BRPI0609458A2 - método para marcação de objetos que podem ser lidos eletromagneticamente - Google Patents

Abstract

MéTODO PARA MARCAçãO DE OBJETOS QUE PODEM SER LIDOS ELETROMAGNETICAMENTE. A presente invenção se refere à marcação eletromagneticamente legível de um substrato, a um método para produção de tal marcação e a um meio de memória. A marcação compreende a disposição de primeiras áreas sobre um substrato a uma certa distância entre si, compreendendo pelo menos um material eletricamente condutor e cuja condutividade elétrica é maior que a um valor limite definido, e compreendendo ainda segundas áreas dispostas entre as primeiras áreas, cuja condutividade elétrica é menor que ou igual ao dito valor limite. De acordo com a invenção, pelo menos duas primeiras áreas diferem substancialmente entre si quanto à condutividade elétrica. Através da presente invenção é possível se criar uma marcação, cuja quantidade de informação contida na mesma é muitas vezes maior que a contida em marcações elétricas anteriores.

Description

"MÉTODO PARA MARCAÇÃO DE OBJETOS QUE PODEM SER LIDOS ELETROMAGNETICAMENTE "

A presente invenção se refere à gravação de informação em uma forma eletromagneticamente legivel. Mais especificamente, a invenção se refere a uma marcação eletromagneticamente legivel, a qual inclui áreas eletricamente condutoras sobre um substrato. Além disso, a invenção se refere a um método de fabricação de tal marcação e a um meio de memória, o qual é implementado com a ajuda de tal marcação.

Antigamente, a informação era gravada em pacotes com a ajuda de marcações opticamente detectáveis, como, por exemplo, os códigos de barras ou através de circuitos eletromagneticamente legíveis, tais como, os circuitos de Identificação por Radiofreqüência (RFID). Um inconveniente na marcação visual é a área que ela toma até a superfície de um pacote, o que reduz, de forma correspondente, a área de superfície disponível para marcação e comercialização. Por outro lado, a marcação visual é barata e fácil de utilizar• Os códigos de barra convencionais, de acordo com a UPC (Código de Produto Universal) e EAN (Numeração de Artigo Europeu) apresentam, tipicamente, uma informação individual contida, com relação ao fabricante do produto e ao tipo de produto, na forma de uma série numérica codificada numa forma unidimensional (1-D). Além disso, o código de barras inclui um número de verificação, o qual pode ser usado para determinar se a leitura do código foibem sucedida. Caso seja desejado se utilizar um código de barras como uma base para determinação, por exemplo, do nome do fabricante, será necessário se conhecer o número de identificação de acordo com o UPC ou EAN, emitido para o fabricante. Além disso, as marcações visuais podem ser facilmente falsificadas.

A vantagem dos circuitos de RFID é a sua grande capacidade de armazenamento, o que permite a gravação explicita, por exemplo, dos dados de fabricação. Os circuitos de RFID podem também ser lidos em uma distância relativamente grande. Entretanto, um inconveniente dos circuitos de RFID é o seu custo relativamente alto, que no presente nivel de preços, coloca a maior parte de embalagens consumiveis, tais como, caixas de doces e cigarros, acentuadamente fora de sua área de aplicação. Atualmente, a tecnologia se propõe, por exemplo, à marcação de paletes ou grandes caixas de transporte e não de embalagens consumiveis individuais. Além disso, os materiais usados nos circuitos podem ser inadequados para reciclagem.

Uma marcação detectável pode ser também produzida, . por exemplo, mediante uso de um material condutor sobre papel. As publicações das Patentes U.S. Nos. 6.168.080 e 6.202.929 divulgam um método em que uma tinta de impressão condutora é usada para imprimir sobre papel um padrão de código de barras, o qual é lido pela movimentação em um campo elétrico produzido por um único eletrodo elétrico e mediante detecção das mudanças capacitivascausadas pelo código de barras, usando pelo menos um outro eletrodo. Embora o método tenha a vantagem de baixos custos de produção da marcação, a capacidade de armazenamento de informação é, no máximo, da mesma ordem de grandeza que aquela dos códigos de barras opticamente legíveis, na medida em que a conexão elétrica entre a marcação e os diversos componentes do dispositivo de leitura e a criação de um suficiente nível de condutividade com a ajuda da tinta de impressão, estabelece um limite mais baixo para o tamanho físico da marcação.

A publicação do documento de patente EP 504446 divulga um método para produção de uma marcação do tipo código de barras eletromagneticamente legível, por exemplo, sobre superfícies metálicas. Em tal marcação, as propriedades elétricas da superfície são alteradas em localizações específicas, enquanto outras localizações específicas permanecem não-processadas. 0 padrão criado apresenta uma pequena capacidade de armazenamento.

Além disso, a publicação da Patente U.S. No. 4.181.251 divulga um adequado cartão, por exemplo, para aplicações de segurança, o cartão compreendendo uma camada quimicamente homogênea disposta entre a camada superficial do cartão, e cuja condutividade pode ser alterada em áreas específicas, por exemplo, com a ajuda de termo-compressão, a fim de produzir uma marcação do tipo código de barras binário. A publicação da Patente U.S. No. 5.430.278 também divulga um método de produção de um código de barras binário legível eletromagneticamente.A publicação da Patente U.S. No. 4.350.883 divulga um método para a produção de produtos, do tipo que inclui fios metálicos condutores paralelos embutidos na camada interna do produto. Tal marcação é dispendiosa e de dificil produção, não sendo adequada para produção em massa, como é o caso da marcação de embalagens consumiveis, na medida em que os fios devem ser embutidos no produto ainda no seu estágio de fabricação.

A publicação do documento de Patente WO 05/027599, divulga um método de fabricação de componentes elétricos sobre uma base de papel. No método em questão, um tecido de papel é processado através de rolos de impressão em relevo, assim, formando recessos e cristas no papel. Após isso, é aplicado um material condutor em toda a superfície do papel. No último estágio, o material condutor é moido fora da área das cristas, formando, dessa forma, um padrão condutor definido pelo formato dos recessos. O método pode ser usado em aplicações, nas quais não existe variação na condutividade elétrica das diferentes partes do padrão condutor produzido. Além disso, é necessário que o formato do padrão condutor seja conhecido já no estágio de fabricação d.o papel.

A invenção é idealizada de criar um novo tipo de marcação, apresentando uma maior capacidade de armazenamento em relação à área superficial que se faz necessária, assim como, um método para produção de tal tipo de marcação.A idéia básica da invenção é dispor uma zona de detecção, isto é, uma marcação sobre um substrato, cu j a marcação compreende primeiras áreas (também conhecidas como "áreas condutoras") , formadas a partir de pelo menos um material eletricamente condutor, dispostas a uma certa distância entre si, nas quais a condutividade elétrica é maior que um valor limite previamente definido, assim como, segundas áreas (também conhecidas como "áreas intermediárias"), nas quais a condutividade elétrica é menor que ou igual ao dito valor limite. As primeiras áreas compreendem diversos e diferentes niveis de condutividade, de modo que a zona de detecção incluirá pelo menos as duas primeiras áreas, cuj as condutividades elétricas diferem substancialmente entre si. A marcação pode ser lida com a ajuda de uma conexão eletromagnética do substrato.

A condutividade zero pode ser usada como o valor limite, mas, dependendo da modalidade, o valor limite também ser sempre um valor diferente de zero. Os diversos niveis de condutividade elétrica podem ser criados, porexemplo, através da seleção de materiais eletricamente condutores, mediante alteração das dimensões ou da padronização das primeiras áreas ou, por exemplo, mediante alteração quimica das propriedades do material eletricamente condutor aplicado ao substrato, após a sua aplicação. Os niveis de condutividade elétrica das primeiras áreas podem também ser criados pela padronização da área, por exemplo, mediante peneiramento, de modo que apenas parte da área de superfície da primeira área érevestida com uma substância eletricamente condutora. 0 material eletricamente condutor pode ser, por exemplo, um polimero. De acordo com uma modalidade, as áreas intermediárias podem também incluir alguma quantidade de material eletricamente condutor, o qual apresenta uma condutividade elétrica que, entretanto, é substancialmente menor que aquela das áreas condutoras. As áreas intermediárias, logicamente, podem também ser deixadas como áreas "descobertas".

