Бесконтактный входной билет и способ его изготовления

Изобретение касается билета, позволяющего получить доступ в зону с контролируемым доступом, имеющего формат Edmonson и содержащего корпус, выполненный из бумаги и покрытый с двух сторон защитным покрытием, а также способа его изготовления. Технический результат - билет имеет низкую себестоимость по сравнению с бесконтактными входными карточками, является биоразлагаемым, что имеет большое значение, учитывая что данный билет является разовым. Бумажный корпус билета имеет сквозное гнездо, в которое помещают электронный модуль, содержащий интегральную микросхему и антенну. Антенна образована по меньшей мере одним витком, выполненным путем печати трафаретной краской с серебряным порошком в составе, полимеризуемом до отверждения путем термической обработки. 3 с. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение касается доступа в контролируемые зоны, в которых используются бесконтактные носители для доступа в контролируемую зону, и, в частности, одноразового бесконтактного билета и способа его изготовления.

Предшествующий уровень техники

В носителях для доступа в зоны с контролируемым доступом, такие как сеть общественного транспорта, например RATP (Автономное управление парижского городского транспорта) и SNCF (Национальное общество железных дорог Франции), все чаще используется так называемая “бесконтактная” технология в противовес классическим контактным носителям. Последние необходимо вставлять в считывающее устройство для установления контакта, позволяющего проверить действительность носителя. Со временем щетки считывающего устройства загрязняются, что часто влечет за собой потерю контакта, вынуждая пользователя повторять операцию несколько раз подряд, и, как следствие, приводит к значительной потере времени.

Обмен информацией между бесконтактным носителем и считывающим устройством в основном осуществляется путем дистанционной электромагнитной связи между первой антенной, установленной в бесконтактном носителе, и второй антенной, находящейся в считывающем устройстве. Кроме того, в носителе выполнен электронный модуль, содержащий первую антенну, связанную с полупроводниковой пластинкой или микрочипом, который дополнительно содержит радиочастотную часть (RF), запоминающее устройство, в котором хранится информация, предназначенная для передачи считывающему устройству, и логические функции, необходимые для выработки передаваемой информации и обработки получаемой информации.

В сети общественного транспорта существуют две группы пользователей - постоянные пользователи и временные пользователи. Для первой группы бесконтактная электронная карточка формата ISO является наиболее приемлемым решением, поскольку себестоимость такой карточки, распределенная на общее количество поездок, осуществляемых в течение длительного периода времени, в результате оказывается низкой для пользователя. Однако для второй группы, которую образуют случайные пользователи, стоимость карточки становится слишком высокой, так как они вынуждены покупать карточку всего лишь для одной поездки.

Раскрытие изобретения

С учетом вышеизложенного одна из задач настоящего изобретения состоит в выполнении носителя для доступа в зоны с контролируемым доступом, такие как сеть общественного транспорта, в виде одноразового билета, чаще всего биоразлагаемого, имеющего невысокую стоимость и в то же время обладающего теми же функциональными параметрами, что и бесконтактная входная карточка, несмотря на меньшие размеры.

Задачей настоящего изобретения является также разработка способа изготовления одноразового бесконтактного входного билета, обладающего теми же функциональными параметрами, что и бесконтактная входная карточка, несмотря на уменьшенные размеры.

Таким образом, объектом настоящего изобретения является билет, позволяющий получить доступ в зону с контролируемым доступом при его бесконтактном предъявлении на считывающее устройство доступа в зону, имеющий формат Edmonson и содержащий бумажный корпус, имеющий с двух сторон защитное покрытие. В бумажном корпусе билета выполнено сквозное гнездо, в котором установлен электронный модуль, содержащий интегральную микросхему и антенну, образованную, по меньшей мере, одним витком, выполненным путем печати трафаретной краской из серебряного порошка в полимеризующемся составе перед отверждением путем термической обработки.

Другим объектом настоящего изобретения является способ изготовления бесконтактных билетов, заключающийся в приготовлении полотна или многорядной бумажной полосы шириной, соответствующей нескольким значениям ширины билета, выполнении в полотне сквозных гнезд, предназначенных для установки электронного модуля билетов, разрезании полотна на несколько одинарных полос, каждая из которых соответствует одному рулону билетов, и последовательном наложении на каждую сторону сначала первого слоя защитного покрытия, а затем второго слоя защитного покрытия после установки электронных модулей в гнезда.

