一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备

摘要

本发明公开一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，其包括印刷装置、凹版模、模套、自动致密机构和气动排料机构。其先由印刷装置在基材上预印刷第一厚度的天线，第一厚度大于标准厚度；之后具有形状和槽深对应天线的形状和厚度的凹版槽的凹版模压向基材，预印刷的天线充满在凹版槽中完成定型；在定型过程中，多余浆料被挤出凹版槽，凹版模贴合基材表面后，多余浆料经气动排料机构被剥离和排出；随后，凹版模离开基材表面，基材上留下的石墨烯导电浆料即形成了具有标准形状和厚度的天线；自动致密机构包括活动件、滑套和弹力件，保证了凹版模和模套的配合连接和动作。由此，本发明生产的天线同时具备了标准天线的形状、厚度和良好的密度。

权利要求

1.一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，电子标签天线由石墨烯导电浆料为原料，成型于基材表面上，其特征在于，包括：印刷装置，所述印刷装置用于将石墨烯导电浆料印刷至所述基材，使所述基材上形成第一状态天线，所述第一状态天线的厚度具有第一尺寸；

凹版模，所述凹版模位于所述基材的上方，能够沿竖直方向升降，以向下挤压成型所述基材表面的石墨烯导电浆料，所述凹版模的一侧具有凹版槽，所述凹版槽的形状对应所述电子标签天线的形状，所述凹版槽的槽深具有第二尺寸，所述第二尺寸小于所述第一尺寸设置，且所述第二尺寸和所述电子标签天线的厚度相同；

模套，所述模套设有模槽和排料槽，所述模槽用于和所述凹版模配合，所述排料槽和所述模槽相连通；

自动致密机构，其包括活动件、滑套和弹力件，所述活动件和所述凹版模相连，所述滑套和所述模套相连，所述活动件设置于所述滑套内，能够沿所述滑套在竖直方向移动，所述弹力件用于连接所述凹版模和滑套，所述凹版模向下挤压至基材表面的石墨烯导电浆料时，所述活动件推动并挤压所述弹力件，使所述弹力件产生对凹版模的作用力，以挤压所述凹版槽内的石墨烯导电浆料输送至所述排料槽；

气动排料机构，其包括设置于所述排料槽内壁的进风口和排料口，所述进风口用于向所述排料槽内输送气流，以吹动所述排料槽内的多余石墨烯导电浆料，所述排料口用于向外抽送多余的石墨烯导电浆料。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，其特征在于，所述排料槽内设有至少两个所述进风口，所述进风口沿所述排料槽的内部竖直方向侧壁间隔设置，且所述进风口的朝向可设置在30°～60°范围。

3.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，其特征在于，所述气动排料机构还包括风机，所述模套内设有和所述进风口相连的进风道，所述进风道的另一端和进气管相连，所述进气管和所述风机相连。

4.根据权利要求3所述的一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，其特征在于，所述气动排料机构还包括抽料机，所述模套内设有和所述排料口相连的排料道，所述排料道的另一端和排料管相连，所述排料管和所述抽料机相连。

5.根据权利要求4所述的一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，其特征在于，所述模套分别设有连接所述进气管和排料管的快接头。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，其特征在于，所述活动件设为杆状，其端部和所述凹版模可拆卸连接；所述滑套的端部和所述模套可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，其特征在于，还包括预固化装置，所述预固化装置用于预固化所述印刷装置在所述基材上形成的第一状态天线。

8.根据权利要求4所述的一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，其特征在于，包括回收装置，所述回收装置包括残料斗和液化炉，所述残料斗与所述抽料机相连，所述残料斗用于收集经所述排料口排出的多余的石墨烯导电浆料；所述液化炉连接所述残料斗与所述印刷装置，所述液化炉将经残料斗进入的多余的石墨烯导电浆料加热液化回收至所述印刷装置。

9.根据权利要求8所述的一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，其特征在于，包括热风装置，所述热风装置用于将成型后的所述电子标签天线进行二次固化，所述热风装置将所述基材上残留的多余所述石墨烯导电浆料吹送至所述残料斗。

10.根据权利要求1所述的一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，其特征在于，还包括加强网辊、基材辊和复合辊，所述加强网辊用于传输加强网，所述基材辊用于传输所述基材，所述复合辊用于接收来自所述加强网辊和所述基材辊的所述加强网和所述基材，使得所述加强网覆合于所述基材对应印刷石墨烯导电浆料的表面。