Nesse caso, o termo condutividade elétrica de uma área se refere à totalidade, determinada pelo material e propriedades geométricas da área, o que afeta o sinal, o qual pode ser medido mediante conexão com a área de modo eletromagnético. 0 termo conexão eletromagnética se refere a formas capacitiva, indutiva e galvânica de conexão. Em um caso ideal, a condutividade elétrica pode ser determinada mediante conhecimento da condutância e susceptância (isto é, admitância), do material usado e do formato da área. A condutividade elétrica, assim, é fortemente ligada à freqüência e método de detecção usado. Na prática, as quantidades que estão sendo medidas são inevitavelmente também afetadas, por exemplo, pelos materiais que envolvem a área, por exemplo, pelas propriedades elétricas do substrato, assim como, das outras áreas condutoras na vizinhança.

Um material relativamente barato, tal como, papel ou papelão, pode ser usado como substrato.Mais especificamente, a marcação de acordo com a invenção é caracterizada pelo que se encontra indicado na porção que caracteriza a reivindicação 1.

0 meio de memória de acordo com a invenção é caracterizado pelo que se encontra indicado na porção que caracteriza a reivindicação 12,

0 método, de acordo com a invenção, por sua vez, é caracterizado pelo que se encontra indicado na porção que caracteriza a reivindicação 20.

Diversas vantagens são conseguidas mediante a utilização da presente invenção. Através da utilização da presente invenção, diferentes niveis de condutividade elétrica podem ser explorados como uma dimensão de codificação da informação, o que aumentará de forma significativa a quantidade de informação por unidade de área superficial. Assim, de acordo com o número de diferentes niveis de condutividade, por muitas vezes a quantidade de informação poderá ser armazenada na marcação, quando comparado com as marcações "unidimensionais". A marcação pode ser invisível ao olho nu e/ou pode ser localizada em qualquer local de uma camada interna ou entre as camadas do substrato, o que irá tornar a marcação mais dificil de ser falsificada, liberando, ao mesmo tempo, uma maior quantidade da área superficial do substrato, a qual será, por exemplo, destinada para impressão.

Nas marcações opticamente legíveis, como, por exemplo, os códigos de barras, um correspondente avanço poderia ser a exploração dos tons cinzas ou cores nacodificação, em vez do padrão que consiste apenas de áreas brancas e pretas.

A invenção pode ser aplicada em diversos setores da indústria, em que informação detectável eletrônica ou opticamente é armazenada em um material, por exemplo, em uma embalagem, documento, painel de construção, material têxtil ou de recobrimento. Estes setores industriais incluem os setores de alimentos, produtos farmacêuticos, mercadorias de conveniência e indústria de construção, assim como, serviços de logística, vigilância ou laboratório. Dessa forma, a invenção pode ser usada, por exemplo, para administrar mercadorias em consignação manipuladas em serviços postais, transporte de cargas, aviação, farmácias e hospitais.

A invenção também permite a fabricação de um novo e seguro tipo de verificação de autenticidade. A verificação pode ser aplicada à superfície do produto ou entre as camadas do produto, em uma forma visivel ou invisível ao olho nu. Além disso, as marcações podem ser projetadas de modo a que possam ser lidas somente com um tipo especifico de dispositivo de leitura, assim, tornando difícil a pessoas não-autorizadas acessar o teor da informação da marcação. Isso irá possibilitar o projeto, por exemplo, de sistemas de verificação especifica de clientes. Além disso, uma marcação condutora que seja permanentemente aplicada a um produto ou a sua embalagem, é extremamente dificil de ser falsificada, sem que sejaobservada. A informação contida na marcação pode também se apresentar na forma criptografada.

Os presentes inventores observaram que pode ser obtida uma suficiente condição de detecção e contraste elétrico em uma marcação sem que ocorra condutividade metálica na marcação. A condutividade das áreas condutoras de uma marcação tipica é da ordem de 110 - 10 S/cm, o que significa diversas ordens de grandeza menor que a condutividade dos metais.

O método de acordo com a invenção pode ser aplicado em escala industrial. Um material condutor ou diversos materiais condutores podem ser aplicados a um produto de papel ou papelão, por exemplo, usando métodos de offset, gravura e flexo-impressão, a fim de formar áreas condutoras (o assim chamado método de aplicação direta). Alternativamente, um material condutor pode ser disposto na forma de uma camada homogênea sobre um substrato de papel ou papelão, durante o estágio de revestimento, engomagem ou envernizamento, na forma de sua própria camada ou misturado em uma pasta de revestimento, engomagem ou verniz. Nesse caso, as diferenças na condutividade entre as áreas condutoras e as áreas intermediárias são produzidas posteriormente, por exemplo, mediante processamento químico ou mecânico. O processamento químico pode ocorrer, por exemplo, mediante aplicação de qualquer produto químico adequado, que altere a condutividade elétrica do material (exclusão de dopagem / inclusão de dopagem) na parte superior de uma camada que contém um material eletricamentenão-condutor (o assim chamado método de aplicação indireta) . A condutividade elétrica de uma área que tenha sido uma vez excluida de dopagem ou que tenha sido dopada, pode ser alterada, posteriormente, mediante a diminuição da dopagem ou mediante inclusão da dopagem ou de algum outro modo. A condutividade elétrica pode, assim, ser alterada em diversos estágios do processo, na direção de uma condutividade mais alta ou mais baixa. Essa modalidade pode ser explorada, por exemplo, quando da alteração da marcação em diversos estágios da cadeia de suprimento do produto. No presente relatório descritivo, o termo exclusão de dopagem se refere à redução da condutividade elétrica de uma área, mediante introdução de alguma outra substância na área. De forma correspondente, o termo dopagem se refere ao aumento da condutividade elétrica de uma área, mediante introdução de alguma outra substância na área.

Além dos métodos acima mencionados, é também possivel se usar uma combinação de diferentes métodos, em que, por exemplo, um padrão condutor é primeiro aplicado a um produto de papel ou papelão usando métodos de off-set, gravura ou flexo-impresão, enquanto no estágio seguinte, os niveis de condutividade das áreas condutoras são quimicamente alterados, em outras palavras, a informação é escrita sobre as mesmas. 0 primeiro estágio é tipicamente executado no estágio de fabricação da embalagem, mas, o último estágio pode ser executado em conexão com a fabricação da embalagem ou, por exemplo, somente no estágio de embalagem do produto.O método de acordo com a invenção pode também ser aplicado em pequena escala, até mesmo em condições caseiras. Nesse caso, os materiais condutores, que poderiam ser, por exemplo, diferentes polímeros ou um único polímero, no qual a composição é variada para alterar a condutividade elétrica, são colocados sobre o papel usando uma impressora a tinta (o método direto) . Alternativamente, um composto ou compostos de exclusão de dopagem ou de inclusão de dopagem pode (m) ser disposto (s) na parte superior de uma camada de polímero aplicada anteriormente, usando o método de jato de tinta, a fim de produzir uma marcação de acordo com a invenção (o método indireto). A impressão por jato de tinta pode, naturalmente, também ser usada em escala industrial.

A invenção pode ser usada para gravação de dados do produto da mesma maneira que é feita com os códigos de barras tradicionais. Nesse caso, entretanto, pode ser gravada uma considerável maior quantidade de informação, tal como, o fabricante do produto, seu local de fabricação, seu tempo de fabricação ou outros dados de sua origem. Na medida em que aumenta a capacidade de informação, esses dados podem ainda ser gravados explicitamente (isto é, sem números de codificação ou palavras de codificação), por exemplo, com o auxilio do sistema ASCII, dessa forma, tornando a marcação consideravelmente mais flexível que os códigos de barras tradicionais, baseados em marcações ópticas ou elétricas. Além disso, a marcação pode também incluir, por exemplo, os dados de numeração contidos nostradicionais códigos de barras UPC e EAN, dessa forma,tornando a interpretação da marcação, no caso desses dados,compatível com o sistema prevalecente de uso geral.

