EP1838589B8 - System und verfahren zur automatischen kennzeichnung, identifikation und verfolgung von substanzen oder behältern - Google Patents

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EP1838589B8
EP1838589B8 EP05819232A EP05819232A EP1838589B8 EP 1838589 B8 EP1838589 B8 EP 1838589B8 EP 05819232 A EP05819232 A EP 05819232A EP 05819232 A EP05819232 A EP 05819232A EP 1838589 B8 EP1838589 B8 EP 1838589B8
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EP
European Patent Office
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container
transponder
main portion
cylindrical main
coil
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EP05819232A
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EP1838589A1 (de
EP1838589B1 (de
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Harald Lossau
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DYNAMIC SYSTEMS GmbH
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DYNAMIC SYSTEMS GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/54—Labware with identification means
    • B01L3/545—Labware with identification means for laboratory containers
    • B01L3/5453—Labware with identification means for laboratory containers for test tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D23/00—Details of bottles or jars not otherwise provided for
    • B65D23/12—Means for the attachment of smaller articles
    • B65D23/14—Means for the attachment of smaller articles of tags, labels, cards, coupons, decorations or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/02—Identification, exchange or storage of information
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    • B01L2300/022—Transponder chips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/02—Identification, exchange or storage of information
    • B01L2300/024—Storing results with means integrated into the container
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2203/00—Decoration means, markings, information elements, contents indicators
    • B65D2203/10—Transponders

Definitions

  • the invention relates to a container for the transport and storage of substances, which is provided with a transponder for radio frequency identification.
  • the invention further relates to a transponder semi-finished product, to a production method for a container equipped with a transponder, and to a method for the automatic identification, identification and tracking of a substance.
  • Transponder technology has been used successfully for many years in many applications:
  • the non-contact company ID card that gives access to the workplace or the immobilizer based on a transponder installed in the vehicle key are typical examples.
  • Bills for waste disposal in Germany have also been prepared for several years using transponders in household waste bins.
  • Each time the garbage bin is emptied, the one-time code is automatically read in by the vehicle and the amount of garbage is assigned to the owner of the garbage bin [RFID Forum, Magazine for contactless data transfer 04/2004, Every Card Verlags GmbH Lüneburg, p. 33].
  • Transponder or RFID technology proves to be more robust than conventional labeling systems, especially labels with barcodes: for polluted, concealed or damaged barcodes, the chances of detection are poor despite a growing number of built-in redundancies.
  • the RFID technology which is independent of an optical line of sight, offers a consistently high reading quality even for heavily soiled data carriers. Further advantages of the RFID technology are the generally high memory capacities (currently up to 64 kByte), the possibility of reprogramming and encrypted data transmission.
  • a transponder usually consists of a coupling element (coil or microwave antenna) and an electronic microchip. Outside the response range of a reader, the transponder, which typically does not have its own power supply (battery), typically behaves completely passively. Only within the response range of a reader, the transponder is activated. The energy required to operate the transponder is transmitted as well as clock and data by the Koppeizie contactless to the transponder.
  • the mutual inductance M which is decisive for the power supply and data transmission of the transponder is proportional to the cross-sectional area A and number of turns n of the transponder coil and to the cosine of the angle ⁇ between the magnetic field lines of the reader and the central axis of the coil: M n n A cos ⁇ .
  • a high mutual inductance allows a high readout range of the transponder and / or a power supply of complex transponder chips, for example with a large storage capacity or with a complex processor for carrying out anti-collision methods or encrypted data transmission.
  • B1 Disks: Most common types are the so-called discs or coins, transponders with a round injection molded housing with diameters of a few millimeters up to 10 cm. For a good energy supply of the transponder must. The smallest disk transponder (laundry tag) in the 13.56 MHz frequency band on the market has a diameter of 16 mm, but has only a memory capacity of 120 bytes [RFID Forum 06/2004, p. 10].
  • B2 Glass housing: For the identification of animals, glass transponders have been developed that can be injected under the skin of the animal. A glass microchip mounted on a carrier and a chip capacitor are located in a glass tube with a diameter of only approx. 4 mm to a diameter of only 12 to 32 mm. The transponder coil is wound on a ferrite core of only 0.03 mm thick wire. For mechanical stability, the inner components are embedded in a soft adhesive.
  • Plastic housing The plastic package (plasticpackage) was developed for applications with particularly high mechanical requirements. This housing is also often integrated into other types, such as car keys for electronic immobilizers. The consisting of MoId- mass (IC potting compound) beveled cuboid with the
  • Chip cards The ID-1 (85.72 x 54.03 x 0.76 mm 3 ) design known from credit and telephone cards is becoming more and more important for RFID systems as a contactless chip card.
  • the advantage of this design for inductively coupled RFID systems is the large coil area, resulting in the chip cards high ranges.
  • Contactless chip cards are created by laminating a transponder between four PVC films.
  • the individual films are baked at high pressure and temperatures above 100 ° C to form a permanent unit.
  • the maximum thickness of 0.8 mm required for ID-1 cards is not always met.
  • Especially microwave transponders require thicker designs.
  • Smart label is a paper-thin transponder design.
  • the transponder coil is applied by screen printing or etching on a 0.1 mm thick plastic film. This film is often laminated with a paper layer and coated on the back with an adhesive.
  • the transponders are supplied as self-adhesive labels and can be affixed directly.
  • Transponder from a separate transponder coil that functions as an antenna and a transponder chip (hybrid technology).
  • the coils on the chip coil-on-chip.
  • the coil is placed here as a planar (single-layer) spiral arrangement directly on the insulator of the silicon chip and contacted by conventional openings in the passivation layer with the underlying circuit.
  • the size of the chip and thus of the entire transponder is only 3 ⁇ 3 mm 2 .
  • the transponders are often still embedded in a plastic body and, at 0 6 mm x 1, 5 mm, are among the smallest RFID transponders available on the market.
  • transponders By combining a transponder with a sensor, it is possible to transmit physical measurement data wirelessly in addition to an identification number [RFID-Forum 06/2004, p.20].
  • Active transponders ie with an integrated battery, are used for autonomous acquisition of measured data outside the range of the reading station. Applications are in particular in the temperature control during the transport of sensitive goods, such as blood, plants or fresh meat. For marking and ensuring the traceability of goods as well as the documentation of process steps in the flow of goods - be it steps of production, analysis, quality assurance, transport, goods transfer, consumption or disposal - often labeled containers are used. If transponders are to be used, a number of practical problems arise with regard to the optimal attachment to or integration into the container. This problem is particularly pronounced for small, thin-walled containers, especially if they have curved surfaces.
  • a cuboid transport container is described with a transponder, which is housed in an edge strip on a side wall.
  • a pin-shaped transponder of the types B2 or B3 is used, which can be inserted into the edge strip.
  • the font is limited to containers with a rectangular base and vertical side walls.
  • the utility model DE 9407696 U1 describes a plastic container which contains a transponder in the container wall or in a thickened part of the container wall.
  • the transponder is protected by _ _
  • the transponder is mounted parallel to the surface. Thin-walled, small containers or containers with curved surfaces are thus not covered. Also statements to ensure correct orientation of the container missing.
  • the document WO 01/029761 describes a container tracking system and a reusable container with a transponder.
  • data about the whereabouts of the container, states or other data of the transported articles and data for obtaining a user profile of the container can be received by the transponder and queried.
  • the description of the container itself is limited to a folding box with rectangular basic dimensions from 40 x 30 cm 2 , in particular for the transport of food.
  • a container made of plastic with integrated transponder is known, which is produced by injection molding, wherein the transponder is located in a plastic casing, with which he is injected as an insert into the plastic material of the container during its manufacture.
  • Advantages are the integration of the transponder into the injection-molded container, which in relation to its surface relatively thin design of the insert and the cost-effective production.
  • this does not solve the integration of the transponder on containers with curved surfaces, ensuring the correct orientation of the transponder coil relative to the magnetic field of the read-out device during the reading process or ensuring the largest possible distance between the transponder two touching or close standing container.
  • the integration of such a flat insert into small vessels, such as sample tubes is difficult in practice.
  • a test bottle with a transponder whose annular antenna is wound in the region of the annular groove between the mouth bead and the glans of the test bottle.
  • the antenna coil is aligned concentrically to the bottle central axis in order to achieve a reliable query of the coding even with a transceiver unit with a stationary at a small distance over the path of movement of the transported test bottles antenna.
  • the range of such an arrangement is very limited, so that the transmit-receive antenna must be arranged in the immediate vicinity of the antenna coil of the test bottles.
  • the object is to avoid the disadvantages of the prior art and in particular to provide a generic container, the safe and trouble-free readout of the transponder contained even in small and vaulted surfaces designs from a distance.
  • the abbreviation RFID Radio Frequency Identification
  • RFID Radio Frequency Identification
  • a transponder reader is a system that uses electromagnetic fields to supply a transponder with energy, read out data from its chip and optionally also write data to the chip.
  • a container of the aforementioned type has a substantially cylindrical main section with a curved lateral surface.
  • the transponder contains an electronic memory and as a coupling element an antenna coil which is arranged in or on a wall surface of the container and with its axis parallel to the cylinder axis of the main section.
  • the antenna coil is arranged in the region of the cylindrical main section of the container on the lateral surface of the cylinder and has one or more windings around the cylinder axis.
  • the coil surface corresponds to the cross-sectional area of the container and is thus maximally large at the given orientation. Consequently, the energy transfer and range associated with the mutual inductance M is also optimized for a given container cross-sectional area.
  • a feature of all embodiments is the fact that the container has a substantially cylindrical main portion with a curved lateral surface.
  • the main section is either of its size or its function of essential importance for the container.
  • the cylindrical main section can, for example, represent a receiving area which receives the substances to be transported or stored.
  • the main cylindrical portion constitutes a handling area for handling such as transportation or storage of the container.
  • the main section is preferably connected to a conically tapered receiving area, which receives the substances to be transported or stored.
  • the cylindrical main section occupies more than 50%, in particular more than 70%, of the expansion of the container in the direction of the cylinder axis and thus dominates the design of the container.
  • essentially cylindrical encompasses, in particular, circular-cylindrical shapes, but also cylindrical shapes in which the actual, or if the main section transitions into another area, imagined bottom and top surfaces consist of at least 5-cornered polygons with rounded corners, circular edges. or elliptical bends or other smooth curved sections, the individual sections passing each other without kinks.
  • the container itself is essentially cylindrical, it being understood that deviations from the cylindrical shape may occur in subordinate subregions, in particular in the region of the bottom or lid, for example by bevels towards the lid (eg bottles) or Floor towards (eg Eppendorf tube to DE 196 45 892) and by attaching brackets or threads or screw caps. There are small deviations from the cylindrical shape also in the cylindrical main section, for example by a sidecut, for the application described here without meaning.
  • a container of the type mentioned above has a substantially cylindrical main section with a curved lateral surface.
  • the transponder contains an electronic memory and as a coupling element, an antenna coil which is arranged in or on a wall surface of the container and with its axis parallel to the cylinder axis of the main portion.
  • the cylinder-shaped main section is connected to a conically tapered receiving area, which receives the substances to be transported or stored. Also in this aspect of the invention, the embodiments of the antenna coil described above are advantageously used.
  • a container of the aforementioned type has a substantially cylindrical main portion with a curved lateral surface.
  • the transponder contains an electronic memory and as a coupling element a dipole antenna, which is arranged in the region of the cylindrical main portion of the container in or on the lateral surface of the cylinder.
  • the dipole antenna is either linear and arranged with its longitudinal axis parallel to the cylinder axis of the main section, or it is wound as an open coil with the coil axis parallel to the cylinder axis of the main section around the cylindrical main section of the container.
  • Designs with dipole antennas are particularly suitable for operation in the ultra-high frequency range (UHF) - in particular for the passive UHF transponders in the frequency range 865 - 950 MHz - and achieve a particularly high reading range.
  • UHF ultra-high frequency range
  • the dipole antennas of containers set up in parallel are each arranged linearly and parallel to the cylinder axis, a uniformly oriented output is obtained.
  • Direction of the antennas so that they can be read reliably with a parallel-oriented antenna of a reader and still at a great distance.
