Устройство и способ для обеспечения информации о продукте - RU2621602C2
Код документа: RU2621602C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к системам и способам обеспечения информации о продукте. В частности, изобретение относится к дистанционному запросу информации о продукте и к последующему использованию полученной информации.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Потребительские товары, имеющие срок полезной службы, определяемый в отношении потребления товаров, хорошо известны. Срок полезной службы может рассматриваться как одно или более событий, связанных с потреблением по меньшей мере части полезного количества товаров. Информация, связанная с окружающими условиями использования товаров и/или с количеством использованных и остающихся в распоряжении товаров, может существовать, но также может быть в общем недоступной для обычного потребителя товаров. Существует потребность в системе и способе извлечения информации, относящейся к продукту, таким образом, чтобы сделать информацию легкодоступной и удобной для использования потребителем.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном аспекте сенсорная система содержит ярлык. Ярлык содержит по меньшей мере одну радиочастотную интегральную схему и первую антенну. Интегральная схема может быть активной или пассивной. Интегральная схема содержит элемент памяти, при этом элемент памяти содержит электрическое запоминающее устройство для двоично-кодированного слова, содержащего по меньшей мере один бит, и выходные контакты. Ярлык дополнительно содержит по меньшей мере одну проводящую полимерную систему, находящуюся в электрической связи с по меньшей мере одним выходным контактом интегральной схемы, и выполненную с возможностью изменения электрического состояния в соответствии с предопределенным изменением окружающей среды проводящей полимерной системы. Первая антенна находится в цепи и также содержит интегральную схему и проводящую полимерную систему.
В одном аспекте способ обеспечения информации о продукте включает этапы: обеспечения продукта, содержащего ярлык, и устройства опроса, приспособленного для обнаружения излучения, связанного с данными ярлыка; опроса состояния ярлыка; интерпретации состояния ярлыка; и создания вывода, связанного с интерпретированным состоянием ярлыка. Ярлык содержит цифровую память, хранящую данные, связанные с продуктом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Дополнительные характерные признаки и преимущества настоящего изобретения станут выраженными более очевидно посредством рассмотрения чертежей.
Фиг. 1 - схематическое представление одного из воплощений изобретения.
Фиг. 2 - схематическое представление одного из воплощений изобретения.
Фиг. 3 - схематическое представление одного из воплощений изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Определения:
Нижеследующий текст излагает обширное описание многочисленных различных воплощений настоящего изобретения. Описание следует толковать лишь как иллюстративное, и оно не описывает каждое возможное воплощение, поскольку описание каждого возможного воплощения было бы непрактичным, если не невозможным, и следует понимать, что любой характерный признак, характеристика, компонент, композиция, составная часть, продукт, этап или методика, описываемые в настоящем раскрытии, могут полностью или частично устраняться, сочетаться с или заменяться любым другим характерным признаком, характеристикой, компонентом, композицией, составной частью, продуктом, этапом или методикой, описываемыми в настоящем раскрытии. Многочисленные альтернативные воплощения могут быть реализованы с использованием или современной технологии, или технологии, разработанной после даты подачи данной заявки, что по-прежнему будет подпадать под объем формулы изобретения.
Также следует понимать, что, за исключением случаев, когда какой-либо термин в данной заявке определен в прямой форме с использованием предложения «В том смысле, в котором он используется в настоящем раскрытии, термин «_» определяется в настоящем раскрытии как означающий…» или аналогичного предложения, то отсутствует намерение, прямо или косвенно, ограничить значение этого термина за пределами его общепринятого или обычного значения, и такой термин не следует толковать как являющийся ограниченным по объему на основании какого-либо утверждения, сделанного в любом из разделов данной заявки (отличного от формулировки формулы изобретения). Ни один термин не предполагается существенным для настоящего изобретения, если он не определен таковым. В той степени, в которой любой термин, изложенный в формуле изобретения в конце данного патента, упоминается в данной заявке способом, соответствующим единственному значению, это осуществляется лишь для обеспечения ясности, с тем чтобы не запутать читателя, и не предполагается, что такой термин в формуле изобретения является ограниченным, косвенно или иным образом, этим единственным значением. Наконец, если только элемент формулы изобретения не определен путем упоминания слова «означает» и функции без изложения какой-либо конструкции, не предполагается, что объем какого-либо элемента формулы изобретения должен толковаться на основании шестого параграфа §112 раздела 35 Свода законов США.
Раскрытая в настоящем описании "интегральная схема" может быть заменена не содержащим интегральной схемы радиочастотным идентификационным элементом, как известно из уровня техники. В описанных воплощениях вместо интегральной схемы могут использоваться радиочастотный ярлык на основе резонансного LC контура или многорезонансный элемент.
