专利名称：一种纸基易撕防伪超高频rfid标签及其制造方法
技术领域：
本发明属于物联网电子标签技术领域，也属于防伪技术领域，具体涉及一种纸基易撕防伪超高频RFID标签及其制造方法。
背景技术：
射频识别技术应用射频识别信号对目标物进行识别。射频识别技术是一种内建无线电芯片的技术，芯片中可储存一系列信息。通常，RFID系统由电子标签、读写器和数据管理系统这三个主要部分组成。电子标签由天线和RFID芯片组成，每个芯片都含有唯一的识别码，用来表示电子标签所附着的物体。RFID标签的是由RFID天线封装芯片后贴标印刷获得的。目前RFID天线主要有以下几种制造方法:一、绕线工艺:采用铜线圈绕制。缺点是成本高，生产速度慢。超高频天线很少采用这种工艺。二、布线工艺:要求材料能够超声探头热熔。三、丝网印刷工艺:通常采用导电银浆在丝网印刷机上印刷。缺点是成本高且电导率受限；优点是对基材选择性高。四、电镀铜工艺:缺点是有污染且工艺生产线产能要求较高，只有量大才具有成本优势。 五、模切工艺:缺点是模切机械易磨损，产品精度较低。该工艺目前尚处于研发阶段。六、蚀刻工艺:该工艺技术成熟，蚀刻天线电路精度高，柔性好，性能稳定，是目前的主流工艺，但，因其是“减法”制造工艺，故存在成本控制问题，以及涉及对废酸处理的环保回收问题。在RFID技术的许多实际应用(例如酒类溯源、烟草验证、票证防伪、电器防伪等领域冲，要求RFID标签具有一次性使用的特点，即要求RFID标签一撕即毁，不能够被转移重
复使用。目前实际使用的易撕RFID标签主要有两种类型，第一类如中国专利号201220361570.X公开了一种RFID易碎蚀刻天线，封装RFID芯片，再将贴了芯片的天线转移复合到易碎不干胶纸上，制成RFID标签。但，此天线制造难度高，合格率低，天线转移到易碎纸上难度很大，套准精度低，废品率高，且无法自动排废，制造成本高昂。另一种是在易碎纸上印刷银浆天线，然后封装芯片，制成RFID标签。这种方法由于印制银浆天线的电化学性能差，标签阅读性能低，而且制造成本高昂，限制了其应用领域。
发明内容
为解决现有易撕防伪RFID标签存在制造成本闻、性能不稳定、废品率闻等问题，本发明涉及一种纸基易撕防伪超高频RFID标签及其制造方法。
本发明采取以下技术方案:一种纸基易撕防伪超高频RFID标签，易破坏层(I)、电子芯片层(3)、天线电路层(4)、薄膜基材层￠)、纸基支撑层(8)、底纸层(10)，易破坏层
(I)的内侧表面粘接电子芯片层(3)的一面，电子芯片层(3)的另一面复合天线电路层(4)的一面，天线电路层(4)的另一面粘接薄膜基材层(6)的一面，薄膜基材层(6)的另一面粘接纸基支撑层(8)的一面，纸基支撑层(8)的另一面粘接底纸层(10)。塑料薄膜基材的厚度在12 μ m 25 μ m之间。电晕处理后塑料薄膜表面润湿张力为40 55mN/m。版纹金属压辊的结构为表面雕刻有布纹型或十字花型或锯齿形等图案，版纹分辨率为40 120目/inch，版纹 深度为40 90 μ m。金属压辊与薄膜的滚压压力为2 7MPa，速度为15 50m/min。所制得的塑料薄膜纵向拉伸强度不低于90MPa，且任意方向能够徒手撕裂。天线电路层(4)的另一面通过干法复合工艺粘合剂层(5)粘接薄膜基材层(6)的一面，干法复合工艺粘合剂层为耐高温(耐温> 160°C)双组份聚氨酯胶，涂胶厚度为I 6 μ m，涂胶辊分辨率为100 200目/inch，网孔深度为20 40 μ m，主剂:固化剂:溶剂=10:1:6 10:1:25，烘道温度为40°C 100°C，熟化时间为2 5天，熟化温度为35°C 70。。。