DE102015015957B4

DE102015015957B4 - Security system for the protection of products against unauthorized duplication and plagiarism

Info

Publication number: DE102015015957B4
Application number: DE102015015957.7A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2019-05-09
Anticipated expiration: 2035-12-09
Also published as: DE102015015957A1

Abstract

Verfahren zum Schutz von Produkten aus Stoff, Papier, Kunststofffolie oder dergleichen Materialien vor einer unzulässigen Vervielfältigung oder vor Plagiaten, wobei das zu schützende Produkt an oder in einem Schutzsystem aus Stoff, Papier, Kunststofffolie oder dergleichen Materialien angebracht ist, dadurch gekennzeichnet,
dass zum Schutz von Produkten (1) bei der Herstellung eines Produktes (1) mindestens ein als Formgedächtniselement ausgebildetes Schutzelement (2) in das Produkt (1) integriert oder auf dem Produkt (1) befestigt wird,
wobei das formgedächtnisbasierte Schutzelement (2) auf der Basis von Phasentransformationen und gezielt eingestellten Veränderungen in der Legierungszusammensetzung oder der Mikrostruktur eine Codierung in Form einer unverwechselbaren elektrischen Widerstandskennlinie besitzt, die zur Identifikation des zu schützenden Produktes (1) und zur Speicherung von produktrelevanten Informationen dient,
wobei das formgedächtnisbasierte Schutzelement (2) auf der Basis von Phasentransformationen und gezielt eingestellten Veränderungen in der Legierungszusammensetzung oder der Mikrostruktur eine Codierung in Form von unverwechselbaren Umwandlungstemperaturen oder in Form einer unverwechselbaren Gestaltänderung besitzt, die zur Identifikation des zu schützenden Produktes (1) dienen,
wobei die Kennlinie des elektrischen Widerstandes, die Umwandlungstemperaturen und die Gestaltänderung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes (2) durch die Legierungsauswahl, den Herstellungsprozess und den thermomechanischen Vorbehandlungsprozess verändert wird und wobei durch die unterschiedlichen Parameter bei den Herstellungs- und Vorbehandlungsprozessen unverwechselbare Mikrostrukturen generiert werden, die die Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes (2) darstellen und
wobei in einem Prüfprozess mittels einer Messeinrichtung (3) die Messung und Auswertung der elektrischen Widerstandskennlinie, der Umwandlungstemperaturen und der Gestaltänderung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes (2) während der Phasenumwandlung erfolgt, indem die Kennlinie des elektrischen Widerstandes oder die Umwandlungstemperatur oder die Gestaltänderung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes (2) nach der Messung mit gespeicherten Referenzkurven, Referenzwerten, Referenzgestalten oder Bezugscharakterisiken verglichen werden.

A method for protecting products made of fabric, paper, plastic film or the like against unauthorized duplication or plagiarism, wherein the product to be protected is attached to or in a protective system made of cloth, paper, plastic film or the like materials, characterized
in that for the protection of products (1) in the production of a product (1) at least one protective element (2) designed as a shape memory element is integrated in the product (1) or fastened on the product (1),
wherein the shape memory-based protection element (2) on the basis of phase transformations and deliberately adjusted changes in the alloy composition or the microstructure has a coding in the form of a distinctive electrical resistance characteristic, which serves to identify the product to be protected (1) and to store product-related information,
wherein the shape memory based protection element (2) based on phase transformations and deliberately adjusted changes in the alloy composition or the microstructure encoding in Possesses distinctive transformation temperatures or in the form of an unmistakable shape change, which serve to identify the product (1) to be protected,
wherein the characteristic of the electrical resistance, the transformation temperatures and the shape change of the shape memory based protection element (2) by the alloy selection, the manufacturing process and the thermomechanical pretreatment process is changed and wherein the different parameters in the manufacturing and Vorbehandlungsprozessen unmistakable microstructures are generated, the coding represent the shape memory based protection element (2) and
wherein in a test process by means of a measuring device (3), the measurement and evaluation of the electrical resistance characteristic, the transformation temperatures and the shape change of the shape memory based protection element (2) during the phase transformation by the characteristic of the electrical resistance or the transformation temperature or the shape change of the shape memory based protection element ( 2) after the measurement are compared with stored reference curves, reference values, reference shapes or reference characteristics.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messeinrichtung zum Schutz von Produkten vor einer unzulässigen Vervielfältigung und zum Schutz vor Plagiaten, insbesondere für Produkte aus Stoff, Papier, Kunststofffolien oder dergleichen Materialien. Das zu schützende Produkt ist dabei das Produkt aus Stoff, Papier oder Kunststofffolie selbst oder ein Bestandteil eines Sicherheitssystems welches an das zu schützende Produkt angebracht ist.The invention relates to a method and a measuring device for protecting products against unauthorized duplication and for protection against plagiarism, in particular for products made of cloth, paper, plastic films or the like materials. The product to be protected is the product of fabric, paper or plastic film itself or a component of a security system which is attached to the product to be protected.

Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Verfahren und Systemen zum Schutz von textil- oder papierbasierten Produkten vor unberechtigter Herstellung von Kopien oder Anfertigung von Nachbauten, sogenannten Plagiaten, bekannt. Geldscheine werden z.B. durch holographische Elemente oder spezielle Wasserzeichen im Papier vor Kopien geschützt. So ist aus der DE 11 2007 001 811 T5 eine manipulationssichere Folie bekannt, die mindestens eine Stretchfolie mit mindestens einer daran angebrachten leitfähigen Tinte umfasst, die bei einer prozentualen Streckung der Folie von etwa 1% oder mehr leitfähig bleibt und eine Alarmleitung oder einen Sensor für den Nachweis eines Manipulationsereignisses aufweist. Aus der DE 103 04 805 A1 ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Sicherheitskennzeichen für Dokumente, Zahlungsmittel oder Wertmarken bekannt, bei dem auf das Produkt oder Etikett ein Zufallsmuster aufgebracht wird, beispielsweise eine Verteilung von Effektpigmenten, das in Form eines Fingerabdruckes als Datensatz extrahiert und für jedes Sicherheitskennzeichen individuell abgespeichert und mit dem abgespeicherten Fingerabdruck verglichen wird. Aus der DE 10 2013 102 365 A1 ist ebenfalls ein Identifikationsmerkmal mit integriertem Kopierschutz bekannt, ein maschinenlesbares Identifikationsmerkmal in Form eines Matrixcodes oder eines Quick-Response Codes, das auf den zu kennzeichnenden Gegenstand aufgedruckt wird sowie ein pysikalisches Zufallsmerkmal, das erzeugt wird, indem man Partikel, die in der Lage sind elektromagnetische Strahlung zu absorbieren, zu reflektieren oder zu emittieren, in eine aushärtbare Flüssigkeit einmischt und die Flüssigkeit dann auf den zu kennzeichnenden Gegenstand aufbringt. Wie die Erfahrung zeigt, sind diese Schutzmaßnahmen jedoch oftmals überwindbar. Mit Textilen wird nur in seltenen Fällen ein ähnlicher Aufwand, wie beispielsweise bei Geldscheinen, betrieben. Als Schutz vor dem Anfertigen von Kopien werden hier beispielsweise Hologramme in eingenähte Etiketten verwendet, wie aus der DE 20 2008 010 573 U1 bekannt ist, indem Garn mittels infrarotluminizierten Nanopigmenten und ultravioletten Pigmenten einzeln oder in einer Mischung nachträglich beschichtet oder während der Produktion versetzt ist. Es ist weiterhin bekannt, dass metallische Werkstoffe durch eine Phasentransformation im festen Zustand ihre physikalischen Eigenschaften verändern können. Formgedächtnislegierungen zeigen beispielsweise beim Belasten und anschließendem Entlasten oder nach einer Verformung und anschließender Erwärmung eine reversible Gestaltänderung von bis zu 8%. Diese als Formgedächtnis bekannte Eigenschaft ist z.B. bei metallischen Legierungen, wie CuZnAl, CuAlNi und insbesondere bei NiTi, zu beobachten. Die Ursache der Gestaltänderung ist in der kristallographischen Transformation von der Hochtemperaturphase Austenit zur leicht verformbaren und bei tieferen Temperaturen stabileren Martensitphase begründet. Die beiden Phasen unterscheiden sich aber nicht nur deutlich in den mechanischen, sondern auch in den elektrischen Eigenschaften. Es ist ebenfalls bekannt, dass die Phasenumwandlung bei Formgedächtnislegierungen auf zwei unterschiedliche Art und Weisen hervorgerufen werden kann. Zum einen erfolgt die Phasenumwandlung durch die Zufuhr von thermischer Energie. Hierbei wird ein Element im martensitischen Zustand erwärmt. Beim Überschreiten der Austenit-Start-Temperatur beginnt die Phasenumwandlung. Nach dem Erreichen der Austenit-Finish-Temperatur liegt das Element vollständig im Austenit vor. Die Phasenumwandlung ist dabei hysteresebehaftet, so dass für die Rückumwandlung in Martensit eine Unterkühlung erfolgen muss. Um das Formgedächtniselement aber in der Warmphase (Austenit) zu halten, besteht jedoch die Möglichkeit, durch spezielle Legierungselemente die Umwandlungshysterese derart zu vergrößern, dass eine Rückumwandlung in den Martensit während der Lebensdauer oder des Betriebes nicht mehr stattfindet. Eine besondere Eigenschaft von Formgedächtnislegierungen ist aber auch, dass die Phasenumwandlung durch eine mechanische Krafteinwirkung hervorgerufen werden kann. Dabei bildet sich so genannter spannungsinduzierter Martensit. Die Rückumwandlung des Martensits in Austenit erfolgt nach Kraftwegnahme. Auch diese Phasenumwandlung ist hysteresebehaftet und findet zwischen der Austenit-Finish-Temperatur und der sogenannten M_D-Temperatur statt. Oberhalb der M_D-Temperatur verhält sich das Material wieder konventionell. Bekannt ist weiterhin, dass sich während der Phasenumwandlung von Martensit in Austenit und umgekehrt der elektrische Widerstand des Formgedächtnismaterials ändert. Die Änderung des Widerstandes erfolgt dabei kongruent zur Phasenumwandlung. Neben dem elektrischen Widerstand ändern sich aber auch andere physikalische Größen, wie die thermische Leitfähigkeit, das Spannungs-Dehnungs-Verhalten und die Härte.From the prior art, a variety of methods and systems for the protection of textile or paper-based products against unauthorized production of copies or production of replicas known as plagiarisms, are known. Banknotes are protected from copies, for example, by holographic elements or special watermarks in the paper. So is out of the DE 11 2007 001 811 T5 discloses a tamper evident film comprising at least one stretch film having at least one conductive ink attached thereto which remains conductive at a percent stretch of the film of about 1% or more and includes an alarm line or sensor for detecting a tamper event. From the DE 103 04 805 A1 Furthermore, a method for the production of security markers for documents, means of payment or tokens is known, in which a random pattern is applied to the product or label, for example a distribution of effect pigments, extracted in the form of a fingerprint as a record and stored individually for each security mark and with compared to the stored fingerprint. From the DE 10 2013 102 365 A1 Also known is an identification feature with integrated copy protection, a machine-readable identification feature in the form of a matrix code or a quick-response code, which is printed on the object to be marked as well as a physical random feature, which is generated by particles that are capable of electromagnetic Radiation absorb, reflect or emit, mixed into a curable liquid and then apply the liquid on the object to be marked. However, experience shows that these protective measures can often be overcome. With textiles, only in rare cases a similar effort, such as for bank notes, operated. As protection against making copies, for example, holograms are used in sewn-in labels, as shown in DE 20 2008 010 573 U1 is known in that yarn by means of infrared-coated nanopigments and ultraviolet pigments individually or in a mixture is subsequently coated or added during production. It is also known that metallic materials can change their physical properties by a phase transformation in the solid state. Shape memory alloys exhibit, for example, a reversible shape change of up to 8% during loading and subsequent relieving or after deformation and subsequent heating. This property known as shape memory can be observed, for example, in the case of metallic alloys, such as CuZnAl, CuAlNi and, in particular, NiTi. The cause of the change in shape is due to the crystallographic transformation from the high-temperature austenite phase to the easily deformable and more stable martensite phase at lower temperatures. The two phases differ not only clearly in the mechanical but also in the electrical properties. It is also known that the phase transformation of shape memory alloys can be induced in two different ways. On the one hand, the phase transformation takes place by the supply of thermal energy. This heats an element in the martensitic state. When the austenite start temperature is exceeded, the phase transition begins. After reaching the austenite finish temperature, the element is completely in austenite. The phase transformation is hysteresis, so that for the reconversion into martensite a subcooling must take place. However, in order to keep the shape memory element in the hot phase (austenite), it is possible to increase the transformation hysteresis by special alloying elements such that a back transformation into the martensite during the lifetime or operation no longer takes place. However, a special feature of shape memory alloys is also that the phase transformation can be caused by a mechanical force. This forms so-called stress-induced martensite. The reverse transformation of martensite into austenite occurs after removal of force. This phase transformation is hysteresis and takes place between the austenite finish temperature and the so-called M _D temperature. Above the M _D temperature, the material again behaves conventionally. It is also known that changes during the phase transformation of martensite into austenite and vice versa, the electrical resistance of the shape memory material. The change of the resistance takes place congruent to the phase transformation. In addition to the electrical resistance but also change other physical variables, such as the thermal conductivity, stress-strain behavior and hardness.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Messeinrichtung zum Schutz von Produkten vor einer unzulässigen Vervielfältigung und zum Schutz vor Plagiaten, insbesondere für Produkte aus Stoff, Papier, Kunststofffolie oder dergleichen Materialien zu schaffen, die einerseits einfach aufgebaut und kostengünstig zu realisieren sind und anderseits die Elemente für den Vervielfältigungs- und Plagiatschutz so in das zu schützende Produkt einzubringen sind, dass sie schwer zu erkennen und zu fälschen sowie nicht leicht zu entfernen sind, um einen möglichst dauerhaften effektiven Schutz gegen das unzulässige Vervielfältigen und einen Schutz der Produkte vor Plagiaten zu gewährleisten.Based on this prior art, the present invention has the object, a method and a measuring device for the protection of products from unauthorized duplication and protection against plagiarism, especially for products made of fabric, paper, plastic film or the like to provide materials that are both simple and inexpensive to implement on the one hand and on the other hand, the elements for duplication and plagiarism to be introduced into the product to be protected so that they are difficult to recognize and to falsify and not easy to remove To ensure as long-lasting as possible effective protection against unauthorized duplication and protection of the products against plagiarism.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Schutz von Produkten, vorzugsweise in Papier, Textilien, Kunststoff oder dergleichen Materialen vor, indem bei der Herstellung eines Produktes mindestens ein als Formgedächtniselement ausgebildetes Schutzelement in das Produkt integriert oder auf dem Produkt mittels Verbindungstechniken befestigt wird. In dem formgedächtnisbasierten Schutzelement wird auf der Basis von Phasentransformationen und gezielt eingestellten Veränderungen in der Legierungszusammensetzung oder der Mikrostruktur eine Codierung in Form einer unverwechselbaren elektrischen Widerstandskennlinie erzeugt, die zur Identifikation des zu schützenden Produktes und zur Speicherung von produktrelevanten Informationen ausgelesen und interpretiert wird.To solve this problem, the invention proposes a method for the protection of products, preferably in paper, textiles, plastic or similar materials, by integrating at least one protective element designed as a shape memory element into the product or attaching it to the product by means of joining techniques , In the shape memory-based protection element, based on phase transformations and deliberately adjusted changes in the alloy composition or the microstructure, a coding in the form of a distinctive electrical resistance characteristic is generated, which is read out and interpreted for identification of the product to be protected and for storage of product-relevant information.

