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CA 02577635 2007-02-19
WO 2006/021685 PCT/FR2005/002082
Procédé pour appliquer des transpondeurs d'identification par
radiofréquence sur des feuilles d'emballage, support de transpondeurs
La présente invention concerne le domaine des emballages, en particulier
en carton ondulé, et se rapporte à leur identification ainsi que celle, le cas
échéant, de leur contenu.
Pour identifier un objet ou une marchandise, on a utilisé pendant longtemps
la technique dite du code barres. Une étiquette comportant le code
d'identification de l'objet sous la forine de barres est lue par un appareil
optique approprié, et l'information ainsi lue peut ensuite être traitée. Cette
tecllnique laisse la place maintenant, pour de nombreuses applications dans
lesquelles, par exemple, on cherche à améliorer le suivi de flux de
marclïandises ou bien la traçabilité des produits, aux étiquettes
électroniques d'identification par radiofréquence que l'on désigne par
étiquettes électroniques, étiquettes radiofréquence ou étiquettes RFID
(Radio Frequence Identification Device).
Le système comprend des étiquettes que l'on appose sur les objets à suivre
et un lecteur. Les étiquettes électroniques sont constituées généralement
d'un support en forme d'étiquette sur lequel est monté un transpondeur
d'identification par radiofréquence. Ce dern.ier est constitué de composants
électroniques, se présentant sous la forme notamment d'une puce, et d'une
anténne. Les composants électroniques comprennent un moyen d'émission
et de réception de signaux électromagnétiques relié à l'antenne et associé à
un circuit de traitement de ces signaux avec une capacité de stockage
d'informations. Le lecteur lorsqu'il est placé à proximité de l'objet, émet
un signal à une fréquence radio à laquelle réagit le circuit de réception de
l'étiquette. Celle-ci, en retour, émet un signal modulé avec ses propres
informations, qui est capté par le lecteur. Il existe des étiquettes passives
qui ne font que réagir en réponse à la réception d'un signal à une fréquence
appropriée et des étiquettes actives qui incorporent une source d'énergie et
peuvent émettre un signal d'elles-mêmes.
Les étiquettes électroniques présentent l'avantage de pouvoir stocker un
grand nombre d'informations et de pouvoir être lues à distance. Elles n'ont
pas besoin d'être vues par le lecteur. Elles sont en outre de faible
épaisseur,
de l'ordre du millimètre, et faible surface, de l'ordre de quelques
centimètres carré.
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On trouve sur le marché des étiquettes incorporant le transpondeur, avec
l'antenne et les composants électroniques sur un même support en forme de
carte par exemple. Les cartes peuvent être individuelles, rattachées entre
elles en chapelet ou encore solidaires d'une bande support pour former une
bande d'étiquettes. Une face de la bande comporte une pellicule de matière
adhésive, autocollante généralement ou activable à la chaleur. Pour la mise
en place des étiquettes, on les sépare une à une de la bande support et on les
place sur la surface des objets à marquer, où elles adhèrent.
Par exemple, le brevet US 6019865 décrit une méthode pour réaliser et
assembler des étiquettes électroniques prêtes à être colillnercialisées à
partir
de transpondeurs préfabriqués. On dépose le transpondeur sur un support
plan et souple, revêtu d'une pellicule de matière adhésive sensible à la
chaleur, et on transfère l'ensemble dans un module d'impression avec une
tête chauffante. On imprime ainsi une information sur la surface du support
tout en activant l'adhésif. On peut découper le support en étiquettes
individuelles ou bien livrer l'ensemble en rouleau, l'utilisateur les
découpant lui-même.
Lorsqu'il s'agit de mettre en place des étiquettes électroniques sur un
matériau d'emballage tel que le carton ondulé, lors de la fabrication
d'emballages, on rencontre le problème de leur pose automatique. Celui-ci
résulte de la nécessité d'effectuer cette opération à un coût aussi faible que
possible sur tine grande quantité d'unités d'emballage. En effet, ces
étiquettes électroniques ont im coût intrinsèque déjà élevé ; il est important
de ne pas en outre ralentir la chaîne de fabrication des emballages.