纸质基材采用易撕裂性优良的纸，例如轻涂纸、超亚纸、新闻纸等，且所述纸质基材的厚度为40 150 μ m。易破坏层采用可以成型但容易破坏的材料制作，例如(但不限于)易碎纸、糯米纸、薄层铜版纸、易破坏的高分子材料等，且所述易破坏层厚度为100 400 μ m。(注:高频与超高频的工作原理不同，高频的工作频段在3 30MHz，采用电感耦合方式获取能量工作。超高频的工作频段在300MHz 3GHz，通过电磁耦合方式获取能量工作。)本发明纸基易撕防伪超高频RFID标签的制造方法，其将薄层耐高温塑料薄膜经强度降低处理后，一面与铝箔复合，另一面通过粘合剂与离型膜复合，经印刷刻蚀后将离型膜剥离，将天线与纸质基材复合，然后封装芯片，再与印刷有图案的易破坏层和底纸层复合，获得易撕防伪超高频RFID标签。该制造工艺的具体步骤如下:( I)对薄膜基材层进行强度降低处理；薄层耐高温塑料薄膜表面涂布一缩二乙二醇为原料合成的聚酯，并电晕处理，降低塑料薄膜的表面强度，然后使用版纹金属压辊对塑料薄膜进行滚压处理，降低塑料薄膜的撕裂度。所制得的易撕裂塑料薄膜一方面必须具有足够的纵向拉伸强度，能满足薄膜与铝箔的复合拉伸要求，另一方面必须具有优良的易撕裂性，能满足各个方向徒手撕裂该薄膜。(2)将处理后的薄膜基材层与铝箔复合；可以采用干法复合工艺制得复合膜。(3)通过粘合剂将复合了铝箔的塑料薄膜基材层的另一面与离型膜支撑层粘合，制得带有离型膜支撑层的复合铝箔；粘合剂可以使用双组份聚氨酯胶、热熔胶、强力胶或环氧胶等。(4)采用抗酸蚀刻碱溶性油墨在铝箔表面印刷天线图案；( 5 )使用酸性溶液蚀刻带有天线图案的铝箔，酸性溶液可以是盐酸，也可以是三氯化铁溶液、磷酸、硝酸等。再用碱性溶液除去铝箔表面的油墨，碱性溶液可以是氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸钾溶液等。然后，水洗再干燥收卷；(6)将离型膜支撑层剥离，再通过粘合剂将天线与纸质基材复合；(7)使用电子标签封装机封装芯片，即在天线电路层的外表面封装电子芯片层，制得纸基易撕蚀刻RFID干Inlay ；(8)纸基易撕蚀刻RFID干Inlay通过RFID标签打印机在纸基背面喷墨打印，制成纸基易撕超闻频RFID标签；或者，电子芯片层的外表面复合易破坏层，纸质基材的外表面复合底纸层，经模切排废后制成具有易撕防伪特性的超高频RFID标签(可以使用RFID标签封装机将纸基易撕蚀刻RFID干Inlay与印刷有图案的不干胶易破坏层I复合，然后与涂有不干胶的底纸层10复合，经模切排废后制成具有易撕防伪特性的超高频RFID标签)。优选的，塑料薄膜基材的厚度要求在12μπι 25μπι之间。电晕处理后塑料薄膜表面润湿张力为40 55mN/m。版纹金属压辊的结构为表面雕刻有布纹型或十字花型或锯齿形等图案，版纹分辨率为40 120目/inch，版纹深度为40 90 μ m。金属压辊与薄膜的滚压压力为2 7MPa，速度为15 50m/min。所制得的塑料薄膜纵向拉伸强度不低于90MPa,且任意方向能够徒手撕裂。优选的，干法复合工艺粘合剂层为耐高温(耐温> 160°C)双组份聚氨酯胶，涂胶厚度为I 6μπι，涂胶辊分辨率为100 200 目/inch，网孔深度为20 40 μ m，主剂:固化剂:溶剂=10:1:6 10:1:25，烘道温度为40°C 100°C，熟化时间为2 5天，熟化温度为35 70°C。