本文關(guān)鍵詞： RFID標(biāo)簽 固化 彎折 洗滌 阻抗 讀寫距離　出處：《東華大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：紡織服裝行業(yè)面臨單件產(chǎn)品的生產(chǎn)工序及物流流通跟蹤管理的快捷、安全問題。目前使用的一維、二維條碼標(biāo)簽在單件識(shí)別和數(shù)據(jù)安全方面存在一定局限性,RFID(Radio Frequency Identification)標(biāo)簽的引進(jìn)顯得尤為重要。RFID技術(shù)作為一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù),具備讀取環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、多個(gè)同時(shí)讀取、存儲(chǔ)容量大、安全性好及可讀寫等眾多優(yōu)點(diǎn)。然而,商業(yè)化RFID標(biāo)簽不僅制作成本高,且所使用的基材材質(zhì)要么為硬質(zhì)塑料,用作普通紡織品的標(biāo)簽時(shí)影響產(chǎn)品舒適性和美觀性,要么為柔性薄膜或紙等柔性膜,此類標(biāo)簽的抗機(jī)械作用力差或影響產(chǎn)品舒適性。顯然,現(xiàn)有商業(yè)化標(biāo)簽在紡織行業(yè)應(yīng)用時(shí)仍存在種種缺陷,理想的方式是基于現(xiàn)有水洗嘜布或紡織產(chǎn)品自身織物材料來實(shí)現(xiàn)RFID標(biāo)簽功能。由于絲網(wǎng)印刷工藝適合卷對(duì)卷生產(chǎn)、工序簡(jiǎn)單、成本低,已有研究探討了在織物表面使用絲網(wǎng)印刷制備RFID標(biāo)簽天線的可行性,然而為未深入分析絲網(wǎng)印制工藝及使用條件對(duì)標(biāo)簽天線及使用性能的影響。鑒于水洗嘜布在紡織品標(biāo)簽中的廣泛應(yīng)用,本文以尼龍聚酯樹脂涂層織物為基片,采用絲網(wǎng)印刷的方式印制UHF(Ultra High Frequency)RFID標(biāo)簽天線,通過改變印制天線的固化條件,對(duì)其電學(xué)性能,耐彎折、水洗性能及使用性能進(jìn)行了相關(guān)研究,從不同角度深入論證織物基絲網(wǎng)印刷天線的固化條件、使用條件及rfid標(biāo)簽性能之間的關(guān)系。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)研究固化條件對(duì)uhfrfid標(biāo)簽天線電學(xué)及讀寫性能的影響。通過測(cè)試不同固化條件下天線電阻、阻抗及相應(yīng)標(biāo)簽的讀寫性能,并分析天線導(dǎo)電層與尼龍織物基片間粘結(jié)力。結(jié)果表明,在低溫下延長(zhǎng)固化時(shí)間,或在高溫下縮短固化時(shí)間有利于電阻及阻抗的減小,但過高溫下讀寫性能較差,不同固化條件下天線與基片間結(jié)合良好。通過絲印天線并在設(shè)計(jì)好的固化條件下進(jìn)行固化,制備uhfrfid天線樣本。首先采用電化學(xué)工作站和阻抗分析儀分別對(duì)天線的電阻及阻抗進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在常溫(20℃)到145℃區(qū)間,低溫條件延長(zhǎng)固化時(shí)間,高溫條件減短固化時(shí)間有利于電阻的減小。而且,通過比較天線和芯片的阻抗測(cè)試值的可發(fā)現(xiàn),在(80℃,1h)、(100℃,0.5h)、(100℃,1h)、(120℃,0.5h)四種固化條件下天線阻抗與芯片阻抗之間有較好的匹配。其次,針對(duì)不同固化條件下天線與基片的粘結(jié)力大小問題,本課題采用膠帶撕扯法對(duì)絲印天線導(dǎo)電層粘結(jié)效果進(jìn)行測(cè)試,發(fā)現(xiàn)不同固化條件下天線和基片粘結(jié)力的測(cè)試均顯示兩者之間結(jié)合良好。