On a proposé de déposer les étiquettes sur les machines de transformation,
lors de la découpe des plaques de carton à la forme des emballages. Cette
solution est cependant lourde à mettre en oruvre et d'une fiabilité faible. On
a aussi proposé d'incorporer les étiquettes pendant la fabrication du carton
ondulé, entre une couverture et la feuille interne ondulée adjacente. Cette
opération est effectuée sur la machine onduleuse, comme cela est décrit
dans le brevet US6667092. Cette solution ne semble pas compatible avec la
tenue en température des coinposants électroniques lors du passage de la
nappe de carton ondulée, les feuilles de papier une fois collées et
assemblées, à travers les tables chauffantes de l'onduleuse.
L'invention a pour objet un procédé d'incorporation de transpondeurs
électroniques d'identification par radiofréquence, sous la fonne d'étiquettes
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ou non, sur des feuilles ou plaques d'emballage, à la fois simple à mettre en
oeuvre et économique.
Conformément à l'invention, le procédé pour appliquer des transpondeurs
d'identification par radiofréquence sur des feuilles d'emballage, les feuilles
étant obtenues par la découpe transversale à intervalles donnés D d'une
bande de matériau d'emballage, est caractérisé par le fait que
lesdits transpondeurs ayant été au préalable montés sur un support
constitué d'un matériau souple en fôrme de bandelette, avec au moins un
transpondeur entre chaque intervalle D, les intervalles étant définis par des
repères sur le support,
on pose ledit support sur la bande de inatériau d'emballage dans le
sens de la longueur, de manière que les transpondeurs soient placés sur la
bande selon ledit intërvalle D,
on rend les transpondeurs solidaires du matériau, et
on découpe la bande de matériau d'emballage en feuilles
d'emballage par rapport auxdits repères.
Par le procédé de l'invention, il suffit de préparer un support incorporant
les transpondeurs espacés les uns des autres selon un intervalle fonction de
la dimension longitudinale de l'emballage à découper. De préférence, le
support a été mis en rouleau et est déroulé sur le matériau. On emploie
avantageusement les techniques d'application déjà connues par ailleurs
pour la pose d'étiquettes sur un substrat. Le substrat peut être entraîné dans
un mouvement de translation plan par rapport au moyen d'application des
étiquettes ou bien ledit moyen d'application est lui-même en mouvement
par rapport au substrat.
Le support de transpondeurs qui est par exemple un papier ou une matière
plastique souple est de préférence revêtu sur une face d'une pellicule de
matière adhésive, et les étiquettes incorporant un transpondeur sont collées
sur cette-ci. On applique et on fixe ainsi de façon simple, les étiquettes sur
la bande de matériau d'emballage ensemble avec ledit support d'étiquettes.
La découpe peut être effectuée entre deux transpondeurs consécutifs.
Cependant on peut aussi prévoir deux ou plusieurs transpondeurs par
inteivalle de manière à obtenir une feuille découpée avec les dits
transpondeurs. La feuille étant ensuite elle-même découpée en feuilles
d'emballage plus petites, chacune comportant un seul transpondeur.
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Conformément à un autre mode de réalisation, on dispose des
transpondeurs présentant des caractéristiques de fréquence différentes sur
un même intervalle. on obtient au final un emballage pouvant répondre à
des fréquences différentes.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse lorsque le
matériau d'emballâge est le carton ondulé. On dépose alors
préférentiellement les étiquettes sur le carton lorsque ce dernier est encore
sur machine onduleuse, notamment en aval de la station d'assemblage des
feuilles élémentaires de papier constituant la nappe de carton ondulé.
Sur machine onduleuse, il existe déjà, généralement, lorsqu'il est
nécessaire de caler la découpe de la nappe de carton par rapport à des
motifs pré-imprimés sur une couverture, un moyen de lecture optique de
repères imprimés entre deux motifs consécutifs, à partir duquel on
cominande l'organe de coupe. Conformément à l'invention, on utilise ce
moyen de lecture existant en prévoyant des repères appropriés, réalisés à
l'encre par exemple, sur le, support de transpondeurs et en commandant la
découpe de la bande de matériau d'emballage par rapport à ces repères.
Conformément à un mode de réalisation particulier, la bande de matériau
d'emballage, initialement de large laize, étant découpée en au moins deux
bandes parallèles entre elles, de plus petite laize, on dépose un support avec
transpondeurs sur chacune des dites bandes parallèles, les intervalles
pouvant être égaux ou différents selon la demande.
L'invention porte également sur le support de transpondeurs en tant que tel.
