KR100851420B1 - 2D flat structure RFID tag for tires - Google Patents
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Abstract
본 발명은 타이어용 알에프아이디(RFID) 태그 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 은(Ag) 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물을 이용하여 얇은 폴리이미드(polyimide) 필름에 인쇄함으로써 RFID 태그 안테나를 형성하고, 여기에 회로가 인쇄된 칩(chip)을 본딩하여 타이어용 RFID 태그가 구동되도록 함으로써, 전기 전도성이 매우 양호하고, 인쇄 제조공정으로 인한 제품 품질의 균일성이 보장되며, 타이어에 태그의 장착시 접착력이 안정적으로 유지되어 타이어 제조과정에서 발생하는 200℃~ 250℃ 이상의 온도 조건과 30Bar 이상의 견고성 규격을 만족하며, 특히 타이어가 차체에 결합되어 빠른 속도와 강한 압력 등에 의해 변형되거나 파손될 수 있는 혹독한 환경하에서도 RFID 태그의 구동시 에러율을 낮출 수 있으므로, 타이어와 타이어에 부착 또는 매설된 이물질간에 발생될 수 있는 결함을 사전에 예방할 수 있도록 하는 알에프아이디 태그 및 그 제조방법을 제공한다. The present invention relates to an RFID tag for a tire and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an RFID tag by printing on a thin polyimide film using a composition for an ink containing a silver (Ag) complex compound. By forming an antenna and bonding a chip printed circuit thereon to drive the RFID tag for the tire, the electrical conductivity is very good and the uniformity of product quality due to the printing manufacturing process is ensured. When the tag is attached, the adhesive force is stably maintained, which satisfies the temperature conditions of 200 ℃ ~ 250 ℃ and the rigidity specification of 30Bar or more, especially when the tire is coupled to the vehicle body, so that the tire is deformed or damaged by high speed and strong pressure. Even in harsh environments, the error rate can be reduced when driving RFID tags. The present invention provides an RFID tag and a method of manufacturing the same to prevent defects that may occur between embedded foreign materials.
RFID, 태그, 은 착제 화합물, 폴리이미드, 필름, 타이어, 접착력, 에러율 RFID, tag, silver complex compound, polyimide, film, tire, adhesive force, error rate
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 태그를 나타낸다.1 shows a tire tag according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어 태그를 나타낸다.2 shows a tire tag according to another embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 일 변형 실시예에 따른 타이어 태그를 나타낸다. 3 illustrates a tire tag according to an exemplary embodiment of FIG. 2.
도 4는 본 발명에 의한 타이어 태그를 타이어에 설치한 단면도를 나타낸다. Figure 4 shows a cross-sectional view of the tire tag provided on the tire.
<도면의 주요부에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10, 20, 40, 50 : 안테나 30, 60 : 회로부10, 20, 40, 50:
41, 42 : 폐루프 43, 44 : 개구부41, 42: closed
본 발명은 타이어용 알에프아이디(RFID) 태그(타이어 태그) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 은(Ag) 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물을이용하여 얇은 폴리이미드(polyimide) 필름에 인쇄함으로써 RFID 태그 안테나를 형성하고, 여기에 회로가 인쇄된 칩(chip)을 본딩하여 타이어용 RFID 태그가 구동되도록 함으로써, 전기 전도성이 매우 양호하고, 인쇄 제조공정으로 인한 제품 품질 의 균일성이 보장되며, 타이어에 태그의 장착시 접착력이 안정적으로 유지되어 타이어 제조과정에서 발생하는 200℃~ 250℃ 이상의 온도 조건과 30Bar 이상의 견고성 규격을 만족하며, 특히 타이어가 차체에 결합되어 빠른 속도와 강한 압력 등에 의해 변형되거나 파손될 수 있는 혹독한 환경하에서도 RFID 태그의 구동시 에러율을 낮출 수 있으며, 타이어와 타이어에 부착 또는 매설된 이물질간에 발생될 수 있는 결함을 사전에 예방할 수 있도록 하는 2차원 평면 구조 방식의 타이어용 알에프아이디 태그 및 그 제조방법을 제공한다. The present invention relates to an RFID tag (tire tag) for a tire and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a thin polyimide film using a composition for ink containing a silver (Ag) complex compound. By forming an RFID tag antenna by printing and bonding a chip printed circuit thereon to drive the RFID tag for tires, the electrical conductivity is very good and the uniformity of product quality due to the printing manufacturing process is ensured. When the tag is attached to the tire, the adhesive force is stably maintained, which satisfies the temperature condition of 200 ℃ ~ 250 ℃ and the rigidity specification of 30Bar or more that occur during tire manufacturing process. Even in harsh environments that can be deformed or damaged, the error rate can be reduced when driving RFID tags. Provides a mounting or to allow the defects which may occur between the embedded foreign matter can be prevented in advance the RF for a tire of a two-dimensional surface structure of ID Tag system and a method of manufacturing the same.
일반적으로 RFID(radio frequency identification)는 각종 물품에 소형 칩을 부착해 사물의 정보를 무선주파수로 전송 처리하는 비접촉식 인식시스템으로서, 칩과 안테나로 구성되는 태그와 상기 칩에 저장된 물품의 정보를 인식하는 리더기로 구성되어 있다.In general, RFID (radio frequency identification) is a non-contact recognition system that attaches a small chip to a variety of items to transmit and process the information of the thing at a radio frequency, the tag consisting of a chip and an antenna and the information of the article stored in the chip It consists of a reader.
