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WO2007000245A1 - Direkte integration von rfid-elementen in faltschachteln - Google Patents

Direkte integration von rfid-elementen in faltschachteln Download PDF

Info

Publication number
WO2007000245A1
WO2007000245A1 PCT/EP2006/005694 EP2006005694W WO2007000245A1 WO 2007000245 A1 WO2007000245 A1 WO 2007000245A1 EP 2006005694 W EP2006005694 W EP 2006005694W WO 2007000245 A1 WO2007000245 A1 WO 2007000245A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chip
packaging
application
fixing agent
during
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/005694
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2007000245A8 (de
Inventor
Thomas Walther
Reinhard Baumann
Robert Weiss
Peer Dilling
Original Assignee
Man Roland Druckmaschinen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Man Roland Druckmaschinen Ag filed Critical Man Roland Druckmaschinen Ag
Priority to US11/922,287 priority Critical patent/US7796042B2/en
Priority to JP2008517376A priority patent/JP2008546604A/ja
Priority to EP06754347A priority patent/EP1907990A1/de
Publication of WO2007000245A1 publication Critical patent/WO2007000245A1/de
Publication of WO2007000245A8 publication Critical patent/WO2007000245A8/de

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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
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    • 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
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773—Antenna details
    • G06K19/07775—Antenna details the antenna being on-chip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31B50/00—Making rigid or semi-rigid containers, e.g. boxes or cartons
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G—PHYSICS
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    • G08B13/2428—Tag details
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65D2203/10—Transponders
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing

Definitions

  • the invention describes methods and devices for the application of RFID chips with integrated antennas in packaging, preferably in sales packaging for end users.
  • Another object of the invention are application devices for chips that can be used in any stage of packaging production.
  • RFID refers to methods for the automatic identification of objects via radio.
  • the use of RFID systems is generally suitable wherever it is necessary to mark, recognize, register, store, monitor or transport automatically.
  • RFID systems are offered in many variants. Despite the wide range of RFID solutions, each RFID system is defined by the following three characteristics:
  • Electronic Identification The system allows unique identification of objects through electronically stored data.
  • Contactless data transmission The data can be read out wirelessly for identification of the object via a radio frequency channel.
  • Send on call A tagged object sends its data only if a dedicated reader retrieves this procedure.
  • an RFID system consists of two components, a transponder and a reading device: •
  • the transponder basically consists of an integrated circuit and a radio frequency module - tere data about the transponder itself or the object to which it is connected stored.
  • a first approach to reducing the costs for end-user packaging is to print the antenna directly onto the carton and, in a further step, to bond, staple or otherwise secure the chip required for the RFID function to the antenna structure .
  • the application process of the chip is still very expensive, since the very small chip must be fixed with high precision on the contacts of the antenna.
  • the contact between the chip and the antenna must be guaranteed throughout the product life cycle.
  • the contacts carry a constant risk of malfunction, which can occur during application of the chip, bending stress during transport of the folding box or during the filling process of the folding box.
  • chips in which the antenna is already integrated are a component, i. the problem of the two-stage production of an RFID tag on folding box, first the printing of the antenna and the subsequent bonding of the chip on the antenna, is eliminated. Contacts can not break loose and it is no longer necessary to precisely position the chip.
  • chips with an integrated antenna integration is possible even at high process speeds during the multi-stage process of folding box production, since it is precisely the required precision of alignment for the chip application that significantly reduces the process speed in the two-stage production process.
  • the chips with integrated antenna can therefore be easily integrated into a carton, since the positioning requirements are very low.
  • the chip must be present, the requirement for position and orientation, as in the two-stage manufacturing process, is not present.
  • Transponder chips with an antenna integrated on the chip are also described using the term "coil-on-chip".
  • chips with integrated antenna lies in the small size of the entire RFID element (chip and antenna), when the chip and antenna are integrated in one module.
  • This small size allows for the design of folding box decoration adapted integration, but also the integration into areas of the carton, which would not allow for space reasons integration of a larger RFID smart label.
  • a hidden integra- tion which is often desired for reasons of product protection, is thus easier to implement.
  • Disadvantages of these chips with integrated antennas are the short reading distances that are possible. Therefore, these chips are primarily suitable for applications in the protection of goods, since they allow a clear identification of a product packaging.
  • applications in logistics eg in the maintenance of existing department stores, or in the processing of payment processes, are also conceivable in the future.
  • a cardboard sheet is usually printed for multiple uses.
