FI119084B - Uudet tuotteet ja menetelmä niiden valmistamiseksi - Google Patents

Description

.....r 119084

Uudet tuotteet ja menetelmä niiden valmistamiseksi

Esillä oleva keksintö liittyy tiedon tallentamiseen elektromagneettisesti luettavaan muotoon.

S Erityisesti keksintö koskee elektromagneettisesti luettavaa merkintää, joka sisältää sähköä johtavia alueita substraatilla. Lisäksi keksintö koskee menetelmää tällaisen merkinnän valmistamiseksi, sekä muistivälinettä, joka on toteutettu tällaisen merkinnän avulla.

Aikaisemmin tietoa on tallennettu pakkauksiin optisesti havaittavin merkinnöin, kuten vii-10 vakoodein, tai sähkömagneettisesti luettavien piirien, kuten Radio Frequency Identification (RF1D) -piirien, avulla. Visuaalisen merkinnän haittana on sen pakkauksen pinnalta viemä alue, joka vastaavasti pienentää tuotteen brändäykseen ja markkinointiin käytettävää pinta-alaa. Toisaalta visuaalinen merkintä on edullinen ja helppokäyttöinen. Tavallisiin UPC-(Universal Product Code) tai ΕΑΝ- (European Article Numbering) viivakoodeihin on tyy-15 pillisesti sisällytetty 1 -D muotoon koodattuna yksilöintitieto tuotteen valmistajasta sekä tuotelajista numerosarjoina. Lisäksi viivakoodeissa on tarkistusluku, jonka avulla voidaan todeta, onko koodin lukeminen onnistunut. Mikäli viivakoodin perusteella halutaan tietää esimerkiksi valmistajan nimi, on tunnettava valmistajalle annettu UPC- tai EAN-tunnistusluku. Tämän lisäksi visuaaliset merkinnät ovat helposti väärennettävissä.

: 20 • M • · . *: *. RFID-piirien etuna on suuri tallennuskapasiteetti, joka sallii myös esimerkiksi valmistaja- ·*·*. tietojen eksplisiittisen tallentamisen. RFID-piirit voidaan myös lukea suhteellisen pitkän • · välimatkan päästä. Haittapuolena RFID-piireissä ovat kuitenkin suhteellisen suuret kustan- ··· ; :mikset, jotka nykyisellä hintatasolla rajaavat useimmat kuluttajapakkaukset, kuten makeis-25 ja savukerasiat, auttamattomasti sovellusalueen ulkopuolelle. Nykyisellään tekniikka soveltuu esimerkiksi pallettien tai suurien kuljetuspakkauksien merkintään, ei yksittäisiin X : kuluttajapakkauksiin. Lisäksi piireissä käytetyt materiaalit saattavat olla kierrätykseen kel- ·*· paamattomia.

* ··· ··*· 30 Tunnistettava merkintä voidaan myös tuottaa esimerkiksi paperille sähköä johtavalla ai- ··· : /, neella. US-patenttijulkaisuissa 6.168.080 ja 6.202.929 esitetään menetelmä, jossa paperille • « · ··· · ....: tulostetaan johtavalla painovärillä viivakoodikuvio, joka luetaan liikuttamalla sitä yhden • · sähköelektrodin tuottamassa sähkökentässä ja tunnistamalla viivakoodin aiheuttamat kapa- 2 119084 sitiiviset muutokset vähintään yhdellä toisella elektrodilla. Menetelmän etuna ovat pienet merkinnän tuotantokustannukset, mutta tiedon tallennuskapasiteetti on korkeintaan samaa suuruusluokkaa kuin optisesti luettavissa viivakoodeissakin, sillä sähköinen kytkeytyminen merkinnän ja lukulaitteen eri osien välillä ja riittävän johtavuustason saavuttaminen paino-5 värin avulla asettavat merkinnän fyysiselle koolle alarajan.

WO-jvilkaisussa 05/027599 kuvataan menetelmä sähköisten komponenttien valmistamiseksi paperialustalle. Kyseisessä menetelmässä paperirata ajetaan kohopainotelojen läpi, jolloin paperille muodostuu syvänteitä ja harjanteita. Tämän jälkeen paperin koko pinnalle 10 applikoidaan johtavaa materiaalia. Viimeisessä vaiheessa harjanteiden alueelta johtava materiaali jyrsitään pois, niin että muodostuu syvänteiden muodon määräämä johdekuvio. Menetelmää voidaan käyttää sovelluksissa, joissa tuotettavan johdekuvion eri osien sähkönjohtavuus ei vaihtele. Lisäksi se edellyttää, että johdekuvion muoto on tiedossa jo paperin valmistusvaiheessa.

15

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen merkintä, jonka tallennuskapasiteettia suhteessa sen vaatimaan pinta-alaan on lisätty, sekä menetelmä tällaisen merkinnän tuottamiseksi.

,·. : 20 Keksinnön perusajatuksena on järjestää substraatille tunnistusvyöhyke, eli merkintä, joka • · * • · . *: *, käsittää ainakin yhdestä sähköä johtavasta materiaalista muodostettuja ensimmäisiä alueita * * · :'. *. (myös ’’johtavia alueita”), jotka on sovitettu välimatkan päähän toisistaan ja joiden sähkön- • · : ‘ . johtavuus on suurempi kuin ennalta määrätty kynnysarvo, sekä ensimmäisten alueiden ··· • välille järjestettyjä toisia alueita (myös ’’välialueita”), joiden sähkönjohtavuus on pienempi • · · · : * * *: 25 tai yhtä suuri kuin mainittu kynnysarvo. Ensimmäiset alueet käsittävät useita eri johtavuus- ··♦ tasoja, jolloin tunnistusvyöhykkeeseen kuuluu ainakin kaksi ensimmäistä aluetta, joiden I I': sähkönjohtavuudet ovat oleellisesti toisistaan poikkeavia. Merkintä on luettavissa substraa- • · · :>t<: tilta elektromagneettisen kytkeytymisen avulla.

»·» ·*·· 30 Kynnysarvona voidaan käyttää nollajohtavuutta, mutta kynnysarvo voi olla aina sovellu- ··· . L tusmuodon mukaan myös jokin nollasta poikkeava arvo. Eri sähkönjohtavuuden tasot voi- • * e

Haan saada aikaan esimerkiksi sähköä johtavien materiaalien valinnoilla, ensimmäisten alueiden dimensioita tai kuviointia muuttamalla, tai esimerkiksi muuntelemalla substraatil- • · 3 119084 le applikoidun sähköä johtavan materiaalin ominaisuuksia kemiallisesti applikoinnin jälkeen. Ensimmäisten alueiden sähkönjohtavuuden tasot voidaan saada aikaan myös kuvioimalla aluetta, esimerkiksi rasteroimalla, jolloin ensimmäisen alueen pinta-alasta vain osa on pinnoitettu sähköä johtavalla aineella. Sähköäjohtava materiaali voi olla esimerkiksi 5 polymeeriä. Välialueet voivat yhden sovellutusmuodon mukaan myös sisältää jotakin sähköä johtavaa materiaalia, jonka sähkönjohtavuus on kuitenkin oleellisesti pienempi kuin johtavien alueiden. Välialueet voidaan toki myös jättää ’’paljaiksi” alueiksi.

Alueen sähkönjohtavuudella tarkoitetaan tässä sitä alueen materiaalisten ja geometristen 10 ominaisuuksien määräämää kokonaisuutta, joka vaikuttaa signaaliin, joka voidaan mitata kytkeytymällä alueeseen elektromagneettisesti. Elektromagneettisella kytkeytymisellä tarkoitetaan kapasitiivisia, induktiivisia ja galvaanisia kytkeytymisen muotoja. Ideaalitilanteessa sähkönjohtavuus voidaan määrittää tuntemalla siinä käytettävän materiaalin konduk-tanssi ja suskeptanssi (eli admittanssi) sekä alueen muoto. Sähkönjohtavuus on siten vah-15 vasti sidoksissa käytettyyn taajuuteen ja havainnointimenetelmään. Käytännössä mitattavissa oleviin suureisiin vaikuttavat väistämättä myös esimerkiksi aluetta ympäröivät materiaalit, esimerkiksi substraatin sähköiset ominaisuudet sekä muut lähellä olevat johtavat alueet.

. 20 Substraattina voidaan käyttää jotakin suhteellisen edullista materiaalia, kuten paperia tai • ·· *.·" kartonkia.

• · · • · * ·· · • · · • · • « . * · ·. Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle merkinnälle on tunnusomaista se, mikä • · ··· : on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

·♦♦ · 25 • « ···

Keksinnön mukaiselle muistivälineelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaa- : timuksen 12 tunnusmerkkiosassa.

··· ··· • · • « .:. Keksinnön mukaiselle menetelmälle puolestaan on tunnusomaista se, mikä on esitetty pa- ···· . * * *. 30 tenttivaatimuksen 20 tunnusmerkkiosassa.

• φ ·♦· • · » * · ♦ · ·

Keksinnön avulla saavutetaan monia etuja. Keksinnön avulla voidaan hyödyntää sähkön- johtavuuden eri tasoja tiedon koodauksen yhtenä ulottuvuutena, jolloin tiedon määrä pinta- • · 4 119084 alayksikköä kohti kasvaa merkittävästi. Merkintään voidaan siis eri johtavuustasojen lukumäärän mukaan tallentaa moninkertainen määrä tietoa verrattuna ’’yksiulotteisiin” merkintöihin. Merkintä voi olla paljain silmin näkymätön ja/tai se voi sijaita jossakin substraatin sisäkerroksessa tai kerrosten välissä, jolloin merkintä on vaikeammin väärennettävissä 5 ja substraatin pinta-alaa vapautuu enemmän esimerkiksi painatukselle.

