WO2011151117A1 - Method for labelling a substrate - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for identifying a substrate according to the features of the preamble of claim 1.
- Product piracy is a problem that causes significant economic damage to manufacturers of original products, especially for high quality products (cosmetics, medicines, watches, lenses, car windows, etc.).
- Process step becomes a luminescent authenticity feature in the
- the authenticity feature is personalized with a high-energy beam (eg a laser beam).
- a high-energy beam eg a laser beam
- the intensity and / or wavelength of the beam is selected so that a local bleaching of the structure of the authenticity feature takes place.
- the structure of the authenticity feature is locally changed so that when luminescent illumination of the authenticity feature inscribed by personalization lettering is recognizable as a negative image.
- the security and / or value document comprises a substrate and a printing layer arranged on the substrate.
- First parts of the document have a non-radiation-modified component or a low-radiation-modified component.
- Second parts of the document contain a radiation-modified component or more radiation-modified
- the radiation-modified component differs from the non-radiation-modified component exclusively by radiation-induced structural differences.
- the first subregions are indistinguishable from the second subregions with the human eye.
- the first partial regions can be distinguished from the second partial regions by means of apparatus for measuring.
- the data carrier in particular a value document or security paper, comprises a substrate and a coating applied to the substrate into which markings in the form of patterns, letters, numbers or images are introduced by the action of laser radiation.
- the coating contains a layer absorbing the laser radiation and a printing layer arranged above the absorbing layer and at least partially transparent to the laser radiation.
- the printed substrate is pressed during or after the printing of the at least partially permeable layer.
- the invention has for its object to provide a method for identifying a substrate, with which an improved protection against plagiarism is achieved.
- At least one luminescent dye is deposited in at least one transparent marker layer or in at least one functional layer on a surface of the substrate or on an on-surface layer as a first identification feature.
- the transparent marker layer or the functional layer is provided with a structure in a further step for generating a second identification feature by local destruction of the dye, in particular thermally.
- the deposition of the at least one marker layer or functional layer takes place by means of chemical vapor deposition
- PACVD plasma activated chemical vapor deposition
- the first identifier may encode desired information about the selected luminescent dye.
- Luminescent dyes emit light as a result of external excitation, for example by irradiation with light of the visible spectrum or in the ultraviolet range in the case of photoluminescence.
- Photoluminescent dyes are in particular phosphorescent and / or fluorescent. Both fluorescence and phosphorescence are Forms of luminescence (cold glow). Fluorescence ends relatively quickly after the end of irradiation (usually within one millionth of a second). In the case of phosphorescence, however, afterglow can occur over fractions of a second up to hours.
- thermochromic and / or electrochromic and / or photochromic and / or gasochromic switching dye can be deposited.
- Switching dyes change their color depending on a temperature (thermochromic), an electric field or a current flow (electrochromic), an excitation with light, in particular light of certain wavelengths (photochromic) or in the presence of a certain gas (gasochromic).
- Nanozeolites are nanoscale particles of a species-rich family of chemically complex silicate minerals, the zeolites. These minerals can be up to about Save 40 percent of its dry weight of water, which is given off when heated again. In damp air, the water can be absorbed without affecting the structure of the mineral.
- Zeolites are formed from a microporous framework structure of AIO 4 and SiCV tetrahedra. The aluminum and silicon atoms are interconnected by oxygen atoms. This results in a structure of uniform pores and / or channels in which substances can be adsorbed.
- Zeolites can therefore be used as sieves, since only those molecules which have a smaller kinetic diameter than the pore openings of the zeolite structure adsorb in the pores.
- the dyes are embedded in the pores of the nanozeolites.
- organic fluorescent dyes are suitable, since they are temperature-sensitive and can easily be destroyed thermally.
- the deposition by chemical vapor deposition using a flame or a plasma is preferably such that from a
- Working gas a plasma jet or a flame is generated, wherein at least one precursor material is supplied to the working gas and / or the plasma jet or the working gas and / or the flame and reacted in the plasma jet or the flame. At least one reaction product of at least one of the precursors is deposited on the substrate as a marker layer or functional layer.
- the dye is either dissolved or dispersed in a liquid medium or contained in the nanozeolites. The dissolved or dispersed dye or nano zeolites with the dye are added separately or together with the working gas or the plasma jet or the flame
- organic dyes are preferably used, in particular chemically more stable organic dyes.
- the dispersed dye is preferably by means of a peristaltic pump in the
- a precursor is dissolved in a solvent and admixed with a catalyst, for example an acid.
- a catalyst for example an acid.
- This sol is applied to the surface to be coated and dried, so that the crosslinking begins.
- the resulting network is called a gel.
- a temperature of the layer can be carried out, wherein the layer is completely crosslinked.
- a temperature for temperature control of the layer is preferably selected as a function of the decomposition temperature of the dye, ie lower than the decomposition temperature, so as not to destroy the dye during the temperature control.
- the temperature of the layer at a temperature of at least 300 ° C. The layer thus produced is mechanically stable.
- the deposition of at least one further marker layer or functional layer is preferably carried out by means of chemical vapor deposition using a flame or a plasma, by means of a sol-gel method or electrochemically.
- the sol-gel coating may be followed by a previous chemical vapor deposition from the flame or the plasma.
- the deposition is carried out by means of chemical vapor deposition using a flame or a plasma at atmospheric pressure, in particular as a normal pressure plasma process.
- a time-consuming process step of evacuating a process chamber as well as apparatuses for vacuum generation, such as vacuum pumps and process chamber are saved in a particularly advantageous manner.
- the method can be integrated into a process chain without great effort, which involves production and compensation of the substrate.
- the local destruction takes place by thermal entry into the layer containing the luminescent dye.