  • a defined selective readout of the respective transponder located in the main beam direction is thus possible on a conveying path transversely to the bottle axis. The favor of a more distant
  • the dipole antenna as an open coil with such a slope around the cylindrical main portion of
  • the pitch of the open coil is advantageously chosen to be even greater than the width of the track of the antenna.
  • At least the cylindrical main section or even the entire container with the exception of closures, holders or threads, advantageously has no edges. This ensures that the application of chip and antenna coil to the main section or container is not hindered by edges. On the other hand, curves - especially with a small radius of curvature - interfere with the application and reading of conventional barcode labels or smart labels.
  • the container is suitably made of a plastic material such as PE, PP, PS, PET, ABS, an epoxy resin, a molding compound or IC potting compound or glass.
  • the transponder is embedded under the surface of the container in plastic, glass or a lacquer layer.
  • the container is resistant to liquids, chemicals, mechanical stresses, in particular abrasion, or sterilization or autoclaving process formed.
  • the transponder is advantageously designed for a low-frequency operating frequency and inductive coupling, since material dependencies of typical substances to be transported or stored are not significant in this frequency range.
  • the transponder is designed for a working frequency between 9 kHz and 135 kHz, preferably between 100 kHz and 135 kHz.
  • the transponder can also be operated at an operating frequency in the ISM frequency range, in particular at an operating frequency of 6.78 MHz, 13.56 MHz, 27.125 MHz, 40.68 MHz, 433.92 MHz, 869.0 MHz, 915, 0 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz or 24.125 GHz.
  • the frequency range around 13.56 MHz with likewise inductive coupling represents a particularly preferred compromise since material dependencies still remain within the range compared with higher frequencies, but at the same time rapid data transmission is possible in comparison to the low frequency range.
  • this frequency range is currently becoming a standard for transponders worldwide.
  • the container with an associated lid is closed, in particular with a clamping lid or screw cap.
  • the transponder is arranged in the bottom or lid of the container.
  • the transponder may be mounted in a potted disc on the bottom or lid of the container and may be attached to the bottom or lid by gluing, by fusing during manufacture of the container or as an insert during injection molding.
  • the container may be a (deposit) bottle, a recycling container or a thermoformed cup.
  • the container provides a reaction vessel, such as a sample tube, an Eppendorf tube. - -
  • Tube or a Petri dish especially for clinical and biochemical laboratories, or a sample vessel within a micro-Titterplatte is.
  • the electrical memory of the transponder preferably contains data such as an identification code, specification of the content, origin of the content, patient data in clinical applications, processing steps carried out or to be performed, processing stations run through or to be passed through, locations and times, physical measured variables such as temperature, pressure, filling level, Acceleration derived in particular from a transponder-integrated sensor, date of manufacture of the contents and / or container, operating instructions or control code for processing systems.
  • the electrical memory can be designed as a read-only memory or as a rewritable memory.
  • the container may further comprise a rotation limiter, which prevents the rotation of the container about its own axis on a conveying path. In this way, a uniform orientation of a plurality of containers can be ensured.
  • the container advantageously comprises a spacer which ensures a preselected minimum distance between adjacent containers on a conveyor line.
  • the invention further includes a Transponder Halbmaschine with a Transpon- derbaustein and a thin, flexible carrier with at least two, connected to the transponder module, open interconnects.
  • the conductor tracks are arranged on the carrier such that they come into contact with one another when the carrier is applied to a substantially cylindrical container in order to form a closed antenna as a coupling element of the transponder module.
  • the carrier is electrically insulating.
  • the conductor tracks project over the carrier on one of two opposite sides, and the protruding conductor track parts come into contact with the conductor tracks on the other of the two opposite sides when the carrier is applied, in order to form a closed antenna.
  • the transponder semi-finished product contains a transponder module and a thin, flexible carrier with a dipole antenna connected to the transponder module in which the dipole antenna is arranged on the carrier such that it winds around the container when the carrier is applied to a substantially cylindrical container open coil with a coil axis parallel to the cylinder axis of the container forms.
  • the carrier for easy application is preferably self-adhesive.
  • the carrier preferably consists of a plastic film, while the conductor tracks or the dipole antenna expediently consist of metal foil or a conductive paste applied by screen printing.
  • the transponder component advantageously contains a frequency stabilization circuit.
  • the transponder module and / or the conductor tracks or the dipole antenna are also expediently provided with an insulation layer or protective layer.
  • the invention also includes a molded transponder for attachment to or in a shipping or storage container having an electronic transponder. - -
  • coupling element includes an antenna coil and is embedded in a potting compound.
  • the invention further provides a method for manufacturing a container of the type described above, wherein the antenna coil of the transponder is arranged in or on a wall surface of the container and with its axis parallel to the cylinder axis of the main portion.
  • a coil wire is wound on the lateral surface of the cylindrical main section around the cylinder axis in order to form the antenna coil of the transponder.
  • a transponder module is applied, in particular glued and electrically connected by welding or bonding with the previously formed antenna coil.
  • the entire transponder is still provided with a protective layer. This can be formed by an applied paint or plastic layer or a suitably comprehensive protection body.
  • the transponder is formed on or in a suitable for deep drawing plastic surface and formed from this by deep drawing at least the cylindrical main portion, the bottom or the lid of the container.
  • the transponder is formed in a stacked layer sequence.
  • the layers of the layer sequence are advantageously brought before, during or after the thermoforming in a soft elastic state and baked together. If this lamination process takes place after deep drawing, the transponder can be produced before or after deep drawing. In some embodiments, it may be convenient to laminate only the lid and / or bottom surface of the container.
  • the transponder is embedded in a potting compound and the potted transponder on or in attached to a bottom or top surface of the container, in particular glued or cast.
  • the bottom surface may for this purpose have a curvature or recess into which the molded transponder is fitted.
  • the transponder can also be constructed on a support without housing and be poured into a bottom or top surface of the container.
  • the transponder is inserted into a self-adhesive label and the label is glued to a bottom or top surface of the container.
  • the invention also includes a method for automatic identification, identification and tracking of a substance with the following method steps:
  • the electrical memory is described with an indication of the substance to be filled or filled. This can be done, for example, when writing to the identification code. If desired, the electrical memory may be described with a time identifier, location identifier, and / or data of substance handling when the container is on one of the readout devices.
  • writing and / or reading the electrical memory is advantageously a secure data transfer, in particular via identification or - -
  • the data communication can also be encrypted.
  • a plurality of similar containers are preferably labeled and filled with substances, and all containers are guided past the reading device or readers with the same orientation of their cylinder axis.
  • the following advantages are realized by the invention: protection of the transponder from (mechanical and chemical) damage during handling of the container or by the goods transported in the container, in particular also by liquids and chemical substances; Integration of the transponder into thin-walled or small vessels; Integration or attachment of the transponder to containers with curved surfaces;
  • FIG. 1 shows a reaction vessel with a transponder constructed subsequently on the outer lateral surface
  • FIG. 2 shows a vial with a transponder in disk design introduced into the bottom
  • FIG. 3 shows the production of an RFID bottle with the aid of a self-adhesive transponder semi-finished product: a) self-adhesive transponder semi-finished product with open coil, b) gluing of the transponder semi-finished product onto the bottle, c) finished RFID bottle;
  • Figure 4 shows an RFID cup consisting of two nested cups, wherein the transponder is constructed on the outer surface of the inner cup;
  • FIG. 5 shows the production of an RFID cup in the deep-drawing process: a) construction of the transponder with flat carrier films, b) lamination and thermoforming;
  • FIG. 6 shows the use of RFID sample tubes in an automatic synthesis or analysis station
  • FIG. 7 shows an RFID bottle with a dipole antenna for operation in the ultra-high frequency range according to a further exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 8 shows the production of an RFID bottle with a dipole antenna formed as an open coil: a) self-adhesive carrier with transponder and dipole antenna, b) sticking of the carrier on the bottle, c) finished RFID bottle.
  • sample tube such as a so-called Eppendorf tube with a later built on the outer surface transponder will be explained.
  • reference numeral 1 designates the plastic reaction vessel (with bottom 11, cylindrical main portion 12 and lid 13), reference numeral 21 the transponder chip, 22 the transponder coil, and 3 a plastic protective layer.
  • a reaction vessel is in this embodiment of a commercially available Eppendorf tube, as described for example in DE 196 45 892, assumed.
  • This vessel comprises, in addition to a cylinder-shaped main section 12 relevant to the invention, which serves to handle the reaction vessel, a bottom 11 with bevels in the bottom area 111, a lid 13 with lid holder 131 (hinge) and snap closure 132.
  • the copper wires used are provided in addition to the usual insulating varnish with an additional layer of low-melting baking varnish.
  • the vessel is heated to the melting temperature of the baked enamel. This melts during the winding process, whereby the individual turns of the transponder coil stick together. In this way, the mechanical stability of the coil is guaranteed even before the applied at the end of the production process protective layer.
  • the antenna coil is not wound from wire, but either
  • - Made of a conductive polymer, preferably a silver conductive adhesive with E-poxydharz, which is applied with rotating sample tube or - made of a conductive paste (known as: polymer thick film - PTF), which is printed on the lateral surface.
  • a conductive polymer preferably a silver conductive adhesive with E-poxydharz, which is applied with rotating sample tube or - made of a conductive paste (known as: polymer thick film - PTF), which is printed on the lateral surface.
  • Fig. 2 shows a bottle 1 with a cylindrical main portion 12 and an inwardly curved or provided with a recess bottom 11, in the curvature or recess a finished encapsulated transponder 2 is introduced in disk design.
  • the fixation of the cast transponder 2 on the ground is done either by sticking in the recess of the prefabricated bottle or directly in the production process of the bottle by the transponder is melted as an insert during injection molding or blowing the bottle with the ground.
  • both are preferably made of the same material - for example polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET) or polypropylene (PP).
  • PS polystyrene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • a petri dish (a flat cylindrical vessel) on its bottom or lid from the outside a smart label, i. a self-adhesive transponder label adhered such that the transponder coil extends around the cylinder axis.
  • a circular smart label is glued concentrically, so that the cylinder axis passes through the surface of the transponder coil.
  • FIG. 3 shows the production of an RFID bottle with the aid of a self-adhesive transponder semi-finished product.
  • the self-adhesive transponder semi-finished product 20 (FIG. 3a) is constructed on a self-adhesive film 3 and comprises the transponder chip 21, interconnects 22 for constructing the transponder coil and two bonding wires 23 for connecting the two outer interconnects to the chip 21.
  • the interconnects 22 are so arranged so that the open ends are contacted with each other when the Transponder Halbmaschine is bonded to a cylindrical object having a predetermined circumference.
  • a conductive adhesive is applied to the contact points before sticking together.
  • Fig. 3b is shown how the transponder semi-finished product 20 is adhered to the cylindrical portion 12 of a bottle 1.
  • the printed conductors form a closed coil, which results in a functional transponder 2 together with the contacted chip.
  • the film 3 forms a continuous protective layer for the transponder. It can also serve as a printable label for the bottle.
  • Fig. 4 shows the production of an RFID cup of two nested cups.
  • Both cups are preferably made by deep-drawing of a thin plastic plate - for example, polypropylene (PP) -.
  • PP polypropylene
  • Both cups comprise a substantially cylindrical portion 12 and 32, respectively, which is minimally conical in order to facilitate the nesting of the cups.
  • the cup wall in the cylindrical portion 12 and 32 is thin and flexible enough to compensate for nesting not only manufacturing tolerances, but also to record the transponder 2, which is mounted on the outer surface of the inner cup.
  • the transponder 2 consisting of chip 21 and coil 22 is, as described with reference to FIG. 1, constructed on the cylindrical portion 12 of the inner cup 1.
  • the cups are then inserted into each other and welded together. Depending on the stability requirements welding takes place over the entire surface or only in the region of the cover flange (14 and 34) and, if necessary, in the bottom region (11 and 31).
  • transponder chip cards The production of an RFID cup in the deep-drawing process will be explained below with reference to FIG. 5.
  • the starting point is the construction of a transponder with flat plastic films, as is usual in the production of transponder chip cards (FIG. 5a).
  • the production of transponder chip cards is _
  • a chip card is typically composed of four films: two inlet foils, one of which is a carrier foil 18, on which the transponder 2 is constructed, and an intermediate foil 17 punched out in the region 171 of the chip 21, and two cover foils (overlay foils 16, 19), which are the outside make the card.