Il est constitué d'un support souple, continu et en forme de bandelette, sur
lequel sont fixées les transpondeurs, éventuellement par l' intermédiaire
d'étiquettes, à raison d'au moins un par intervalle D. Le support colnprend
de préférence un moyen adhésif pour fixer les transpondeurs ou les
étiquettes sur le matériau d'emballage. Cependant d'autres moyens de
fixation, agrafage, scellement thennique sont aussi envisageables.
On décrit maintenant l'invention plus en détail en référence aux dessins
annexés sur lesquels :
Les figures 1, 2 et 3 montrent de façon schématique un support avec
les étiquettes radiofréquence conformément à un mode de réalisation de
l'invention, vi.i respectivement de dessus, de côté et de dessous ;
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La figure 4 est un schéma d'une installation mettant en ozuvre le
procédé de l'invention.
Comme on le voit sur les figures 1 à 3, on a placé des étiquettes
électroniques 10, sur un support en forme de bandelette. Chaque étiquette
comprend une carte 11 en papier ou en matériau plastique sur laquelle
les composants tels qu'une puce électronique 12 sont montés. Une antenne
13 est raccordée électriquelnent à la puce 12. Les composants et l'antenne
forment ensemble un transpondeur 14 d'identification par radiofréquence.
On comprendra que l'invention ne se limite pas au montage d'une étiquette
d'identification par radiofréquence de type particulier. Elle concerne toute
étiquette électronique pouvant être appliquée sur un emballage notamment
un emballage carton. Les étiquettes 10 sont disponibles sur le marché et
sont choisies en fonction de l'application envisagée, telle que par exemple
unité de vente, caisse de transport ou palette.
Conformément à un premier mode de réalisation de l'invention, les
étiquettes 10 sont montées sur un support 20 en forme de bandelette, à
intervalles fixes D. Le stipport est en matériau souple, tel que le papier ou
bien une matière plastique. De préférence, le support est revêtLi d'une
pellicule d'une substance adhésive 22, qui lorsqu'elle est de type
autocollant est éventuellement recouverte d'un film protecteur, tel qu'un
papier siliconé, que l'on enlève avant utilisation.
Comme le support est souple, il peut être présenté sous la forme d'un
rouleau. Dans ce cas, la face non adhésivée peut éventuellement être traitée
de manière à être anti-adhésive. En déroulant le support, la pellicule de
matière adhésive reste sur la face adhésivée et n'est pas transférée.
Sur la face non adhésive du support, on a tracé, à l'encre par exemple, des
repères 26 qui peuvent être lus par un moyen de lecture optique. Ces
repères sont espacés ici selon le même pas D que les étiqtiettes.
Conformément à un autre mode de réalisation non représenté, les
transpondeurs 14 sont montés directement sur le support 20, sans
l'intermédiaire d'une étiquette.
En se reportant à la figure 4, on voit la partie aval d'une machine onduleuse
100. Ces machines sont en soi bien connues. Elles assurent la fabrication de
carton ondulé à partir de feuilles de papier. Une plaque de carton ondulé
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comprend une première feuille de couverture, une ou plusieurs feuilles
ondulées séparées par une feuille plane, et éventuellement une deuxième
feuille de couverture. La partie aval de la machine 100 ici représentée
comprend une paire de rouleaux 104 assurant l'assemblage des feuilles
issues de la partie amont. Une feuille 110 est appliquée contre les
cannelures de l'enseinble constitué par une feuille ondulée 112 et une
seconde feuille dé couverture 114 pré-assemblées en amont. Les cannelures
ont été enduites de colle au préalable. Après assemblage, la nappe formée
120 est guidée entre des plaques chauffantes 102 pour sécher la colle
assurant la liaison entre les différentes feuilles. La nappe 120 en sortie des
plaques est rigide. Elle est supportée sur des moyens d'appui, tels que des
cylindres, appropriés. Bien entendu, cette combinaison n'est qu'un exemple
parmi toutes les réalisations de carton ondulé possibles. Une machine
onduleuse comprend aussi, en aval, un couteau de coupe transversal par
rapport à son sens de défilement. La nappe est ainsi découpée en feuilles
120' ou plaques semi-finies que l'on empile pour le stockage, en attente
d'être transférées vers les machines de transformation où -elles sont
découpées à la forme et aux dimensions des emballages, caisses ou
barquettes, désirés.
