Brevet FR2760998A1 — publié le 19980925

DESCRIPTION La présente invention concerne un procédé permettant d'insérer une étiquette électronique plane mince , dans la paroi d'un conteneur réalisé par injection à chaud et sous pression de matières plastiques - généralement du type polyéthylène haute densité ( PEHD)- en même temps que ce conteneur est fabriqué et sans changer la procédure d'injection. L'étiquette en elle même est fabriquée par un tiers et ne constitue pas un caractère original du procédé proposé. Elle doit cependant offnr les caractéristiques générales suivantes - le contenu de sa mémoire peut être lu et, pour certains modelés modifié, sans contact par le passage d'ondes électromagnétiques (BF, HF ou UHF) au travers d'une certaine épaisseur de la matière plastique constitutive de la paroi du conteneur; - une étiquette est constituée par un circuit électrique ( formant antenne) imprimé sur un substrat isolant de qualité convenable relié à un circuit intégré comprenant une mémoire et les dispositifs de communication avec cette mémoire de l'extérieur et sans contact - une des deux faces de l'étiquette - celle ne portant pas le circuit intégré - est plane. sans protubérance quelconque. Le choix des dimensions de cette étiquette, des caractéristiques qui conditionnent sa tenue à une température élevée voisine de la température de la matière injectée pour former le conteneur au moment de l'injection, de celles affectant sa résistance aux différentes contraintes qui lui seront appliquées un fois placée dans un conteneur, le choix des méthodes d'essais permettant de vérifier l'adéquation des étiquettes fournies au but poursuivi, constituent néanmoins une partie importante du travail inventif concernant le procédé décrit. Divers modes d'identification de conteneurs ont été étudiés et réalisés dans le passé et sont bien connus. Un des plus courant consiste à coller sur les conteneurs des étiquettes portant un code à barres . Il offre plusieurs inconvénients dont le principal tient au fait que les étiquettes se décollent ou sont déchirées ou se salisSent et que, de ce fait, la lecture du code devient impossible ou ce qui est plus grave non fiable. Dans d'autres cas , on a fixé par un moyen mécanique , un badge d'identification sur un conteneur : ceci a notamment été réalisé pour les conteneurs à déchets Les inconvénients de ce type de procédé résident dans le coût propre du badge qui doit lui même résister aux contraintes d'utilisation des conteneurs , au coût de la fixation de ces badges sur le conteneur qui est une opération séparée de la production des conteneurs , aux risques de perte ou détérioration des badges. Le procédé selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. - I'étiquette est en effet insérée à l'intérieur de la paroi du conteneur sans aucune saillie hors de la surface normale de cette paroi Elle ne peut donc être mécaniquement arrachée ,est indestructible et insensible aux agents polluants ou corrosifs de tous ordres ( admissibles pour le conteneur lui même) - la communication avec la mémoire de l'étiquette est obtenue en utilisant un lecteur spécifique muni d'une antenne émettrice sans qu'un contact physique entre ce lecteur ou son antenne et la paroi du conteneur dans laquelle l'étiquette est insérée ne soit nécessaire. - elle est mise en place pendant le processus de fabrication normale du conteneur sans affecter ni les conditions d'injection ni les temps de fabrication - la face plane de l'étiquette précédemment décrite ( opposée à celle portant le circuit intégré) est préalablement à l'injection, collée sur un support de dimensions hors tout supérieures à celles du circuit imprimé et d'épaisseur égale à la profondeur d'inclusion recherchée , découpé dans une feuille d'un matériau plastique de nature chimique et de caractéristiques physiques choisies pour obtenir au cours de la fabrication du conteneur une soudure intime de ce support avec la paroi du conteneur et pour constituer un matelas amortisseur des pressions transitoires dues à l'injection. - le support plastique collé à l'étiquette est choisi de manière que son point de fusion soit inférieur au point de fusion de la matière injectée pour réaliser le Conteneur .Dans le cas d'un Conteneur réalisé en polyéthylène haute densité (PEHD) , le support est découpé dans une feuille de polyéthylène de densité plus faible. Les essais effectués ont démontré la réalité des avantages énumérés ci-dessus. Selon le mode particulier de réalisation utilisé pour ces essais - des étiquettes fabriquées par GEMPLUS sous le numéro de type SMA210 ont été collées sur un support en polyethylène translucide de dimensions approximatives en plan 25 mm par 25 mm et d'épaisseur voisine de 1 mm. - la liaison entre la face plane de l'étiquette et le support a été obtenue en utilisant un morceau de ruban adhésif double face de surface sensiblement égale à celle de l'étiquette capable de résister à une température de 200"C. - le support de l'étiquette avec l'étiquette collée dessus ont été fixés sur la paroi du moule à l'endroit choisi par une bande autocollante double face de manière à être maintenus dans cette position pendant l'injection malgré les efforts exercés par le polyethylène haute densité injecté (température de la matière injectée lorsqu'elle pénètre dans le moule environ 270 OC , pression d'injection 1000 à 1500 bars) - les étiquettes, bien que pouvant être placées en différents endroits des parois, se trouvent avantageusement placées dans une zone proche de renforts et donc peu susceptible de provoquer des flexions