- the heat input raises the temperature in a locally limited area above the decomposition temperature of the luminescent dye and destroys the luminescence property locally. Ie. by the localized energy input, in particular the
- the local destruction preferably takes place by means of a laser. This simplifies the labeling, since the laser is usually used anyway for labeling or engraving. With the laser a pinpoint thermal destruction of the dyes is possible.
- the laser can be focused so that the dye in the marker layer or functional layer can be destroyed even if there are one or more other layers over it which were later deposited without damaging these further layers. If necessary, the laser can be tuned to an absorption wavelength of the respective dye.
- the local destruction can be done by means of a flame or a plasma.
- a flame or a plasma Particularly suitable for this purpose are atmospheric-pressure plasma jets which can be positioned at high spatial resolution.
- the local destruction can be done by means of a plasma micro-stamp.
- plasma sources in which so-called cold discharges ignite in cavities that are temporarily formed between a printing plate (stamp or roller) and the surface of the coated substrate. These treat the surface locally. These discharges are dielectric barrier and high frequency discharges.
- a fluorescent dye in particular, an organic fluorescent dye, is preferably used because it can be easily destroyed by heating.
- a fluorescent dye is used which emits light only when excited with an aid such as UV light and otherwise invisible.
- a transparent or translucent substrate in particular an optical glass, for example a lens, in particular a spectacle lens, is characterized at a locally limited location of the substrate with the first and second identification feature.
- a transparent or translucent substrate such as a watch glass or a car window, at a localized location of the substrate with the first and second
- a transparent or translucent substrate in particular a container with the first and second identification feature is characterized.
- the substrate may for example consist of glass or a transparent plastic.
- the deposition of the marker layer or the functional layer can take place at the end of a process for producing the container, for example with a manufacturer of the container.
- the local destruction can then take place in a process for filling the container, not necessarily at the manufacturer of the container, but at the manufacturer of a product that is filled into the container.
- the first identifier is used, for example, by selecting the luminescent dye to code a production lot or a production date of the container. Different colors of the luminescent dye can, for example, code different production batches.
- the second identification feature can then a Product batch or a filling date of a product filled in the container. This allows a follow-up of the production chain.
- the marking of the container with the identification features can be any marking of the container with the identification features.
- a silicon dioxide layer was applied as a marker layer to a glass substrate.
- PACVD process plasma activated chemical vapor deposition
- a layer with a thickness of approximately 200 nm was achieved.
- particles of this dye were incorporated into the matrix of the marker layer.
- the silicon dioxide coating by means of atmospheric pressure plasma was carried out using an organosilicon precursor, for example
- Hexamethyldisiloxane HMDSO
- the plasma torch was operated at a power of 350W.
- the substrate was moved at a distance of 10 mm from the burner at a travel speed of 100 mm / s to 200 mm s.
- the plasma torch was meandered over the substrate, the
- the fluorescent dye selected was Blue-Violet LC-Fluorescent Dye 1 from Synthon Chemicals GmbH & Co. KG.
- the thus-coated substrate was irradiated with a laser, whereby the laser was rastered over the surface of the substrate.
- the fluorescence effect of the layer was destroyed locally in the area scanned by the laser.
- Another dye in particular a luminescent dye and / or a thermochromic and / or electrochromic and / or photochromic and / or gasochromic switching dye, can be deposited as the first identification feature in the marker layer or in a functional layer.
- the second identification feature can be destroyed by other means, in particular thermally.
- a flame or a plasma, in particular a plasma microstamp can be used for this purpose.
- the deposition can be carried out alternatively to the atmospheric pressure plasma process by other methods, for example by chemical vapor deposition using a flame, by a sol-gel method or by electrochemical deposition.
- the sol-gel coating may be followed by a previous chemical vapor deposition from the flame or the plasma.
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Abstract
The invention relates to a method for labelling a substrate, in which method at least one luminescent dye is deposited as a first identification feature in at least one transparent marker layer or in at least one functional layer on a surface of the substrate or on a layer which is situated on the surface, wherein the transparent marker layer or the functional layer is provided with a structure in a further step for producing a second identification feature by local destruction, in particular thermally. According to the invention, the deposition of the at least one marker layer or functional layer takes place by means of chemical gas-phase deposition using a flame or a plasma, by means of a sol-gel method or electrochemically.
Description
Verfahren zur Kennzeichnung eines Substrates Method for identifying a substrate
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kennzeichnung eines Substrates nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. The invention relates to a method for identifying a substrate according to the features of the preamble of claim 1.
Produktpiraterie ist ein Problem, das insbesondere bei hochwertigen Produkten (Kosmetika, Medikamente, Uhren, Brillengläser, Autoscheiben etc.) erhebliche wirtschaftliche Schäden für die Hersteller der Originalprodukte verursacht. Product piracy is a problem that causes significant economic damage to manufacturers of original products, especially for high quality products (cosmetics, medicines, watches, lenses, car windows, etc.).
Insbesondere bei gefälschten Medikamenten ist auch der Verbraucher stark betroffen, da gefälschte Medikamente im besten Fall unwirksam und im schlechtesten Fall gesundheitsgefährlich oder gar lebensgefährlich sein können. Für solche Produktgruppen besteht daher ein Bedarf für einen wirksamen Especially with counterfeit drugs, the consumer is seriously affected because counterfeit drugs can be ineffective at best and in the worst case dangerous or even life-threatening. For such product groups there is therefore a need for an effective
Plagiatschutz. Counterfeit protection.
Die Kennzeichnung von Produktverpackungen, beispielsweise Behälterglas oder Kunststoffverpackungen, mittels Laserbeschriftung ist seit längerem bekannt. Diese Art von Kennzeichnung ist leicht per Augenschein überprüfbar, jedoch auch relativ leicht zu fälschen. The labeling of product packaging, such as container glass or plastic packaging, by means of laser marking has long been known. This type of marking is easily verifiable by eye, but also relatively easy to fake.
