WO2008067830A1 - Manipulationssichere rfid-antenne - Google Patents

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WO2008067830A1
WO2008067830A1 PCT/EP2006/011664 EP2006011664W WO2008067830A1 WO 2008067830 A1 WO2008067830 A1 WO 2008067830A1 EP 2006011664 W EP2006011664 W EP 2006011664W WO 2008067830 A1 WO2008067830 A1 WO 2008067830A1
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WO
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antenna
tamper
rfid antenna
carrier substrate
layer
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PCT/EP2006/011664
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Inventor
Gottfried Brandstetter
Johann Hilburger
Helmut Käferböck
Original Assignee
Hueck Folien Ges.M.B.H.
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/073—Special arrangements for circuits, e.g. for protecting identification code in memory
    • G06K19/07309—Means for preventing undesired reading or writing from or onto record carriers
    • G06K19/07372—Means for preventing undesired reading or writing from or onto record carriers by detecting tampering with the circuit
    • G06K19/07381—Means for preventing undesired reading or writing from or onto record carriers by detecting tampering with the circuit with deactivation or otherwise incapacitation of at least a part of the circuit upon detected tampering
    • G06K19/0739—Means for preventing undesired reading or writing from or onto record carriers by detecting tampering with the circuit with deactivation or otherwise incapacitation of at least a part of the circuit upon detected tampering the incapacitated circuit being part of an antenna

Definitions

  • the invention relates to a tamper-proof RFI D antenna.
  • the different adhesion regions are produced, for example, by partial application of a release layer and / or an adhesion layer on the carrier substrate.
  • the different adhesive areas often have defined shapes, for example in the form of patterns, characters, lines, letters, geometric figures, logos, logos and the like.
  • a security element with one or more functional features which has an intermediate layer applied to a carrier material with different adhesion regions, which has a visually recognizable and / or machine-readable electrical, optical and / or magnetic feature.
  • this security element has an indefinable unpredictable release behavior depending on the composition of the adhesive layer used, the film tears or is pulled off as a whole, the reading of the information is no longer possible.
  • the object of the invention was to provide a machine-readable security element in the form of an antenna, which is easily removable from the substrate to which it is applied and still damaged to the extent that proper functionality is no longer available or changed the transmission parameters such as the resonant frequency and thus a proof of tampering is possible.
  • the invention is therefore a tamper-resistant RFID antenna structure comprising a carrier substrate, an RFID antenna, optionally a chip, and an adhesive coating, characterized in that on the carrier substrate in the region of the RFID antenna partially a release layer is applied and the entire structure over the entire surface or partially (with the exception of the contact points for the chip) is provided with a lacquer having sufficient adhesion to the antenna material and the carrier substrate and a good anchorage to the adhesive layer applied to this lacquer layer.
  • Carrier foils are preferably, for example, flexible plastic foils, for example, PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP 1 PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM 1 ABS, PVC , Fluopolymere, such as Teflon and the like in question.
  • the carrier films preferably have a thickness of 5 to 700 .mu.m, preferably 5 to 200 .mu.m, particularly preferably 30 to 100 .mu.m.
  • paper or composites with paper for example composites with plastics having a basis weight of 20 to 500 g / m 2 , preferably 40 to 200 g / m 2
  • woven or nonwovens such as continuous fiber webs, staple fiber webs and the like, which may optionally be needled or calendered, may be used as the carrier substrates.
  • fabrics or webs of plastics such as PP, PET, PA, PPS and the like, but it can also be woven or nonwovens of natural, optionally treated fibers, such as viscose fiber webs are used.
  • the fabrics or nonwovens used have a basis weight of about 20 g / m 2 to 500 g / m 2 .
  • these fabrics or nonwovens may be surface treated.
  • a partial release layer is applied to the carrier substrate.
  • release layers are known in particular poorly adhering coating compositions, for example based on
  • chlorinated polyolefins are added to adjust the adhesion.
  • the proportion of the chlorinated polyolefins in the composition may be 20 to 130% by weight relative to the base polymer.
  • polyamide, polyethylene or fluoropolymer wax layers can be used as a release layer.
  • the release layer is partially applied to the carrier substrate.