Optisesti luettavissa merkinnöissä, kuten viivakoodeissa, vastaava edistysaskel olisi hyödyntää koodauksessa harmaasävyjä tai värejä sen sijaan, että kuvio muodostuisi vain valkoisista ja mustista alueista.

10

Keksintöä voidaan soveltaa moniin teollisuudenaloihin, joissa elektronisesti tai optisesti havainnoitavaa tietoa on tallennettu materiaaliin, kuten esimerkiksi pakkaukseen, dokumenttiin, rakennuslevyyn, tekstiiliin tai pinnoitteeseen. Tällaisia teollisuudenaloja ovat mm. elintarvike-, lääke ja päivittäistavarateollisuus, rakennusteollisuus, logistiikka, 15 kulunvalvonta, laboratorioteollisuus. Niinpä keksintöä voidaan käyttää esimerkiksi postilaitoksissa, rahtiliikenteessä, lentoliikenteessä, apteekeissa ja sairaaloissa niissä käsiteltävien tavaraerien hallintaan.

Keksintö mahdollistaa myös uudenlaisen ja turvallisen aitousvarmenteen valmistamisen.

. *. : 20 Varmenne voidaan applikoida tuotteen pintaan tai sisäkerrokseen tai tuotteen kerrosten • · · • · . ·: \ väliin joko paljain silmin näkymättömänä tai näkyvänä. Lisäksi voidaan suunnitella sellai- j \ *. siä merkintöjä, jotka ovat luettavissa vain tietynlaisilla lukulaitteilla, jolloin merkinnän « » : *"; informaatiosisältöön on ulkopuolisten vaikea päästä käsiksi. Näin voidaan suunnitella esi- ··# • :'· merkiksi asiakaskohtaisia varmennejäijestelmiä. Lisäksi tuotteeseen tai sen pakkaukseen ··· · :***: 25 kiinteästi applikoitua johtavaa merkintää on erittäin vaikea väärentää huomaamattomasti.

Merkinnän sisältämä informaatio voi myös olla kryptatussa muodossa.

• · • · · • * * **· · ···

Keksinnön mukainen menetelmä on sovellettavissa teollisuusmittakaavassa. Johtava mate- • | · riaali tai useita johtavia materiaaleja voidaan applikoida paperi- tai kartonkituotteelle esi- ***« ·"*; 30 merkiksi offset-, syvä-ja flexo-painomenetelmillä johtavien alueiden muodostamiseksi (ns.

• · · :[·, suora menetelmä). Vaihtoehtoisesti johtava materiaali voidaan jäljestää homogeenisena • · · ··· · ....: kerroksena paperi- tai kartonkisubstraatille päällystys-, pintaliimaus- tai lakkausvaiheessa joko omana kerroksenaan tai päällystyspastaan, pintaliimaan tai lakkaan sekoitettuna. Täi- 5 119084 löin johtavien alueiden ja välialueiden johtavuuserot tuotetaan jälkeenpäin, esimerkiksi kemiallisesti tai mekaanisesti työstämällä. Kemiallinen työstö voi tapahtua esimerkiksi applikoimalla jotakin soveltuvaa kemikaalia, joka muuttaa materiaalin sähkönjohtavuutta (dedouppaus/douppaus), johtavaa materiaalia sisältävän kerroksen tai vastaavasti sähköä 5 johtamatonta materiaalia sisältävän kerroksen päälle (ns. epäsuora menetelmä). Kerran dedoupatun tai doupatun alueen sähkönjohtavuutta voidaan myös jälkeenpäin muuttaa de-douppaamalla, douppaamalla tai muulla tavalla. Sähkönjohtavuutta voidaan siten muuttaa useassa prosessivaiheessa sekä korkeamman että matalamman johtavuuden suuntaan. Tätä sovellutusmuotoa voidaan hyödyntää esimerkiksi muutettaessa merkintää tuotteen jakelu- 10 ketjun eri vaiheissa. Tässä dokumentissa dedouppauksella tarkoitetaan alueen sähkönjohtavuuden pienentämistä tuomalla alueeseen jotain toista ainetta. Vastaavasti douppauksella tarkoitetaan alueen sähkönjohtavuuden kasvattamista tuomalla alueeseen jotain toista ainetta.

15 Edellä mainittujen menetelmien lisäksi voidaan käyttää myös eri menetelmien yhdistelmää, jossa esimerkiksi paperi- tai kartonkituotteelle ensin applikoidaan offset-, syvä-ja flexo-painomenetelmillä johtava kuvio, ja seuraavassa vaiheessa kemiallisesti muutetaan johtavien alueiden johtavuustasoa eli niihin kiijoitetaan tietoa. Ensimmäinen vaihe tyypillisesti suoritetaan pakkauksen valmistusvaiheessa, mutta jälkimmäinen vaihe voidaan joko suorit-. ·. ; 20 taa pakkauksen valmistuksen yhteydessä tai vasta esimerkiksi tuotteen pakkausvaiheessa.

• M • · I·» • · · • · · : V. Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa myös pienessä mittakaavassa jopa koti- • * ." *. oloissa. Tällöin johtavat materiaalit, jotka voivat olla esimerkiksi eri polymeerejä tai samaa ··· • .*. polymeeriä, jonka koostumusta on muunneltu sähkönjohtavuuden muuttamiseksi, saatetaan

Mi · ; * * ’; 25 esimerkiksi paperille mustesuihkutulostimella (suora menetelmä). Vaihtoehtoisesti etukä-

Mi teen applikoidun polymeerikerroksen päälle voidaan jäljestää dedouppaus/douppaus-: yhdistettä/-yhdisteitä mustesuihkumenetelmällä keksinnön mukaisen merkinnän tuottami- seksi (epäsuora menetelmä). Mustesuihkutulostus on luonnollisesti käytettävissä myös teollisessa mittakaavassa.

MM

30 • · ··· . *. Keksintöä voidaan käyttää tuotetietojen tallentamiseen samaan tapaan kuin perinteisiä vii- • · · I" ! vakoodeja. Tällöin merkintään voitaisiin tallentaa kuitenkin huomattavasti enemmän in- • · formaatiota, kuten tuotteen valmistaja-, valmistuspaikka-, valmistusajankohta- tai muita 6 119084 alkuperätietoja. Informaatiokapasiteetin kasvaessa nämä tiedot voitaisiin tallentaa jopa eksplisiittisesti (eli ilman peitenumeroita tai koodisanoja), esimerkiksi ASCII-jäijestelmän avulla, mikä tekee merkinnästä perinteisiin viivakoodeihin perustuviin optisiin tai sähköisiin merkintöihin verrattuna huomattavasti joustavamman. Lisäksi merkintään voidaan 5 sisällyttää myös esimerkiksi perinteisten UPC- ja EAN-viivakoodien sisältämät numerotiedot, jolloin merkinnän tulkinta on näiltä osin yhteensopiva yleisesti vallitsevan jäqestel-män kanssa.

Suuri tietokapasiteetti yhdistettynä digitaaliseen painatukseen, esimerkiksi mustesuihku-10 menetelmään, mahdollistaa myös pakkauksien identifioimiin yksilötasolla. Siten keksintöä voidaan käyttää perinteisten RFID-tagien tiedontallennusstandardin mukaisen tiedon tallentamiseen. EPC Global Inc. järjestön määrittämän standardin mukaan RFID-tagin sisältämä tietomäärä on kokonaisuudessaan 96 bittiä, joka on jaettu otsikko-osaan, joka määrittää tagin sisältämän tiedon rakenteen, tuotteen valmistajan osaan, tuotetyyppitietoon ja 15 tuotteen yksilöintitietoon. Kyseinen 96 bitin tietomäärä riittää jokaisen maailman tuotteen yksilöimiseen.

Keksinnön mukaista merkintää voidaan käyttää myös räätälöityihin tarkoituksiin, esimerkiksi yritysten sisällä tai osana niiden asiakastoimintaa, jolloin merkinnän informaatiosisäl- . . 20 lön määräävät kyseisen yrityksen tarpeet. Informaatio voi olla tallennettu merkintään hyvin • *·· monessa eri formaatissa. Esimerkkinä mainittakoon seitsemän- tai kahdeksanbittiset • · · • t · .., .i ASCII-jonot, jotka ovat helposti muunnettavissa teksti-ja numerosaijoiksi. Vaihtoehtoises- • · . · · ·, ti informaatio voi olla sisällytetty merkintään salattuna, jolloin merkinnän tuottamiseen ja • · ··· ; , ·, tulkintaan vaaditaan salaus- ja purkuavaimet. Esimerkkinä voidaan mainita aitousvarmen- • · ·

*#· I

.···. 25 nesovellukset.

• · ··· • ; *; Yhden sovellutusmuodon mukaan merkintä sijaitsee tuotteen pinnassa. Pinnassa oleva ··· · :** *; merkintä on helppo valmistaa, mutta toisaalta se on alttiina kulutukselle, kuten kolhuille ja j ·. naarmuille, jotka voivat heikentää merkinnän luettavuutta ajan mittaan. Toisaalta merkintä . > * *. 30 voi sijaita myös esimerkiksi pakkauksen sisäpinnassa, jossa se on myös suojassa kulutuk- • · *·· , *. seita.

• · · « · · ··· · • · 7 119064

Toisen sovellutusmuodon mukaan merkintä sijaitsee tuotteen sisäkerroksessa. Merkintä voidaan saattaa sisäkerrokseen esimerkiksi paperin, kartongin tai paperi- tai kartonkituotteen, kuten pakkauksen, valmistusvaiheessa, jolloin sen päälle voidaan levittää esimerkiksi pintaliima-, päällyste-, painoväri- tai lakkakerros, joka suojaa merkintää.