Weiter ist das Beimischen von Fluoreszenzfarbstoffen in Polymere zur Herstellung von Gerätegehäusen und Bauteilen bekannt. Mit diesen Farbstoffen ist es möglich, einen definierten Farbpunkt oder Farbwert einzustellen, der mittels eines Detektors ausgelesen werden kann. Mit unterschiedlichen Farben werden dabei unterschiedliche Herstellungszeitpunkte kodiert. Furthermore, the admixture of fluorescent dyes in polymers for the production of device housings and components is known. With these dyes, it is possible to set a defined color point or color value, which can be read by means of a detector. With different colors thereby different production times are coded.
Aus der WO 02/26507 AI sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur From WO 02/26507 AI a method and an apparatus for
Personalisierung von lumineszierenden Echtheitsmerkmalen auf Datenträgem jeglicher Art, insbesondere Kunststoffkarten, bekannt. In einem ersten Personalization of luminescent authenticity features on data carriers of any kind, in particular plastic cards known. In a first
Verfahrensschritt wird ein lumineszierendes Echtheitsmerkmal in den Process step becomes a luminescent authenticity feature in the
Kartenverbund eingebracht oder auf den Kartenverbund aufgebracht. In einem
zweiten Verfahrensschritt wird das Echtheitsmerkmal mit einem energiereichen Strahl (z.B. einem Laserstrahl) personalisiert. Hierbei wird die Intensität und/oder Wellenlänge des Strahls so gewählt, dass ein lokales Bleichen der Struktur des Echtheitsmerkmals stattfindet. Hierdurch wird die Struktur des Echtheitsmerkmals lokal so verändert, dass bei lumineszierendem Aufleuchten des Echtheitsmerkmals der durch Personalisierung eingeschriebene Schriftzug als Negativbild erkennbar ist. Card composite introduced or applied to the card composite. In one second method step, the authenticity feature is personalized with a high-energy beam (eg a laser beam). Here, the intensity and / or wavelength of the beam is selected so that a local bleaching of the structure of the authenticity feature takes place. As a result, the structure of the authenticity feature is locally changed so that when luminescent illumination of the authenticity feature inscribed by personalization lettering is recognizable as a negative image.
In der DE 10 2006 038 270 AI wird ein Sicherheits- und/oder Wertdokument mit einem Muster aus strahlungsmodifizierten Komponenten beschrieben. Das Sicherheits- und/oder Wertdokument umfasst ein Substrat und eine auf dem Substrat angeordnete Druckschicht. Erste Teilbereiche des Dokumentes weisen eine nicht strahlungsmodifizierte Komponente oder eine gering strahlungs- modifizierte Komponente auf. Zweite Teilbereiche des Dokumentes enthalten eine strahlungsmodifizierte Komponente oder stärker strahlungsmodifizierte DE 10 2006 038 270 A1 describes a security and / or value document with a pattern of radiation-modified components. The security and / or value document comprises a substrate and a printing layer arranged on the substrate. First parts of the document have a non-radiation-modified component or a low-radiation-modified component. Second parts of the document contain a radiation-modified component or more radiation-modified
Komponente, wobei die strahlungsmodifizierte Komponente sich von der nicht strahlungsmodifizierten Komponente ausschließlich durch strahlungsinduzierte strukturelle Unterschiede unterscheidet. Die ersten Teilbereiche sind mit dem menschlichen Auge von den zweiten Teilbereichen nicht unterscheidbar. Jedoch sind die ersten Teilbereiche mittels apparativer Messmittel von den zweiten Teilbereichen unterscheidbar. Component, wherein the radiation-modified component differs from the non-radiation-modified component exclusively by radiation-induced structural differences. The first subregions are indistinguishable from the second subregions with the human eye. However, the first partial regions can be distinguished from the second partial regions by means of apparatus for measuring.
Aus der DE 10 2005 025 095 AI sind ein Datenträger und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Der Datenträger, insbesondere ein Wertdokument oder Sicherheitspapier, umfasst ein Substrat und eine auf dem Substrat aufgebrachte Beschichtung, in die durch Einwirkung von Laserstrahlung Kennzeichnungen in Form von Mustern, Buchstaben, Zahlen oder Bildern eingebracht sind. Die Beschichtung enthält eine die Laserstrahlung absorbierende Schicht und eine über der absorbierenden Schicht angeordnete, für die Laserstrahlung zumindest teilweise durchlässige Druckschicht. Das bedruckte Substrat ist während oder nach dem Aufdrucken der zumindest teilweise durchlässigen Schicht verpresst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kennzeichnung eines Substrates anzugeben, mit dem ein verbesserter Plagiatschutz erzielt wird. From DE 10 2005 025 095 Al a data carrier and a method for its production are known. The data carrier, in particular a value document or security paper, comprises a substrate and a coating applied to the substrate into which markings in the form of patterns, letters, numbers or images are introduced by the action of laser radiation. The coating contains a layer absorbing the laser radiation and a printing layer arranged above the absorbing layer and at least partially transparent to the laser radiation. The printed substrate is pressed during or after the printing of the at least partially permeable layer. The invention has for its object to provide a method for identifying a substrate, with which an improved protection against plagiarism is achieved.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. The object is achieved by a method having the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei einem Verfahren zur Kennzeichnung eines Substrates wird mindestens ein lumineszenter Farbstoff in mindestens einer transparenten Markerschicht oder in mindestens einer Funktionsschicht auf einer Oberfläche des Substrats oder auf einer auf der Oberfläche befindlichen Schicht als ein erstes Identifizierungsmerkmal abgeschieden. Die transparente Markerschicht oder die Funktionsschicht wird in einem weiteren Schritt zur Erzeugung eines zweiten Identifizierungsmerkmals durch lokale Zerstörung des Farbstoffs, insbesondere thermisch, mit einer Struktur versehen. In a method for identifying a substrate, at least one luminescent dye is deposited in at least one transparent marker layer or in at least one functional layer on a surface of the substrate or on an on-surface layer as a first identification feature. The transparent marker layer or the functional layer is provided with a structure in a further step for generating a second identification feature by local destruction of the dye, in particular thermally.