  • rigid plastics are used for the production of chip cards
  • suitable thermally easily moldable plastics are preferred for the production of RFID cups according to the invention for thermoforming. It is advisable to use plastics such as polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS) and in particular polypropylene (PP).
  • the transponder is located in the bottom of the substantially cylindrical cup, wherein the Transponder coil runs around the cylinder axis parallel to the edge of the floor.
  • the sample tubes 1 which are each provided with a transponder 2, come from a storage container or from upstream processing units and are transported on a linear transport device 6 to a first transponder reader 51, a processing unit 7 and an analysis unit 8 and optionally to another transponder reader 52 past. The tubes are then transported to an output reservoir or other processing units.
  • the antennas of the transponder readout devices 511 and 521 are arranged in the vicinity of a breakpoint of the transponder 2 so that their magnetic field lines run parallel to the coil axis of a transponder present at the respective breakpoint and a selective readout of this transponder is made possible.
  • the arrangement of several processing stations in a row, optionally supplemented by (tempered) intermediate storage and sorting units, complex syntheses and analyzes can be performed.
  • the whole Processing system is controlled by a central data processing unit 9.
  • the following data can be stored on the transponder 2 of each sample tube 1: identification number of the sample tube, specification of the content, origin of the content, patient data in clinical applications, processing steps carried out and to be performed, processing stations run through and to be processed, locations and times, physical measured variables , eg Temperature, pressure, level, acceleration, in particular of a sensor integrated in the transponder, date of manufacture of the contents and / or of the container and operating instructions or control code for the processing unit.
  • identification number of the sample tube specification of the content, origin of the content, patient data in clinical applications, processing steps carried out and to be performed, processing stations run through and to be processed, locations and times, physical measured variables , eg Temperature, pressure, level, acceleration, in particular of a sensor integrated in the transponder, date of manufacture of the contents and / or of the container and operating instructions or control code for the processing unit.
  • the information is used in particular for the clear identification of the substances in the sample tubes, the control and documentation of the production and analysis steps and thus the traceability and quality assurance of the processes.
  • FIGS. 7 and 8 show exemplary embodiments of containers according to the invention in which the antenna of the transponder 2 is designed as a dipole antenna 122. These embodiments are particularly suitable for operation in the ultra-high frequency range (UHF) - in particular for the passive UHF transponder in the frequency range 865 - 950 MHz - suitable.
  • UHF ultra-high frequency range
  • FIG. 7 shows a bottle 1 with a cylindrical main section 12, on the jacket surface of which a transponder 2 with transponder chip 21 and dipole antenna 122 is mounted on a flexible carrier 3.
  • the dipole antenna 122 is applied parallel to the cylinder axis of the main section 12.
  • the advantage of this arrangement is that with parallel arranged (erected) bottles, the respective antennas are aligned with a uniform orientation and thus can preferably be read with a uniform, parallel orientation of the antenna of the reader.
  • On a conveyor line transverse to the bottle axis so that a defined selective readout of each located in the main beam direction transponder is possible. The preference for a more distant transponder (incorrect reading) due to different orientations is thus excluded.
  • the container 1 and / or the conveying path comprises a means which prevents the container from rotating about its own axis.
  • the container and / or the conveying path may comprise a means which ensures a minimum distance of the lateral surfaces of adjacent bottles.
  • FIG. 8 shows the RFID marking of a cylindrical vessel 1 whose cylindrical main section 12 is shorter in the axial direction than the length of the dipole antenna 122 which is optimal for the transponder 2 in the desired frequency range.
  • the dipole antenna 122 in this case becomes an open coil around the cylindrical main section 12 of the vessel 1 is arranged.
  • the coil axis is arranged according to the invention parallel to the cylinder axis.
  • the extension of the antenna in the direction of the cylinder axis -in other words, the pitch of the open coil-is selected to be as large as possible. In any case, the pitch of the coil is greater than the width of the track of the antenna 122.
  • FIG. 8 a shows a transponder 2 with transponder chip 21, dipole antenna 122 and connecting wires 23 on a flexible substrate 3, which is suitable for RFID marking of the vessel 1 just described.
  • FIG. 8c shows the finished, labeled vessel 1 with transponder 2 and substrate 3.

Description

Behälter mit Transponder
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Behälter zum Transport und zur Aufbewahrung von Substanzen, der mit einem Transponder zur Radiofrequenzidentifikation ver- sehen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Transponderhalbzeug, ein Herstellungsverfahren für einen mit einem Transponder ausgestatteten Behälter, sowie ein Verfahren zur automatischen Kennzeichnung, Identifikation und Verfolgung einer Substanz.
Stand der Technik
Transpondertechnologie wird seit mehreren Jahren in vielen Anwendungen erfolgreich eingesetzt: Der berührungslose Firmenausweis, der den Zutritt zum Arbeitsplatz freigibt oder die Wegfahrsperre auf Basis eines in den Fahrzeug- Schlüssel eingebauten Transponders sind typische Beispiele. Rechnungen für die Abfallentsorgung werden in Deutschland ebenfalls bereits seit mehreren Jahren mit Hilfe von Transpondem in den Hausmülltonnen erstellt. Dabei wird bei jeder Entleerung der Mülltonne der einmalige Code automatisch vom Fahrzeug eingelesen und die Abfallmenge dem Mülltonnenbesitzer zugeordnet [RFID-Forum, Magazin für den kontaktlosen Datentransfer 04/2004, Every Card Verlags GmbH Lüneburg, S. 33]. Dabei erweist sich die Transponder- bzw. RFI D-Technologie robuster als herkömmliche Kennzeichnungssysteme, insbesondere Etiketten mit Barcodes: Für verschmutzte, verdeckte oder beschädigte Barcodes stehen trotz einer wachsenden Zahl von eingebauten Re- dundanzen die Chancen auf Erfassung schlecht. Dagegen bietet die von einer optischen Sichtverbindung unabhängige RFID-Technologie auch bei stark verschmutzten Datenträgern eine konstant hohe Lesequalität. Weitere Vorteile der RFID-Technologie sind die prinzipiell hohen Speicherfähigkeiten (aktuell bis zu 64 kByte), die Möglichkeit der Umprogrammierung und der verschlüsselten Datenübertragung.
Ein Transponder besteht üblicherweise aus einem Koppelelement (Spule oder Mikrowellenantenne) und einem elektronischen Mikrochip. Außerhalb des Ansprechbereichs eines Lesegeräts verhält sich der Transponder, der in der Regel keine eigene Spannungsversorgung (Batterie) aufweist, typischerweise vollkommen passiv. Erst innerhalb des Ansprechbereichs eines Lesegeräts wird der Transponder aktiviert. Die zum Betrieb des Transponders benötigte Energie wird ebenso wie Takt und Daten durch die Koppeieinheit kontaktlos zum Transponder übertragen.
Die für die Energieversorgung und Datenübertragung des Transponders maßgebliche Gegeninduktivität M ist proportional zur Querschnittsfläche A und Windungszahl n der Transponderspule sowie zum Kosinus des Winkels θ zwischen den Magnetfeldlinien des Lesegeräts und der Mittelachse der Spule: M ~ n • A • cos θ. Eine hohe Gegeninduktivität erlaubt eine hohe Auslesereichwei- te des Transponders und/oder eine Energieversorgung komplexer Transpon- derchips, beispielsweise mit großer Speicherkapazität oder mit einem komplexen Prozessor zur Durchführung von Antikollisionsverfahren oder verschlüsselter Datenübertragung.
Folgende Transponderbauformen sind bekannt:
B1 : Disks: Häufigste Bauform sind die sogenannten Disks oder Münzen, Transponder mit einem runden Spritzgussgehäuse mit Durchmessern von wenigen Millimetern bis zu 10 cm. Für eine gute Energieversorgung des Transponders muss. Der kleinste Disk-Transponder (Wäsche-Tag) im 13,56 MHz-Frequenzband auf dem Markt hat einen Durchmesser von 16 mm, verfügt jedoch nur über eine Speicherkapazität von 120 Byte [RFID-Forum 06/2004, S. 10]. B2: Glasgehäuse: Für die Identifikation von Tieren wurden Glastransponder entwickelt, die unter die Haut des Tieres injiziert werden können. In einem lediglich 12 bis 32 mm langen Glasröhrchen mit ca. 4 mm Außen- durchmesser befinden sich ein auf einem Träger montierter Mikrochip sowie ein Chipkondensator. Die Transponderspule wird aus nur 0,03 mm dickem Draht auf einen Ferritkern gewickelt. Für die mechanische Stabilität sind die inneren Komponenten in einen Weichkleber eingebettet.
B3: Plastikgehäuse: Für Anwendungen mit besonders hohen mechanischen Anforderungen wurde das Plastikgehäuse (plasticpackage) entwickelt. Dieses Gehäuse wird auch gern in andere Bauformen integriert, so etwa in Autoschlüssel für elektronische Wegfahrsperren. Der aus MoId- masse (IC-Vergussmasse) bestehende abgeschrägte Quader mit den
Abmessungen 12 x 5,9 x 3 mm3 beinhaltet nahezu die gleichen Komponenten wie der Glastransponder, hat aber durch die längere Spule eine größere Funktionsreichweite.
B4: Chipkarten: Der von Kredit- und Telefonkarten bekannten Bauform ID-1 (85,72 x 54,03 x 0,76 mm3) kommt auch bei RFID-Systemen eine immer größer werdende Bedeutung als kontaktlose Chipkarte zu. Der Vorteil dieser Bauform für induktiv gekoppelte RFID-Systeme besteht in der großen Spulenfläche, wobei sich bei den Chipkarten hohe Reichweiten ergeben.
Kontaktlose Chipkarten entstehen durch das Einlaminieren eines Transponders zwischen vier PVC-Folien. Dabei werden die Einzelfolien bei hohem Druck und Temperaturen über 100°C zu einer unlösbaren Einheit verbacken. Nicht immer ist jedoch die für ID-1 Karten geforderte maximale Dicke von 0,8 mm einzuhalten. Vor allem Mikrowellentransponder benötigen dickere Bauformen.
B5: Smart-Label: Unter Smart-Label versteht man eine papierdϋnne Trans- ponderbauform. Hierbei wird die Transponderspule durch Siebdruck oder Ätztechnik auf eine 0,1 mm dicke Plastikfolie aufgebracht. Diese Folie wird häufig mit einer Papierschicht laminiert und auf der Rückseite mit einem Kleber beschichtet. Die Transponder werden als Selbstklebe- etiketten geliefert und können direkt aufgeklebt werden.
B6: Coil-on-Chip: Bei den bisher vorgestellten Bauformen werden die
Transponder aus einer separaten Transponderspule, die als Antenne funktioniert, und einem Transponderchip hergestellt (hybride Technolo- gie). Im Wege der Miniaturisierung liegt es nahe, auch die Spulen auf dem Chip zu integrieren (Coil-on-Chip). Die Spule wird hier als planare (einlagige) Spiralanordnung unmittelbar auf dem Isolator des Siliziumchips platziert und durch konventionelle Öffnungen in der Passivie- rungsschicht mit der darunterliegenden Schaltung kontaktiert. Die Grö- ße des Chips und damit des gesamten Transponders beträgt nur 3 x 3 mm2. Zur besseren Handhabung werden die Transponder häufig noch in einen Kunststoffkörper eingebettet und gehören mit 0 6 mm x 1 ,5 mm zu den kleinsten auf dem Markt verfügbaren RFID-Transpondem.
Durch Kombination eines Transponders mit einem Sensor ist es möglich neben einer Identifikationsnummer physikalische Messdaten drahtlos zu übertragen [RFID-Forum 06/2004, S.20]. Eingesetzt werden hierbei meist aktive Transponder, d.h. mit integrierter Batterie, zum eigenständigen Erfassen von Messdaten außerhalb der Reichweite der Lesestation. Anwendungen liegen insbesondere in der Temperaturüberwachung beim Transport empfindlicher Waren, beispielsweise Blutkonserven, Pflanzen oder Frischfleisch. Zur Kennzeichnung und Sicherstellung der Nachverfolgbarkeit von Waren sowie der Dokumentation von Prozessschritten im Warenfluss - seien es Schritte der Produktion, Analyse, Qualitätssicherung, Transport, Warenübergabe, Verbrauch oder Entsorgung - werden oft gekennzeichnete Behälter einge- setzt. Sollen dabei Transponder eingesetzt werden, so ergeben sich eine Reihe praktischer Probleme in Bezug auf die optimale Anbringung an bzw. die Integration in den Behälter. Diese Problematik ist bei kleinen, dünnwandigen Behältern, insbesondere wenn diese gewölbte Oberflächen aufweisen, besonders ausgeprägt.