A grande capacidade de informação combinada com aimpressão digital, por exemplo, o método de impressão porjato de tinta, também permite que as embalagens sejamidentificadas em um nivel individual. Portanto, a invençãopode ser usada para gravar informação de acordo com opadrão de armazenamento de dados das tradicionais etiquetasRFID. De acordo com o padrão definido pela organização EPCGlobal Inc., a quantidade de informação contida em umaetiqueta RFID totaliza 96 bits, os quais são divididos emuma porção de cabeçalho, que define a estrutura dainformação contida na etiqueta, uma porção do fabricante doproduto, uma porção de informação do tipo de produto e umaporção de informação da individuação do produto. A ditaquantidade de informação de 96 bits é suficiente paraindividuar qualquer produto no mundo.

A marcação de acordo com a invenção pode tambémser produzida para se adequar a finalidades particulares,por exemplo, para uso em companhias locais ou como parte desuas operações com clientes, em cu j os casos o teor dainformação da marcação será determinado pelas exigências dacompanhia em questão. A informação pode também serarmazenada na marcação de diversos modos de diferentesformatos. Exemplos destes incluem cadeias de ASCII de seteou oito bits, que podem ser facilmente convertidas em textoou série numérica. Alternativamente, a informação pode sercontida na marcação em uma forma criptografada, de modo quea produção e interpretação da marcação irá requerer meiospara criptografar e decodificar. Um exemplo disso inclui asaplicações de verificação de autenticidade.

De acordo com uma modalidade, a marcação élocalizada sobre a superfície do produto. Uma marcaçãosobre a superfície é fácil de se fabricar, mas, por outrolado, é sujeita ao desgaste, do tipo de batidas e riscos, oque pode diminuir a condição de leitura da marcação nocurso do tempo. Entretanto, a marcação pode ser tambémlocalizada, por exemplo, sobre uma superfície interna daembalagem, onde a mesma será protegida do desgaste.

De acordo com uma segunda modalidade, a marcaçãoé localizada em uma camada interna do produto. A marcaçãopode ser colocada em uma camada interna, por exemplo, noestágio de fabricação de um produto de papel ou papelão,tal como, uma embalagem, em cu j o caso uma camada deengomagem, revestimento, tinta de impressão ou verniz, queirá proteger a marcação, pode ser espalhada na partesuperior da mesma.

De acordo com uma terceira modalidade, a marcaçãoé localizada em uma costura colada de uma embalagem. Nessecaso, a marcação pode ser formada em um espaço reservadopara a colagem de um pedaço da embalagem, quando aembalagem ainda não tiver sido dobrada ou tiver sido apenasparcialmente dobrada. A marcação pode, então, permanecersob o adesivo, entre as camadas de papelão. Essa modalidadeapresenta a vantagem de que os pontos de costura sãoduráveis, de modo que a marcação será bem protegida deimpactos e desgaste. Além disso, as costuras coladas não sedobram facilmente. É também natural se adicionar aaplicação da marcação ao estágio de costura do processo deembalagem, eliminando, dessa forma, a criação de novosestágios que poderiam retardar o processo de embalagem.

De acordo com uma quarta modalidade, a marcaçãodivulgada na invenção é feita de modo a se modificar com ascondições do ambiente. Nesse caso, o método pode seraplicado, por exemplo, em embalagens que detectam o estadodo ambiente e de mudanças que ocorrem no mesmo (as chamadasembalagens inteligentes), em embalagens que participam nocontrole de processos de fabricação ou outros processos ouem materiais de construção que monitoram a condição e oestado da estrutura.

A marcação, de acordo com a invenção, pode tambémser usada em folhas normais de papel. Por exemplo, umcódigo de barras opticamente legivel ou marcações dealinhamento, são normalmente colocadas nas bordas dediversos formulários oficiais, documentos, questionários enotas fiscais. Essas marcações, normalmente, tornam essesformulários com aspecto desarrumado e, em muitos casos, nãosão benéficos para a pessoa que preenche os formulários emquestão. Elas são utilizadas, por exemplo, somente naleitura automatizada do formulário ou no arquivamento. Coma implementação da presente invenção, tais marcações podemser tornadas invisíveis ao olho nu, assim, melhorandoconsideravelmente o aspecto dos formulários, os quais nãoparecerão como complicados. Por exemplo, isso irá auxiliara aliviar a "fobia a formulários" daqueles que trabalham emrepartições públicas. Com a ajuda da presente invenção,também é possivel se criar formulários, para os quaismarcações não-observáveis poderão ser adicionadasposteriormente.

0 método divulgado na invenção pode serfacilmente aplicado, por exemplo, aos processos existentesnas indústrias de embalagem e de papel, tornando aimplementação dos mesmos a um baixo custo. 0 método nãonecessita que micro-circuitos sej am colocados em umaembalagem a fim de funcionar, muito embora, em algumasaplicações, estes possam ser utilizados como parte damarcação.

A condutividade das primeiras áreas da zona dedetecção difere substancialmente das outras, na medida emque pode ser identificada (distinguida entre si e dassegundas áreas), usando detecção por meioseletromagnéticos, a partir do exterior do substrato. Nessecaso, a diferença na condutividade de dois niveisconsecutivos de condutividade, no estado de condutividade,pode ser, por exemplo, de 20-100% da diferença entre acondutividade do nível mais alto e aquela do nível limite.Então, será possível se usar 2-6 diferentes níveis decondutividade. Isso pode ser aplicado em marcações típicas,com um teor de informação razoavelmente pequeno, em que sãousados, por exemplo, 4-6 níveis de condutividade. Essasmarcações podem ser lidas de forma confiável e rápida,sendo, então, adequadas para uso, por exemplo, em lojas deconveniência de mercadorias ou centros de suprimento. Deacordo com uma segunda modalidade preferida, a diferença nacondutividade de dois niveis consecutivos de condutividade,no estado de condutividade, pode ser, por exemplo, de 5-100% da diferença entre a condutividade do nivel mais altoe aquela do nivel limite. Então, será possivel se criarmarcações, nas quais existem, por exemplo, 7-22 niveis decondutividade. Essas marcações podem ainda conter umaquantidade razoavelmente grande de informações, porém, asua produção e leitura confiável são tecnicamente maisexigentes. Caso existam diversos niveis de condutividade emuma marcação (por exemplo, quatro ou mais), o método de,por exemplo, dopagem / exclusão de dopagem, descrito emmaiores detalhes anteriormente no presente relatório, será,particularmente, bastante adequado para a sua produção.

De acordo com uma modalidade, a condutividade deum nivel de condutividade (mais alto) no estado decondutividade, é 20-100% maior que a diferença nacondutividade, entre o nivel de condutividade em questão eo nivel de condutividade anterior (mais baixo) no estado decondutividade. Isso irá obter uma escala de nivel decondutividade que se tornará mais densa, na medida em queela aumenta, permitindo, dessa forma, que toda a faixa decondutividade disponível seja usada efetivamente.

As outras características e vantagens da invençãose tornarão mais evidentes a partir do seguinte examedetalhado, o qual faz referência aos desenhos anexos, nosquais:

a figura 1 mostra uma vista plana de uma possívelmarcação, de acordo com a invenção, na qual existem quatrodiferentes áreas de nivel de condutividade sobre umsubstrato não-condutor;

a figura 2 mostra uma vista plana de uma possivelmarcação, de acordo com a invenção, na qual existem quatrodiferentes áreas de nivel de condutividade e um padrão desincronização sobre um substrato não-condutor;

a figura 3 mostra uma vista plana de uma possivelmarcação, de acordo com a invenção, na qual existem quatrodiferentes áreas de nivel de condutividade sobre umsubstrato ligeiramente condutor;

a figura 4 mostra uma vista plana de uma possivelmarcação de múltiplos canais, de acordo com a invenção, naqual existem quatro diferentes áreas de nivel decondutividade sobre um substrato não-condutor;

a figura 5 mostra uma vista plana de uma possivelmarcação de múltiplos canais, de acordo com a invenção, naqual existem quatro diferentes áreas de nivel decondutividade implementadas por um padrão geométrico, sobreum substrato não-condutor;

a figura 6 mostra uma vista plana de um possivel produtode papelão, de acordo com a invenção, a qual compreende umpedaço de embalagem, no qual é aplicada uma costura colada,com uma zona de detecção de diversos niveis decondutividade;a figura 7 mostra uma vista em perspectiva de umapossível disposição de estação de leitura, com eletrodos deexcitação e resposta;

a figura 8 mostra uma vista em perspectiva de umapossivel disposição de estação de leitura, com eletrodos deexcitação e resposta;

a figura 9 mostra uma ilustração esquemática dadisposição eletrônica da estação de leitura;

- a figura 10 mostra um diagrama, no plano tempo-amplitude,da resposta proporcionada por uma marcação contendo umpadrão de sincronização, por meio de canal; e

- a figura 11 mostra um diagrama, no plano tempo-amplitude,da resposta proporcionada por uma marcação compreendendoquatro primeiras áreas de niveis de condutividade dediferentes tamanhos.