Erfindungsgemäß erfolgt die Abscheidung der mindestens einen Markerschicht oder Funktionsschicht mittels chemischer Gasphasenabscheidung unter According to the invention, the deposition of the at least one marker layer or functional layer takes place by means of chemical vapor deposition
Verwendung einer Flamme oder eines Plasmas, mittels eines Sol-Gel-Verfahrens oder elektrochemisch. Ein Prozess der Abscheidung mittels chemischer Use of a flame or a plasma, by a sol-gel method or electrochemically. A process of deposition by means of chemical
Gasphasenabscheidung unter Verwendung einer Flamme oder eines Plasmas wird gemeinhin als PACVD (plasma activated chemical vapour deposition) bezeichnet. Derartige Prozesse laufen sowohl im Niederdruck als auch unter Gas phase deposition using a flame or a plasma is commonly referred to as PACVD (plasma activated chemical vapor deposition). Such processes run both in low pressure and under
Normaldruckbedingungen ab. Normal pressure conditions.
Das erste Identifikationsmerkmal kann eine gewünschte Information über den gewählten lumineszenten Farbstoff kodieren. Lumineszente Farbstoffe emittieren Licht infolge einer externen Anregung, beispielsweise durch Bestrahlung mit Licht des sichtbaren Spektrums oder im Ultraviolettbereich im Falle der Photolumineszenz. Photolumineszente Farbstoffe sind insbesondere phosphoreszierend und/oder fluoreszierend. Sowohl Fluoreszenz als auch Phosphoreszenz sind
Formen der Lumineszenz (kaltes Leuchten). Fluoreszenz endet nach dem Ende der Bestrahlung relativ rasch (meist innerhalb einer Millionstel Sekunde). Bei der Phosphoreszenz hingegen kann ein Nachleuchten über Sekundenbruchteile bis hin zu Stunden auftreten. The first identifier may encode desired information about the selected luminescent dye. Luminescent dyes emit light as a result of external excitation, for example by irradiation with light of the visible spectrum or in the ultraviolet range in the case of photoluminescence. Photoluminescent dyes are in particular phosphorescent and / or fluorescent. Both fluorescence and phosphorescence are Forms of luminescence (cold glow). Fluorescence ends relatively quickly after the end of irradiation (usually within one millionth of a second). In the case of phosphorescence, however, afterglow can occur over fractions of a second up to hours.
Zur Erzeugung eines zweiten Identifikationsmerkmals wird der lumineszente Farbstoff lokal zerstört. Dabei werden beispielsweise ein oder mehrere alphanumerische Zeichen, Symbole oder Logos oder ein- oder zweidimensionale Barcodes in die den Farbstoff enthaltende Schicht eingebracht. Durch die Kombination beider Merkmale ergibt sich eine besonders hohe Fälschungssicherheit. To generate a second identification feature of the luminescent dye is destroyed locally. In this case, for example, one or more alphanumeric characters, symbols or logos or one- or two-dimensional barcodes are introduced into the dye-containing layer. The combination of both features results in a particularly high security against counterfeiting.
Spezielle lumineszente Farbstoffe sind unter Abwesenheit von UV-Strahlung bzw. bei geringen Intensitäten nicht sichtbar und beeinträchtigen dementsprechend nicht das Erscheinungsbild des Produkts. Ebenso wenig ist bei solchen Bedingungen das zweite Identifikationsmerkmal in der lumineszenten Schicht erkennbar. Erst bei Anregung der lumineszenten Schicht, beispielsweise durch Bestrahlung mit Ultraviolettlicht, beispielsweise aus einem Scanner, werden beide Identifikationsmerkmale sichtbar. Der Scanner ist dann vorzugsweise so ausgebildet, dass er die Identifikationsmerkmale nicht nur sichtbar machen, sondern auch erkennen kann. Special luminescent dyes are not visible in the absence of UV radiation or at low intensities and accordingly do not affect the appearance of the product. Nor is the second identification feature in the luminescent layer recognizable under such conditions. Only upon excitation of the luminescent layer, for example by irradiation with ultraviolet light, for example from a scanner, both identification features are visible. The scanner is then preferably designed so that it can not only make the identification features visible, but also recognize them.
Alternativ zu einem lumineszenten Farbstoff kann ein thermochrom und/oder elektrochrom und/oder photochrom und/oder gasochrom schaltender Farbstoff abgeschieden werden. Schaltende Farbstoffe ändern ihre Farbe in Abhängigkeit von einer Temperatur (thermochrom), einem elektrischen Feld oder einem Strom- fluss (elektrochrom), einer Anregung mit Licht, insbesondere Licht bestimmter Wellenlängen (photochrom) oder in Anwesenheit eines bestimmten Gases (gasochrom). Alternatively to a luminescent dye, a thermochromic and / or electrochromic and / or photochromic and / or gasochromic switching dye can be deposited. Switching dyes change their color depending on a temperature (thermochromic), an electric field or a current flow (electrochromic), an excitation with light, in particular light of certain wavelengths (photochromic) or in the presence of a certain gas (gasochromic).
