PL228557B1 - Układ do umieszczania mikroczipów RFID na materiale samoprzylepnym i sposób umieszczania mikroczipów RFID na materiale samoprzylepnym - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12)OPIS PATENTOWY ₍i₉₎PL ₍n)228557 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 415262 (22) Data zgłoszenia: 17.12.2015 (51) Int.CI.

B65H 29/32 (2006.01) B65H 29/24 (2006.01) B65H 3/08 (2006.01) G06K 19/00 (2006.01)

Układ do umieszczania mikroczipów RFID na materiale samoprzylepnym i sposób umieszczania mikroczipów RFID na materiale samoprzylepnym

(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(73) Uprawniony z patentu: SUBCZYŃSKI ROBERT TECH-WASH, Choromany, PL ANIFLEX SPÓŁKA JAWNA GŁOWACKA I WSPÓLNICY, Tomaszów Mazowiecki, PL
19.06.2017 BUP 13/17 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	(72) Twórca(y) wynalazku: ROBERT SUBCZYŃSKI, Choromany, PL ANNA IWONA GŁOWACKA, Ujazd, PL
30.04.2018 WUP 04/18	(74) Pełnomocnik: rzecz, pat. Adam Pawłowski

r* m

m co

CM

CM

Ω.

PL 228 557 B1

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy zautomatyzowanego sposobu i układu do umieszczania mikroczipów RFID na materiale samoprzylepnym.

Mikroczipy RFID są niewielkimi urządzeniami, typowo o rozmiarach do kilku nanometrów, składającymi się z transpondera RFID z obudową krzemową lub z tworzywa sztucznego, wykorzystującymi fale radiowe do przesyłu danych oraz zasilania układu elektronicznego mikroczipu.

Mikroczipy RFID mają szereg zastosowań. Przykładowo, mikroczipy mogą być wykorzystywane jako bioczipy wszczepialne do organizmów żywych, w tym ludzkich czy zwierzęcych w celu monitorowania funkcji witalnych organizmu i/lub jego położenia. Ponadto mikroczipy RFID stosuje się do znakowania etykiet umieszczanych na różnego rodzaju wyrobach w celu ułatwienia ich identyfikacji, magazynowania, dostarczania do odpowiednich odbiorców, czy systemowego układania na półkach sklepowych - w zależności od zaprogramowania mikroczipu RFID w etykiecie.

Zaletą mikroczipów RFID są niewielkie rozmiary - typowe mikroczipy RFID mogą mieć wielkość 1x1x1 mm (obrazowo - ziarnka piasku), co zapewnia możliwość ich dyskretnego umieszczania w etykiecie. Niemniej jednak niewielkie wymiary utrudniają precyzyjną przemysłową implementację mikroczipów w etykietach produkowanych na skalę przemysłową.

Z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US5867102 znany jest walec próżniowy zainstalowany w linii technologicznej do produkcji etykiet z mikroczipem. Walec próżniowy ma system wytwarzania podciśnienia oraz perforowaną powierzchnię boczną, co umożliwia próżniowy transport etykiet na powierzchni walca. Linia technologiczna z zainstalowanym walcem jest ponadto wyposażona w urządzenie dozujące mikroczipy do sekwencyjnego osadzania mikroczipów na powierzchni etykiet od strony samoprzylepnej i kolejno osadzania etykiet z czipem na taśmie transportowej.

Z amerykańskiego opisu patentowego US 8776361 znane jest natomiast stanowisko do montażu czipów RFID na podłożu. Stanowisko zawiera stempel do wybijania czipów RFID z taśmy nośnika na określone podłoże, element wytwarzający podciśnienie do utrzymywania mikroczipu na stemplu oraz urządzenie grzewcze umożliwiające przylutowanie czipu RFID do podłoża.

Niemniej jednak, znane stanowiska do umieszczania czipów RFID na podłożu samoprzylepnym mają złożoną konstrukcję, co może generować wysokie koszty aparaturowe zarówno zakupu, utrzymania jak i ewentualnych napraw stanowisk, przyczyniając się do zwiększenia ogólnych kosztów procesowych oraz wzrostu ceny wyrobu gotowego.