В одном аспекте сенсорная система содержит ярлык. Ярлык может содержать один или более слоев проводящих чернил и непроводящих чернил, нанесенных на основу. Примеры материалов основы включают: полимерные пленки, бумагу, диэлектрические материалы с высокой диэлектрической проницаемостью и огнеупорный материал FR-4. Структуры с несколькими слоями могут также включать частичные слои из непроводящего материала, разделяющие по меньшей мере части проводящих слоев. Примеры проводящих слоев включают медные и серебряные чернила. Ярлык содержит по меньшей мере одну радиочастотную интегральную схему и первую антенну, расположенные как схема на карте, монете или вкладыше. Примеры сочетаний интегральная «схема/первая антенна» включают номера моделей: RI-I03-112А-03 (13,56 МГц) и RJ-INL-R9QM (134,2 кГц) или модель TRF7970A, каждая из которых доступна от Texas Instruments, Даллас, Техас. Антенна может иметь физическую форму катушки или диполя, или может содержать проводящий компонент продукта или упаковки в электрической связи с остальными компонентами ярлыка. Сочетание интегральная схема/первая антенна может быть встроено в ярлык от компании Kovio, Сан-Хосе, Калифорния. Ярлык дополнительно содержит проводящую полимерную систему, находящуюся в электрической связи с интегральной схемой и антенной. Необходимое энергоснабжение для ярлыка может обеспечиваться энергией, собранной схемой радиочастотной идентификации, поскольку необходимый ток находится в микроамперном диапазоне. Собранная энергия может сохраняться в таком элементе, как конденсатор, чтобы использоваться ярлыком позже.
Сенсорная система также содержит по меньшей мере одну систему из проводящего полимера. Проводящий полимер может содержать полимерное покрытие выполненное таким образом, что оно перестает быть проводящим во время или после воздействия на него некоторых изменений предопределенного типа в окружающей среде. Примеры изменений в окружающей среде включают: изменения влажности, воздействие влаги, воздействие определенных химикатов или химических свойств, таких как рН, изменения температуры окружающей среды и т.п. Альтернативно, полимерная система может содержать полимерное покрытие, которое становится проводящим во время или после воздействия окружающей среды. Система из проводящего полимера может использоваться для формирования частей схемы ярлыка, включающих входные и выходные провода или антенну, или части антенны.
В одном воплощении изменение в окружающей среде в результате обеспечивает изменение размеров полимерной системы вследствие набухания или сжатия из-за изменения в окружающей среде.
Компоновка схемы ярлыка может быть выполнена с возможностью обеспечения положительной или отрицательной обратной связи, в связи с воздействием окружающей среды в соответствии с типом используемой полимерной системы, а также физическим расположением элементов схемы.
В одном воплощении схема выполнена с разрывом, при этом при отсутствии в ней дополнительного элемента, схема будет открыта, и любая попытка опроса ярлыка не обеспечит никакого выхода с ярлыка. В этом воплощении разрыв может быть покрыт полимерной системой, которая является проводящей до воздействия на нее, в результате чего обеспечивается ярлык, который будет изменять состояние с читаемого на нечитаемое во время или после воздействия на него окружающей среды (ярлык выключается, рассматривается отрицательная обратная связь). Альтернативно, разрыв может быть покрыт полимерной системой, которая меняется с непроводящей на проводящую, в ответ на изменение в окружающей среде (ярлык становится читаемым, действует положительная обратная связь).
В одном воплощении ярлык может быть сконфигурирован с полимерной системой, выполненной таким образом, что воздействие будет изменять состояние ярлыка с нерабочего на рабочее с использованием системы из непроводящего полимера, или с рабочего на нерабочее с использованием полимерной системы, которая переходит с рабочего состояния в нерабочее во время или после указанного воздействия. В этом воплощении полимерная система может быть размещена в виде покрытия на двух ножках схемы, эффективным образом замыкая данные ножки и обходя остальную часть схемы. В качестве одного из примеров, если покрытие размещено на двух проводах, идущих от интегральной схемы к антенне, проводящее покрытие будет замыкать схему таким образом, что при опросе указанная интегральная схема не будет получать никакой энергии, а устройство опроса не будет получать никакого выхода от ярлыка. Во время или после воздействия покрытие переходит из рабочего состояния в нерабочее, таким образом удаляя соответствующее замыкание в схеме и обеспечивая прохождение энергии от антенны в интегральную схему, в результате чего обеспечивается считываемый ярлык.
В случае ярлыка, имеющего подобным образом размещенное полимерное покрытие, но с использованием полимера, который переходит из непроводящего состояния в проводящее во время или после воздействия на него, ярлык будет переходить из рабочего состояния (перед воздействием) в нерабочее состояние (во время или после воздействия).