В соответствии с одним из отличительных признаков изобретения на электронный модуль в месте установки интегральной микросхемы устанавливают крышку, имеющую толщину, равную толщине интегральной микросхемы, и содержащую сквозное гнездо, с последующей обработкой электронного модуля с крышкой с использованием горячего ламинирования для уменьшения сопротивления антенны.

Краткое описание чертежей

Задачи, объекты и отличительные признаки настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего подробного описания изобретения и прилагаемых чертежей, в числе которых:

фиг.1 изображает лицевую сторону входного билета для сети общественного транспорта в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.2 изображает вид в перспективе входного билета в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.3 изображает электронный модуль, установленный во входной билет в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.4 изображает электронный модуль после установки на него крышки;

фиг.5 изображает схему этапа формирования многорядной полосы корпуса билета путем применения способа в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.6 изображает схему этапа формирования полосы билетов с полосами защитного покрытия путем применения способа в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

На фиг.1 показан входной билет 10 для доступа в зону с контролируемым доступом, например в сеть метрополитена RATP. Билет содержит корпус 12 формата Edmonson 67 мм ×30 мм и электронный модуль 14, содержащий электронные средства, необходимые для пользователя, предъявляющего билет на соответствующее считывающее устройство для получения доступа в зону, например к отверстию автоматически открывающейся дверцы. Обратная сторона корпуса 12 билета содержит печатную информацию, такую как надписи, логотипы (RATP), буквенно-цифровую информацию, бар-коды и т.д.

Показанный на фиг.2 корпус билета имеет центральный слой из бумаги толщиной примерно в 0,5 мм и два тонких слоя покрытия с одной стороны 18 и с другой стороны 20, выполненного из бумаги или пластика, такого как полиэстер или поливинилхлорид, толщиной от 0,03 мм до 0,05 мм. Общая толщина корпуса билета в основном составляет от 0,560 мм до 0,640 мм или менее.

Размещенный в сквозном гнезде электронный модуль 14 установлен между двумя слоями защитного покрытия 18 и 20.

Электронный модуль, показанный на фиг.3, содержит подложку, выполненную из бумаги или пластика, толщиной от 0,08 мм до 0,15 мм, на которой установлены интегральная микросхема или микрочип 22 и антенна 24. Интегральная микросхема предназначена для обработки электромагнитного сигнала с частотой 13,56 МГц, излучаемого считывающим устройством и принимаемого при помощи антенны 24, и передачи информации, хранящейся в интегральной микросхеме 22 и предназначенной для управления доступом в зону с контролируемым доступом путем модуляции электромагнитного сигнала частотой в 847 кГц, используемого в качестве несущей.

Антенна 24 представляет собой спираль, выполненную в виде квадрата со стороной 19 мм и содержащую, по меньшей мере, один виток, предпочтительно 6-10 витков, при этом витки могут иметь квадратную или круглую форму; два конца спирали соединены с интегральной микросхемой 22 при помощи клемм 26 и 28. Необходимо отметить, что антенна 24 обладает индуктивностью со значением, позволяющим ей образовать цепь, резонирующую с входным конденсатором интегральной микросхемы.

Изготовление антенны является важным аспектом изобретения, так как позволяет получить билет с более низкой стоимостью. Изготовление антенны основано на технологии трафаретной печати и включает в себя печать витков антенны на электроизоляционном субстрате, выполняющем роль подложки антенны, предпочтительно выполненном из бумаги или из пластика, при помощи краски, состоящей из мелкого порошка серебра, помещенного в полимеризующийся состав и растворитель. После сушки и термической обработки получают электропроводящую спираль, показанную на фиг.3 и образованную из серебра в полимеризующемся составе. После этого перпендикулярно виткам наносят слой 25 диэлектрической краски. После термической обработки краски печатают электропроводящую полосу 27, которую соединяют с концом 29 антенны и с соединительной клеммой 28, обеспечивающей электрическую связь с интегральной микросхемой, при этом второе соединение осуществляют при помощи клеммы 26. Следует отметить, что значение индуктивности антенны 24 определяется шириной образующего ее проводника, расстоянием между витками и количеством витков.

Последовательность антенн может быть изготовлена на полосе или ленте подложки антенны путем повторения вышеприведенных операций трафаретной печати. В дальнейшем в центре каждой антенны размещают интегральную микросхему, как показано на фиг.3, причем последняя может быть соединена с концами антенны как с помощью проводящего клея согласно предпочтительному варианту осуществления, так и с помощью пайки. На заключительном этапе полосу разрезают с получением электронных модулей.