说明书

一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备

技术领域

[0001] 本发明涉及石墨烯技术领域，具体为一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备。

背景技术

[0002] RFID又称无线射频识别技术，是非接触式数据自动采集技术，是物联网的核心技术之一。目前该技术已广泛应用于物流仓储、交通运输、安全防伪、移动支付等几乎所有领域。一个典型的RFID系统由阅读器、标签和后台软件组成，其中RFID电子标签是储存物体信息的系统数据载体，属于易耗品，随着物联网技术在各个领域的普及应用，RFID电子标签需求呈井喷式增长。RFID电子标签天线是一种通信感应天线，目前其由于材质与制造工艺不同，分为金属蚀刻天线、印刷天线、镀铜天线等几种。印刷天线生产周期短，但是因成品性能的一致性不可靠和寿命等原因逐步被市场淘汰。最近几年，由于石墨烯技术的发展，出现了石墨烯天线。

[0003] 不同型号的天线有着不同的厚度，目前能够控制天线厚度的印刷方法通常是控制印刷头与基材表面的距离，或者是反复印刷至理想厚度，存在的问题是天线的厚度控制需要极高的精度控制，尤其是印刷头与基材表面的距离难以把控，从而容易造成天线的良品率低，产品一致性差；反复印刷时，印刷头需要反复多次进行操作，生产效率低且容易造成浆料浪费；采用目前的技术，印刷后的天线往往密度不够，结构稳定性差，极其容易损坏；天线的形状通常精密且复杂，采用现有的印刷技术，难以把控天线的内部结构的边缘处，容易造成天线的次品率高。

发明内容

[0004] 本发明提供一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，其包括印刷装置、凹版模、模套、自动致密机构和气动排料机构。其先由印刷装置在基材上预印刷第一厚度的天线，第一厚度大于标准厚度；之后具有形状和槽深对应天线的形状和厚度的凹版槽的凹版模压向基材，预印刷的天线充满在凹版槽中完成定型；在定型过程中，多余浆料被挤出凹版槽，凹版模贴合基材表面后，多余浆料经气动排料机构被剥离和排出；随后，凹版模离开基材表面，基材上留下的石墨烯导电浆料即形成了具有标准形状和厚度的天线；自动致密机构包括活动件、滑套和弹力件，保证了凹版模和模套的配合连接和动作。由此，本发明生产的天线同时具备了合格天线的形状、厚度和良好的密度，有效地解决了上述背景技术中的技术问题。

[0005] 本发明采取的技术方案是：

[0006] 一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备，电子标签天线由石墨烯导电浆料为原料，成型于基材表面上，其包括印刷装置、凹版模、模套、自动致密机构和气动排料机构，其中：

[0007] 印刷装置用于将石墨烯导电浆料印刷至基材，使基材上形成第一状态天线，第一状态天线的厚度具有第一尺寸；

[0008] 凹版模位于基材的上方，能够沿竖直方向升降，以向下挤压成型基材表面的石墨烯导电浆料，凹版模的一侧具有凹版槽，凹版槽的形状对应电子标签天线的形状，凹版槽的槽深具有第二尺寸，第二尺寸小于第一尺寸设置，且第二尺寸和电子标签天线的厚度相同；

[0009] 模套设有模槽和排料槽，模槽用于和凹版模配合，排料槽和模槽相连通；

[0010] 自动致密机构包括活动件、滑套和弹力件，活动件和凹版模相连，滑套和模套相连，活动件设置于滑套内，能够沿滑套在竖直方向移动，弹力件用于连接凹版模和滑套，凹版模向下挤压至基材表面的石墨烯导电浆料时，活动件推动并挤压弹力件，使弹力件产生对凹版模的作用力，以挤压凹版槽内的石墨烯导电浆料输送至排料槽；

[0011] 气动排料机构包括设置于排料槽内壁的进风口和排料口，进风口用于向排料槽内输送气流，以吹动排料槽内的多余石墨烯导电浆料，排料口用于向外抽送多余的石墨烯导电浆料。

