专利名称：Rfid标签、模制产品和相关方法
技术领域：
本发明涉及具有模内射频识别("RFID“)标签的模制产品和模内贴标方法。
背景技术：
RFID标签是一种智能标签，其可被用于如识别和追踪货物等各种目的。模制产品， 如仓库里的容器和生产设施中的塑料箱，可能需要RFID标签，因为在仓库中不得不识别容 器而在生产操作过程中也不得不追踪塑料箱。这既可以通过用粘合剂或紧固件方案将标签 贴在产品表面也可以通过将标签嵌入到模制产品中来实现。用粘合剂或紧固件将RFID标 签贴在产品上具有标签与产品分离的风险。在这种情况下，标签与表面并不平齐，因此经受 可引起分离的各种环境危害。通过使标签成为模制产品的组成部分并与表面平齐，标签与 产品分离的机会被最小化。在为塑料模制产品建立不连续的、持久性识别方法时模制标签 是有用的。RFID嵌体或标签一般包括芯片或“带状物”，其连接于设置在由聚合物如聚对苯二 甲酸乙二酯("PET")制成的基底上的天线。具有由如PET类材料制成的基底的RFID标 签可能难于嵌入塑料产品中，因为PET树脂并不与高密度聚乙烯(〃 HDPE“)——一种常用 于生产如箱子、托盘和容器等模制塑料产品的树脂——良好结合。如果RFID标签未与体材 料——如用于制造塑料产品的HDPE——良好结合，标签可能不能保持成为模制产品的一部 分。本发明满足了这一需求。
发明内容
本发明涉及具有包括RFID装置在内的模内标签的模制塑料制品和模内贴标方 法。在本发明的一个实施方式中，标签包括RFID嵌体和RFID嵌体下面由高分子材料如PET 制成的基底。包括RFID嵌体的基底被化学涂上底漆，然后用如低密度聚乙烯(“LDPE“) 树脂的聚合物覆盖。许多注射成型产品由HDPE制成。覆盖标签的LDPE树脂可与注射成型 的HDPE结合，因为它们是化学上相似的基底，但是PET和HDPE是不相似的树脂，不能结合。 因为LDPE覆盖使标签的PET基底与不相似的HDPE树脂相粘合，因此LDPE覆盖使RFID标 签适于包含在注射成型HDPE产品内。模内RFID标签的实施方式具有各种结构。所述结构包括模内包含在产品中之前的标签1. LDPE/ 底漆 /RFID 嵌体 / 底漆 /LDPE2. RFID 嵌体 / 底漆 /LDPE
模内包含在产品中后的标签3.产品的正面/LDPE/底漆/RFID嵌体/底漆LDPE4.产品的正面/RFID嵌体/底漆/LDPE在第四种结构中，LDPE和注射成型产品的正面封装嵌体。示例性实施方式是包括芯片、天线和基底的RFID标签。基底包括第一表面和第二 表面，芯片和天线包含在第一表面上。RFID标签还包括设置于包括芯片和天线的第一表面 上的第一底漆层，和设置于第一底漆层上的第一聚合物层。在本发明其它更详细的特征中，第二表面具有施加于其上的粘合剂。此外，聚合物 可被设置于粘合剂上。此外，在粘合剂上可以提供剥离衬垫。而且，RFID标签可以具有最 外层，并且RFID标签可以进一步包括设置在最外层上的印刷物。在本发明其它更详细的特征中，RFID标签进一步包括设置于第二表面上的第二底 漆层，和设置于第二底漆层上的第二聚合物层。而且，底漆层可以由水基材料制成。此外， 底漆层可以是无粘性的。在本发明其它更详细的特征中，底漆层由配置来促进聚合物层和基底间化学键合 的材料制成。而且，聚合物层可由低密度聚乙烯(“LDPE")、聚丙烯(“PP")和/或乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物(“EVA")制成。此外，RFID标签可以任选地包括粘合层。另一示范性实施方式是配置为用在模制产品内的RFID装置。该RFID装置包括 RFID嵌体，该RFID嵌体(inlay)具有含第一表面和第二表面的基底以及设置在第一表面上 的天线和芯片。RFID装置还包括设置于第一表面上的底漆层、置于底漆层上的聚合物层、设 置于第二表面上的粘合剂以及设置于粘合剂上的第一层。