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IT168 信息化

    在包装及防伪领域,传统的条形码标签得到广泛应用,但随着人们对商品的生产、贮运、保质、防伪、管理等诸多方面更高更全的信息需求,这种条形码标签显然已力不从心了,它不但无法提供商品生产、管理等方面的信息,不能警示商品保质需要的温度等信息,在防伪效果上,也由于其印刷单一,容易仿造而逐渐失去商品的防伪效果。随着科技的进步及在标签制作领域的应用,一种全新、多功能、有良好防伪效果的智能标签已开始广泛应用,它将为标签制印带来新的生机和活力。 

    RFID 的主要特点 

    RFID(Radio Frequency Identifica-tion)即无线射频识别系统,也称为无线 IC 标签、电子标签、感应式电子芯片、感应卡、非接触卡等,它是一种透过无线电波来达到非接触的资料存取的技术,可透过无线通讯结合资料存取技术,连结背后的资料库系统,形成一个庞大且串连在一起的系统。一个完整的 RFID 系统包含读取机、感应器或晶片、天线、软硬件系统等。其基本原理是,当卷标进入磁场区域后,接收读取器发出的信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息,或者主动发送某一频率的信号,读取器读取信息并译码后,送至中央信息系统进行有关的处理。 

    RFID 标签可分为被动式标签:本身不会自主发出资讯电波,由读取机发出电波产生讯号,RFID 标签的天线接收到磁场产生的感应电流,然后送出储存在晶片中的资讯给读取机接收判读。主动式标签:标签中除了有晶片和天线外,增加了电源,可以不断主动发出资料讯号,给读取机接收判读。 

    归纳起来,RFID 主要有如下特点: 

    (1)数据的读写功能:只要通过 RFID 即可不需接触,直接读取讯息至数据库内,且可一次处理多个标签,并可以将物流处理的状态写人标签,供下一阶段物流处理的读取判断之用。 

    (2)容易小型化和多样化的形状:RFID 在读取上并不受尺寸大小与形状之限制,不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外,RFID 更可往小型化与多样型态发展,以应用在不同产品中。 

    (3)耐环境性:纸张一受到脏污就会看不到其上的信息,但 RFID 对水、油和药品等物质却有强力的抗污性。RFID 在黑暗或脏污的环境之中,也可以读取数据。 

    (4)可重复使用:由于 RFID 为电子数据,可以反复被覆写,因此可以回收标签重复使用。如被动式 RFID,不需要电池就可以使用,没有维护保养的需要。 

    (5)穿透性:RFID 若被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话,也可以进行穿透性通讯。不过如果是铁质金属的话,就无法进行通讯。 

    (6)数据的记忆容量大:数据容量会随着记忆规格的发展而扩大,未来物品所需携带的资料量愈来愈大,对卷标所能扩充容量的需求也增加,对此 RFID 不会受到限制。 

    RFID 在印刷领域的主要应用 

    事实上,RFID 技术早在二次世界大战就已开始研究应用,当时英国曾用 RFID 以确认进机场的是否为己方的飞机,以免遭误击。RFID 等于是一种可以不接触就可以读取上面资料的标签,因此应用的范围非常广,例如,门禁管制(人员出入门禁监控、管制及上下班人事管理);资产加收和废物管理(栈板、货柜、台车、笼车等可回收容器管理;垃圾回收处理、废弃物管控系统等等);货物管理和仓储物资处理(航空运输的行李识别,存货、物流运输管理;仓库存物清点、物资控制系统);医疗应用(医院的病历系统、危险或管制之生化物品管理);交通运输(高速公路的收费系统);防盗应用(超市的防盗、图书馆或书店的防盗管理);动物监控(畜牧动物管理、宠物识别、野生动物生态的追踪);自动化控制(汽车、家电、电子业之组装生产);联合票证(联合多种用途的智能型储值卡、红利积点卡)等诸多方面。 

    在印刷领域,RFID 将逐渐替代传统的条形码标签。专家预测,RFID 技术能在未来几年对包装、防伪印刷和纸张产生重要影响。对于印刷领域来说,在 RFID 生产中,可利用印刷技术生产RFID 的天线,这给印刷业带来新的发展契机。 

    RFID 在物流、管理方面的应用目前已越来越多。在国外,美国最大的零售商沃尔玛已于 2005年 1 月开始要求上游各大供应商,在供货的货栈上加入 RFID,2006 年底全面使用 RFID。 