A marcação, isto é, a zona de detecção, de acordocom as figuras 1-5, compreende primeiras áreas consecutivasaltamente condutoras (12, 22, 32, 42, 52) (daqui em diantetambém chamadas de "áreas condutoras"), paralelas àsuperfície do substrato e entre as mesmas segundas áreasfracamente condutoras (14, 24, 34, 44, 54) (daqui em diantetambém chamadas "áreas intermediárias"). Diversos valoresdiferentes podem ser obtidos para a condutividade das áreascondutoras, cujos valores podem ser, por exemplo, 2-500,particularmente, 2-128, tipicamente, 2-32. A condutividadedas áreas intermediárias é substancialmente menor que acondutividade da área condutora com a mais baixacondutividade.Uma pré-condição para a leitura confiável damarcação é um suficiente xx contraste elétrico" entre asáreas condutoras, isto é, que possa ser possivel sedistinguir as áreas, uma das outras. Assim, a distânciaentre as primeira áreas é preferivelmente selecionada, demodo que a condutividade elétrica de duas áreasconsecutivas no estado de detecção possa ser determinada,essencialmente, de forma independente entre si. Além dadiferença de condutividade entre os niveis decondutividade, o contraste elétrico é também afetado pelafreqüência de excitação, pela distância entre os eletrodosdo dispositivo de leitura e a marcação, pelas propriedadesdo meio ou dos meios, pelas propriedades elétricas dosubstrato e pela velocidade da leitura. Pelo fato do métodoaqui divulgado poder ser aplicado a diferentes obj etos,para marcação em diferentes tamanhos e com diferentesteores de informação, e para diferentes dispositivos deleitura, deve ser definido um número adequado de niveis decondutividade para cada aplicação, de tal modo que se j amobtidos uma suficiente quantidade de informação e umsuficiente contraste elétrico. Os valores absolutos dadospor último são, dessa forma, exemplificativos.

O conceito de "marcação eletromagneticamentelegivel" se refere a uma marcação, na qual as primeirasáreas podem ser detectadas com a ajuda de um acoplamento desubstrato capacitivo, indutivo ou galvânico. A leituracapacitiva pode ser implementada usando diversos eletrodos,em que pelo menos deles acopla um sinal de excitação para amarcação por meio de um campo elétrico e pelo menos um dosoutros captura o sinal acoplado. A leitura indutiva podeser implementada, por exemplo, com a aj uda de diversasbobinas, uma das quais acopla um campo magnético à marcaçãoe pelo menos uma das outras captura o sinal acoplado. Emaplicações práticas, o acoplamento indutivo e o acoplamentocapacitivo ocorrem de modo inevitável, muito embora,somente um deles é geralmente idealizado de dominar. Assim,o sinal não-dominante pode criar um fator de interferência,cuja presença é vantajosa para levar em consideração oprojeto da marcação e os dispositivos de leitura.Particularmente, em niveis de condutividade baixos, quandoo acoplamento é mais fraco, é bom que se identifique asfontes de interferência e sinais de ruido. Logicamente, étambém possivel falar, por exemplo, em marcação capacitivaou indutivamente legivel, porém, deve ser entendido que osinal coletado é também afetado por um segundo acoplamento,correspondentemente, indutivo ou capacitivo.

A freqüência do sinal de excitação usada nadetecção da marcação pode ser selecionada, por exemplo, dafaixa de freqüência de 1 kHz - 1 GHz. É também possível seusar dispositivos de leitura que utilizam diversasfreqüências ou bandas de freqüência diferentes. Afreqüência e o material usado na marcação, que épermanentemente ligado à mesma, são mais bem selecionados,de tal modo que o contrate elétrico entre as diferentesáreas da marcação sej a maximizado, a fim de reduziridentificações errôneas.No exame seguinte, o qual é exemplificativo, umaescala relativa de 0. . .100 é usada para a condutividade, emque 0 significa uma área não-condutora ou fracamentecondutora, e 100 uma área altamente condutora. 0 exame éidealizado para ilustrar as diversas alternativas epossibilidades para implementação da marcação.

De acordo com uma modalidade, a qual é aquichamada de marcação linear, de intervalo igual oudiferente, as condutividades elétricas das primeiras áreassão normalmente distribuídas em uma escala que varia de umvalor limite especifico para um valor definido decondutividade máxima. Nesse caso, as áreas condutoras podemreceber valores de condutividade da escala, incluindo zero,sendo, em intervalos iguais, acima de um valor decondutividade especifico (valor limite). Tal marcaçãocompreende, por exemplo, os valores permitidos 0, 30, 35,40,..., 90, 95 e 100 (16 valores). Assim, uma barra demarcação contém 4 bits de informação (comparar, porexemplo, a um código de barras óptico, em que uma linhacontém um bit de informação). Portanto, quando da leiturada marcação, a resposta medida A/D é convertida einterpretada, por exemplo, mediante arredondamento para ovalor permitido mais próximo, de tal modo que todos osvalores inferiores a 27,5 sejam interpretados como 0,enquanto, de forma correspondente, por exemplo, o valor 68é interpretado como 70, ou, correspondentemente, mediantearredondamento, de modo que os valores inferiores a 25 sãointerpretados como 0, enquanto, por exemplo, o valor 66 éinterpretado como 70.

De acordo com uma modalidade, a qual é aquichamada de marcação não-linear distinta ou crescentementedensa, as condutividades elétricas das primeiras áreas setornam crescentemente densamente distribuídas, numa escaladirigida para uma maior condutividade elétrica, a partir deum valor limite especifico para um valor de condutividademáxima. As áreas condutoras podem, dessa forma, recebervalores de uma escala, a qual contém zero e se tornacrescentemente densa de modo ascendente, acima de um valorespecifico de condutividade (valor limite). Tal marcaçãopode receber valores, por exemplo, da escala de 0, 30, 50,65, 76, 82,..., 97, 99 e 100. Essa marcação não-linearapresenta a vantagem de que a capacidade do dispositivo deleitura pode ser melhor utilizada. Foi observado emexperimentos, que a sensibilidade da leitura aumentaproporcionalmente em relação à condutividade na área queestá sendo lida. Em outras palavras, sob baixascondutividades, a proporção de sinal/ruido (SNR) damedição, é mais fraca que sob altas condutividades. Assim,para identificação confiável de um único nivel de baixacondutividade, niveis de condutividade adjacente devemestar distantes, enquanto sob niveis de alta condutividade,os intervalos entre os niveis podem ser mais próximos.Portanto, mais informação pode ser colocada dentro de talmarcação, tornando a mesma crescentemente densa de modoascendente, o que em uma marcação de igual intervalo, serásempre de acordo com o dispositivo de leitura e faixa decondutividade usada.

Em algumas modalidades, a marcação distinta acimamencionada pode também ser combinada, a fim de criar outrostipos de escalas de condutividade.

A figura 1 mostra uma marcação simples de canalúnico (10), a qual compreende primeiras áreas (condutoras)(12) de quatro diferentes niveis condutores. Na solução deacordo com a figura, as áreas condutoras (12) e as segundasáreas (áreas intermediárias) (14) são situadas emintervalos iguais, paralelos à superfície do substrato. Asdistâncias mútuas entre as áreas e seus tamanhos podem,logicamente, ser selecionadas diferentemente. Um exemplo daresposta dada por uma marcação desse tipo é mostrado nafigura 11.