在本发明其它更详细的特征中，第一层由聚合物制成。而且第一层可以是剥离层。另一示范性实施方式是具有包含RFID标签的正面的模制产品。RFID标签包括芯 片、天线和基底。基底包括第一表面和第二表面。芯片和天线包含在第一表面上。RFID装 置还包括设置于包含芯片和天线的第一表面上的第一底漆层，以及设置于第一底漆层上的 第一聚合物层。RFID标签设置于模制产品的正面或附近。在本发明其它更详细的特征中，聚合物层由与模制产品的构建材料化学相容的材 料制成，藉此聚合物层的材料与模制产品的构建材料结合。根据本发明的另一示范性方法是制造可模压RFID标签的方法。该方法包括提供 底漆、聚合物和RFID装置，所述RFID装置包括芯片、天线和基底，其中基底包括第一表面和 第二表面，芯片和天线包括在第一表面上；将第一底漆层设置在RFID装置的第一表面上； 并将第一聚合物层设置在第一底漆层上。在本发明其它更详细的特征中，该方法进一步包括将第二底漆层设置在第二表面 上，以及将第二聚合物层设置在第二底漆层上。也可以通过狭缝模具涂布设置聚合物。根据本发明的另一示范性方法是由构建材料制备模制产品的方法。该方法包括提 供RFID标签、与模制产品的构建材料化学相容的聚合物和具有内表面的模型；用聚合物覆 盖RFID标签；将RFID标签放入模型内；将模制产品的构建材料引入模型中。在本发明其它更详细的特征中，将RFID标签放入模型中的步骤包括提供粘合剂， 并使用粘合剂将RFID标签附着至模型的内表面。根据优选实施方式的下述描述并结合附图，对本领域技术人员来说本发明的其它特征应该变得明显，所述实施方式通过实例阐明了本发明的原理，本发明不限于所公开的 任何特别优选的实施方式。附图简述参考下面的描述、所附的权利要求及附图，本发明的这些和其它特征、方面和优点
将变得可理解，其中
图1是RFID标签的示例实施方式的横截面图。图2是RFID标签的另一示例实施方式的横截面图。图3是RFID标签的又一示例实施方式的横截面图。图4是包含在模制产品中的图1RFID标签的示例实施方式的横截面图。图5是包含在模制产品中的图2RFID标签的示例实施方式的横截面图。除非另外指明，上述图中的图解不一定按比例绘制。优选实施方式详述此处使用的术语“标签”指标签、标记符或票根。此处使用的术语“射频识别，，或 “RFID”指通过射频接收或传送数据的装置。RFID装置具有任何常规结构并且适用于本发 明的嵌体如在授予Green等人的美国专利6，951，596中所述制得，该专利以其整体通过引 用并入此文。术语“RFID标签”是指包括RFID装置的标签。本发明在一个实施方式中涉及 下述发现当RFID标签覆盖有与制造模制产品所用的聚合物化学相容的聚合物树脂时，该 RFID标签适合包含在模制产品内。在进一步的实施方式中，覆盖有聚合物树脂的RFID标签 被放入模型内，然后将聚合物注入模型以形成模制产品。图1显示了依据本发明的RFID标签的第一实施方式。RFID标签，通常以100显 示，包括具有连接至天线120的集成电路芯片110的RFID装置。RFID装置安装在基底130 上。底漆140施加于基底的第一表面150，其是上面安装有RFID装置的表面，基底的第二 表面160与第一表面相反。当将底漆施加于基底第一表面150时，底漆也施加到RFID芯片 110和天线上。在一个实施方式中，底漆具有均一厚度。在另一实施方式中，底漆不具有均 一厚度。在进一步的实施方式中，底漆是水基底漆，其不是粘合剂。在另一实施方式中，底漆 担当增强树脂的表面接受度的粘合增进剂。在又一实施方式中，当熔融聚合物覆盖的RFID 标签时，底漆作为将聚合物最终粘合到RFID基底的重要组分。在施加底漆140后，使用熟知的技术如挤压和涂布技术用聚合物170覆盖RFID 标签100。在一个实施方式中，聚合物170是LDPE。在另一实施方式中，聚合物是聚丙烯 (〃 PP")。