Ebenso können mit dem Farbstoff beladene Nanozeolithe abgeschieden werden. Nanozeolithe sind nanoskalige Partikel einer artenreichen Familie chemisch komplexer Silikat-Minerale, der Zeolithe. Diese Minerale können bis etwa
40 Prozent ihres Trockengewichtes an Wasser speichern, das beim Erhitzen wieder abgegeben wird. An feuchter Luft kann das Wasser aufgenommen werden, ohne die Struktur des Minerals zu beeinträchtigen. Zeolithe sind aus einer mikroporösen Gerüststruktur aus AIO4- und SiCVTetraedern gebildet. Die Aluminium- und Silicium- Atome sind untereinander durch Sauerstoffatome verbunden. Dies führt zu einer Struktur aus gleichförmigen Poren und/oder Kanälen, in denen Stoffe adsorbiert werden können. Zeolithe können daher als Siebe verwendet werden, da nur solche Moleküle in den Poren adsorbieren, die einen kleineren kinetischen Durchmesser besitzen als die Porenöffnungen der Zeolithstruktur. Im vorliegenden Fall werden die Farbstoffe in den Poren der Nanozeolithe eingebettet. Similarly, loaded with the dye Nanozeolithe can be deposited. Nanozeolites are nanoscale particles of a species-rich family of chemically complex silicate minerals, the zeolites. These minerals can be up to about Save 40 percent of its dry weight of water, which is given off when heated again. In damp air, the water can be absorbed without affecting the structure of the mineral. Zeolites are formed from a microporous framework structure of AIO 4 and SiCV tetrahedra. The aluminum and silicon atoms are interconnected by oxygen atoms. This results in a structure of uniform pores and / or channels in which substances can be adsorbed. Zeolites can therefore be used as sieves, since only those molecules which have a smaller kinetic diameter than the pore openings of the zeolite structure adsorb in the pores. In the present case, the dyes are embedded in the pores of the nanozeolites.
Insbesondere sind organische fluoreszierende Farbstoffe geeignet, da diese temperaturempfindlich sind und sich leicht thermisch zerstören lassen. In particular, organic fluorescent dyes are suitable, since they are temperature-sensitive and can easily be destroyed thermally.
Die Abscheidung mittels chemischer Gasphasenabscheidung unter Verwendung einer Flamme oder eines Plasmas erfolgt vorzugsweise so, dass aus einem The deposition by chemical vapor deposition using a flame or a plasma is preferably such that from a
Arbeitsgas ein Plasmastrahl oder eine Flamme erzeugt wird, wobei mindestens ein Precursormaterial dem Arbeitsgas und/oder dem Plasmastrahl bzw. dem Arbeitsgas und/oder der Flamme zugeführt und im Plasmastrahl bzw. der Flamme zur Reaktion gebracht wird. Auf dem Substrat wird mindestens ein Reaktionsprodukt mindestens eines der Precursoren als Markerschicht oder Funktionsschicht abgeschieden. Der Farbstoff wird entweder in einem flüssigen Medium gelöst oder dispergiert oder ist in den Nanozeolithen enthalten. Der gelöste oder der disper- gierte Farbstoff oder die Nanozeolithe mit dem Farbstoff werden dem Arbeitsgas oder dem Plasmastrahl oder der Flamme separat oder gemeinsam mit dem Working gas, a plasma jet or a flame is generated, wherein at least one precursor material is supplied to the working gas and / or the plasma jet or the working gas and / or the flame and reacted in the plasma jet or the flame. At least one reaction product of at least one of the precursors is deposited on the substrate as a marker layer or functional layer. The dye is either dissolved or dispersed in a liquid medium or contained in the nanozeolites. The dissolved or dispersed dye or nano zeolites with the dye are added separately or together with the working gas or the plasma jet or the flame
Precursor zugeführt. Precursor supplied.
Bei Dispergierung werden vorzugsweise organische Farbstoffe verwendet, insbesondere chemisch beständigere organische Farbstoffe. Der dispergierte Farbstoff wird dabei vorzugsweise mittels einer Schlauchpumpe in das In the case of dispersion, organic dyes are preferably used, in particular chemically more stable organic dyes. The dispersed dye is preferably by means of a peristaltic pump in the
Arbeitsgas, die Flamme oder den Plasmastrahl eindosiert.
Bei der Sol-Gel-Beschichtung wird ein Precursor in einem Lösungsmittel gelöst und mit einem Katalysator, beispielsweise einer Säure, versetzt. Dieses Sol wird auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht und getrocknet, so dass die Vernetzung beginnt. Das resultierende Netzwerk wird als Gel bezeichnet. Nach der Trocknung kann eine Temperierung der Schicht erfolgen, wobei die Schicht vollständig vernetzt. Eine Temperatur zur Temperierung der Schicht wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der Zersetzungstemperatur des Farbstoffs gewählt, d. h. niedriger als die Zersetzungstemperatur, um den Farbstoff während der Temperierung nicht zu zerstören. Beispielsweise erfolgt die Temperierung der Schicht bei einer Temperatur von mindestens 300°C. Die so hergestellte Schicht ist mechanisch stabil. Working gas, the flame or the plasma jet metered. In the sol-gel coating, a precursor is dissolved in a solvent and admixed with a catalyst, for example an acid. This sol is applied to the surface to be coated and dried, so that the crosslinking begins. The resulting network is called a gel. After drying, a temperature of the layer can be carried out, wherein the layer is completely crosslinked. A temperature for temperature control of the layer is preferably selected as a function of the decomposition temperature of the dye, ie lower than the decomposition temperature, so as not to destroy the dye during the temperature control. For example, the temperature of the layer at a temperature of at least 300 ° C. The layer thus produced is mechanically stable.
Die Abscheidung mindestens einer weiteren Markerschicht oder Funktionsschicht erfolgt bevorzugt mittels chemischer Gasphasenabscheidung unter Verwendung einer Flamme oder eines Plasmas, mittels eines Sol-Gel- Verfahrens oder elektrochemisch. The deposition of at least one further marker layer or functional layer is preferably carried out by means of chemical vapor deposition using a flame or a plasma, by means of a sol-gel method or electrochemically.
