JP2007526560A - 無線認証ラベルを製造するための方法 - Google Patents

Abstract

印刷方法を用いて無線認証ラベルを製造するための方法が記載される。本発明の課題は、必要な部分を簡単な方法でラベルに設けるとともに、好ましくはアンテナを機械的な損傷から保護することである。この課題は、本発明によると、枚葉紙オフセット印刷によって、又は凸版印刷プレートを用いて、直接的に又は間接的に、機能上必要なアンテナ又は発振回路の部分を被印刷材料に塗布することによって解決される。発振回路を損傷から保護するために、発振回路を塗布した後に塗布面を窪ませるか、又は発振回路及びアンテナを塗布した後で被印刷材料内に沈めるようにする。

Description

本発明は、無線認証ラベルを製造するための方法に関する。

［技術の水準］
本発明は、スマートラベル（Smart Labels）とも呼ばれる無線認証（ＲＦＩＤ）ラベルを製造するための種々の方法に関する。インテリジェントラベル（無線認証ラベル、スマートラベル）は、いわゆるトランスポンダ技術を基礎とする。このトランスポンダ技術の重要な利点は、ラベルと読み取り装置との間で無線通信が行われる、ということである。これによって、機械的なデータ検出プロセスを非常に高速化することができるが、その理由は、読み取り装置がラベルと光通信を行う必要がなくなるからである。これによって、たとえば箱の中身又はパレット（Palette）全体の中身をエラーなく検出することができるようになる。また、インテリジェントラベルの背面に安全コードを設けることができる。それによって、偽造包装（たとえば薬品産業）又は盗難を明確に識別することができる。

無線認証のためのシステムは、２つの構成要素、すなわち、製品に取り付けられる無線認証ラベル（スマートラベル）と、ラベルからデータを読み取るか又は書き込むことができる書き込み／読み取り装置とから成る。トランスポンダは、構成次第では簡単な認証番号に始まって複雑なデータ（たとえば使用期限、製造場所及び製造日、販売価格等）までも記憶する。また、測定データも記憶することができる。トランスポンダは通常、ＩＣ、アンテナ、及びさらなる受動素子から成る。トランスポンダは、電源供給源の種類によって、能動トランスポンダと受動トランスポンダとに分類される。ラベルがたとえばバッテリー型の電源を有している場合には、能動システムである。トランスポンダは、外部の磁界又は電界を介して電流が供給される場合には受動型と呼ばれる。

トランスポンダＩＣは、携帯型データキャリアのアンテナに接続されており、データの送受信を行う。受動型無線認証トランスポンダの場合、通常は全情報及び機能性がこのトランスポンダの回路内に統合されている。いくつかのタイプでは、発振回路用のオンチップ共振コンバータをさらに含んでいるので、アンテナコイルの外部のさらなる外部構成要素が不要となる。１つの又は複数の必要なコンデンサは、印刷技術を利用した方法によって製造することができる。無線認証ラベルを製造するための典型的なかつ公知の方法は、ラベル上にコーティングされたフィルムを貼り合わせること、シルクスクリーン印刷方法を用いたアンテナの印刷、又はインクジェット方式による製造である。

上述の無線認証ラベル等の商品保護ラベル（Warensicherungsetiketten）は、包装材又は商品を搬送するための外部包装材に直接取り付けられる。このように、これら商品保護ラベルは、通常、包装材の外側に存在しているので、機械的な負荷によって損傷するおそれがある。このような損傷はできる限り防止しなくてはならない。この工程は、製造及びその後の商品の搬送作業に関係するものである。

［発明の課題］
本発明の課題は、必要な部品を簡単な方法でラベルに設けるとともに、好ましくはチップ及び場合によってはアンテナを機械的な負荷に抗して保護することである。

上記課題は、請求項２５と組み合わせた請求項１又は１２の特徴によって解決される。本発明のさらなる構成は各従属請求項より明らかになる。

［実施例］
本発明によると、少なくとも機能上必要なアンテナの部分及び／又は発振回路の部分がオフセット印刷により被印刷材料の上に塗布されるようになっているか、少なくとも機能上必要なアンテナの部分及び発振回路の部分が直接的又は間接的に凸版印刷プレートを用いて塗布されるようになっている。印刷後、たいていの場合はケースが付けられていないチップを、接着方法又はろう接方法によって取り付けなくてはなら乃至たがって、チップが設けられるべき領域を、印刷後であってチップを塗布する前に、変形加工によって窪ませることが特に好適である。なぜならば、チップを窪ませることと、塗布の際のガイド機能とを達成することができるからである。ラベルの全領域を後から窪ませることもできる。