在进一步的实施方式中，聚合物是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(〃 EVA")。聚合 物还可以是聚合物树脂如LDPE和PP的混合物。狭缝模具涂布是将熔融的聚合物树脂施加 到基底的基本方法。从储槽经过狭缝借助压力挤出涂布液，并转移到卷材(web)上。狭缝 模具涂布(缝口喷注涂布，slot die coating)是对着卷材用模具进行的涂布。使用狭缝 模具涂布作为涂布方法的实际考虑是迎合质量需求，例如，性能、涂层厚度的均勻性、没有 缺陷以及具有期望特征的均勻表面抛光。图2显示了本发明的RFID标签的第二种实施方式。RFID标签，通常以200显示， 包括具有连接至天线220的集成电路芯片210的RFID装置。RFID装置安装在基底230上。 底漆240施加于基底的第一表面250，第一表面250是RFID装置安装在其上的表面。当将 底漆施加在基底第一表面时，底漆也施加在RFID芯片和天线。在施加底漆后，使用熟知的技术如挤压和涂布技术，将聚合物层270添加至RFID标签的第一表面。图3显示了本发明的RFID标签的第三种实施方式。该标签，通常以300显示，包 括具有连接至天线320的集成电路芯片310的RFID装置。RFID装置安装在基底330上。 底漆340施加于基底的第二表面360，第二表面360与其上安装有RFID装置的表面350相 反。在施加底漆后，使用熟知的技术如挤压和涂布技术，将聚合物层370添加至RFID标签 的第二表面。在本发明其它实施方式中，不使用底漆140、240和340，聚合物170、270和370 直接施加于RFID基底130,230和330，RFID芯片110,210和310，和/或天线120,220 和320。在本发明进一步的实施方式中，设置粘合层作为模内标签的顶层或最外层。在 另一实施方式中，粘合层设置在聚合层的外表面或暴露表面上。粘合层部分地或全部地 覆盖聚合物层。粘合层使模内标签附着至模型的内表面，这阻止标签在模压前或模压过 程中转移或扭曲。任何在开始模压过程时能够将标签粘着至模型内表面的粘合剂均可使 用。适合的商业可得的粘合剂售自诸如下述的商业来源位于New York, Mount Vernon的 BeaconChemical Company, Inc.；位于 Michigan，Port Huron 白勺 Ache son ColloidsCompany ； 位 于 New Hampshire, Seabrook 的 Quretech ；禾口 位于 Wisconsin, Oak Creek 的 Northwest Coatings, Inc.。这些粘合剂的例子是 MAGNACRYL 2793 (〃 Beacon" )、ML 25 184 (" Acheson" )、JRX_1068(〃 Quretech")和紫外线可固化 10152 (〃 Northwest")。 可得自 BeaconChemical Company, Inc.的粘合剂的其它例子包括MAGNACRYL UV2601Epoxy、 MAGNACRYL 2296和MAGNACRYL 2807。另一个有用的商业可得的粘合材料的例子是 RAD-CURE UV 1008 (位于 Newjersey，Fairfield 的 Rad-Cure Corporation 的产品，鉴定为 紫外线可固化的无溶剂粘合剂，其包含70-95衬％多官能丙烯酸酯单体、5-20衬％光引发剂 和0-5wt%表面活性剂)。在又一实施方式中，本发明的模内标签包括具有防粘涂布衬垫的 载体，该防粘涂布衬垫的一个表面(防粘涂布表面)与粘合层的其它暴露上表面接触。在 标签的制备、处理、储存和运输的过程中载体被用于保护粘合层的上表面。在将标签定位并 粘着至模型的内表面之前将载体从标签上除去。防粘涂布衬垫可以包括基底纸片、聚合物 膜或用防粘组分涂布的其组合。RFID标签的实施方式可以包括在RFID标签最外层上的印 刷物。