最后,針對(duì)固化條件對(duì)天線裝芯片后標(biāo)簽讀寫效果的影響方面,采用讀寫器對(duì)標(biāo)簽讀寫距離、讀寫靈敏度、多個(gè)讀寫成功率和隔障礙物讀寫效果測(cè)試,結(jié)果發(fā)現(xiàn),標(biāo)簽隔障礙物后讀寫效果變差,但整體讀寫效果偏好,且在(120℃,0.5h)固化條件下的天線在讀寫測(cè)試方面效果優(yōu)于另外三種。(2)研究彎折作用對(duì)uhfrfid標(biāo)簽天線阻抗及標(biāo)簽讀寫性能的影響。通過測(cè)試在不同固化條件下標(biāo)簽天線在三種彎折模式前后的阻抗以及標(biāo)簽讀寫性能的變化,發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)彎折對(duì)天線阻抗及標(biāo)簽讀寫性能影響最大。針對(duì)不同固化條件下標(biāo)簽的耐彎折效果,本課題設(shè)計(jì)了自然彎折和扭轉(zhuǎn)彎折實(shí)驗(yàn),并對(duì)彎折后標(biāo)簽天線的阻抗及讀寫距離進(jìn)行測(cè)試。彎折后,四種標(biāo)簽天線的阻抗均有所增大,標(biāo)簽讀寫距離均減小。從彎折前后讀寫距離的影響程度可發(fā)現(xiàn):扭轉(zhuǎn)彎折拉伸彎折擠壓彎折。采用讀寫器對(duì)標(biāo)簽讀寫距離、讀寫靈敏度、多個(gè)讀寫成功率和隔障礙物讀寫效果測(cè)試,發(fā)現(xiàn)(80℃,1h)、(120℃,0.5h)兩種固化條件下的天線彎折前后讀寫讀寫效果更為穩(wěn)定,彎折100次后仍具備5.5m以上的讀寫距離及5m以上的隔障礙物讀寫距離。(3)研究洗滌作用對(duì)uhfrfid標(biāo)簽天線阻抗及讀寫性能的影響。通過測(cè)試在標(biāo)準(zhǔn)洗滌前后標(biāo)簽天線阻抗及標(biāo)簽讀寫性能的變化,發(fā)現(xiàn)洗滌作用影響明顯,但多次洗滌后仍滿足一般應(yīng)用讀取要求。針對(duì)不同固化條件下標(biāo)簽天線的耐水洗效果,按照iso6330洗滌標(biāo)準(zhǔn)洗滌天線,并對(duì)洗后天線阻抗及標(biāo)簽的讀寫效果進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果顯示洗滌作用對(duì)天線的損傷較大,天線端口阻抗發(fā)生了較大變化。通過表觀形貌的對(duì)比可知,天線表面在洗滌過程中產(chǎn)生了許多裂紋,且整個(gè)表面折皺不均勻。進(jìn)一步測(cè)試比較讀寫距離發(fā)現(xiàn),標(biāo)簽讀寫距離從原來的6m衰減為4m左右,其中在(80℃,1h)固化條件下衰減最大,但仍有3.5m以上的讀寫距離。通過對(duì)洗滌后兩種固化條件下標(biāo)簽隔障礙物讀寫效果的測(cè)試發(fā)現(xiàn),在(80℃,1 h)時(shí)的標(biāo)簽讀寫靈敏度測(cè)試結(jié)果顯示標(biāo)簽在3 m處喪失讀寫效果,而在(120℃,0.5 h)下標(biāo)簽還能保持3 m以上的讀寫距離并具備一定讀寫靈敏度。綜上所述,本研究針對(duì)以尼龍聚酯樹脂為基片絲網(wǎng)印制的UHF RFID標(biāo)簽天線,通過改變印制天線的固化條件,對(duì)其電學(xué)性能,耐彎折、水洗性能及使用性能進(jìn)行了相關(guān)研究,結(jié)果表明,在低溫下延長(zhǎng)固化時(shí)間,或在高溫下縮短固化時(shí)間有利于電阻及阻抗的減小,但過高溫下讀寫性能較差,不同固化條件下天線與基片間結(jié)合良好。通過測(cè)試在不同固化條件下標(biāo)簽天線在三種彎折模式前后以及標(biāo)準(zhǔn)洗滌前后的阻抗以及標(biāo)簽讀寫性能的變化,發(fā)現(xiàn)洗滌對(duì)標(biāo)簽天線阻抗及標(biāo)簽讀寫性能影響最大,但多次洗滌后仍滿足一般應(yīng)用讀取要求。
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【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TS871.1;TN820

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1494170