  • any customary coating or printing method preferably methods with which extremely thin layers of from 0.01 to 50 ⁇ m can be applied precisely, for example spraying, vapor deposition, brushing, roller application methods, gravure, screen, offset and digital printing and the like.
  • the antenna design is preferably applied by partial metallization, whereby the partial application can be effected by means of an etching process (application of a full-area metal layer and subsequent partial removal by etching) or by means of a demetallization process or by means of laser structuring.
  • a solvent-soluble paint is partially applied in a first step, followed by a full-area metallic layer, which is subsequently removed in the region of the soluble paint, for example by means of a washing process.
  • a metallic layer for the antenna Au As a metallic layer for the antenna Au, Ag, Cu, Al, Zn, preferably Cu in question. Furthermore, printed conductive layers, such as conductive polymers, Ag or Cu conductive paste, Carbonleitpaste come as an antenna material in question.
  • a lacquer or a coating which on the one hand has sufficient adhesion to the (metallic) layer forming the antenna and to the film, on the other hand enables good anchoring of the subsequently applied adhesive layer.
  • a composition may be, for example, a coating additive mixed with a coating based on ethylene acrylate copolymer, nitrocellulose, acrylates, polyvinyl chloride or styrene acrylates.
  • the proportion of the wetting additive in the composition is preferably 0.5-10% by weight of the polymer.
  • a chip can be applied to the carrier substrate.
  • Chip can be stored and read data.
  • the chip can be, for example, a conventional RFID chip or a chip
  • Base printed structure or a polymeric microcircuit instead of a chip and the antenna, an RLC resonant circuit can also be applied.
  • Suitable adhesive layers are sealable adhesive layers, for example hot or cold seal adhesives or self-adhesive coatings.
  • the security feature can now be applied by means of this adhesive layer to any desired substrate, for example tissue, glass, plastics, metal, paper, nonwovens and the like.
  • the antenna When peeling off, the areas of the antenna deposited with the release lacquer are lifted off the carrier substrate, the antenna is thus partially destroyed and loses its functionality or changes its function. At the areas not backed by the release lacquer, the antenna remains intact, since the adhesion of the lacquer is not sufficient to detach the Cu layer from the carrier substrate.
  • the chip remains intact and the data stored on the chip can be read if necessary.
  • FIGS. 1 and 2 show security features according to the invention.
  • the carrier substrate for example a PET film
  • the partially applied release lacquer for example a PET film
  • the antenna partial copper metallization
  • the antenna structures according to the invention can at
  • Packaging materials for sensitive goods such as Phamnazeutika, cosmetics, electronic components, labels, seals and the like, for example in the textile industry, for logistics applications (pallets, boxes, etc.), toll systems, identity cards, tickets, documents of value and the like can be used.

Abstract

Manipulationssicherer RFID-Antennenaufbau aufweisend ein Trägersubstrat (1), eine RFID-Antenne (3), gegebenenfalls einen Chip, und eine Klebebeschichtung (5), dadurch gekennzeichnet, dass auf das Trägersubstrat im Bereich der RFID-Antenne partiell eine Releaseschicht (2) aufgebracht ist und der gesamte Aufbau vollflächig oder partiell (mit Ausnahme der Kontaktstellen für den Chip) mit einem Lack versehen ist, der eine ausreichende Haftung zum Antennenmaterial und zum Trägersubstrat und eine gute Verankerung zu der auf diese Lackschicht aufgebrachten Klebeschicht aufweist.

Description

Manipulationssichere RFI D-Antenne
Die Erfindung betrifft eine manipulationssichere RFI D-Antenne.
Es ist bekannt, insbesondere in mehrschichtigen Aufbauten zum Manipulationsnachweis, eine Zwischenschicht vorzusehen, die eine partiell unterschiedliche Haftung zum Untergrund aufweist. Diese Zwischenschicht wird mit einer haftenden Schicht versehen und auf den Träger aufgebracht. Versucht man nun den Aufbau vom Untergrund abzuziehen, so wird diese scheinbar homogen im Wesentlichen unsichtbare Zwischenschicht aufgrund der unterschiedlichen Haftungsbereiche definiert zerstört. Die Bruchstellen können zwar nur schwer exakt zusammengefügt werden, allerdings ist oft auf den ersten Blick eine Manipulation nicht sofort erkennbar.
