的布置匹配的孔隙的材料，该孔隙的几何尺寸应接近芯片的尺寸，并且该层的厚度应该对应于芯片的高度。芯片几何尺寸的对齐-设备索具的变化时，需要高精度的转子设备进行组合。。该层的存在增加了生产成本，使生产过程复杂化，并在改变RFID嵌体布局时降低了灵活性。

所要求保护的本发明所要解决的技术问题是要制造一种并入射频识别的片材，该片材的表面在片材的两面上均足够平坦从而实现简单印刷工艺，制造这种材料的方法简单且具有成本效益。在更改RFID嵌体布局时，无需更改制造工艺。

本发明的技术效果是获得其中芯片和其他电子部件不会影响片材表面平坦度的柔性平坦片材。

所要求权利的材料制造没有特殊要求，并且无需额外调整其各层。无论芯片高度或所使用的电子元件还是它们在嵌体上的配置如何，该材料的外表面都是平坦光滑的。该表面不会随时间变化。

使用所要求保护的发明，能够简化并加速生产适于两面印刷且在其组成中包含RFID和其他电子元件的片材。

本发明的材料以各种印刷方法提供印刷：胶印、丝网印刷、喷墨或数字印刷。该材料的柔性和弹性使其沿着印刷机的路径自由行进，如同传统纸张。在加热印刷设备和存放期间，该材料不会改变其平面平行性。喷漆无瑕疵地敷设在芯片和电子元件的位置处。

此效果的实现是由于该材料包含聚合物膜，该聚合物膜最终按该材料的几何形状形成，且将所有突出元件纳入考虑，例如，在嵌体表面两面上的芯片。聚合物膜被固定在RFID嵌体的一面或两面上。

这种聚合物膜是在一种技术操作中从聚合物复合材料生产片材时形成的。聚合物复合材料以液态敷设，从而能够覆盖嵌体的突出RFID元件，该液态聚合物复合材料在嵌体周围流动。该聚合物膜能够形成在嵌体的两面，包括嵌体后侧上有附加的电子元件的情况。该聚合物复合材料还具有粘合属性，能够将两个相邻的材料可靠地胶合在一起。

该聚合物膜是优异的电介质，并且它可以随意地接触RFID芯片和天线、电子元件和导电线路，从而还能够确保该产品在潮湿环境中的使用。该聚合物膜具有弹性体的属性，它具有较宽的工作温度范围，从-60至 120℃，并且不失去其技术特性，从而能够在使材料暴露于受热的数字印刷机中。由此，该材料不会因为受热或机械影响而变性，例如，该材料可能弯曲，但是之后总是会返回其其原形状。

基于聚氨酯的聚合物膜不会随着时间的推移而改变其属性，不会改变其颜色，并且耐受UV射线。形成的聚合物膜的颜色可以是透明的或通过添加着色剂呈现任何其他颜色。

材料内的芯片和其他电子产品被可靠地保护免于机械应力的影响，因为它们完全位于形成的聚合物膜内，这显著地延长了产品寿命和工作期间的机械稳定性。

所要求的技术效果得以实现是因为具有射频识别的平坦片材包含依次排列的第一柔性材料层、第一中间层、具有天线和芯片的衬底层、第二中间层、第二柔性材料层，而且，第一中间层由聚合物复合材料制成。

本发明使用附图1-3进行解释，其中：

图1是具有24个射频标签的片材的总视图；

图2是片材的截面图。

图1-2中示出位置1-9：

1-片材；

2-第一柔性材料层；

3-第一中间聚合物的复合材料层；

4–芯片；

5-具有天线和芯片的衬底层；

6-第二中间层；

7-第二柔性材料层；

8-天线；

9-斜边角部。

具有射频识别的平坦片材1包含依次排列的第一柔性材料层2、第一聚合物复合材料中间层3、具有天线8和芯片4的衬底层5、第二中间层6、第二柔性材料层7。

该装置具有夹层结构(图1)。

第一柔性材料层2和第二柔性材料层7是印刷层。

第一柔性材料层2和第二柔性材料层7可以由胶版纸、工艺纸或再生纸制成；卡纸、合成纸可由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、天然或合成织物、基于PVC(聚氯乙烯)或PU(聚氨酯)的人造革或其它合适材料层制成。该柔性材料可以是白色或涂成任何颜色，应该有标记、图案或铭文、纹理表面或附加涂层，包括更好地保留表面涂料的底漆，它应该包含金属化层、磁性层、金属片和其他材料。