Die Kennlinie des elektrischen Widerstands des formgedächtnisbasierten Schutzelementes wird durch die Legierungsauswahl und einen speziellen thermomechanischen Vorbehandlungsprozess, bei dem durch verschiedene Abfolgen von mechanischen Verformungen und anschließenden Glühprozessen die Mikrostruktur und damit die Effektausprägung in vielfältiger Weise verändert wird, und durch die verwendeten unterschiedlichen Parameter bei den thermomechanischen Vorbehandlungsprozessen unverwechselbar generiert und stellt damit die nicht nachambare Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes dar.The characteristic curve of the electrical resistance of the shape memory-based protection element is changed by the alloy selection and a special thermomechanical pretreatment process, in which the microstructure and thus the effect expression is varied in a variety of ways by various sequences of mechanical deformation and subsequent annealing processes, and by the different parameters used in the thermomechanical Pretreatment processes generated unmistakable and thus represents the non-nachambare coding of shape memory based protection element.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass zur Identifikation des zu schützenden Produktes die ausgeführte Codierung in Form einer unverwechselbaren elektrischen Widerstandskennlinie als ein- oder mehrstufige Widerstandskennlinie durch lokal unterschiedliche Vorbehandlungsprozesse ausgebildet wird und dass in einem Prüfprozess mittels einer Messeinrichtung die Messung und Auswertung der elektrischen Widerstandskennlinie des formgedächtnisbasierten Schutzelementes durchgeführt wird, indem die Kennlinie des elektrischen Widerstandes des formgedächtnisbasierten Schutzelementes nach einer Messung mit gespeicherten Referenzkurven oder Bezugscharakterisiken verglichen wird.Advantageously, it is provided that for identification of the product to be protected the executed coding in the form of a distinctive electrical resistance characteristic is formed as a single or multi-stage resistance characteristic by locally different pretreatment processes and that in a test process by means of a measuring device, the measurement and evaluation of the electrical resistance characteristic of the shape memory based protection element is performed by comparing the characteristic of the electrical resistance of the shape memory-based protection element after a measurement with stored reference curves or reference characteristics.

Es werden zudem unterschiedliche Formgedächtniseffekte für die Anwendung in Schutzelementen eingesetzt. Bei dem Einsatz eines formgedächtnisbasierten Schutzelementes mit mechanischem Effekt wird die Phasenumwandlung und damit das Auslesen der Codierung in Form des elektrischen Widerstandes durch eine mechanische Verformung initialisiert. Bei dem Einsatz eines formgedächtnisbasierten Schutzelementes mit thermischen Effekt wird die Phasenumwandlung und damit das Auslesen der Codierung in Form des elektrischen Widerstandes durch eine Erwärmung initialisiert.In addition, different shape memory effects are used for the application in protective elements. When using a shape memory-based protective element with a mechanical effect, the phase transformation and thus the reading of the coding in the form of electrical resistance is initialized by a mechanical deformation. When using a shape memory-based protection element with thermal effect, the phase transformation and thus the reading of the coding in the form of electrical resistance is initiated by heating.

Eine vorteilhafte Weiterbildung wird darin gesehen, dass das in ein Produkt zu integrierende Schutzelement auf der Basis eines Formgedächtnis- oder Bimetalleffektes eine Codierung in Form einer unverwechselbaren visuell oder haptisch wahrnehmbaren Gestaltänderung zur Identifikation des zu schützenden Produktes besitzt und dass in einem Prüfprozess mittels einer Messeinrichtung die Messung und Auswertung der Gestaltänderung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes durchgeführt wird, indem die Gestaltänderung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes nach einer Messung mit gespeicherten Referenzgestalten oder Bezugscharakterisiken verglichen wird. Bei dem Einsatz eines Thermobimetallschutzelementes oder eines formgedächtnisbasierten Schutzelementes mit thermischen Effekt und pseudoplastischer Verformung wird die Gestaltänderung durch eine Erwärmung erreicht, wobei die sich ändernde Gestalt ebenfalls visuell oder haptisch gemessen und mit einer Referenzgestalt verglichen wird, wobei die Gestaltänderung einmalig oder mehrmalig stattfindet und wobei die Erwärmung entweder über ein in der Messeinrichtung vorgesehenes Heizelement, eine externe Wärmequelle oder der Joul'schen Eigenerwärmung vorgesehen ist.An advantageous development is seen in the fact that in a product to be integrated protective element based on a shape memory or bi-metal effect has a coding in the form of a distinctive visually or haptic perceptible change in shape to identify the product to be protected and that in a test process by means of a measuring device the Measurement and evaluation of the shape change of the shape memory based protection element is performed by comparing the shape change of the shape memory based protection element after a measurement with stored reference shapes or reference characteristics. When using a bimetallic protective element or a shape memory-based protective element with thermal effect and pseudoplastic deformation, the shape change is achieved by heating, wherein the changing shape is also measured visually or haptically and compared with a reference shape, wherein the shape change takes place once or several times and wherein the Heating is provided either via a provided in the measuring device heating element, an external heat source or the Joul'schen self-heating.

Die Art der Gestaltänderung wird bei formgedächtnisbasierten Schutzelementen durch das Herstellungsverfahren und spezielle thermomechanische Vorbehandlungsprozesse bestimmt. Bei thermobimetallbasierten Schutzelementen wird die Art der Gestaltänderung durch den Schichtaufbau und die Schichtzusammensetzung bestimmt. Die Gestaltänderung bzw. die neue Form stellt damit die Codierung dar, wobei ein spezielles Verfahren zur Einprägung einer individuellen Codierung des Formgedächtniselementes und eine Messeinrichtung zum Auslesen der Codierung vorgeschlagen wird.The type of shape change is determined in shape memory based protective elements by the manufacturing process and special thermomechanical pretreatment processes. In the case of thermobimetallic-based protective elements, the type of shape change is determined by the layer structure and the layer composition. The shape change or the new form thus represents the coding, wherein a special method for impressing an individual coding of the shape memory element and a measuring device for reading out the coding is proposed.

Die Gestaltänderung kann bei formgedächtnisbasierten Schutzelementen nur einmal erfolgen oder wiederholbar sein. Die mehrmals wiederholbare Gestaltänderung bei Formgedächtnislegierungen wird durch eine spezielle thermomechanische Vorbehandlung eintrainiert, so dass das formgedächtnisbasierte Schutzelement dadurch den intrinsischen Zweiwegeffekt besitzt, oder die wiederholbare Gestaltänderung erfolgt durch eine externe Rückstellkraft, so dass das formgedächtnisbasierte Schutzelement damit den extrinsischen Zweiwegeffekt besitzt und die Rückstellkraft durch das Produkt selber oder durch zusätzlich eingebrachte Rückstellelemente ausgeführt wird und dass dadurch die Rückstellung als weiteres Sicherheitsmerkmal dient.The shape change can be made only once or repeatable in shape memory based protection elements. The repeatedly repeatable shape change in shape memory alloys is trained by a special thermomechanical pretreatment so that the shape memory based protection element thereby has the intrinsic two-way effect, or the repeatable shape change is made by an external restoring force, so that the shape memory based Protective element thus has the extrinsic two-way effect and the restoring force is performed by the product itself or by additionally introduced return elements and that thereby the provision serves as another security feature.

