專利名稱：應答器標簽和應答器標簽的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及應答器標簽和用于應答器標簽的制造方法。本發(fā)明尤其涉及用于在金屬表面上使用的應答器標簽以及可高效地制造這種應答器標簽所利用的方法。
背景技術：
為了控制貨物流，合適地標記各個貨物越來越重要。因為控制貨物流增加地半自動或全自動地進行，因此需要即使在貨物輸入時或在貨物輸出時也能夠自動化地檢測各個貨物。只有這樣，現代物流或倉庫管理才能夠自動化地并且計算機輔助地實現。
為此尤其使用一維條形碼或二維數據矩陣碼形式的光學標記。這些可以相對快速地借助光學讀設備檢測并且電子方式地被進一步處理。但是，需要光學標記良好可讀地處于每個單個貨物元素的外側上。此外，通過這種方式僅僅能夠分別一個接一個地順序地檢測產品。這恰好在高的件數的情況下導致相對大的檢測持續(xù)時間。
作為對標記貨物用于自動地檢測的代替方案，近期增加地注意到所謂的RFID元件(RFID =射頻識別(Radio Frequency IDentification))。這種元件(應答器)具有在其上能夠存儲電子信息的集成半導體芯片(IP)，以及能夠通過其無線地向讀和寫設備傳輸所存儲的信息的天線。
基于在應答器和讀設備之間的無線傳輸，這種標記元件也可以處于產品的內部， 或者該產品本身可以用不透明的包裝包圍。此外，該方法也提供了在最短時間內檢測非常高數量的標記的可能性。
因為為了在應答器和讀設備之間的數據交換需要電磁波，因此數據交換可能受導電部件負面影響。尤其是當應答器必須被施加在金屬面上時，可能使數據交換變得困難或者甚至不可能。
因此，對于具有金屬部件的貨物需要完全特別的應答器解決方案。例如，可以將應答器元件施加到紙或塑料載體上并且該載體然后可以作為遠遠放著的旗類型被粘貼到金屬表面上(“FlagTag (旗標)”)。但是這種遠遠放著的旗也許可能相對輕易地被撕開或者被損壞，這會導致標記的損失。
代替地，傳統(tǒng)的應答器標簽可以被施加在例如由塑料制成的間隔墊片上。由間隔墊片和應答器標簽組成的復合結構然后被粘貼到金屬表面上。但是這種解決方案在實踐中經常僅僅帶來相對令人不滿意的讀有效距離并且占據較多的空間。
另外的可能性是用不導電材料完全地套上的應答器元件(“Hard-Tag (硬標志)”)。 這種護套在此一方面用作在貨物的金屬表面與RFID應答器之間的間隔墊片并且另一方面用作對機械應力的保護。但是這種解決方案也是非常昂貴的并且因此對于在大件數中的應用是不合適的。發(fā)明內容
本發(fā)明的任務是提供一種應答器標簽，其一方面可以被低成本地生產并且此外在金屬對象上具有非常好的發(fā)射和接收特性。
該任務通過如下應答器標簽來解決，該應答器標簽包括具有上側和下側的介電泡沫塑料元件和具有芯片和天線的應答器嵌體。應答器嵌體被施加到泡沫塑料元件上，使得天線的第一部分處于泡沫塑料元件的上側并且天線的第二部分處于泡沫塑料元件的下側。
此外，該任務還通過用于應答器標簽的制造方法來解決，該方法包括如下步驟提供具有上側和下側的介電泡沫塑料軌道；提供包括芯片和天線的應答器嵌體；將應答器嵌體施加到泡沫塑料軌道上，使得天線的第一部分處于泡沫塑料軌道的上側；將應答器嵌體圍繞泡沫塑料軌道折疊，使得天線的第二部分處于泡沫塑料軌道的下側；并且將粘合劑施加到泡沫塑料軌道的下側和天線的第二部分上。
本發(fā)明的一種方式是，圍繞泡沫塑料載體來安置傳統(tǒng)的應答器嵌體，其中泡沫塑料載體可以非常簡單地作為卷筒(Rolle)的材料軌道來提供，其中傳統(tǒng)的應答器嵌體被施加到材料軌道上并且被折疊。在施加粘附粘合劑并且用襯墊(保護膜)蓋住粘附粘合劑之后，這樣制造的應答器標簽或者可以直接被分離，或者完整的材料軌道可以重新被增值 (aufgewertet)至丨捲筒上。