Die Sol-Gel-Beschichtung kann einer vorherigen chemischen Gasphasenabscheidung aus der Flamme oder dem Plasma nachgeschaltet sein. The sol-gel coating may be followed by a previous chemical vapor deposition from the flame or the plasma.
Besonders bevorzugt wird die Abscheidung mittels chemischer Gasphasenabscheidung unter Verwendung einer Flamme oder eines Plasmas bei Atmosphärendruck durchgeführt, insbesondere als Normaldruckplasmaverfahren. Durch das Arbeiten bei Atmosphärendruck werden auf besonders vorteilhafte Weise ein zeitaufwändiger Prozessschritt der Evakuierung einer Prozesskammer sowie Apparaturen zur Vakuumerzeugung wie Vakuumpumpen und Prozesskammer eingespart. Dadurch lässt sich das Verfahren ohne großen Aufwand in eine Prozesskette integrieren, die eine Herstellung und Vergütung des Substrats beinhaltet.
Die lokale Zerstörung erfolgt durch thermischen Eintrag in die den lumineszenten Farbstoff enthaltende Schicht. Durch den Wärmeeintrag wird die Temperatur in einem lokal begrenzten Gebiet über die Zersetzungstemperatur des lumineszenten Farbstoffs angehoben und die Lumineszenzeigenschaft örtlich begrenzt zerstört. D. h. durch den örtlich begrenzten Energieeintrag, insbesondere den Particularly preferably, the deposition is carried out by means of chemical vapor deposition using a flame or a plasma at atmospheric pressure, in particular as a normal pressure plasma process. By working at atmospheric pressure, a time-consuming process step of evacuating a process chamber as well as apparatuses for vacuum generation, such as vacuum pumps and process chamber are saved in a particularly advantageous manner. As a result, the method can be integrated into a process chain without great effort, which involves production and compensation of the substrate. The local destruction takes place by thermal entry into the layer containing the luminescent dye. The heat input raises the temperature in a locally limited area above the decomposition temperature of the luminescent dye and destroys the luminescence property locally. Ie. by the localized energy input, in particular the
Wärmeeintrag, wird eine Zersetzungsenergie zur Zersetzung des lumineszenten Farbstoffs erreicht oder überschritten, wodurch die Lumineszenzeigenschaft örtlich begrenzt zerstört wird. Heat input, a decomposition energy for decomposition of the luminescent dye is reached or exceeded, whereby the luminescence property is locally destroyed.
Die lokale Zerstörung erfolgt vorzugsweise mittels eines Lasers. Dies vereinfacht die Kennzeichnung, da der Laser meist ohnehin zur Beschriftung oder Gravur verwendet wird. Mit dem Laser ist eine punktgenaue thermische Zerstörung der Farbstoffe möglich. Der Laser kann so fokussiert werden, dass der Farbstoff in der Markerschicht oder Funktionsschicht auch dann zerstört werden kann, wenn sich ein oder mehrere weitere Schichten darüber befinden, die später abgeschieden wurden, ohne dass diese weiteren Schichten beschädigt werden. Falls erforderlich, kann der Laser auf eine Absorptionswellenlänge des jeweiligen Farbstoffs abgestimmt werden. The local destruction preferably takes place by means of a laser. This simplifies the labeling, since the laser is usually used anyway for labeling or engraving. With the laser a pinpoint thermal destruction of the dyes is possible. The laser can be focused so that the dye in the marker layer or functional layer can be destroyed even if there are one or more other layers over it which were later deposited without damaging these further layers. If necessary, the laser can be tuned to an absorption wavelength of the respective dye.
Ebenso kann die lokale Zerstörung mittels einer Flamme oder eines Plasmas erfolgen. Besonders geeignet sind dafür Atmosphärendruck-Plasmajets, die örtlich hochaufgelöst positionierbar sind. Likewise, the local destruction can be done by means of a flame or a plasma. Particularly suitable for this purpose are atmospheric-pressure plasma jets which can be positioned at high spatial resolution.
Ebenso kann die lokale Zerstörung mittels eines Plasma-Mikrostempels erfolgen. Dazu werden Plasmaquellen verwendet, bei denen in Hohlräumen, die temporär zwischen einer Druckform (Stempel oder Walze) und der Oberfläche des beschichteten Substrats gebildet werden, so genannte kalte Entladungen zünden. Diese behandeln die Oberfläche lokal. Bei diesen Entladungen handelt es sich um dielektrische Barrieren- und um Hochfrequenz -Entladungen. Similarly, the local destruction can be done by means of a plasma micro-stamp. For this plasma sources are used, in which so-called cold discharges ignite in cavities that are temporarily formed between a printing plate (stamp or roller) and the surface of the coated substrate. These treat the surface locally. These discharges are dielectric barrier and high frequency discharges.
Als lumineszenter Farbstoff wird vorzugsweise ein fluoreszierender Farbstoff, insbesondere ein organischer fluoreszierender Farbstoff, verwendet, da dieser
besonders leicht durch Erwärmung zerstört werden kann. Vorzugsweise wird ein solcher fluoreszenter Farbstoff verwendet, der nur dann Licht emittiert, wenn er mit einem Hilfsmittel wie UV-Licht angeregt wird und ansonsten unsichtbar ist. As the luminescent dye, a fluorescent dye, in particular, an organic fluorescent dye, is preferably used because it can be easily destroyed by heating. Preferably, such a fluorescent dye is used which emits light only when excited with an aid such as UV light and otherwise invisible.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein transparentes oder transluzentes Substrat, insbesondere ein optisches Glas, beispielsweise eine Linse, insbesondere ein Brillenglas, an einer lokal begrenzten Stelle des Substrates mit dem ersten und zweiten Identifikationsmerkmal gekennzeichnet. In a preferred embodiment, a transparent or translucent substrate, in particular an optical glass, for example a lens, in particular a spectacle lens, is characterized at a locally limited location of the substrate with the first and second identification feature.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein transparentes oder transluzentes Substrat, beispielsweise ein Uhrglas oder eine Autoscheibe, an einer lokal begrenzten Stelle des Substrates mit dem ersten und zweiten In a further preferred embodiment, a transparent or translucent substrate, such as a watch glass or a car window, at a localized location of the substrate with the first and second
Identifikationsmerkmal gekennzeichnet. Identification feature marked.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein transparentes oder transluzentes Substrat, insbesondere ein Behälter mit dem ersten und zweiten Identifikationsmerkmal gekennzeichnet. Das Substrat kann beispielsweise aus Glas oder einem transparenten Kunststoff bestehen. In a particularly preferred embodiment, a transparent or translucent substrate, in particular a container with the first and second identification feature is characterized. The substrate may for example consist of glass or a transparent plastic.