[0012] 由此，印刷装置向基材上预印刷一层石墨烯导电浆料形成比标准天线厚的天线，此时的天线处于具有第一厚度的第一状态，随后凹版模压向第一状态的天线，石墨烯导电浆料充满凹版槽，多余的石墨烯导电浆料由凹版槽被挤至排料槽；当凹版模与基材表面贴合后，凹版槽内即定型了标准形状、厚度的天线，并且由于挤压而具备了良好的密度特性；位于排料槽内多余的石墨烯浆料被气动排料机构排出；当多余的浆料排出后，凹版模离开基材表面，基材上留下的石墨烯导电浆料即形成了标准形状、厚度的电子标签天线，同时还具备良好的密度特性，结构稳定质量高。

[0013] 进一步的，排料槽内设有至少两个进风口，进风口沿排料槽的内部竖直方向侧壁间隔设置，且进风口的朝向可设置在30°～60°范围。由此，排料槽内的空间可以充分的被由进风口进入的气流充满，处在排料槽边缘的多余的浆料也能够被充分从基材上剥离。

[0014] 进一步的，气动排料机构还包括风机，模套内设有和进风口相连的进风道，进风道的另一端和进气管相连，进气管和风机相连。风机加大了冲击气流的功率，加大了多余浆料的剥离效率，从而加大了天线的生产效率。

[0015] 进一步的，气动排料机构还包括抽料机，模套内设有和排料口相连的排料道，排料道的另一端和排料管相连，排料管和抽料机相连。抽料机加大了多余浆料的排出效率，从而加大了天线的生产效率。

[0016] 进一步的，模套分别设有连接进气管和排料管的快接头。由此，便于快速拆卸更换模套。

[0017] 进一步的，活动件设为杆状，其端部和凹版模可拆卸连接；滑套的端部和模套可拆卸连接。由此，凹版模和模套能够随时拆卸以适应不同规格的天线的成型。

[0018] 进一步的，本发明还包括预固化装置，预固化装置用于预固化印刷装置在基材上形成的第一状态天线。预固化装置使得天线在印刷之后、成型之前先进行预加固，使第一状态的天线同时兼顾有一定的稳定性和一定的流动性，既能避免天线在进行后续最终定型之前发生形态变化，也能保证天线在最终定型过程中的厚度调整，同时能够避免天线在定型后粘连在凹版模上。

[0019] 进一步的，本发明包括回收装置，回收装置包括残料斗和液化炉，残料斗与抽料机相连，残料斗用于收集经排料口排出的多余的石墨烯导电浆料；液化炉连接残料斗与印刷装置，液化炉将经残料斗进入的多余的石墨烯导电浆料加热液化回收至印刷装置。由此，多余的石墨烯导电浆料被排出后能够经残料斗回收至液化炉，经加热液化后回到印刷装置中再次利用，有效地避免了浆料浪费，绿色环保。

[0020] 进一步的，本发明包括热风装置，热风装置用于将成型后的电子标签天线进行二次固化，热风装置将基材上残留的多余石墨烯导电浆料吹送至残料斗。由此，热风装置能够对成型后的天线进行二次加固，防止进入下一道生产工序中时损坏；热风装置还能够对基材上残留的多余浆料进行剥离。

[0021] 进一步的，本发明还包括加强网辊、基材辊和复合辊，加强网辊用于传输加强网，基材辊用于传输基材，复合辊用于接收来自加强网辊和基材辊的加强网和基材，使得加强网覆合于基材对应印刷石墨烯导电浆料的表面。由此，加固了天线的结构稳定性。

附图说明

[0022] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0023] 图1为本发明的一种示意性实施方式；

[0024] 图2为图1所示的本发明的生产流程示意图；

[0025] 图3为图1所示的本发明的一种状态下的部分结构示意图；

[0026] 图4为图1所示的本发明的另一种状态下的部分结构示意图；

[0027] 1.印刷装置；11.浆料桶；

[0028] 2.凹版模；21.凹版槽；

[0029] 3.模套；31.模槽；32.排料槽；33.进风道；34.排料道；

[0030] 4.自动致密机构；41.活动件；42.滑套；43.弹力件；

[0031] 5.气动排料机构；51.进风口；52.排料口；53.风机；531.进气管；54.抽料机；

[0032] 6.预固化装置；

[0033] 7.回收装置；71.残料斗；73.抽料风机；74.抽料泵；

[0034] 8.热风装置；

[0035] 09.加强网辊；010.基材辊；011.复合辊；012.导向辊；013.控制面板。

具体实施方式

[0036] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

[0037] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

[0038] 参照图1至图4，图1为一种石墨烯RFID电子标签天线的成型设备的一种示意性实施方式，电子标签天线由石墨烯导电浆料为原料，成型于基材表面上，其包括印刷装置1、凹版模2、模套3、自动致密机构4和气动排料机构5，其中：

