SI24272A - Embalaža iz kartona z vgrajeno pametno značko za radiofrekvenčno identifikacijo z možnostjo beleženja različnih parametrov - Google Patents

Abstract

Embalaža iz večslojnega kartona z nevidno, v karton vgrajeno pametno RFID značko, rešuje problem sledenja embalaže in visoke stopnje zaščite širokemu spektru različnih vrst embalaž, hkrati pa v odvisnosti od funkcionalnosti čipa in tiskanega zunanjega senzorja za vlago narekuje različne možnosti sledenja, identifikacije ali pa tudi beleženje fizikalnih in kemijskih parametrov, če je pametna značka baterijsko podprta. RFID značka se izdela neposredno na stroju za sitotisk ali fleksotisk, kjer se natisneta antena (2) in zunanji senzor za vlago (3) na prvi sloj kartona (1) in naknadno kontaktira flip čip (5) z različno funkcionalnostjo na lepilni liniji z uporabo ustreznega, prevodnega lepila (4). Sledi laminacija z naslednjim slojem kartona (6). Lastnostim integriranega vezja oziroma čipa in zahtevam končne aplikacije je predhodno prilagojena oblika oziroma načrt antene in zunanjega senzorja za vlago.

Description

EMBALAŽA IZ KARTONA Z VGRAJENO PAMETNO ZNAČKO ZA RADIOFREKVENČNO IDENTIFIKACIJO Z MOŽNOSTJO BELEŽENJA RAZLIČNIH

PARAMETROV

L Področje tehnike na katerega se izum nanaša

Predmet izuma je iz področja embalaže namenjene za shranjevanje, manipulacijo in transport, za katero je polrebna identifikacija in sledenje ah pa tudi spremljanje določenih fizikalnih in kemijskih parametrov. Izum se nanaša na kartonsko embalažo iz večslojnega kartona z vgrajeno nevidno pametno značko za radiofrekvenčno identifikacijo - RFID, ki omogoča identifikacijo in sledenje pakiranega izdelka. Bolj natančno gre za pametno značko z natisnjeno anteno in zunanjim senzoijem za vlago na vmesnem kartonskem sloju, ki ob naknadni laminaciji z naslednjim slojem kartona naredi vgrajeno RFID značko nevidno. Odvisno od funkcionalnih lastnosti integriranega vezja - IC oziroma čipa pa značka nudi tudi možnosti za beleženje fizikalnih in kemijskih parametrov. Značko sestavlja integrirano vezje oziroma čip, integrirani in tiskani zunanji senzoiji ter tiskana antena. V skladu z mednarodno klasifikacijo patentov se izum klasificira v skupino B65D.

2. Tehnični problem, ki ga rešuje izum

Tehničnih problemov, kijih rešuje izum je več;

• integracija RFID značke neposredno v proizvodni liniji, • izključitev potrebe po dodatni zaščiti značke, • nevidnost značke omogoča zaščito pri ugotavljanju avtentičnosti embalaže, • pametna značka s tiskano anteno in zunanjim senzoijem za vlago ter z integriranimi senzorji omogoča beleženje fizikalnih in kemijskih parametrov.

Aplikacij je lahko toliko kot je različnih načinov izdelave večslojne kartonske embalaže, ki narekuje njeno končno uporabnost. Poleg načina izdelave njeno končno uporabnost določa tudi funkcionalnost integriranega vezja IC oziroma čipa z integriranimi in tiskanimi zunanjimi senzoiji.

Prvi od tehničnih problemov, ki ga rešuje naš izum je vključitev RFID značke v embalažo neposredno v proizvodni liniji. Tisk antene in zunanjega senzorja za vlago se izvede s pomočjo ene od konvencionalnih tehnologij tiska (najpogosteje sitotisk ali fleksotisk) z uporabo funkcionalne prevodne tiskarske barve. Kontaktiranje integriranega vezja oziroma čipa na predhodno natisnjeno anteno in tiskan senzor se izvede po ustaljeni tehnologiji montaže flip čipov.

Ker se značka izdela v proizvodni liniji se izognemo naknadnemu lepljenju komercialno izdelanih etiket z RFID značko. Takšen postopek je bolj ekonomičen. Zapis podatkov na čip se lahko izvede predhodno, pred končno laminacijo in kontaktiranjem flip čipov na antene ali pa naknadno, ko • · embalaža prevzame svojo končno vlogo.