Eine ebenso vorteilhafte Weiterbildung wird darin gesehen, dass das in ein Produkt zu integrierende formgedächtnisbasierte Schutzelement eine Codierung in Form der charakteristischen Umwandungstemperaturen oder des Umwandlungstemperaturintervalls oder der Hysteresebreite aufweist, welche zur Identifikation des zu schützenden Produktes gemessen wird und dass in einem Prüfprozess mittels einer Messeinrichtung die Messung und Auswertung der Umwandlungstemperaturen, des Umwandlungsintevalls oder der Hysteresebreite des formgedächtnisbasierten Schutzelementes durchgeführt wird, indem die Umwandlungstemperaturen, das Umwandlungsintervall oder die Hysteresebreite des formgedächtnisbasierten Schutzelementes nach einer Messung mit gespeicherten Referenzwerten verglichen werden. Die Umwandlungstemperaturen, das Umwandlungsintervall oder die Hysteresebreite werden durch das Herstellungsverfahren und spezielle thermomechanische Vorbehandlungsprozesse bestimmt. Die Umwandlungstemperaturen, das Umwandlungsintervall oder die Hysteresebreite stellen damit die Codierung dar, wobei ein spezielles Verfahren zur Einprägung einer individuellen Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes und eine Messeinrichtung zum Auslesen der Codierung vorgeschlagen wird.An equally advantageous development is seen in that the shape memory-based protection element to be integrated into a product has a coding in the form of the characteristic transformation temperatures or the transformation temperature interval or the hysteresis width, which is measured to identify the product to be protected and that in a test process by means of a measuring device Measurement and evaluation of the transformation temperatures, the conversion interval or the hysteresis width of the shape memory based protection element is performed by comparing the transformation temperatures, the conversion interval or the hysteresis width of the shape memory based protection element after measurement with stored reference values. The transformation temperatures, the conversion interval or the hysteresis width are determined by the manufacturing process and special thermomechanical pretreatment processes. The transformation temperatures, the conversion interval or the hysteresis width thus represent the coding, wherein a special method for impressing an individual coding of the shape memory-based protection element and a measuring device for reading out the coding is proposed.

Vorteilhaft ist weiterhin vorgesehen, dass die als Codierung dienende Phasenumwandlung beim Auslesen temporär oder durch die Verwendung einer Legierung mit einer großen Hysterese permanent herbeigeführt wird, so dass durch die permanente Einstellung der austenitischen Phase der Ausleseprozess nur einmalig durchführbar ist und als Sicherheitsmerkmal dient.Advantageously, it is further provided that the serving as coding phase conversion during reading is brought about permanently or by the use of an alloy with a large hysteresis, so that by the permanent adjustment of the austenitic phase of the readout process is only once feasible and serves as a security feature.

Eine ebenso bevorzugte Weiterbildung wird auch darin vorgesehen, dass die Kaltverformung oder die Wärmebehandlung bei einem thermomechanischen Vorbehandlungsprozess nicht über das gesamte formgedächtnisbasierte Schutzelement gleichmäßig, sondern lokal mit unterschiedlichen Parametern stattfindet, so dass jeder Teilbereich des formgedächtnisbasierten Schutzelementes einen eigenen Code besitzt oder der gesamte Code sich aus der Summe der Teilbereiche zusammensetzt.An equally preferred development is also provided that the cold deformation or heat treatment in a thermomechanical pretreatment process not uniform over the entire shape memory-based protection element, but locally takes place with different parameters, so that each portion of the shape memory-based protection element has its own code or the entire code itself composed of the sum of the subareas.

Eine vorteilhafte Variante besteht darin, dass zum Schutz der Produkte ein Schutzelement in das entsprechende Produkt, vorzugsweise in Papier, Textilien oder Kunststoff integriert wird, welches nicht aus einer Formgedächtnislegierung besteht und auf der Basis einer Phasentransformation eine Änderung in den physikalischen Eigenschaften herbeigeführt wird, sondern auch andere Werkstoffe durch Phasentransformationen oder durch Veränderungen in der Mikrostruktur, wie durch eine durch Kaltverfestigung erzielte Änderung in den physikalischen Eigenschaften, wie E-Modul, Härte oder thermische Ausdehnung, zur Codierung eines Schutzelementes einsetzbar sind.An advantageous variant is that for the protection of the products, a protective element is integrated into the corresponding product, preferably paper, textiles or plastic, which does not consist of a shape memory alloy and on the basis of a phase transformation, a change in the physical properties is brought about, but Other materials can be used by phase transformations or by changes in the microstructure, such as achieved by work hardening change in the physical properties, such as Young's modulus, hardness or thermal expansion, for coding a protective element.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Messeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Schutz der Produkte vor unzulässiger Vervielfältigung und Plagiaten besteht darin, dass das in ein Produkt aus Papier, Textilien oder Kunststoff eingebrachte codierte Schutzelement aus einer Formgedächtnislegierung in Form eines Rund- oder Flachdrahtes besteht und vorteilhaft in das Produkt durch Einbetten, oder bei Textilien durch Einweben integrierbar ist. Als Variation kann das formgedächtnisbasierte Schutzelement auch auf dem Produkt aus Papier, Textilien oder Kunststoff nach dessen Herstellung mittels unterschiedlicher Verbindungstechniken, vorzugsweise durch Klebverbindungen, befestigt werden.The advantages of the method and the measuring device for carrying out the method for the protection of products from inadmissible duplication and plagiarism is that the introduced into a product made of paper, textiles or plastic coded protective element consists of a shape memory alloy in the form of a round or flat wire and advantageous in the product by embedding, or in textiles by weaving is integrable. As a variation, the shape memory-based protective element can also be attached to the product of paper, textiles or plastic after its production by means of different joining techniques, preferably by adhesive bonds.

Der zur Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes dienende thermomechanische Vorbehandlungsprozess vorzugsweise in Form von Walzprozessen oder Drahtziehprozessen wird im kalten Zustand durchgeführt und dabei eine hohe Versetzungsdichte im Material generiert, so dass eine anschließende Wärmebehandlung zur Reduzierung der Versetzungsdichte und zur Veränderung der physikalischen Eigenschaften führt. Bei einigen Legierungen, wie beispielsweise NiTi-basierten Formgedächtnislegierung, bilden sich zudem Ausscheidungsteilchen, deren Dichte und Größe auch von der Wärmebehandlung abhängen. Die Wärmebehandlung kann mittels eines Ofens, eines Heizelementes, eines Lasers oder mittels der Joulschen Eigenerwärmung erfolgen. Durch die bei den thermomechanischen Vorbehandlungsprozessen verwendeten unterschiedlichen Parameter, wie Kaltverformung und Glühtemperatur, können verschiedene Dichten, Größen und Anordnungen von Gitterbaufehlern, Aussscheidungsteilchen und Körnern und damit unverwechelbare Mikrostrukturen generiert werden, die die Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes darstellen.The thermomechanical pretreatment process, preferably in the form of rolling processes or wire drawing processes, used for encoding the shape memory-based protective element is carried out in the cold state and thereby generates a high dislocation density in the material, so that a subsequent heat treatment leads to a reduction of the dislocation density and to a change of the physical properties. Some alloys, such as NiTi-based shape memory alloy, also form precipitate particles whose density and size also depend on the heat treatment. The heat treatment can be carried out by means of a furnace, a heating element, a laser or by means of Joule self-heating. The various parameters used in the thermomechanical pretreatment processes, such as cold working and annealing temperatures, can be used to generate various densities, sizes and arrangements of lattice defects, precipitates and grains and thus unmistakable microstructures that represent the coding of the shape memory based protection element.

Durch die Parametervariation oder durch verschiedene Abfolgen von mechanischen Verformungen und anschließenden Glühprozessen lässt sich die Mikrostruktur und damit die Effektausprägung in vielfältiger Weise verändern. Auch örtlich verschieden durchgeführte Vorbehandlungsprozesse tragen zur Vielfalt der Codierungsmöglichkeiten bei. Neben der thermomechanischen Vorbehandlung erfolgt die Codierung auch durch veränderte Legierungszusammensetzungen und durch spezielle Herstellungsprozesse, wie beispielsweise Beschichtungen.By parameter variation or by different sequences of mechanical deformations and subsequent annealing processes, the microstructure and thus the effect can be changed in many ways. Even locally differently performed pretreatment processes contribute to the variety of coding options. In addition to the thermomechanical pretreatment, the coding also takes place through changes Alloy compositions and by special manufacturing processes, such as coatings.