アンテナを設計する場合に、誘導率、コイル面、オーム抵抗、及び巻き線間の結合容量（Koppelkapazitaet）が重要となる。特性値から逸脱すると、結果として、読み取り／書き込み装置とトランスポンダとが接触しなくなるおそれがある。共振周波数は高出力を有していなくてはならないので、印刷品質に対して極めて高い要求が課されるようになる。

本発明によると、金属インキ又は導電性を有するペーストが、ゴムブランケットを介して乾式オフセットプレート（wasserlos Offsetplatte）又は湿式オフセットプレート（Nassoffsetplatte）によって、枚葉紙又はロール紙オフセット印刷機内部で被印刷材料に塗布される。印刷された線がアンテナ及び場合によっては発振回路全体を形成する。チップは、必要であれば後でろう接又は接着される。発振回路の構成要素が印刷される被印刷材料は、繊維性材料（紙、フリース等）、天然繊維又は人口繊維から成る紡織材料、又はプラスチックフィルムであり得る。

たとえば紙又は他の繊維性材料である場合の、インキ吸収性を有する（wegschlagender）被印刷材料を前処理して、導電性を有する印刷インキ又はペーストが浸透するのを防ぐことができる。前処理は、ニス引き、プレプリントインキ（Vordruckfarbe）のフレキソ印刷装置、又はオフセット印刷装置によって塗布することにより可能とされる。また、ラベルの隙間にフィルムをラミネートすることも可能であるし、製造業者がラベルの背面を予め前処理することも可能である。印刷インキが被印刷材料に非常に浸透する場合には、三次元にわたって誘電率の変化が生じる可能性がある。乾式印刷用の印刷プレートを用いて塗布することは、湿式オフセットよりも好適である。なぜならば、湿式オフセットにおいて必要となる湿し剤によってインキが腐食するおそれがあるからであり、また、印刷精度がより高いからである。さらに、乾式オフセットにおいては、印刷を行う際に解像度をより高くかつ線部をより明確にすることができる。

発振回路を製造するのに必要なコンデンサを作成して、短い方の線の端部で再び互いに接続されるようになっている２つの線が緊密に隣接するように印刷することができる。代替的に、まず基本線を印刷し、その線の上に絶縁性物質を印刷した後、第３の印刷装置において対向線を印刷する。コンデンサをチップに組み込むこともできる。他の回路素子、たとえば線の強度を先細りにすることにより得られる抵抗を印刷することもできる。

理論上は、被印刷材料の両側でコンデンサ線を対向した状態で印刷することができる。この目的のためには、被印刷材料を予め穿孔して、インキを塗布する際に互いに対向する２つの線の間を接続するようにしなくてはならない。

最後に、アンテナ及び発振回路に対して保護用ニスを引くことができる。この保護用ニスは、機械的損傷、化学的損傷、又は酸化による損傷から印刷箇所を保護する。これに替えて、保護フィルムを設けることもできる。

第２の方法では、接着剤が印刷装置によって予め印刷され、接着剤が印刷された枚葉紙が転写フィルムと接触させられる。この転写フィルムは、金属材料又は他の導電性を有する材料によってコーティングされている。接着剤が塗布された場所で、導電性を有する材料が支持フィルムから剥離されて被印刷材料に転写される。その後、被印刷材料は発振回路、アンテナ又はアンテナの構成要素を形成する。

第３の方法として、アンテナ／発振回路の線をフレキソ印刷方法によって塗布することが考えられる。しかしこの場合、フレキソ印刷プレートが正確に調整された姿勢になっていないと、結果としてフレキソ印刷プレートの縁部が押しつぶされる（Quetschraender）おそれがある、という不都合な点がある。このように縁部が押しつぶされると、結果として容量の変化により不都合な変化が生じる。さらには、発振回路の特性が不都合に変化する。

商品に無線認証ラベルを付けることができるようにするとともに無線認証ラベルを損傷から保護するために、以下の方法を提案する。

１．アンテナ及び場合によっては発振回路のさらなる構成要素を、上述したように、上記の印刷方法のうちの１つを用いて設ける。このように設けることは、オフセット印刷において、直接的又は間接的に凸版印刷することによって、変形可能な被印刷材料に対して行うことができる。