  • This printed sheet is usually painted for reasons of abrasion protection and optical reasons, increasing the degree of finishing.
  • the paint application can take place within the printing press in a coating unit or outside the printing machine in a separate coating machine. Thereafter, the printed sheet can be subjected to further refining steps, such as an embossing process.
  • the folding box utensils are punched out into single use or folding box sections in a sheet punching machine. At the same time or immediately after the punching operation, the introduction of grooves, which are required for folding the folding box, also takes place.
  • the individual cartons are separated in a breaker or by hand, at the same time the unneeded bow components are removed.
  • the individual Faltschachtelnutzen or Faltschachtelabitese are then formed in a gluer to a finished carton.
  • adhesive is applied to one or more adhesive tabs of the case pack portion or use, and then the folded box is folded over a band guide so that the adhesive tab comes into contact with the inside of the opposite folding box portion and is glued thereto.
  • the bonding is usually promoted by the contact between the adhesive flap and the opposite side is increased by a press shop.
  • the aim of the invention is to apply RFID chips, with antenna integrated on the chip, in the production process of a folding box in such a way that the expenditure for the application of the chip is minimized and the applied chip is optimally protected. Special features of apparatuses for the application of the chip are also described.
  • the chip with the integrated antenna is applied to the adhesive flap inside the gluing machine.
  • the adhesive glue is applied to the adhesive flap of the carton
  • the chip is spent on the applied Klebeleim by an appropriate device, folded the carton and glued the adhesive flap with the inside of the opposite side of the carton.
  • the chip is now located between the two cardboard layers, is fixed by the Klebeleim and optimally protected by the two layers of cardboard. This method is made possible by the fact that the chip makes no special positioning requirement and the data transmission to an RFID transponder requires no visual contact. This procedure also has for later users, e.g. at a cash register, the advantage that the chip is located at a defined location, the adhesive flap.
  • Another embodiment of the invention is the application of the chip during the printing process.
  • Printed products, and in particular folding boxes, are almost always painted for decorative and abrasion protection reasons.
  • One way to fix the chip is that after the coating of the printed product of the chip is spent within the printing machine on the not yet dried and / or cured paint and the paint with the chip in the print run through the printing press then a drying device or curing device - is performed, which thermally dries the paint and / or causes polymerization of the paint film.
  • the chip is fixed in this case by the paint film on the printed product, that is, the paint is used in addition to its primary function as a protective and / or decorative paint, still as a fixative for the chip.
  • the chip can either be applied indirectly to the printed product by feeding the chip to a paint-carrying cylinder of a coating unit and then transferred together with the paint to the printed product or the chip is transferred directly to the printing machine during the passage through the printing machine applied on the printed product paint.
  • a key advantage of the chips with integrated antenna is that the requirements for the accuracy of fit of the application, in contrast to the RFID technology with a separation of the chip and antenna, is significantly lower. As a result, touching positioning of the chips, for example with assembly robots, is not necessary.
  • a touching assembly eg with the aforementioned assembly robots, always requires a movement and position search within a printing press, a gluing machine, a sheet punch or a filling station, which slows down the actual process and thus limits the productivity.
  • the availability of such a mounting system is also limited, since complex sensors are used for the position search and more movable elements due to the required movement. Since all components required for transponder operation are located on a component in the RFID chip with integrated antenna, the requirements for positioning are not very high.
  • the application can be carried out with a distance between substrate and application unit. It is imperative that no movement is required and the complex search for the correct mounting position is eliminated. As a result, application speeds for chip application can be realized, which can keep up with the usual process speeds within the individual process steps of the folding carton production. But even with a touching mounting of the chip, the achievable speeds are higher, since the time-consuming search for the correct mounting position is eliminated.
  • the application could be done separately or together with the fixative.
  • the fixing means in the context of the invention means that, for example via a nozzle, the fixing agent, for example a dispersion adhesive, and the chip is applied to the substrate.
  • fixative and chip has the advantage that the chip is coated with the adhesive, wetted or surrounded and is anchored in any case by the fixing agent on the substrate.
  • a separate, two-stage application of fixing agent and chip which is also provided in the context of the invention as a variant, makes higher demands on the positioning, since the point must be taken in the application of the chip to which in a previous step, the fixing agent was applied ,
  • a special requirement is also the separation of individual chips before the application.
  • the goal is usually to provide each carton with only one chip, although for reasons of reliability and a multi-chip application is conceivable.