Также возможно формирование более сложного ярлыка, содержащего двойные интегральные схемы и двойные антенны, или двойные интегральные схемы и одну антенну, при этом первая комбинация из интегральной схемы и антенны будет переходить из рабочего состояния в нерабочее, тогда как вторая комбинация из интегральной схемы и антенны будет переходить из нерабочего состояния в рабочее во время или после одного воздействия окружающей среды на ярлык. В целях упрощения сложности изготовления такой системы ярлыка одна пара интегральной схемы и антенны может содержать разрыв, тогда как другая пара содержит покрытие на паре антенны и провода. В такой конфигурации независимо от выбранного полимера одинаковая полимерная система может быть расположена как на разрыве, так и на проводах антенны, для получения считываемого ярлыка, характеризующегося двумя состояниями.
Альтернативно, ярлык, характеризующийся двумя состояниями, может содержать идентичные пары комбинаций интегральной схемы и антенны, при этом отличие в считываемом состоянии может осуществляться посредством покрытия одной комбинации интегральной схемы и антенны полимером, меняющим состояние с рабочего на нерабочее, тогда как вторую комбинацию интегральной схемы и антенны покрывают полимером, меняющим состояние с нерабочего на рабочее во время или после аналогичного воздействия.
Полимерная система, переходящая из рабочего состояния в нерабочее во время или после воздействия на нее содержит полимерную матрицу и проводящий наполнитель. Полимер характеризуется способностью к расширению во время или после воздействия до приблизительно 120% - 140% или более его первоначального объема до воздействия на него. Расширение может не быть и не должно быть мгновенным для обеспечения полезной функциональности ярлыка. Воздействие должно происходить достаточное время для того, чтобы полимерная система среагировала посредством поглощения жидкости или влаги, произведенных в результате воздействия, обеспечивая таким образом изменение проводимости.
Полимерная система может содержать водный раствор, Triton Х-100, поливиниловый спирт и покрытые серебром медные хлопья. Раствор может наноситься на части описанных выше ярлыков и они могут помещаться в сушильную камеру для сушки покрытия на ярлыке.
Полимерная система может быть выполнена с возможностью расширения в присутствии воды, влаги или она может альтернативным образом сохранять стабильность в присутствии воды, при этом она может изменять свое состояние при присутствии неводных жидкостей в окружающей среде.
В одном аспекте полимерная система может содержать раствор трихлорэтилена, сополимер полиэтилена и винилацетата, и покрытых серебром медных хлопьев. Раствор наносят на ярлык, как было описано выше, и высушивают. Полимерная система может также быть выполнена с возможностью изменения состояния с непроводящего на проводящее во время или после воздействия. Опять же, чтобы быть полезным, изменение может и не происходить и не должно происходить мгновенно. В данном аспекте полимерная система может содержать воду, поливиниловый спирт и хлорид натрия, расположенные в виде покрытия. Не смотря на первоначальное непроводящее состояние, под воздействием влаги или воды электролиты становятся растворимыми в набухающем полимере, обеспечивая таким образом проводящее покрытие.
Ярлык может считываться с использованием такого радиочастотного протокола, как протокол беспроводной связи ближнего радиуса действия (NFC). При опросе или считывании ярлыка на схему ярлыка подается питание. Затем память ярлыка считывается устройством опроса.
Значимым диапазоном частот связи ярлыка может быть ВЧ, УВЧ или другие подходящим образом выбранные частотные диапазоны, определяемые конкретной потребностью ярлыка исходя из предполагаемых окружающих условий и сфер применения ярлыка.
Сенсорная система также может содержать устройство опроса. Устройство опроса содержит источник питания и вторую антенну, приспособленную для генерирования электромагнитного излучения, включающего резонансную частоту первой антенны, а также приемник, приспособленный для обнаружения электромагнитного излучения и демодуляции обнаруженного излучения с извлечением из обнаруживаемого излучения вложенных данных. Одну из форм устройства опроса иллюстрирует устройство считывания для радиочастотной идентификации Bluetoothtm RFID Reader, номер модели 223012, доступное от GAO RFID, Торонто, Канада. Устройство опроса модели 223012 обладает способностью опроса радиочастотного ярлыка, определения состояния памяти ярлыка и, таким образом, извлечения информации, связанной с выводом датчика, или датчиков, относящимся к окружающим условиям ярлыка. Модель 223012 также содержит вторичный канал сетевой связи, использующий протокол связи Bluetoothtm для передачи информации, извлеченной из ярлыка, вторичному устройству, или вторичному устройству опроса, такому как компьютер или смартфон с подключенным Bluetoothtm. Вторичное устройство опроса может дополнительно анализировать информацию, относящуюся к состоянию ярлыка и/или окружающих условий ярлыка, и создавать вывод, связанный с конкретным ярлыком и/или состоянием окружающих условий ярлыка. Устройство опроса также может содержать отображающий элемент, такой как жидкокристаллический экран (LCD) или светодиодный экран (LED), предназначенный для отображения вывода, связанного с анализируемой информацией ярлыка. Устройство опроса также может содержать один или несколько датчиков для установления информации, связанной с окружающими условиями устройства опроса. Такими датчиками могут быть датчики температуры, влажности, ускорения. Устройство опроса также может содержать один или несколько фотоаппаратов, позволяющих захватывать изображения, связанные с продуктом, ярлыком или окружающими условиями. В устройстве опроса может предусматриваться возможность глобального позиционирования, позволяющая устройству опроса устанавливать и обеспечивать коллективный доступ к информации, относящейся к географическому местоположению устройства опроса.