[0039] 印刷装置1用于将石墨烯导电浆料印刷至基材，使基材上形成第一状态天线，第一状态天线的厚度具有第一尺寸；

[0040] 凹版模2位于基材的上方，能够沿竖直方向升降，以向下挤压成型基材表面的石墨烯导电浆料，凹版模2的一侧具有凹版槽21，凹版槽21的形状对应电子标签天线的形状，凹版槽21的槽深具有第二尺寸，第二尺寸小于第一尺寸设置，且第二尺寸和电子标签天线的厚度相同；

[0041] 模套3设有模槽31和排料槽32，模槽31用于和凹版模2配合，排料槽32和模槽31相连通；

[0042] 自动致密机构4包括活动件41、滑套42和弹力件43，活动件41和凹版模2相连，滑套42和模套3相连，活动件41设置于滑套42内，能够沿滑套42在竖直方向移动，弹力件43用于连接凹版模2和滑套42，凹版模2向下挤压至基材表面的石墨烯导电浆料时，活动件41推动并挤压弹力件43，使弹力件43产生对凹版模2的作用力，以挤压凹版槽21内的石墨烯导电浆料输送至排料槽32；如图3和图4，弹力件43为弹簧，在其他实施例中弹力件43也可以为其它弹性构件，如橡胶制品、聚氨酯制品等。

[0043] 气动排料机构5包括设置于排料槽32内壁的进风口51和排料口52，进风口51用于向排料槽32内输送气流，以吹动排料槽32内的多余石墨烯导电浆料，排料口52用于向外抽送多余的石墨烯导电浆料。

[0044] 由上，印刷装置1向基材待印刷的一面预印刷一层石墨烯导电浆料，形成具有第一厚度的第一状态天线，第一厚度大于标准厚度；随后凹版模2具有凹版槽21的一侧压向基材表面上的第一状态天线，凹版槽21具有标准天线的形状且槽深为标准天线的厚度，当凹版模2与基材表面贴合，石墨烯导电浆料即充满在凹版槽21中，在凹版槽21中的石墨烯导电浆料即形成具有标准形状和厚度的天线，第一状态天线被定型；在凹版模2压向基材表面与基材表面贴合的过程中，多余的石墨烯导电浆料被挤出凹版槽21进入模套3中的排料槽32，附着在被排料槽32覆盖的基材表面上，随后多余的石墨烯导电浆料经气动排料机构5被剥离和排出，由进风口51进入的气流对多余的石墨烯导电浆料进行冲击剥离，后经排料口52抽送排出；多余的石墨烯导电浆料被去除后，凹版模2离开基材表面，基材上留下的石墨烯导电浆料即形成了具有标准形状和标准厚度的天线，此时的天线即为成型天线，同时由于天线在成型过程中受到了挤压，从而具有了良好的密度特性，结构稳定性高。

[0045] 能够理解的是，本设备对凹版模2的凹版槽21部分有较高的精度要求，其余部件在完成各自功能的要求下，可适当降低精度要求以降低制造成本，增强适用性和可行性。

[0046] 参照图1至图4，排料槽32内设有至少两个进风口51，进风口51沿排料槽32的内部竖直方向侧壁间隔设置，且进风口51的朝向可设置在30°～60°范围。冲击气流经排料槽32内的进风口51进入，设置多个进风口51可以有效地保证冲击气流的接触面积，由此多余的石墨烯导电浆料被充分剥离；进风口51沿排料槽32的内部竖直方向侧壁间隔设置，可以保证处在排料槽32边缘的多余的浆料也能够被完全从基材上剥离，避免有残料留在基材上，提高天线的良品率；进风口51的朝向设置在30°～60°范围，使得从进风口51进入的冲击气流以倾斜的角度冲击多余浆料，由此加大了冲击气流的冲击面积，使得覆在基材上的多余浆料能够沿基材表面被掀起，从而离开基材表面，因此还减小了冲击气流过大时对基材垂直冲击的伤害。

[0047] 参照图1至图4，气动排料机构5还包括风机53，模套3内设有和进风口51相连的进风道33，进风道33的另一端和进气管531相连，进气管531和风机53相连。由此，冲击气流由风机53产生，加大了冲击气流的功率，多余浆料的剥离效率提高，从而天线的生产效率提高，利于快速生产。

