CN102822849A - Rfid标签、用于制造rfid标签的方法和包装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括主体部分（7；14；18；24；29）和用于将主体部分（7；14；18；24；29）固定于要识别的物体（10；21）的固定部分（8；15；19；23；28）的RFID标签（2；13；17；22；27），该RFID标签（2；13；17；22；27）包括至少一个应答器（5；25；30）。在根据本发明的RFID标签（2；13；17；22；27）中，主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）组成单个集成件，并且固定部分（8；15；19；23；28）由具有能够被装配在要识别的物体（10；21）周围的环形或环路状形状的部分或其一部分（11）形成。本发明还涉及一种用于制造RFID标签（2；13；17；22；27）的方法以及包括被相互分离的多个产品的包装，其提供有用于将产品相互分开地识别的RFID标签（2；13；17；22；27）。

Description

RFID标签、用于制造RFID标签的方法和包装

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序的RFID标签。本发明还涉及根据权利要求10的前序的方法和根据权利要求15的前序的包装。

背景技术

在越来越多的行业中应用用于基于RFID技术的识别的解决方案。这可能要求开发完全新型的RFID标签或已知标签类型的改进，以找到实用且尽可能便宜、而且尽可能少地影响物体的常规使用的解决方案。在某些应用中，可能难以读取被以常规方式（例如以签条（label）的形式）附着于要识别的物体的RFID标签，因为不能容易地将标签附着于其能够在没有障碍的情况下被以电子方式读取的地方。例如，在应被相互分离地识别并相互紧挨着和/或上下地堆叠的多个产品的情况下，粘附物或签条类型的RFID标签要求将这些产品从其包装拆开，使得能够将标签固定于在技术上适合于读取的地方。特别地，此类产品包括被包装在相同包装中且其使用或消费将由基于RFID技术的识别来控制的瓶或罐。特别是在液体包装中，RFID标签的功能明显受到标签被固定在包装中的位置的影响，因为液体以及金属的附近将具有对RFID标签可读性的降低的影响。

文献WO 2007/042879公开了一种用于上述种类的情况的解决方案，其中，通过使用将被安装到气瓶的颈部上的RFID标签来识别气瓶。在这种解决方案下，RFID标签的主体提供有插座（receptacle），其中，包括RFID标签的应答器（亦即，RFID芯片和天线）的部分借助于此部分与插座的边缘之间的相对紧密配合和模板接缝而被固定。为了将RFID标签附着到气瓶的颈部上，主体的边缘提供有能够被闭合和打开的套环，其在RFID标签被附着于瓶子时在气瓶的颈部周围被闭合并锁定。通过制造两部分的套环来实现可密封性，两个部分中的第一个被集成在主体中，并且第二个是单独套环部分，其通过铰链被与此相连且能够被转换为打开和闭合并锁定到第一部分，其方式为这些部分构成被连接到RFID标签的主体的闭合环形环路。特别地，此类主体结构和由其提供的附着的目标是与签条类型的标签相比改善并促进RFID标签的可用性以及减少可能由金属制成的气瓶引起的对RF信号的干扰。然而，以这种方式实现的RFID标签具有相对复杂结构的缺点，这使得其相对于例如签条类型的RFID标签而言是相对昂贵的解决方案。特别地，如果将被提供此类RFID标签的产品是具有比气瓶明显更低的价格价值的产品，则由多个不同部分组成的此类RFID标签主体是用于附着RFID标签的过于昂贵的解决方案。在许多应用中，RFID标签到物体的锁定附着不会同样地具有相当大的价值。特别是在具有低价的产品的标记中，即使可以相对容易地将标签从物体分离，也不会减少RFID标签的利用价值。