В одном аспекте в качестве единственного устройства опроса может служить смартфон. В этом аспекте смартфон может опрашивать ярлык, посредством чего устанавливая информацию из памяти ярлыка. Устройство опроса может анализировать или иным образом интерпретировать информацию и может создавать вывод. Вывод может доставляться пользователю системы посредством звукового вывода, визуального вывода, осязательного вывода или их сочетаний. При создании вывода устройство опроса, в дополнение к информации ярлыка, может использовать вводы датчиков или систем смартфона, в том числе информацию и анализ, доступные из сетевого ресурса, такого как ресурсы облачных вычислений. Примерами смартфонов, соответствующим образом сконфигурированных для функционирования в качестве устройства опроса системы, выступают: Acertm Е320 Liquid Express, Blackberrytm Boldtm 970, доступный от Research In Motion; Casio IT-800; Google Nexus 7tm, доступный от Google, Inc., Маунтин-Вью, Калифорния; HTC Desire Ctm, доступный от HTC; LG Optimus Elite; Motorola Droidtm Razrtm, доступный от Motorola; Nokia 700; Panasonic BizPadtm; и Samsung Galaxy S Advancetm.
В одном аспекте сенсорная система может содержать продукт. Термин «продукт (продукты)» используется в самом широком смысле и относится к любому продукту, группе продуктов, услугам, средствам связи, развлечениям, окружающим условиям, организациям, системам, инструментальным средствам и т.п.Например, примером группы продуктов являются продукты личного и бытового пользования, такие как продукты, используемые отдельным человеком, семьей или в домашнем хозяйстве. Примерами из представительного и неограничивающего списка категорий продуктов в пределах группы продуктов личного и бытового пользования являются антиперспиранты, средства по уходу за младенцами, одеколоны, коммерческие продукты (в том числе оптовые, промышленные коммерческие рыночные аналоги потребительских товаров широкого потребления), косметические средства, дезодоранты, средства для мытья посуды, средства женской гигиены, средства по уходу за волосами, краски для волос, средства медицинской помощи, бытовые моющие средства, средства для стирки, средства по уходу за полостью рта, бумажные продукты, личные моющие средства, одноразовые абсорбирующие изделия, средства для здоровья и питания домашних животных, рецептурные лекарственные препараты, престижные душистые вещества, средства по уходу за кожей, продукты питания, легкие закуски и напитки, специальные средства для ухода за тканями, продукты для бритья и другого управления ростом волос, небольшие приборы, устройства и аккумуляторы, услуги, такие как стрижка, косметический уход, лечение минеральными водами, медицинские, стоматологические и офтальмологические услуги, развлекательные площадки, такие как театры, стадионы, а также развлекательные услуги, такие как кинопоказы и киносеансы, спектакли и спортивные соревнования. Под каждую из этих категорий продуктов может подпадать множество форм продуктов.
Примеры форм и торговых марок продуктов описаны на веб-сайте компании Procter & Gamble www.pg.com и сайтах, на которые там даны ссылки. Следует понимать, что потребительские продукты, которые являются частью категорий продуктов, отличных от тех, которые перечислены выше, также предусматриваются настоящим изобретением и что альтернативные формы продуктов и торговые марки, отличные от тех, которые раскрываются на указанном выше веб-сайте, также охватываются настоящим изобретением.
Примерами продуктов в категории средств для стирки являются моющие средства (в том числе порошкообразные, жидкие, таблетированные и в других формах), отбеливатели, кондиционеры, смягчители, антистатические продукты и освежители (в том числе жидкие освежители и салфетки с пропиткой мягчителем-антистатиком). Примерами продуктов в категории средств по уходу за полостью рта являются зубная паста, зубная нить, зубные щетки (в том числе ручные и механизированные формы), средства для полоскания рта, продукты по уходу за деснами, продукты для отбеливания зубов и другие продукты по уходу за зубами. Примерами средств женской гигиены являются прокладки, тампоны, средства по уходу за половой щелью и прокладки, прикрепляемые к нижнему белью. Примерами продуктов по уходу за младенцами являются подгузники, влажные салфетки, слюнявчики, пеленки и постельные клеенки, а также пенообразующее банное мыло для рук.