  • a clear identification of a carton over the permanently integrated in the chip identification code is no longer given.
  • the chips would then have to be provided by data transmission with an identical code.
  • Special requirements for the protection against counterfeiting could be guaranteed by the fact that the chip can be described only once with data or the data present on the chip has an encryption. However, such encryption always requires appropriate decryption software on the side of the reading and identification devices.
  • each package it is necessary for each package to contain at least one chip that is tested for its functionality. Chips that have malfunctions must therefore be ejected from the process by an ejection device before the application process.
  • a separation of a set of individual chips can be done with the known pick-and-place techniques, eg with suction arms. For this, however, the chips usually have to be in an orderly fashion.
  • the pick-and-place technique the single chip could be placed on a small conveyor belt with rejection device, over which a corresponding test sensor system is mounted. From the conveyor belt, the chip could then fall over an air gap on the fixing agent on the Faltschachtelzuexcellent or supplied to the fixative dispenser.
  • a further embodiment of the invention leads the chip to an adhesive tape, wherein the chip falls or is supplied to the adhesive surface of the adhesive tape.
  • This adhesive tape with the chip is then applied to the package by a dispenser.
  • Commercially available adhesive tape dispensers can be used for this purpose.
  • the advantage of this method is that the adhesive tape with the chip can later easily be removed again from the packaging. Customers can easily remove the chip after purchase, thus avoiding consumer concerns about seamless monitoring.

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Abstract

Zur Vereinfachung der Anbringung von RFID-Chips bzw. RFID-Transpondern an Verpackungen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die RFID-Chips gemeinsam mit diesen funktionell zuzuordnenden Antennen-Elementen als einteiliges RFID- Etikett herzustellen. Die Applikation an einer Verpackung kann durch entsprechende Vorrichtungen während der Herstellung des Druckmateriales, während eines Weiterverarbeitungs- oder Veredelungsvorganges des Druckmaterials, während der Vorverarbeitung der Verpackung, während der Herstellung der Verpackung oder während der Befüllung der Verpackung erfolgen. Zusammen mit der Applikation kann eine Prüfung und Initialisierung des RFID-Chips erfolgen. Aufwändige Prozesse zur Integration des RFID-Chips in unterschiedlichste Verpackungsarten werden so stark vereinfacht.

Description

Direkte Integration von RFI D-Elementen in Faltschachteln
Die Erfindung beschreibt Verfahren und Vorrichtungen zur Applikation von RFID- Chips mit integrierten Antennen in Verpackungen, vorzugsweise in Verkaufsverpackungen für Endverbraucher. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Applikationseinrichtungen für Chips, die in beliebigen Stufen der Verpackungsproduktion eingesetzt werden können.
RFID bezeichnet Verfahren zur automatischen Identifizierung von Objekten über Funk. Der Einsatz von RFID-Systemen eignet sich grundsätzlich überall dort, wo automatisch gekennzeichnet, erkannt, registriert, gelagert, überwacht oder transportiert werden muss. RFID-Systeme werden in vielfältigen Varianten angeboten. Trotz der großen Bandbreite der RFID-Lösungen ist jedes RFID-System durch die folgenden drei Eigenschaften definiert:
1. Elektronische Identifikation: Das System ermöglicht eine eindeutige Kennzeichnung von Objekten durch elektronisch gespeicherte Daten. 2. Kontaktlose Datenübertragung: Die Daten können zur Identifikation des Objekts drahtlos über einen Funkfrequenzkanal ausgelesen werden. 3. Senden auf Abruf (on call): Ein gekennzeichnetes Objekt sendet seine Daten nur dann, wenn ein dafür vorgesehenes Lesegerät diesen Vorgang abruft.
Ein RFID-System besteht technologisch betrachtet aus zwei Komponenten, einem Transponder und einem Lesegerät: • Der Transponder - auch als „Tag" bezeichnet - fungiert als eigentlicher Datenträger. Er wird an einem Objekt angebracht (beispielsweise an einer Ware oder einer Verpackung) bzw. in ein Objekt integriert (z. B. in eine Chipkarte) und kann kontaktlos über Funktechnologie ausgelesen und je nach Technologie auch wieder beschrieben werden. Grundsätzlich setzt sich der Transponder aus einer integrierten Schaltung und einem Radiofrequenzmodul zusammen. Auf dem Transponder sind eine Identifikationsnummer und wei- tere Daten über den Transponder selbst bzw. das Objekt, mit dem dieser verbunden ist, gespeichert.