优选的，离型膜支撑层采用挺度高，拉伸强度高的薄膜，例如离型PET膜、离型OPP膜、离型PE膜等，且离型力较轻为好，且所述离型膜支撑层10厚度为30 75 μ m。优选的，纸质基材采用易撕裂性优良的纸，例如轻涂纸、超亚纸、新闻纸等，且所述纸质基材的厚度为40 150 μ m。优选的，易破坏层采用可以成型但容易破坏的材料制作，例如(但不限于)易碎纸、糯米纸、薄层铜版纸、易破坏的高分子材料等，且所述易破坏层厚度为100 400 μ m。招箔通常厚度在9 55 μ m之间。蚀刻液的体积浓度最好在5% 40%之间。蚀刻速度最好在I 15m/min之间。本发明制造方法首先对天线薄膜基材进行强度降低处理，使标签天线获得优良的易撕裂性，然后与纸质基材复合，再与易破坏层复合制成易撕防伪标签，与现有易撕RFID标签制备技术相比，由于增加一层低强度薄膜衬基，其工艺稳定性提高，成品合格率大幅提高，标签阅读性能好，成本进一步降低，适合大规模产业化生产。RFID易撕天线与纸质基材复合后经封装芯片可以制作成白标签，在纸基背面喷墨打印图案可以获得纸基易撕防伪特性的超高频RFID标签，进一步简化了本发明提出的工艺路线，利于在服装吊牌、商业产品标签、邮政掉票、生产自动化管理标签、售存货管理标签、航运标签及样本标签的应用。本发明纸基易撕防伪超高频RFID标签具有如下技术效果:标签阅读性能好，工艺稳定性提高，成品合格率高，成本低,适合大规模产业化生产。
图1是一种优选纸基易撕防伪超闻频RFID标签的结构不意图。图2是纸基易撕防伪超闻频RFID标签的制造工艺路线图。
图3a是塑料薄膜基材强度降低处理中压纹处理所用金属压辊版纹示意图。图3b是图3a的I部放大图。图4 9是纸基易撕防伪超闻频RFID标签制造工艺的各工序不意图。图中:1-易破坏层，2-第一不干胶层，3-电子芯片层，4-天线电路层，5-干法复合工艺粘合剂层，6-天线薄膜基材层，7-粘合剂层，8-纸基支撑层，9-第二不干胶层，10-底纸层，11-离型膜支撑层，12-带离型膜衬基的易撕蚀刻RFID标签天线，13-铝箔，14-纸基易撕蚀刻RFID标签天线，15-纸基易撕蚀刻RFID干Inlay (Inlay是RFID行业的专有词，RFID天线贴装芯片后就称作干Inlay，再与面纸和涂有热熔胶的底纸复合就称作湿Inlay，再在面纸上印刷图案才能称作标签)。
具体实施例方式下面结合附图并通过优选实施例进一步说明本发明的技术方案。参阅图1所示,本实施例纸基易撕防伪超高频RFID标签,易破坏层1、第一不干胶层2、电子芯片层3、天线电路层4、干法复合工艺粘合剂层5、薄膜基材层6、粘合剂层7、纸基支撑层8、第二不干胶层9、底纸层10，易破坏层I的内侧表面通过第一不干胶层2粘接电子芯片层3的一面，电子芯片层3的另一面复合天线电路层4的一面，天线电路层4的另一面通过干法复合工艺粘合剂层5粘接薄膜基材层6的一面，薄膜基材层6的另一面通过粘合剂层7粘接纸基支撑层8的一面，纸基支撑层8的另一面通过第二不干胶层9粘接底纸层10。塑料薄膜基材6的厚度在12 μ m 25 μ m之间。电晕处理后塑料薄膜表面润湿张力为40 55mN/m。版纹金属压辊的结构为表面雕刻有布纹型或十字花型或锯齿形等图案，版纹分辨率为40 120目/inch，版纹深度为40 90 μ m。