Примерами продуктов для медицинской помощи являются слабительные, добавки на основе пищевых волокон, пероральные и местные болеутоляющие средства, продукты для лечения желудочно-кишечного тракта, продукты для дыхательных путей и лечения кашля/простуды, продукты для обогрева и продукты для очистки воды. Примерами бумажных продуктов являются туалетная бумага, бумажные полотенца и косметические салфетки. Примерами продуктов по уходу за волосами являются шампуни, кондиционеры (в том числе смываемые и несмываемые формы) и средства для укладки волос. Примерами продуктов по уходу за домом являются продукты для подметания, продукты для мойки полов, моющие средства для деревянных полов, антибактериальные моющие средства для полов, освежители ткани и воздуха и моющие средства для транспортных средств. К продуктам по уходу за кожей относятся без ограничения лосьоны для тела, очищающие средства для лица, лосьоны для рук, увлажнители, кондиционеры, стягивающие средства, продукты для шелушения, продукты для микрошлифовки и отшелушивания кожи, продукты для омоложения кожи, продукты, предотвращающие старение, маски, продукты для защиты от ультрафиолетового излучения, а также пуховки по уходу за кожей, влажные салфетки, диски, ткани, простыни, принадлежности и приспособления (содержащие или не содержащие композиции по уходу за кожей).
Среди прочего к другим группам продуктовотносятся без ограничений спортивный инвентарь, развлечения (книги, фильмы, музыка и т.д.), зрелища, оказываемая на дому медицинская и первая помощь.
Ярлык может прикрепляться к такой упаковке продукта, как первичная упаковка для жидкого продукта или гранулированного продукта. Ярлык может погружаться в продукт или плавать по поверхности упакованного жидкого или гранулированного продукта. Ярлык может быть помещен в продукт, например в одноразовое абсорбирующее изделие, например в подгузник с целью обнаружения повреждения абсорбирующего слоя подгузника. Ярлык может быть расположен на поверхности самого продукта.
Считается, что приспосабливание антенны ярлыка к форме наружной поверхности продукта приводит к системе, где связь между устройством опроса и ярлыком может быть всенаправленной или достижимой под множеством углов между устройством опроса и ярлыком.
Одна из трудностей, связанных с созданием устройства связи для различных продуктов, проявляется, когда устройство связи используется на телах, обладающих электромагнитной проводимостью. Принципы распространения радиоволн в свободном пространстве не применимы вблизи проводящих тел. Кроме того, эффективность антенны сильно ухудшается, когда антенны помещаются рядом с металлами. Как таковое простое размещение радиочастотного идентификационного ярлыка на батарее или на объекте с проводящим корпусом может не приводить к желаемому результату, например к сбору энергии и/или передаче данных. Причем эта трудность не ограничивается перезаряжаемыми/одноразовыми батареями. Например, банка с гелем, пеной и т.п. для бритья или упаковка, содержащая металлизированную пленку, может испытывать такие же проблемы по причине проводимости тары. В общем, радиочастотный идентификационный ярлык рядом с металлическим телом в 10 раз уменьшает сигнальную связь между устройством считывания и ярлыком.
Одним из способов предотвращения эффектов, возникающих в результате близости металла к антенне, является предотвращение вхождения электромагнитного поля в металл. Например, разделение антенны и металлической поверхности путем размещения между ними материала, обладающего подходящими электромагнитными свойствами и размерами, может отводить электромагнитное поле вокруг металлического/проводящего корпуса продукта. Свойства отводящего материала зависят от конкретного применяемого металла и от частоты радиочастотной идентификации. Магнитный отводящий материал эффективно изолирует ярлык от металлической тары. Эффективное разделение также может достигаться при помощи заполненного воздухом зазора между материалами.
В одном аспекте способ обеспечения информации продукте включает следующие этапы: обеспечение продукта, содержащего ярлык, как описано выше. Ярлык содержит по меньшей мере одну радиочастотную интегральную схему и первую антенну. Интегральная схема содержит элемент памяти, при этом элемент памяти содержит электрическое запоминающее устройство для двоично-кодированного слова, содержащего по меньшей мере один бит, и выходные контакты. Ярлык дополнительно содержит по меньшей мере одну проводящую полимерную систему, находящуюся в электрической связи с по меньшей мере одним выходным контактом интегральной схемы, и выполненную с возможностью изменения электрического состояния в соответствии с предопределенным изменением окружающей среды проводящей полимерной системы. Первая антенна находится в цепи и также содержит интегральную схему и проводящую полимерную систему.
Способ также включает обеспечение устройства опроса, приспособленного для обнаружения излучения, связанного с данными ярлыка. Устройство опроса может представлять собой устройство считывания по протоколу RF или NFC, связанное с поддержкой Bluetoothtm, как описано выше, или смартфон, или другое вычислительное устройство, содержащее устройство считывания с поддержкой RF или NFC.
Устройство опроса может использоваться для определения текущего состояния ярлыка с использованием такого протокола связи RF, как протокол NFC. Устройство опроса может интерпретировать данные, принимаемые от ярлыка, с использованием написанного для этой цели программного приложения.