Darüber hinaus stellt die Sicherstellung einer geeigneten Orientierung der Transponderspule relativ zum Magnetfeld des Auslesegeräts beim Auslesevorgang oft ein Problem dar, da nur bei einer geeigneten relativen Orientierung eine ausreichende Wechselwirkungsstärke zwischen Auslesegerät und Transponder erreicht wird. Auch können sich berührende oder nahe beieinander stehende Behälter eine störungsfreie Auslesung der auf den jeweiligen Transpondern gespeicherten Daten erschweren oder sogar unmöglich machen.
In DE 4313049 ist ein quaderförmiger Transportbehälter beschrieben mit einem Transponder, der in einer Randlaufleiste an einer Seitenwand untergebracht ist. Dabei wird ein stiftförmiger Transponder der Bauformen B2 oder B3 eingesetzt, der in die Randlaufleiste eingeschoben werden kann. Die Schrift beschränkt sich auf Behälter mit rechtwinkliger Grundfläche und senkrechten Seitenwänden. Die angesprochenen Probleme der Kennzeichnung von kleinen, dünnwandigen Behältern, von Behältern mit gewölbten Oberflächen sowie die Sicherstellung der richtigen Orientierung wird in dieser Schrift nicht gelöst.
Das Gebrauchsmuster DE 9407696 U1 beschreibt einen Kunststoffbehälter, der in der Behälterwand bzw. in einem verdickten Teil der Behälterwand einen Transponder enthält. Der Transponder wird dadurch geschützt, dass er ent- _ _
weder in einem beim Spritzgießen in der Behälterwand eingebrachten Schlitz befestigt oder direkt in die Wand eingegossen wird. Der Transponder ist dabei parallel zur Oberfläche angebracht. Dünnwandige, kleine Behälter oder Behälter mit gewölbten Oberflächen sind damit nicht erfasst. Auch Aussagen zur Sicherstellung einer korrekten Orientierung der Behälter fehlen.
In der Druckschrift WO 01/029761 ist ein Behälterverfolgesystem und ein wieder verwendbarer Behälter mit einem Transponder beschrieben. Dabei können Daten über den Aufenthaltsort des Behälters, Zustände oder andere Daten der transportierten Artikel und Daten zur Gewinnung eines Benutzerprofils des Behälters vom Transponder empfangen und abgefragt werden. Die Beschreibung des Behälters an sich beschränkt sich auf eine Faltkiste mit rechteckigen Grundabmessungen ab 40 x 30 cm2, insbesondere zum Transport von Nahrungsmitteln.
Aus der DE 103 10 238 ist ein Behälter aus Kunststoff mit integriertem Transponder bekannt, der durch Spritzgießen hergestellt ist, wobei der Transponder in einer Kunststoffumhüllung liegt, mit der zusammen er als Einlegeteil in das Kunststoffmaterial des Behälters bei dessen Herstellung einge- spritzt wird. Vorteile dabei sind die Integration des Transponders in den Spritzgussbehälter, die im Verhältnis zu seiner Fläche relativ dünne Ausführung des Einlegeteils und die kostengünstige Herstellung. Nicht gelöst ist hierbei aber die Integration des Transponders an Behältern mit gewölbten Oberflächen, die Sicherstellung der richtigen Orientierung der Transponderspule relativ zum Magnetfeld des Auslesegeräts beim Auslesevorgang oder die Sicherstellung eines möglichst großen Abstand der Transponder zweier sich berührender o- der nahe beieinander stehender Behälter. Die Integration eines solchen flächigen Einlegeteils in kleine Gefäße, wie beispielsweise Probenröhrchen gestaltet sich darüber hinaus in der Praxis schwierig.
Die Druckschrift DE 299 10 452 U1 , die eine Vorrichtung und eine Testflasche zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit von Flascheninspektionsmaschinen _
betrifft, offenbart eine Testflasche mit einem Transponder, dessen ringförmige Antenne im Bereich der Ringnut zwischen dem Mündungswulst und der Eichel der Testflasche aufgewickelt ist. Die Antennenspule ist dabei konzentrisch zur Flaschenmittelachse ausgerichtet, um auch bei einer Sende-Empfangseinheit mit einer in geringem Abstand stationär über der Bewegungsbahn der transportierten Testflaschen angeordneten Antenne eine zuverlässige Abfrage der Codierung zu erreichen. Die Reichweite einer solchen Anordnung ist allerdings sehr begrenzt, so dass die Sende-Empfangsantenne in unmittelbarer Nähe der Antennenspule der Testflaschen angeordnet sein muss.
Darstellung der Erfindung
Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden und insbesondere einen gattungsgemäßen Behälter anzugeben, der auch in kleinen und mit gewölbten Oberflächen versehenen Bauformen ein sicheres und störungsfreies Auslesen des enthaltenen Transponders auch aus einiger Entfernung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Behälter mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ein Transponderhalbzeug, ein Herstellungsverfahren für einen mit einem Transponder ausgestatteten Behälter sowie ein Verfahren zur automatischen Kennzeichnung, Identifikation und Verfolgung einer Substanz sind in den nebengeordneten Ansprüchen angegeben. Weitere vorteilhafte Details, Aspekte und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung, den Figuren und den Beispielen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Abkürzungen und Begriffe benutzt: - -
Die Abkürzung RFID (Radio Frequency Identification) wird hier allgemein für Identifkationssysteme mit kontaktloser elektromagnetischer Energie- und Datenübertragung verwendet - unabhängig von der eingesetzten Trägerfrequenz.
Unter Transponderauslesegerät wird ein System verstanden, das über elektromagnetische Felder einen Transponder mit Energie versorgen, Daten aus dessen Chip auslesen und optional auch Daten auf den Chip schreiben kann.
Nach einem ersten Erfindungsaspekt weist ein Behälter der eingangs genannten Art einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hauptabschnitt mit einer gekrümmten Mantelfläche auf. Darüber hinaus enthält der Transponder einen elektronischen Speicher und als Koppelelement eine Antennenspule, die in oder auf einer Wandfläche des Behälters und mit ihrer Achse parallel zur Zy- linderachse des Hauptabschnitts angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Antennenspule im Bereich des zylinderförmigen Hauptabschnitts des Behälters auf der Mantelfläche des Zylinders angeordnet und weist eine oder mehrere Windungen um die Zylinderachse auf.
Durch Aufbringen der Transponderspule im Bereich der Mantelfläche entspricht die Spulenfläche der Querschnittsfläche des Behälters und ist damit bei der gegebenen Orientierung maximal groß. Folglich ist auch die mit der Gegeninduktivität M verbundene Energieübertragung und Reichweite bei gegebener Behälterquerschnittsfläche optimiert.
Durch diese Maßnahmen kann sichergestellt werden, dass die Antennenspule des Behälters beim Auslesevorgang in einer korrekten Orientierung relativ zum Magnetfeld des Auslesegeräts ausgerichtet ist. Darüber hinaus wird ein möglichst großer Mindestabstand der Ansprechbereiche der Transponder zweier sich berührender oder nahe beieinander stehender Behälter gewährleistet und so eine eindeutige und störungsfreie Auslesung erleichtert. _ _
Merkmal aller Ausführungsformen ist die Tatsache, dass der Behälter einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hauptabschnitt mit gekrümmter Mantelfläche aufweist. Dem Hauptabschnitt kommt entweder von seiner Größe oder seiner Funktion nach eine wesentliche Bedeutung für den Behälter zu. Der zylinder- förmige Hauptabschnitt kann beispielsweise einen Aufnahmebereich darstellen, der die zu transportierenden oder aufzubewahrenden Substanzen aufnimmt.
In einer anderen Gestaltung stellt der zylinderförmige Hauptabschnitt einen Handhabungsbereich dar, der der Handhabung, wie dem Transport oder der Lagerung des Behälters dient. In letzterem Fall ist der Hauptabschnitt vorzugsweise mit einem sich konisch verjüngenden Aufnahmebereich verbunden, der die zu transportierenden oder aufzubewahrenden Substanzen aufnimmt. In anderen Gestaltungen nimmt der zylinderförmige Hauptabschnitt mehr als 50%, insbesondere mehr als 70% der Ausdehnung des Behälters in Richtung der Zylinderachse ein und dominiert damit die Bauform des Behälters.
Der Begriff „im Wesentlichen zylinderförmig" umfasst insbesondere kreiszylindrische Formen, aber auch zylindrische Formen, bei denen die tatsächliche, oder - falls der Hauptabschnitt in einen anderen Bereich übergeht - gedachte Boden- und Deckelflächen aus zumindest 5-eckigen Polygonen mit abgerundeten Ecken, Kreis- oder Ellipsenbögen oder sonstigen glatten Kurvenabschnitten bestehen. Die einzelnen Abschnitte gehen dabei ohne Knicke einander über.
In vorteilhaften Ausgestaltungen ist der Behälter selbst im Wesentlichen zylinderförmig, wobei es sich versteht, dass in untergeordneten Teilbereichen Abweichungen von der Zylinderform vorkommen können, insbesondere im Bereich des Bodens oder Deckels, beispielsweise durch Abschrägungen zum Deckel hin (z. B. Flaschen) oder zum Boden hin (z. B. Eppendorf-Tube nach DE 196 45 892) sowie durch Anbringen von Halterungen oder Gewinden bzw. Schraubverschlüssen. Dabei sind kleine Abweichungen von der Zylinderform auch im zylindrischen Hauptabschnitt, etwa durch eine Taillierung, für die hier beschriebene Anwendung ohne Bedeutung.
Nach einem anderen Erfindungsaspekt weist ein Behälter der eingangs ge- nannten Art einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hauptabschnitt mit einer gekrümmten Mantelfläche auf. Darüber hinaus enthält der Transponder einen elektronischen Speicher und als Koppelelement eine Antennenspule, die in oder auf einer Wandfläche des Behälters und mit ihrer Achse parallel zur Zylinderachse des Hauptabschnitts angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist der zy- linderförmige Hauptabschnitt mit einem sich konisch verjüngenden Aufnahmebereich verbunden ist, der die zu transportierenden oder aufzubewahrenden Substanzen aufnimmt. Auch in diesem Erfindungsaspekt kommen die oben beschriebenen Ausgestaltungen der Antennenspule mit Vorteil zu Einsatz.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Behälter der eingangs genannten Art einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hauptabschnitt mit einer gekrümmten Mantelfläche auf. Darüber hinaus enthält der Transponder einen elektronischen Speicher und als Koppelelement eine Dipolantenne, die im Bereich des zylinderförmigen Hauptabschnitts des Behälters in oder auf der Mantelfläche des Zylinders angeordnet ist. Die Dipolantenne ist entweder linear und mit ihrer longitudinalen Achse parallel zur Zylinderachse des Hauptabschnitts angeordnet, oder sie ist als offene Spule mit der Spulenachse parallel zur Zylinderachse des Hauptabschnitts um den zylinderförmigen Hauptabschnitt des Behälters gewickelt.
Gestaltungen mit Dipolantenne sind besonders für den Betrieb im Ultrahochfrequenz-Bereich (UHF) - insbesondere für die passiven UHF-Transponder im Frequenzbereich 865 - 950 MHz - geeignet und erreichen eine besonders hohe Lesereichweite.
Sind die Dipolantennen parallel aufgestellter Behälter jeweils linear und parallel zur Zylinderachse angeordnet, so ergibt sich eine einheitlich orientierte Aus- richtung der Antennen, so dass diese mit einer parallel orientierten Antenne eines Lesegeräts zuverlässig und noch in großem Abstand ausgelesen werden können. Auf einer Förderstrecke quer zur Flaschenachse ist damit auch eine definierte selektive Auslesung des jeweils in der Hauptstrahlrichtung be- findlichen Transponders möglich. Die Bevorzugung eines entfernteren
Transponders (Fehllesung) aufgrund unterschiedlicher Orientierungen ist damit ausgeschlossen.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist die Dipolantenne als offene Spule mit einer solchen Steigung um den zylinderförmigen Hauptabschnitt des
Behälters gewickelt, dass sich die Dipolantenne parallel zur Zylinderachse im
Wesentlichen über die gesamte Ausdehnung des Hauptabschnitts erstreckt.