Die heutige RFI D-Technologie beruht auf den so genannten Smart Labels, Etiket- ten, die auf die Verpackung aufgeklebt werden. Diese Etiketten haben sich in der Logistik großer Güter bewährt, sind aber für die Anwendung auf Verkaufsverpackungen ungeeignet. Zum einen sind diese wegen des aufwändigen und komplizierten Herstellungsprozesses der Smart Labels sehr teuer, der Endpreis für ein appliziertes Label liegt zwischen 0,25 € und 1 ,00 €. Werden diese Kosten in ReIa- tion zu den eigentlichen Herstellkosten für eine Verkaufsverpackung gesetzt, zeigt sich, dass sich solche Smart Labels im Endverbraucherbereich nur für sehr teure und aufwändige Güter lohnen. Aber auch dort zögern die Hersteller der verpackten Güter diese wegen der hohen Kosten einzusetzen.
Ein weiterer Aspekt, der gegen den Einsatz der Smart Labels auf Verpackungen für Endverbraucher spricht, ist die Tatsache, dass die Verkaufsverpackung nicht nur Schutz-, sondern auch eine Marketingfunktion hat. Ein nachträglich aufgeklebtes Smart-Label ist aber nur sehr schwer in ein Verpackungsdesign zu integrieren und vermittelt dem Verbraucher ein billiges Image des Produktes.
Die Nutzung der RFID-Technologie für Verbrauchersicherheit und Nachverfolgung im Pharma und Lebensmittelbereich und als Sicherheitselement für hochwertige Güter bedingt folglich eine deutliche Kostenreduktion gegenüber der jetzigen Technologie der Smart Labels. Wie die Produktionskette der Herstellung eines Smart-Labels zeigt, ist dies nur zum Teil durch die Entwicklung kostengünstiger Chips zu erreichen. Ein großer Anteil der Gesamtkosten wird durch die heute sehr komplexe Fertigungsstruktur der Smart-Labels verursacht.
Ein erster Ansatz die Kosten für die Endverbraucherverpackung zu senken be- steht darin, die Antenne direkt auf die Faltschachtel zu drucken und in einem weiteren Arbeitschritt den für die RFID-Funktion benötigten Chip auf die Antennenstruktur zu bonden, heften oder in irgendeiner anderen Art zu befestigen. Mit der Reduktion des Trägermaterials und dem kostengünstigen Druck der Antennenstruktur ist eine deutliche Kostenreduktion zu erreichen, allerdings ist der Applikationsvorgang des Chips immer noch sehr aufwändig, da der sehr kleine Chip mit einer hohen Präzision auf den Kontakten der Antenne befestigt werden muss. Auch muss der Kontakt zwischen Chip und Antenne während des gesamten Produktlebenszyklus Gewähr leistet sein. Die Kontakte bergen aber eine ständige Gefahr der Fehlfunktion, die bei der Aufbringung des Chips, bei Biegebelastung während des Transports der Faltschachtel oder während des Füllvorgangs der Faltschachtel entstehen kann.
Eine Abhilfe bieten Chips, in denen die Antenne schon integriert ist. Es handelt sich bei diesen Chips um ein Bauteil, d.h. die Problematik der zweistufigen Produktion eines RFID-Tags auf Faltschachtel, erst das Drucken der Antenne und das anschließende Bonden des Chips auf der Antenne, entfällt. Kontakte können sich nicht lösen und es ist keine hoch präzise Positionierung des Chips mehr notwendig. Durch Einsatz solcher Chips mit integrierter Antenne ist eine Integration auch bei hohen Prozessgeschwindigkeiten während des mehrstufigen Prozesses der Faltschachtelherstellung möglich, da gerade die geforderte Präzision der Ausrichtung für die Chipapplikation bei dem zweistufigen Herstellungsverfahren die Pro- zessgeschwindigkeit deutlich herabsetzt. Die Chips mit integrierter Antenne können daher einfach in eine Faltschachtel integriert werden, da die Anforderungen an die Positionierung sehr gering sind. Der Chip muss vorhanden sein, die Anforderung an Lage und Ausrichtung, wie bei dem zweistufigen Herstellungsverfahren, ist nicht vorhanden. Transponder-Chips mit einer auf dem Chip integrierten Anten- ne werden auch mit dem Fachbegriff „coil-on-chip" beschrieben.