RFID 태그는 통상 상품의 표면에 부착되거나 물품 내부에 삽입 형성되며, RFID 태그를 검출하는 리더기(RFID Reader)와 이루는 각도에 따라 검출 성공률이 변동된다. 통상, RFID 태그의 면 방향과 리더기가 마주볼 때, RFID 태그의 검출 성공률이 가장 높고, 반대의 경우, 즉 RFID 태그의 선 방향과 리더기가 마주볼 때 검출 성공률이 가장 낮다. 이에 따라, RFID 태그의 검출 성공률을 높이기 위해서 RFID 태그를 입체 형상으로 만들고자 하는 시도가 있었으나, 이 경우 입체 형상의 RFID 태그를 장착하기 곤란한 물품에는 적용할 수 없으며, RFID 태그 자체의 가격이 상승하는 문제점이 있었다. The RFID tag is usually attached to the surface of the product or inserted into the article, and the detection success rate is varied according to the angle formed by the RFID reader for detecting the RFID tag. In general, the detection success rate of the RFID tag is highest when the reader faces the surface direction of the RFID tag, and the detection success rate is the lowest when the reader is facing the line direction of the RFID tag. Accordingly, there have been attempts to make the RFID tag into a three-dimensional shape in order to increase the detection success rate of the RFID tag, but in this case, it is not applicable to articles that are difficult to mount the three-dimensional RFID tag, and the price of the RFID tag itself increases. There was this.
또한, 타이어 제조의 LOT 생산관리나 재고관리 등의 ERP시스템 적용을 위해 서 타이어 제조의 성형단계에서부터 태그(Tag)를 부착 또는 매설하는 경우, 그 뒤 공정인 가류 공정의 가혹한 제조환경 즉, 200℃~ 250℃ 이상의 온도 조건과 30Bar 이상의 견고성 등의 제조환경에서 Tag 품질의 손상을 받아 제 성능을 발휘하지 못하는 문제점이 있었다.In addition, in the case of attaching or embedding a tag from the molding stage of tire manufacturing to apply an ERP system such as LOT production management or inventory management of tire manufacturing, the harsh manufacturing environment of the subsequent vulcanization process, that is, 200 ° C In the manufacturing environment, such as the temperature condition of ~ 250 ℃ or more than 30Bar, there was a problem that can not perform the performance due to the damage to the tag quality.
또한, 입체 형상의 RFID 태그가 벌크(bulk)인 경우에는 물품이 운동성이 없는 경우에 큰 무리 없이 적용 가능하나, 항공기 타이어, 및 차량 타이어에 적용해야 하는 경우 타이어 내부에서 일정한 공간을 차지하는 바, 타이어가 회전 시, 또는 타이어의 제조공정에서 발생하는 200℃~ 250℃ 이상의 온도 조건과 30Bar 이상의 견고성에서 제품이 파손되어 품질이 손상 받을 우려가 있으며, RFID 태그가 삽입(또는 부착)되는 부위는 타이어의 타 부위와 물성(예컨대 타이어의 탄성 또는 열팽창계수)차이에 의해 문제가 발생될 수 있다.In addition, when the RFID tag of the three-dimensional shape is bulk (bulk) can be applied without a great effort when the article is not movement, but if you need to apply to aircraft tires and vehicle tires, it takes up a certain space in the tire bar, tires The product may be damaged due to the damage of the product during the rotation or at the temperature of 200 ℃ ~ 250 ℃ and the durability of 30Bar or more.The part where the RFID tag is inserted (or attached) Problems may arise due to differences in other parts and physical properties (eg, the elasticity or thermal expansion coefficient of a tire).
만일, 평면 형상의 RFID 태그를 타이어에 표면 적용하는 경우, 고속으로 회전하는 타이어에 의해 마모되어 RFID 태그 고유의 기능을 상실할 우려가 있다. 이를 해결하기 위해 평면 형상의 RFID 태그를 타이어 내부에 삽입 형성하는 경우, 타이어 외부의 리더기와 무선 통신을 수행하기 위한 금속 선(안테나)은 타이어가 회전할 때, 타이어에 가해지는 압력에 의해 손상을 입을 수 있는 문제점이 있었다. If the planar RFID tag is applied to the tire surface, the tire may be worn by the tire that rotates at a high speed and lose the function unique to the RFID tag. To solve this problem, when a flat RFID tag is inserted into the tire, a metal wire (antenna) for performing wireless communication with a reader outside the tire is damaged by pressure applied to the tire when the tire rotates. There was a problem that could be worn.
또한, 고속으로 회전하는 타이어에 필연적으로 발생되는 가열현상에 대응하여 타이어태그가 내열성을 갖지 못하는 경우, 열 손상(thermal shock)이 발생될 수 있는 문제점도 있었다. In addition, when the tire tag does not have heat resistance in response to the heating phenomenon that is inevitably generated in the tire rotating at high speed, there was also a problem that a thermal shock may occur.
또한, 타이어 RFID 태그에 인쇄된 안테나 등이 균일하고 치밀하며 안정되게 인쇄되지 않는 경우, 주행, 기온변화 등 가혹한 환경에 노출되어 있는 타이어에 적용된 전술한 태그는 오작동 또는 에러를 발생시킬 수 있는 우려가 있어, RFID 태그를 제조하는 과정에 투입되는 재질 등도 주의깊게 선별되어야 하며, 이 경우 인쇄되는 기지물질과 인쇄물 간의 적합성을 면밀히 고려할 수 밖에 없는 실정이다.In addition, if the antenna printed on the tire RFID tag is not printed uniformly, precisely and stably, the above-described tag applied to the tire exposed to the harsh environment such as driving and temperature change may cause malfunction or error. Therefore, the material input in the process of manufacturing the RFID tag, etc. should be carefully selected, in this case, it is necessary to carefully consider the compatibility between the printed material and the printed material.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 타이어와 결합성이 우수한 연성 재질의 물질에 도전성 물질을 인쇄하여 RFID 태그를 형성함으로써 타이어가 회전 시, 파손율이 낮으면서도 타이어의 물성을 변동시키지 않는 2차원 평면 구조의 타이어용 태그 및 그 제조방법에 관한 것이다.In order to solve the above problems, the present invention provides a RFID tag by printing a conductive material on a flexible material having excellent binding properties with a tire to form an RFID tag, and thus, when the tire is rotated, the two-dimensional plane does not change the physical properties of the tire even when the damage rate is low. A tire tag having a structure and a method of manufacturing the same.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 은(Ag) 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물을 폴리이미드 필름에 적용하여 타이어용 RFID 태그를 제조하고 이를 타이어에 장착함으로써 태그가 타이어에 부착 또는 내삽되는 경우 타이어에 가해지는 압력 변화, 열적 변화 등에도 타이어 태그에 무리가 가지 않는 한편, 타이어 태그를 박막형태로 형성함으로써 타이어에 지속적으로 가해지는 응력에 따른 내부 공동(void) 또는 틈(flaw)의 발생을 억제할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, the present invention is to apply a composition for ink containing a silver (Ag) complex compound to a polyimide film to produce an RFID tag for a tire and mounting it on the tire tag Is attached to the tire or inserted into the tire, the tire tag is not overwhelmed by pressure changes, thermal changes, etc. on the tire, and by forming the tire tag in a thin film form, the internal void due to the stress continuously applied to the tire. Or it aims at being able to suppress the generation of a flaw.