提供泡沫塑料和卷筒的襯墊以及使用帶有天線的傳統(tǒng)的 應答器標簽在此能夠實現非常高效地并且由此低成本地制造本發(fā)明應答器標簽。因此，可以相對代替產品明顯降低生產成本。
通過圍繞泡沫塑料折疊的天線，構成帶狀導體天線。在此，泡沫塑料用作電介質。 在泡沫塑料的上側和下側，分別布置天線的一部分。因此，構成帶狀導體，其在合適的尺寸情況下構成介電諧振器。天線的尺寸在此與系統(tǒng)的所使用的頻率相關。天線尤其是以λ/4 實施的帶狀導體天線。
泡沫塑料元件優(yōu)選具有最大1. 5毫米的厚度。由此能夠制造完全特別薄的應答器標簽，但是其在導電底座上具有卓越的讀有效距離。
在一個優(yōu)選的實施方式中，應答器標簽還包括第一膜兀件,其覆蓋應答器嵌體的至少一個部分區(qū)域。特別優(yōu)選地，應答器標簽包括第二膜元件，其覆蓋第一膜元件的至少一個部分區(qū)域。這些膜元件提供用于可視地標記應答器標簽的良好可能性并且也是對污染和可能損壞的保護。
在一個特定的實施方式中，應答器標簽包括粘合劑涂層，其覆蓋泡沫塑料元件的下側和天線的第二部分的至少一個部分區(qū)域。因此，該標簽可以以簡單的方式被粘貼到要標記的產品上。
這種應答器標簽優(yōu)選還包括粘合劑覆層，其覆蓋在泡沫塑料元件的下側和天線的第二部分上的粘合劑涂層。在此情況下，來自膜軌道的粘合劑覆層是特別有利的。
本發(fā)明制造方法優(yōu)選包括將第一膜元件施加到應答器嵌體的至少一個部分區(qū)域上的步驟。特別優(yōu)選地，該方法還包括用于將另外的膜元件施加到具有天線的第一部分的第一膜元件的上側上的步驟。
在特別的實施變型方案中，該方法還包括用于將保護膜施加到泡沫塑料軌道的下側和天線的第二部分上的步驟。
該制造方法優(yōu)選還包括用于從具有多個所施加的并且折疊的應答器嵌體的泡沫塑料軌道中沖壓出單個應答器標簽的步驟。
代替地，該方法在特定的實施方式中還包括卷繞由具有多個所施加的并且折疊的應答器嵌體的泡沫塑料軌道組成的材料軌道的步驟。


下面，借助實施例使用附圖來闡述本發(fā)明。在此圖1示出了本發(fā)明應答器標簽的示意性橫截面；圖2a至2c示出了具有不同上層壓塑料變體的本發(fā)明應答器標簽的示意性橫截面；圖3示出了本發(fā)明應答器標簽的制造過程的示意圖；圖4示出了用于制造本發(fā)明應答器標簽的處理步驟的示意圖。
具體實施方式
圖1示出了本發(fā)明應答器標簽I的示意性橫截面。在標簽I的中心布置有由電絕緣的介電材料制成的泡沫塑料20。該泡沫塑料20通常具有2mm或更少的材料厚度。泡沫塑料20優(yōu)選具有最大1. 5mm的厚度、特別優(yōu)選最大1. 2mm的厚度。泡沫塑料的一種實施方式包括聚合物材料，其中構造有單元結構。這些單元可以是開放的或者封閉的單元。泡沫塑料因此是可壓縮的。
圍繞泡沫塑料20、也即在泡沫塑料20的上側、下側和側邊上安置應答器嵌體10。 該應答器嵌體10包括至少一個天線11和芯片12。
在此，應答器嵌體10被這樣安置在泡沫塑料20上，使得芯片12處于泡沫塑料20 的上側21上。在此將上側21理解為泡沫塑料20的、在將完整標簽施加在金屬表面上時背離該金屬表面的側。與此相應地，泡沫塑料20的、在施加標簽時朝向該金屬表面的側被稱為下側22。
應答器嵌體10在此優(yōu)選被這樣施加在泡沫塑料20上，使得芯片12從應答器10 看指向泡沫塑料20。因此，芯片12通過泡沫塑料20被特別好地保護以防損壞。代替地，應答器嵌體10也可以這樣被施加，使得芯片12指向外面。因此可以獲得更好的性能(讀有效距離)。
應答器嵌體10的天線11的一部分被安置在泡沫塑料20的上側21上。天線11 的另外的部分被裹在泡沫塑料20上并且處于泡沫塑料的下側22上。
在所施加的狀態(tài)下，天線11的兩個部分在泡沫塑料20的上側21和下側22上相互平行伸展。在天線的兩個部分之間，布置芯片21。通過該布置，例如構成帶狀天線。這種帶狀天線是介電諧振器，其由兩個導電的天線部分11和作為介電質的布置于其間的泡沫塑料20構成。