A figura 2 ilustra uma marcação (20), a qualcompreende não apenas os elementos mostrados na figura 1,como também ás áreas de sincronização condutoras (26), asquais são separadas por meio de áreas intermediárias dasáreas condutoras da figura 1. As áreas de sincronização(26) podem ser consideradas como sendo um subgrupo dasprimeiras (áreas condutoras). A condutividade elétricamútua, entretanto, é preferivelmente constante. As áreas desincronização são localizadas na direção da leitura damarcação, por exemplo, próximo a cada área condutora, detal modo que elas formam um novo "canal" na marcação. Osinal provido pelo canal de sincronização, quando daleitura da marcação, pode ser usado para eliminar osproblemas criados pela variação na velocidade de leitura,quando da interpretação da marcação. A figura 10 mostra aresposta provida por esse tipo de marcação, separadamentede ambos os canais. O sinal de sincronização é marcado como número de referência (104) e o sinal de dados com onúmero de referência (102). Pode ser observado da figuraque quando da leitura da marcação, a velocidade de leiturase elevou na direção da extremidade da marcação, mas foipossivel eliminar o efeito do mesmo com a ajuda do sinal desincronização.

A figura 3 mostra uma marcação (30), em que alémdas áreas condutoras em questão, as áreas intermediárias(34) são também fracamente condutoras. Tal marcação épreferivel em certas aplicações e em conexão com certosmétodos de produção de marcação. Esses métodos serãodescritos posteriormente em maiores detalhes.

A figura 4 mostra uma marcação de três canais.Tal marcação compreende diversas filas de áreas condutoras(42), na direção da leitura e também áreas intermediárias(44). As áreas entre as filas são, dessa forma,interpretadas como áreas intermediárias. Uma quantidade deinformação muitas vezes maior que aquela de uma marcação deúnico canal pode ser contida em tal marcação, dependendo damaneira de codificação da informação. Cada canal pode serinterpretado independentemente, em cujo caso o teor dainformação da marcação de acordo com a figura 4 serátriplicado, se comparado a uma marcação de canal único ou,por exemplo, cada coluna mostrada na figura 4 pode serinterpretada como uma, em cu j o caso o número de bitscontido na marcação será triplicado. Assim, um pequenoaumento na área superficial da marcação torna possivel seobter um grande aumento de informação.

As marcações com um variável nivel decondutividade/resistividade podem ser produzidas sobre umsubstrato, através de diversos e diferentes métodos. Deacordo com uma modalidade, diferentes materiais oucompostos, apresentando desejados valores de condutividade,podem ser aplicados a diferentes partes da marcação. Étambém possivel se usar uma única substância, em que umacomposição da qual foi alterada quimicamente, antes daaplicação, a fim de se obter os desejados niveis decondutividade. Por exemplo, a composição de polianilinapode ser modificada de uma maneira controlada, de tal modoque diversos niveis de condutividade, os quais se desviamsubstancialmente entre si, podem ser criados com a ajuda dapolianilina. É também possivel se usar diversos materiaiscom uma condutividade alterada, de modo que seja possivelcobrir uma grande faixa de condutividade e ainda seaumentar a capacidade de informação da marcação.

De acordo com outra modalidade, algum polimerocondutor, daqui em diante chamado de "polimero condutor",pode ser usado, tal como, polianilina, politiofeno,poliacetileno ou polipirrol, cu j a condutividade pode sercontrolada, por exemplo, variando a composição do polimeroou mediante exclusão de dopagem do polimero em uma forma desolução ou somente após a aplicação do polimero. Os valoresde condutividade produzidos pela exclusão de dopagem,podem, por sua vez, ser controlados, por exemplo, medianteconcentração do composto de exclusão de dopagem e/oumediante o controle da quantidade do composto usado, o qualé acentuadamente ligado ao polimero usado ou à mistura depolimero e à espessura da camada de polimero. Assim,somente a área desejada da superfície do substrato ou todaa superfície do substrato pode ser revestida inteiramentecom o polimero, por exemplo, no estágio de fabricação dosubstrato. Se o substrato for de papel ou papelão, istopode acontecer na fábrica de papel usando algum método deaplicação on-line ou off-line conhecido, por exemplo, noestágio de revestimento ou engomagem. O papel ou papelãopodem também ser revestidos em um processo separado, porexemplo, em um dos seguintes estágios de acabamento, talcomo, estágio de impressão ou de envernizamento. Um ou maiscompostos de exclusão de dopagem podem ser aplicados pelocliente, por exemplo, impresso sobre desejadas localizaçõesna parte superior de uma camada contendo o polimerocondutor, por exemplo, o empacotador de um produto. Aoalterar o tipo, a quantidade e/ou a concentração socomposto de exclusão de dopagem, a condutividade de cadaárea pode ser aumentada ou enfraquecida, de tal modo que seforma o tipo desejado de marcação, compreendendo diversosniveis de condutividade.

0 exposto acima é uma descrição da exclusão dedopagem de uma camada de material condutor, a fim dereduzir a condutividade elétrica da camada em questão. Numasolução alternativa, um polímero condutor, em uma formaeletricamente não-condutora ou fracamente condutora, écolocado sobre a superfície do substrato, quando o mesmo étrazido para uma forma que conduz melhor eletricidade,usando um adequado agente de dopagem, tal como, um ácido.Tais ácidos incluem ácido sulfônico orgânico e ácidosminerais inorgânicos.

A marcação, de acordo com essa modalidade é assimproduzida, de tal modo que é tomado um substrato,apresentando duas superfícies, e um polímero eletricamentecondutor é aplicado a uma superfície do substrato, pelomenos nas localizações das primeiras áreas. Após isso, asprimeiras áreas são aplicadas com pelo menos um produtoquímico, para alterar a condutividade elétrica do polímeroeletricamente condutor, de tal modo que a condutividadeelétrica das primeiras áreas seja maior que um valor limitedefinido e que elas incluam pelo menos duas áreas, cujascondutividades elétricas diferem substancialmente entre si.0 polímero condutor pode também ser aplicado emlocalizações nas segundas áreas, enquanto a condutividadedessas áreas pode também ser alterada usando um produtoquímico. Nesse caso, o termo polímero condutor se refere aum polímero que com a ajuda de dopagem ou exclusão dedopagem, pode ser tornado condutor. Portanto, tal polímeronão precisa, necessariamente, estar em uma forma altamentecondutora no estágio de aplicação.

De acordo com uma terceira modalidade, o nivel decondutividade e modificado usando um método depadronização, o qual inclui revestimento, envernizamento,sendo produzido em uma impressora e diversos métodos deimpressão, tais como, offset, gravura, e flexo-impressão.Métodos de impressão por jato de tinta e de aplicação dedopagem similares, em particular, são facilmenteutilizados, na medida em que a quantidade/espessura dasubstância de impressão pode ser facilmente controlada coma ajuda de pontos de impressão de maneira similar, namedida em são produzidos diferentes tons cinzas em métodostradicionais de impressão. Então, é possivel se utilizar,por exemplo, um polimero eletricamente condutor ou tintasde impressão metalizadas, revestimentos ou verni zes, comosubstância condutora.

De acordo com uma quarta modalidade, o nivel decondutividade de uma área condutora é definido de acordocom a espessura da camada da substância. Assim, uma camadaespessa, naturalmente, irá apresentar uma resistividademais baixa que uma camada fina, se as outras dimensões dacamada forem de igual magnitude.

De acordo com uma quinta modalidade, as tintas deimpressão e vernizes contendo negro de fumo, cujo nivel decondutividade é modificado pela modificação da composiçãoda substância, são usadas para fabricação de áreascondutoras. Na prática, seus niveis de condutividade sãomais difíceis de controlar do que, por exemplo, aqueles dospolímeros.

As modalidades acima podem ser combinadas, porexemplo, de tal modo que sejam usados diversos e diferentespolímeros, excluídos de dopagem ou dopados com diversos ediferentes compostos. Na mesma marcação, é também possívelse usar um polímero condutor, cuja condutividade é alteradae, além disso, para adequadamente padronizar as áreas deaplicação do polímero.