Die Form und Größe der elektrischen Widerstandskennlinie während der Phasenumwandlung stellt beispielsweise bei Formgedächtnislegierungen eine unverwechselbare, einfache und sichere Möglichkeit dar, Produkte zu schützen und Informationen über das Produkt zu speichern. Eine Reproduktion der Kennlinie des elektrischen Widerstands ist nur mit langwierigen und intensiven Tests und einem tiefgreifendem Verständnis der Formgedächtnistechnologie möglich. Grund hierfür sind die große Anzahl an Parametern, die die Widerstandskennlinie beeinflussen. Eine Nutzung von Phasentransformationen, Veränderungen in der Mikrostruktur oder speziellen Werkstoffeffekten, insbesondere in metallischen Werkstoffen und den damit verbundenen Änderungen in den physikalischen Eigenschaften oder der Gestalt des Bauelements zum Zwecke des Schutzes von Produkten vor Vervielfältigung oder vor Plagiaten, sind nicht bekannt.The shape and size of the electrical resistance characteristic during phase transformation, for example, in shape memory alloys, provides a distinctive, simple and secure way to protect products and store information about the product. Reproducing the characteristic of electrical resistance is only possible with lengthy and intensive tests and a profound understanding of shape memory technology. This is due to the large number of parameters that influence the resistance characteristic. A use of phase transformations, changes in the microstructure or special material effects, especially in metallic materials and the associated changes in the physical properties or the shape of the device for the purpose of protecting products from duplication or against plagiarism, are not known.

Ein weiterer Vorteil besteht auch darin, dass im formgedächtnisbasierten, codierten Schutzelement Informationen über das entsprechende Produkt oder Bauelement hinterlegt werden können, beispielsweise Informationen zum Produktionsjahr oder die Seriennummer.Another advantage is also that information about the corresponding product or component can be stored in the shape memory-based, coded protective element, for example information about the production year or the serial number.

Für den Prüfprozess wird eine erfindungsgemäße Messeinrichtung zum Auslesen der Codierung vorgeschlagen, mittels der zur Identifikation des zu schützenden Produktes zum Schutz vor Plagiaten oder unzulässigen Vervielfältigungen das Auslesen der Kennlinie des elektrischen Widerstandes oder der Umwandlungstemperaturen oder der Gestaltänderung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes und ein Vergeich der Messwerte mit den in der Auswerteeinheit gespeicherten Referenzkurven, Referenzwerten, Referenzgestalten oder Bezugscharakteristiken erfolgt, wobei bei einer Nichtübereinstimmung mit den Referenzkurven, Referenzwerten, Referenzgestalten oder Bezugscharakteristiken entweder kein Signal oder ein konträres Signal angezeigt wird, ob ein Originalprodukt oder ein Plagiat vorliegt. For the test process, a measuring device according to the invention for reading the coding is proposed by means of the identification of the product to be protected to protect against plagiarism or improper duplications reading the characteristic of the electrical resistance or the transformation temperatures or the shape change of shape memory based protection element and a comparison of the measured values the reference curves, reference values, reference shapes or reference characteristics stored in the evaluation unit, wherein either a signal or a contrary signal is displayed in a mismatch with the reference curves, reference values, reference shapes or reference characteristics whether an original product or a plagiarism is present.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass bei einem formgedächtnisbasierten Schutzelement mit mechanischem Effekt eine Phasenumwandlung durch die Generierung einer mechanische Verformung erfolgt, wobei der sich durch die Phasenumwandlung ändernde elektrische Widerstand gemessen und die Widerstandscharakteristik mit einer in der Auswerteeinheit der Messeinrichtung eingespeicherten Bezugscharakteristik verglichen wird. Das formgedächtnisbasierte Schutzelement mit mechanischem Effekt wird dabei so weit mechanisch verformt, dass sich ausreichend bzw. vollständig spannungsinduzierter Martensit bildet. Die Verformung kann vorzugsweise eine Biegung oder eine Torsion sein. Die Verformung wird durch eine Handbetätigung oder durch einen elektrischen Antrieb generiert. Der sich durch die Verformung und die dabei auftretenden Phasenumwandlung ändernde elektrische Widerstand stellt die Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes und damit für das Produkt oder ein Teil in einem Gesamtsystem dar. Dabei wird vorzugsweise die gemesse Widerstandskurven mit einer in der Messeinrichtung gespeicherten Referenzkurve verglichen. Stimmt die gemessene Kurve mit der Referenzkurve überein, erfolgt ein akustisches oder visuelles Signal. Stimmen die Kurven nicht überein, erfolgt kein oder ein konträres Signal und bei dem Produkt handelt es sich um ein Plagiat.It is preferably provided that in the case of a shape memory-based protective element with a mechanical effect, a phase transformation takes place by generating a mechanical deformation, wherein the electrical resistance changing as a result of the phase transformation is measured and the resistance characteristic is compared with a reference characteristic stored in the evaluation unit of the measuring device. The shape memory-based protective element with a mechanical effect is mechanically deformed so far that sufficient or completely stress-induced martensite forms. The deformation may preferably be a bend or a twist. The deformation is generated by a manual operation or by an electric drive. The electrical resistance changing as a result of the deformation and the phase transformation occurring thereby represents the coding of the shape memory-based protective element and thus for the product or a part in an overall system. In this case, the measured resistance curves are preferably compared with a reference curve stored in the measuring device. If the measured curve coincides with the reference curve, an acoustic or visual signal is produced. If the curves do not match, there is no or a contrary signal and the product is a plagiarism.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass bei einem formgedächtnisbasierten Schutzelement mit thermischem Effekt eine Phasenumwandlung ohne äußere Gestaltänderung durch eine Erwärmung vorgesehen ist, wobei der sich durch die Phasenumwandlung ändernde elektrische Widerstand gemessen und die ermittelte Widerstandscharakteristik mit einer in der Messeinrichtung eingespeicherten Bezugscharakteristik verglichen wird, wobei die Erwärmung mittels eines in der Messeinrichtung vorgesehenen Heizelementes oder durch eine externe Wärmequelle oder durch an dem formgedächtnisbasierten Schutzelement angeordnete elektrische Kontakte über die Joul'sche Eigenerwärmung vorgesehen ist. Die Herbeiführung der Phasenumwandlung erfolgt im Falle von formgedächtnisbasierten Schutzelementen mit thermischem Effekt durch eine Erwärmung über die Austenit-Finish-Temperatur. Im Gegensatz zur herkömmlichen Nutzung des thermischen Effektes in der Aktorik erfolgt hier eine Phasenumwandlung ohne äußere Gestaltänderung. Der sich durch die Erwärmung und der dabei auftretenden Phasenumwandlung ändernde elektrische Widerstand stellt die Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes dar. Im Falle einer direkten Erwärmung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes durch eine Bestromung kann der verwendete Heizstrom als Indikator dienen. Dabei wird ebenfalls, wie beim Formgedächtniselement mit mechanischem Effekt, die gemessene Widerstandskurve mit einer in der Messeinrichtung gespeicherten Referenzkurve verglichen und bei einer Übereinstimmung erfolgt ein akustisches oder visuelles Signal. Liegt keine Übereinstimmung vor, erfolgt kein oder ein konträres Signal, so dass es sich bei dem vorliegenden Produkt um ein Plagiat handelt.Furthermore, it is preferably provided that, in the case of a shape memory-based protective element with thermal effect, a phase transformation without external shape change is provided by heating, wherein the electrical resistance changing through the phase transformation is measured and the determined resistance characteristic is compared with a reference characteristic stored in the measuring device, wherein the Heating is provided by means of a heating element provided in the measuring device or by an external heat source or by electrical contacts arranged on the shape-memory-based protective element via the Joule self-heating. Phase transition is accomplished in the case of shape memory based thermal effect protective elements by heating over the austenite finish temperature. In contrast to the conventional use of the thermal effect in the actuators here is a phase transformation without external shape change. The electrical resistance changing as a result of the heating and the phase change occurring thereby represents the coding of the shape memory-based protection element. In the case of direct heating of the shape memory-based protection element by energization, the heating current used can serve as an indicator. In this case, as with the shape memory element with a mechanical effect, the measured resistance curve is also compared with a reference curve stored in the measuring device and, if there is a match, an acoustic or visual signal is produced. If there is no agreement, no or a contrary signal occurs, so that this product is a plagiarism.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Messeinrichtung zum Auslesen thermisch gestaltcodierter Elemente besteht darin, die Austenit-Start-Temperatur, also den Beginn der Gestaltänderung oder die Austenit-Finish-Temperatur, also das Ende der Umwandlung, oder das Umwandlungstemperaturintervall, also die Differenz der beiden Temperaturen oder die Martensit-Start-Temperatur, also den Beginn der Rückumwandlung oder die Hysteresbreite, also die Differenz zwischen Austentit-Finish und Martensit-Start-Temperatur als Prüfmerkmal zu verwenden. Dazu besitzt die Messeinrichtung einen Temperatursensor, der die Erwärmung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes misst. Beginnt und/oder endet die Gestaltänderung bei der als Prüfmerkmal hinterlegten charakteristischen Temperatur oder besitzt das formgedächtnisbasierte Schutzelement das entsprechende Umwandlungsintervall oder die entsprechende Hysteresebreite, ist dies ein Indiz für die Echtheit des Produktes. Die Gestalt wird entweder durch den Anwender visuell erfasst oder durch einen zusätzlichen Sensor in der Messeinrichtung gemessen und zusammen mit der Temperatur elektronisch ausgewertet. Alternativ kann auch die Heizeinrichtung auf eine charakteristische Temperatur beschränkt werden. Bei Plagiaten kommt dann entweder gar keine Gestaltänderung zu Stande, weil die Austenit-Start-Temperatur nicht erreicht wird oder die Gestaltänderung erfolgt zu früh während der Aufheizphase.An advantageous embodiment of the measuring device for reading out thermally shape-coded elements is the austenite start temperature, ie the beginning of the shape change or the austenite finish temperature, ie the end of the conversion, or Conversion temperature interval, ie the difference of the two temperatures or the martensite start temperature, ie the beginning of the re-conversion or the hysteresis, ie to use the difference between Austentit finish and martensite start temperature as a test feature. For this purpose, the measuring device has a temperature sensor that measures the heating of the shape memory-based protection element. If the change in shape begins and / or ends at the characteristic temperature stored as test characteristic, or if the shape-memory-based protection element has the corresponding conversion interval or the corresponding hysteresis width, this is an indication of the authenticity of the product. The shape is either visually detected by the user or measured by an additional sensor in the measuring device and evaluated electronically together with the temperature. Alternatively, the heater may be limited to a characteristic temperature. In plagiarism then either no change in shape comes about, because the austenite start temperature is not reached or the change in shape occurs too early during the heating phase.