Dadurch wird bei gegebener Größe des zylinderförmigen Hauptabschnitts eine maximale Kopplung der Dipolantenne an das elektromagnetische Feld des Auslesegeräts erreicht. Selbst bei einem sehr schmalen Hauptabschnitt wird die Steigung der offenen Spule mit Vorteil jedenfalls noch größer als die Breite der Leiterbahn der Antenne gewählt.
In allen Erfindungsaspekten weist zumindest der zylinderförmige Hauptab- schnitt oder sogar der gesamte Behälter mit Ausnahme von Verschlüssen, Halterungen oder Gewinden vorteilhaft keine Kanten auf. Dadurch ist gewährleistet, dass die Aufbringung von Chip und Antennenspule auf den Hauptabschnitt oder Behälter nicht durch Kanten behindert wird. Andererseits stören Rundungen - insbesondere mit kleinem Krümmungsradius - die Aufbringung und Auslesung von konventionellen Barcode-Etiketten oder Smart-Labels.
Der Behälter besteht zweckmäßig aus einem Kunststoffmaterial wie PE, PP, PS, PET, ABS, einem Epoxydharz, einer Moldmasse oder IC-Vergussmasse oder aus Glas. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Transponder unter der Oberfläche des Behälters in Kunststoff, Glas oder eine Lackschicht eingebettet. Bevorzugt ist der Behälter beständig gegen Flüssigkeiten, Chemikalien, mechanische Beanspruchungen, insbesondere Abrieb, oder Sterilisierungs- bzw. Autoklavierungsverfahren ausgebildet.
Der Transponder ist mit Vorteil auf eine niederfrequente Arbeitsfrequenz und induktive Kopplung auslegt, da in diesem Frequenzbereich Materialabhängigkeiten typischer zu transportierender oder aufzubewahrender Substanzen nicht ins Gewicht fallen. Vorzugsweise ist der Transponder auf eine Arbeitsfrequenz zwischen 9 kHz und 135 kHz, vorzugsweise zwischen 100 kHz und 135 kHz ausgelegt ist. Der Transponder kann jedoch auch auf eine Arbeitsfre- quenz im ISM-Frequenzbereich, insbesondere auf eine Arbeitsfrequenz um 6,78 MHz, 13,56 MHz, 27,125 MHz, 40,68 MHz, 433,92 MHz, 869,0 MHz, 915,0 MHz, 2,45 GHz, 5,8 GHz oder 24,125 GHz ausgelegt sein. Dabei stellt der Frequenzbereich um 13,56 MHz mit ebenfalls induktiver Kopplung einen besonders bevorzugten Kompromiss dar, da sich Materialabhängigkeiten im Vergleich mit höheren Frequenzen noch im Rahmen halten, gleichzeitig jedoch im Vergleich zum Niederfrequenzbereich eine schnelle Datenübertragung möglich ist. Darüber hinaus entwickelt sich dieser Frequenzbereich gegenwärtig weltweit zu einem Standard für Transponder.
Zweckmäßig ist der Behälter mit einem zugehörigen Deckel verschließbar, insbesondere mit einem Klemmdeckel oder Schraubverschluss.
In einer Erfindungsvariante ist der Transponder im Boden oder Deckel des Behälters angeordnet. Insbesondere kann der Transponder in einer vergosse- nen Scheibe am Boden oder Deckel des Behälters angebracht sein und durch Verkleben, durch Verschmelzen beim Herstellen des Behälters oder als Einlegeteil beim Spitzguss am Boden oder Deckel angebracht sein.
Der Behälter kann eine (Pfand-)Flasche, ein Recycling-Behälter oder ein im Tiefziehverfahren hergestellter Becher sein. In anderen Gestaltungen stellt der Behälter ein Reaktionsgefäß, wie etwa ein Probenröhrchen, ein Eppendorf- - -
Tube oder eine Petrischale, insbesondere für klinische und biochemische Labore, oder ein Probengefäß innerhalb einer Mikro-Titterplatte dar.
Der elektrische Speicher des Transponders enthält vorzugsweise Daten wie eine Identifikationskennung, Spezifikation des Inhalts, Herkunft des Inhalts, Patientendaten bei klinischen Anwendungen, durchgeführte oder durchzuführende Verarbeitungsschritte, durchlaufene oder zu durchlaufende Verarbeitungsstationen, Aufenthaltsorte und Zeiten, physikalische Messgrößen, wie Temperatur, Druck, Füllstand, Beschleunigung, die insbesondere von einem in den Transponder integrierten Sensor stammen, Herstellungsdatum des Inhalts und/oder des Behälters, Bedienungsanleitung oder Steuerungscode für Verarbeitungssysteme.
Der elektrische Speicher kann als Nur-Lese-Speicher oder als wiederbe- schreibbarer Speicher ausgebildet sein.
Der Behälter kann weiter einen Drehbegrenzer umfasst, der auf einer Förderstrecke das Verdrehen des Behälters um die eigene Achse verhindert. Auf diese Weise kann eine einheitliche Orientierung einer Mehrzahl von Behältern sichergestellt werden.
In andern Ausgestaltungen umfasst der der Behälter mit Vorteil einen Abstandhalter, der einen vorgewählten Mindestabstand benachbarter Behälter auf einer Förderstrecke gewährleistet.
Die Erfindung enthält weiter ein Transponderhalbzeug mit einem Transpon- derbaustein und einem dünnen, biegsamen Träger mit zumindest zwei, mit dem Transponderbaustein verbundenen, offenen Leiterbahnen. Die Leiterbahnen sind dabei so auf dem Träger angeordnet, dass sie beim Aufbringen des Trägers auf einen im Wesentlichen zylinderförmigen Behälter miteinander in Kontakt treten, um eine geschlossene Antenne als Koppelelement des Transponderbausteins zu bilden. _ _
In einer bevorzugten Variante ist der Träger elektrisch isolierend. Die Leiterbahnen stehen in diesem Fall auf einer von zwei gegenüberliegenden Seiten über den Träger über und die überstehenden Leiterbahnteile treten beim Auf- bringen des Trägers mit den Leiterbahnen auf der anderen der beiden gegenüberliegenden Seiten in Kontakt, um eine geschlossene Antenne zu bilden.
Gemäß einer alternativen Ausführung enthält das Transponderhalbzeug einen Transponderbaustein und einen dünnen, biegsamen Träger mit einer mit dem Transponderbaustein verbundenen Dipolantenne bei dem die Dipolantenne so auf dem Träger angeordnet ist, dass sie beim Aufbringen des Trägers auf einen im Wesentlichen zylinderförmigen Behälter eine um den Behälter gewickelte offene Spule mit einer Spulenachse parallel zur Zylinderachse des Behälters bildet.
In beiden Ausführungsarten ist der Träger zum einfachen Aufbringen vorzugsweise selbstklebend ausgebildet. Weiter besteht der Träger vorzugsweise aus einer Kunststofffolie, während die Leiterbahnen bzw. die Dipolantenne zweckmäßig aus Metallfolie oder einer durch Siebdruck aufgebrachten leitfähigen Paste bestehen.
Um Unterschiede im Antennenquerschnitt beim Aufbringen des Trägers auf unterschiedlich große Behälter auszugleichen, und so die Verwendung eines Halbzeugs für verschieden große Behälter zu ermöglichen, enthält der Transponderbaustein mit Vorteil einen Schaltkreis zur Frequenzstabilisierung.
Der Transponderbaustein und/oder die Leiterbahnen bzw. die Dipolantenne sind darüber hinaus zweckmäßig mit einer Isolationsschicht oder Schutzschicht versehen.
Die Erfindung enthält auch einen vergossenen Transponder zum Befestigen an oder in einem Transport- oder Aufbewahrungsbehälter, der einen elektroni- - -
sehen Speicher und als Koppelelement eine Antennenspule enthält und der in eine Vergussmasse eingebettet ist.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters der oben beschriebenen Art bereit, bei dem die Antennenspule des Transponders in oder auf einer Wandfläche des Behälters und mit ihrer Achse parallel zur Zylinderachse des Hauptabschnitts angeordnet wird.
In einer ersten vorteilhaften Verfahrensvariante wird ein Spulendraht auf der Mantelfläche des zylinderförmigen Hauptabschnitts um die Zylinderachse gewickelt, um die Antennenspule des Transponders zu bilden. Zweckmäßig wird dann ein Transponderbaustein aufgebracht, insbesondere aufgeklebt und durch Schweißen oder Bonden elektrisch mit der zuvor gebildeten Antennenspule verbunden. Vorzugsweise wird der gesamte Transponder noch mit einer Schutzschicht versehen. Diese kann durch eine aufgebrachte Lack- oder Kunststoffschicht oder einen passend umfassenden Schutzkörper gebildet sein.
Bei einer anderen vorteilhaften Erfindungsvariante wird der Transponder auf oder in einer zum Tiefziehen geeigneten Kunststofffläche gebildet und aus dieser durch Tiefziehen zumindest der zylindrische Hauptabschnitt, der Boden oder der Deckel des Behälters geformt. Bevorzugt wird der Transponder dabei in einer übereinander angeordneten Schichtfolge gebildet. Die Schichten der Schichtenfolge werden dabei mit Vorteil vor, während oder nach dem Tiefzie- hen in einen weichelastischen Zustand gebracht und miteinander verbacken. Findet dieser Laminierungsvorgang nach dem Tiefziehen statt, so kann der Transponder vor oder nach dem Tiefziehen hergestellt werden. In manchen Ausgestaltungen kann es sich anbieten, nur die Deckel- und/oder Bodenfläche des Behälters zu laminieren.
Bei einer weiteren vorteilhaften Erfindungsvariante wird der Transponder in eine Vergussmasse eingebettet und der vergossene Transponder an oder in einer Boden- oder Deckelfläche des Behälters befestigt, insbesondere verklebt oder eingegossen. Die Bodenfläche kann dazu eine Wölbung oder Aussparung aufweisen, in die der vergossene Transponder eingepasst wird. Der Transponder kann auch auf einem Träger ohne Gehäuse aufgebaut sein und in eine Boden- oder Deckelfläche des Behälters eingegossen werden.
Nach noch einer weiteren, ebenfalls vorteilhaften Erfindungsvariante wird der Transponder in ein selbstklebendes Etikett eingebracht und das Etikett auf einer Boden- oder Deckelfläche des Behälters aufgeklebt.
Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zur automatischen Kennzeichnung, Identifikation und Verfolgung einer Substanz mit folgenden Verfahrensschritten:
- Bereitstellen eines Behälters mit Transponder der oben beschriebenen Art,
- Bereitstellen einer oder mehrerer Auslesegeräte für den Transponder, die an Stellen angeordnet sind, an der eine Identifikation oder Bearbeitung der Substanz stattfinden soll,
- Beschreiben des elektrischen Speichers des Transponders mit einer eindeutigen Identifikationskennung,
- Einfüllen der Substanz den Behälter, und
- Auslesen der Identifikationskennung, sobald sich der Behälter bei einem der Auslesegeräte befindet.
Gemäß einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird der elektrische Speicher mit einer Angabe über die einzufüllende oder eingefüllte Substanz beschrieben. Diese kann beispielsweise beim Beschreiben mit der Identifikationskennung erfolgen. Falls gewünscht, kann der elektrische Speicher mit einer Zeit- kennung, Ortskennung und/oder Daten der Substanzbearbeitung beschrieben werden, wenn sich der Behälter bei einem der Auslesegeräte befindet. Beim Beschreiben und/oder Auslesen des elektrischen Speichers wird vorteilhaft eine gesicherte Datenübertragung, insbesondere über Identifizierungs- oder - -
Autorisierungsprotokolle durchgeführt. Die Datenkommunikation kann auch verschlüsselt durchgeführt werden.
Bevorzugt wird bei dem Verfahren eine Mehrzahl gleichartiger Behälter ge- kennzeichnet und mit Substanzen befüllt und alle Behälter werden mit derselben Orientierung ihrer Zylinderachse an dem oder den Auslesegeräten vorbeigeführt.