indues dans l'étiquette elle même. Toutes les étiquettes mises en place par le procédé dessus décrit fonctionnent ensuite normalement.. Par ailleurs - I'utilisation d'un support d'étiquette d'une couleur différente de celle de la matière injectée pour constituer les parois du conteneur ( support translucide dans une paroi rouge) permet de repérer immédiatement la position de l'étiquette et ainsi en facilite l'utilisation. - pour la même raison il devient très facile de séparer la zone de la paroi contenant l'étiquette du corps du conteneur de maniére à permettre un recyclage sans polluant de la matière constitutive Bien cntendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus dont les essais ont montré la validité .On peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention . En particulier - il est évident que le même procédé est utilisable pour le marquage de palettes et plus généralement de tout objet réalisé par injection ou soufflage sous presson et à haute température de matériaux plastiques. - bien que le polyethylene haute densité soit la matière la plus couramment utilisée pour réaliser par injection des conteneurs , d'autres matières peuvent être utilises pour des applications spéciales par exemple du polyethylène qualité alimentaire pour les conteneurs d'aliments . La qualité du support de l'étiquette doit alors être adaptée pour obtenir la fusion dc ce support sur son pourtour et sa soudure avec le constituant du conteneur. - le maintien en position de l'étiquette sur le moule pendant l'injection pourrait avec bonheur être réalisé par un effort de succion exercé sur le support de l'extérieur du moule . Cette variante pourrait permettre de faciliter la disparition des micro poches d'air qui se produiscnt parfois autour de l'étiquette. - afin de faciliter leur disparition, le support plastique peut être muni sur sa face collée au moule et en dehors de la surface occupée par le circuit imprimé , de canaux de profondeur inférieure ou égale à son épaisseur tracés en étoile divergente et débouchant soit dans des trous cylindriques traversant le support soit sur le pourtour extérieur du support. - on peut recouvrir l'étiquette sur chacune de ses faces par un feuille de plastique convenablement choisi et fixer cet ensemble formant une sorte de sandwich sur le moule d'injection par l'un des procédés décrits - de la même manière, I' étiquette peut ètre enfermée dans un bloc plastique parallélipipédique ou cylindrique injecté autour d' elle et ce bloc utilisé comme 1' ensemble étiquette avec son support plastqiue décrit précédemment. REVENDICATIONS 1. Procédé permettant d'insérer un ensemble de très faible épaisseur , dénommé ci-après étiquette, formé par un circuit imprimé sur un substrat isolant et reliè à un circuit intégré porté par le même substrat dans la paroi d'un Conteneur (ce terme Conteneur regroupant les conteneurs, les palettes , et tout objet fabriqué de la même manière) réalisé par injection ou soufflage sous pression et à haute température de matériaux plastiques au moment de la fabrication dudit Conteneur, caractérisé en ce que: - la face plane de l'étiquette précédemment décrite ( opposée à celle portant le circuit intégré) est, préalablement à l'injection, collée sur un support de dimensions hors tout supérieures à celles du circuit imprimé et d'épaisseur égale à la profondeur d'inclusion recherchée découpé dans une feuille d'un matériau plastique de nature chirnique et de caractéristiques physiques choisies pour obtenir au cours de la fabrication du conteneur une soudure intime de ce support avec la paroi du conteneur et pour constituer un matelas amortisseur des pressions transitoires dues à l'injection. - I'étiquette et son support sont, préalablement à l'injection, placés au contact de la paroi du moule à un endroit convenable tant au point de vue rigidité de la paroi du Conteneur que facilité de reconnaissance ultérieure de l'étiquette de l'extérieur du Conteneur ; I'étiquette étant maintenue en position pendant l'injection soit par collage de son support sur le moule soit par succion de l'ensemble étiquette et son support, réalisée de l'extérieur du moule ou par tout autre moyen produisant le même résultat. - I'injection du Conteneur est réalisée de la même manière que si l'étiquette n'existait pas. - lorsque le Conteneur est démoulé , I'étiquette est incorporée dans sa paroi à l'endroit choisi sans aucune surépaisseur de cette paroi qui reste lisse et sans possibilité d'introduction de gaz ou de liquide , corrosif ou non (dans la limite des qualités acceptées par le Conteneur lui même) au contact de l'étiquette. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le support plastique collé à l'étiquette est choisi de manière à ce que son point de fusion soit inférieur au point de fusion de la matière injectée pour réaliser le Conteneur. Dans le cas d'un Conteneur réalisé en polyéthylène haute densité (PEHD), le support est découpé dans une feuille de polyéthylène de densité plus faible. 3. Procédé selon les revendication 1 et 2 précédentes caractérisé en ce que le support plastique peut être muni en dehors de la surface occupée par le circuit imprimé , de canaux de profondeur inférieure ou égale à son épaisseur tracés en étoile divergente et débouchant soit dans des trous cylindriques traversant le support soit sur le pourtour extérieur du support. 4. Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que l'étiquette est préalablement noyée dans un bloc parallélépipédique ou cylindrique obtenu par injection de matière plastique autour d'elle.