В одном аспекте устройство опроса может содержать вторичный модуль сетевой связи, предоставляющий устройству возможность отправлять и принимать данные по сотовой телефонной сети или другим сетям, включая локальные сети или сети WiFi. В таком аспекте устройство опроса может передавать данные, принимаемые от ярлыка и/или из анализа данных от ярлыка. Программное приложение устройства опроса может анализировать данные от ярлыка для определения того, является ли необходимым пополнение продукта, связанного с ярлыком, или для проектирования того, когда будет необходимо пополнение продукта, связанного с ярлыком, или для проектирования того, когда такое пополнение станет необходимым на основании истории применения продукта, установленной посредством ряда опросов ярлыка. В этом аспекте приложение может использоваться для совершения приобретения дополнительного продукта через сеть. Приложение может также использоваться для предложения пользователю приобрести связанные продукты или для предложения других продуктов, не связанных напрямую с определенным продуктом.
Система и способы могут использоваться для обеспечения информации о событии, связанном с потребительскими продуктами. Система может быть заключена в абсорбирующий продукт, такой как подгузник или продукт для женской гигиены, при этом полимерная система будет взаимодействовать с абсорбированными текучими веществами, таким образом изменяя состояние ярлыка и обеспечивая возможность определения измененного состояния ярлыка пользователем, использующим данный способ. Ярлык системы может быть выполнен в виде части упаковки, контактирующей с упаковываемым продуктом, при этом использование и потребление продукта приведет к удалению продукта, контактирующего с полимерной системой, изменению состояния ярлыка и обеспечению возможности определения данного события и изменения состояния.
В одном воплощении схема может быть выполнена с двумя антенными элементами, разделенными разрывом. При отсутствии проводящего материала, заполняющего разрыв, антенна не подключается. Конструкция антенны может быть выполнена таким образом, что первой антенны, соединенной с остальной частью ярлыка, недостаточно для обеспечения адекватного питания для ярлыка при опросе. Комбинации двух антенн и заполняющего разрыв соединяющего элемента может быть достаточно и она может обеспечить успешное опрашивание ярлыка, индицирующего наличие рассматриваемого заполняющего разрыв материала.
В одном воплощении разрыв в схеме может быть частично заполнен полимерным элементом, выполненным с возможностью расширения при подходящем изменении окружающей среды. Полимер, такой как поли(пиррол), поли(ацетилен), или поли(анилин) может быть использован для частичного заполнения разрыва в схеме. При воздействии на полимер окружающей среды, содержащей растворитель, характеризующийся параметром растворимости, аналогичным параметру растворимости полимера ярлыка, полимер ярлыка будет набухать, таким образом заполняя разрыв и замыкая схему, обеспечивая рабочее состояние ярлыка вследствие изменения в окружающей среде. Примеры покрытий:
Полиэлектролитное покрытие с высоким содержанием соли приготавливали следующим образом. Сосуд наполняли 10 мл ультрафильтрованной деионизированной воды. 1,1688 грамма хлорида натрия добавляли в сосуд и перемешивали посредством магнитной мешалки при комнатной температуре до момента растворения соли, в результате чего получали 2-х молярный солевой раствор. При прояснении системы добавляли 0,3 грамма поливинилового спирта). Раствор нагревали до 90°C, обеспечивая внедрение полимера в раствор. При прояснении системы, она была готова для нанесения на поверхность с использованием микродозаторов объемом 10 микролитров, при этом приблизительно 1-2 миллиметра микродозаторов удаляли. В микродозатор набирали 5 микролитров и раствор горячего полимера наносили на рассматриваемую область на радиочастотный идентификационный ярлык. Затем систему помещали в сушильную камеру и обеспечивали ее высушивание при комнатной температуры в течение ночи.