Insgesamt werden durch die Erfindung folgende Vorteile verwirklicht: - Schutz des Transponders vor (mechanischer und chemischer) Beschädigung bei der Handhabung des Behälters oder durch die im Behälter transportierten Waren, insbesondere auch durch Flüssigkeiten und chemische Substanzen; Integration des Transponders in dünnwandige oder kleine Gefäße; - Integration bzw. Anbringung des Transponders an Behältern mit gewölbten Oberflächen;
Sicherstellung einer ausreichenden Energieversorgung und Reichweite; Sicherstellung der richtigen Orientierung der Transponderspule relativ zum Magnetfeld des Auslesegeräts beim Auslesevorgang; - Sicherstellung eines möglichst großen Mindestabstands der Ansprechbereiche der Transponder zweier sich berührender oder nahe beieinander stehender Behälter, um eine eindeutige störungsfreie Auslesung zu erleichtern; und kostengünstige Herstellung des Systems.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Es zeigt
Figur 1 ein Reaktionsgefäß mit einem nachträglich auf der äußeren Mantelfläche aufgebauten Transponder; Figur 2 ein Fläschchen mit einem in den Boden eingebrachten Transpon- der in Disk-Bauform;
Figur 3 die Herstellung einer RFID-Flasche mit Hilfe eines selbstkleben- den Transponderhalbzeugs: a) Selbstklebendes Transponderhalb- zeug mit offener Spule, b) Aufkleben des Transponderhalbzeugs auf die Flasche, c) fertige RFID-Flasche;
Figur 4 einen RFID-Becher bestehend aus zwei ineinander gesteckten Bechern, wobei der Transponder auf der äußeren Mantelfläche des inneren Bechers aufgebaut ist;
Figur 5 die Herstellung eines RFID-Bechers im Tiefziehverfahren: a) Aufbau des Transponders mit ebenen Trägerfolien, b) Laminieren und Tiefziehen;
Figur 6 den Einsatz von RFID-Probenröhrchen in einer automatischen Synthese- bzw. Analysestation;
Figur 7 eine RFID-Flasche mit einer Dipolantenne für den Betrieb im Ultrahochfrequenz-Bereich nach einem weiteren Ausfϋhrungsbeispiel der Erfindung; und
Figur 8 die Herstellung einer RFID-Flasche mit einer als offene Spule aus- gebildeten Dipolantenne: a) Selbstklebender Träger mit Transponder und Dipolantenne, b) Aufkleben des Trägers auf die Flasche, c) fertige RFID-Flasche.
Wege zur Ausführung der Erfindung - -
Zunächst wird mit Bezug auf die Fig. 1 als exemplarische Ausführungsform ein Proberöhrchen wie etwa ein sogenanntes Eppendorf-Tube mit einem nachträglich auf der äußeren Mantelfläche aufgebauten Transponder erläutert.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 das Reaktionsgefäß aus Kunststoff (mit Boden 11 , zylinderförmigem Hauptabschnitt 12 und Deckel 13), das Bezugszeichen 21 den Transponderchip, 22 die Transponderspule, sowie 3 eine Schutzschicht aus Kunststoff. Als Reaktionsgefäß wird in diesem Ausführungsbeispiel von einem handelsüblichen Eppendorf-Tube, wie sie beispiels- weise in der DE 196 45 892 beschrieben ist, ausgegangen.
Dieses Gefäß umfasst neben einem erfindungsgemäß relevanten zylinderförmigen Hauptabschnitt 12, der der Handhabung des Reaktionsgefäßes dient, einen Boden 11 mit Abschrägungen im Bodenbereich 111 , einen Deckel 13 mit Deckelhalterung 131 (Scharnier) und Schnappverschluss 132.
Auf die Mantelfläche des zylinderförmigen Abschnitts 12 des Gefäßes wird der Spulendraht der Transponderspule 22 mit einer automatischen Wickelmaschine gewickelt. Vorzugsweise sind die verwendeten Kupferdrähte neben dem üblichen Isolationslack mit einer zusätzlichen Schicht niedrigschmelzenden Backlacks versehen. Während des Wickelvorgangs wird das Gefäß auf die Schmelztemperatur des Backlacks erhitzt. Dieser schmilzt während des Wickelvorgangs, wodurch die einzelnen Windungen der Transponderspule miteinander verkleben. Auf diese Weise wird die mechanische Stabilität der Spule bereits vor der am Ende des Produktionsprozesses aufzubringenden Schutzschicht gewährleistet. Nach dem Wickeln der Spule stehen zur Kontaktierung des Transponderchips 21 zwei Varianten zur Auswahl: Erlauben die mechanischen Stabilitätsanforderungen und die Größe des Reaktionsgefäßes die Verwendung von sehr dünnen Spulendrähten (<= 50 μm), so kann der Draht di- rekt auf den Transponderchip gebondet werden. Alternativ wird ein Transpon- dermodul (Transponderchip, der auf einem Träger bzw. in einem Gehäuse fixiert ist) eingesetzt. Die Anschlüsse der Spule werden mit einem Punkt- schweißgerät an die Anschlussflächen des Transpondermoduls angeschweißt. Abschließend wird der gesamte Transponderaufbau mit einer Schutzschicht 3 aus Kunststoff überzogen. Die Schutzschicht wird dabei entweder durch Gießen bzw. Sprühen noch auf der Wickelmaschine oder durch Eintauchen des Gefäßes in verflüssigten Kunststoff aufgetragen.
In weiteren Ausführungsformen eines Probenröhrchens mit Transponder wird die Antennenspule nicht aus Draht gewickelt, sondern entweder
- aus einer flächigen leitfähigen Beschichtung der Außenwand des Pro- benröhrchens - bevorzugt einer Kupferbeschichtung - mit Hilfe einer
Maske herausgeätzt,
- aus einem leitfähigen Polymer, bevorzugt einem Silberleitkleber mit E- poxydharz, hergestellt, das bei rotierendem Probenröhrchen aufgetragen wird oder - aus einer leitfähigen Paste (bekannt als: polymer thick film - PTF) hergestellt, die auf die Mantelfläche aufgedruckt wird.
Fig. 2 zeigt eine Flasche 1 mit einem zylinderförmigen Hauptabschnitt 12 und einem nach innen gewölbten oder mit einer Aussparung versehenen Boden 11 , in dessen Wölbung oder Aussparung ein fertig vergossener Transponder 2 in Disk-Bauform eingebracht wird. Die Fixierung des vergossenen Transpon- ders 2 am Boden geschieht entweder durch Einkleben in die Aussparung der vorgefertigten Flasche oder direkt im Produktionsprozess der Flasche, indem der Transponder als Einlegeteil beim Spritzguss bzw. Blasen der Flasche mit dem Boden verschmolzen wird. Um im zweiten Fall eine gute Verbindung zwischen Transpondergehäuse und Flasche zu erhalten, werden beide vorzugsweise aus dem gleichen Material - beispielsweise Polystyrol (PS), Polyethy- lenterephthalat (PET) oder Polypropylen (PP) - hergestellt.
Der Transponder in Disk-Bauform beinhaltet neben dem Transponderchip eine kreisringförmige Antenne, die nahe der Mantelfläche innerhalb des scheibenförmigen Spritzgussgehäuses verläuft. Durch die koaxiale Anordnung von Disk-Transponder und zylinderförmiger Flasche sind folgende erfindungsgemäße Vorteile gewährleistet: einheitliche Orientierung der Transponderspulen bei parallel stehenden Flaschen, Sicherstellung eines Mindestabstands (= Flaschendurchmesser) der Spulenachsen, eine relativ zum Gefäß große Spulen- fläche und damit hoher Energieübertragung bzw. Reichweite. Weitere Vorteile dieser Anordnung sind die geschützte Position und damit stabile Fixierung des Transponders in der Aussparung des Bodens, die Möglichkeit der Anbringung eines Transponders an dünnwandige und kleine Gefäße sowie Gefäße mit kleinen Krümmungsradien.
Eine weitere Ausführungsform mit vergleichbaren Vorteilen ist eine Petrischale (ein flaches zylinderförmiges Gefäß) auf deren Boden oder Deckel von außen ein Smart-Label, d.h. ein selbstklebendes Transponderetikett, dergestalt aufgeklebt wird, dass die Transponderspule um die Zylinderachse herum verläuft. Bevorzugt wird dabei ein kreisförmiges Smart-Label konzentrisch aufgeklebt, so dass die Zylinderachse durch die Fläche der Transponderspule hindurchtritt.
Fig. 3 zeigt die Herstellung einer RFID-Flasche mit Hilfe eines selbstklebenden Transponderhalbzeugs. Das selbstklebende Transponderhalbzeug 20 (Fig. 3a) wird auf einer selbstklebenden Folie 3 aufgebaut und umfasst den Transpon- derchip 21 , Leiterbahnen 22 zum Aufbau der Transponderspule und zwei Bonddrähte 23 zum Verbinden der beiden äußeren Leiterbahnen mit dem Chip 21. Die Leiterbahnen 22 sind so angeordnet, dass deren offenen Enden mit- einander kontaktiert werden, wenn das Transponderhalbzeug auf einen zylinderförmigen Gegenstand mit einem vorgegebenen Umfang verklebt wird. Um einen zuverlässigen Kontakt zu gewährleisten, wird auf die Kontaktstellen vor dem Zusammenkleben ein leitfähiger Klebstoff (Silberleitkleber) aufgetragen.
In Fig. 3b ist dargestellt, wie das Transponderhalbzeug 20 auf den zylinderförmigen Abschnitt 12 einer Flasche 1 aufgeklebt wird. Bei vollständig aufgeklebtem Transponderhalbzeug (Fig. 3c) bilden die Leiterbahnen eine ge- schlossene Spule, die zusammen mit dem kontaktierten Chip einen funktionsfähigen Transponder 2 ergibt. Die Folie 3 bildet dabei eine durchgehende Schutzschicht für den Transponder. Sie kann dabei gleichzeitig als bedruckbares Etikett für die Flasche dienen.
Fig. 4 zeigt die Herstellung eines RFID-Bechers aus zwei ineinander gesteckten Bechern. Beide Becher sind bevorzugt im Tiefziehverfahren aus einer dünnen Kunststoffplatte - beispielsweise aus Polypropylen (PP) - hergestellt. (Komplexere Formen, wie beispielsweise Becher mit Schraubverschluss, kön- nen jedoch auch im Spritzgussverfahren hergestellt werden.) Sie sind so dimensioniert, dass der innere Becher 1 genau in den äußeren Becher 3 gesteckt und mit ihm verschweißt werden kann. Beide Becher umfassen einen im Wesentlichen zylinderförmigen Abschnitt 12 bzw. 32, der jedoch minimal konisch ausgeführt ist, um das Ineinanderstecken der Becher zu erleichtern. Die Becherwand im zylinderförmigen Abschnitt 12 bzw. 32 ist dünn und flexibel genug, um beim Ineinanderstecken nicht nur Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können, sondern auch noch den Transponder 2 aufnehmen zu können, der auf der Mantelfläche des inneren Bechers montiert ist.
Der Transponder 2 bestehend aus Chip 21 und Spule 22 wird, anlog wie anhand Fig. 1 beschrieben, auf dem zylinderförmigen Abschnitt 12 des inneren Bechers 1 aufgebaut.
Anschließend werden die Becher ineinandergesteckt und miteinander ver- schweißt. Je nach Stabilitätsanforderungen geschieht das Verschweißen vollflächig oder nur im Bereich des Deckelflanschs (14 und 34) und bei Bedarf im Bodenbereich (11 und 31).
Anhand der Fig. 5 wird im Folgenden die Herstellung eines RFID-Bechers im Tiefziehverfahren erläutert. Ausgangspunkt ist der Aufbau eines Transponders mit ebenen Kunststofffolien, wie er bei der Herstellung von Transponder- Chipkarten üblich ist (Fig. 5a). Die Herstellung von Transponderchipkarten ist _
in Finkenzeller Klaus, RFID-Handbuch, Carl Hanser Verlag, München 2002, Seiten 344 bis 351 , welcher Abschnitt in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird, beschrieben. Sie kann auf 4 Arten geschehen: i) Wickeltechnik (herkömmliches Wickeln der Spule und anschließendes Absetzen auf der Fo- lie), ii) Verlegetechnik (Verlegen des Drahtes mit einer Sonotrode direkt auf der Folie), iii) Siebdrucktechnik (Aufdrucken einer leitfähigen Polymer- Dickfilmpaste auf die Folie im Siebdruckverfahren) und iv) Ätztechnik (Herauslösen der Spule aus einer vollflächigen, auf die Folie auflaminierten und mit belichtetem Photolack beschichteten Kupferfolie).