２．その後、好適な実施形態では印刷機の内部に存在する穴開け機又は溝付け機（Rillwerk）において、被印刷材料に対して、凹所を設けること、溝付けすること、又は穿孔することが行われる。その後、対応する凹所は、細長形状、矩形状、又は正方形状のチップを収容する。変形加工は、穴開け加工中に又はグルア（Faltschachtelklebemaschine）内で行うこともできる。この場合、凹所は、チップ又は発振回路を含む構成要素の表面が被印刷材料表面によって閉止されることができる程度の深さになっていなくてはならない。場合によっては、チップ表面を被印刷材料表面よりも少し深くすることもできる。

３．凹所を設けた後、チップ又は発振回路を設け、接着方法又はろう接方法によって、トラック又はアンテナと接続する。アンテナ又は発振回路のトラックは、凹所を製造するために必要なサイズを決定するための変形加工に関与するので、弾性を有しているか又は柔軟でなくてはならない。この場合、被印刷材料の表面は、アンテナ又はトラックの領域においても曲げられる。その際、電流が流れる領域に亀裂が生じてはならない。もしこのような亀裂が生じると、高抵抗が発生し、回路の特性を不安定な形で変化させるおそれがある。

アンテナ及び発振回路を有する無線認証ラベルの構成は、図１乃至図３に図示されている。

この方法によって様々な利点がもたらされる。保護されてはいないがケースに入っているチップを、機械的な負荷からより良好に保護することができる。包装物は、輸送用の包装又は格納棚では直接隣り合っているので、相互に摩擦するおそれがある。これによって、発振回路、チップ、又はアンテナが機械的な損傷を被るおそれがある。凹所を設けることによって、発振回路、チップ、又はアンテナをこのような機械的な損傷から保護する。凹所のさらなる利点は、凹所がチップ取り付け時の位置決めを補助するということである。

代替的に、チップを含めた発振回路全体を被印刷材料に設けることができる。さらなる作業工程において、無線認証ラベル全体をプレススタンプによって窪ませて、無線認証ラベルが機械的な影響又は摩擦によって損傷されないようにする。

本発明の実施例である。 本発明の他の実施例である。 本発明の実施例における窪み部の断面図である。

Claims (32)