文献WO 01/43096公开了用于控制餐馆和酒吧中的软饮料的消费和销售的系统、方法和设备。在这里，在被用于储存饮料的瓶子上、用于要从容器分配的饮料的标签上、在被用于储存饮料的冷藏间的门处等提供传感器以识别使用的物体并确定/评估正在讨论中的饮料的消耗并将此信息发送到控制该系统的计算机。在这种情况下，可以例如将被附着于单个瓶子的传感器附着于瓶子的底部或颈部。使得要附着于瓶子的颈部的传感器是环形的，以使得其能够被配合在瓶子的颈部周围。传感器始终包括外壳，其由单独部分以及特别地单独的电源和无线电传送机组成，无线电传送机负责传感器与控制该系统的计算机之间的数据传输；换言之，传感器在识别的意义上是所谓的半活性标识符。由于其功能和结构，如在本文献中提出的要附着于瓶子的传感器对于仅仅识别而言在其结构方面明显过于复杂和昂贵，并且根本不适合于例如在批发或零售业中以低价出售的产品的识别。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的RFID标签，其比先前的RFID标签更适合于例如此类单个产品的识别，此类单个产品正常地被与其它相应的产品一起包装在同一多重包装中，与单独包装不同，然而，其必须被与同一多重包装中的其它单个产品分开地识别，例如以便控制其销售或消费。

本发明的目的还有提供要搬运并以相应的方式进行包装的例如瓶子、罐子、条状物、管子、植物种子或其它物体或产品，具有容易附着且在结构上更简单并比现有技术的RFID标签更容易使用以通常借助于签条被附着于物体的标签型RFID标识符，并且其制造和使用成本比被以类似方式附着于其物体和/或被用于类似目的的那些标签更低。本发明的另一目的是提出一种用于制造根据本发明的RFID标签的方法。

本发明的新的且具有发明性的思想涉及用来为应答器（即由包括在被附着于产品的标签中的RFID芯片和天线形成的单元）提供将其以相当新型的方式固定所需的固定装置的方式。根据本发明的基本原理，正常地包括主体部分和在没有单独接头的情况下被与之连接的固定部分的所述固定装置由单块片状或膜状材料形成。因此能够通过例如将其从大块的片状或膜状材料冲压出而以非常廉价的方式将其制造出来，所述大块的片状或膜状材料包括足以用于制造多个固定装置的材料数量。用于意图用于多重包装的RFID标签的固定装置还可以包括多个主体部分和被适当的接合颈部相互连接的固定部分，其因此全部是从同一块片或膜状材料冲压出的，亦即在不在不同的部分之间单独地提供接头的情况下形成的。此外，应注意的是在本上下文中，“冲孔”指的是冲压出、切出或任何相应的机械加工技术，基于应用机械工具以及例如激光束、流体喷射、超声波或化学反应，其对于本领域的技术人员来说是显而易见的，由此，能够为被用作原始材料的片状材料提供穿透材料的切口/冲孔。

根据本发明，可以在固定装置的形成之前或之后首先将应答器、即RFID芯片和天线添加到此片或膜状材料（与此片或膜状材料制造相结合或在制造之后）。如果由RFID芯片和天线形成的应答器在材料中准备好，则正常地在不包括RFID芯片和天线的材料的此类区域中形成固定部分（例如通过冲孔）。正常地，固定部分的功能是组成RFID标签的该部分，借助于该部分，RFID标签被附着于要识别的物体，并且主体部分的功能是形成正常地在那里放置例如应答器的一部分的部分。在本发明的许多实施例中，主体部分和固定部分被以在这些部分之间留下连接主体部分和固定部分的颈部的方式从片状或膜状材料冲压出/切出。然而，在某些实施例中，主体部分和固定部分还可以使得主体部分和固定部分在其整个宽度或长度内被相互连接，其中，在各部分之间不存在实际的可见颈部。

在根据本发明的RFID标签中，应答器可以完全在所述主体部分中或在固定部分中，或者可以部分地将应答器放置在两个所述部分中。

根据本发明的有利实施例，将应答器完全放置在标签的主体部分中，其中，主体部分与固定部分之间的位置差异不影响标签的电子功能，如在其中例如将天线的一部分放置在固定部分中的情况一样。本实施例还具有优点，即整个RFID应答器保持略微离开标签被附着到的物体。特别是在流体封装或金属物体的情况下，这改善了标签的电子功能。