Dabei kann die Abscheidung der Markerschicht oder der Funktionsschicht am Ende eines Prozesses zur Herstellung des Behälters erfolgen, beispielsweise bei einem Hersteller des Behälters. Die lokale Zerstörung kann dann in einem Prozess zur Befüllung des Behälters erfolgen, also nicht notwendigerweise beim Hersteller des Behälters, sondern beim Hersteller eines Produktes, das in den Behälter abgefüllt wird. In this case, the deposition of the marker layer or the functional layer can take place at the end of a process for producing the container, for example with a manufacturer of the container. The local destruction can then take place in a process for filling the container, not necessarily at the manufacturer of the container, but at the manufacturer of a product that is filled into the container.
Das erste Identifizierungsmerkmal wird beispielsweise mittels Auswahl des lumineszenten Farbstoffs zur Kodierung einer Produktionscharge oder eines Produktionsdatums des Behälters verwendet. Unterschiedliche Farben des lumineszenten Farbstoffs können beispielsweise unterschiedliche Produktionschargen kodieren. Mittels des zweiten Identifikationsmerkmals kann dann eine
Produktcharge oder ein Abfülldatum eines in den Behälter gefüllten Produkts kodiert werden. Dies erlaubt eine Nachverfolgung der Produktionskette. The first identifier is used, for example, by selecting the luminescent dye to code a production lot or a production date of the container. Different colors of the luminescent dye can, for example, code different production batches. By means of the second identification feature can then a Product batch or a filling date of a product filled in the container. This allows a follow-up of the production chain.
Die Markierung des Behälters mit den Identifikationsmerkmalen kann The marking of the container with the identification features can
beispielsweise am Boden oder an den Gefäßwänden erfolgen. for example, on the ground or on the vessel walls.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden näher erläutert. Embodiments of the invention will be explained in more detail below.
Unter Verwendung eines Atmosphärendruckplasmas wurde eine Siliziumdioxid- Schicht als Markerschicht auf ein Substrat aus Glas aufgebracht. Im Ergebnis dieses PACVD-Prozesses (plasma activated chemical vapour deposition) wurde eine Schicht mit einer Dicke von etwa 200 nm erzielt. Durch Zugabe eines einen fluoreszenten Farbstoff enthaltenden Nebels in den Plasmastrahl wurden Partikel dieses Farbstoffs in die Matrix der Markerschicht eingebunden. Using an atmospheric pressure plasma, a silicon dioxide layer was applied as a marker layer to a glass substrate. As a result of this PACVD process (plasma activated chemical vapor deposition), a layer with a thickness of approximately 200 nm was achieved. By adding a fog containing a fluorescent dye into the plasma jet, particles of this dye were incorporated into the matrix of the marker layer.
Die Siliziumdioxid-Beschichtung mittels Atmosphärendruckplasma erfolgte unter Verwendung eines siliziumorganischen Precursors, beispielsweise The silicon dioxide coating by means of atmospheric pressure plasma was carried out using an organosilicon precursor, for example
Hexamethyldisiloxan (HMDSO). Der Plasmabrenner wurde mit einer Leistung von 350 W betrieben. Das Substrat wurde mit einem Abstand von 10 mm vom Brenner mit einer Verfahrgeschwindigkeit von 100 mm/s bis 200 mm s bewegt. Der Plasmabrenner wurde mäanderförmig über das Substrat geführt, der Hexamethyldisiloxane (HMDSO). The plasma torch was operated at a power of 350W. The substrate was moved at a distance of 10 mm from the burner at a travel speed of 100 mm / s to 200 mm s. The plasma torch was meandered over the substrate, the
Rasterabstand betrug 3 mm. Als fluoreszierender Farbstoff wurde Blue-Violet LC-Fluorescent Dye 1 der Firma Synthon Chemicals GmbH & Co. KG gewählt. Grid spacing was 3 mm. The fluorescent dye selected was Blue-Violet LC-Fluorescent Dye 1 from Synthon Chemicals GmbH & Co. KG.
Das so beschichtete Substrat wurde mit einem Laser bestrahlt, wobei der Laser über die Oberfläche des Substrats gerastert wurde. In der Folge wurde die Fluoreszenzwirkung der Schicht lokal im vom Laser abgerasterten Bereich zerstört. Dabei wurde ein C02-Laser der Wellenlänge 10,6 μιη mit einer The thus-coated substrate was irradiated with a laser, whereby the laser was rastered over the surface of the substrate. As a result, the fluorescence effect of the layer was destroyed locally in the area scanned by the laser. In this case, a C0 2 laser of wavelength 10.6 μιη with a
Brennweite von 200 mm, einem Fokus-Durchmesser von 300 μιη und einer Leistung von 18,5 W verwendet.