Em todas as modalidades anteriormentemencionadas, a condutividade da marcação pode também serinfluenciada por meios geométricos, que, por sua vez,geralmente dependem do método de detecção da marcação. Asáreas condutoras, podem ser formadas, por exemplo, usandopadrões selecionados ou seu formato, por exemplo, sualargura ou espessura, podem ser alterados. Se, por exemplo,for usado um acoplamento que ocorre através de um campoelétrico (acoplamento capacitivo), a intensidade do sinalque está sendo conectado será proporcional à áreasuperficial da área que está sendo detectada. Se, porexemplo, a superfície consiste de pequenos quadrados, aintensidade do sinal que está sendo conectado pode serinfluenciada diretamente pelo número de quadrados.Comparado aos meios que afetam diretamente a condutividadedo material, a utilização de meios geométricos pode,entretanto, levar a uma perda da vantagem em relação àeficiência da área superficial. Uma modalidade, na qual aseparação das primeiras áreas é utilizada, é mostrada nafigura 5. Nessa figura, a marcação (50) compreendeprimeiras áreas padronizadas (52) e segundas áreas (54)entre as mesmas. Algumas das primeiras áreas (52) podemtambém ser não-padronizadas.De acordo com uma modalidade preferida, asdimensões externas da primeira área são mutuamente ou demesma magnitude, se dispondo paralela e/ou em ângulos retos(na espessura) em relação à superfície do substrato. Istoapresenta a vantagem de que é então impossível se criar umamarcação em que o mesmo nivel de condutividade possa sercriado de duas diferentes maneiras. Por exemplo, uma áreaespessa implementada com uma substância fracamentecondutora pode proporcionar ao dispositivo de leitura omesmo sinal que uma área fina implementada com umasubstância altamente condutora, o que, geralmente, não édesejável.

Os polímeros condutores, que são adequados paracriação de uma marcação, são, por exemplo, polianilina,polipirrol, poliacetileno e politiofeno. Adequados agentesde exclusão de dopagem, normalmente, são produtos químicosconvencionais, como, por exemplo, hidróxido de sódio, quepode ser aplicado em uma forma liquida. A polianilina, emparticular, é um polímero vantajoso e sua condutividade éaltamente dependente do seu valor de pH. 0 polímero podeser espalhado sobre a superfície, por exemplo, usando algummétodo de revestimento, engomagem, envernizamento ouimpressão, tanto como parte da fabricação do substrato comoparte de um processo separado. O agente de exclusão dedopagem pode ser aplicado, por exemplo, mediante impressãoou estampagem. O resultado final da exclusão de dopagempode ser influenciado não apenas pela concentração doagente de exclusão de dopagem no produto quimico, mas,também, pela maneira de aplicação do produto quimico e pelapadronização. A exclusão de dopagem pode ser executada, porexemplo, mediante impressão de padrões de separação, cujotamanho ou intervalo podem variar, sobre a superfície dopolimero. Em termos de evento de leitura, umairregularidade da ordem de um micromilimetro nacondutividade da superfície é irrelevante, na medida em queo tamanho da menor área condutor a que pode serconfiavelmente lida é da ordem de um milímetro. Nessecontexto, o nivel do sinal é assim determinado pelo nívelmacro da condutividade da área que está sendo detectada.

A exclusão de dopagem pode também ser combinadacom algum estágio de processo existente, por exemplo, com aestampagem, corte, riscamento, impressão, envernizamento,colagem ou dobramento do pedaço de embalagem quando dafabricação de embalagens. Outra possibilidade, por exemplo,á para a parte da marcação a ser excluída de dopagem emcada um desses estágios, em cu j o caso cada estágio defabricação levará sua própria "marca" na embalagem. Esseprocedimento pode também ser usado, na medida em que aembalagem prossegue ao longo da cadeia logística, nadireção do consumidor. Por exemplo, as companhias detransporte ou importadores podem adicionar marcações a umaembalagem, de tal modo que não precisem ser visíveis para oconsumidor, como muitas marcações existentes de embalagens,manifestos, etc. As marcações, também, podem não serfacilmente falsificadas.Com referência à figura 3, de acordo com umamodalidade, é usado um polimero condutor, o qual é aplicadocomo uma área unificada, essencialmente sobre toda asuperfície do substrato, ou como uma área unificada sobrepelo menos uma parte da mesma. As áreas intermediárias (34)(segundas áreas) da marcação (30) são depois formadasmediante forte ação de exclusão de dopagem, dessa forma,reduzindo radicalmente a condutividade das áreasintermediárias. As áreas condutoras (32) (primeiras áreas)são menos excluídas de dopagem ou de nenhum modo excluídas.Alternativamente, o substrato é aplicado com um polimerofracamente condutor e as primeiras áreas (32) são dopadas,a fim elevar sua condutividade para niveis desejados. Seráóbvio para um especialista versado na técnica quecombinações de dopagem e exclusão de dopagem podem tambémser usadas para formar a marcação. A vantagem da modalidadeaqui descrita é que a marcação pode ser livremente formadaem qualquer local em todo o substrato, onde exista umpolimero em questão.

Com referência às figuras 1, 2, 3 e 4, de acordocom uma modalidade, o polimero condutor é espalhado somenteno local das áreas condutoras (12, 22, 42, 52) (primeirasáreas). Nesse caso, um bom contrate elétrico será obtidoentre as áreas intermediárias (14, 24, 44, 54) (segundasáreas) e as áreas condutoras (12, 22, 42, 52) e uma faixade condutividade mais ampla será então disponível paraarmazenamento de informação. Nessa modalidade, a fim deexecutar a exclusão de dopagem, será necessário,entretanto, se conhecer precisamente onde o polimero está.A detecção poderá ocorrer elétrica ou opticamente, mediantedetecção de áreas do polímero ou de adequadas marcas dealinhamento que são produzidas sobre a base, por exemplo,durante a aplicação do polímero. A detecção pode também serfeita com base nos formatos do substrato, por exemplo, umpedaço de embalagem.

Cada área condutora consiste, preferivelmente, decamadas com a maior homogeneidade possível nacondutividade, na direção normal da superfície (isto é, nadireção da espessura da camada condutora). Desse modo, serápossível reduzir o efeito sobre o resultado da leitura comvariações na distância entre os eletrodos de leitura e amarcação.

Cada área condutora é ainda preferivelmentecaracterizada de forma afunilada nas suas bordas, isto é,precisamente delimitada. Isto irá melhorar o sinal coletadopelo dispositivo de leitura, ao torná-lo mais claramentedefinido, na medida em que o valor específico do gradientedo sinal obtido de pontos de mudança na marcação iráaumentar.

De acordo com uma modalidade, a marcação éformada sobre a superfície do substrato. Por exemplo, nocaso de uma embalagem, a superfície em questão pode ser umasuperfície externa ou interna da embalagem. Uma marcação emuma superfície interna será bem protegida de desgaste,porém, sua leitura será mais difícil, na medida em que adistância entre os eletrodos do dispositivo de leitura e asáreas condutoras irá aumentar. Isso é significativo,particularmente, no caso de graus espessos de papelão oupapel. Se a marcação for localizada em uma superfícieexterna da embalagem, ela poderá ser lida de modo maisconfiável, porém, será mais suscetível ao desgaste - Amarcação pode também ser localizada em uma costura coladada embalagem, isto é, entre as camadas do papelão. A figura6 mostra um pedaço de embalagem (60), apresentando umamarcação (66) na área da costura lateral. A marcação éformada sobre a superfície do pedaço de embalagem (60), maspermanece entre duas ou mais camadas, quando a embalagem édobrada e colada. Assim, ela é muito bem protegida dedesgaste, contudo, pode ser lida a partir da superfície daembalagem.

De acordo com uma modalidade, a marcação éformada sobre uma camada interna do substrato. A marcaçãopode ser localizada, por exemplo, na superfície de umacamada de fibra de papel ou papelão, subjacente a uma oumais camadas superficiais, por exemplo, uma camada deengomagem, revestimento e/ou camada de envernizamento.

Na descrição acima, marcações simples de acordocom as figuras 1-5, são usadas como exemplos. Entretanto,um especialista versado na técnica irá entender que, com aajuda dos princípios descritos acima, é possível seproduzir marcações, nas quais as localizações das áreascondutoras e não-condutoras diferem consideravelmente.

A seguir, é apresentada uma descriçãoexemplificativa de dispositivos de leitura, por meio daqual uma marcação de acordo com a invenção pode ser lida apartir de um substrato. Na descrição, o exemplo usado é desoluções de dispositivo baseadas em um acoplamentocapacitivo através de um campo elétrico, porém, os mesmosprincípios podem facilmente ser aplicados, também, paradispositivos indutivos.