Die unterschiedlichen Haftbereiche werden beispielsweise durch partielles Aufbringen einer Releaseschicht und/oder einer Haftschicht auf dem Trägersubstrat erzeugt. Die unterschiedlichen Haftbereiche weisen oft definierte Formen auf, z.B.: in Form von Mustern, Zeichen, Linien, Buchstaben geometrischen Figuren, Logos, Schriftzüge und dergleichen.
Bei genauerem Betrachten ist im Allgemeinen zwar erkennbar, dass die Zwischenschicht zerstört wurde, dass also eine Manipulation stattgefunden hat, bei sehr vorsichtigem und behutsamen Vorgehen ist jedoch die Zerstörung auf den ersten Blick oft nicht erkennbar.
Aus der EP 1 386 754 A1 ist ein Sicherheitselement mit einem oder mehreren funktionellen Merkmalen bekannt, das eine auf einem Trägermaterial aufgebrachte Zwischenschicht mit unterschiedlichen Haftbereichen aufweist, die ein visuell erkennbares und/oder maschinenlesbares elektrisches, optisches und/oder magnetisches Merkmal aufweist. Nachteil dieses Sicherheitselements ist es, dass es abhängig von der Zusammensetzung der verwendeten Klebeschicht ein undefinierbares unvorhersehbares Auslöseverhalten aufweist, die Folie reißt oder wird als ganzes abgezogen, das Auslesen der Informationen ist nicht mehr möglich.
Aufgabe der Erfindung war es ein maschinenlesbares Sicherheitselement in Form einer Antenne bereitzustellen, das vom Substrat, auf das es aufgebracht ist, leicht abziehbar ist und trotzdem soweit beschädigt wird, dass eine einwandfreie Funktionsfähigkeit nicht mehr gegeben ist bzw. die Sendeparameter wie beispielsweise die Resonanzfrequenz verändert werden und somit ein Manipulationsnachweis möglich ist.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein manipulationssicherer RFID- Antennenaufbau aufweisend ein Trägersubstrat, eine RFID-Antenne, gegebenenfalls einen Chip, und eine Klebebeschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Trägersubstrat im Bereich der RFID-Antenne partiell eine Releaseschicht aufgebracht ist und der gesamte Aufbau vollflächig oder partiell (mit Ausnahme der Kontaktstellen für den Chip) mit einem Lack versehen ist, der eine ausreichende Haftung zum Antennenmaterial und zum Trägersubstrat und eine gute Verankerung zu der auf diese Lackschicht aufgebrachten Klebeschicht aufweist.
Als Trägersubstrat kommen beispielsweise Trägerfolien vorzugsweise flexible Kunststofffolien, beispielsweise aus PI, PP, MOPP, PE, PPS, PEEK, PEK, PEI, PSU, PAEK, LCP1 PEN, PBT, PET, PA, PC, COC, POM1 ABS, PVC, Fluopolymere, wie Teflon und dergleichen in Frage. Die Trägerfolien weisen vorzugsweise eine Dicke von 5 - 700 μm, bevorzugt 5 - 200 μm, besonders bevorzugt 30 - 100 μm auf.
Ferner können als Trägersubstrate auch Papier oder Verbünde mit Papier, beispielsweise Verbünde mit Kunststoffen mit einem Flächengewicht von 20 - 500 g/m2, vorzugsweise 40 - 200 g/m2, verwendet werden. Ferner können als Trägersubstrate Gewebe oder Vliese, wie Endlosfaservliese, Stapelfaservliese und dergleichen, die gegebenenfalls vernadelt oder kalandriert sein können, verwendet werden. Vorzugsweise bestehen solche Gewebe oder Vliese aus Kunststoffen, wie PP, PET, PA, PPS und dergleichen, es können aber auch Gewebe oder Vliese aus natürlichen, gegebenenfalls behandelten Fasern, wie Viskosefaservliese eingesetzt werden. Die eingesetzten Gewebe oder Vliese weisen ein Flächengewicht von etwa 20 g/m2 bis 500 g/m2 auf. Gegebenfalls können diese Gewebe oder Vliese oberflächenbehandelt sein.