Однако перед вырезанием электронного модуля в рамках настоящего изобретения выполняют одну важную операцию. Как видно из фиг.4, каждый электронный модуль 14 содержит подложку 15, на которую трафаретным способом наносят антенну 24 и на которую устанавливают интегральную микросхему или микрочип 22. Если толщиной антенны 24 можно пренебречь, то по другому обстоит дело с микрочипом, который имеет определенную толщину. Поэтому бумажную или пластиковую крышку 21 устанавливают на каждый модуль до или после разрезания полосы. Указанная крышка имеет толщину, немного превышающую толщину микрочипа, и содержит сквозное гнездо 23 с размерами, немного превышающими размеры микрочипа для его установки в гнездо. Таким образом, после установки крышки модуль имеет почти равномерную толщину (за исключением участка размещения микрочипа, где толщина имеет несколько меньшее значение), тем самым избегают образования впадины вокруг микрочипа после нанесения слоя защитного покрытия.

Наконец, в рамках настоящего изобретения выполняют основную операцию горячего ламинирования, позволяющего значительно улучшить характеристики антенны. Первостепенной задачей является снижение сопротивления антенны с обеспечением в ней тока максимальной силы, что позволяет достичь максимальной мощности излучения при помощи индуктивности антенны. Установлено, что такое снижение сопротивления достигается при воздействии давлением от 20 до 120 кг/см² и в основном при воздействии температурой предпочтительно от 80 до 170°С, то есть при помощи операции горячего ламинирования.

Способ изготовления билетов начинается с формирования полотна или многорядной полосы из 30 билетов, как показано на фиг.5. Для этого бумажную полосу 32 требуемой толщины и ширины, равной 10 значениям ширины билетов (ширина может быть различной) снимают с катушки 34 и заправляют в формовочный блок 36, в котором бумажная полоса 32 перфорируется с получением отверстий, выходящих на обе стороны и предназначенных для установки электронных модулей, и при необходимости на нее с двух сторон наносят печать. Блок 36 осуществляет также разрезание полотна 32 на 10 полос по ширине билета, которые сматываются в рулоны билетов (не показаны на чертеже).

Следующий этап, показанный на фиг.6, состоит в нанесении слоев защитного покрытия. С этой целью используют полосу 40 из бумаги или пластика (полиэстер, поливинилхлорид или другой пластик), описанную выше, которая подается с рулона 42 и имеет ширину, равную двойной ширине билетов, с возможностью покрытия двух сторон корпуса билета. Подаваемая с рулона 42 полоса 40 представляет собой слой покрытия, состоящий из слоя адгезивного вещества и тонкого слоя силиконовой бумаги.

Полоса 40 подается на режущее устройство 44, в котором силиконовая бумага разрезается таким образом, чтобы после прохождения по ролику 48 была удалена полоса силиконовой бумаги 46 с половины полосы 40. После снятия силиконовой бумаги слой покрытия имеет адгезивную сторону 50, тогда как часть смежной полосы 52 остается защищенной силиконовой бумагой. После этого на адгезивную сторону 50 накладывается полоса корпусов 54 билетов, подаваемая с рулона 56.

Следующая операция состоит в установке электронных модулей, изготовленных в том виде, как показано на фиг.4, в гнезда, выполненные в полосе корпусов билетов. Необходимо отметить, что удержание в гнезде модуля обеспечивается адгезивным слоем, предусмотренным на полосе покрытия 50. Кроме того, электронный модуль с крышкой является независимым по отношению к остальной части билета и не имеет особой оси позиционирования. Его можно устанавливать в гнезде в любом положении, то есть в 8 возможных положениях. Данная характеристика интересна тем, что не требует тщательного процесса позиционирования модулей и, следовательно, отличается низкими затратами. Кроме того, закрепление модуля не требует приклеивания.

Наконец, после снятия слоя силиконовой бумаги часть слоя покрытия 52 сгибают и накладывают на полосу 54 корпусов билетов.

Необходимо отметить, что описанный способ является предпочтительным, однако, в качестве слоев покрытия можно также использовать две отдельные полосы вместо одной, которую сгибают и накладывают на полосу билетов. Кроме того, можно также применять наклеивание слоя покрытия на корпус билета путем горячего ламинирования вместо простого наклеивания при помощи обычного адгезива.