5

Kolmannen sovellutusmuodon mukaan merkintä sijaitsee pakkauksen liimasaumassa. Tällöin merkintä voidaan muodostaa pakkausaihion liimaukselle varattuun tilaan kun pakkaus on vielä taittelematta tai kun se on taiteltu osittain. Merkintä voi tällöin jäädä liima-aineen alle kartonkikerroksien väliin. Etuna tässä sovellutusmuodossa on, että saumakohdat ovat 10 kestäviä, jolloin merkintä on hyvin suojassa kolhuilta ja kulutukselta. Liimatut saumat eivät myöskään taitu helposti. Lisäksi merkinnän applikointi voitaisiin luontevasti liittää pakkausprosessin saumausvaiheeseen, jolloin varsinaisia uusia pakkausprosessia hidastavia vaiheita ei syntyisi.

15 Neljännen sovellutusmuodon mukaan keksinnössä kuvattu merkintä on saatettu ympäristön olosuhteiden mukaan muuttuvaksi. Tällöin menetelmää voidaan soveltaa esimerkiksi pakkauksissa, jotka aistivat ympäristönsä tilaaja siinä tapahtuvia muutoksia (ns. älypakkauk-set), pakkauksiin jotka osallistuvat valmistus- tai muun prosessin ohjaamiseen tai rakennusmateriaaleihin jotka tarkkailevat rakenteen kuntoa ja tilaa.

. . 20 • · · • ·· ,·»] Keksinnön mukaista merkintää voidaan käyttää myös tavallisissa paperiarkeissa. Esimer- aan a : ·, ·, kiksi monien virallisten lomakkeiden, asiakirjojen, kyselyjen ja laskujen reunoihin on usein • a • a . · · ·. sij oitettu optisesti luettavia viivakoodi- tai kohdistusmerkintöjä. Nämä merkinnät tekevät aaa : , ·, lomakkeista usein sekavan näköisiä eikä niistä kuitenkaan ole kyseisen lomakkeen täyttä- «·· a .***. 25 jälle useinkaan mitään hyötyä. Niitä hyödynnetään vasta esimerkiksi lomakkeen automati- ··· soidussa lukemisessa tai arkistoinnissa. Esillä olevan keksinnön avulla tällaiset merkinnät • ·*· voidaan saattaa paljain silmin näkymättömiksi, jolloin lomakkeiden ulkonäkö paranee • · · a : * * *: huomattavasti, eivätkä ne näytä niin vaikeaselkoisilta. Näin voidaan vähentää esimerkiksi »i» *.·, virastoissa asioivien ’’lomakekammoa”. Keksinnön avulla voidaan myös toteuttaa lomak- a a··# .*··. 30 keitä, joihin voidaan jälkeenpäin lisätä huomaamattomia merkintöjä.

• *· a a a taa a a a ! Keksinnössä kuvattu menetelmä on helposti sovellettavissa esimerkiksi pakkaus- ja paperi- a a teollisuuden olemassa oleviin prosesseihin, joten se on erittäin edullinen toteuttaa. Mene- g 119084 telmä ei vaadi pakkaukseen sijoitettuja mikropiirejä toimiakseen, vaikka myös niitä voidaan joissakin sovelluksissa hyödyntää osana merkintää.

Tunnistusvyöhykkeen ensimmäiset alueet ovat johtavuudeltaan oleellisesti toisistaan poik-5 keavia, kun ne voidaan sähkömagneettisin välinein identifioida (erottaa toisistaan ja toisista alueista) havainnoimalla substraatin ulkopuolelta. Kahden johtavuusjäijestyksessä peräkkäisen johtavuustason johtavuusero voi olla tällöin esimerkiksi 20 - 100 % kaikkein johtavimman tason johtavuuden ja kynnysarvon erotuksesta. Tällöin voidaan käyttää 2-6 eri johtavuustasoa. Tätä voidaan soveltaa tyypillisissä kohtalaisen pienen informaatiosisäl-10 lön merkinnöissä, joissa käytetään esimerkiksi 4-6 johtavuustasoa. Tällaiset merkinnät voidaan lukea luotettavasti ja nopeasti ja ne soveltuvat siten käytettäväksi esimerkiksi päivittäistavarakaupassa tai jakelukeskuksissa. Toisen edullisen sovellutusmuodon mukaan kahden johtavuusjäijestyksessä peräkkäisen johtavuustason johtavuusero on S - 100 % kaikkein johtavimman tason johtavuuden ja kynnysarvon erotuksesta. Tällöin voidaan saa-15 da aikaan merkintöjä, joissa on esimerkiksi 7-22 johtavuustasoa. Tällaiset merkinnät voivat sisältää jo kohtalaisen suuren määrän informaatiota, mutta niiden tuottaminen ja lukeminen luotettavasti on teknisesti vaativampaa. Kun merkinnässä on monia johtavuustasoja (esimerkiksi neljä tai enemmän), niiden tuottamiseen soveltuu erityisen hyvin esimerkiksi myöhemmin tässä dokumentissa tarkemmin kuvattava douppaus/dedouppausmenetelmä.

• . 20 • · · • ·· • · . · j ·, Yhden sovellutusmuodon mukaan johtavuusjäijestyksessä yhden (korkeamman) johtavuus- • · · tason johtavuus on 20 - 100 % suurempi kuin kyseisen johtavuustason ja johtavuusjärjes- • · * .**·, tyksessä tätä johtavuustasoa edellisen (alemman) johtavuustason johtavuuden erotus. Tällä ·· • . *. saavutetaan ylöspäin tihenevä j ohtavuustasoasteikko, j onka avulla koko käytettävissä oleva *·· · ;***; 25 johtavuusalue saadaan tehokkaasti käyttöön.

·· * : Keksinnön muut piirteet ja edut tulevat esille seuraavasta yksityiskohtaisesta tarkastelusta, jossa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa .:. kuvio 1 esittää tasokuvantona erään mahdollisen keksinnön mukaisen merkinnän, jossa on ·«·» :***· 30 neljän eri johtavuustason alueita johtamattomalla taustalla, ·*· ; kuvio 2 esittää tasokuvantona erään mahdollisen keksinnön mukaisen useampikanavaisen · * «M t .... * merkinnän, jossa on neljän eri johtavuustason alueita ja tahdistuskuvio johtamattomalla • · taustalla, 9 119084 kuvio 3 esittää tasokuvantona erään mahdollisen keksinnön mukaisen merkinnän, jossa on neljän eri johtavuustason alueita heikosti johtavalla taustalla, kuvio 4 esittää tasokuvantona yhden mahdollisen keksinnön mukaisen useampikanavaisen merkinnän, jossa on neljän eri johtavuustason alueita johtamattomalla taustalla, 5 kuvio S esittää tasokuvantona yhden mahdollisen keksinnön mukaisen useampikanavaisen merkinnän, jossa on geometrisesti kuvioimalla tuotettuja neljän eri johtavuustason alueita johtamattomalla taustalla, kuvio 6 esittää tasokuvantona yhden mahdollisen keksinnön mukaisen kartonkituotteen, joka käsittää pakkausaihion, jonka liimasaumaan on applikoitu usean johtavuustason tun-10 nistusvyöhyke, kuvio 7 esittää perspektiivikuvantona yhden mahdollisen lukuasemajäijestelyn heräte-ja vaste-elektrodeineen, kuvio 8 esittää perspektiivikuvantona toisen mahdollisen lukuasemajäijestelyn heräte-ja vaste-elektrodeineen, 15 kuvio 9 esittää havainnekuvan lukuaseman elektroniikkajäijestelyistä, kuvio 10 esittää aika-amplituditasossa diagrammin tahdistuskuvion sisältämän merkinnän antamasta vasteesta kanavittain, ja kuvio 11 esittää aika-amplituditasossa diagrammin neljä erisuurta ensimmäisten alueiden johtavuustasoa käsittävän merkinnän antamasta vasteesta.

. . 20 • · · • · · (···] Kuvioiden 1-5 mukaisesti merkintä, eli tunnistusvyöhyke käsittää substraatin pinnan * ; . ·, suunnassa peräkkäisiä hyvin johtavia ensimmäisiä alueita 12,22, 32,42,52 (jatkossa myös • i • « ,··*, "johtavia alueita"), sekä näiden välisiä johtamattomia tai heikosti johtavia toisia alueita 14, • · ··· : ,·, 24, 34,44, 54 (jatkossa myös: "välialueita”). Johtavien alueiden johtavuus voi saada useita • · · · .*·*. 25 diskreettejä arvoja, joita voi olla esimerkiksi 2 - 500 kappaletta, erityisesti 2 - 128, tyypil- ·· lisesti 2-32 kappaletta. Välialueiden johtavuus on oleellisesti pienempi kuin pienimmän * :*: johtavuuden omaavan johtavan alueen johtavuus.

• · · · • t · * · • · ··· .:. Merkinnän luotettavan lukemisen edellytyksenä on riittävä "sähköinen kontrasti” johtavien »··» . * * *. 30 alueiden välillä, eli eri alueet tulee voida erottaa toisistaan. Niinpä ensimmäisten alueiden ··· . *. keskinäinen etäisyys on edullisesti valittu niin suureksi, että kahden tunnistusjäijestyksessä * · · ! peräkkäisen alueen sähkönjohtavuus on määritettävissä toisistaan oleellisesti riippumatta.