Eine Chipkarte ist typischerweise aus vier Folien aufgebaut: zwei Inletfolien, davon eine Trägerfolie 18, auf der der Transponder 2 aufgebaut wird, und eine im Bereich 171 des Chips 21 ausgestanzte Zwischenfolie 17, sowie zwei Deckfolien (Overlayfolien 16, 19), welche die Außenseite der Karte bilden. Während zur Herstellung von Chipkarten möglichst steife Kunststoffe eingesetzt werden, werden für die Herstellung erfindungsgemäßer RFID-Becher zum Tiefziehen geeignete, thermisch leicht formbare Kunststoffe bevorzugt. Dabei bietet sich an, Kunststoffe wie Poiyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS) und insbesondere Polypropylen (PP) einzusetzen.
Nachdem der Transponder aufgebaut und die Folien passgenau übereinander gelegt sind, werden die Folien laminiert, d. h. bei erhöhter Temperatur (T = ca. 100 - 2000C) und hohem Druck (p = 20 - 120 kg/cm2) in einen weichelasti- sehen Zustand gebracht und miteinander verbacken. Anschließend werden die verbackenen Folien insgesamt im Tiefziehverfahren zum erfindungsgemäßen Becher geformt (Fig. 5b). Sofern die Verformung der Folien beim Tiefziehen im Bereich des Transponders gering ist, können der Laminierungsprozess und das Tiefziehen auch in einem gemeinsamen Schritt durchgeführt werden, in- dem die vier Folien mit zwei ineinander passenden Formen 41 und 42 geformt und miteinander verbacken werden. Bevorzugt befindet sich der Transponder daher im Boden des im Wesentlichen zylinderförmigen Bechers, wobei die Transponderspule um die Zylinderachse parallel zum Rand des Bodens verläuft.
Nach dem Laminieren, Tiefziehen und Auskühlen werden die einzelnen ge- formten RFID-Becher 1 aus dem Mehrfachnutzen-Bogen ausgestanzt (Fig. 5c).
Bei einer Variante des hier beschriebenen RFI D-Bechers wird lediglich der Boden aus den vier Folien, die den Transponder enthalten, laminiert. Der rest- liehe Becher besteht dann lediglich aus einer Folie, die durch Tiefziehen in Form gebracht wird.
Fig. 6 zeigt exemplarisch den Einsatz von RFID-Probenröhrchen in einer automatischen Prozessierungsstation, die zur Synthese- und Analyse von chemi- sehen, biologischen oder medizinischen Substanzen eingesetzt werden kann. Die Probenröhrchen 1 , die jeweils mit einem Transponder 2 versehen sind, kommen aus einem Vorratsbehälter oder aus vorgelagerten Prozessierungs- einheiten und werden auf einer linearen Transportvorrichtung 6 an einem ersten Transponderauslesegerät 51 , einer Prozessierungseinheit 7 und einer Analyseeinheit 8 und optional an einem weiteren Transponderauslesegerät 52 vorbeigeführt. Die Röhrchen werden anschließend an einen Ausgabevorratsbehälter oder weitere Prozessierungseinheiten weitertransportiert.
Die Antennen der Transponderauslesegeräte 511 und 521 sind in der Nähe jeweils eines Haltepunkts der Transponder 2 so angeordnet, dass deren Magnetfeldlinien am jeweiligen Haltepunkt parallel zur Spulenachse eines dort vorhandenen Transponders verlaufen und eine selektive Auslesung dieses Transponders ermöglicht wird.
Durch die Anordnung mehrerer Prozessierungsstationen hintereinander, gegebenenfalls ergänzt durch (temperierte) Zwischenlager und Sortiereinheiten, können komplexe Synthesen und Analysen durchgeführt werden. Das ganze Prozessierungssystem wird über eine zentrale Datenverarbeitungseinheit 9 gesteuert.
Auf dem Transponder 2 eines jeden Probenröhrchens 1 können folgende Da- ten abgelegt werden: Identifikationsnummer des Probenröhrchens, Spezifikation des Inhalts, Herkunft des Inhalts, Patientendaten bei klinischen Anwendungen, durchgeführte und durchzuführende Verarbeitungsschritte, durchlaufene und zu durchlaufende Verarbeitungsstationen, Aufenthaltsorte und Zeiten, physikalische Messgrößen, z.B. Temperatur, Druck, Füllstand, Beschleuni- gung, insbesondere von einem in den Transponder integrierten Sensor, Herstellungsdatum des Inhalts und/oder des Behälters sowie Bedienungsanleitung oder Steuerungscode für die Prozessierungseinheit.
Die Informationen dienen insbesondere der eindeutigen Kennzeichnung der Substanzen in den Probenröhrchen, der Steuerung sowie Dokumentation der Produktions- bzw. Analyseschritte und damit der Rückverfolgbarkeit bzw. Qualitätssicherung der Prozesse.
In den Figuren 7 und 8 werden Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Behältern gezeigt, bei denen die Antenne des Transponders 2 als Dipolantenne 122 ausgeführt ist. Diese Ausführungsformen sind insbesondere für einen Betrieb im Ultrahochfrequenz-Bereich (UHF) - insbesondere für die passiven UHF-Transponder im Frequenzbereich 865 - 950 MHz - geeignet. Dem Nachteil einer stärkeren Materialabhängigkeit der Funktionsfähigkeit von Transpon- dem in diesem Frequenzbereich steht als Vorteil die prinzipiell höhere Lesereichweite gegenüber.
Figur 7 zeigt eine Flasche 1 mit zylinderförmigem Hauptabschnitt 12, auf dessen Mantelfläche ein Transponder 2 mit Transponderchip 21 und Dipolantenne 122 auf einem biegsamen Träger 3 aufgebracht ist. Dabei ist die Dipolantenne 122 parallel zur Zylinderachse des Hauptabschnitts 12 aufgebracht. - -
Erfindungsgemäß besteht der Vorteil dieser Anordnung darin, dass bei parallel angeordneten (aufgestellten) Flaschen die jeweiligen Antennen mit einheitlicher Orientierung ausgerichtet sind und damit mit einer einheitlichen, parallelen Orientierung der Antenne des Lesegeräts bevorzugt ausgelesen werden können. Auf einer Förderstrecke quer zur Flaschenachse ist damit auch eine definierte selektive Auslesung des jeweils in der Hauptstrahlrichtung befindlichen Transponders möglich. Die Bevorzugung eines entfernteren Transpon- ders (Fehllesung) aufgrund unterschiedlicher Orientierungen ist damit ausgeschlossen.
Bevorzugt umfasst dabei der Behälter 1 und/oder die Förderstrecke ein Mittel, das ein Verdrehen des Behälters um die eigene Achse verhindert.
Alternativ oder zusätzlich können der Behälter und/oder die Förderstrecke ein Mittel umfassen, das einen Mindestabstand der Mantelflächen benachbarter Flaschen gewährleistet.
Figur 8 zeigt die RFID-Kennzeichnung eines zylinderförmigen Gefäßes 1 , dessen zylinderförmiger Hauptabschnitt 12 in Achsenrichtung kürzer ist, als die für den Transponder 2 im gewünschten Frequenzbereich optimale Länge der Dipolantenne 122. Die Dipolantenne 122 wird in diesem Fall als offene Spule um den zylinderförmigen Hauptabschnitt 12 des Gefäßes 1 angeordnet. Die Spulenachse ist dabei erfindungsgemäß parallel zur Zylinderachse angeordnet. Um eine möglichst gute Kopplung der Antenne 122 an das elektromagnetische Feld des Auslesegeräts zu erreichen, wird die Ausdehnung der Antenne in Richtung der Zylinderachse - mit anderen Worten die Steigung der offenen Spule - möglichst groß gewählt. Die Steigung der Spule ist jedenfalls größer als die Breite der Leiterbahn der Antenne 122.
Figur 8a zeigt einen Transponder 2 mit Transponderchip 21 , Dipolantenne 122 und Verbindungsdrähten 23 auf einem biegsamen Substrat 3, der zur RFID- Kennzeichnung des eben beschriebenen Gefäßes 1 geeignet ist. In Figur 8b _
ist gezeigt, wie der Transponder 2 mit Substrat 3 auf den zylinderförmigen Hauptabschnitt 12 des Gefäßes 1 aufgebracht wird. Figur 8c zeigt das fertige, gekennzeichnete Gefäß 1 mit Transponder 2 und Substrat 3.
Während die Erfindung insbesondere mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben worden ist, versteht sich für den Fachmann, dass Änderungen in Gestalt und Einzelheiten gemacht werden können, ohne von dem Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Offenbarung der vorliegenden Erfindung nicht einschränkend sein. Statt dessen soll die Offenbarung der vorliegenden Erfindung den Umfang der Erfindung veranschaulichen, der in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegt ist.

Claims

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Patentansprüche
1. Behälter (1 ) zum Transport und zur Aufbewahrung von Substanzen, der mit einem Transponderzur Radiofrequenzidentifikation versehen ist, wobei der Behälter einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hauptabschnitt (12) mit einer gekrümmten Mantelfläche aufweist, und
- der Transponder einen elektronischen Speicher (21 ) und als Koppel- element eine Antennenspule (22) enthält, wobei
- die Antennenspule (22) in oder auf einer Wandfläche des Behälters (1 ) und mit ihrer Achse parallel zur Zylinderachse des Hauptabschnitts (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Antennenspule (22) im Bereich des zylinderförmigen Hauptabschnitts (12) des Behälters auf der Mantelfläche des Zylinders angeordnet ist und eine oder mehrere Windungen um die Zylinderachse aufweist.
2. Behälter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anten- nenspule (22) so in oder auf einer Wandfläche des Behälters (1 ) angeordnet ist, dass die Zylinderachse des Hauptabschnitts (12) durch die Fläche der Antennenspule (22) hindurchtritt.
3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Hauptabschnitt (12) einen Aufnahmebereich darstellt, der die zu transportierenden oder aufzubewahrenden Substanzen aufnimmt.
4. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Hauptabschnitt (12) mit einem sich konisch verjüngenden Auf- nahmebereich (111) verbunden ist, der die zu transportierenden oder aufzubewahrenden Substanzen aufnimmt. 5. Behälter (1 ) zum Transport und zur Aufbewahrung von Substanzen, der mit einem Transponder zur Radiofrequenzidentifikation versehen ist, wobei
- der Behälter einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hauptabschnitt (12) mit einer gekrümmten Mantelfläche aufweist, und - der Transponder einen elektronischen Speicher (21 ) und als Koppelelement eine Antennenspule (22) enthält, wobei
- die Antennenspule (22) in oder auf einer Wandfläche des Behälters (1 ) und mit ihrer Achse parallel zur Zylinderachse des Hauptabschnitts (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Hauptabschnitt (12) mit einem sich konisch verjüngenden Aufnahmebereich (111 ) verbunden ist, der die zu transportierenden oder aufzubewahrenden Substanzen aufnimmt.
6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenspule (22) so in oder auf einer Wandfläche des Behälters angeordnet ist, dass die Zylinderachse des Hauptabschnitts (12) durch die Fläche der Antennenspule (22) hindurchtritt.
7. Behälter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenspule (22) im Bereich des zylinderförmigen Hauptabschnitts (12) des Behälters auf der Mantelfläche des Zylinders angeordnet ist und eine oder mehrere Windungen um die Zylinderachse aufweist.