Es kann ein anderer Farbstoff, insbesondere ein lumineszenter Farbstoff und/oder ein thermochrom und/oder elektrochrom und/oder photochrom und/oder gasochrom schaltender Farbstoff, als erstes Identifikationsmerkmal in der Markerschicht oder in einer Funktionsschicht abgeschieden werden. Focal length of 200 mm, a focus diameter of 300 μιη and a power of 18.5 W used. Another dye, in particular a luminescent dye and / or a thermochromic and / or electrochromic and / or photochromic and / or gasochromic switching dye, can be deposited as the first identification feature in the marker layer or in a functional layer.
Das zweite Identifikationsmerkmal kann mit anderen Mitteln, insbesondere thermisch, zerstört werden. Beispielsweise kann dazu eine Flamme oder ein Plasma, insbesondere ein Plasma-Mikrostempel, verwendet werden. The second identification feature can be destroyed by other means, in particular thermally. For example, a flame or a plasma, in particular a plasma microstamp, can be used for this purpose.
Ebenso können mit dem Farbstoff beladene Nanozeolithe in der Markerschicht oder Funktionsschicht abgeschieden werden. Similarly, loaded with the dye Nanozeolithe be deposited in the marker layer or functional layer.
Die Abscheidung kann alternativ zum Atmosphärendruck-Plasmaverfahren mit anderen Verfahren, beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung unter Verwendung einer Flamme, mittels eines Sol-Gel- Verfahrens oder mittels elektrochemischer Abscheidung erfolgen. The deposition can be carried out alternatively to the atmospheric pressure plasma process by other methods, for example by chemical vapor deposition using a flame, by a sol-gel method or by electrochemical deposition.
Die Sol-Gel-Beschichtung kann einer vorherigen chemischen Gasphasenabscheidung aus der Flamme oder dem Plasma nachgeschaltet sein.
The sol-gel coating may be followed by a previous chemical vapor deposition from the flame or the plasma.
Claims
1. Verfahren zur Kennzeichnung eines Substrates, bei dem mindestens ein lumineszenter Farbstoff in mindestens einer transparenten Markerschicht oder in mindestens einer Funktionsschicht auf einer Oberfläche des A method for identifying a substrate, wherein at least one luminescent dye in at least one transparent marker layer or in at least one functional layer on a surface of the
Substrats oder auf einer auf der Oberfläche befindlichen Schicht als ein erstes Identifizierungsmerkmal abgeschieden wird, wobei die transparente Markerschicht oder die Funktionsschicht in einem weiteren Schritt zur Erzeugung eines zweiten Identifizierungsmerkmals durch lokale Zerstörung, insbesondere thermisch, mit einer Struktur versehen wird, Substrate or deposited on a surface located on the surface layer as a first identification feature, wherein the transparent marker layer or the functional layer is provided in a further step for generating a second identification feature by local destruction, in particular thermally, with a structure
dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung der mindestens einen Markerschicht oder Funktionsschicht mittels chemischer Gasphasenabscheidung unter Verwendung einer Flamme oder eines Plasmas, mittels eines Sol-Gel- Verfahrens oder elektrochemisch erfolgt. characterized in that the deposition of the at least one marker layer or functional layer by means of chemical vapor deposition using a flame or a plasma, by means of a sol-gel method or electrochemically.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung mindestens einer weiteren Markerschicht oder Funktionsschicht mittels chemischer Gasphasenabscheidung unter Verwendung einer Flamme oder eines Plasmas, mittels eines Sol-Gel- Verfahrens oder elektrochemisch erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the deposition of at least one further marker layer or functional layer by means of chemical vapor deposition using a flame or a plasma, by means of a sol-gel process or electrochemically.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the
Abscheidung mittels chemischer Gasphasenabscheidung unter Verwendung einer Flamme oder eines Plasmas unter Atmosphärendruck erfolgt. Deposition by means of chemical vapor deposition using a flame or a plasma under atmospheric pressure.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die lokale Zerstörung mittels eines Lasers, einer Flamme oder eines Plasmas erfolgt, wobei durch den Wärmeeintrag die Temperatur in einem lokal begrenzten Gebiet über die Zersetzungstemperatur des lumineszenten Farbstoffs angehoben und die Lumineszenzeigenschaft örtlich begrenzt zerstört wird. characterized in that the local destruction by means of a laser, a flame or a plasma takes place, wherein the heat input, the temperature in a local area over the Decomposition temperature of the luminescent dye is raised and the luminescence property is destroyed locally limited.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale 5. The method according to claim 4, characterized in that the local
Zerstörung mittels eines Plasma-Mikrostempels erfolgt. Destruction by means of a plasma micro-stamp done.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als lumineszenter Farbstoff ein fluoreszierender Farbstoff verwendet wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a fluorescent dye is used as the luminescent dye.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein transparentes oder transluzentes Substrat, insbesondere ein Behälter, gekennzeichnet wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a transparent or translucent substrate, in particular a container is characterized.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung der Markerschicht oder der Funktionsschicht am Ende eines Prozesses zur Herstellung des Behälters erfolgt und dass die lokale Zerstörung in einem Prozess zur Befüllung des Behälters erfolgt. 8. The method according to claim 7, characterized in that the deposition of the marker layer or the functional layer takes place at the end of a process for producing the container and that the local destruction takes place in a process for filling the container.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste 9. The method according to claim 8, characterized in that the first
Identifizierungsmerkmal mittels Auswahl des lumineszenten Farbstoffs zur Kodierung einer Produktionscharge oder eines Produktionsdatums des Behälters verwendet wird, und dass mittels des zweiten Identifikationsmerkmals eine Produktcharge oder ein Abfülldatum eines in den Behälter gefüllten Produkts kodiert wird. Identification feature is used by selecting the luminescent dye for coding a production batch or a production date of the container, and that by means of the second identification feature a product batch or a filling date of a product filled in the container is encoded.
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