Die Herbeiführung der Phasenumwandlung erfolgt durch eine Erwärmung über die Austenit-Finish-Temperatur. Zur Herbeiführung der Phasenumwandlung wird das Papier-, Stoff- oder Kunststoffelement, in dem das codierte Formgedächtniselement eingebettet ist, erwärmt. Die sich durch die Erwärmung und der dabei auftretenden Phasenumwandlung einstellende Gestaltänderung stellt die für den Benutzer visuell oder haptisch wahrnembare Codierung dar. Erfolgt keine Gestaltänderung oder stimmt die Gestaltänderung nicht mit der Referenzgestalt überein, handelt es sich bei dem Produkt um ein Plagiat. Die Gestaltänderung kann einmalig oder mehrmalig stattfinden. Bei dem Einsatz von Thermobimetallen erfolgt eine äußere Gestaltänderung ohne Auftreten einer Phasenumwandlung ebenfalls durch eine Erwärmung, wobei die sich ändernde Gestalt visuell oder haptisch gemessen und mit einer Referenzgestalt verglichen wird.The phase transformation is accomplished by heating above the austenite finish temperature. To effect the phase transformation, the paper, cloth or plastic element in which the encoded shape memory element is embedded is heated. The change in shape that occurs as a result of the heating and the phase transformation occurring represents the coding that is visually or haptically perceivable to the user. If there is no change in shape or if the shape change does not correspond to the reference shape, the product is a plagiarism. The shape change can take place once or several times. When using bimetallic bimetals an external shape change without occurrence of a phase transformation is also carried out by heating, wherein the changing shape is measured visually or haptically and compared with a reference shape.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des formgedächtnisbasierten Schutzelementes zum Schutz vor Plagiaten oder vor einer unzulässigen Vervielfältigung wird darin gesehen, dass das formgedächtnisbasierte Schutzelement an den Seiten des Produktes offen liegt oder übersteht, so dass eine elektrische Kontaktierung der Messeinrichtung direkt über die Enden des formgedächtnisbasierte Schutzelementes erfolgt oder dass die elektrische Kontaktierung des formgedächtnisbasierte Schutzelementes indirekt über das Produkt erfolgt, wobei das Produkt definierte Kontaktstellen und Leiterbahnen aufweist und wobei die Einbringung der Leiterbahnen in das Produkt bei papierbasierten oder kunststoffbasierten Produkten insbesondere durch Bedrucken, Einbetten und bei stoffbasierten Produkten durch Einweben vorgesehen ist.An advantageous embodiment of the shape memory-based protection element for protection against plagiarism or impermissible duplication is seen in that the shape memory-based protection element is exposed or protruding on the sides of the product, so that an electrical contact of the measuring device takes place directly over the ends of the shape memory-based protection element or the electrical contacting of the shape memory-based protective element takes place indirectly via the product, wherein the product has defined contact points and printed conductors and wherein the introduction of the printed conductors into the product is provided by weaving in paper-based or plastic-based products, in particular by printing, embedding and fabric-based products.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematisch in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown schematically in drawings.

Es zeigen:

1 ein in eine Kunststofffolie eingebettetes formgedächtnisbasiertes Schutzelement;
2 Auslesen der Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes durch eine Erwärmung;
3 Auslesen der Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes durch eine mechanische Verformung;
4 einen Kurvenverlauf des elektrischen Widerstandes eines formgedächtnisbasierten Schutzelementes;
5 einen Kurvenverlauf des elektrischen Widerstandes eines formgedächtnisbasierten Schutzelementes während einer mehrstufigen Phasenumwandlung;
6 Auslesen der Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes durch eine Gestaltänderung mittels interner Wärmequelle;
7 Auslesen der Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes durch eine Gestaltänderung mittels externer Wärmequelle.

Show it:

1 a shape memory based protection element embedded in a plastic film;
2 Reading the coding of the shape memory based protection element by heating;
3 Reading out the coding of the shape memory based protection element by a mechanical deformation;
4 a curve of the electrical resistance of a shape memory-based protection element;
5 a waveform of the electrical resistance of a shape memory-based protection element during a multi-stage phase transformation;
6 Reading the coding of the shape memory based protection element by a shape change by means of internal heat source;
7 Reading out the coding of the shape memory based protection element by a shape change by means of external heat source.

1 zeigt ein als Kunststofffolie ausgebildetes zu schützendes Produkt 1, in das bei der Herstellung ein formgedächtnisbasiertes codiertes Schutzelement 2 integriert ist. Das zu schützende Produkt 1 kann aus Papier, Stoff, Kunststofffolien oder dergleichen Materialien bestehen und es können auch mehrere formgedächtnisbasierte Schutzelemente 2 in das entsprechende zu schützende Produkt 1 eingebettet oder eingewebt werden. In einer weiteren nicht näher dargestellte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das formgedächtnisbasierte Schutzelement 2 auf dem zu schützenden Produkt 1 angeordnet und mittels Verbindungstechniken befestigt werden. 1 shows a designed as a plastic film to be protected product 1 in which a shape memory based coded protective element is used in the manufacture 2 is integrated. The product to be protected 1 can be made of paper, cloth, plastic films or the like materials and it can also be several shape memory-based protective elements 2 into the corresponding product to be protected 1 embedded or woven in. In a further non-illustrated embodiment of the present invention, the shape memory-based protection element 2 on the product to be protected 1 be arranged and secured by means of connection techniques.