8. Behälter zum Transport und zur Aufbewahrung von Substanzen, der mit einem Transponder zur Radiofrequenzidentifikation versehen ist, wobei der Behälter einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hauptabschnitt (12) mit einer gekrümmten Mantelfläche aufweist, und
- der Transponder einen elektronischen Speicher (21 ) und als Koppel- element eine Dipolantenne (122) enthält, die im Bereich des zylinderförmigen
Hauptabschnitts (12) des Behälters in oder auf der Mantelfläche des Zylinders angeordnet ist, und wobei _ _
- die Dipolantenne (122) entweder linear und mit ihrer longitudinalen Achse parallel zur Zylinderachse des Hauptabschnitts (12) angeordnet ist, oder als offene Spule mit der Spulenachse parallel zur Zylinderachse des Hauptabschnitts (12) um den zylinderförmigen Hauptabschnitt (12) des Behäl- ters gewickelt ist.
9. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dipolantenne (122) als offene Spule mit einer solchen Steigung um den zylinderförmigen Hauptabschnitt (12) des Behälters gewickelt ist, dass sich die Dipol- antenne (122) parallel zur Zylinderachse im Wesentlichen über die gesamte Ausdehnung des Hauptabschnitts erstreckt.
10. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Hauptabschnitt (12) einen Handha- bungsbereich darstellt, der der Handhabung, wie dem Transport oder der Lagerung des Behälters dient.
11. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Hauptabschnitt (12) keine Kanten aufweist.
12. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Hauptabschnitt (12) mehr als 50%, insbesondere mehr als 70% der Ausdehnung des Behälters in Richtung der Zylinderachse einnimmt.
13. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) aus einem Kunststoffmaterial wie PE, PP, PS, PET, ABS, einem Epoxydharz, einer Moldmasse oder IC- Vergussmasse oder aus Glas besteht. _
14. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (21 , 22) unter der Oberfläche des Behälters in Kunststoff, Glas oder eine Lackschicht eingebettet ist.
15. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) beständig gegen Flüssigkeiten, Chemikalien, mechanische Beanspruchungen, insbesondere Abrieb, oder Sterilisie- rungs- bzw. Autoklavierungsverfahren ausgebildet ist.
16. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (21 , 22) auf eine Arbeitsfrequenz zwischen 9 und 135 kHz, vorzugsweise zwischen 100 und 135 kHz ausgelegt ist.
17. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeich- net, dass der Transponder (21 , 22) auf eine Arbeitsfrequenz im ISM-
Frequenzbereich, insbesondere auf eine Arbeitsfrequenz um 6,78 MHz, 13,56 MHz, 27,125 MHz, 40,68 MHz, 433,92 MHz, 869,0 MHz, 915,0 MHz, 2,45 GHz, 5,8 GHz oder 24,125 GHz, und besonders bevorzugt auf eine Arbeitsfrequenz um 13,56 MHz ausgelegt ist.
18. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit einem zugehörigen Deckel (13) verschließbar ist, insbesondere mit einem Klemmdeckel oder Schraubverschluss.
19. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (21 , 22) im Boden (11 ) oder Deckel des Behälters (1 ) angeordnet ist.
20. Behälter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder in einer vergossenen Scheibe (2) am Boden (11 ) oder Deckel des Behälters (1) angebracht ist. _
21. Behälter nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder durch Verkleben, durch Verschmelzen beim Herstellen des Behälters (1) oder als Einlegeteil beim Spitzguss am Boden (11) oder Deckel angebracht ist.
22. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1 ) eine (Pfand-)Flasche, ein Recycling- Behälter oder ein im Tiefziehverfahren hergestellter Becher ist.
23. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1 ) ein Reaktionsgefäß, wie etwa ein Pro- benröhrchen, ein Eppendorf-Tube oder eine Petrischale, insbesondere für klinische und biochemische Labore, oder ein Probengefäß innerhalb einer Mikro- Titterplatte ist.
24. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Speicher (21 ) Daten enthält, wie eine I- dentifikationsnummer, Spezifikation des Inhalts, Herkunft des Inhalts, Patientendaten bei klinischen Anwendungen, durchgeführte oder durchzuführende Verarbeitungsschritte, durchlaufene oder zu durchlaufende Verarbeitungsstationen, Aufenthaltsorte und Zeiten, physikalische Messgrößen, wie Temperatur, Druck, Füllstand, Beschleunigung, die insbesondere von einem in den Transponder integrierten Sensor stammen, Herstellungsdatum des Inhalts und/oder des Behälters, Bedienungsanleitung oder Steuerungscode für Verar- beitungssysteme.
25. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Speicher (21) ein Nur-Lese-Speicher ist.
26. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Speicher (21) ein wiederbeschreibbarer Speicher ist. 27. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter einen Drehbegrenzer umfasst, der auf einer Förderstrecke das Verdrehen des Behälters um die eigene Achse verhindert.
28. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter einen Abstandhalter umfasst, der einen vorgewählten Mindestabstand benachbarter Behälter auf einer Förderstrecke gewährleistet.
29. Transponderhalbzeug (20) mit einem Transponderbaustein (21) und einem dünnen, biegsamen Träger (3) mit zumindest zwei, mit dem Transponderbaustein (21) verbundenen, offenen Leiterbahnen (22), bei dem die Leiterbahnen so auf dem Träger (3) angeordnet sind, dass sie beim Aufbringen des Trägers (3) auf einen im Wesentlichen zylinderförmigen Behälter (1 ) miteinan- der in Kontakt treten, um eine geschlossene Antenne als Koppelelement (22) des Transponderbausteins (21) zu bilden.
30. Transponderhalbzeug nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) elektrisch isolierend ist und die Leiterbahnen (22) auf ei- ner von zwei gegenüberliegenden Seiten über den Träger (3) überstehen und die überstehenden Leiterbahnteile beim Aufbringen des Trägers (3) mit den Leiterbahnen auf der anderen der beiden gegenüberliegenden Seiten in Kontakt treten, um eine geschlossene Antenne zu bilden.
31. Transponderhalbzeug (20) mit einem Transponderbaustein (21 ) und einem dünnen, biegsamen Träger (3) mit einer mit dem Transponderbaustein (21) verbundenen Dipolantenne (122), bei dem die Dipolantenne (122) so auf dem Träger (3) angeordnet ist, dass sie beim Aufbringen des Trägers (3) auf einen im Wesentlichen zylinderförmigen Behälter (1) eine um den Behälter gewickelte offene Spule mit einer Spulenachse parallel zur Zylinderachse des Behälters (1) bildet. 32. Transponderhalbzeug nach einem der Ansprüche 29 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) selbstklebend ist.
33. Transponderhalbzeug nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) aus einer Kunststofffolie besteht.
34. Transponderhalbzeug nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (22) oder die Dipolantenne (122) aus Metallfolie oder einer durch Siebdruck aufgebrachten leitfähigen Paste beste- hen.
35. Transponderhalbzeug nach einem der Ansprüche 29 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponderbaustein (21) einen Schaltkreis zur Frequenzstabilisierung enthält, um Unterschiede im Antennenquerschnitt beim Aufbringen des Trägers auf unterschiedlich große Behälter (1 ) auszugleichen.
36. Transponderhalbzeug nach einem der Ansprüche 29 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponderbaustein (21) und/oder die Leiterbahnen (22) bzw. die Dipolantenne (122) mit einer Isolationsschicht oder Schutz- Schicht versehen sind.
37. Verfahren zum Herstellen eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 28, bei dem die Antennenspule im Bereich des zylinderförmigen Hauptabschnitts des Behälters auf der Mantelfläche des Zylinders so angeordnet wird, dass sie eine oder mehrere Windungen um die Zylinderachse aufweist.
38. Verfahren zum Herstellen eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 28, bei dem der zylinderförmige Hauptabschnitt mit einem sich konisch verjüngenden Aufnahmebereich verbunden wird, der die zu transportierenden oder aufzubewahrenden Substanzen aufnimmt. _
39. Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Antennenspule bildender Spulendraht auf der Mantelfläche des zylinderförmigen Hauptabschnitts um die Zylinderachse gewickelt wird.
40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass ein Transponderbaustein aufgebracht, insbesondere aufgeklebt und durch Schweißen oder Bonden elektrisch mit der Antennenspule verbunden wird.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 40, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Transponder mit einer Schutzschicht versehen wird.
42. Verfahren nach Anspruch 41 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht durch eine aufgebrachte Lack- oder Kunststoffschicht oder einen passend umfassenden Schutzkörper gebildet ist.
43. Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder auf oder in einer zum Tiefziehen geeigneten Kunststofffläche gebildet und aus dieser durch Tiefziehen zumindest der zylindrische Hauptabschnitt, der Boden oder der Deckel des Behälters geformt wird.
44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder in einer übereinander angeordneten Schichtfolge gebildet wird.
45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten der Schichtenfolge vor, nach oder während des Tiefziehens in einen weichelastischen Zustand gebracht und miteinander verbacken werden.
46. Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder in eine Vergussmasse eingebettet wird und der vergossene Transponder an oder in einer Boden- oder Deckelfläche des Behälters befestigt, insbesondere verklebt oder eingegossen wird. _
47. Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder auf einem Träger ohne Gehäuse aufgebaut ist und in eine Boden- oder Deckelfläche des Behälters eingegossen wird.
48. Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder in ein selbstklebendes Etikett eingebracht und das Etikett auf einer Boden- oder Deckelfläche des Behälters aufgeklebt wird.
49. Verfahren zum Herstellen eines Behälter zum Transport und zur Aufbe- Währung von Substanzen, der mit einem Transponder zur Radiofrequenzidentifikation versehen ist, und einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hauptabschnitt mit einer gekrümmten Mantelfläche aufweist, wobei der Transponder einen elektronischen Speicher und als Koppelelement eine Antennenspule enthält, die in oder auf einer Wandfläche des Behälters und mit ihrer Achse parallel zur Zylinderachse des Hauptabschnitts angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder auf oder in einer zum Tiefziehen geeigneten Kunststofffläche gebildet und aus dieser durch Tiefziehen zumindest der zylindrische Hauptabschnitt, der Boden oder der Deckel des Behälters geformt wird.
50. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder in einer übereinander angeordneten Schichtfolge gebildet wird.
51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten der Schichtenfolge vor, nach oder während des Tiefziehens in einen weichelastischen Zustand gebracht und miteinander verbacken werden.
52. Verfahren zum Herstellen eines Behälter zum Transport und zur Aufbewahrung von Substanzen, der mit einem Transponder zur Radiofrequenziden- tifikation versehen ist, und einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hauptabschnitt mit einer gekrümmten Mantelfläche aufweist, wobei der Transponder einen elektronischen Speicher und als Koppelelement eine Antennenspule _
enthält, die in oder auf einer Wandfläche des Behälters und mit ihrer Achse parallel zur Zylinderachse des Hauptabschnitts angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder auf einem Träger ohne Gehäuse aufgebaut ist und in eine Boden- oder Deckelfläche des Behälters eingegossen wird.
53. Behälter zum Transport und zur Aufbewahrung von Substanzen, herstellbar nach einem der Ansprüche 49 bis 52.
54. Verfahren zur automatischen Kennzeichnung, Identifikation und Verfol- gung einer Substanz mit folgenden Verfahrensschritten:
- Bereitstellen eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 28 oder 53,
- Bereitstellen einer oder mehrerer Auslesegeräte für den Transponder, die an Stellen angeordnet sind, an der eine Identifikation oder Bearbeitung der Substanz stattfinden soll,
- Beschreiben des elektrischen Speichers des Transponders mit einer eindeutigen Identifikationskennung,
Einfüllen der Substanz den Behälter, und
- Auslesen der Identifikationskennung, sobald sich der Behälter bei einem der Auslesegeräte befindet.
55. Verfahren nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass der e- lektrische Speicher mit einer Angabe über die einzufüllende oder eingefüllte Substanz beschrieben wird.
56. Verfahren nach Anspruch 54 oder 55, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Speicher mit einer Zeitkennung, Ortskennung und/oder Daten der Substanzbearbeitung beschrieben wird, wenn sich der Behälter bei einem der Auslesegeräte befindet.
57. Verfahren nach einem der Ansprüche 54 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass beim Beschreiben und/oder Auslesen des elektrischen Spei- - o -
chers eine gesicherte Datenübertragung, insbesondere über Identifizierungs- oder Autorisierungsprotokolle durchgeführt wird.
58. Verfahren nach einem der Ansprüche 54 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl gleichartiger Behälter gekennzeichnet und mit Substanzen befüllt wird, und alle Behälter mit derselben Orientierung ihrer Zylinderachse an dem oder den Auslesegeräten vorbeigeführt werden.
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