金属压辊与薄膜的滚压压力为2 7MPa，速度为15 50·m/min。所制得的塑料薄膜纵向拉伸强度不低于90MPa，且任意方向能够徒手撕裂。干法复合工艺粘合剂层5为耐高温(耐温> 160°C)双组份聚氨酯胶，涂胶厚度为I 6μπι，涂胶辊分辨率为100 200目/inch，网孔深度为20 40 μ m，主剂:固化剂 溶剂=10:1:6 10:1:25 (体积比)，烘道温度为400C 100°C，熟化时间为2 5天，熟化温度为35°C 70°C。纸质基材采用易撕裂性优良的纸，例如轻涂纸、超亚纸、新闻纸等，且所述纸质基材的厚度为40 150 μ m。易破坏层I采用可以成型但容易破坏的材料制作，例如(但不限于)易碎纸、糯米纸、薄层铜版纸、易破坏的高分子材料等，且所述易破坏层厚度为100 400 μ m。参阅图2 9所示,一种优选纸基易撕防伪超高频RFID标签的制造工序如下:(I)在18μπι PET薄膜表面涂布一缩二乙二醇为原料合成的聚酯，经电晕处理后表面润湿张力达到45mN/m，然后使用布纹型版纹金属压辊对塑料薄膜进行滚压处理，版纹分辨率为80目/inch，版纹深度为80 μ m，如图3a、3b所示。金属压辊与薄膜的滚压压力为5MPa，速度为20m/min，降低塑料薄膜的撕裂度，所制得的塑料薄膜纵向拉伸强度为125MPa。(2)将处理后的PET薄膜基材与10 μ m铝箔采用干法复合工艺复合，涂胶辊分辨率为100 200目/inch，网孔深度为20 40 μ m，所用粘合剂为耐高温(180°C )双组份聚氨酯胶，主剂:固化剂:溶剂=10:1:10 (体积比)，本实施例中，主剂为ADC0TE502S、固化剂为Catalyst F、溶剂为乙酸乙酯；烘道温度为依次为50°C，70°C，90°C。熟化时间为3天，熟化温度为50°C，如图4所示。(3)粘合剂7采用热熔胶，将复合了铝箔的塑料薄膜基材的另一面与50 μ m的离型PET粘合，制得带有离型膜支撑层的复合铝箔，如图5所示。(3)使用抗酸蚀刻碱溶性油墨在复合膜铝箔表面印刷天线图案，如图6所示。(4)使用25%的盐酸溶液蚀刻带有天线图案的复合铝箔,然后用6%的氢氧化钠溶液用除去铝箔表面的油墨，经水洗干燥后收卷，如图6所示。(5)将离型膜支撑层剥离，将天线粘合剂层面与轻涂纸复合，所用轻涂纸的厚度为50 μ m,如图7所示。( 6 )使用电子标签封装机封装芯片，如图8所示。(7)使用RFID标签封装机将PET离型膜支撑层剥离，RFID天线与印刷有图案且带有不干胶的300 μ m易碎纸复合，然后与涂有不干胶的硅油底纸复合，经模切排废后制成具有易撕防伪特性的超高频RFID标签,如图9所示。使用时，将硅油底纸揭下，RFID标签贴在商品上即可。本发明所涉电子标签封装机、RFID标签封装机等均可采用现有技术。以上对本发明的优选实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具 体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种纸基易撕防伪超高频RFID标签，其特征是包括易破坏层(I)、电子芯片层(3)、天线电路层(4)、薄膜基材层￠)、纸基支撑层(8)、底纸层(10)，易破坏层(I)的内侧表面粘接电子芯片层(3)的一面，电子芯片层(3)的另一面复合天线电路层(4)的一面，天线电路层(4)的另一面粘接薄膜基材层￠)的一面，薄膜基材层￠)的另一面粘接纸基支撑层(8)的一面，纸基支撑层(8)的另一面粘接底纸层(10)。