또한 본 발명은 타이어 제조상의 성형공정 즉, 초기단계에서부터 태그를 부착 또는 매설시켜 제조 LOT 생산관리나 재고에서부터 유통관리에 이르기까지 효율적으로 관리하고 가류공정 등의 가혹한 고온, 고습, 견고성등의 신뢰성에서도 태그 품질이 손상받지 않고 제 성능을 유지시키는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention efficiently manages the manufacturing process of the tire manufacturing process, that is, attaching or embedding a tag from the initial stage, from manufacturing lot production management or inventory to distribution management, and in the reliability of harsh high temperature, high humidity, robustness such as vulcanization process, etc. The aim is to maintain tag performance without compromising tag quality.
또한, 본 발명은 타이어의 갑작스런 파손 또는 수명 단축의 원인을 미연에 방지할 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 낮은 온도에서 열처리됨에도 불구하고 높은 전도도를 갖도록 하는 타이어용 RFID 태그를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, another object of the present invention is to be able to prevent the cause of the sudden breakage or shortening of the tire in advance. In addition, another object of the present invention is to provide an RFID tag for a tire that has a high conductivity despite being heat treated at a low temperature.
또한, 본 발명은 인쇄막 균일하게 형성되고, 형성된 인쇄막의 접착력이 우수하여 타이어에 적용하여도 양호하게 기능할 수 있도록 하는 타이어용 RFID 태그를 제공하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다. In addition, another object of the present invention is to provide an RFID tag for a tire that is uniformly formed in a printing film and that the adhesion of the formed printing film is excellent so that it can function well even when applied to a tire.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 은 화합물과, 암모늄 카바메이트계 또는 암모늄 카보네이트계 화합물을 반응시켜 얻어지는 은 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물을 폴리이미드 필름에 인쇄하여 형성되며, RFID 리더기로 부터 전송되는 전파에 공진하는 안테나, 및 상기 전파에 의해 급전되어 구동되는 회로부를 포함하며, 상기 회로부는, 상기 폴리이미드 평면에서 유도성 리액턴스를 생성하는 적어도 하나의 폐루프를 구비하며, 상기 폐루프를 통해 형성되는 유도성 리액턴스를 통해 상기 회로부의 용량성 리액턴스를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 2차원 평면 구조 방식의 타이어용 알에프아이디 태그를 제공한다.The present invention is formed by printing a composition for ink containing a silver complex compound obtained by reacting a silver compound with an ammonium carbamate-based or ammonium carbonate-based compound on a polyimide film, in order to achieve the above object, an RFID reader An antenna resonating to a radio wave transmitted from an antenna, and a circuit portion fed and driven by the radio wave, wherein the circuit portion includes at least one closed loop for generating an inductive reactance in the polyimide plane. It provides an RFID tag for a tire of a two-dimensional planar structure, characterized in that the capacitive reactance of the circuit portion to cancel through the inductive reactance formed through the loop.
여기서, 상기 은 화합물은 은과 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 나이트라이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 퍼클로레이트, 테트라플로로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 카복실레이 트 또는 그들의 유도에에서 선택되는 치환기가 결합되어 형성되며, 상기 암모늄 카바메이트계 또는 암모늄 카보네이트계 화합물은 또는, 또는, 중에서 선택되는 하나 이상의 물질인 것이 바람직하다(여기서, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 서로 같거나 다를 수 있으며, 이들은 각각 수소, 탄소 수 1 내지 30개의 지방족이나 지환족 알킬기 또는 아릴이나 이들의 혼합인 아랄킬(aralkyl)기, 관능기가 치환된 알킬 및 아릴기 그리고 헤테로고리 화합물과 고분자화합물 및 그 유도체로부터 되는 기에서 선택되는 어느 하나이다). Here, the silver compound is silver and oxygen, sulfur, halogen, cyano, cyanate, carbonate, nitrate, nitrite, sulfate, phosphate, thiocyanate, chlorate, perchlorate, tetrafluoroborate, acetylacetonate, A substituent selected from carboxylate or their derivatives is formed by bonding, and the ammonium carbamate or ammonium carbonate compound is or, or, It is preferred that at least one of the materials selected from (wherein R1, R2, R3, R4, R5 and R6 may be the same or different from each other, each of which is hydrogen, an aliphatic or alicyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms or aryl Aralkyl groups, mixtures thereof, alkyl and aryl groups substituted with functional groups, and heterocyclic compounds, polymer compounds and derivatives thereof.