Na unidade de leitura existem pelo menos doisgrupos de eletrodos, onde em cada um destes existe pelomenos um eletrodo. A excitação é levada para o primeiroeletrodo, enquanto a resposta é lida a partir do segundoeletrodo. A partir da intensidade da resposta, da mudançade fase, da análise de freqüência e/ou de outraspropriedades, é possível se decidir se existe ou não ummaterial condutor entre os eletrodos e quais são aspropriedades do material. Por exemplo, é possível decidir,mesmo puramente com base na amplitude, a resposta recebidano plano do tempo, o formato da marcação e a partir dai, ainformação armazenada na mesma. Assim, o evento de leiturarevela uma cadeia de bits ou de caracteres, na qual ainformação é codificada. Se for usada uma marcação comdiversos canais, os grupos de eletrodos podem compreendereletrodos separados de excitação e resposta para cadacanal.

O evento de leitura é baseado na localizaçãofisica ou aparente dos eletrodos de excitação e resposta,em relação à mudança temporal na zona de detecção. Istopode ser implementado, por exemplo, de tal modo a que oseletrodos de excitação e resposta e a marcação sejamdispostos para movimentação relativamente entre si. Omovimento fisico pode ser eliminado mediante uso de umaconstrução de escaneamento, porém, o principio irápermanecer o mesmo. Assim, uma mudança temporal nalocalização dos eletrodos de conexão de excitação e oseletrodos de captura de resposta em relação à marcação, édisposta para ocorrer eletronicamente, em cujo caso, não sefaz necessário um movimento fisico mútuo da estação deleitura e da marcação. A direção do movimento bidimensionalnão é necessariamente importante.

A velocidade de leitura e sua não-linearidadeafetam a resposta, mas, entretanto, o efeito pode sercancelado com a ajuda de processamento de sinal ou medianteuso de um padrão de sincronização na marcação. Se o padrãode sincronização for adicionado ao lado da marcação queestá sendo lida, ela poderá ser lida usando um segundocanal e os dados desses canais de medição poderão sercombinados posteriormente. Desse modo, a variação detamanhos ou distâncias entre as áreas da marcação não setornarão um problema, mesmo com longas cadeias de bits.

Um outro modo de se levar em consideração umavariação de velocidade de leitura é se adicionar uma sériepadronizada de áreas condutoras à marcação, a partir do quea distância entre os bits pode ser determinada. Com base nadita série é também determinado um valor limite, o qual éusado na interpretação da resposta dada pelas outras áreas.Muito embora essa versão não possa eliminar o efeito daresposta de uma velocidade de leitura não-linear, ela é,entretanto, praticável, particularmente, com zonas dedetecção curtas. A versão também apresenta a vantagem deque o segundo canal não precisa ser reservado para leiturada informação de sincronização.

Com referência à figura 9, a operação da estaçãode leitura pode seguir, por exemplo, o seguinte principio.Um sinal de excitação é criado usando um dispositivooscilador (95), o qual é, por exemplo, do tipo ponte deWien, cuja freqüência pode ser, por exemplo, de 1 kHz - 1GHz, pref erivelmente, de 1 kHz - 1 MHz. É vantajoso, masnão essencial, que a amplitude do sinal de excitação sejagrande, por exemplo, 200-300 V, a fim de criar umconsiderável campo elétrico na vizinhança dos eletrodos(93) e (94). Assim, um transformador pode ser adicionadoentre o dispositivo oscilador (95) e os eletrodos. Otransformador pode ser acionado, por exemplo, através de umamplificador de operação, em cujo caso, altas correntes nãoserão produzidas e a alta voltagem não irá criar perigopara o usuário do dispositivo. A excitação é conectadaentre os eletrodos (93) e (94) através de um campoelétrico, de modo que a área ou áreas de marcação na suavizinhança pode ser considerada uma resistência (91). Osinal conectado através da resistência capacitiva (91) élevado para um dispositivo eletrônico de detecção. Antes dadetecção do sinal ser conectada, pode se fazer necessáriose amplificar o sinal em um dispositivo amplificador (97) efiltrar o mesmo em um filtro (98) . Nas etapas de filtraçãoe amplificação, a fase do sinal pode se tornar não-linear,de modo que será necessário também se detectar a fasediretamente a partir do sinal de medição, usando um detetorde fase (96). Se o detetor de fase fornecer a informação defase como um sinal analógico, uma possivel implementaçãopode ser uma combinação de um multiplexador (902) e umconversor de sinal analógico-digital (901), a partir doqual a resposta pode ser dirigida em uma forma digitalatravés de um conector (99), para análise mediantecomputador.

A detecção de fase acima mencionada pode serimplementada, por exemplo, com a ajuda de um circuito debloqueio de fase. No circuito, a diferença de fase entre osdois sinais é comparada, o resultado da comparação éproduzido tipicamente como um sinal analógico, em cujo casoa diferença de fase indica a freqüência ou voltagem dosinal ou como um sinal digital, em cujo caso a diferença defase é obtida diretamente como uma cadeia de caracteres.Nesse método, particularmente, os pontos de mudança dediferença de fase proporcionam informação, na medida em queo ponto em que a resposta dependente do tempo é umainterface entre os diferentes niveis de condutividade. Essainformação de fase combinada com a resposta de amplitudeirá facilitar a interpretação da marcação.

Os eletrodos de excitação e resposta podem sercolocados em diferentes locais do substrato, ou podem serlocalizados sobre o mesmo lado do substrato, oposto oupróximo entre si, conforme ilustrado nas figuras 7 e 8.Então, é preferível para os eletrodos (73, 74, 83, 84)serem o mais baixo possível, por exemplo, hastes de cobrena parte superior de material do painel do circuito, demodo que o campo elétrico não se concentra entre oseletrodos. 0 campo elétrico pode ser ainda dirigido no topodos eletrodos, mediante envolvimento dos mesmos a partirdos lados e por baixo, com uma substância com o valordielétrico o menor possivel, por exemplo, Teflon oupoliestireno.

No dispositivo de leitura, um controladormecânico (75, 85) pode ser usado para garantir a corretaorientação da marcação em relação aos eletrodos.

Exemplo

0 presente exemplo é idealizado para ilustrar asmodalidades acima da invenção.

Uma marcação eletricamente condutora é feitasobre um substrato, o qual compreende um papelão de caixacom dobramento revestido. A gramatura do papelão é de 300g/m2. A camada de fibra do papelão é formada de trêscamadas separadas, em que a gramatura da camada exterior éde cerca de 30 g/m , da camada interna de 200 g/m e a dacamada de apoio de cerca de 40 g/m . O papelão de caixa érevestido duas vezes sobre o lado do lado mais liso e umavez sobre o lado de apoio mais áspero, com uma pasta derevestimento convencional, cuj a composição é similar áseguinte: um total de 100 partes de um ou mais pigmentos derevestimento, 10 a 15 partes de látex e, além disso,pequenas quantidades de outros aditivos. Os pigmentos derevestimento tipicamente usados são, por exemplo, carbonatode cálcio moido e floculado, caulim e gesso. A superfíciedo papelão de caixa que foi usada foi uma superfícierevestida duas vezes, isto é, o lado superior, cujaaspereza foi de 1,0 |^m, medida usando o método PPS-Flex(método de acordo com o padrão ISO 8791-4).

Nesse exemplo, o polímero condutor usado foi umadispersão de polianilina em 5% de água, dentro da qual foimisturado 45% de acetato de etil-vinila (EVA), usando ummisturador magnético, antes de se espalhar o material debase, a fim de otimizar a homogeneidade da espessura dacamada. Na dispersão misturada em água usada, havia 3% depolianilina e 12% de EVA, o teor de sólidos, assim,totalizando 15%.

A dispersão em água de polianilina e EVA foiespalhada sobre o papelão de caixa usado como um materialde base, usando um dispositivo de espalhamento com costura.A espessura úmida da camada foi de 28 (am. Assim, mediantecálculo, a espessura da camada espalhada e seca foi decerca de 4 um. A resistência superficial da camada foimedida como sendo da ordem de IO5 Q/cm2.

A fim de criar padrões condutores, as folhas depapelão de caixa revestidas foram tratadas com um agentealcalino de exclusão de dopagem, no caso, uma solução fraca(0,2 M) de hidróxido de sódio (NaOH). Nesse estágio, a áreados padrões condutores não havia ainda sido tratada com oagente de exclusão de dopagem, isto é, o padrão formadousando NaOH foi um negativo do padrão condutor desejado. 0padrão formado corresponde ao padrão mostrado na figura 1,em cujo caso a altura de uma única barra foi de 30 mm e sualargura de 3 mm. 0 intervalo entre as barras foi também de 3 mm.