Ein weiterer Vorteil der Chips mit integrierter Antenne liegt in der geringen Baugröße des gesamten RFID-Elements (Chip und Antenne), wenn Chip und Antenne in einem Baustein integriert sind. Diese geringe Baugröße ermöglicht eine dem Design der Faltschachteldekoration angepasste Integration, aber auch die Integration in Bereiche der Faltschachtel, die aus Platzgründen eine Integration eines größeren RFID-Smart-Labels nicht ermöglichen würden. Eine verborgene Integra- tion, die gerade aus Warenschutzgründen oftmals gewünscht wird, ist somit einfacher zu realisieren. Nachteilig bei diesen Chips mit integrierten Antennen sind die kurzen Leseweiten, die möglich sind. Deswegen sind diese Chips in erster Linie für Anwendungen im Warenschutz geeignet, da sie eine eindeutige Identifikation einer Produktverpackung ermöglichen. Durch Steigerung der Integrationsdichte sind zukünftig auch Anwendungen in der Logistik, z.B. in der Bestandspflege im Kaufhausregal, oder in der Abwicklung von Bezahlprozessen denkbar.
Nachfolgend wird ein typischer Herstellungsprozess einer Faltschachtel beschrie- ben. Zur Herstellung einer Faltschachtel wird ein Kartonbogen meist zu mehreren Nutzen bedruckt. Dieser bedruckte Bogen wird aus Gründen des Scheuerschutzes und aus optischen Gründen, Steigerung des Veredelungsgrades, meistens lackiert. Der Lackauftrag kann innerhalb der Druckmaschine in einem Lackwerk o- der außerhalb der Druckmaschine in einer separaten Lackiermaschine erfolgen. Danach kann der bedruckte Druckbogen weiteren Veredelungsschritten unterworfen werden, z.B. einem Prägevorgang. Nach dem letzten Veredelungsschritt am Ganzbogen werden die Faltschachtelnutzen in einer Bogenstanze in einzelne Nutzen oder Faltschachtelabschnitte ausgestanzt. Gleichzeitig oder unmittelbar nach dem Stanzvorgang erfolgt auch das Einbringen von Rillen, die für das Falten der Faltschachtel erforderlich sind. Die einzelnen Faltschachtel werden in einer Ausbrechvorrichtung oder von Hand separiert, wobei gleichzeitig die nicht benötigten Bogenbestandteile entfernt werden. Die einzelnen Faltschachtelnutzen oder Faltschachtelabschnitte werden dann in einer Klebemaschine zu einer fertigen Faltschachtel geformt. Dazu wird auf eine oder mehrere Klebelasche/n des FaIt- Schachtelabschnitts oder -nutzens Klebstoff aufgebracht und anschließend die Faltschachtel über eine Bänderführung so gefaltet, dass die Klebelasche mit der Innenseite des gegenüberliegenden Faltschachtelabschnitts in Kontakt kommt und mit dieser verklebt wird. Die Verklebung wird üblicherweise gefördert, indem durch ein Presswerk der Kontakt zwischen der Klebelasche und der Gegenseite gestei- gert wird. Ziel der Erfindung ist es RFID-Chips, mit auf dem Chip integrierter Antenne, so in dem Herstellungsprozess einer Faltschachtel aufzubringen, dass der Aufwand für die Applikation des Chips möglichst gering und der aufgebrachte Chip optimal geschützt ist. Es werden auch besondere Ausprägungen von Apparaturen für die Applikation des Chips beschrieben.
In einer ersten erfindungsgemäßen Ausprägung wird der Chip mit der integrierten Antenne innerhalb der Klebemaschine auf die Klebelasche appliziert. Vorzugsweise wird dabei der Klebeleim auf die Klebelasche der Faltschachtel aufgebracht, der Chip auf den aufgebrachten Klebeleim durch eine entsprechende Vorrichtung verbracht, die Faltschachtel gefalzt und die Klebelasche mit der Innenseite der Gegenseite der Faltschachtel verklebt. Der Chip befindet sich nun zwischen den beiden Kartonlagen, ist durch den Klebeleim fixiert und durch die beiden Kartonlagen optimal geschützt. Dieses Verfahren ist dadurch ermöglicht, dass der Chip keine besondere Anforderung an die Positionierung stellt und die Datenübertragung zu einem RFID Transponder keinen Sichtkontakt erfordert. Diese Verfahrensweise hat auch für spätere Anwender, z.B. an einer Kasse, den Vorteil, dass der Chip sich an einer definierten Stelle, der Klebelasche befindet. Ein weiterer gewichtiger Vorteil ist der gute Schutz des Chips durch die Kartonlagen. Er kann weder einfach zerstört werden, da immer die Verpackung zerstört werden muss . um an den Chip zu gelangen, noch wird der Chip während des Füllvorgangs versehentlich beschädigt. Eine optimale Betriebssicherheit, die für eine durchgehendes Tracking- und Logistikkonzept zwingend erforderlich ist, kann somit in einem hohen Maße Gewähr leistet werden.