또한, 상기 은 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물은 상기 폴리이미드 필름에 실크스크린, 스핀(spin) 코팅, 롤(roll) 코팅, 스프레이 코팅, 딥(dip) 코팅, 플로(flow) 코팅, 닥터 블레이드(doctor blade)와 디스펜싱(dispensing), 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 스크린 프린팅, 패드(pad) 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소(flexography) 프린팅 중에서 선택되는 적어도 하나의 방식에 의해 인쇄하고 열처리하여 인쇄되는 것이 바람직하다. In addition, the ink composition containing the silver complex compound is silkscreen, spin coating, roll coating, spray coating, dip coating, flow coating, doctor blade on the polyimide film printed and heat-treated by at least one method selected from doctor blade and dispensing, inkjet printing, offset printing, screen printing, pad printing, gravure printing and flexography printing. It is preferable.
또한, 상기 은 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물의 인쇄 후 열처리는 80 ~ 400℃의 범위내에서 이루어지는 것이 바람직하다. Moreover, it is preferable that the heat processing after printing of the ink composition containing the said silver complex compound is made in the range of 80-400 degreeC.
또한, 상기 안테나와 상기 회로부 사이에는, 적어도 하나의 폐루프가 마련되며, 상기 안테나의 길이는, 상기 폐루프의 직경에 반비례하는 것이 바람직하다. Further, at least one closed loop is provided between the antenna and the circuit section, and the length of the antenna is preferably inversely proportional to the diameter of the closed loop.
또한, 상기 폐루프는, 제1 폐루프, 및 제2 폐루프로 구성되며, 상기 제1 폐루프는 상기 회로부의 용량성 리액턴스를 거시적으로 상쇄하고, 상기 제2 폐루프는 상기 회로부의 용량성 리액턴스를 미시적으로 상쇄하는 것이 바람직하다. The closed loop may include a first closed loop and a second closed loop, wherein the first closed loop macroscopically cancels the capacitive reactance of the circuit part, and the second closed loop is a capacitive part of the circuit part. It is desirable to cancel the reactance microscopically.
또한, 상기 제1 폐루프의 직경은 상기 제2 폐루프의 직경보다 큰 것이 바람직하다. In addition, the diameter of the first closed loop is preferably larger than the diameter of the second closed loop.
또한, 상기 RFID 태그는 타이어에 매설되는 것이 바람직하다. In addition, the RFID tag is preferably embedded in the tire.
또한, 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 상기 개구부를 형성하여, 상기 개방된 영역에는 상기 타이어의 재질이 침투하여 상기 타이어와 고정 결합되는 것이 바람직하다. In addition, the present invention, in order to achieve the above object, the opening is formed, it is preferable that the material of the tire penetrates into the open area is fixedly coupled to the tire.
또한, 타이어의 숄더 반대쪽, 인너라이너, 사이드 월, 상기 숄더의 내부, 에이펙스, 및 상기 사이드 월과 상기 인너라이너 사이 중 어느 하나에 마련되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to be provided at any one of the tire opposite the shoulder, the inner liner, the side wall, the inside of the shoulder, the apex, and the side wall and the inner liner.
또한, 상기 RFID 태그의 일 측면에는, 상기 RFID 태그를 관통하는 결합 홈이 마련되며, 상기 결합 홈은 상기 타이어를 구성하는 재질이 침투할 수 있도록 하여 상기 타이어와 고정 결합되도록 하는 것이 바람직하다. In addition, one side of the RFID tag, a coupling groove penetrating the RFID tag is provided, the coupling groove is preferably to be fixed to the tire so that the material constituting the tire can penetrate.
또한, 상기 결합 홈은, 원, 타원, 및 다각형 중 어느 하나의 형상인 것이 바람직하다. In addition, the coupling groove is preferably in the shape of any one of a circle, an ellipse, and a polygon.
또한, 상기 폐루프는, 상기 안테나와 상기 회로부의 임피던스 정합을 위해 그 직경이 결정되며, 상기 직경에 의해 형성되는 임피던스와 상기 안테나의 임피던스의 합은 상기 회로부의 입력 임피던스와 동일한 것이 바람직하다. In addition, the diameter of the closed loop is determined to match the impedance of the antenna and the circuit portion, and the sum of the impedance formed by the diameter and the impedance of the antenna is preferably equal to the input impedance of the circuit portion.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 타이어 태그는 은 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물을 폴리이미드 필름에 인쇄하여 제작하는데, 상기 은 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 하나 이상의 은 화합물과 화학식 2, 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 하나 이상의 암모늄 카바메이트 또는 암모늄 카보네이트계 화합물을 반응시켜 얻어진다. 여기서, 상기 은 착제화합물에는 아민 화합물이나 화학식 2, 화학식 3 또는 화학식 4의 화합물 또는 최소한 1개 이상의 이들 혼합물인 안정화제를 포함한다. The tire tag according to the present invention is produced by printing a composition for an ink containing a silver complex compound on a polyimide film, wherein the composition for an ink including the silver complex compound is one or more silver compounds represented by the following Formula 1 and Formula 2 It is obtained by reacting at least one ammonium carbamate or ammonium carbonate compound represented by the formula (3) or (4). Here, the silver complex compound includes an amine compound, a stabilizer which is a compound of Formula 2, Formula 3 or Formula 4 or at least one of these mixtures.