• *

Eri johtavuustasojen johtavuuserojen lisäksi sähköiseen kontrastiin vaikuttaa mm. merkin- 10 1 1 9084 nän fyysinen koko, lukulaitteen toimintaperiaate, esimerkiksi sen käyttämä herätetaajuus, lukulaitteen elektrodien ja merkinnän välinen etäisyys ja väliaineen tai väliaineiden ominaisuudet, substraatin sähköiset ominaisuudet sekä lukunopeus. Koska tässä kuvattu menetelmä on sovellettavissa hyvinkin erilaisiin kohteisiin, eri kokoisiin ja eri tietosisällön 5 omaaviin merkintöihin sekä erilaisiin lukijalaitteisiin, on sopiva määrä johtavuustasoja määritettävä kunkin sovelluksen mukaan siten, että sekä riittävä informaatiomäärä että sähköinen kontrasti saavutetaan. Jäljempänä annetut absoluuttiarvot ovat siten esimerkinomaisia.

10 Käsitteellä ’’elektromagneettisesti luettavissa oleva merkintä” tarkoitetaan sellaista merkintää, jonka ensimmäiset alueet voidaan identifioida substraatilta kapasitiivisen, induktiivisen tai galvaanisen kytkeytymisen avulla. Myös näiden kytkeytymismuotojen yhdistelmiä voidaan hyödyntää. Kapasitiivinen lukeminen voidaan toteuttaa usealla elektrodilla, joista ainakin yksi kytkee sähkökentän välityksellä herätesignaalin merkintään ja ainakin yksi 15 toinen poimii kytkeytyneen signaalin. Induktiivinen lukeminen voidaan toteuttaa esimerkiksi usean kelan avulla, joista yksi kytkee magneettikentän merkintään ja ainakin yksi toinen poimii kytkeytyneen signaalin. Käytännön sovelluksissa sekä induktiivista että ka-pasitiivista kytkeytymistä tapahtuu väistämättä yhtä aikaa, vaikka yleensä vain toinen onkin tarkoitettu dominoivaksi. Tällöin ei-dominoiva signaali saattaa muodostaa häiriöteki- , . 20 jän, jonka olemassaolo on edullista huomioida merkinnän ja lukulaitteiden suunnittelussa.

• ·· !./ Etenkin alhaisilla johtavuustasoilla, jolloin kytkeytyminen on heikompaa, suurimpien häi- i « · ; 1 a · ( riö- ja kohinasignaalien lähteet on hyvä tunnistaa. Voidaan toki myös puhua esimerkiksi • · , · · ·. kapasitiivisesti tai indukthvisesti luettavissa olevista merkinnöistä, mutta tällöin täytyy • · : ymmärtää, että kerättyyn signaaliin vaikuttaa myös toinen, vastaavasti induktiivinen tai

• I I

• Il · .···. 25 kapasitiivinen, kytkeytyminen.

• Merkinnän tunnistamisessa käytettävän herätesignaalin taajuus voidaan valita esimerkiksi ··· · : ‘ : taajuusalueelta 1 kHz - 1 G Hz. Voidaan myös käyttää lukulaitteita, jotka hyödyntävät usei- ·1· ta eri taajuuksia tai taajuuskaistoja. Taajuus sekä siihen kiinteästi liittyvä merkinnässä käy- 1 · 1 . · ·, 30 tettävä materiaali kannattaa valita siten, että sähköinen kontrasti merkinnän eri alueiden • · • 1 » . välillä maksimoituu virheellisten tunnistuksien vähentämiseksi.

• · • · · ··♦ · 11 1 1 9084

Seuraavassa esimerkinomaisessa tarkastelussa käytetään johtavuudelle suhteellista asteikkoa 0 ... 100, jossa 0 tarkoittaa johtamatonta tai heikosti johtavaa ja 100 hyvin johtavaa aluetta. Tarkastelun tarkoituksena on havainnollistaa eri vaihtoehtoja ja mahdollisuuksia merkinnän toteuttamiselle.

5

Yhden sovellutusmuodon mukaan, jota tässä kutsutaan lineaariseksi tai tasaväliseksi diskreetiksi merkinnäksi, ensimmäisten alueiden sähkönjohtavuudet ovat tasavälisesti jakautuneet asteikolla tietystä kynnysarvosta määrättyyn maksimijohtavuuteen. Tällöin johtaville alueille voidaan antaa johtavuusarvoja asteikolta, joka sisältää nollan ja on tasavälinen 10 tietyn johtavuusarvon (kynnysarvo) yläpuolella. Tällainen merkintä käsittää esimerkiksi sallitut arvot 0,30, 35,40..., 90, 95 ja 100 (16 kappaletta). Tällöin yksi merkinnän viiva sisältää 4 bittiä informaatiota (vrt. esimerkiksi optinen viivakoodi, jossa yksi viiva sisältää yhden bitin informaatiota). Tällöin merkintää luettaessa mitattu vaste A/D-muunnetaan, ja tulkitaan esimerkiksi pyöristäen lähimpään sallittuun arvoon siten, että kaikki alle 27,5 15 arvot tulkitaan 0:ksi ja vastaavasti esimerkiksi arvo 68 tulkitaan 70:ksi, tai vastaavasti ylöspäin pyöristäen siten, että alle 25 arvot tulkitaan 0:ksi ja esimerkiksi arvo 66 tulkitaan 70:ksi.

Yhden sovellutusmuodon mukaan, jota tässä kutsutaan epälineaariseksi tai tiheneväksi . . 20 diskreetiksi merkinnäksi, ensimmäisten alueiden sähkönjohtavuudet ovat kohti suurempaa • #*· i./ sähkönjohtavuutta tihenevästi jakautuneet asteikolla tietystä kynnysarvosta määrättyyn • · maksimijohtavuuteen. Tällöin johtaville alueille voidaan antaa arvoja asteikolta, joka sisäl- * * .···. tää nollan ja on ylöspäin tihenevä tietyn johtavuusarvon (kynnysarvo) yläpuolella. Tällai- • · ··· : .*. nen merkintä voi saada arvoja esimerkiksi asteikolta 0,30,50,65, 76,82,..., 97,99ja 100.

··· · . * * *. 25 Tällaisen epälineaarisen merkinnän etu on, että lukulaitteen kapasiteetti voidaan saada pa- ··· remmin hyödynnetyksi. Kokeissa on havaittu, että lukutapahtuma on sitä herkempi, mitä • **· johtavampi on luettava alue. Toisin sanoen alhaisissa johtavuuksissa mittauksen signaali- ··· · kohinasuhde (SNR) on heikompi kuin korkeissa johtavuuksissa. Niinpä yhden alhaisen ··· [;. johtavuustason luotettavaa tunnistamista varten viereisten johtavuustasojen on oltava kau- ···· ,···, 30 kana, kun taas korkeilla johtavuuksilla tasojen välit voivat olla tiheämmät. Tällaiseen ylös- • · • •t . *. päin tihenevään merkintään voidaan saada siis enemmän informaatiota kuin tasaväliseen • · * • · 9 *** I merkintään aina lukulaitteen ja käytetyn johtavuusalueen mukaan.

• · 12 1 1 9084

Joissain sovellutusmuodoissa voidaan edellä mainittuja diskreettejä merkintöjä myös yhdistellä muunlaisten johtavuustasoasteikkojen luomiseksi.

Kuviossa 1 esitetään yksinkertainen yksikanavainen merkintä 10, joka käsittää neljän eri 5 johtavuustason ensimmäisiä (johtavia) alueita 12. Kuvion mukaisessa ratkaisussa johtavat alueet 12 ja toiset alueet (välialueet) 14 ovat substraatin pinnan suunnassa tasavälisesti sijoiteltu. Alueiden keskinäiset etäisyydet ja koot voidaan toki valita toisinkin. Tämäntyyppisen merkinnän antama esimerkkivaste on esitetty kuviossa 11.

10 Kuviossa 2 havainnollistetaan merkintää 20, joka käsittää kuviossa 1 esitettyjen elementtien lisäksi johtavia tahdistusalueita 26, jotka on erotettu toisistaan ja kuvion 1 johtavista alueista välialuein. Tahdistusalueet 26 voidaan käsittää ensimmäisten (johtavien) alueiden osajoukkona. Niiden keskinäinen sähkönjohtavuus on kuitenkin edullisesti vakio. Tahdistusalueet on sijoitettu merkinnän lukusuunnassa esimerkiksi jokaisen johtavan alueen koh-15 dalle siten, että ne muodostavat merkintään uuden "kanavan”. Tahdistuskanavasta saatavaa signaalia voidaan merkintää luettaessa käyttää eliminoimaan lukunopeuden vaihtelun aiheuttamat ongelmat merkintää tulkittaessa. Kuviossa 10 esitetään tämäntyyppisen merkinnän antama vaste molemmilta kanavilta erikseen. Tahdistussignaalia on merkitty viitenumerolla 104 ja datasignaalia viitenumerolla 102. Kuviosta näkyy, että merkintää luettaessa luku- .·. : 20 nopeus on kiihtynyt merkinnän loppua kohden, mutta tahdistussignaalin avulla tämä vaiku- • * . *: *. tus pystytään helposti eliminoimaan.

• · · • · · • · • · : * * *; Kuviossa 3 on esitetty merkintä 30, jossa varsinaisten johtavien alueiden lisäksi välialueet- • · · • : kin 34 ovat heikosti johtavia. Tällainen merkintä on edullinen joissakin sovelluksissa ja «·· « : 25 joidenkin merkinnän tuottamismenetelmien yhteydessä. Näitä menetelmiä kuvataan tar kemmin myöhemmin.