Eine weitere Ausprägung der Erfindung ist die Aufbringung des Chips während des Druckvorgangs. Druckprodukte, und insbesondere Faltschachteln, werden aus dekorativen und Scheuerschutzgründen fast immer lackiert. Eine Möglichkeit den Chip zu fixieren besteht darin, dass nach der Lackierung des Druckproduktes der Chip innerhalb der Druckmaschine auf den noch nicht getrockneten und / oder gehärteten Lack verbracht wird und der Lack mit dem Chip im Drucklauf durch die Druckmaschine dann einer Trocknungseinrichtung bzw. Härtungseinrichtung zu- geführt wird, die den Lack thermisch trocknet und / oder eine Polymerisation des Lackfilms bewirkt. Der Chip ist in diesem Fall durch den Lackfilm auf dem Druckprodukt fixiert, d.h. der Lack dient neben seiner primären Funktion als Schutz- und / oder dekorativem Lack, noch als Fixiermittel für den Chip. Der Chip kann entwe- der indirekt auf dem Druckprodukt appliziert werden, indem der Chip einem lackführenden Zylinder eines Lackwerks zugeführt wird und dann gemeinsam mit dem Lack auf das Druckprodukt übertragen wird oder der Chip wird nach dem Lackiervorgang während des Durchlaufs durch die Druckmaschine direkt auf den auf dem Druckprodukt befindlichen Lack appliziert.
Ein wesentlicher Vorteil der Chips mit integrierter Antenne besteht darin, dass die Anforderungen an die Passgenauigkeit der Applikation, im Gegensatz zur der RFID-Technologie mit einer Trennung von Chip und Antenne, deutlich geringer ist. Dadurch ist eine berührende Positionierung der Chips, z.B. mit Montagerobotern, nicht erforderlich. Eine berührende Montage, z.B. mit den erwähnten Montagerobotern, erfordert innerhalb einer Druckmaschine, einer Klebemaschine, einer Bo- genstanze oder einer Abfüllstation immer eine Bewegung und Positionssuche, die den eigentlichen Prozess bremst und somit die Produktivität einschränkt. Auch die Verfügbarkeit eines solchen Montagesystems ist eingeschränkt, da für die Positi- onssuche komplexe Sensoren und durch die erforderliche Bewegung mehr bewegliche Elemente eingesetzt werden. Da bei dem RFID-Chip mit integrierter Antenne alle für den Transponderbetrieb erforderlichen Bauelemente sich auf einem Bauelement befinden, sind die Anforderungen an eine Positionierung nicht sehr hoch. Eine Folge der geringeren Anforderung ist, dass die Applikation mit einem Abstand zwischen Substrat und Applikationsaggregat erfolgen kann. Es sind zwingend keine Bewegungsabläufe mehr erforderlich und die komplexe Suche nach der richtigen Montageposition entfällt. Dadurch lassen sich Applikationsgeschwindigkeiten bei der Chipapplikation realisieren, die mit den üblichen Prozessgeschwindigkeiten innerhalb der einzelnen Prozessschritte der Faltschachtelher- Stellung mithalten können. Aber sogar bei einer berührenden Montage des Chips sind die erzielbaren Geschwindigkeiten höher, da die aufwändige Suche der richtigen Montageposition entfällt. Die Applikation könnte separat oder gemeinsam mit dem Fixiermittel erfolgen. Gemeinsam mit dem Fixiermittel bedeutet im Sinne der Erfindung, dass zum Beispiel über eine Düse das Fixiermittel, z.B. ein Dispersionskleber, und der Chip auf das Substrat appliziert wird. Die gemeinsame Applikation von Fixiermittel und Chip hat den Vorteil, dass der Chip mit dem Klebstoff umhüllt, benetzt oder umgeben ist und auf jedem Fall durch das Fixiermittel auf dem Substrat verankert wird. Eine getrennte, zweistufige Applikation von Fixiermittel und Chip, die im Sinne der Erfindung ebenfalls als eine Variante vorgesehen ist, stellt höhere Anforderungen an die Positionierung, da die Stelle bei der Applikation des Chips getroffen werden muss an der in einem vorangegangenen Arbeitsschritt das Fixiermittel aufgetragen wurde.