更确切地说，用将在权利要求中提出的内容来表征根据本发明的RFID标签、方法和包装。

根据本发明的RFID标签和方法具有优点，即固定由RFID标签和天线形成的根据本发明的RFID标签和方法的应答器所需的固定装置制造起来非常简单且成本低廉。另一优点是这样的事实，即此类RFID标签能够在其中仅仅通过基于悬挂、换言之没有胶合的机械固定将RFID标签附着于其物体的任何使用中使用。另一优点是这样的事实，即此类RFID标签在其适当使用中的安装是简单的，并且能够被容易地自动化，因为其不要求单独部分的接合和/或组装。结果，根据本发明的RFID标签及其制造方法使得能够实现低竞争成本和以有利润的方式的RFID技术的应用，即使是针对具有相对低价格价值（诸如各种瓶子、罐子、条状物、管子等）且被包装在同一多重包装中的单独产品的识别。

根据本发明的包装的另一优点是这样的事实，即在包装中使用且意图用于多重包装的RFID标签在其制造和在产品的安装方面是成本非常低的。因此，当与例如常规上被认为比RFID技术价格低廉但具有明显更低的安全水平的条形码识别相比时，能够使得用于识别多重包装中的单个产品的RFID标签的应用在成本方面更有竞争性。

附图说明

下面，将参考附图来更详细地描述本发明，在所述附图中

图1示出根据本发明的在某些RFID标签的制造中使用的片状材料的原理图；

图2示出被从片状材料分离的由图1所示的片状材料制成的RFID标签的原理图；

图3示出安装在瓶子的颈部中的图2所示的RFID标签的原理图；

图4示出意图用于将同一包装中的多个罐状或坛状件相互分开地识别的根据本发明的另一RFID标签的原理图；

图5示出安装在管状产品上的意图用于识别管状或圆筒状件的RFID标签；

图6示出根据本发明的其中将整个应答器包括在固定部分中的RFID标签；以及

图7示出其中应答器的RFID芯片在主体部分中且天线在固定部分中的根据本发明的RFID标签。

具体实施方式

图1示出此类片状材料1的原理图，其中，通过冲压出来制成根据本发明的某些RFID标签2。在这种情况下，RFID标签2是例如在高或超高频下运行的所谓无源RFID标签。图1所示的片状材料1由例如两个纸板层或一个纸板层和一个纸层3和4制成，在其之间，以规则的间隔附着了应答器5，亦即RFID芯片6a和被与之相连的天线6b。在这种情况下，通过在将上材料层4附着于下材料层3之前胶合到片状材料1的下材料层3来附着应答器5。上材料层4在应答器5的胶合之后立即被胶合到下层3上。应注意的是由RFID芯片6a和天线6b形成的应答器5还可以是所谓镶嵌物形式的应答器，亦即被形成到膜状材料（薄塑料层或纸张）上或在两个此类膜状材料之间的应答器。在某些镶嵌物中，还可以将附加膜层压到第一膜状材料上，在镶嵌物的一侧或两侧上。在这种情况下，可以将安装在镶嵌物上或镶嵌物内部（在2-4个膜之间）的应答器放置在材料层3和4之间，或者如果不存在镶嵌物或镶嵌物仅包括其中提供了应答器的一个膜状材料层，则材料层3和4可以同样地形成镶嵌物的膜状或片状材料层中的一个或两个，应答器5被放置在该层之间。如果在安装应答器5时未将其提供在镶嵌物型的保护膜之间，则材料层3和4应使得其为应答器5提供必要的机械保护，将由RFID标签2的使用设定的要求考虑在内。