(화학식 1)(Formula 1)
(화학식 2)(Formula 2)
(화학식 3)(Formula 3)
(화학식 4)(Formula 4)
상기의 화학식 1에 있어서 n은 1∼4의 정수이고, X는 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 나이트라이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 퍼클로레이트, 테트라플로로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 카복실레이트 등으로 구체적으로 예를 들면, 산화 은, 티오시아네이트화 은, 황화 은, 염화 은, 시안화 은, 시아네이트화 은, 탄산 은, 질산 은, 아질산 은, 황산 은, 인산 은, 과염소산화 은, 사불소보레이트화 은, 아세틸아세토네이트화 은, 초산 은, 젖산 은, 옥살산 은 및 그 유도체 등을 들 수 있는데 특별히 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명에서는 산화 은이나 탄산 은을 사용하는 것이 반응성이나 후처리 면에서 더욱 선호된다.In Formula 1, n is an integer of 1 to 4, X is oxygen, sulfur, halogen, cyano, cyanate, carbonate, nitrate, nitrite, sulfate, phosphate, thiocyanate, chlorate, perchlorate, Specific examples of tetrafluoroborate, acetylacetonate, carboxylate and the like include silver oxide, thiocyanated silver, silver sulfide, silver chloride, silver cyanide, silver cyanated silver, silver carbonate, silver nitrate, silver nitrite Silver sulfate, silver phosphate, silver perchlorate, silver tetrafluoroborate, silver acetylacetonated silver, silver acetate, silver lactate, silver oxalate and derivatives thereof, and the like, but are not particularly limited thereto. The use of silver or silver carbonate is more preferred in terms of reactivity and post-treatment.
그리고 화학식 2, 화학식 3 또는 화학식 4에 있어서, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 서로 같거나 다를 수 있으며, 이들은 각각 수소, 탄소 수 1 내지 30개의 지방 족이나 지환족 알킬기 또는 아릴이나 이들의 혼합인 아랄킬(aralkyl)기, 관능기가 치환된 알킬 및 아릴기 그리고 헤테로고리 화합물과 고분자화합물 및 그 유도체로부터 되는 기 등을 들 수 있는데 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.And in Chemical Formula 2, Chemical Formula 3 or Chemical Formula 4, R1, R2, R3, R4, R5, and R6 may be the same or different from each other, and each of hydrogen, an aliphatic or alicyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, or aryl, Aralkyl groups, mixtures thereof, alkyl and aryl groups substituted with functional groups, and heterocyclic compounds, polymer compounds and derivatives thereof, and the like, and the like, are not particularly limited thereto.
상기와 같은 은 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물을 RFID 태그에 인쇄하는 방법으로는 실크스크린, 스핀(spin) 코팅, 롤(roll) 코팅, 스프레이 코팅, 딥(dip) 코팅, 플로(flow) 코팅, 닥터 블레이드(doctor blade)와 디스펜싱(dispensing), 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 스크린 프린팅, 패드(pad) 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소(flexography) 프린팅 등을 선택하여 사용하는 것이 가능하다.As a method for printing the ink composition containing the silver complex compound as described above on an RFID tag, silk screen, spin coating, roll coating, spray coating, dip coating, flow coating Doctor blade and dispensing, inkjet printing, offset printing, screen printing, pad printing, gravure printing and flexography printing can be used.
본 발명의 은 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물의 점도는 보통 0.1 ~ 200,000cps 범위가 바람직하고 1 ~ 10,000cps가 보다 바람직하다. 상기의 인쇄 방법 중에서 예를 들면, 잉크젯 프린팅으로 박막 및 패턴 형성 시에는 잉크의 점도가 중요한데 점도 범위는 0.1 ~ 50cps, 바람직하게는 1 ~ 20cps, 보다 바람직하게는 2 ~ 15cps 범위가 좋다. 만약 이 범위보다 낮은 경우는 소성 후 박막의 두께가 충분하지 못해 전기 전도도 저하가 우려되며, 범위보다 높게 되면 원활하게 잉크가 토출되기 어려운 단점이 있다.The viscosity of the ink composition containing the silver complex compound of the present invention is usually preferably in the range of 0.1 to 200,000 cps, and more preferably 1 to 10,000 cps. In the above printing method, for example, the viscosity of the ink is important when forming a thin film and a pattern by inkjet printing, but the viscosity range is 0.1 to 50 cps, preferably 1 to 20 cps, and more preferably 2 to 15 cps. If the thickness is lower than this range, the thickness of the thin film after firing may not be sufficient, and electrical conductivity may be lowered. If the thickness is higher than the range, ink may not be smoothly discharged.
이와 같이 하여 얻어진 박막 또는 패턴을 산화 또는 환원 처리나 열처리, 적외선, 자외선, 전자 선(electron beam), 레이저(laser) 처리와 같은 후처리 공정을 통하여 금속 또는 금속산화물 패턴을 형성시키는데도 이용할 수 있다. 상기의 후처리공정은 통상의 불활성 분위기 하에서 열처리할 수도 있지만 필요에 의해 공기, 질소, 일산화탄소 중에서 또는 수소와 공기 또는 다른 불활성 가스와의 혼합 가스에서도 처리가 가능하다. The thin film or pattern thus obtained can be used to form a metal or metal oxide pattern through an aftertreatment process such as oxidation or reduction treatment, heat treatment, infrared rays, ultraviolet rays, electron beams, and laser treatments. . The post-treatment step may be heat treated under a normal inert atmosphere, but may be processed in air, nitrogen, carbon monoxide, or even a mixed gas of hydrogen and air or another inert gas, if necessary.
열처리는 보통 80 ~ 400℃ 사이, 바람직하게는 80 ~ 300℃, 보다 바람직하게는 120~250℃에서 열처리하는 것이 박막의 물성을 위하여 좋다. 부가적으로, 상기 범위 내에서 저온과 고온에서 2단계이상 가열처리하는 것도 박막의 균일성을 위해서 좋다. 예를 들면 80 ~ 150℃에서 3 ~ 30분간 처리하고, 150 ~ 300℃에서 5 ~ 30분간 처리하는 것이 좋다.Heat treatment is usually between 80 to 400 ℃, preferably 80 to 300 ℃, more preferably 120 to 250 ℃ heat treatment is good for the properties of the thin film. In addition, heat treatment of two or more steps at low and high temperatures within the above range is also good for the uniformity of the thin film. For example, it is good to process for 3 to 30 minutes at 80-150 degreeC, and to process for 5 to 30 minutes at 150-300 degreeC.