Celowym byłoby opracowanie sposobu i stanowiska do umieszczania mikroczipów RFID na samoprzylepnym podłożu, które charakteryzowałyby się prostotą oraz umożliwiały utrzymywanie odpowiedniej wydajności produkcyjnej z jednoczesnym zachowaniem dobrej jakości wyrobu końcowego oraz niskiej odpadowości mikroczipów RFID w procesie.

Przedmiotem wynalazku jest układ do umieszczania mikroczipów RFID na materiale samoprzylepnym, zawierający pojemnik na mikroczipy RFID, obrotowy walec transportowy o zasadniczo poziomej osi obrotu do transportowania mikroczipów z pojemnika na mikroczipy na materiał samoprzylepny oraz układ transportowy wstęgi materiału samoprzylepnego z warstwą samoprzylepną od strony powierzchni bocznej obrotowego walca transportowego charakteryzujący się tym, powierzchnia boczna obrotowego walca transportowego zawiera wystające na zewnątrz obrotowego walca transportowego rurki do transportowania mikroczipów RFID na wolnych końcach rurek, przy czym rurki są połączone z zainstalowanym wewnątrz obrotowego walca transportowego stacjonarnym układem ssawno-nadmuchowym zawierającym strefę ssawną do wytwarzania na wolnych końcach rurek podciśnienia od strony pojemnika z mikroczipami oraz strefę nadmuchową do wytwarzania na wolnych końcach rurek nadciśnienia od strony samoprzylepnej wstęgi materiału.

Korzystnie, stacjonarny układ ssawno-nadmuchowy zawiera pompę wyciągową ze strefą ssawną oraz strefą nadmuchową oddzielonych separatorem.

Korzystnie, układ transportowy wstęgi materiału z warstwą samoprzylepną zawiera wał obrotowy o osi obrotu zasadniczo równoległej do osi obrotu walca transportowego, przy czym odległość pomiędzy osią obrotowego walca transportowego i osią wału obrotowego jest równa lub większa niż suma długości promienia walca transportowego, promienia wału obrotowego oraz długości rurki.

Korzystnie, układ zawiera ponadto układ laminowania mikroczipów RFID zawierający walec laminujący do podawania arkusza laminatu oraz przeciwbieżny walec dociskowy do dociskania wstęgi materiału z umieszczonymi mikroczipami RFID.

PL 228 557 B1

Korzystnie, walec laminujący oraz walec dociskowy mają na powierzchni roboczej walca powłokę z mikrogumy.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób umieszczania mikroczipów RFID na materiale samoprzylepnym, w którym za pomocą obrotowego walca transportowego pobiera się mikroczipy z pojemnika i umieszcza się je na materiale samoprzylepnym, który podaje się w postaci wstęgi z warstwą samoprzylepną skierowaną w kierunku powierzchni bocznej obrotowego walca transportowego, charakteryzujący się tym, że do pobierania mikroczipów stosuje się obrotowy walec transportowy, którego powierzchnia boczna zawiera wystające na zewnątrz obrotowego walca transportowego rurki do transportowania mikroczipów RFID na wolnych końcach rurek, przy czym rurki są połączone z zainstalowanym wewnątrz obrotowego walca transportowego stacjonarnym układem ssawno-nadmuchowym, za pomocą którego na wolnych końcach rurek od strony pojemnika z mikroczipami wytwarza się podciśnienie, a na wolnych końcach rurek od strony samoprzylepnej wstęgi materiału wytwarza się nadciśnienie.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia schematycznie stanowisko do zautomatyzowanego umieszczania mikroczipów RFID na materiale samoprzylepnym;

Fig. 2 przestawia etykietę z mikroczipem RFID wykonaną za pomocą sposobu z wykorzystaniem stanowiska według wynalazku.

Stanowisko do umieszczania mikroczipów RFID na materiale samoprzylepnym przedstawiono schematycznie na fig. 1. Stanowisko to może być zainstalowane w ciągu technologicznym wytwarzania etykiet z mikroczipem RFID, takich jak na przykład etykiety drukowane techniką fleksograficzną, lub też może stanowić samodzielną linię technologiczną do wytwarzania wstęgi materiału z mikroczipami RFID, która może być nawijana na belę stanowiącą gotowy do wysyłki półprodukt, przykładowo do wykorzystania przy produkcji etykiet lub innych elementów znakowanych mikroczipami w zakładach produkcyjnych odbiorów.