可以手动地执行或者例如用具有数控胶合头的特定胶合设备来执行应答器5到材料层3或4中的任一个的表面上的胶合，由此，能够将应答器5放置到片状材料1上，其方式为能够通过编程来确定其相对于彼此和相对于片状材料1的精确位置。自然地，能够容易地向前传输此编程数据，其中，在下一步骤中，能够容易地实现RFID标签2从片状材料1的分离，例如，用数控冲压设备，其控制系统测量或检测片状材料1的位置并基于从胶合设备获得的定位数据来选择冲压点。

可以以片状物或带状物的形式来提供片状材料1。带状物形式的片状材料1的材料层3和4的附着能够被容易地自动化，例如其方式为将制造布置为在生产线中发生，其中，将片状材料的材料层3和4从卷筒或卷轴展开并相互上下地进行引导并用辊子相互压紧。因此，自然地在材料层3和4相互压紧之前执行应答器5到下材料层3的附着。可以将使材料层3和4相互附着的胶合剂施加于材料层中的一者或两者上。为了附着应答器5，可以施加与用于将材料层3和4相互附着相同的胶合剂。因此，可以在已向其施加适当的粘合剂层时的阶段将应答器5布局到下材料层3上。包含应答器5的镶嵌物正常地是在一个或多个应答器相互紧挨着的情况下成卷地进行供应的，但是其还可以采取片材的形式。如果以卷轴的形式从镶嵌物布局应答器，则能够通过在材料层3和4之间供应从包含应答器的卷轴展开的膜状材料来安装要放置在材料层3和4之间的应答器。以片材形式在镶嵌物中提供的应答器最适合于其中材料层3和4也采取片材形式的情况。因此，能够在将用于材料层3和4的片材胶合在一起时同时地在其之间放置镶嵌物片材，或者例如通过将镶嵌物片材首先胶合到例如材料层3上并随后将材料层4胶合到镶嵌物片材上，其中，具有应答器5的镶嵌物片材根据期望将仍在材料层3和4之间。特别地，镶嵌物的使用具有促进应答器的布局、使得其被以尽可能均匀的间隔放置在材料层之间的优点。当在制造镶嵌物的步骤中已将应答器周围的固定装置所需的材料的数量考虑在内时，还可以鉴于材料的磨损以有利的方式将应答器放置在材料层之间。

在片状材料1的组装之后，已通过在应答器5处进行冲孔来切出成品RFID标签2，如图2所示，该标签具有具有实心中心的内圆形主体部分7和在其周围的环形固定部分8。在这种情况下，以应答器5的RFID芯片6a和被与之相连的天线6b仍完全保留在其内部的方式来放置主体部分7。固定部分8尚未完全在中心切割掉主体部分7。在这种情况下，已经选择非切割弯曲部分的长度，使得在主体部分7与固定部分8之间留下颈部9，其长度为固定部分的半径的约1至1.5倍。在固定部分8的外边缘的一侧，冲孔完全在固定部分8周围延伸；换言之，此冲孔将固定部分8和中心主体部分7从片状材料1分离。总体上，因此将RFID标签2作为实心件从片状材料1冲压出，其中，在主体部分7与固定部分8之间不需要也未实现单独的接头。

在上述RFID标签2的冲孔中，可以使用每次执行多个冲孔（用单冲孔行程）的此类自动化冲压设备。为了对以带状物的形式的片状材料1进行冲孔，能够借助于适当的冲孔辊等以连续或断续的方式来执行冲孔，例如使得在每个冲孔步骤之后，片状材料1在下一个冲孔步骤之前向前移动一个冲孔批量。在片材形式的片状材料1的情况下，例如，每次能够对单个片材上的所有RFID标签2进行冲孔，其后获取新片材以对其进行冲孔。作为其替换，可以例如通过单独地对每个RFID标签2进行冲孔或通过以多个RFID标签的分组对RFID标签2进行冲孔来执行冲孔。此外，应注意的是当对片材进行冲孔时，能够将冲孔工具在片材的平面中保持固定不动，并且能够使片材沿着两个轴的方向移动，或者能够使冲孔工具沿着第一方向移动（例如方向y），并且能够使片材沿着另一方移动（例如方向x），其垂直于第一方向但平行于同一平面。