Drugi od tehničnih problemov, ki ga rešuje naš izum je izključitev potrebe po dodatni zaščiti značke, najpogosteje z zaščitno folijo, v kolikor je RFID značka natisnjena na zgornjem, zunanjem sloju embalaže. RFID značka vključena v vmesni sloj je dovolj zaščitena pred negativnimi zunanjimi vplivi okolja, hkrati pa se z vključitvijo značke v karton rešuje tretji tehnični problem, to je možnost ugotavljanja avtentičnosti embalaže, ki jo dodatno zaščiti.

Četrti tehnični problem, ki ga izum rešuje je ta, da pri vključitvi značk nismo omejeni na vrsto značke. Lahko se uporabi pametna značka s tiskano anteno in zunanjim senzoijem za vlago, ter z integriranimi senzorji z možnostjo beleženja pogojev skladiščenja, beleženje sprememb lastnosti kakovosti embalaže in izdelkov ter beleženje pogojev transporta le-teh. Posledično tovrstna kontrola optimira procese in zmanjšuje izmet ter s tem znižuje stroške v celotni potrošniški verigi. Je pa potrebno v postopek izdelave značke vključiti testiranje. V kolikor je pametna značka tudi baterijsko podprta je omogočeno avtomatično zajemanje, obdelovanje signalov iz več senzoijev hkrati ter beleženje.

3. Stanje tehnike

Do sedaj znane rešitve sledenja so omejene najpogosteje na vključitev črtne kode na embalažo, v zadnjem času pa se začenja predvsem v logistiki uveljavljati RFID tehnologija pri kateri se najpogosteje uporabljajo UHF RFID značke v obliki etiket na površini oziroma zunanjem delu embalaže. Rešitev z natisnjeno črtno kodo se je skozi čas izkazala kot zelo pomanjkljivo sredstvo za zagotavljanje sledljivosti. Težave so se začele pojavljati pri odčitavanju in napakah pri branju kod. Branje je omejeno le na vidno območje, v kodo pa se lahko zapiše le malo informacij.

Ugotovili smo, da med slovenskimi patenti ni nobene objave vezane na naše navedeno področje. Med pregledom svetovne oziroma mednarodne baze patentov pa smo našli naslednje patente oziroma patentne prijave, ki so vezane na področje našega izuma in obravnavajo RFID značke vključene na embalažo: CN201169400, CN102567759, CN202142087, CN202244361 in CN102320396.

Le dva patenta CN201169400 in CN202142087 od navedenih rešitev patentnih prijav navajata vključitev značk v večslojni karton, a v nobenem od primerov ne gre za tisk anten in tisk zunanjega senzorja ter izdelavo pametnih značk z možnostjo sledenja fizikalnih in kemijskih parametrov neposredno v proizvodni liniji.

4. Opis bistva izuma

Prednosti tiskanih RFID značk je veliko. Izdelava značk je okolju prijaznejša od do sedaj poznanih značk, ki se večinoma izdelujejo po subtraktivnem načinu. Tehnologije tiska pa omogočajo izdelavo značk oziroma tisk anten in tudi zunanjega senzorja za vlago z aditivnim načinom, kar pomeni velik prihranek porabe prevodnih materialov, tako tiskarskih barv, kot npr. folij, kot tudi zmanjšanje odpadkov nastalih pri izdelavi značk.

Na osnovi ugotovljenega stanja tehnike smo potrdili veliko prednosti postopka izdelave pametnih značk po opisanem izumu, ki se kažejo predvsem v enostavnosti in zanesljivosti postopka in cenejši oziroma hitrejši realizaciji RFID tehnologije v sledenju embalaže, hkrati pa je zaradi nevidnosti omogočena visoka stopnja zaščite širokemu spektru različne embalaže.