Após isso, as áreas dos padrões condutores foramtratadas, a fim de criar diferentes niveis decondutividade, com uma solução ainda mais fraca de NaOH. Aconcentração usada para criar quatro diferentes niveis decondutividade foi: (1) 0,07 M; (2) 0,05 M; e (3) 0,03 M; oquarto nivel não sendo tratado.

A resposta criada por uma excitação de freqüênciade 20 kHz e voltagem de 30 V, levada através dos padrõespor um acoplamento capacitivo foi, no caso (1) 1,6 Vpp; nocaso (2) 2,2 Vpp; no caso (3) 2,5 Vpp e no caso (4) 2,5 Vpp.A magnitude igual das resistências do terceiro e do quartonivel de condutividade foi determinada, principalmente,devido à excessivamente fraca exclusão de dopagem, emrelação à composição de polimero e à camada de espessurausada.

Claims (28)

1. Marcação eletromagneticamente legível de umsubstrato, a marcação compreendendo:- primeiras áreas (12, 22, 32, 42, 52) dispostas sobre osubstrato a uma certa distância entre si, contendo pelomenos um material eletricamente condutor e nas quais acondutividade elétrica é maior que um valor limitedefinido; e- segundas áreas (14, 24, 34, 44, 54) dispostas entre asprimeiras áreas, nas quais a condutividade elétrica é menorou igual ao dito valor limite;caracterizada pelo fato de que a marcação compreende pelomenos duas primeiras áreas (12, 22, 32, 42, 52) que diferemsubstancialmente entre si com relação à condutividadeelétrica.

2. Marcação, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o substrato compreende umproduto de papel ou papelão.

3. Marcação, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de queas condutividades elétricas das primeiras áreas sãodistribuídas uniformemente em uma escala, a partir do ditovalor limite para uma condutividade máxima definida.

4. Marcação, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as condutividadeselétricas das primeiras áreas aumentam a densidade de suadistribuição em uma escala crescente, a partir do ditovalor limite para uma condutividade máxima definida.

5. Marcação, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de queas condutividades elétricas das primeiras áreas sãodefinidas, pelo menos parcialmente, com base naspropriedades elétricas dos materiais que elas contêm.

6. Marcação, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de queas primeiras áreas são formadas a partir de pelo menos umpolimero condutor, tal como, polianilina, polipirrol,poliacetileno ou politiofeno.

7. Marcação, de acordo a reivindicação 6,caracterizada pelo fato de que pelo menos um produtoquimico é disposto sobre as primeiras áreas, a fim dealterar sua condutividade elétrica.

8. Marcação, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de queas segundas áreas são formadas a partir de um polimerocondutor, tal como, polianilina, polipirrol, poliacetilenoou politiofeno e que os produtos químicos são dispostossobre as mesmas, a fim de reduzir sua condutividadeelétrica para um valor menor que o dito valor limite.

9. Marcação, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato decompreender pelo menos duas primeiras áreas, cujasespessuras diferem entre si.

10. Marcação, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que acondutividade elétrica das primeiras áreas é definida, pelomenos parcialmente, com base nas suas propriedadesgeométricas, em paralelo à superfície do substrato.

11. Marcação, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que ainformação é contida na condutividade elétrica e no mútuoposicionamento das primeiras áreas.

12. Meio de memória eletromagnético,compreendendo:- um substrato apresentando duas superfícies; e- uma zona de detecção disposta sobre pelo menos uma dassuperfícies, em que ocorrem as primeiras áreas (12, 22, 32, 42, 52) contendo pelo menos um material eletricamentecondutor e nas quais a condutividade elétrica é maior queum valor limite definido, em que as primeiras áreas sãodispostas a uma certa distância entre si, e as segundasáreas (14, 24, 34, 44, 54), nas quais a condutividadeelétrica é menor que ou igual ao dito valor limite, sãodispostas entre as ditas primeiras áreas,caracterizado pelo fato de que a zona de detecção contémpelo menos as duas primeiras áreas, nas quais ascondutividades elétricas diferem substancialmente entre si.

13. Meio de memória, de acordo com areivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ditosubstrato compreende um produto de papel ou papelão.

14. Meio de memória, de acordo com asreivindicações 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que odito substrato é uma embalagem ou um pedaço de embalagem(60) .

15. Meio de memória, de acordo com areivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a zona dedetecção está localizada em uma costura colada na embalagemou pedaço de embalagem (60) .

16. Meio de memória, de acordo com quaisquer dasreivindicações 12-15, caracterizado pelo fato de que a zonade detecção é disposta entre o dito substrato e algumasegunda camada de material, por exemplo, uma camada deengomagem, revestimento, tinta de impressão ou verniz.

17. Meio de memória, de acordo com quaisquer dasreivindicações 12-16, caracterizado pelo fato de que asprimeiras áreas são formadas de um polímero condutor, porexemplo, polianilina, polipirrol, poliacetileno oupolitiofeno.

18. Meio de memória, de acordo com areivindicação 17, caracterizado pelo fato de que osprodutos químicos são dispostos nas primeiras áreas, a fimde alterar a condutividade elétrica dos mesmos.

19. Meio de memória, de acordo com quaisquer dasreivindicações 12-18, caracterizado pelo fato de que assegundas áreas são formadas de um polímero condutor, talcomo, polianilina, polipirrol, poliacetileno ou politiofenoe os produtos químicos são dispostos nos mesmos, a fim dereduzir a sua condutividade elétrica para um valor abaixodo dito valor limite.

20. Método de produção de uma marcaçãoeletromagneticamente legivel, em cujo método:- é usado um substrato apresentando duas superfícies; e- é provido pelo menos um material eletricamente condutorsobre uma superfície do substrato, a fim de formarprimeiras áreas (12, 22, 32, 42, 52) e segundas áreas (14, 24, 34, 44, 54), estas, dispostas entre as ditas primeirasáreas, de modo que pelo menos as primeiras áreas sejamformadas a partir do dito material eletricamente condutor;caracterizado pelo fato de que:- a condutividade elétrica das primeiras áreas é indicadapara ser maior que um valor limite definido e as primeirasáreas incluem pelo menos duas áreas, cuja condutividadeelétrica é indicada para substancialmente diferir entre si;e- a condutividade elétrica das segundas áreas é indicadapara ser menor que ou igual a do dito valor limite.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20,caracterizado pelo fato de que o dito materialeletricamente condutor é um polímero eletricamentecondutor, por exemplo, polianilina, polipirrol,poliacetileno ou politiofeno.

22. Método, de acordo com as reivindicações 2 0 ou 21, caracterizado pelo fato de que as primeiras áreas e assegundas áreas são formadas a partir de um polímeroeletricamente condutor e o método, além disso, compreendeum estágio em que é aplicado um produto químico às primeirae segunda áreas, a fim de alterar a condutividade elétricado polímero eletricamente condutor.

23. Método, de acordo com as reivindicações 20 ou-21, caracterizado pelo fato de que apenas as primeirasáreas são formadas a partir de um polímero eletricamentecondutor e o método, além disso, compreende um estágio emque é aplicado um produto químico às primeiras áreas, a fimde alterar a condutividade elétrica do polímeroeletricamente condutor.

24. Método, de acordo com as reivindicações 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que o dito produto quimico éaplicado através de impressão ou gravação.

25. Método, de acordo com as reivindicações 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que papel ou papelão é usadocomo o dito substrato.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25,caracterizado pelo fato de que o polímero eletricamentecondutor é aplicado no estágio de fabricação de papel oupapelão.

27. Método, de acordo com a reivindicação 25,caracterizado pelo fato de que o polímero eletricamentecondutor é aplicado ao substrato em um estágio em que umaembalagem ou pedaço de embalagem é fabricado de papel oupapelão.

28. Método, de acordo com quaisquer dasreivindicações 20-27, caracterizado pelo fato decompreender um estágio em que pelo menos uma camada dematerial adicional é disposta sobre o substrato, de modo acobrir pelo menos as ditas primeiras e segundas áreas.