图2示出在冲孔步骤之后的从上方看的单个成品RFID标签2。图3进而示出放置在瓶子10的颈部11上的图2的成品RFID标签。因此，已通过固定部分8来装配瓶子10的颈部11，使得瓶子的整个盖12在固定部分8之上。因此，固定部分8可以具有内径，该内径使得能够通过固定部分8、以固定部分8被固定于瓶子10的颈部11与其余部分之间的位置的方式来装配瓶子10的口和颈部11，如图3所示。然而，如果盖12被固定于瓶子的口，则其不再通过固定部分8进行配合。因此，只能通过首先去除其盖12来从瓶子10去除RFID标签2。如图3所示，在将RFID标签2安装在瓶子10的颈部11上之前，其主体部分7向下弯曲，如图3所示。还可以使主体部分7以其沿着瓶子10的盖11的方向指向上的方式来使其弯曲。

图4示出根据本发明的另一RFID标签13，还包括主体部分14和被集成到其中的环形固定部分15。在本实施例中，以RFID标签13通过在固定部分15的外周界之间的小接合颈部16保持被相互附着的方式将RFID标签13从片状材料冲掉。此类RFID标签2意图用于包装，其中，单个产品相互紧挨着，根据给定的取向模式相互抵靠，亦即例如软饮料或啤酒罐的包装。此外，使得这些RFID标签13之间的接合颈部16如此弱，以使得从包装去除单个产品不要求所有RFID标签13的去除，而是当从包装去除所述产品时，围绕所述产品的RFID标签13从其它RFID标签13分离。因此，例如在饮料罐的情况下，可以使用标签来识别哪些已可以被从包装去除且哪些仍被附着于包装。

图5示出根据本发明的RFID标签17，但与图1至4所示的实施例略有不同，其意图用于各种管状产品21的识别。在这种情况下，将RFID标签17的固定部分19装配在管状产品21周围。在这种情况下，将主体部分18放置在固定部分19外部，其方式为将主体部分18与固定部分19相互接合的颈部20在这些产品外边缘处。

图4和5两者所示的RFID标签13和17还可以例如以上述方式由两个材料层和被附着在这些材料层之间的应答器形成的片状材料制成。这些图所示的标签还是在其操作原理方面是无源的、在适当射频下运行的RFID标签。

替换地，可以例如以这样的方式来制造根据本发明的RFID标签，即将应答器附着于从片状材料冲压出的主体和固定部分，其后，将另一材料层胶合到主体部分上，其具有相同的形状，并且还可以由相同的片状材料或另一片状或膜状材料组成。在某些情况下，应答器可以以膜状材料准备好被胶合或层压到主体部分和固定部分上，其比所述主体部分和固定部分更薄。自然地，主体部分和固定部分还可以由单个材料层制成，应答器被安装在其内部或其任一表面。例如，当使用塑料时，可以在其中应答器准备好的模具中对主体部分和固定部分进行压铸。在此类应用中，可以在必要时为主体部分与固定部分之间的颈部提供例如纤维加强件以保证颈部的强度。

不需要在所有情况下都将应答器附着于主体部分。在某些情况下，可以至少将天线完全地或部分地放置在固定部分内部。图6示出此类RFID标签22，其中，由芯片26a和天线26b形成的整个应答器25被放置在固定部分23中。在本实施例中，主体部分24形成用于将在标签中实现的标记的唇缘和/或表面。图6的实施例中的另一差异是所使用的天线是线圈式天线而不是偶极子天线。在诸如图6中的实施例中，主体部分还可以例如由被放置在固定部分的相对侧上且比固定部分的其它截面宽的两个或更多元件形成，或者以其方式形成，即实际上未将主体部分与固定部分区别开，而是其在固定部分的圆周的整个长度上具有均匀的宽度。