Auf das Trägersubstrat wird partiell im Bereich der späteren Situierung der Antenne eine partielle Releaseschicht aufgebracht.
Als Releaseschichten kommen insbesondere bekannte schlecht haftende Lackzusammensetzungen, beispielsweise auf Basis von
Cylcloolefincopolymeren, Nitrocellulose, Acrylaten, Polyvinylchlorid, Ethylenacrylatcopolymeren oder Styrolacrylaten in einem geeigneten Lösungsmittel in Frage. Zur Einstellung der Haftung werden dabei vorzugsweise chlorierte Polyolefine zugesetzt. Der Anteil der chlorierten Polyolefine in der Zusammensetzung kann 20 bis 130 Gew% im Verhältnis zum Basispolymer betragen.
Ferner können auch sehr dünn aufgetragene Polyamid-, Polyethylen- oder Fluorpolymerwachsschichten als Releaseschicht verwendet werden.
Die Releaseschicht wird auf das Trägersubstrat partiell aufgetragen. Zur Aufbringung der Releaseschicht kann jedes gängige Beschichtungs- oder Druckverfahren verwendet werden, bevorzugt Verfahren mit denen dünnste Schichten von 0,01 bis 50 μm exakt aufbringbar sind, beispielsweise Sprühen, Aufdampfen, Aufstreichen, Walzenauftragsverfahren, Tief- Flexo-, Sieb-, Offset- und Digitaldruck und dergleichen.
Anschließend wird die Antenne aufgebracht. Dazu wird das Antennendesign vorzugsweise durch partielle Metallisierung aufgebracht, wobei die partielle Aufbringung mittels eines Ätzverfahrens (Aufbringung einer vollflächigen Metallschicht und anschließende partielle Entfernung durch Ätzen) oder mittels eines Demetallisierungsverfahrens oder mittels Laserstrukturierung erfolgen kann.
Bei Verwendung eines Demetallisierungsverfahrens wird in einem ersten Schritt partiell eine in einem Lösungsmittel lösliche Farbe aufgebracht, anschließend eine vollflächige metallische Schicht, die anschließend im Bereich der löslichen Farbe beispielsweise mittels eines Waschverfahrens abgelöst wird.
Als metallische Schicht für die Antenne kommen Au, Ag, Cu, AI, Zn, vorzugsweise Cu in Frage. Ferner kommen auch gedruckte leitfähige Schichten, wie leitfähige Polymere, Ag- oder Cu-Leitpaste, Carbonleitpaste als Antennenmaterial in Frage.
Anschließend wird die gesamte Fläche mit einem Lack oder einer Beschichtung versehen, der/die einerseits eine ausreichende Haftung zu der, die Antenne bildenden, (metallischen) Schicht und zur Folie aufweist, andererseits eine gute Verankerung der anschließend aufgebrachten Klebeschicht ermöglicht. Eine derartige Zusammensetzung kann beispielsweise ein mit einem Benetzungsadditiv versetzter Lack auf Basis von Ethylenacrylatcopolymer, Nitrocellulose, Acrylaten, Polyvinylchlorid oder Styrolacrylaten sein, Der Anteil des Benetzungsadditivs in der Zusammensetzung beträgt dabei vorzugsweise 0,5 - 10 Gew% des Polymers.
Ferner kann auf das Trägersubstrat ein Chip aufgebracht werden. Auf diesem
Chip können Daten gespeichert und ausgelesen werden.
Der Chip kann beispielsweise ein herkömmlicher RFID-Chip oder eine auf Si-
Basis gedruckte Struktur oder ein polymerer Mikroschaltkreis sein. Ferner kann anstelle eines Chips und der Antenne auch ein RLC-Schwingkreis aufgebracht werden. Als Klebeschichten kommen siegelfähige Klebeschichten, beispielsweise Heißoder Kaltsiegelkleber oder Selbstklebeschichten in Frage Das Sicherheitsmerkmal kann nun mittels dieser Klebeschicht auf ein beliebiges Substrat, beispielsweise Gewebe, Glas, Kunststoffe, Metall, Papier, Vliese und dergleichen appliziert werden.