Stanowisko to jest przystosowane do umieszczania na materiale samoprzylepnym mikroczipów RFID 11 o różnym kształcie i wymiarach, przykładowo mikroczipów 11 o kształcie owalnym i największym wymiarze w zakresie od 0,0625 mm do 2 mm, korzystnie pokrytych ochronną warstwą laminatu. Stanowisko do umieszczania mikroczipów RFID 11 na materiale samoprzylepnym 30 zapewnia stosunkowo wysoką wydajność procesu nanoszenia mikroczipów 11 w warunkach zautomatyzowanych przy zachowaniu dobrej jakości wyrobu końcowego oraz niskiej odpadowości mikroczipów RFID, co jest zapewnione między innymi odpowiednią konstrukcją walca transportowego mikroczipów 20.

Stanowisko zawiera pojemnik na mikroczipy 10, obrotowy walec transportowy 20 zainstalowany nad pojemnikiem 10 oraz układ transportowy 32 do transportu wstęgi materiału 30 z warstwą samoprzylepną 31 w okolicy powierzchni bocznej 21 obrotowego walca transportowego 20. Ponadto, w zależności od rodzaju wytwarzanych elementów takich jak etykiety, stanowisko może być także wyposażone w dodatkowy układ laminowania wstęgi materiału 41,51 od strony 31 z mikroczipami RFID 11.

Obrotowy walec transportowy 20 jest przystosowany do: pobierania mikroczipów RFID 11 z pojemnika 10, transportu mikroczipów RFID 11 oraz układania mikroczipów RFID 11 na wstędze materiału 30 od strony samoprzylepnej 31. Obrotowy walec transportowy 20 ma zasadniczo poziomą oś obrotu i ma powierzchnię boczną 21 z rurkami 23 wystającymi na zewnątrz walca 20, korzystnie prostopadle do osi obrotu walca 20. Rurki 23 połączone są z zainstalowanym wewnątrz walca 20 stacjonarnym układem ssawno-nadmuchowym 22. Układ ssawno-nadmuchowy 22 walca 20 jest stacjonarny, co oznacza, iż nie obraca się wraz z walcem 20 w trakcie jego obrotu. Stacjonarny układ ssawno-nadmuchowy 22, bez względu na to czy walec 20 pozostaje w spoczynku czy obraca się, ma niezmiennie stałą pozycję względem osi obrotu walca 20 oraz względem podłoża na którym zainstalowane jest stanowisko. Układ ssawno-nadmuchowy 22 zawiera strefę ssawną 221 oraz strefę nadmuchową 222, które mogą być oddzielone separatorem 223, takim jak ścianka 223 umożliwiająca utrzymanie różnicy ciśnień pomiędzy strefą ssawną 221 oraz strefą nadmuchową 222. Strefa ssawna 221 walca 20 zawiera środki do wytwarzania podciśnienia na wolnych końcach rurek 23 powierzchni bocznej 21 walca 20 od strony pojemnika na mikroczipy 10, natomiast strefa nadmuchowa 223 zawiera środki do wytwarzania nadciśnienia na wolnych końcach rurek 23 powierzchni bocznej 21 walca 20 od strony samoprzylepnej 31 wstęgi materiału 31.

W trakcie obrotu walca transportowego 20 powierzchnia boczna walca 21 wraz z rurkami 23 przemieszcza się wokół osi walca, natomiast stacjonarny układ ssawno-nadmuchowy 22 pozostaje w spoczynku względem osi obrotu walca 20. W trakcie jednego pełnego obrotu powierzchni bocznej walca 21 każda rurka 23 przemieszcza się wzdłuż obwodu walca transportowego 20 odpowiednio w obszarze

PL 228 557 B1 strefy ssawnej 221 - wówczas na wolnym końcu rurki 231 generowane jest podciśnienie oraz w obszarze strefy nadmuchowej 222 - wówczas na wolnym końcu rurki 231 generowane jest nadciśnienie.