Полимерное покрытие на основе хемирезистора изготавливали следующим образом. Сосуд наполняли 9 мл ультрафильтрованной деионизированной воды. Отдельный сосуд использования для добавления 0,1 грамма Triton X100 к 10 миллилитрам ультрафильтрованной деионизированной воды для образования 1% раствора по весу. 1 миллилитр 1% Triton Х-100 по весу добавляли к 9 миллилитрам ультрафильтрованной деионизированной воды для образования 1% раствора Triton Х-100 по весу. 0,3 грамма поливинилового спирта) добавляли к 0,1% раствора Triton Х-100 по весу, при этом (более низкая молекулярная масса и более высокий % гидролиза обеспечивают более оперативную реакцию системы, чем более высокая молекулярная масса и более низкий % гидролиза). Раствор нагревали до 90°C, обеспечивая внедрение полимера в раствор. При прояснении системы добавляли 0,1 грамма проводящего наполнителя из покрытой серебром меди (AgCU550), доступного от компании Ferro Electronic Materials Systems, Мейфилд Хайте, Огайо. Раствор диспергировали ультразвуком (режим дегазации, уровень 5) в течение 5 минут. Систему наносили на поверхность с использованием микродозаторов объемом 10 микролитров, при этом приблизительно 1-2 миллиметра микро дозаторов удаляли. В микро дозатор набирали 5 микролитров и раствор горячего полимера наносили на рассматриваемую область на радиочастотный идентификационный ярлык. Затем систему помещали в сушильную камеру и обеспечивали ее высушивание при комнатной температуры в течение ночи. Второе полимерное покрытие на основе хемирезистора, предназначенное для реагирования не на воду, а на другие химикаты из окружающей среды, изготавливали следующим образом. Сосуд наполняли 10 мл трихлорэтилена. 0,6 грамма сополимера [поли(этилена) и винилацетата] добавляли в сосуд. Раствор перемешивали при комнатной температуре до перехода полимера в раствор. При прояснении системы добавляли 0,2 грамма проводящего наполнителя из покрытой серебром меди (AgCU550). Систему наносили на поверхность с использованием микродозаторов объемом 10 микролитров, при этом приблизительно 1-2 миллиметра микродозаторов удаляли. В микро дозатор набирали 5 микролитров и раствор горячего полимера наносили на рассматриваемую область на радиочастотный идентификационный ярлык. Затем систему помещали в вытяжной шкаф и обеспечивали ее высушивание при комнатной температуры в течение ночи.
Полимерную систему на основе хемирезистора, предназначенную для реагирования только на окружающую среду, характеризующуюся значением рН в пределах заданного диапазона, изготавливали следующим образом: При осуществлении данного способа в качестве агента против слипания может быть использован тальк, а в качестве пластификатора - триэтилцитрат, или же в качестве агента против слипания/пластификатора может быть использован PlasACRYL НТР20. В лабораторном сосуде объемом 200 мл добавляли 41,7 мл Eudragit L30 D-55, доступного от компании Evonik Industries, Эссен, Германия к 57 мл деионизированной воды, 14,6 мл PlasACRYL НТР20, доступного от компании Evonik Industries, и 4,3 грамма проводящего наполнителя из покрытой серебром меди (AgCU550). Раствор перемешивали с помощью магнитной мешалки в течение 10 минут. Раствор использовали для покрытия требуемой области радиочастотных ярлыков и высушивали в конвекционной сушильной печи в течение 2 часов при температуре 40°C.
Радиочастотный идентификационный ярлык выключался, когда полимер подвергался воздействию окружающей среды с показателями рН более 5,5.
Полимерную систему, чувствительную к механическому натяжению, изготавливали следующим образом посредством замещения эластичного полимера полимером, чувствительным к воздействию окружающей среды: 8 граммов силиконовой резины RTV смешивали с 8 граммами проводящего наполнителя в лабораторном сосуде для получения смеси полимеров с соотношением 50/50. Смесь выдавливали через пластиковый шприц объемом 20 мл. Полоски выдавливали на силиконовую поверхность для их простого удаления. Обеспечивали вулканизацию при комнатной температуре в течение 24 часов. Полоску, детектирующую натяжение, удаляли и испытывали на динамическую проводимость и механические свойства (модуль Юнга, область упругих деформаций, предел текучести). Разрывную машину "Instron" настраивали на постоянное удлинение 1 мм/секунду до разрыва. Сопротивление изменяли параллельно посредством прибора 2831Е (мультиметр с функцией регистрации данных) и небольших зажимов типа "крокодил", прикрепленных к образцу. Модуль Юнга вычисляли посредством программного обеспечения разрывной машины "Instron". Повторный тест проводили без зажимов типа "крокодил", при этом конечное натяжение разрыва в середине детектора натяжения составляло 150%. В одном воплощении ярлык системы может быть разделен на части. Одна часть может содержать по меньшей мере часть антенны и интегральную схему, а другая часть может содержать систему из проводящего полимера и любую оставшуюся часть антенны. На двух частях ярлыка может быть расположен полимер, подверженный воздействию функциональной окружающей среды абсорбирующего изделия, при этом часть в виде антенны и интегральной схемы могут быть удалены из зоны воздействия функциональной окружающей среды изделия. Части в виде антенны и интегральной схемы могут быть выполнены съемными и, таким образом, также с возможностью повторного использования. Датчик может быть выполнен съемным, тогда как части в виде антенны и интегральной схемы удерживаются в продукте. В одном воплощении съемный чувствительный элемент может быть соединен с постоянной интегральной схемой / элементом в виде антенны. В качестве примера, устройство для личной гигиены, такое как бритва или устройство