图4显示的是包括在通常以400显示的模内制品中的图1的RFID模内标签 100 (也通过参考数字420识别)的横截面图。将RFID模内标签420包括在模制产品中的 方法包括将RFID标签420放置在模型内靠近模型的表面。在一种实施方式中，粘合剂用 来保持标签在模型内的位置。在另一实施方式中，模型内标签的位置远离模型的入口。在 又一实施方式中，模型中标签的位置在离模型的入口最远的可能位置。模制产品通过公知 的技术如注射成型或吹塑生产。在注射成型中，产品的构建材料410被注射到模型内形成 模制产品400。在一个实施方式中，构建材料是聚合物。在另一个实施方式中，构建材料是 HDPE。图5是包括在模制产品中的图2的RFID模内标签200 (也通过参考数字520识 别)的实施方式的横截面图。该产品，通常以500表示，包括RFID模内标签520。RFID模 内标签放置在模制产品的正面560附近。模制产品的正面和LDPE聚合物层270封装RFID 嵌体。在另一实施方式中，标签放置在模制产品的表面以暴露在产品的表面上。实施例下面的实施例描述本发明的各种实施方式。在本发明范围内很多修改和变化对本 领域技术人员来说是显而易见的，且本发明并不限于下面所给出的实施例。实施例LDPE涂层如图1所示，嵌体料(inlay stock)用底漆140涂布。上底漆后，嵌体料进一步用 未加工的LDPE以5密耳厚度涂布。然后在RFID标签100的第二表面上重复涂布以产生夹 心结构。然后将LDPE涂布的RFID标签放入模型中，使用注射成型将HDPE充满模型以制备 模制产品。在聚合物冷却和凝固之后，从模型中取出模制产品，测试RFID标签的物理损坏 和可读性。RFID标签没有显示有任何损坏，是光滑且可读的。实施例2 :PP涂层如图1所示，嵌体料用底漆140涂布。上底漆后，嵌体料进一步用未加工的PP以5 密耳厚度涂布。然后在RFID标签100的第二表面上重复涂布以产生夹心结构。然后将PP 涂布的RFID标签放入模型中，使用注射成型将HDPE充满模型以制备模制产品。在聚合物 冷却和凝固之后，从模型中取出模制产品，测试RFID标签的物理损坏和可读性。RFID标签 没有显示有任何损坏，是光滑且可读的。在实施例1和2中所用的底漆140和240分别是得自位于Connecticut，Shelton 的Mica Corporation的水基底漆MICA。水基底漆MICA是无粘性的，被用于促进LDPE树脂 与RFID基底130的化学结合。本说明书包括权利要求、摘要和附图中公开的所有特征，以及在公开的任何方法 或过程中的所有步骤，可以以任何组合进行结合，此类特征和/或步骤中的至少一些是互 相排斥的除外。本说明书包括权利要求、摘要和附图中公开的每一特征，可被另一个用于相 同、相当或近似目的的可选特征替代，除非另外明确指明。因此，除非另外明确指明，所公开 的每一特征仅是一类系列等价或相似特征中的一个实例。尽管本发明已经参考优选的实施方式来描述，但本领域技术人员将意识到，可以 进行形式和细节上的改变而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
一种射频识别标签，包括a.芯片、天线和基底，其中i.所述基底包括第一表面和第二表面，和ii.所述芯片和所述天线包括在所述第一表面上；和b.第一底漆层，其设置在包括所述芯片和所述天线的所述第一表面上；和c.第一聚合物层，其设置在所述第一底漆层上。
2.根据权利要求1所述的射频识别标签，其中所述第二表面具有施加于其上的粘合剂。
3.根据权利要求2所述的射频识别标签，其中聚合物设置在所述粘合剂之上。
4.根据权利要求2所述的射频识别标签，其中剥离衬垫设于所述粘合剂之上。
5.根据权利要求1所述的射频识别标签，其中所述射频识别标签具有最外层，并且所 述射频识别标签进一步包含设置在所述最外层上的印刷物。