在此，天線面在平行于泡沫塑料20的上側21和下側22的方向上的擴張大約為工作頻率的波長的四分之一。該天線類型也用λ/4天線表示。
帶狀導體天線11在此通過粘合劑與泡沫塑料20連接。優(yōu)選地，粘合劑在此已經事先被施加到泡沫塑料20上了。因此得到自粘貼的泡沫塑料20。該自粘貼的泡沫塑料20 然后被施加到不粘的應答器嵌體10上。但是代替地，也可以將粘合劑施加到應答器嵌體10 上，并且接著將自粘貼的應答器嵌體10施加到不粘的泡沫塑料20上。
為了保護應答器嵌體10以及尤其是芯片12，至少在應答器嵌體10的處于泡沫塑CN 102982365 A書明說4/6頁
料20上側的部分上方來施加保護層壓塑料30。該保護層壓塑料30例如可以是粘貼的透明膜。在此，保護層壓塑料30可以或者被事先配備有粘合劑，或者在單獨的步驟中被涂覆并且接著施加不粘的層壓塑料。
在圖2a中示出了代替方案，其中保護層壓塑料僅僅被施加在應答器標簽的上側。 該保護層壓塑料30也可以還進一步在泡沫塑料20的一側和下側22的一部分上延伸，如這例如在圖2b中示出的。代替地，如在圖2c中所示，保護層壓塑料30可以整面地覆蓋下側 22。
為了將這樣形成的應答器標簽I固定在優(yōu)選金屬的底座上，給標簽I的下側配備粘合劑40。該粘合劑不僅在泡沫塑料20的下側21的自由區(qū)域上、而且也在帶狀導體天線 11的處于下側上的區(qū)域上以及必要時在保護層壓塑料30的處于下側上的部分上延伸。
通常，該粘合劑40不具有導電特性，從而在帶狀導體天線11和金屬的導電的底座之間存在電流隔斷。在這種情況下，實現在帶狀導體天線11和金屬底座之間的電容耦合。
代替地，也可能的是，使用導電粘合劑40，從而帶狀導體天線11和金屬底座相互導電連接。因此，應答器標簽I的這些發(fā)射和接收特性能夠附加地被改善。
為了保護粘合劑40，用覆蓋軌道50、所謂的襯墊覆蓋粘合劑40。該襯墊50在此可以由拉長的、帶狀的軌道組成，其中多個應答器標簽I并列布置地位于所述軌道上。襯墊 50可以或者由塑料膜、但也或者由紙軌道組成，在需要時在其上施加排斥粘合劑的物質。
為了提高防操縱保護，天線11可以在該標簽的下側上配備有合適的、例如穿孔形式的沖壓部。如果然后為了將標簽與底座連接而使用強力粘附的粘合劑40，那么在嘗試分離粘貼的標簽時將帶狀導體天線11沿著沖壓部撕開并且使天線構造失調。
在此，可能的是，天線11被如此強烈地失調，使得對應答器標簽的進一步的讀出變得完全不可能并且由此該標簽變得不起作用。但是代替地也可能的是，這樣安置沖壓部， 使得天線僅僅輕微失調并且由此能夠以顯著改變的、優(yōu)選受限的讀有效距離對應答器進一步讀出。因此能夠可靠地識別操縱嘗試，而不無可挽回地失去所存儲的數據。
為了光學標記應答器標簽I，保護層壓塑料30可以配備有壓印。在此，不僅針對整批(komplette Charge)應答器標簽的統(tǒng)一壓印是可能的，而且針對每個單個應答器標簽的單獨的標記也是可能的。如果應當以印刷方法實現標簽的標記，那么為此特別是不透明膜或者具有不透明底漆的透明膜是適合的，以便獲得與壓印的良好對比度。
為了保護標記的壓印免受污染或者損壞，可能的是，在壓印上安置附加的、另外的透明保護層壓塑料60。
為了標記應答器標簽，在該特定的構造中也可以在應答器標簽I的上側上安置可事后借助激光寫的膜。在此，涉及膜構造，其中可通過用激光照射引起顏色突變或其它光學改變。
這種激光可寫的膜通常具有大量金屬顆粒。這些金屬顆粒的導電性在傳統(tǒng)應答器標簽情況下導致強烈受限的讀有效距離并且通常使讀或者寫幾乎不可能。而在本發(fā)明應答器標簽的特別的構造中，可觀察該讀有效距離的顯著改善。由此，首先變得可能的是，將激光可寫的膜構造與應答器標簽組合。