* · * · » « · t ·· · • ·

Kuviossa 4 on esitetty kolmekanavainen merkintä 40. Tällainen merkintä käsittää merkin- • · · nän lukusuunnassa useita johtavien alueiden 42 rivejä sekä välialueita 44. Myös rivien vä- ··«· : *": 30 liset alueet tulkitaan siis välialueiksi. Tällaiseen merkintään voidaan sisällyttää edelleen • · · : '·. monikertainen määrä informaatiota verrattuna yksikanavaiseen merkintään, riippuen tiedon • · · ··· · ....: koodaustavasta. Kukin kanava voidaan tulkita itsenäisesti, jolloin kuvion 4 mukaisen mer kinnän informaatiosisältö kolminkertaistuu yksikanavaiseen merkintään verrattuna, tai ,3 119084 esimerkiksi kukin kuviossa 4 esitetty sarake voidaan tulkita yhdessä, jolloin merkinnän sisältämien bittien määrä kolminkertaistuu. Pienellä merkinnän pinta-alan lisäyksellä voidaan siis saavuttaa suuri informaation lisäys.

5 Vaihtelevan johtavuus/resistiivisyystason omaavia merkintöjä voidaan tuottaa substraatille monin eri menetelmin. Yhden sovellutusmuodon mukaan merkinnän eri kohtiin voidaan applikoida eri materiaaleja tai yhdisteitä, joilla on halutut johtavuusarvot. Voidaan myös käyttää yhtä ainetta, jonka koostumusta on ennen applikointia muutettu kemiallisesti haluttujen johtavuustasojen saavuttamiseksi. Esimerkiksi polyaniliinin koostumusta voidaan 10 hallitusti muutella siten, että polyaniliinin avulla saavutetaan useita toisistaan olennaisesti poikkeavia johtavuustasoja. Voidaan myös käyttää useampia johtavuudeltaan muokattuja materiaaleja, jolloin voidaan kattaa suurempi johtavuusalue ja edelleen lisätä merkinnän informaatiokapasiteettia.

15 Toisen sovellutusmuodon mukaan käytetään jotakin johtavaa polymeeriä, seuraavassa ’’johdepolymeeriä”, kuten polyaniliinia, polytiofeeniä, polyasetyleeniä tai polypyirolia, jonka johtavuustasoa voidaan hallita esimerkiksi polymeerin koostumusta muuntelemalla tai polymeeriä dedouppaamalla liuosmuodossa tai vasta polymeerin applikoinnin jälkeen. Dedouppauksen tuottamia johtavuusarvoja puolestaan voidaan hallita esimerkiksi dedoup- . *, ; 20 pausyhdisteen konsentraatiolla ja/tai käytettävällä määrällä, jotka ovat vahvasti sidoksissa • ·« • · . ·: ·, käytettyyn polymeeriin tai polymeeri seokseen sekä polymeerikerroksen paksuuteen. Joko • · · :. ·. vain haluttu alue substraatin pinnasta tai koko substraatin pinta voidaan päällystää koko- • * • · . * * *. naan polymeerillä esimerkiksi substraatin valmistusvaiheessa. Mikäli substraatti on paperi ··· : . \ tai kartonki, tämä voi tapahtua paperitehtaalla jollakin tunnetulla on-line tai off-line- ··· · 25 applikointimenetelmällä, esimerkiksi päällystys- tai pintaliimausvaiheessa. Paperi tai kar- ·· · tonki voidaan päällystää myös erillisprosessissa, esimerkiksi jossakin seuraavassa jalostus-: vaiheessa, kuten painatus- tai lakkausvaiheessa. Asiakkaan, esimerkiksi tuotteen pakkaa- e·· · :[]*: jän, toimesta johdepolymeeriä sisältävän kerroksen päälle voidaan haluttuihin kohtiin ap- .:. plikoida, esimerkiksi tulostaa, yhtä tai useampaa dedouppausyhdistettä. Muuttamalla de- . * * *. 30 douppausyhdisteen tyyppiä, määrää ja/tai konsentraatiota voidaan joko kasvattaa tai hei- ·♦· . \ kentää kunkin alueen johtavuutta, siten että muodostuu halutunlainen, useita johtavuus- • · · tasoja käsittävä merkintä.

• · 14 1 19084

Edellä on kuvattu johtavan materiaalikerroksen dedouppausta kyseisen kerroksen sähkönjohtavuuden vähentämiseksi. Vaihtoehtoisessa ratkaisussa substraatin pinnalle tuodaan johdepolymeeri sähköä johtamattomassa tai heikosti johtavassa muodossa, jolloin se saatetaan paremmin sähköä johtavaan muotoon sopivalla douppausaineella, kuten hapolla. Ha-5 poista voidaan mainita orgaaniset sulfonihapot sekä epäorgaaniset mineraalihapot.

Tämän sovellutusmuodon mukainen merkintä tuotetaan siis siten, että otetaan substraatti, jolla on kaksi pintaa, ja applikoidaan substraatin toiselle pinnalle sähköä johtavaa polymeeriä ainakin ensimmäisten alueiden kohdille. Tämän jälkeen ensimmäisille alueille applikoi-10 daan ainakin yhtä kemikaalia sähköä johtavan polymeerin sähkönjohtavuuden muuttami seksi siten, että ensimmäisten alueiden sähkönjohtavuus on suurempi kuin määrätty kynnysarvo ja niihin kuuluu ainakin kaksi aluetta, joiden sähkönjohtavuudet ovat oleellisesti toisistaan poikkeavia. Johtavaa polymeeriä voidaan applikoida myös toisten alueiden kohdille ja myös näiden alueiden johtavuutta voidaan muuttaa kemikaalilla. Sähköä johtavalla 15 polymeerillä tarkoitetaan tässä polymeeriä, joka on douppauksen tai dedouppauksen avulla mahdollista saada johtavaksi. Sen ei siis välttämättä applikaatiovaiheessa tarvitse olla hyvin johtavassa muodossa.

Kolmannen sovellutusmuodon mukaan johtavuustasoa muutellaan kuviointimenetelmällä, . ·, · 20 joita ovat esimerkiksi päällystys, lakkaus, tulostus ja eri painomenetelmät, kuten offset ja • aa • a . ·: ·, syväpaino ja flexo. Erityisesti mustesuihkutulostus ja vastaavat pisara- • a a : *. *. applikointimenetelmät ovat helposti hyödynnettävissä, sillä tulostettavan aineen mää- a . *". rää/paksuutta on helppo hallita tulostuspisteiden määrän avulla vastaavasti kuin perintei- • aa • : *: sessä tulostuksessa tuotetaan eri harmaasävyjä. Tällöinkin voidaan johtavana aineena käyt- ··« a 25 tää esimerkiksi sähköä johtavaa polymeeriä tai metallipitoisia painovärejä, päällysteitä tai eaa lakkoja.

• · a · · • e * • «a · a a a :>t <' Neljännen sovellutusmuodon mukaan johtavan alueen johtavuustaso määräytyy aineker- a roksen paksuuden mukaan. Paksulla kerroksella on tällöin luonnollisesti pienempi resistii- aa#· 30 visyys kuin ohuella, mikäli kerroksien muut dimensiot ovat yhtä suuret.

aa· a a a a a a • a a aaa a ....: Viidennen sovellutusmuodon mukaan johtavien alueiden tekemiseen käytetään hiilimustaa ja/tai metallia sisältäviä painovärejä ja lakkoja, joiden johtavuustasoa on muuteltu aineen is 1 1 9084 koostumusta muuttamalla. Käytännössä näiden johtavuustasot ovat kuitenkin vaikeammin hallittavissa kuin esimerkiksi polymeerien.

Yllä mainittuja sovellutusmuotoja voidaan myös yhdistellä esimerkiksi siten, että käytetään 5 useita eri polymeerejä, joita dedoupataan tai doupataan useilla eri yhdisteillä. Samassa merkinnässä voidaan myös käyttää johtavaa polymeeriä, jonka johtavuutta muunnellaan ja lisäksi kuvioida polymeerin applikointialueita sopivasti.

Kaikissa yllä mainituissa sovellutusmuodoissa merkinnän johtavuuteen voidaan vaikuttaa 10 myös geometrisilla keinoilla, jotka puolestaan ovat yleensä sidoksissa valittuun merkinnän havaitsemismenetelmään. Johtavat alueet voidaan esimerkiksi muodostaa rasterikuvioina tai niiden muotoa, esimerkiksi leveyttä tai paksuutta, voidaan muuttaa. Jos esimerkiksi hyödynnetään sähkökentän välityksellä tapahtuvaa kytkeytymistä (kapasitiivinen kytkeytyminen), kytkeytyvän signaalin voimakkuus on verrannollinen tunnistettavan alueen pin-1S ta-alaan. Jos pinta-ala koostuu esimerkiksi pienistä neliöistä, voidaan kytkeytyvän signaa lin voimakkuuteen vaikuttaa suoraan neliöiden lukumäärällä. Suoraan materiaalin johtavuuteen vaikuttaviin keinoihin verrattuna geometrisia keinoja hyödynnettäessä saatetaan kuitenkin menettää osa pinta-alatehokkuuteen liittyvästä edusta. Sovellutusmuotoa, jossa hyödynnetään ensimmäisten alueiden rasterointia, on havainnollistettu kuviossa 5. Kuvios- . ·. : 20 sa merkintä 50 käsittää kuvioituja ensimmäisiä alueita 52 ja näiden välisiä toisia alueita 54.

• « . *: *. Osa ensimmäisistä alueista 52 voi olla myös kuvioimattomia.

*# · • · t · • · • * * *: Yhden edullisen sovellutusmuodon mukaan ensimmäiset alueet ovat substraatin pinnan ·«· : suunnassa ja/tai pintaa vastaan kohtisuoraan (paksuudeltaan) ulkomitoiltaan keskenään ·*« « :***: 25 yhtä suuria, ainakin tunnistusvyöhykkeen kunkin kanavan sisällä. Tästä on se etu, tällöin ei ole mahdollista luoda merkintää, jossa sama johtavuustaso voidaan saada aikaan kahdella • · :.· · eri tavalla. Esimerkiksi heikosti johtavalla aineella toteutettu paksu alue voi antaa lukulait- • · · teelle saman signaalin kuin hyvin johtavalla aineella toteutettu ohut alue, mikä ei yleensä * ·*· ole toivottavaa.