1. 印刷方法を用いて無線認証ラベルを製造するための方法において、
   機能上必要なアンテナ及び発振回路の少なくとも一部分を、枚葉紙オフセット印刷によって被印刷材料に塗布することを特徴とする、方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   トラックを印刷するために、導電性を有するペースト又は印刷インキが用いられることを特徴とする、方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、
   導電性を有する印刷インキは、金属粒子を含有するインキであることを特徴とする、方法。
4. 請求項１又は２に記載の方法において、
   導電性を有するインキは、カーボンブラック又はカーボン繊維を含有していることを特徴とする、方法。
5. 請求項１又は２に記載の方法において、
   インキの塗布は、把持搬送部を有する枚葉紙オフセット印刷機内で行われることを特徴とする、方法。
6. 請求項１又は２に記載の方法において、
   インキの塗布は、ウェブオフセット印刷機内部において行われることを特徴とする、方法。
7. 請求項５に記載の方法において、
   前記アンテナ／前記発振回路の構成要素を枚葉紙の背面側に塗布し、その後方向転換装置において該枚葉紙を上下逆にすることを特徴とする、方法。
8. 請求項１に記載の方法において、
   前記アンテナ／前記発振回路の構成要素を印刷した後で、保護用ニス又は保護用インキを塗布することを特徴とする、方法。
9. 請求項８に記載の方法において、
   前記保護用ニス又は前記保護用インキを枚葉紙オフセット印刷機によって転写することを特徴とする、方法。
10. 請求項８に記載の方法において、
    前記保護用ニスを、チャンバドクタ及びアニロックスローラを有するフレキソ印刷装置によって転写することを特徴とする、方法。
11. 請求項８に記載の方法において、
    前記保護用ニスを、２ローラ式フレキソ印刷装置によって塗布することを特徴とする、方法。
12. 印刷方法を用いて無線認証ラベルを製造するための方法において、
    機能上必要なアンテナ又は発振回路の少なくとも一部分を凸版印刷プレートによって直接的に又は間接的に塗布することを特徴とする、方法。
13. 請求項１２に記載の方法において、
    前記凸版印刷プレートは、枚葉紙印刷機又はウェブ印刷機のプレート胴上に張設されており、インキは、ゴム胴によって間接的に被印刷材料に塗布されることを特徴とする、方法。
14. 請求項１２に記載の方法において、
    前記凸版印刷プレートは、枚葉紙印刷機又はウェブ印刷機において被印刷材料と直接接触していることを特徴とする、方法。
15. 請求項１３又は１４に記載の方法において、
    前記凸版印刷プレートは、オフセット印刷装置も含む印刷機内にて使用されることを特徴とする、方法。
16. 請求項１又は１２に記載の方法において、
    前記被印刷材料は繊維材料であることを特徴とする、方法。
17. 請求項１又は１２に記載の方法において、
    前記被印刷材料はフィルムであることを特徴とする、方法。
18. 請求項１又は１２に記載の方法において、
    前記被印刷材料は、天然繊維及び／又は人工繊維から成る紡織材料であることを特徴とする、方法。
19. 請求項１又は１２に記載の方法において、
    被印刷材料がインキ吸収性を有する場合には、インキ吸収性を低減させるニス又はプレプリントインキによって、予めコーティング、ニス引、又は印刷することを特徴とする、方法。
20. 請求項１９に記載の方法において、
    前記予めコーティング、ニス引き、又は印刷することは、直接凸版印刷装置を用いて行われることを特徴とする、方法。
21. 請求項１９に記載の方法において、
    予めコーティング、ニス引き、又はインキ印刷することは、凸版印刷プイレートを用いてゴム胴を介して間接的に行われることを特徴とする、方法。
22. 請求項１９に記載の方法において、
    予めコーティング、ニス引き、又はインキ印刷することは、オフセット印刷装置によって行われることを特徴とする、方法。
23. 請求項１又は１２に記載の方法において、
    容量性素子（コンデンサ）を製造するために、２つの線が局所的に隣り合って印刷され、該２つの線は、比較的短い線の端部において互いに接続されることを特徴とする、方法。
24. 請求項１又は１２に記載の方法において、
    容量性素子（コンデンサ）を製造するために、まず基本線が印刷され、それに続いて、部分的に請求項１又は１２に係る方法によってアイソレータを印刷し、第３の作業ステップにおいて、請求項１又は１２に係る方法によって対抗線を印刷することを特徴とする、方法。
25. 請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の方法において、
    前記発振回路又は前記発振回路の部分もしくは前記チップの部分を前記アンテナとともに設けるために、前記発振回路又は前記発振回路の部分もしくは前記チップの部分を収容する少なくとも１つの凹所を前記被印刷材料に設け、
    前記発振回路又は前記発振回路の部分もしくは前記チップの部分を前記凹所に塗布し、
    前記発振回路又は前記チップとアンテナとの間を導通接続することを特徴とする、方法。
26. 請求項２５に記載の方法において、
    前記凹所の深さは、発振回路又は前記発振回路の部分もしくは前記発振回路の部分が凹所内に設けられた後に該発振回路又は前記発振回路の部分もしくは前記発振回路の前記被印刷材料の上側に対して平行な部分が前記被印刷材料の上側と少なくとも同一面上にくるような深さになっていることを特徴とする、方法。
27. 請求項２５に記載の方法において、
    前記凹所の深さは、発振回路又は前記発振回路の部分もしくは前記発振回路の部分が凹所内に設けられた後に該発振回路又は前記発振回路の部分もしくは前記発振回路の前記被印刷材料の上側に対して平行な部分が前記アンテナの上側と少なくとも同一面上となるような深さになっていることを特徴とする、方法。
28. 請求項２５又は２６に記載の方法において、
    前記凹所は、穴開け加工又はエンボス加工又は溝付け加工によって被印刷材料内に作成されることを特徴とする、方法。
29. 請求項２５乃至２７のいずれか１項に記載の方法において、
    前記凹所は、コーティング工程を行うために使用される印刷機内部の１つの又は複数の作業装置群において、穴開け加工又はエンボス加工又は溝付け加工によって作成されることを特徴とする、方法。
30. 請求項２５乃至２７のいずれか１項に記載の方法において、
    前記凹所は、少なくともアンテナ又は発振回路の一部が印刷された印刷枚葉紙から成る１つの又は複数の包装用紙部分を作成する穴開け機内部において、穴開け加工又はエンボス加工又は溝付け加工によって作成されることを特徴とする、方法。
31. 請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の方法において、
    アンテナ又は発振回路の一部を被印刷材料に塗布し、
    前記発振回路又は前記発振回路の別の部分又はチップを、アンテナ又は前記発振回路の前記一部とともに被印刷材料に塗布し、
    前記発振回路又は前記チップと前記アンテナとの間を導通接続させ、
    被印刷材料を変形することによって、前記発振回路又は前記チップ又は前記アンテナを、少なくとも前記被印刷材料の表面の高さまで沈めることを特徴とする、方法。
32. 請求項２５乃至３１のいずれか１項に記載の方法において、
    前記被印刷材料として、圧縮可能な被印刷材料が使用されることを特徴とする、方法。

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