在此，激光可寫的標記膜可以施加在保護層壓塑料30上方。代替地，首先激光可寫的標記膜也可以直接施加在天線11上并且接著在整個構造上施加透明的保護層壓塑料730。此外還可能的是激光可寫的標記膜同時用作保護層壓塑料。
通過將上面描述的應答器標簽與通過激光可寫的標記膜組合得到如下應答器標簽，該應答器標簽也可以在稍后的時刻單獨地被寫并且仍然具有良好的讀有效距離，尤其是在金屬底座上施加應答器標簽的情況下。
基于這些特別的特性，同樣可以為了標記應答器標簽而使用具有金屬成分的材料，這否則在應答器標簽情況下是不可能的。尤其是，例如也可以使用所謂的全息圖膜。這些膜非常頻繁地被用于防偽保護以及原物證明。因為對于全息圖通常需要金屬膜，所以在最狹小的空間上并且在這樣平坦的構造中將這種全息膜與應答器標簽組合，迄今是不可能的。
圖3示出了本發(fā)明應答器標簽I的示例性生產過程。首先提供合適的泡沫塑料軌道120。優(yōu)選地，在步驟A中，提供泡沫塑料軌道120作為卷筒貨物并且為了生產從該卷筒上展開泡沫塑料軌道120。
接著，在步驟B中提供合適的應答器嵌體110。如上面已經提到的，該應答器嵌體 110可以事先被配備有粘合劑15。而如果應答器嵌體110不是粘性的，則首先必須將合適的粘合劑施加到應答器嵌體110上或者施加到泡沫塑料軌道120的部分上。
接著在步驟C中，將應答器嵌體110這樣施加到泡沫塑料軌道120上，使得天線11 的一部分和應答器嵌體110的芯片12處于泡沫塑料軌道120的上側上。
如果應答器標簽I應當獲得光學標記，則可以將合適的標記元件層壓到應答器嵌體110的部分區(qū)域上(在步驟F，在圖3中未示出)。為此例如可以涉及印刷的膜元件或者也涉及上面已經描述的借助激光可寫的膜元件。可以以相同的方式施加代替的標記元件。
為了保護應答器標簽可以在另外的步驟中將優(yōu)選透明的保護層壓塑料130施加到應答器嵌體110上和必要時也施加到上面描述的標記元件上。在此情況下，優(yōu)選地是透明的材料膜，該材料膜借助粘合劑與應答器標簽連接。
在下一步驟D中，天線11的伸出超過泡沫塑料軌道120的剩余部分圍繞泡沫塑料軌道120被折疊，從而天線11的該剩余部分處于泡沫塑料軌道的下側上并且從而構成帶狀導體天線。該應答器嵌體圍繞泡沫塑料軌道的折疊在圖4中被詳細示出。
接著在步驟E中，將粘合劑140、優(yōu)選粘附粘合劑涂覆到具有天線11的一部分以及可能也具有保護層壓塑料130的一部分的泡沫塑料軌道120的下側上。該涂覆可以或者整面地進行，或者粘合劑140僅僅被施加在下側的預先定義的區(qū)域中。粘合劑涂覆例如也可以以印刷方法來涂覆。
為了保護粘合劑140，在另外的步驟G中在涂覆之后用襯墊150覆蓋該粘合劑 140。為此，該襯墊150作為優(yōu)選卷繞在卷筒上的膜軌道被提供。該襯墊150與泡沫塑料軌道120的配備有粘合劑的下側相聚在一起。
粘合劑涂覆E和襯墊150的施加G在此也可以在共同的工序中進行。
在另外的步驟H中，接著從具有應答器嵌體110的泡沫塑料軌道120中沖壓出單個應答器標簽I。在此，沖壓出單個應答器標簽的沖壓機可以完全沖壓穿過泡沫塑料120和還有襯墊150，從而形成直接的單個應答器標簽I。
但是，代替地，該沖壓機也可以僅穿過泡沫塑料120并且在此保留襯墊150完好無損。由此得到襯墊150的連續(xù)的膜軌道，其中沖壓出的應答器標簽I位于所述膜軌道上。泡沫塑料軌道120的不需要的部分可以接著被去除，這被稱為鏟除。
通過相繼地生產多個這樣的應答器標簽1，由此得到襯墊150的膜軌道，其中多個應答器標簽I 一個接著一個地位于所述膜軌道上。在另外的步驟I中，具有應答器標簽I 的該膜軌道可以被卷起并且因此作為卷筒貨物舒適地被提供用于進一步處理。
概括地，本發(fā)明涉及用于金屬底座的應答器標簽。然而應答器標簽在此是相對薄的并且也是柔性的。本發(fā)明還涉及用于這種應答器標簽的低成本的卷到卷制造方法。
權利要求