···« 30 • tt : .·. Johtavia polymeerejä, jotka soveltuvat merkinnän muodostamiseen, ovat esimerkiksi poly- • · « ·*· · aniliini, polypyrroli, polyasetyleeni, ja polytiofeeni. Soveltuvat dedouppausaineet ovat usein tavanomaisia kemikaaleja, kuten natriumhydroksidi, joka voidaan applikoida neste- ie 119084 mäisenä. Erityisesti polyaniliini on edullinen polymeeri, sillä sen johtavuus on voimakkaasti riippuvainen sen pH:sta. Polymeeri voidaan levittää pinnalle esimerkiksi jollakin päällystys-, pintaliimaus-, lakkaus tai tulostusmenetelmällä joko osana substraatin valmistusta tai erillisessä prosessissa. Dedouppausaine voidaan applikoida esimerkiksi tulosta-5 maila tai leimaamalla. Dedouppauksen lopputulokseen voidaan vaikuttaa paitsi dedoup-pausaineen konsentraatiolla kemikaalissa, myös kemikaalin applikointitavalla ja -kuvioinnilla. Dedouppaus voidaan suorittaa esimerkiksi tulostamalla polymeerin pinnalle rasterikuvioita, joiden pistekoko tai -väli vaihtelee. Lukutapahtuman kannalta pinnan johtavuuden mikrometriluokan epätasaisuudella ei olisi merkitystä, sillä pienin luotettavasti 10 luettavissa oleva johtava alue on kooltaan millimetriluokkaa. Luettaessa signaalin tason määrää siis havainnoitavan alueen makrotason johtavuus.

Dedouppaus voidaan myös yhdistää johonkin olemassa olevaan prosessivaiheeseen, esimerkiksi pakkauksia valmistettaessa pakkausaihion stanssaukseen, leikkaukseen, nuuttauk-15 seen, painamiseen, lakkaamiseen, liimaukseen tai taitteluun. On myös mahdollista, että esimerkiksi jokaisessa näissä vaiheessa dedoupataan osa merkinnästä, jolloin jokainen valmistusvaihe jättää oman ’’puumerkkinsä” pakkaukseen. Näin voidaan myös toimia pakkauksen edetessä logistiikkaketjussa kohti kuluttajaa. Esimerkiksi kuljetusyhtiöt tai maahantuojat voisivat lisätä merkintöjä pakkaukseen siten, että ne eivät välttämättä olisi kulut-: 20 tajalle näkyviä, kuten monet nykyisistä pakkausmerkinnöistä, kuljetuslistoista yms. Mer- ; *". kinnät eivät myöskään olisi helposti väärennettävissä.

#· · • · • · • *

Viitaten kuvioon 3, yhden sovellutusmuodon mukaan käytetään johtavaa polymeeriä, jota #· · : on applikoitu yhtenäiseksi alueeksi oleellisesti koko substraatin pinnalle, tai yhtenäiseksi 25 alueeksi ainakin jollekin sen osalle. Merkinnän 30 välialueet 34 (toiset alueet) muodostetaan tällöin voimakkaalla dedouppauksella, jolloin välialueiden johtavuus laskee radikaa- t · : listi. Johtavia alueita 32 (ensimmäisiä alueita) dedoupataan vähemmän tai ei ollenkaan.

···

Vaihtoehtoisesti substraatille applikoidaan heikosti johtavaa polymeeriä ja ensimmäisiä ·: alueita 3 2 doupataan niiden j ohtavuuden nostamiseksi halutuille tasoille. Alan asiantunti- \30 jalle on selvää, että merkinnän muodostamiseksi voidaan myös käyttää douppauksen ja : .*. dedouppauksen yhdistelmiä. Tässä kuvatun sovellutusmuodon etuna on, että merkintä voi- M» * •; · · j daan vapaasti muodostaa mihin tahansa sellaiseen substraatin kohtaan, jossa on kyseistä polymeeriä.

17 1 1 9084

Viitaten kuvioihin 1,2, 3 ja 4, yhden sovellutusmuodon mukaan johtavaa polymeeriä on levitetty ainoastaan johtavien alueiden 12,22,42, 52 (ensimmäisten alueiden) kohdalle. Tällöin saavutetaan hyvä sähköinen kontrasti välialueiden 14,24,44, 54 (toisten alueiden) 5 ja johtavien alueiden 12,22,42, 52 välille ja informaation tallentamiseen on siten käytettävissä laajempi johtavuusalue. Tässä sovellutusmuodossa dedouppauksen suorittamiseksi tarvitsee kuitenkin tietää tarkasti missä polymeeriä on. Tunnistus voidaan tehdä sähköisesti tai optisesti havaitsemalla joko polymeerialueita tai soveltuvia kohdistusmerkkejä, jotka on tuotettu alustalle esimerkiksi polymeeriä applikoitaessa. Tunnistus voidaan myös tehdä 10 substraatin, esimerkiksi pakkausaihion, muotojen perusteella.

Kukin johtava alue koostuu edullisesti pinnan normaalin suunnassa (eli johtavan kerroksen paksuussuunnassa) johtavuudeltaan mahdollisimman homogeenisesta kerroksesta. Tällä voidaan vähentää lukuelektrodien ja merkinnän välisten etäisyysvaihteluiden vaikutusta 15 lukutulokseen.

Kukin johtava alue on edelleen edullisesti reunoiltaan teräväpiirteinen, eli tarkkarajainen. Tämä parantaa lukulaitteen keräämää signaalia tekemällä siitä selväpiirteisemmän, sillä merkinnän muutoskohdista saatava signaalin gradientin itseisarvo kasvaa.

• · 20 . ·: ·. Yhden sovellutusmuodon mukaan merkintä muodostetaan substraatin pinnalle. Esimerkiksi • · · : *. *. pakkauksen tapauksessa kyseinen pinta voi olla joko pakkauksen uiko- tai sisäpinta. Sisä- • e * :***: pinnassa merkintä on hyvin kulutukselta suojassa, mutta sen lukeminen vaikeutuu, sillä ··· : etäisyys lukulaitteen elektrodien ja johtavien alueiden välillä kasvaa. Tällä on merkitystä ·***. 25 etenkin paksujen kartonki- tai pahvilaatujen tapauksessa. Mikäli merkintä sijaitsee pakka- ·· uksen ulkopinnassa, on se varmemmin luettavissa, mutta herkemmin alttiina kulutukselle.

: Merkintä voi sijaita myös pakkauksen liimasaumassa eli kartonkikerrosten välissä. Kuvios- sa 6 on esitetty pakkausaihio 60, jonka yhdessä sivusauma-alueessa on merkintä 66. Mer- .:. kintä on muodostettu pakkausaihion 60 pintaan, mutta jää pakkausta taiteltaessa ja liimat- *·*» 30 taessa kahden tai useamman kerroksen väliin. Tällöin se on erittäin hyvin suojassa kulu- ··· . tukselta, mutta kuitenkin luettavissa pakkauksen pinnalta.

• · · «·· a * • t 18 1 1 9084

Yhden sovellutusmuodon mukaan merkintä muodostetaan substraatin sisäkerrokseen. Merkintä voi sijaita esimerkiksi paperin tai kartongin kuitukerroksen pinnassa yhden tai useamman pinnoitekerroksen, esimerkiksi pintaliiman, päällystys- ja/tai lakkakerroksen alla. Merkintä voi myös sijaita kahden eri pinnoitekerroksen välissä.

5 Yllä olevassa selostuksessa käytetään esimerkkeinä yksinkertaisia kuvioiden 1 - 5 mukaisia merkintöjä. Alan asiantuntija kuitenkin ymmärtää, että yllä kuvattujen periaatteiden avulla voidaan tuottaa merkintöjä, joissa johtavien ja johtamattomien alueiden sijoittelu poikkeaa näistä huomattavasti.

Seuraavassa kuvataan esimerkinomaisesti lukulaitteita, joilla keksinnön mukainen merkin-10 tä on luettavissa substraatilta. Kuvauksessa käytetään esimerkkinä sähkökentän kautta ka-pasitiiviseen kytkeytymiseen perustuvia laiteratkaisulta, mutta samat periaatteet on helposti sovellettavissa myös induktiivisiin laitteisiin.

Lukuyksikössä on ainakin kaksi elektrodiryhmää, joissa kuminassakin on vähintään yksi 15 elektrodi. Ensimmäiseen elektrodiin johdetaan heräte ja toisesta elektrodista luetaan vaste.

Vasteen voimakkuudesta, vaihemuutoksesta, taajuusanalyysistä ja/tai muista ominaisuuksista voidaan päätellä, onko elektrodien välillä johtavaa materiaalia vai ei, ja mitkä materiaalin ominaisuudet ovat. Esimerkiksi jo pelkästä aikatasossa saadusta amplitudivasteesta voidaan päätellä merkinnän muoto ja edelleen siihen tallennettu tieto. Lukutapahtuma pal- .*, : 20 jastaa siten bitti- tai tavujonon, johon tieto on koodattu. Mikäli käytetään useampikanavais- • · • · . *: *. ta merkintää, elektrodiryhmät voivat käsittää heräte- ja vaste-elektrodit kullekin kanavalle * · * * erikseen.