이상과 같이 제작된 타이어용 RFID 태그는 은 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물과 폴리이미드 필름간의 우수한 접착력으로 폴리이미드 필름 상에 은 착제 화합물이 에 치밀하고 균일하게 인쇄될 수 있으며, 따라서 이를 타이어에 적용할 경우 작동환경이 급변하더라도 태그의 안정적 동작이 가능해진다.The RFID tag for a tire manufactured as described above can be printed dense and uniformly on the polyimide film with excellent adhesion between the ink composition containing the silver complex compound and the polyimide film, and thus the tire complex tag can be printed on the tire. When applied, the tag can be operated stably even if the operating environment changes suddenly.
한편, 폴리이미드(polyimide, PI)는 1950년대말 듀폰(DuPont)사의 스루그(Sroog)에 의하여 발명된 이래 그 우수한 내열성과 기계적특성 때문에 항공우주 분야 및 전자재료 분야에서 폭넓게 연구되어 왔고 실용화되어 있는 내열 플라스틱이다. 항공우주 분야에서는 NASA(미항공우주국)를 시작으로 하여 각처에서 구조체의 프리프레그 재료로서 가교기를 가진 열경화성 PI의 연구가 재료 메이커를 중심으로 전개되어 왔다. 전기 산업에 있어서의 PI의 용도는 주로 에나멜선용 피복재료로서 1960년대 후반에 듀폰(DuPont)사에 의해 액상 수지인 [Pyre ML]가 판매된 이래 급속히 퍼지기 시작했다.또 필름 재료 및 성형 재료로서도 잇따라 [Kapton H] 필름 및 [Vespel] 수지가 상품화되었다. Meanwhile, since polyimide (PI) was invented by DuPont's Sroog in the late 1950s, polyimide (PI) has been widely studied and put into practical use in aerospace and electronic materials because of its excellent heat resistance and mechanical properties. It is a heat resistant plastic. In the aerospace field, starting with NASA, research on thermosetting PI having a crosslinking group as a prepreg material of structures has been conducted mainly in material makers. The use of PI in the electrical industry began to spread rapidly since the liquid resin [Pyre ML] was sold by DuPont in the late 1960s as a coating material for enameled wire, and also as a film material and a molding material. [Kapton H] films and [Vespel] resins were commercialized.
본 발명에서는 위와 같이 내열 플라스틱으로 알려져 있는 폴리이미드를 타이어 제작을 위한 주물을 주형에 주입할 때 함께 주입할 수 있으며, 이 때 주물의 온도가 150℃ 이상인 경우에도 폴리이미드 필름은 녹지 않고, 타이어 재질이 응고될 때 타이어와 함께 일체로 형성되어 작동되며, 타이어의 이력관리를 위한 태그의 작동성능에도 전혀 문제가 발생되지 아니하고, 기구적 신뢰성을 가질 수 있다. In the present invention, the polyimide known as heat-resistant plastic as described above can be injected together when injecting the casting for the manufacture of the tire into the mold, the polyimide film does not melt even when the temperature of the casting is 150 ℃ or more, tire material When the solidification is formed integrally with the tire to operate, there is no problem in the operation performance of the tag for the history management of the tire, and can have mechanical reliability.
아울러, 타이어 태그가 타이어와 일체형으로 작동될 수 있으므로, 타이어에 발생될 수 있는 응력 또는 열적 변화와 그대로 연동하여, 타이어 태그가 내삽된 위치에서 발생될 수 있는 물리적, 기계적 결함을 완화할 수 있어 타이어 및 타이어 태그의 기대수명을 높일 수 있다. In addition, since the tire tag may be integrally operated with the tire, the tire tag may be interlocked with the stress or thermal change that may occur in the tire to mitigate physical and mechanical defects that may occur at the position where the tire tag is inserted. And the life expectancy of the tire tag can be increased.
대개 타이어 태그를 타이어에 적용하는 경우 외부에 부착할 수도 있으나, 이 경우 제작의 편리성 면에서는 우수하다고 할지라도 태그의 접착력에 일정정도 한계가 발생되므로 안정적이지 못하다는 단점이 있다. In general, when the tire tag is applied to the tire, it may be attached to the outside, but in this case, although it is excellent in terms of convenience of manufacturing, there is a disadvantage in that it is not stable because a certain limit occurs in the adhesive force of the tag.
다만, 본 발명에 의한 타이어용 RFID 태그는 주물과 함께 제작되어 타이어에 내장되는 형태로 사용되는 것이 바람직하나, 타이어의 외부에 부착하는 형태로 사용할 수도 있으므로, 타이어 태그를 타이어의 어느 곳에 적용하느냐를 한정하는 것은 바람직하지 못하다.However, the RFID tag for a tire according to the present invention is preferably used in a form that is manufactured together with a casting and embedded in the tire. However, the RFID tag for a tire may be used to be attached to the outside of the tire. It is not desirable to limit.
다음에, 본 발명에 의한 타이어 태그의 구조 및 특성에 대해서 살펴보기로 한다. Next, the structure and characteristics of the tire tag according to the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 태그를 나타낸다.1 shows a tire tag according to an embodiment of the present invention.