Eine besondere Anforderung stellt auch die Separierung einzelner Chips vor der Applikation dar. Ziel ist es in der Regel jede Faltschachtel mit nur einem Chip zu versehen, obwohl aus Gründen der Funktionssicherheit auch eine Mehrchip- Applikation denkbar ist. Eine eindeutige Identifikation einer Faltschachtel über den in dem Chip fest integrierten Identifizierungscode ist dann jedoch nicht mehr gegeben. Die Chips müssten dann per Datenübertragung mit einem identischen Co- de versehen werden. Besondere Anforderungen an die Fälschungssicherheit könnten dadurch Gewähr leistet werden, dass der Chip sich nur einmal mit Daten beschreiben lässt oder die auf dem Chip vorhandenen Daten eine Verschlüsselung aufweisen. Eine solche Verschlüsselung erfordert aber auch immer auf der Seite der Lese- und Identifikationsgeräte eine entsprechende Entschlüsselungs- Software.
Für die Funktionssicherheit und die Durchgängigkeit der Verfolgung einzelner Produkte im gesamten Logistikprozess ist es jedoch erforderlich, dass jede Verpackung mindestens einen Chip enthält, der auf seine Funktionsfähigkeit geprüft wird. Chips, die Fehlfunktionen aufweisen, müssen daher vor dem Applikationsvorgang durch eine Ausschleuseinrichtung aus dem Prozess ausgeschleust werden. Eine Separation aus einer Menge von einzelnen Chips kann mit den bekannten Pick-and-Place-Techniken, z.B. mit Saugerarmen, erfolgen. Hierfür müssen die Chips aber in der Regel geordnet vorliegen. Mit der Pick-and-Place-Technik könn- te der einzelne Chip auf ein kleines Förderband mit Ausschleussvorrichtung gelegt werden, über dem eine entsprechende Testsensorik montiert ist. Von dem Förderband könnte der Chip dann über einen Luftspalt auf das Fixiermittel auf dem Faltschachtelzuschnitt fallen oder dem Fixiermittelspender zugeführt werden.
Aus einer ungeordnet vorliegenden Menge von Chips sind auch andere Separie- rungstechniken z.B. über Zentrifugen mit Schneckenrädern oder über Blas-Sog Techniken denkbar. Auch hier sollte eine Qualitätskontrolle vor der Applikation erfolgen.
Eine weitere Ausprägung der Erfindung führt den Chip einem Klebeband zu, wobei der Chip auf die Klebefläche des Klebebands fällt oder zugeführt wird. Dieses Klebeband mit dem Chip wird dann von einem Spender auf die Verpackung aufgebracht. Hierzu können handelsübliche Klebebandspender eingesetzt werden. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass das Klebeband mit dem Chip später leicht wieder von der Verpackung entfernt werden können. Kunden können den Chip nach dem Kauf einfach entfernen und so werden Bedenken von Verbraucherseite hinsichtlich einer lückenlosen Überwachung vermieden.

Claims

Patentansprüche
1. Verpackung aus Papier, Karton oder Kunststoff mit einem integrierten RFID- Transponder (radio frequency identification Transponder), gekennzeichnet dadurch, dass auf einem einteiligen Chip, der Bestandteil der Verpackung ist, die gesamte Funktionalität des RFID-Transponders abgebildet ist, d.h. dass der Chip neben den Daten auch die gesamte Funktionalität des Schwingkreises abbildet.
2. Verfahren zu einer Herstellung einer Verpackung gemäß Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, dass der Chip durch ein Fixiermittel mit der Verpackung verbunden ist.
3. Verpackung nach Anspruch 1 und Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass das Fixiermittel ein Dispersionskleber ist.
4. Verpackung nach Anspruch 1 und Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass das Fixiermittel ein Hotmelt-Kleber ist.
5. Verpackung nach Anspruch 1 und Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass das Fixiermittel ein Zwei-Komponentenkleber oder ein Klebstoff auf Basis von Polyurethan ist.
6. Verfahren zur Herstellung einer Verpackung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass der Chip gemeinsam mit dem Fixiermittel aus einem Spender auf die Verpackung aufgebracht wird.