• · • · • · · • · • · ·· * : : *· Lukutapahtuma perustuu heräte-elektrodien ja vaste-elektrodien joko fyysisen tai näennäi- ·*· * :***: 25 sen sijainnin ajalliseen muuttumiseen tunnistus vyöhykkeeseen nähden. Tämä voidaan to teuttaa esimerkiksi siten, että heräte-ja vaste-elektrodit sekä merkintä ovat jäljestetty liik- ij*: kuvaksi toisiinsa nähden. Fyysinen liike voidaan eliminoida skannaavalla rakenteella, mut- ··· ta periaate on edelleen sama. Tällöin herätettä kytkevien elektrodien ja vasteen poimivien ··· elektrodien sijainnin ajallinen muuttuminen merkintään nähden järjestään tapahtuvaksi ···· 30 elektronisesti, jolloin lukuaseman ja merkinnän keskinäistä fyysistä liikettä ei tarvita. Liik-

»M

: )·. keen kaksiulotteinen suunta ei välttämättä ole oleellinen.

· · ·«· 4 4 • ♦ 19 1 1 9084

Lukunopeus ja sen epälineaarisuus vaikuttaa vasteeseen mutta vaikutus voidaan kuitenkin kumota signaalinkäsittelyn avulla tai käyttämällä merkinnässä tahdistuskuviota. Mikäli lisätään tahdistuskuvio luettavan merkinnän viereen, voidaan se lukea toisella kanavalla ja myöhemmin yhdistää näiden mittauskanavien tiedot. Tällä tavalla merkinnän alueiden 5 vaihtelevat koot tai välimatkat, eivät muodostu ongelmaksi piikilläkään bittijonoilla.

Toinen keino ottaa huomioon vaihteleva lukunopeus on lisätä merkintään johtavien alueiden vakioitu saija, josta saadaan määritettyä bittien välinen etäisyys. Saijan perusteella määrittää myös kynnysarvo, jota käytetään päätöksenteossa muiden alueiden antaman vas-10 teen tulkinnassa. Vaikkei tämä versio pysty eliminoimaan epälineaarisen lukunopeuden vaikutusta vasteeseen, on se kuitenkin toimiva etenkin lyhyillä tunnistusvyöhykkeillä. Version etuna on myös se, ettei toista kanavaa tarvitse varata synkronointitiedon lukemiseen.

Viitaten kuvioon 9, lukuaseman toiminta voi seurata esimerkiksi seuraavaa periaatetta.

1S Herätesignaali luodaan oskillaattorilla 95, joka on esimerkiksi Wienin silta -tyyppinen, ja jonka taajuus voi olla esimerkiksi 1 kHz - 1 GHz, edullisesti 1 kHz - 1 MHz. Herätesig-naalin amplitudin on edullista, muttei välttämätöntä, olla suuri, esimerkiksi 200 - 300 V, jotta elektrodien 93 ja 94 läheisyyteen saataisiin huomattava sähkökenttä. Täten oskillaattorin 95 ja elektrodien välille voidaan lisätä muuntaja. Muuntajaa voidaan ajaa esimerkiksi .·. : 20 operaatiovahvistimella, jolloin kytkennästä ei saada ulos suuria virtoja, eikä korkeajännite • · siten muodostu vaaratekijäksi laitteen käyttäjälle. Heräte kytkeytyy elektrodien 93 ja 94 ·*.*. välillä sähkökentän kautta, jolloin niiden läheisyydessä oleva merkinnän alue tai alueet • ·* • * * *: voidaan mieltää vastuksina 91. Kapasitiivisesti vastuksen 91 kautta kytkeytyvä signaali ··· : :** ohjautuu ilmaisuelektroniikalle. Ennen kytkeytyvän signaalin ilmaisua sitä voi olla taipeen ··· · 25 vahvistaa vahvistimessa 97 ja suodattaa suodattimessa 98. Suodatettaessa ja vahvistettaessa signaalin vaihe voi muuttua epälineaarisesti, joten voi olla tarpeen detektoida vaihe myös « · ·,· { suoraan mittasignaalista vaiheenilmaisimella 96. Mikäli vaiheenilmaisin antaa vaiheinfor- «·· :M|1 maation analogisena signaalina, voisi eräs mahdollinen toteutus olla multiplekserin 902 ja * * · analogia-digitaalimuuntimen 901 yhdistelmä, josta vasteet voidaan sitten ohjata digitaali- ···· ;***; 30 sessa muodossa edelleen tietokoneella analysoitavaksi liittimen 99 kautta.

• · 19· • · · ··♦ » ....: Yllä mainittu vaiheilmaisu on toteutettavissa esimerkiksi vaihelukitun silmukan avulla.

• ·

Silmukassa verrataan kahden signaalin välistä vaihe-eroa, vertailun tulos annetaan ulos 20 119084 tyypillisesti joko analogisena signaalina, jolloin vaihe-eron kertoo signaalin taajuus tai jännite, tai digitaalisena signaalina, jolloin vaihe-ero saadaan suoraan merkkijonona. Tässä menetelmässä erityisesti vaihe-eron muutoskohdat antavat tietoa siitä, missä kohden aikariippuvaa vastetta on rajapinta eri johtavuustasojen välissä. Tämä vaihetieto yhdistettynä 5 amplitudivasteeseen helpottaa merkinnän tulkitsemista.

Heräte* ja vaste-elektrodit voidaan saattaa substraatin eri puolille tai ne voidaan sijoitella substraatin samalle puolelle vastakkain tai vierekkäin, kuten on havainnollistettu kuvioissa 7 ja 8. Tällöin elektrodien 73, 74,83,84 on edullista olla mahdollisimman matalia, esimer-10 kiksi kuparivetoja piirilevymateriaalin päällä, jolloin sähkökenttä ei pääse keskittymään elektrodien välille. Sähkökenttää voidaan edelleen ohjata elektrodien päälle ympäröimällä ne sivuistaan ja alapuolelta aineella, jolla on mahdollisimman pieni dielektrisyysarvo, esimerkiksi ilma, teflon tai polystyreeni.

15 Lukulaitteessa voidaan käyttää mekaanista ohjainta 75, 85 varmistamaan merkinnän oikea orientaatio elektrodeihin nähden. Ohjainta ei kuitenkaan välttämättä tarvita, mikäli lisätään kanavien ja logiikan lukumäärää.

Esimerkki ,·. : 20 • ·· • t . *: *. Tämän esimerkin avulla havainnollistetaan yhtä esillä olevan keksinnön sovellutusmuotoa.

· · • · · • · • e ; * * *; Sähköä j ohtava merkintä tuotettiin substraatille, joka käsitti päällystetyn taivekartongin Kar- ·» • tongin neliömassa oli 300 g/m2. Kartongin kuitukerros muodostui kolmesta eri kerroksesta, ··» · ;' * *; 25 jossa pinnan puoleisen kerroksen neliömassa on noin 30 g/m2, sisäkerroksen 200 g/m2 ja taus- takerroksen noin 40 g/m2. Kartonki oli päällystetty sileämmän pinnan puolelta kahteen ker- •. j j taan ja karheamman taustan puolelta kerran tavanomaisella päällystyspastalla, jonka koostu- ··· mus oli seuraavan kaltainen: yhteensä 100 osaa yhtä tai useampaa päällystyspigmenttiä, 10 - ·:* 15 osaa lateksia ja lisäksi pieniä määriä muita lisäaineita. Tyypillisesti käytettyjä päällystys- ···· 30 pigmenttejä ovat esimerkiksi jauhettu ja seostettu kalsiumkarbonaatti, kaoliini, ja kipsi. Kar- : .·. tongista käytettiin päällystämiseen sen kahteen kertaan päällystettyä pinta- eli yläpuolta, jonka

··' S

....j PPS-Flex menetelmällä mitattu karheus oli 1,0 pm (ISO 8791-4 standardin mukainen mene telmä).

21 1 1 9084

Johtavana polymeerinä tässä esimerkissä käytettiin polyaniliinia 5% vesidispersiona, johon sekoitettiin magneettisekoittajalla ennen pohjamateriaalille levittämistä 45%:sta etyylivinyyli-asetaattia (EVA) sideaineeksi levitetyn kerroksen paksuuden homogeenisuuden optimoimi-5 seksi. Käytetyssä sekoitetussa vesidispersiossa oli 3% polyaniliinia ja 12% EVA:a, yhteensä kuiva-ainepitoisuuden ollessa siis 15%.

Polyaniliinin ja EVA:n vesidispersio levitettiin pohjamateriaalina käytetylle kartongille sau-valevityslaitteistolla. Levitetyn kerroksen märkäpaksuus oli 28 pm. Siten laskennallisesti levi-10 tetynja kuivatun kerroksen paksuus oli noin 4 pm. Kerroksen pintaresi stanssi oli mittausten perusteella luokkaa ΙΟ5 Ω/α.

Päällystetyt kartonki arkit käsiteltiin johtavien kuvioiden aikaansaamiseksi dedouppaavalla emäksisellä aineella, tässä tapauksessa laimealla (0,2 M) natriumhydroksidiliuoksella 15 (NaOH). Johtavien kuvioiden aluetta ei vielä tässä vaiheessa käsitelty dedouppaavalla aineella, eli NaOH:lla muodostettu kuvio oli halutun johtavan kuvion negatiivi. Muodostettu kuvio vastaa kuviossa 1 :ssa esitettyä kuviota, jossa yksittäisen viivan korkeus oli 30 mm ja viivan leveys 3 mm. Viivojen väli oli myös 3 mm.

,·, · 20 Tämän jälkeen johtavien kuvioiden alueita käsiteltiin eri johtavuustasojen aikaansaamiseksi ** 1! , ·: ·. edellistä vielä laimeammilla NaOH-liuoksilla. Käytetyt konsentraatiot neljän eri johtavuusta- *φ2 1 i V. son aikaansaamiseksi olivat 1) 0,07 M; 2) 0,05 M ja 3) 0,03 M, 4) neljännen tason ollessa * » .3. käsittelemätön.