для ухода за ротовой полостью, может быть выполнено с постоянно установленной антенной и интегральной схемой с контактами, обеспечивающими вставку и удаление чувствительного элемента. Чувствительный элемент может быть удален для выбрасывания или замены, или для очистки и повторной установки. В одном воплощении проводящие застежки "липучки", такие как доступные от компании APLIX Inc., Шарлотт, Северная Каролина, могут использоваться для создания интерфейса между функциональной окружающей средой, окружающей изделие и внешней поверхностью изделия. Механизм крепления между собой изделия, датчика и съемного ярлыка для обеспечения проводимости может представлять собой застежку "липучку", крепление посредством сжатия (например, эластичная полоска, подвязка), адгезивное крепление (например, адгезивная полоска), магнитное крепление или сочетания данных типов крепления. В этом воплощении полимерная система может быть изготовлена в виде узла, находящегося в электрическом контакте с проводящими элементами застежки "липучки", которые, в свою очередь, расположены на внешней поверхности изделия, причем проводящий полимер расположен внутри изделия. Соответствующие друг другу элементы застежки "липучки" могут быть включены в виде части узла антенны и части узла интегральной схемы, при этом два соответствующих узла могут быть объединены с использованием элементов застежки "липучки" для функционального использования ярлыка. Таким образом, более дорогостоящий узел антенны и интегральной схемы может быть выполнен с возможностью повторного использования, таким образом уменьшая общую стоимость, связанную с использованием системы с множеством соответствующих одноразовых изделий. Соответствующие узлы могут быть сформированы с применением проводящего адгезива, такого как доступный от компании MG Chemicals, Суррей, Британская Колумбия, Канада, для фиксации электрических проводов соответствующих частей ярлыков на соответствующих им элементах застежки "липучки".
Как показано на фигуре 1, система 1000 содержит абсорбирующее изделие 300 и устройство опроса 200. Абсорбирующее изделие 300 содержит ярлык 100. Ярлык 100 включает в себя удаляемую часть, содержащую интегральную схему 130, и вторую часть, включающую в себя: систему 125 из проводящего полимера и антенну 140. Устройство опроса 200 содержит датчик 210, источник 220 питания, антенну 230, анализирующий элемент 240, отображающий элемент 250 и сетевую линию связи 260. Как показано на фиг. 2, абсорбирующее изделие 300 содержит ярлык 100. Ярлык 100 включает в себя удаляемую часть, содержащую интегральную схему 130, и вторую часть, включающую в себя: систему 125 из проводящего полимера и антенну 140. Как показано на фиг. 3, абсорбирующее изделие 300 содержит ярлык 100. Ярлык 100 включает в себя удаляемую часть, содержащую интегральную схему 130, и вторую часть, включающую в себя: систему 125 из проводящего полимера и антенну 140.
Размеры и значения, раскрытые в данном описании, не следует понимать, как строго ограниченные указанными точными числовыми значениями. Наоборот, если не указано иначе, каждый такой размер следует подразумевать, и как указанное значение, и как функционально эквивалентный диапазон, охватывающий данное значение. Например, размер, указанный как "40 мм", следует понимать, как "приблизительно 40 мм".
Каждый документ, упомянутый в данном описании, в том числе любая перекрестная ссылка или родственные патент или заявка настоящим в полном объеме включены в данное описание посредством ссылки, за исключением четко указанных исключений или иных ограничений. Цитирование любого документа не является допущением того, что он является прототипом любого раскрытого или заявленного в данном описании изобретения, или того, что он сам, или в сочетании с другим источником или источниками, дает пояснения, предположения или раскрывает любое из этих изобретений. Также, в том случае, если любое значение или определение какого-либо термина в данном документе противоречит с любым значением или определением такого же термина в документе, включенном по ссылке, значение или определение, присвоенное такому термину в данном документе, должно иметь приоритетное значение.
Хотя были проиллюстрированы и описаны конкретные воплощения данного изобретения, специалистам в данной области будет очевидно, что могут быть выполнены различные другие изменения и модификации без отклонения от сущности и объема данного изобретения. Таким образом, приложенной формулой изобретения предполагается покрыть все такие изменения и модификации, входящие в объем данного изобретения.
Реферат
Изобретение относится к системам и способам информации о продукте. Технический результат заключается в предоставлении достоверной информации о потребительских товарах, имеющих срок полезной службы. Сенсорная система содержит ярлык. Ярлык содержит по меньшей мере одну радиочастотную интегральную схему и первую антенну. Интегральная схема содержит элемент памяти, при этом элемент памяти содержит электрическое запоминающее устройство для двоично-кодированного слова, содержащего по меньшей мере один бит, и выходные контакты. Ярлык дополнительно содержит по меньшей мере одну проводящую полимерную структуру, находящуюся в электрической связи с по меньшей мере одним выходным контактом интегральной схемы и выполненную с возможностью изменения электрического состояния в соответствии с предопределенным изменением окружающей среды проводящей полимерной структуры. Первая антенна находится в электрической связи с выходным контактом (контактами) интегральной схемы и проводящей полимерной структурой. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.