1.應答器標簽，包括 具有上側(21)和下側(22)的介電泡沫塑料元件(20)； 具有芯片(12)和天線(11)的應答器嵌體(10)； 其中應答器嵌體(10)被施加到泡沫塑料元件(20)上，使得天線(11)的第一部分處于泡沫塑料元件(20)的上側(21)并且天線(11)的第二部分處于泡沫塑料元件(20)的下側(22)。
2.根據權利要求I所述的應答器標簽，其中，所述天線(11)是帶狀導體天線。
3.根據權利要求I或2所述的應答器標簽，其中，泡沫塑料元件(20)具有最大I.5毫米的厚度。
4.根據權利要求I至3之一所述的應答器標簽，還包括第一膜元件(30)，其覆蓋應答器嵌體(10)的至少ー個部分區(qū)域。
5.根據權利要求4所述的應答器標簽，還包括第二膜元件(60)，其覆蓋第一膜元件(30)的至少ー個部分區(qū)域。
6.根據權利要求5所述的應答器標簽，其中，第一(30)或第二(60)膜元件是用激光可寫的膜元件。
7.根據權利要求I至6之一所述的應答器標簽，還包括粘合劑涂層(40)，其覆蓋泡沫塑料元件(20)的下側(22)的和天線(11)的第二部分的至少ー個部分區(qū)域。
8.根據權利要求4所述的應答器標簽，其中第一膜元件(30)在泡沫塑料元件(20)的下側(22 )上完全覆蓋帶狀導體天線(11 )，并且其中第一膜元件(30 )的處于下側(22 )的區(qū)域被整面地配備有粘合劑涂層(40 )。
9.根據權利要求I至8之一所述的應答器標簽，還包括粘合劑覆層(50)，其覆蓋在泡沫塑料元件(20 )的下側(22 )和天線(11)第二部分上的粘合劑涂層(40 )。
10.根據權利要求9所述的應答器標簽，其中粘合劑覆層(50)是膜或紙軌道。
11.用于應答器標簽(I)的制造方法，包括 提供具有上側和下側的介電泡沫塑料軌道； 提供包括芯片和天線的應答器嵌體； 將應答器嵌體施加到泡沫塑料軌道上，使得天線的第一部分處于泡沫塑料軌道的上側； 將應答器嵌體圍繞泡沫塑料軌道折疊，使得天線的第二部分處于泡沫塑料軌道的下側；并且 將粘合劑施加到泡沫塑料軌道的下側和天線的第二部分上。
12.根據權利要求11所述的制造方法，該制造方法還包括用于將第一膜元件施加到應答器嵌體的至少ー個部分區(qū)域上的步驟。
13.根據權利要求12所述的制造方法，該制造方法還包括用于將第二膜元件施加到具有天線的第一部分的泡沫塑料元件的上側上的步驟。
14.根據權利要求13所述的制造方法，其中第一或第二膜元件是激光可寫的膜元件。
15.根據權利要求13所述的制造方法，其中第二膜元件是透明的保護膜。
16.根據權利要求11至15之一所述的制造方法，該制造方法還包括用于將保護膜施加到泡沫塑料軌道的下側和天線的第二部分上的步驟。
17.根據權利要求11至16之一所述的制造方法，該制造方法還包括用于從具有多個所施加的并且折疊的應答器嵌體的泡沫塑料軌道中沖壓出單個應答器標簽的步驟。
18.根據權利要求11至16之一所述的制造方法，該制造方法還包括用于卷繞由具有多個所施加的并且折疊的應答器嵌體的泡沫塑料軌道組成的材料軌道的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于金屬底座的應答器標簽，該應答器標簽是相對薄的并且是柔性的，以及涉及用于這種應答器標簽的低成本的卷到卷制造方法。將具有芯片(12)和天線(11)的應答器嵌體施加到泡沫塑料軌道(20)上，使得天線(11)的第一部分處于泡沫塑料元件(20)的上側(21)并且天線(11)的第二部分處于泡沫塑料元件(20)的下側(22)。
文檔編號G06K19/077GK102982365SQ201210195858
公開日2013年3月20日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者V.胡夫納格爾, T.格爾曼, G.赫茨爾 申請人:施賴納集團兩合公司