Beim Abziehen heben sich die mit dem Releaselack hinterlegten Flächen der Antenne vom Trägersubstrat ab, die Antenne wird so partiell zerstört und verliert ihre Funktionsfähigkeit oder ändert ihre Funktion. An den nicht mit dem Releaselack hinterlegten Flächen bleibt die Antenne unzerstört, da die Haftung des Lacks nicht ausreicht, die Cu-Schicht vom Trägersubstrat zu lösen.
Der Chip bleibt jedoch unversehrt und die auf dem Chip gespeicherten Daten können gegebenenfalls ausgelesen werden.
In den Fig. 1 und 2 sind erfindungsgemäße Sicherheitsmerkmale dargestellt.
Darin bedeuten 1 das Trägersubstrat (beispielsweise eine PET Folie), 2 den partiell aufgetragenen Releaselack, 3 die Antenne (partielle Cu- Metallisierung) 4 den Lack mit definierter Haftung, 5 die Klebeschicht und 6 das Substrat auf das das Sicherheitselement aufgebracht ist.
Beispiel 1:
a) Releaseschicht
17 kg COC (cycloolefinisches Copolymer Topas)
10 kg chloriertes Polyolefin (Trapylen)
50 kg XyIoI (Lösemittel)
b) Lack über der Kupferschicht
60 kg Ethylenacrylatcopolymer (Teeseal)
0,6 kg Benetzungsadditiv (TegoWET)
Die erfindungsgemäßen Antennenaufbauten können bei
Verpackungsmaterialien für sensible Güter, wie Phamnazeutika, Kosmetika, Elektronikbauteile, bei Etiketten, Siegeln und dergleichen beispielsweise in der Textilindustrie, für Logistikanwendungen (Paletten, Boxen, etc.), Mautsysteme, Ausweise, Eintrittskarten, Wertdokumente und dergleichen verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:
1) Manipulationssicherer RFI D-Antennenaufbau aufweisend ein Trägersubstrat, eine RFI D-Antenne, gegebenenfalls einen Chip, und eine Klebebeschichtung, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Trägersubstrat im Bereich der RFID-Antenne partiell eine Releaseschicht aufgebracht ist und der gesamte Aufbau vollflächig oder partiell (mit Ausnahme der Kontaktstellen für den Chip) mit einem Lack versehen ist, der eine ausreichende Haftung zum Antennenmaterial und zum Trägersubstrat und eine gute Verankerung zu der auf diese Lackschicht aufgebrachten Klebeschicht aufweist.
2) Manipulationssicherer RFI D-Antennenaufbau nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Releaseschicht aus einem Cylcloolefincopolymeren, Nitrocellulose, Acrylaten, Polyvinylchlorid, Ethylenacrylatcopolymeren oder Styrolacrylaten und einem chlorierten Polethylen in einem Lösungsmittel besteht.
3) Manipulationssicher RFID-Antennenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack ein mit einem Benetzungsadditiv versetzter Lack auf Basis von Ethylenacrylatcopolymer, Nitrocellulose, Acrylaten, Polyvinylchlorid oder Styrolacrylaten ist.
4) Manipulationssicherer RFID-Antennenaufbau nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmaterial aus Au, Ag, Cu, AI oder Zn besteht.
5) Manipulationssicherer RFID-Antennenaufbau nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antennenmaterial aus einem leitfähigen Polymeren, aus Ag- oder Cu-Leitpaste oder Carbonleitpaste besteht.
6) Manipulationssicherer RFID-Antennenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht eine Heiß- oder Kaltsiegelklebeschicht oder eine Selbstklebebeschichtung ist.
7) Verwendung des manipulationssicheren RFI D-Antennaufbaus gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 bei Verpackungsmaterialien für sensible Güter, wie Pharmazeutika, Kosmetika, Elektronikbauteile, bei Etiketten, Siegeln, beispielsweise in der Textilindustrie, für Logistikanwendungen (Paletten, Boxen, etc.), Mautsysteme, Ausweise, Eintrittskarten und Wertdokumente.
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