Das formgedächtnisbasierte Schutzelement 2 in Form eines Flach- bzw. Runddrahtes besitzt auf der Basis von Phasentransformationen und Veränderungen in der Mikrostruktur eine Codierung in Form einer unverwechselbaren elektrischen Widerstandskennlinie. Die elektrische Widerstandskennlinie wird durch die Legierungsauswahl und einen speziellen thermomechanischen Vorbehandlungsprozess in die gewünschte Ausprägung gebracht. Die Form und Größe der Widerstandskennlinie stellt eine unverwechselbare, einfache und sichere Möglichkeit dar, Produkte 1 zu schützen, da eine große Anzahl an Parametern die Widerstandskennlinie beeinflussen. Das formgedächtnisbasierte Schutzelement 2 erstreckt sich in 1 über die gesamte Länge der zu schützenden Produkte 1, kann sich aber auch nur über einen Teilbereich des zu schützenden Produktes 1 erstrecken. Es werden unterschiedliche Formgedächtniselemente als Schutzelemente 2 eingesetzt. Bei dem Einsatz eines Formgedächtniseffektes mit mechanischen Effekt wird die Phasenumwandlung und damit das Auslesen der Codierung in Form des elektrischen Widerstandes durch eine mechanische Verformung ausgeführt. Bei dem Einsatz eines Formgedächtniselement mit thermischem Effekt wird die Phasenumwandlung und damit das Auslesen der Codierung in Form des elektrischen Widerstandes durch eine Erwärmung ausgeführt und bei dem Einsatz eines Formgedächtniselement mit thermischen Effekt und pseudoplastischer Verformung wird die Phasenumwandlung mit äußerer Gestaltänderung ebenfalls durch eine Erwärmung ausgeführt.The shape memory based protection element 2 in the form of a flat or round wire has on the basis of phase transformations and changes in the microstructure coding in the form of a distinctive electrical resistance characteristic. The electrical resistance characteristic is brought into the desired form by the alloy selection and a special thermo-mechanical pretreatment process. The shape and size of the resistance characteristic provides a distinctive, simple and secure way to product 1 to protect, since a big one Number of parameters affecting the resistance characteristic. The shape memory based protection element 2 extends into 1 over the entire length of the products to be protected 1 , but can also only about a portion of the product to be protected 1 extend. There are different shape memory elements as protective elements 2 used. When using a shape memory effect with mechanical effect, the phase transformation and thus the reading of the coding in the form of electrical resistance is carried out by a mechanical deformation. When using a shape memory element with thermal effect, the phase transformation and thus the reading of the coding in the form of electrical resistance is carried out by heating and when using a shape memory element with thermal effect and pseudoplastic deformation, the phase transformation with external shape change is also carried out by heating.

In den 2 und 3 ist schematisch das Auslesen der Codierung durch das Erfassen und Interpretieren des elektrischen Widerstandes des formgedächtnisbasierten Schutzelementes 2 dargestellt. Im Fall eines Schutzelementes 2 aus einer Formgedächtnislegierung wird eine Messeinrichtung 3 benötigt, welche die Phasenumwandlung herbeiführt, dabei die elektrische Widerstandskurve misst und diese interpretiert. Die Herbeiführung der Phasenumwandlung kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen.In the 2 and 3 schematically is the reading of the coding by detecting and interpreting the electrical resistance of the shape memory based protection element 2 shown. In the case of a protective element 2 a shape memory alloy becomes a measuring device 3 which induces the phase transformation, thereby measuring and interpreting the electrical resistance curve. The induction of the phase transformation can be done in two different ways.

In 2 ist die Nutzung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes 2 mit thermischen Effekt dargestellt. Die thermische Energie wird in diesem Fall durch die Messeinrichtung 3 bereitgestellt, mit der symbolischen Darstellung für eine Widerstandskennlinie, ein Widerstandselement und eine Batterie oder einen Akku. Im Gegensatz zur herkömmlichen Nutzung des thermischen Effektes in der Aktorik generiert mah hier lediglich eine Phasenumwandlung ohne äußere Gestaltänderung. Die durch die Messeinrichtung 3 während der Phasenumwandlung gemessene Widerstandskennlinie, entspricht dann der Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes 2.In 2 is the use of the shape memory based protection element 2 shown with thermal effect. The thermal energy is in this case by the measuring device 3 provided with the symbolic representation of a resistance characteristic, a resistive element and a battery or a rechargeable battery. In contrast to the conventional use of the thermal effect in the actuators mah generates here only a phase transformation without external shape change. The by the measuring device 3 during the phase transformation measured resistance characteristic, then corresponds to the coding of the shape memory based protection element 2 ,

In 3 ist die Nutzung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes 2 mit mechanischem Effekt dargestellt, bei dem die Phasenumwandlung durch eine mechanische Verformung infolge einer äußeren, durch die Messeinrichtung 3 aufgebrachten Kraft erfolgt. Der sich durch die Phasenumwandlung ändernde elektrische Widerstand stellt die Codierung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes 2 dar und dient damit zur Identifizierung eines Originalproduktes 1.In 3 is the use of the shape memory based protection element 2 shown with a mechanical effect, in which the phase transformation by a mechanical deformation due to an external, by the measuring device 3 applied force occurs. The electrical resistance which changes as a result of the phase transformation constitutes the coding of the shape memory-based protection element 2 and thus serves to identify an original product 1 ,

Die 4 zeigt eine Diagrammdarstellung der Kennlinie des elektrischen Widerstandes R von formgedächtnisbasierten Schutzelementen 2 während der Phasenumwandlung. Weiterhin sind die charakteristischen Wendepunkte der Widerstandskennlinie in der Austenit und Martensitphase dargestellt. Es handelt sich hierbei um die Widerstandswerte für die Phasenumwandlungstemperaturen. Durch unterschiedliche Vorbehandlungsprozesse können die Lage dieser charakteristischen Punkte zueinander oder insgesamt derart verschoben werden, dass sich eine unverwechselbare Kennlinie ergibt.The 4 shows a diagram of the characteristic of the electrical resistance R of shape memory based protection elements 2 during the phase transformation. Furthermore, the characteristic inflection points of the resistance characteristic in the austenite and martensite phase are shown. These are the resistance values for the phase transition temperatures. By different pretreatment processes, the position of these characteristic points can be shifted relative to one another or in total in such a way that an unmistakable characteristic curve results.

Die 5 zeigt eine Diagrammdarstellung einer mehrstufigen Widerstandskennlinie. Eine derartige mehrstufige Widerstandskennlinie entsteht beispielsweise durch lokal unterschiedliche Vorbehandlungsprozesse. The 5 shows a diagram representation of a multi-stage resistance characteristic. Such a multistage resistance characteristic is produced, for example, by locally different pretreatment processes.

In dem Abstand und dem Wert der verschiedenen Stufen können auch Produktinformationen gespeichert werden.Product information can also be stored in the distance and the value of the different stages.