도시된 타이어 태그는, 한 쌍의 안테나(10, 20), 안테나(10, 20)와 접속되는 회로부(30)를 구비한다. 회로부(30)는 타이어의 공압, 및 온도와 같은 타이어의 물성에 대한 정보를 구비하며, 외부 트랜스폰더에서 요구 시, 안테나(10, 20)를 통해 이를 제공한다. 따라서, 회로부(30)는 안테나(10, 20)를 통해 인가되는 전파를 정류하여 구동 전원으로 사용하기 위한 급전회로를 구비해야 하며, 급전회로는 쇼트키계열 다이오드, 및 커패시터로 구성되는 바, 회로부(30)에는 기본적으로 용량성 리액턴스가 존재하게 된다. The illustrated tire tag includes a pair of
안테나(10, 20)는 트랜스폰더에서 제공되는 전파의 파장의 길이에 비례하여 그 길이가 결정된다. 통상 전파의 파장이 작을수록 안테나(10, 20)의 길이가 짧아지며, 반대의 경우 증가한다. 도면에는 안테나(10, 20)가 차지하는 면적을 최소화하기 위해 안테나(10, 20)를 미엔드 형상으로 만든 일 예를 나타내고 있다. 이와 같은 미엔드 형상의 안테나(10, 20)는 필연적으로 일반 와이어 보다 더 많은 유도성 리액턴스를 갖게 된다.The
이에 따라, 안테나(10, 20)에서 급전된 전파를 회로부(30)로 온전히 전달하기 위해서는 안테나(10, 20)의 임피던스와 회로부의 임피던스를 정합시킬 필요가 있다. 안테나(10, 20)와 회로부(30)의 임피던스가 동일할 때, 안테나(10, 20)에서 수신된 전파가 회로부(30)로 최대량 전달된다. 도면에서, 코일 형상을 갖는 안테나(10, 20)에는 유도성 리액턴스가 존재하고, 급전회로를 구비하는 회로부(30)에는 용량성 리액턴스가 존재하므로 양자의 절대값은 동일하되, 그 위상이 반대인 것이 바람직하다. 상기 타이어 태그가 비행기, 및 차량의 타이어에 장착되는 경우 2차원 폴리이미드 필름에 형성되는 안테나(10, 20)는 그 형상이 늘어나거나 휠 소지가 있으므로 용량성 리액턴스가 변동될 소지가 있다. 따라서, 본 출원인은 용량성 리액턴스의 변동을 최소화하며, 용량성 리액턴스의 크기를 거시적 혹은 미시적으로 수정 가능한 실시예를 도 2를 통해 설명하도록 한다.Accordingly, in order to completely transmit the electric wave supplied from the
도 2는 도시된 타이어 태그는, 도 1에 도시된 것과 유사하며, 안테나(40, 50) 부분에 폐루프(41, 42)를 삽입하고, 이를 통해 안테나(40, 50)의 유도성 리액턴스를 조정하도록 한 특징을 갖는다. 도시된 폐루프(41, 42)의 크기와 형태를 가변함으로서 유도성 리액턴스를 변경할 수 있다. 폐루프(41, 42)는 그 모양과 크기에 따라서 유도성 리액턴스가 가변되며, 거시적 또는 미시적으로 수정 가능케 한다. 바람직하게는, 폐루프(41)의 크기를 가변하여 유도성 리액턴스를 거시적으로 수정하고, 폐루프(42)의 크기를 가변하여 유도성 리액턴스를 미시적으로 수정한다. 따라서, 폴리이미드 필름의 2차원 평면에 형성되는 태그는 태그 칩 임피던스를 포함한 회로부에 공진 가능한 유도성 리액턴스를 갖게 되며, 본 실시예는 폐루프(41, 42)의 크기를 조절함으로써 유도성 리액턴스의 크기를 조절하고 이를 통해 회로부(60)의 용량성 리액턴스를 상쇄하게 된다. 도 1에 도시된 안테나(10, 20)의 유도성 리액턴스를 가변하기 위해서는 미엔드 형상의 안테나(10, 20)의 길이 방향을 증감시켜야 하며, 경우에 따라서는 타이어 태그의 전체 크기가 증가할 소지가 있으나 본 실시예에서는 하나, 또는 둘 이상의 폐루프를 안테나(40, 50)에 내삽 함으로써 안테나(40, 50)와 회로부(60)가 차지하는 전체 크기를 변경하지 않고도 안테나(40, 50)와 회로부(60)의 임피던스 정합을 이룰 수 있다. 도면에는 두 개의 폐루프(41, 42)가 존재하며, 하단의 폐루프(41, 이하, 제1 폐루프라 함)의 직경이 상단의 폐루프(42, 이하, 제2 폐루프라 함) 직경보다 더 크게 설정되어 있다. 제1 폐루프(41)는 제2 폐루프(42)에 비해 직경이 크며, 이에 따라 유도성 리액턴스 값이 크다. 따라서, 제1 폐루프(41)는 회로부(60)의 용량성 리액턴스와 거의 유사한 값의 유도성 리액턴스를 갖도록 그 크기가 설정된다. 제2 폐루프(42)는 제1 폐루프(41)에 의해 형성되는 유도성 리액턴스와 회로부(60)의 용량성 리액턴스의 차 값에 상응하는 미세 유도성 리액턴스를 갖도록 설정된다. 여기서, 본 실시예에 따른 타이어 태그는 폴리이미드 필름의 2차원 평면에 인쇄되어 형성되므로 제2 폐루프(42)의 크기를 조절 함으로써 안테나(40, 50)가 갖는 유도성 리액턴스의 값을 최종 변경할 수 있다. 즉, 두 개의 폐루프(41, 42)에서 제1 폐루프(41)는 거시적인 유도성 리액턴스를 갖도록 설정되고 제2 폐루프(41)는 미시적인 유도성 리액턴스를 갖도록 설정되므로 태그 칩을 포함한 회로부(60) 전체는 안테나와 임피던스 정합할 수 있다.2 shows a tire tag similar to that shown in FIG. 1, in which closed
참조부호 43과 44는 폴리이미드(polyimide) 필름에 형성되는 개구부(43, 44)를 나타낸다. 개구부(43, 44)는 폴리이미드 필름의 2차원 평면에 형성된 타이어 태그가 타이어에 내삽될 때, 타이어의 재질(예컨대 고무)이 개구부 영역에 침입하도록 함으로써 타이어와 타이어 태그가 견고하게 결합될 수 있도록 한다. 또한 폐루프(41, 42)의 내측 영역에도 폴리이미드(polyimide) 필름을 제거하여 개구부를 형성할 수도 있다. 개구부가 형성된 영역에는 타이어의 매질이 침투하여 채우므로 타이어와 타이어의 태그가 결합되도록 할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 타이어 태그에서, 코일 형상의 안테나(10, 20)의 길이에 의해 안테나(10, 20)의 임피던스 값과 회로부(30)의 임피던스 값을 결정할 수 있다. 예컨대, 코일 형상의 안테나(10, 20)의 길이방향을 증가시켜 임피던스 값을 증가시키거나 반대로 감소시킬 수 있다. 마찬가지로 도 2에 도시된 타이어 태그에서 폐루프(41, 42)의 크기를 가변함으로써 안테나(40, 50)의 길이가 실질적으로 증감되도록 함으로서 안테나(40, 50)의 임피던스 값을 증감시킬 수 있다. Meanwhile, in the tire tag illustrated in FIG. 1, impedance values of the
도 3은 도 2에 대한 변형 실시예를 나타낸다.3 shows a modified embodiment of FIG. 2.