5. Opis izuma na osnovi priloženih slik

Izum je v nadaljevanju podrobneje opisan s tremi slikami, pri čemer sliki 1 in 2 ponazaijata izdelavo pametne, v vmesni kartonski sloj vgrajene značke, z vključenim zunanjim tiskanim senzoijem za vlago, slika 3 pa postopek opisan na izvedbenem primeru embalaže z vgrajeno RFID značko v sistemu kontrole z RFID izpraševalnikom.

sl. 1: tiskana UHF RFID antena in zunanji senzor za vlago ter kontaktiranje flip čipa na spodnji sloj kartona sl. 2: natisnjena UHF RFID antena in senzor z vključenim flip čipom ob laminaciji z zgornjim slojem kartona sl. 3: končna embalaža in njena identifikacija oziroma sledenje v delokrogu z RFID izpraševalnim sistemom

Slika 1 prikazuje spodnjo plast kartona 1, na katero se s prevodno barvo na sitotiskarskem ali fleksotiskarskem stroju natisne UHF RFID antena 2 in zunanji senzor za vlago 3, ki je natisnjen in načrtovan tako, daje prilagojen na lastnosti in način zajemanja senzorskih signalov v čipu 5. Nato se izvede kontaktiranje flip čipa 5 s prevodnim lepilom 4 na lepilni liniji.

Slika 2 prikazuje izris natisnjene UHF RFID antene 2 in natisnjenega zunanjega senzoija za vlago 3 z vključenim flip čipom 5 ob laminaciji z zgornjim slojem kartona 6.

Slika 3 prikazuje izris končne embalaže 7 z nevidno pametno UHF RFID značko pri njeni identifikaciji oziroma sledenju v elektromagnetnem polju RFID izpraševalnika 8. Pakimo mesto je opremljeno z RFID izpraševalnikom 8 in RFID antenami 9, ki omogočajo identifikacijo embalaže, neodvisno od njenega položaja. Programska oprema izvede identifikacijo nevidne značke oziroma embalažne škatle z nevidno značko. V podatkovno bazo 11 se shrani elektronska koda embalaže EPC. Izpis podatkov se hkrati spremlja na zaslonu 10. V kolikor je v embalažo integrirana pametna RFID značka se lahko • * odčita tudi določene parametre oziroma trenutne pogoje, katerim je izpostavljena embalaža, npr. temperatura na integriranem senzorju in vlaga iz zunanjega tiskanega senzorja, ki je vgrajen v embalažo. Dodatna nadgradnja pametne značke z baterijsko podporo prav tako v vmesnem sloju embalaže pa omogoča tudi avtomatično zajemanje, obdelovanje in shranjevanje senzorskih podatkov.

6. Način industrijske ali druge uporabe

Tisk antene in zunanjega senzorja za vlago ter kontaktiranje flip čipa se lahko izvedeta neposredno v proizvodni liniji. Do sedaj se je lepljenje t. i. etiket s črtnimi kodami ali RFID značkami izvajalo naknadno po končanem postopku dodelave oziroma izdelave embalaže.

Claims (7)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Vgrajena, nevidna pametna RFID značka v kartonski embalaži (7), ki uporabniku omogoča popolno kontrolo kakovosti embalaže ter sledenje in beleženje pogojev transporta tako, da lahko dostopa do vseh podatkov v znački in vpisuje dodatne, označen s tem, da sta antena (2) in zunanji senzor za vlago (3) natisnjena s prevodno bravo na spodnjo plast kartona (1) in da je integrirano vezje pametne značke oziroma čip (5) priključen na anteno in tiskan senzor s prevodnim lepilom (4) in izvedena laminacija z zgornjim slojem kartona (6).
2. 2. Postopek po zahtevku 1, označen s tem, daje nevidna RFID značka vgrajena v karton.
3. 3. Postopek po zahtevku 1 in 2, označen s tem, daje v karton vgrajena značka lahko opremljena s tiskano baterijo.
4. 4. Postopek po zahtevku 1,2 in 3, označen s tem, da omenjena značka lahko shranjuje podatke uporabljenih tiskanih ali integriranih senzorjev.
5. 5. Postopek po zahtevku 1,2,3 ali 4, označen s tem, daje tiskana antena prilagojena na HF RFID ali UHF RFID frekvenčno območje.
6. 6. Postopek po zahtevku 1,2,3,4 ali 5, označen s tem, da uporabniški izpraševalnik deluje v HF ali UHF frekvenčnem področju.
7. 7. Postopek po kateremkoli predhodnem zahtevku, označen s tem, da profesionalni izpraševalnik lahko določi lokacije v omenjeni znački, na katere lahko uporabnik vpiše podatke in lokacije, iz katerih lahko uporabnik bere podatke.