In der 6 ist schematisch das Auslesen der Codierung durch eine Gestaltänderung von der Ausgangsstellung in eine mögliche Endstellung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes 2 dargestellt. Bei einem formgedächtnisbasierten Schutzelement 2 benötigt die Messeinrichtung 3 eine interne Wärmequelle in Form einer Batterie oder eines Akkus, welche die Phasenumwandlung durch die Zuführung von thermischer Energie herbeiführt. In 7 erfolgt die Erwärmung beispielsweise durch eine externe Wärmequelle 4. Das Auslesen der Codierung erfolgt durch die Gestaltänderung des formgedächtnisbasierten Schutzelementes 2. Die thermische Energie wird hier durch die externe Wärmequelle 4 bereitgestellt und gelangt durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung oder durch eine konvektive Wärmeübertragung zum formgedächtnisbasierten Schutzelement 2. Die Wärmequelle 4 ist vorzugsweise ein Heizstrahler oder ein Haartrockner.In the 6 schematically is the reading of the coding by a change in shape from the initial position in a possible end position of the shape memory-based protection element 2 shown. In a shape memory based protection element 2 requires the measuring device 3 an internal heat source in the form of a battery or a rechargeable battery, which causes the phase transformation by the supply of thermal energy. In 7 the heating takes place, for example, by an external heat source 4 , The coding is read out by the shape change of the shape memory-based protection element 2 , The thermal energy is here by the external heat source 4 provided and passes through heat radiation, heat conduction or by a convective heat transfer to the shape memory-based protection element 2 , The heat source 4 is preferably a radiant heater or a hairdryer.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die genannten Ausführungsbeispiele, sondern ist in der Gestaltung und Anordnung der formgedächtnisbasierten Schutzelemente, in der Art und Weise der Codierung des formgedächnisbasierten Schutzelementes 2, sowie der Messeinrichtung 3 zum Auslesen der Codierung vielfach variabel. Sie umfasst insbesondere auch Varianten, die durch Kombination von in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Merkmalen bzw. Elementen gebildet werden können. Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie aus den Zeichnungen entnehmbaren Merkmale sind weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und in den Ansprüchen erwähnt sind.The invention is not limited to the aforementioned embodiments, but is in the design and arrangement of the shape memory-based protection elements, in the manner of encoding the formgedächnisbasierten protection element 2 , as well as the measuring device 3 for reading the coding often variable. In particular, it also includes variants which can be formed by combination of features or elements described in connection with the present invention. All features mentioned in the foregoing description and in the drawings are further constituents of the invention, although they are not particularly emphasized and mentioned in the claims.

Claims

A method for protecting products made of fabric, paper, plastic film or the like from unauthorized duplication or plagiarism, wherein the product to be protected is attached to or in a protective system made of cloth, paper, plastic film or the like materials, characterized in that for protection of products (1) in the manufacture of a product (1) at least one protection element (2) formed as a shape memory element is integrated into the product (1) or affixed to the product (1), the shape memory based protection element (2) being based on Phase transformations and targeted changes in the alloy composition or the microstructure has a coding in the form of a distinctive electrical resistance characteristic, which serves for the identification of the product to be protected (1) and for storage of product-related information, wherein the shape memory-based protection element (2) based on phase transformations and deliberately adjusted changes in the alloy composition or the microstructure has a coding in the form of distinctive transformation temperatures or in the form of a distinctive shape change, which serve to identify the product to be protected (1), wherein the characteristic of the electrical resistance, the Conversion temperatures and the shape change of the shape memory-based protection element (2) by the alloy selection, the manufacturing process and the thermomechanical pretreatment process is changed and whereby distinctive microstructures are generated by the different parameters in the manufacturing and pretreatment processes that represent the coding of the shape memory based protection element (2) and wherein in a test process by means of a measuring device (3) the measurement and evaluation of the electrical resistance characteristic, the transformation temperatures and the Shape change of the shape memory based protection element (2) during the phase transformation is performed by comparing the electrical resistance characteristic or transformation temperature or shape change of the shape memory based protection element (2) after measurement to stored reference curves, reference values, reference shapes or reference characteristics.

Method according to Claim 1 characterized in that the austenite start temperature, ie the beginning of the shape change or the austenite finish temperature or the transition temperature interval or the martensite start temperature or the hysteresis width serves as a security feature for reading out thermal shape-coded shape memory-based protection elements (2) and is compared with the deposited as a test characteristic characteristic temperatures or temperature ranges or that when heated to a characteristic temperature, the presence of the shape change or too early occurrence of the change in shape during the heating serves as a security feature. Test feature deposited characteristic temperatures or temperature ranges or electrical resistance characteristics is compared or that when heated to a characteristic temperature, the presence of the shape change or the early occurrence of the change in shape during the heating phase serves as a security feature.

Method according to Claim 1 characterized in that the shape change of the shape memory based protection elements (2) is either performed once or is repeatable and that the repeatable shape change of the shape memory based protection elements (2) is either trained by a special thermomechanical pretreatment or if the repeatable shape change is by an external restoring force, in that the shape memory-based protective element (2) has the intrinsic or extrinsic two-way effect and the provision serves as an additional security feature for the product (1).

Method according to Claim 1 , characterized in that the serving as coding phase transformation during reading is brought about permanently or by the use of an alloy for shape memory based protection elements (2) with a large hysteresis, so that the readout process is performed only once by the permanent adjustment of the austenitic phase and as additional security feature is used.

Method according to Claim 1 , characterized in that the cold deformation or the heat treatment in a thermomechanical pretreatment process not uniform over the entire product (1), but locally takes place with different parameters, so that each portion of the shape memory based protection element (2) has its own code or the entire code itself is composed of the sum of the subregions and that the coding in the form of the electrical resistance characteristic is formed by locally different pretreatment processes as a multi-stage resistance characteristic or that the coding in the form of the characteristic transformation temperatures has a plurality of identical transformation temperatures or that the coding in the form of a change in shape has a multi-level shape change.

Measuring device for carrying out the method according to one of Claims 1 - 5 for the protection of products from impermissible duplication and against plagiarism, comprehensive means for reading out the resistance characteristic or for measuring the temperature or for detecting the shape and an evaluation unit for the measured data, characterized in that the measuring device (3) for reading out a code in the form of Characteristic of the electrical resistance or in the form of the transformation temperatures or in the form of the shape memory of the shape memory based protection element (2) comprises a sensor, wherein a comparison of the measured values stored in an evaluation unit reference curves, reference values, reference shapes or reference characteristics is provided and wherein in a mismatch with the Reference curves, reference values, reference shapes or reference characteristics either no signal or a contrary signal can be displayed.

Measuring device according to Claim 6 characterized in that in a shape memory-based protection element (2) with thermal effect, a phase transformation is provided without external shape change by heating, wherein the measured by the phase change changing electrical resistance and the resistance characteristic is compared with a reference stored in the evaluation unit reference characteristic and wherein the heating is provided by means of a heating element provided in the measuring device (3) or by an external heat source (4) or via the self-heating by means of Joule.

Measuring device according to Claim 6 , characterized in that in a shape memory based protection element (2) with mechanical effect, a phase transformation by the generation of a mechanical deformation by a manually or electrically operated mechanism in the measuring device (3) is provided, wherein the phase change by the changing electrical resistance by means of a Measured sensors and the resistance characteristic is comparable with a stored in the evaluation reference characteristic.

Measuring device according to Claim 6 , characterized in that in a shape memory based protection element (2) with thermal effect and pseudoplastic deformation or when using bimetals, the shape change is effected by heating, wherein the changing shape is visually or haptically measured or detected and compared with a reference shape, wherein the Shape change takes place once or several times and wherein the heating is provided either via a in the measuring device (3) provided heating element or by the external heat source (4) or via the Joul'schen self-heating.

Measuring device according to Claim 6 , characterized in that the shape memory based protection element (2) on the sides of the product (1) is open or protruding, so that an electrical contact of the measuring device (3) directly over the ends of the shape memory based protection element (2) or that the electrical contact the shape memory based protection element (2) takes place indirectly via the product (1), wherein the product (1) has defined contact points and conductor tracks and wherein the introduction of the conductor tracks into the product (1) in paper-based or plastic-based products, in particular by printing, embedding and in fabric-based products by weaving is provided.

Measuring device according to Claim 6 to 10 , characterized in that the encoded shape memory based protection element (2) is formed as a round or flat wire and embedded or woven into a product (1) made of paper, textiles or plastic or the encoded shape memory based protection element (2) on the product (1) after its production is firmly bonded.