7. Verfahren zur Herstellung einer Verpackung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass erst das Fixiermittel auf die Verpackung aufgebracht wird und dann in einem nachfolgenden Schritt der Chip appliziert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen der Spenderöffnung des Chipspenders und dem Fixiermittel auf der Verpackung zum Zeitpunkt der Chipapplikation ein Luftspalt vorliegt, d.h. die Applikation des Chips nicht berührend erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, dass der Chip durch die Chipapplikationsvorrichtung in das Fixiermittel eingetaucht wird, d.h. die Chipapplikation zu mindestens mit dem Fixiermittel berührend erfolgt.
10. Verfahren zur Herstellung einer Verpackung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass der Chip erst auf die Klebefläche eines Klebebandes aufgebracht wird, und anschließend das Klebeband gemeinsam mit dem Chip auf die Verpackung appliziert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 10, gekennzeichnet dadurch, dass die Applikation des Fixiermittels und die Chipapplikation vor, während oder nach dem eigentlichen Druckvorgang innerhalb einer Druckmaschine während des Druckdurchlaufes erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 10, gekennzeichnet dadurch, dass die Applikation des Fixiermittels und die Chipapplikation vor, während oder nach dem eigentlichen Stanzvorgang innerhalb einer Stanzmaschine während des Stanzdurchlaufes erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 10, gekennzeichnet dadurch, dass die Applikation des Fixiermittels und die Chipapplikation vor, während oder nach dem eigentlichen Klebevorgang innerhalb einer Faltschachtelklebemaschine während des Klebemaschinendurchlaufes erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet dadurch, dass der Chip gemeinsam oder separat mit dem Klebeleim auf die Klebelasche einer Faltschachtel aufgebracht wird, anschließend die Klebelasche mit der gegenüberliegenden Seite der Faltschachtel zusammengeführt wird und der Chip sich anschließend zwischen den zwei miteinander verklebten Kartonlagen an der Klebelasche der Faltschachtel befindet.
15. Verfahren nach Anspruch 13 und 14, gekennzeichnet dadurch, dass die Chipspendeeinrichtung durch die Ansteuerungseinrichtung der KIe- beleimspendeeinrichtung angesteuert wird.
16. Verfahren und Verpackung nach den Ansprüchen 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, dass der Chip nach der Separation als Einzelstück und vor dem Aufspenden auf die Verpackung auf Funktionalität geprüft wird.
17. Verfahren und Verpackung nach den Ansprüchen 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, dass der Chip nach dem Aufspenden und Fixieren auf die Verpackung auf Funktion geprüft wird.
18. Verfahren nach den Ansprüchen 11 oder 12 und 16 und/oder 17, gekennzeichnet dadurch, dass Verpackungen ohne ausreichende Funktionalität durch eine Markierungseinrichtung, wie zum Beispiel einen Tintenstrahldrucker, eine Lasermarkierungseinrichtung oder ein anderes geeignetes Markierungsgerät als fehlerhaft gekennzeichnet werden und der fehlerhafte Druckbogen mit meh- reren Nutzen oder der markierte Einzelnutzen nach dem Stanzvorgang oder während des Durchlaufs durch die Faltschachtelklebemaschine aus dem Produktionsprozess ausgeschleust werden.
19. Verfahren zur Herstellung einer Verpackung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass in einer Faltschachtelaufrichtemaschine unmittelbar vor dem Befül- lungsvorgang in einer Abpackanlage durch einen Spender ein Fixiermittel punktweise aufgebracht wird und anschließend der Chip auf diesem Klebepunkt fixiert wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet dadurch, dass der Vorgang des Aufbringens des Fixiermittels und die Chipapplikation in einem Arbeitschritt der Abpackanlage erfolgt.
21. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet dadurch, dass der Vorgang des Aufbringens des Fixiermittels und die Chipapplikation in zwei Arbeitschritten der Abpackanlage erfolgen.
22. Verfahren zur Herstellung einer Verpackung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet dadurch, dass die Applikation des Chips während des Druckdurchlaufs durch eine Druckmaschine nach einem Lackauftrag in der auf dem Druckbogen befindlichen Lackschicht durch mindestens eine Chipspende- oder Applikationseinrichtung erfolgt und der Lackfilm als Fixiermittel für den Chip genutzt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, gekennzeichnet dadurch, dass nach der Chipapplikation der Lackfilm durch eine Trocknungseinrichtung getrocknet und / oder gehärtet wird.
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