Вышеописанный бесконтактный входной билет имеет несколько существенных преимуществ. Прежде всего он отличается низкой себестоимостью благодаря малозатратному способу изготовления и применению материалов, позволяющих сократить производственные затраты по сравнению с бесконтактной карточкой, при этом он сохраняет все функциональные параметры такой карточки. Кроме того, он является биоразлагаемым, так как для его изготовления используют бумажную подложку, и это является наиболее существенным, так как речь идет об одноразовом билете, который, как правило, выбрасывают после первого использования.

1. Билет (10), позволяющий получить доступ в зону с контролируемым доступом при его бесконтактном предъявлении на считывающее устройство доступа в указанную зону, имеющий формат Edmonson и содержащий бумажный корпус (12), имеющий с двух сторон защитное покрытие (18, 20), при этом указанный бумажный корпус билета имеет сквозное гнездо, в которое установлен электронный модуль (14), содержащий интегральную микросхему (22) и антенну (24), состоящую, по меньшей мере, из одного витка, выполненного путем печати трафаретной краской из серебряного порошка в полимеризующемся составе перед отверждением путем термической обработки, а электронный модуль содержит крышку (21), имеющую гнездо, в которое установлена интегральная микросхема (22) с возможностью обеспечения одинаковой толщины модуля как в месте расположения интегральной микросхемы (22), так и за ее пределами.

2. Билет по п.1, в котором число витков антенны (24) находится в диапазоне от 6 до 10.

3. Билет по п.1, в котором антенна состоит из одного или нескольких витков квадратной формы.

4. Билет по любому из пп.1, 2 или 3, в котором электронный модуль (14) состоит из бумажной подложки (15), на которой путем трафаретной печати выполнена антенна, а интегральная микросхема (22) закреплена между концами антенны путем пайки или приклеивания при помощи электропроводящего клея.

5. Способ изготовления билета, согласно которому:

а) формируют полотно (30) или многорядную бумажную полосу шириной, соответствующей нескольким значениям ширины билета,

б) в указанном полотне выполняют сквозные гнезда, предназначенные для установки электронных модулей билетов,

в) разрезают полотно на несколько одинарных полос (54), каждая из которых соответствует одному рулону (56) билетов,

г) формируют первую полосу (50) защитного покрытия, содержащую адгезивное вещество на одной стороне, покрытой силиконовой бумагой (46),

д) удаляют силиконовую бумагу (46) и открывают адгезивную сторону,

е) наклеивают одинарную полосу (54), подаваемую с соответствующего рулона билетов и имеющую указанные гнезда, на указанную адгезивную сторону,

ж) устанавливают в гнезда электронные модули, удерживаемые в гнездах при помощи адгезива первого слоя защитного покрытия, и

з) накладывают на полосу, приклеенную к первому слою защитного покрытия, второй слой (52) защитного покрытия, имеющий адгезивную сторону.

6. Способ по п.5, согласно которому указанные первый и второй слои защитного покрытия образуют единую полосу (40) шириной, равной удвоенной ширине одинарной полосы, формирующей рулон билетов, и имеющую адгезивную сторону, покрытую силиконовой бумагой (46), вначале снимают полосу силиконовой бумаги (46) с части полосы 40, образующей первый слой защитного покрытия, с возможностью наклеивания на нее указанной одинарной полосы (54), полностью снимают силиконовую бумагу с полосы 40 с возможностью складывания последней и наклеивания ее на указанную одинарную полосу в качестве второго слоя защитного покрытия одинарной полосы после установки электронных модулей в указанные гнезда.

7. Способ изготовления электронного модуля, согласно которому:

а) производят печать антенны (24) трафаретным способом на бумажной подложке (15),

б) устанавливают интегральную микросхему (22) на бумажной подложке и соединяют ее с концами антенны путем приклеивания или пайки,

в) устанавливают на указанный модуль крышку (21), толщина которой соответствует толщине указанной интегральной микросхемы, и содержащую сквозное гнездо в месте установки интегральной микросхемы,

г) осуществляют горячее ламинирование закрытого крышкой электронного модуля с возможностью снижения сопротивления указанной антенны.

8. Способ по п.7, в котором этап горячего ламинирования осуществляют при давлении от 20 до 120 кг/см² и при температуре от 80 до 170°С.