Rurki 23 mogą być połączone z układem ssawno-nadmuchowym 22 w różny sposób. Przykładowo, powierzchnia boczna walca 21 może mieć perforowane otwory, do których rurki 23 mogą być przykładowo: przyspawane, przyklejone czy przykręcone, lub też rurki 23 mogą być wykonane wraz z walcem 20 jako jeden odlew - zapewniając kontakt wolnych końców rurek 23 ze stacjonarnym układem ssawno-nadmuchowym 22 zainstalowanym we wnętrzu obrotowego walca transportowego 20. Odległość pomiędzy rurkami 23 wzdłuż obwodu obrotowego walca transportowego 20 korzystnie odpowiada wymiarom docelowych elementów wytwarzanych ze wstęgi materiału 30 z mikroczipami RFID 11, co umożliwia rozkrojenie wytworzonej wstęgi materiału 31 na jednakowe części - każda z jednym mikroczipem RFID 11. W przypadku produkcji etykiet, najkorzystniej odległość pomiędzy rurkami 23 dobiera się do średnicy wałka drukującego z matrycą do drukowania etykiet. Przykładowo, dla wałka drukującego którego obwód drukowy wynosi 314,325 mm, odległość pomiędzy geometrycznymi środkami sąsiadujących wolnych końców 231 rurek 23 wynosi 314,325 mm, a dla wałka o obwodzie drukowym wynoszącym 72 mm odległość pomiędzy geometrycznymi środkami sąsiadujących wolnych końców 231 rurek 23 wynosi 72 mm - jak schematycznie przedstawiono na fig. 1.

Obrotowy walec transportowy 20 współpracuje z układem transportowym wstęgi materiału 30. Korzystnie, elementem roboczym układu transportowego może być wał obrotowy 32 współbieżny z walcem transportowym 20 i opasany wstęgą materiału 30 z warstwą samoprzylepną 31 od strony przeciwnej do powierzchni wału obrotowego 32. Przykładowo, kąt opasania wstęgi materiału 30 na wale obrotowym 32 może wynosić 90°. W przypadku produkcji etykiet wstęga materiału 30 może mieć ponadto od strony przeciwnej do strony samoprzylepnej nadruk 33 etykiety - widoczny po umieszczeniu etykiety w docelowym miejscu. Odległość osi obrotu walca transportowego 20 oraz osi wału obrotowego 32 jest nie mniejsza niż, a korzystnie jest zasadniczo równa sumie długości promienia walca transportowego 20, promienia wału obrotowego 32 oraz długości pojedynczej rurki 23. Prędkość liniowa transportowanej wstęgi materiału 30 odpowiada prędkości obrotowej walca transportowego 20, co zapewnia odpowiednią odległość osadzenia mikroczipów RFID 11 w warstwie samoprzylepnej 31 wstęgi materiału 30.

Zasada działania stanowiska jest następująca:

W trakcie obrotu walca transportowego 20 mikroczipy 11 z pojemnika 10 pobiera się (zasysa) za pomocą rurek 23, przemieszczających się wzdłuż strefy ssawnej 221 stacjonarnego układu ssawno nadmuchowego 222 i transportuje się mikroczipy RFID 11 utrzymywane podciśnieniem na wolnych końcach 231 rurek 23 w kierunku warstwy kleju 31 wstęgi materiału 30, którą to wstęgę 30 podaje się na przeciwbieżnym wale obrotowym 32 stroną samoprzylepną 31 skierowaną do obrotowego walca transportowego 20. W wyniku obrotu walca transportowego przemieszcza się rurki 23 z mikroczipami RFID 11 wzdłuż obwodu walca transportowego 20 ze strefy ssawnej 221 do strefy nadmuchowej 222 i za pomocą zwiększonego ciśnienia strefy nadmuchowej osadza się (nadmuchuje) mikroczipy RFID 11 z wolnych końców rurek 231 na warstwę kleju 31 wstęgi materiału 30. W przypadku gdy stanowisko wyposażone jest w układ laminowania, wstęgę materiału z osadzonymi mikroczipami opcjonalnie laminuje się od strony samoprzylepnej 31 co zapewnia dodatkowe zabezpieczenie mikroczipów RFID 11 przed odklejeniem się od wstęgi materiału czy uszkodzeniami mechanicznymi, a także zapewnia estetyczne zamaskowanie czipów RFID 11. W celu zalaminowania wstęgę materiału 30 prowadzi się między walcem laminującym 41 podającym arkusz laminatu 40 i przeciwbieżnie obracającym się walcem dociskowym 51. Walec laminujący 41 oraz walec dociskowy 51 korzystnie mają powierzchnię roboczą powleczoną mikrogumą - to jest elastycznym, typowo spienionym materiałem polimerowym, zapobiegającym zgnieceniu mikroczipów RFID 11 w trakcie laminowania. Wstęgę materiału 30 z mikroczipami można laminować od strony mikroczipów rożnymi materiałami, w zależności od docelowego przeznaczenia wyrobu końcowego. Przykładowo, w przypadku produkcji etykiet, wstęgę materiału od strony samoprzylepnej 31 z umieszczonymi mikroczipami RFID 11 można laminować za pomocą papieru silikonowego.

Na fig. 2 przedstawiono schematycznie etykietę wykonaną za pomocą stanowiska według wynalazku z zalaminowanej i odpowiednio wyciętej wstęgi materiału 30. Etykieta ma nadruk 33 na materiale 30 od strony przeciwnej do strony samoprzylepnej 31, mikroczip RFID 11 osadzony w warstwie kleju 31 oraz warstwę laminatu 40, która może przykładowo być wykonana z papieru silikonowego.

Sposobem według wynalazku wytwarzać można różnego rodzaju znaczniki mikroczipowe, takie jak etykiety, przy czym w zależności od zaprogramowania mikroczipu RFID znaczniki mogą pełnić różne funkcje, przykładowo informacyjne.

PL 228 557 B1

Obrotowy walec transportowy 20 zawierający obrotową powierzchnię boczną 21 z rurkami 23 oraz stacjonarny układ ssawno-tłoczący 22 umożliwia szybki oraz wygodny transport mikroczipów RFID 11 z pojemnika 10 oraz odpowiednie ułożenie mikroczipów RFID 11 na materiale samoprzylepnym, bez konieczności implementacji drogich elektronicznych urządzeń dozujących mikroczipy, lub podawania mikroczipów RFID z taśmy, co umożliwia ograniczenie kosztów produkcyjnych wyrobu. Konstrukcja rurek 23 uniemożliwia niepożądane wprowadzanie mikroczipów 11 do wnętrza walca 20 w trakcie transportu. Przykładowo, rurki 23 mogą mieć średnicę mniejszą niż najmniejszy wymiar mikroczipu RFID 11 lub tez rurki mogą mieć na wolnych końcach 231 zamocowaną siatkę o oczkach odpowiedniej wielkości. Podciśnienie wytwarzane na wolnych końcach rurek 231 oraz średnicę rurek 23 dobiera się tak aby dana rurka 23 w strefie ssawnej 221 pobierała tylko jeden mikroczip RFID 11 z pojemnika 10.

Konstrukcja stacjonarnego układu ssawno-nadmuchowego 22 zapewnia szybki oraz bezpieczny transport mikroczipów 11 na wyznaczone miejsce. Stacjonarna konstrukcja układu ssawno nadmuchowego 22 może być zrealizowana w różny sposób. Przykładowo, stacjonarny ukł ad ssawno-nadmuchowy 22 może mieć postać perforowanego bębna z zainstalowaną centralnie pompą wyciągową - skierowaną stroną ssawną 221 na pojemnik 10 na mikroczipy RFID 11 oraz stroną nadmuchową 222 do warstwy samoprzylepnej 31 materiału 30, przy czym strefa ssawna 221 i nadmuchowa 222 pompy mogą być oddzielone separatorem 223 zapewniającym utrzymanie różnicy ciśnień pomiędzy strefami 221 i 222. Bęben z pompą wyciągową może być przykładowo zainstalowany wewnątrz walca na łożyskach tocznych lub też może być zamocowany na nieruchomym wale przebiegającym w osi obrotu walca 20 - uniemożliwiając ruch układu ssawno-nadmuchowego 22 w trakcie obrotu walca transportowego 20.