도면에서 타이어 태그의 내측에는 세 개의 고정 홈(A, B, 및 C)이 마련되며, 고정 홈(A, B, 및 C)은 타이어 태그의 2차원 평면을 관통하여 형성된다. 이러한 형태의 타이어 태그가 타이어 내부에 삽입되면 타이어의 재질(통상 고무)은 고정 홈(A, B, 및 C) 내부로 침투하게 되어 타이어 태그가 타이어 재질과 고정 결합된다. 도면에서는 세 개의 고정 홈이 예시되어 있으나, 이는 예시일 뿐 고정 홈의 개수는 타이어의 특성에 따라 다양한 개수가 마련될 수 있으며, 고정 홈(A, B, 및 C)의 형상은 원형 이외에 타원, 삼각형, 사각형, 별 형상, 및 기타 다양한 형상의 다각형이 될 수 있음은 자명하다 할 것이다. 상기한 도 1 ∼ 도 3에 도시된 타이어 태그는 도 4에 도시된 타이어의 숄더(shoulder) 내측면, 이너라이너, 사이드 월, 숄더의 내부, 에이펙스, 및 사이드 월과 인너라이너 사이에 부착 또는 매설될 수 있다. In the figure, three fixing grooves A, B, and C are provided inside the tire tag, and the fixing grooves A, B, and C are formed through the two-dimensional plane of the tire tag. When the tire tag of this type is inserted into the tire, the tire material (usually rubber) penetrates into the fixing grooves A, B, and C, and the tire tag is fixedly coupled with the tire material. Although three fixed grooves are illustrated in the drawings, this is only an example, and the number of the fixed grooves may be provided in various numbers according to the characteristics of the tire, and the shape of the fixed grooves A, B, and C may be an ellipse, It will be apparent that the polygon may be triangular, square, star-shaped, and various other shapes. 1 to 3 are attached or embedded between the shoulder inner surface, inner liner, side wall, inside of shoulder, apex, and side wall and inner liner of the tire shown in FIG. Can be.
이상과 같이 본 발명을 첨부된 실시례 및 도면을 참고로 하여 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 위와 같이 한정되는 것으로 해석되어서는 아니되며, 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서 그 보호범위가 판단되어야 할 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to the accompanying examples and drawings, but the scope of the present invention should not be interpreted as being limited to the above, and the protection scope should be determined by the matters set forth in the claims. something to do.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 은(Ag) 착제 화합물을 포함하는 잉크용 조성물을 폴리이미드 필름에 적용하여 제조한 타이어용 RFID 태그는 위 화합물과 필름간에 접착력이 우수하여 인쇄막을 균일하게 형성하게 되어 위 태그를 타이어에 적용하는 경우에도 위 태그가 안정적으로 작동할 수 있도록 하는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, an RFID tag for a tire manufactured by applying a composition for ink containing a silver (Ag) complex compound to a polyimide film has excellent adhesion between the compound and the film, thereby uniformly forming a printed film. Even when the tag is applied to the tire, there is an effect that the tag can operate stably.
또한, 폴리이미드 필름은 타이어와 친화력 있는 재질로서 타이어에 내삽되거나 부착된 폴리이미드 필름은 타 재질에 비하여 타이어에 대한 저항감이 상대적으로 적으며, 폴리이미드 필름 자체적으로 가지고 있는 내열성과 내구성은 태그의 성능을 그대로 보존할 수 있고, 따라서 타이어에 가해지는 압력 변화, 열적 변화 등에도 연동할 수 있어 가혹한 작업환경하에서도 타이어 태그는 물론 타이어에도 물리적 결함이 발생될 가능성을 완화할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, polyimide film has affinity with tires, and polyimide film embedded or attached to tire has less resistance to tires than other materials, and the heat resistance and durability of polyimide film itself have the performance of tags. It can be preserved as it is, and thus can be linked to the pressure change, thermal change, etc. applied to the tire, there is an effect that can mitigate the possibility of physical defects in the tire as well as the tire tag even in the harsh working environment.
또한, 타이어 태그를 박막형태로 형성함으로써 타이어에 지속적으로 가해지는 응력에 따른 내부 공동(void) 또는 틈(flaw)의 발생을 억제할 수 있는 효과가 있다. In addition, by forming the tire tag in a thin film form, it is possible to suppress the occurrence of internal voids or gaps caused by the stress applied to the tire continuously.
또한, 폴리이미드 필름에 인쇄되는 잉크는 낮은 온도에서 열처리됨에도 불구하고 높은 전도도를 갖도록 하는 타이어용 RFID 태그를 제조할 수 있어, 공정경제의 효과가 있다. In addition, the ink printed on the polyimide film can produce an RFID tag for a tire to have a high conductivity despite being heat treated at a low temperature, there is an effect of process economy.
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