[0048] 参照图1至图4，气动排料机构5还包括抽料机54，模套3内设有和排料口52相连的排料道34，排料道34的另一端和排料管541相连，排料管541和抽料机54相连。由此，被剥离后的多余浆料能够及时的被抽离排出，从而加快了天线的生产效率。

[0049] 参照图1至图4，模套3分别设有连接进气管531和排料管541的快接头。由此设置，进气管531和排料管541经快接头与模套3连接，便于快速拆卸和更换模套3，方便装配，降低了装配难度。

[0050] 参照图1至图4，活动件41设为杆状，其端部和凹版模2可拆卸连接；滑套42的端部和模套3可拆卸连接。活动件41与凹版模2可随时拆卸，滑套42和模套3可随时拆卸，由此，凹版模2和模套3可设置为成套组合，当需要生产不同规格的天线时，对模套3和凹版模2进行拆卸更换即可，方便生产不同规格的天线。具体地，活动件41与凹版模2的连接，滑套42和模套3的连接，可以采用螺纹连接和卡接等连接方式。

[0051] 参照图1和图2，本发明还包括预固化装置6，预固化装置6用于预固化印刷装置1在基材上形成的第一状态天线。预固化装置6对天线在印刷之后、成型之前进行预加固，使第一状态的天线在同时兼顾有一定的稳定性和一定的流动性，使得天线稳固地覆于基材表面上，既能避免天线在进行后续最终定型之前发生形态变化，也能保证天线在最终定型过程中的厚度调整，同时能够避免天线在定型后粘连在凹版模2上。本领域技术人员可以理解的是，预固化可以采用紫外灯照射、加热升温等方式。

[0052] 参照图1至图4，本发明包括回收装置7，回收装置7包括残料斗71和液化炉，残料斗71与抽料机54相连，残料斗71用于收集经排料口52排出的多余的石墨烯导电浆料；液化炉连接残料斗71与印刷装置1，液化炉将经残料斗71进入的多余的石墨烯导电浆料加热液化回收至印刷装置1。由此，多余的石墨烯导电浆料在抽料机54的作用下由排料管541经抽料口被排出后能够进入残料斗71，再由残料斗71回收至液化炉，经液化炉加热液化后重新返回到印刷装置1中再次利用，有效地避免了浆料浪费，绿色环保。

[0053] 具体地，参照图1和图2，残料斗71内的多余浆料由抽料风机73被抽送至液化炉内进行集中加热液化，液化炉内的浆料由抽料泵74被抽送至印刷装置1的浆料桶11中进行回收利用。

[0054] 参照图1和图2，本发明包括热风装置8，热风装置8用于将成型后的电子标签天线进行二次固化，热风装置8将基材上残留的多余石墨烯导电浆料吹送至残料斗71。由此，热风装置8能够对成型后的天线进行二次加固，加强成型天线的稳固性，使其紧固的覆于基材表面，防止成型天线进入下一道生产工序中时出现损坏；除此之外，热风装置8还能够对基材上残留的多余浆料进行吹离，防止有多余的浆料残渣粘连在成型天线或者基材表面。

[0055] 参照图1和图2，本发明还包括加强网辊09、基材辊010和复合辊011，加强网辊09用于传输加强网，基材辊010用于传输基材，复合辊011用于接收来自加强网辊09和基材辊010的加强网和基材，使得加强网覆合于基材对应印刷石墨烯导电浆料的表面。由此设置，加强网能够使得石墨烯导电浆料在印刷在基材表面后保持稳定的状态，减小石墨烯导电浆料在基材上的的流动性，使得天线在进行成型前稳固的保持第一状态；加强网使得天线的整体连接性加强，在成型过程中，整体连接性强的天线不容易轻易发生柔软的变形或者分裂散开，由此更加容易控制形状的完整性和良好的密度，在去除多余浆料时也更加容易大片的去除，减小残渣的残留；加强网使得天线稳固的覆于基材表面，避免了天线在成型过程中轻易与凹版模2粘连；除此之外，加强网还能够对成型后的天线进行结构上的加固，防止天线在使用过程中轻易地发生折损，保证天线的质量。具体地，参照图1和图2，本发明还设置了导向辊012用于引导和拉紧基材，保证基材表面的平整紧致。

[0056] 本发明还增设控制面板013，用于自动化控制成型设备，提高生产效率。

[0057] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

[0058] 以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。