Układ ssawno-nadmuchowy 22 przystosowany jest korzystnie do wytwarzania nieznacznego podciśnienia w strefie ssawnej 221 oraz niewielkiego nadciśnienia w strefie nadmuchowej 222 - dostosowanego do wagi mikroczipów RFID - umożliwiając transport mikroczipów RFID 11 bez możliwości ich mechanicznego uszkodzenia.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ do umieszczania mikroczipów RFID na materiale samoprzylepnym, zawierający pojemnik na mikroczipy RFID, obrotowy walec transportowy o zasadniczo poziomej osi obrotu do transportowania mikroczipów z pojemnika na mikroczipy na materiał samoprzylepny oraz układ transportowy wstęgi materiału samoprzylepnego z warstwą samoprzylepną od strony powierzchni bocznej obrotowego walca transportowego, znamienny tym, że powierzchnia boczna (21) obrotowego walca transportowego (20) zawiera wystające na zewnątrz obrotowego walca transportowego (20) rurki (23) do transportowania mikroczipów RFID (11) na wolnych końcach rurek (231), przy czym rurki (23) są połączone z zainstalowanym wewnątrz obrotowego walca transportowego (20) stacjonarnym układem ssawno-nadmuchowym (22) zawierającym strefę ssawną (221) do wytwarzania na wolnych końcach rurek (231) podciśnienia (221) od strony pojemnika z mikroczipami (10) oraz strefę nadmuchową (222) do wytwarzania na wolnych końcach rurek (231) nadciśnienia (222) od strony samoprzylepnej (31) wstęgi materiału (30).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że stacjonarny układ ssawno-nadmuchowy (22) zawiera pompę wyciągową ze strefą ssawną (221) oraz strefą nadmuchową (222) oddzielonych separatorem (223).
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że układ transportowy wstęgi materiału (30) z warstwą samoprzylepną (31) zawiera wał obrotowy (32) o osi obrotu zasadniczo równoległej do osi obrotu walca transportowego (20), przy czym odległość pomiędzy osią obrotowego walca transportowego (20) i osią wału obrotowego (32) jest równa lub większa niż suma długości promienia walca transportowego (20), promienia wału obrotowego (32) oraz długości rurki (23).
4. 4. Układ według dowolnego z powyższych zastrz., znamienny tym, że zawiera ponadto układ laminowania mikroczipów RFID (11) zawierający walec laminujący (41) do podawania arkusza laminatu (40) oraz przeciwbieżny walec dociskowy (51) do dociskania wstęgi materiału (30) z umieszczonymi mikroczipami RFID (11).

   PL 228 557 B1
5. 5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że walec laminujący (41) oraz walec dociskowy (51) mają na powierzchni roboczej walca (41,51) powłokę z mikrogumy.
6. 6. Sposób umieszczania mikroczipów RFID na materiale samoprzylepnym, w którym za pomocą obrotowego walca transportowego pobiera się mikroczipy z pojemnika i umieszcza się je na materiale samoprzylepnym, który podaje się w postaci wstęgi z warstwą samoprzylepną skierowaną w kierunku powierzchni bocznej obrotowego walca transportowego, znamienny tym, że do pobierania mikroczipów stosuje się obrotowy walec transportowy, którego powierzchnia boczna (21) zawiera wystające na zewnątrz obrotowego walca transportowego (20) rurki (23) do transportowania mikroczipów RFID (11) na wolnych końcach rurek (231), przy czym rurki (23) są połączone z zainstalowanym wewnątrz obrotowego walca transportowego (20) stacjonarnym układem ssawno-nadmuchowym (22), za pomocą którego na wolnych końcach rurek (231) od strony pojemnika z mikroczipami (10) wytwarza się podciśnienie (221), a na wolnych końcach rurek (231) od strony samoprzylepnej (31) wstęgi materiału (30) wytwarza się nadciśnienie (222).