1 ··· 4 » • 1 1 • · · «1· 1 ·1". 25 Kuvioiden läpi johdetun 30 V, 20 kHz herätteestä kapasitiivisella kytkeytymisellä aikaansaatu

• •I

vaste oli tapauksessa 1) 1,6 V^,; 2) 2,2 V^,; 3) 2,5 Vp.p ja 4) 2,5 Vp_p. Kolmannen ja neljän- i:‘j nen johtavuustason yhtä suurien vasteiden havaittiin johtuvan pääasiassa käytettyyn polymee- :2]: rikoostumukseen ja kerrospaksuuteen nähden liian heikosta dedouppauksesta.

*

«M

• M·· f·· • · • · * · · • · · • · · 2 » · · 3 ·

Claims (28)

1. Substraatilta elektromagneettisesti luettavissa oleva merkintä, joka käsittää - substraatille välimatkan päähän toisistaan jäljestettyjä ensimmäisiä alueita (12,22, 32, 5 42, 52), jotka sisältävät ainakin yhtä sähköä johtavaa materiaalia ja joiden sähkönjoh tavuus on suurempi kuin määrätty kynnysarvo, ja - ensimmäisten alueiden välille sovitettuja toisia alueita (14, 24, 34,44, 54), joiden sähkönjohtavuus on pienempi tai yhtä suuri kuin mainittu kynnysarvo, tunnettu siitä että 10. merkintä käsittää ainakin kaksi ensimmäistä aluetta (12,22, 32,42, 52), jotka ovat säh könjohtavuuksiltaan toisistaan oleellisesti poikkeavia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen merkintä, tunnettu siitä, että substraatti käsittää paperi- tai kartonkituotteen. 15

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen merkintä, tunnettu siitä, että ensimmäisten alueiden sähkönjohtavuudet ovat tasavälisesti jakautuneet asteikolla mainitusta kynnysarvosta määrättyyn maksimijohtavuuteen. . , 20

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 2 mukainen merkintä, tunnettu siitä, että ensimmäisten • *^· *..* alueiden sähkönjohtavuudet ovat kohti suurempaa sähkönjohtavuutta tihenevästi jakautu- • · * • * » . neet asteikolla mainitusta kynnysarvosta määrättyyn maksimijohtavuuteen. • S • · M»

« · • 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen merkintä, tunnettu siitä, että ensim- • · · «M * . · · ·. 25 mäisten alueiden sähkönj ohtavuudet määräytyvät ainakin osittain niiden sisältämän materi- • · ··# aalin sähköisten ominaisuuksien perusteella. • * • · * * · · • M · .***.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen merkintä, tunnettu siitä, että ensimmäi- ··· ]. ( set alueet on muodostettu ainakin yhdestä johtavasta polymeeristä, kuten polyaniliinista, .···. 30 polypyrrolista, polyasetyleenistä tai polytiofeenista. • « v·· e • a

• · · • · · *** | 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen merkintä, tunnettu siitä, että ensimmäisiin alueisiin on • a jäljestetty ainakin yhtä kemikaalia niiden sähkönjohtavuuden muuttamiseksi. 23 1 1 9084

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen merkintä, tunnettu siitä, että toiset alueet on muodostettu johtavasta polymeeristä, kuten polyaniliinista, polypyrrolista, polyase-tyleenistä tai polytiofeenista, ja niihin on jäljestetty kemikaalia niiden sähkönjohtavuuden laskemiseksi alle mainitun kynnysarvon. 5

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen merkintä, tunnettu siitä, että se käsittää ainakin kaksi ensimmäistä aluetta, joiden paksuudet ovat toisistaan poikkeavia.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen merkintä, tunnettu siitä, että ensim-10 mäisten alueiden sähkönjohtavuus määräytyy ainakin osittain niiden substraatin pinnan suuntaisten geometristen ominaisuuksien perusteella.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen merkintä, tunnettu siitä, että ensimmäisten alueiden sähkönjohtavuuteen ja keskinäiseen sijoitteluun on sisällytetty informaa- 15 tiota.

12. Elektromagneettinen muistiväline, joka käsittää - substraatin, j olla on kaksi pintaa, j a - substraatin ainakin toiselle pinnalle jäljestetyn tunnistusvyöhykkeen, jossa on ensim- , . 20 mäisiä alueita (12,22, 32,42, 52), jotka sisältävät ainakin yhtä sähköä johtavaa mated- * » · • · · *..1 2 3 aalia ja joiden sähkönjohtavuus on suurempi kuin määrätty kynnysarvo, jolloin ensim- • ti * 1 · .I . mäiset alueet on jäljestetty välimatkan päähän toisistaan ja niiden välille on sovitettu • · ‘..!t toisia alueita (14,24,34,44, 54), joiden sähkönjohtavuus on pienempi tai yhtä suuri kuin mainittu kynnysarvo, • · · *·· · .···, 25 tunnettu siitä, että • · • m - tunnistusvyöhyke sisältää ainakin kaksi ensimmäistä aluetta, joiden sähkönjohtavuudet : ovat oleellisesti toisistaan poikkeavia. • M I ··1 • 1

* · ··· \ 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen muistiväline, tunnettu siitä, että mainittu substraatti ··· ’ J ···· .···. 30 käsittää paperi-tai kartonkituotteen. • · • M · 2 • · · • · « , , 3

14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen muistiväline, tunnettu siitä, että mainittu sub- • · straatti on pakkaus tai pakkausaihio (60). 24 1 1 9084

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen muistiväline, tunnettu siitä, että tunnistusvyöhyke sijaitsee pakkauksen tai pakkausaihion (60) liimasaumassa.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 12-15 mukainen muistiväline, tunnettu siitä, että tunnis-5 tusvyöhyke on jäljestetty mainitun substraatin ja jonkin toisen materiaalikerroksen, esimerkiksi pintaliima-, päällystys-, painoväri- tai lakkakerroksen väliin.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 12-16 mukainen muistiväline, tunnettu siitä, että ensimmäiset alueet on muodostettu johtavasta polymeeristä, esimerkiksi polyaniliinista, polypyr- 10 rolista, polyasetyleenista tai polytiofeenista.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen muistiväline, tunnettu siitä, että ensimmäisiin alueisiin on jäljestetty kemikaalia niiden sähkönjohtavuuden muuttamiseksi.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 12-18 mukainen muistiväline, tunnettu siitä, että toiset alueet on muodostettu johtavasta polymeeristä, kuten polyaniliinista, polypyrrolista, polyasetyleenista tai polytiofeenista, ja niihin on jäljestetty kemikaalia niiden sähkönjohtavuuden laskemiseksi alle mainitun kynnysarvon.

, ( 20 20. Menetelmä elektromagneettisesti luettavan merkinnän tuottamiseksi, jonka menetel- * i t män mukaan • · · e * e .* . - käytetään substraattia, jolla on kaksi pintaa, ja • t · • · \, l - tuodaan substraatin toisel le pinnalle ainakin yhtä sähköä j ohtavaa materiaalia ensim- mäisten alueiden (12, 22, 32,42, 52) ja näiden välisten toisten alueiden (14, 24, 34,44, • · · 25 54) muodostamiseksi siten, että ainakin ensimmäiset alueet muodostuvat mainitusta • ^ * sähköä johtavasta materiaalista, : ,·, tunnettu siitä, että • « » «t· · .··*. - ensimmäisten alueiden sähkönjohtavuus jäljestetään suuremmaksi kuin määrätty kyn- ♦ · # *. nysarvo ja ensimmäisiin alueisiin kuuluu ainakin kaksi aluetta, joiden sähkönjohtavuu- *· [*··' 30 det jäljestetään oleellisesti toisistaan poikkeaviksi, ja • ^ * • - toisten alueiden sähkönjohtavuus jäljestetään pienemmäksi tai yhtä suureksi kuin mai- : nittu kynnysarvo. • · 25 119004

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu sähköäjohtava materiaali on sähköä johtavaa polymeeriä, esimerkiksi polyaniliinia, polypyrrolia, polyasetyleeniä tai polytiofeenia.

22. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekä ensim mäiset alueet että toiset alueet muodostetaan sähköä johtavasta polymeeristä ja menetelmä käsittää lisäksi vaiheen, jossa ensimmäisille ja toisille alueille applikoidaan ainakin yhtä kemikaalia sähköä johtavan polymeerin sähkönjohtavuuden muuttamiseksi.

22 1 1 9084

23. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainoastaan ensimmäiset alueet muodostetaan sähköä johtavasta polymeeristä ja menetelmä käsittää lisäksi vaiheen, jossa ensimmäisille alueille applikoidaan ainakin yhtä kemikaalia sähköä johtavan polymeerin sähkönjohtavuuden muuttamiseksi.

24. Patenttivaatimuksen 22 tai 23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu kemi kaali applikoidaan tulostamalla tai painamalla.

25. Patenttivaatimuksen 20 - 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että mainittuna substraattina käytetään paperia tai kartonkia. . . 20

• · « *.** 26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä että sähköä johtava poly- • ♦ · • · · , meeri applikoidaan paperin tai kartongin valmistusvaiheessa. « · · • ♦ • ♦ *·* * · • ·

27. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähköäjohtava po~ ··· · .· · ·, 25 lymeeri applikoidaan substraatille vaiheessa, jossa paperista tai kartongista valmistetaan • ♦ ··· pakkausta tai pakkausaihiota.

• · • · · • · · *·· · .···. 28. Jonkin patenttivaatimuksen 20 - 27 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se kasit- ··· *. tää lisäksi vaiheen, jossa substraatille jäljestetään ainakin yksi ylimääräinen materiaaliker- "i! 30 ros siten, että se peittää ainakin mainitut ensimmäiset ja toiset alueet. • · • · · n i * · · • * · ··« · • · 26 1 19084