2.如权利要求1所述的纸基易撕防伪超高频RFID标签，其特征是:塑料薄膜基材层的厚度在12μπι 25μπι之间。
3.如权利要求1所述的纸基易撕防伪超高频RFID标签，其特征是:纸基支撑层采用轻涂纸、超亚纸或新闻纸。
4.如权利要求1或3所述的纸基易撕防伪超高频RFID标签，其特征是:纸基支撑层的厚度为40 150 μ m。
5.如权利要求1所述的纸基易撕防伪超高频RFID标签，其特征是:易破坏层采用易碎纸、糯米纸、薄层铜版纸或易破坏的高分子材料；和/或，易破坏层的厚度为100 400 μ m。
6.一种权利要求1-5所述纸基易撕防伪超高频RFID标签的制造方法，其具体步骤如下: (1)对薄膜基材层进行强度降低处理； (2)将处理后的薄膜基材层与铝箔复合； (3)通过粘合剂将复合了铝箔的塑料薄膜基材层的另一面与离型膜支撑层粘合，制得带有离型膜支撑层的复合铝箔； (4)采用抗酸蚀刻碱溶性油墨在铝箔表面印刷天线图案； (5)使用酸性溶液蚀刻带有天线图案的铝箔，再用碱性溶液除去铝箔表面的油墨，然后，水洗再干燥收卷； (6)将离型膜支撑层剥离，再通过粘合剂将天线与纸质基材复合； (7 )使用电子标签封装机封装芯片，即在天线电路层的外表面封装电子芯片层，制得纸基易撕蚀刻RFID干Inlay ； (8)纸基易撕蚀刻RFID干Inlay通过RFID标签打印机在纸基背面喷墨打印，制成纸基易撕超高频RFID标签；或者，电子芯片层的外表面复合易破坏层，纸质基材的外表面复合底纸层，经模切排废后制成具有易撕防伪特性的超高频RFID标签。
7.如权利要求6所述纸基易撕防伪超高频RFID标签的制造方法，其特征在于:第(I)步中，薄膜基材层涂布一缩二乙二醇为原料合成的聚酯，并电晕处理，然后使用版纹金属压辊对薄膜基材层进行滚压处理。
8.如权利要求7所述纸基易撕防伪超高频RFID标签的制造方法，其特征在于:电晕处理后薄膜基材层表面润湿张力为40 55mN/m。
9.如权利要求6所述纸基易撕防伪超高频RFID标签的制造方法，其特征在于:第(3)步中，粘合剂选用双组份聚氨酯胶、热熔胶、强力胶或环氧胶等。
10.如权利要求6或9所述纸基易撕防伪超高频RFID标签的制造方法，其特征在于:离型膜支撑层采用离型PET膜、离型OPP膜或离型PE膜；和/或，离型膜支撑层的厚度为·30 75 μ m0
全文摘要
本发明公开了一种纸基易撕防伪超高频RFID标签及其制造方法。本发明RFID标签包括易破坏层(1)、电子芯片层(3)、天线电路层(4)、薄膜基材层(6)、纸基支撑层(8)、底纸层(10)，易破坏层(1)的内侧表面粘接电子芯片层(3)的一面，电子芯片层(3)的另一面复合天线电路层(4)的一面，天线电路层(4)的另一面粘接薄膜基材层(6)的一面，薄膜基材层(6)的另一面粘接纸基支撑层(8)的一面，纸基支撑层(8)的另一面粘接底纸层(10)。本发明纸基易撕防伪超高频RFID标签具有如下技术效果标签阅读性能好，工艺稳定性提高，成品合格率高，成本低，适合大规模产业化生产。
文档编号G06K19/077GK103246918SQ201310173518
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月9日 优先权日2013年5月9日
发明者刘彩凤, 黄爱宾, 胡日红 申请人:杭州电子科技大学, 杭州美思特电子科技有限公司