    RFID 的制印技术 

    RFID 制作与传统标签的印刷有着很大的区别,目前,我国传统的标签印刷技术已具有很高的水平,商标印刷业中不乏有丰富经验的企业,也生产出许多设计精美和高品质的产品,但对于RFID,有人认为它并无特殊之处,只要用普通标签给它外覆一件美丽的外衣,这对于高品质标签的制印企业来说并不困难,但这样单纯地添加美丽外衣的 RFID,对于它的高附加值却会造成重要的损失。那么,与传统标签印刷相比,RFID 印刷有什么特点呢?首先,从 RFID 的定义上来看,智能是指由芯片、天线等组成的射频电路;而标签是由标签印刷工艺使射频电路具有商业化的外衣。从印刷的角度来看,RFID 的出现会给传统标签印刷带来更高的含金量。RFID 的芯片层可以用纸、PE、PET 甚至纺织品等材料封装并进行印刷,制成不干胶贴纸、纸卡、吊标或其他类型的标签,芯片是 RFID 的关键,由其特殊的结构决定,不能承受印刷机的压力,所以,除喷墨印刷外,一般是采用先印刷面层,再与芯片层复合、模切的工艺。 

    (1)印刷方法。印刷主要是以丝网印刷为首选,这主要是丝网印刷在集成电路板、薄膜开关等方面的印刷质量是其他印刷方法所无法企及的,在 RFID 印刷中,要使用导电油墨,而印刷导电油墨较好的丝网是镍箔穿孔网。它是一种高技术丝网,它不是由一般的金属或尼龙等丝线编织成的丝网,而是由镍箔钻孔而成箔网,网孔呈六角形,也可用电解成形法制成圆孔形。整个网面平整匀薄,能极大地提高印迹的稳定性和精密性,用于印刷导电油墨、晶片及集成电路等高技术产品效果较好,能分辨 0.1mm 的电路线间隔、定位精度可达 0.01mm。 

    (2)导电油墨的应用。导电油墨是一种特种油墨,它可在 UV 油墨、柔版水性油墨或特殊胶印油墨中加入可导电的载体,使油墨具有导电性。导电油墨主要是由导电填料(包括金属粉末、金属氧化物、非金属和其他复合粉末)、连接剂(主要有合成树脂、光敏树脂、低熔点有机玻璃等)、添加剂(主要有分散剂、调节剂、增稠剂、增塑剂、润滑剂、抑制剂等)、溶剂(主要有芳烃、醇、酮、酯、醇醚等)等组成,导电油墨是一种功能性油墨,在印刷中主要有碳浆、银浆等导电油墨。碳浆油墨是一液型热固型油墨,成膜固化后具有保护铜箔和传导电流的作用,具有良好的导电性和较低的阻抗;它不易氧化,性能稳定,耐酸、碱和化学溶剂的侵蚀;具有耐磨性强,抗磨损、抗热冲击性好等特点。银浆油墨是由超细银粉和热塑性树脂为主体组成的一液型油墨,在 PET、PT、PVC 片材上均可使用,有极强的附着力和遮盖力,低温固化,可控导电性和很低的电阻值。另外,将具有导电性的纳米级碳墨加入油墨制成的导电油墨,也可将导电油墨中金属粉(如银粉)制成纳米级银粉来制造导电油墨,这种导电油墨不仅印刷的膜层薄且均匀光滑,性能优良,而且还可大量节省材料。 

    在 RFID 制印中,导电油墨主要用于印制 RFID 大线,替代传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线。它具有两个主要的优点,首先,传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线,工艺复杂,成品制作时间长,而应用导电油墨印刷天线是利用高速的印刷方法,高效快速,是印刷天线和电路中首选的既快又便宜的方法。 

    如今,导电油墨已开始取代各频率段的蚀刻天线,如超高频段(860MHz~950MHz)和微波频段(2450MHz),用导电油墨印刷的天线可以与传统蚀刻的铜天线相比拟。此外,导电油墨还用于印制 RFID 中的传感器及线路印刷。其次,传统的压箔法或腐蚀法制作的金属天线要消耗浪费金属材料,成本较高,而导电油墨的原材料成本要低于传统的金属天线,这对于降低 RFID 的制作成本有很大的意义。 

    (3)独特的工艺要求。在 RFID 制印中,对制作工艺有其独特的要求,主要应注意高成品率、厚纸印刷和复合加工。 

    在高成品率上,由于 RFID 本身的价值要高于普通印刷标签许多倍,所以给企业带来高利润的同时,印刷品高成品率尤为重要。尤其是许多产品都要求多色 UV 墨印刷、上光、上胶,印量大的标签大多数还采用卷到卷印刷或无接口印刷(通花)等方式加工,由于加工工序多,也加大了成品的筛选难度。 

    对于厚纸印刷,在卡纸加工中,必须注意设备对 350 克厚的卡纸要有良好的印刷适性,卡纸印刷中要保持纸带的张力稳定,保证印刷累计套印误差降到最小。因此,如果每个画面都套印很准,但是画面之间的间距产生误差较大,也会给 RFID 印刷后的复合和模切工序造成麻烦。至于复合加工,它是 RFID 加工中的关键工序,不仅要求每个标签之间的尺寸不会因为张力变化而改变,而且对于薄膜类材料,还要考虑拉伸变形造成标签间距增加程度,并做适当调整。

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