具有射频识别的平坦片材可以具有不同的第一柔性材料层2和第二柔性材料层7，其正面和背面由一种或不同等级和颜色的纸制成，或一面包含纸，另一面包含合成材料、织物，或一面具有硅化层和其他组合，包括那些包含金属化层、磁性层和其他材料的组合。

来自聚氨酯基团(聚酯-多元醇)的聚合物复合材料用作聚合物复合材料。

第一中间层3和第二中间层6可以由相同的材料制成或具有不同的属性。例如，第二中间层6可以具有残余粘合属性，在这种情况下，能够获得与涂有硅树脂的第二柔性材料7组合的标签。

衬底5可以由例如PET、特种纸或其他合适的柔性材料制成。

天线8可以通过蚀刻或铝溅射，由基于铜、银、金、石墨或适合芯片4操作的其他导电材料的合金制成。

天线16具体地具有矩形形状(图2)。根据具体目的，可以将具有芯片的至少一个天线集成到片材中。图2中示出24个RFID标签，其分别包含衬底上的24个天线。

该片材可以采用标准尺寸矩形片材的形式制成：A4尺寸为210mm×297mm，SRA3尺寸为320mm×460mm，SRA3 尺寸为325mm×480mm，SRA2 尺寸为520mm×720mm，宽度从210mm至最高850mm的卷筒形式，以及其他尺寸。

片材可以采用矩形片材的形式制成，其中一个角部在几何形状上与其他角部不同，例如，它具有45°斜边、半径和内部凹槽。

该斜边角部是片材的定位角，它确保了通过印刷厂制造成品的各个阶段正确地定位纸张：冲压和模切。与图形绘制的角部相比，定位角更方便，因为能够检查材料叠中间的片状体的正确位置。

还可以将LED、传感器、换能器、薄膜电池和其他电子元件设在片状体内。

可以在片状体内设置定位元件，由此感测传感器找到RFID标签的位置，以便在印制、切割或冲压和其他印刷机中的其他必要操作期间定位片状体。

所得的片状体厚度从0.15mm至5.0mm不等。

可以在每个片状体上附设机器可读唯一片状体编号，例如条形码、QR码和其他图形元件。位于RFID片状体上的标签通过此编号链接。预先将位于片材内部的RFID标签的唯一性编号告知印刷厂，在印刷厂生成印刷文件时，能够一次性印刷此信息，由此，免去从RFID标签读取数据及其随后在RFID产品上另外印制图形的附加操作。

在印刷之后，可以进一步加工具有射频识别的片材，例如基于BOPP(双轴取向的聚丙烯膜)、PVC、PET的局部箔冲压、喷漆、层压膜。

该片材按如下方式被制成。

聚合物复合材料的第一中间层3以液体形式敷设，其粘度为500至20,000mPA*s(毫帕每秒)，并且在第一柔性材料层2和具有天线8和芯片4的衬底层5之间的厚度为0.01mm至3mm。然后，第二聚合物复合材料中间层6以液态形式敷设，其厚度为0.01mm至3mm以及粘度为500至20,000mPA*s(毫帕每秒)，或者如果有需要，在第二柔性材料层7与具有天线8和芯片4的衬底层5之间施加胶水。

该材料通过压印系统，这允许在出口处固定材料的厚度，并检测突出元件在液态聚合物复合材料中形成的凹槽。沉积的聚合物复合材料经历聚合阶段，并在这种状态下变成聚合物膜。

具体根据所使用的材料、在表面上扩散的属性、电子元件的高度以及其他因素，依据经验选择聚合物复合材料沉积的厚度。

粘度取决于所用聚合物复合材料的技术属性和敷设温度。依据经验选择，通常范围从500到20,000mPA*s(毫帕每秒)。该聚合物复合材料可以是三组分、二组分和一种组分类型。

在将聚合物复合材料聚合之后形成高强度聚合物膜，即使在加热过程中，该聚合物膜也不再有几何改变，由此衬底上的芯片和电子元件的压力不会出现在第一柔性材料层2和第二柔性材料层7上，因为形成的聚合物膜开始补偿其高度。该材料是平坦且柔性的，提供适合于两面印刷的平坦表面。

所陈述的片材可用于生产具有RFID标签和其他电子元件的经典产品，其形式为标签、贴标、明信片、贴纸、盒子、RFID卡、NFC名片和其他类似产品。

本创新材料的特征是其具有平坦表面、富有弹性和适于印刷。

第二特征是片材组合物中形成的聚合物膜不会通过氧气，从而能够使用所得到的材料制造用于食品的含射频识别的包装。