6.根据权利要求1所述的射频识别标签，进一步包含a.设置在所述第二表面上的第二底漆层；和b.设置在所述第二底漆层上的第二聚合物层。
7.根据权利要求1或6所述的射频识别标签，其中底漆层由水基材料制成。
8.根据权利要求1或6所述的射频识别标签，其中底漆层是无粘性的。
9.根据权利要求1或6所述的射频识别标签，其中底漆层由配置为促进所述聚合物层 和所述基底之间的化学结合的材料制成。
10.根据权利要求1或6所述的射频识别标签，其中聚合物层由选自低密度聚乙烯 (〃 LDPE“)、聚丙烯(〃 PP")和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(〃 EVA")的至少一种化学 品制造。
11.根据权利要求1或6所述的射频识别标签，进一步包含粘合层。
12.一种配置来在模制产品内使用的射频识别装置，所述射频识别装置包括a.射频识别嵌体，所述嵌体包括具有第一表面和第二表面的基底以及提供在所述第一 表面上的天线和芯片；b.设置在所述第一表面上的底漆层；c.提供在所述底漆层上的聚合物层；d.设置在所述第二表面上的粘合剂；和e.设置在所述粘合剂上的第一层。
13.根据权利要求12所述的射频识别装置，其中所述第一层由聚合物制成。
14.根据权利要求12所述的射频识别装置，其中所述第一层是剥离衬垫。
15.一种具有包含射频识别标签的正面的模制产品，其中a.所述射频识别标签包括i.芯片、天线和基底，其中所述基底包括第一表面和第二表面，所述芯片和所述天线包 括在所述第一表面上，ii.第一底漆层，其设置在包含所述芯片和所述天线的所述第一表面上，和 iii.第一聚合物层，其设置在所述第一底漆层上；和b.所述射频识别标签设置在所述模制产品的正面或附近。
16.根据权利要求15所述的模制产品，其中所述射频识别标签进一步包括a.设置在所述第二表面上的第二底漆层；和b.设置在所述第二底漆层上的第二聚合物层。
17.根据权利要求15或16所述的模制产品，其中聚合物层由与所述模制产品的构建材 料化学上相容的材料制成，藉此所述聚合物层的材料与所述模制产品的构建材料结合。
18.—种制造可模压的射频识别标签的方法，所述方法包括a.提供底漆、聚合物和射频识别装置，所述射频识别装置包括芯片、天线和基底，其中 所述基底包括第一表面和第二表面，所述芯片和所述天线包括在所述第一表面上；b.将第一底漆层设置在所述射频识别装置的所述第一表面上，和c.将第一聚合物层设置在所述第一底漆层上。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括a.将第二底漆层设置在所述第二表面上；和b.将第二聚合物层设置在所述第二底漆层上。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中聚合物通过狭缝模具涂布设置。
21.一种从构建材料制造模制产品的方法，所述方法包括a.提供射频识别标签、与所述模制产品的构建材料化学相容的聚合物、和具有内表面 的模型；b.用所述聚合物覆盖所述射频识别标签；c.将所述射频识别标签放在所述模型内；和d.将所述模制产品的构建材料引入所述模型中。
22.根据权利要求21所述的方法，其中将所述射频识别标签放在所述模型内的步骤包括a.提供粘合剂；和b.使用所述粘合剂，将所述射频识别标签附着至所述模型的内表面。
全文摘要
本发明涉及具有包括射频识别(“RFID”)装置的模内标签的模制塑料制品和模内贴标方法。本发明的一个实施方式是RFID标签，其包括芯片、天线以及包括第一表面和第二表面的基底。芯片和天线包括在第一表面上。第一底漆层设置于包括芯片和天线的第一表面上。第一聚合物层设置于第一底漆层上。
文档编号G06K19/077GK101802850SQ200880101767
公开日2010年8月11日 申请日期2008年7月31日 优先权日2007年8月3日
发明者A·阿布拉海姆, T·赫瑞格 申请人:艾利丹尼森公司