图7示出与图1至3的那些类似的此类RFID标签27，其中，应答器30的RFID芯片31a在主体部分29中且天线31b在固定部分28中。在这种情况下，天线31b被布置为从固定部分28内的接合颈部延伸约±90°的弧度。并且在此类实施例中，将可以替换地使用例如与图6的实施例类似的线圈式天线作为天线。

在RFID标签的某些实施例中，主体部分和固定部分可以具有有角形状，亦即例如三角形、四边形或多边形形状。然而，主体部分和固定部分不需要在形状上是类似的。例如，可以将圆形固定部分与四边形主体部分一起使用。为了使材料消耗最小化（如果期望的话），还可以以这样的方式对主体部分和固定部分进行成形，即在要从材料切出的主体和固定部分周围留下尽可能少的剩余材料。

本发明不限于上述示例性实施例，而是其可以在权利要求中提出的发明思想的范围内变化。

Claims (16)

1.一种包括主体部分（7；14；18；24；29）和用于将主体部分（7；14；18；24；29）附着于要识别的物体（10；21）的固定部分（8；15；19；23；28）的RFID标签（2；13；17；22；27），该RFID标签（2；13；17；22；27）包括至少一个应答器（5；25；30），其特征在于主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）组成片状或膜状材料的单个集成件，并且RFID标签（2；13；17；22；27）的固定部分（8；15；19；23；28）是具有将被装配在要识别的物体（10；21）周围的环形或环路状形状的部分或其一部分（11）。

2.根据权利要求1所述的RFID标签（2；13；17；22；27），其特征在于主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）由被相互上下地附着的材料层所形成的片状或膜状材料组成。

3.根据权利要求1或2所述的RFID标签（2；13；17；22；27），其特征在于在主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）之间提供了颈部（9），其由与主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）相同的材料组成。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的RFID标签（2；13；17；22；27），其特征在于主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）被布置在彼此的内部，其方式为主体部分（7；14；18；24；29）被固定部分（8；15；19；23；28）围绕。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的RFID标签（2；13；17；22；27），其特征在于主体部分（7；14；18；24；29）在横向方向上从固定部分（8；15；19；23；28）的边缘延伸。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的RFID标签（2；13；17；22；27），其特征在于至少两个RFID标签（13）被接合颈部（16）相互连接，相互紧挨着。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的RFID标签（2；13；17；22；27），其特征在于RFID芯片（6a）在主体部分（7；14；18；24；29）中。

8.根据权利要求7所述的RFID标签（2；13；17；22；27），其特征在于天线（6a）在主体部分（7；14；18；24；29）中。

9.根据权利要求7所述的RFID标签（2；13；17；22；27），其特征在于天线（6a）的至少一部分在固定部分（8；15；19；23；28）中。

10.一种用于制造RFID标签（2；13；17；22；27）的方法，在该方法中，RFID标签（2；13；17；22；27）由主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）和应答器（5；25；30）制成，其特征在于主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）由片状或膜状材料的单个集成件制成，并且固定部分（8；15；19；23；28）由具有能够被装配在要识别的物体（10；21）周围的环形或环路状形状的部分或其一部分（11）形成。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）是通过冲压出或切出制成的。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于应答器（5；25；30）在其制造期间被包括在主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）的片状或膜状材料（1）中。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于在将主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）从片状材料（1）切割或冲孔之前,应答器（5；25；30）在片状材料（1）的制造之后被包括在片状材料（1）中。

14.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于在主体部分（7；14；18；24；29）和固定部分（8；15；19；23；28）的切割或冲孔之后，应答器（5；25；30）被包括在片状材料（1）中。

15.一种包转，该包装包括相互分离的多个产品且该产品装配有用于将产品相互分开地识别的RFID标签（2；13；17；22；27），其特征在于RFID标签（2；13；17；22；27）是根据权利要求6所述的RFID标签（13），其被以这样的方式附着于包装，即包装中的至少两个产品装配有被接合颈部（16）相互连接的RFID标签（13）。

16.根据权利要求15所述的包装，其特征在于RFID标签（13）的固定部分被装配在包装中的每个产品或其部分周围。

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