Confolmément à l'invention, en aval des plaques chauffantes, on dispose
un dévidoir 30 pour un rouleau R de support d'étiquettes. L'axe de rotation
du rouleau est placé en travers du sens marche. La bandelette support 20 est
dévidée du rouleau et entraînée autour d'un rouleau applicateur 32
maintenu en appui contre la nappe. La bandelette support 20 est ainsi
appliquée avec pression sur la feuille de couverture supérieure du carton
ondulé. La bandelette support 20 est appliquée sur le carton, avec sa face
comportant l'adhésif contre ce dernier. De cette manière, les repères 26
tracés sur la face opposée du support sont visibles. En se déplaçant vers
l'aval, la nappe de carton passe au droit d'une cellule 40 de détection des
repères. La cellule est reliée à un automate 45 qui commande un organe de
coupe 50, situé lui-même en aval, de la plaque de carton ondulé, dans le
sens transversal par rapport au sens marche. Cet organe de coupe découpe
ainsi la nappe 120 de carton ondulé en plaques individuelles, 120'.
Dans cet exemple, les feuilles sont découpées à une longueur D.
Selon un autre mode de réalisation particulier, on place plusieurs, au moins
deux, transpondeurs sur un même intervalle de découpe de la nappe de
carton. La feuille découpée comprend alors plusieurs transpondeurs dans le
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sens de la longueur. En transformation, sur presse platine ou autre machine
de découpe, on recoupe la feuille dans le sens marche en autant de feuilles
de longueur réduite qu'il y a de transpondeurs.
Selon un autre mode de réalisation, on place également au moins deux
transpondeurs sur un même intervalle de découpe de la nappe de carton,
avec cette différence qu'à chacun correspond une fréquence de lecturé
propre. On utilise cette feuille pour réaliser un emballage final qui
comprend ces différents transpondeurs dans le but de pouvoir répondre à
des fréquences de lecture différentes.
Le fonctionnement de la machine est le suivant.
La nappe 120 de carton ondulé sortant de la station de chauffage se déplace
en translation horizontale, sur ses cylindres d'appui, jusque vers l'organe
de coupe 50. Sur son trajet, elle reçoit les étiquettes 10 avec la
bandelette 20 ; les étiquettes 10 sont à distance de pas D les unes des
autres. Les repères 26 déclenchent l'opération de coupe en passant au droit
de la cellule de détection 40. On assure ainsi une découpe par les couteaux
50 entre deux étiquettes consécutives, sans risquer de les détériorer par une
coupe intempestive.
Sur la figure, on voit une nappe découpée en plaques de largeur égale à la
laize de la nappe. Conformément à une variante de réalisation non
représentée, la nappe peut être découpée en nappes de plus petite laize par
une coupe en continu au moyen d'un organe de coupe disposé dans le sens
marche de la nappe. Si on souhaite, et selon les besoins, on dispose deux
dévidoirs en parallèle qui alimentent chacun une nappe de plus petite laize.
Celles-ci sont découpées en plaques individuelles indépendanunent l'une
de l'autre. Les intervalles D1 et D2 de coupe transversale ne sont pas
nécessaireinent les mêmes. Chaque nappe dispose de son détecteur des
repères, commandant indépendamment l'un de l'autre, les deux organes de
coupe.
Une fois découpées les plaques individuelles sont stockées ou transportées
directement jusqu'à une station de transformation comme cela est connu.
Une station de transformation comprend des moyens de coupe, de slittage
et/ou de rainage, pour former tout type d'emballage, caisse ou barquette,
connu ; les emballages à plat ainsi réalisés sont ensuite stockés pour être
expédiés à leurs destinataires.
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La solution de l'invention présente de grands avantages sur le plan
industriel.
La plus grande partie du coût d'une étiquette radiofréquence est celui du
composant électronique et de l'antenne. Le coût du support est faible et
n'intervient que marginalement dans le prix de revient. Ainsi
l'augmentation de la longueur du support par étiquette a un impact faible
sur le coût final.
Le procédé met par ailleurs en uvre des techniques qui sont connues et
éprouvées. L'homme du métier sait déposer une bande continue sur un
substrat qui se déplace en translation. Il connaît également la technique dite
de coupe au repère sur machine onduleuse. Cette technique est par exemple
déjà utilisée pour couper une nappe de carton ondulé qui comporte des
motifs imprimés pour chaque plaque. La découpe étant effectuée entre deux
impressions consécutives.
Le procédé de l'invention évite par ailleurs les interventions sur les
machines de transformation, comme les slotters intégrés ou les presses
platines, dont la cinématique et les vitesses ne sont pas coinpatibles avec la
pose d'étiquettes.
