DE102011007349A1 - Labeling substrate e.g. transparent container, comprises depositing luminescent dye as first identification feature in transparent oxide marker layer, and setting roughness of marker layer as second identification feature - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kennzeichnung eines Substrates.The invention relates to a method for identifying a substrate.
Produktpiraterie ist ein Problem, das insbesondere bei hochwertigen Produkten (Kosmetika, Medikamente, Uhren, Brillengläser, Autoscheiben etc.) erhebliche wirtschaftliche Schäden für die Hersteller der Originalprodukte verursacht. 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 Plagiatschutz.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.). 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, therefore, there is a need for effective protection against plagiarism.
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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kennzeichnung eines Substrates anzugeben, mit dem ein verbesserter Plagiatschutz erzielt wird.The invention has for its object to provide a method for identifying a substrate, with which an improved protection against plagiarism is achieved.
Aus der nachveröffentlichten
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 erfindungsgemäßen Verfahren zur Kennzeichnung eines Substrates wird mindestens ein lumineszenter Farbstoff in mindestens einer transparenten oxidischen Markerschicht oder in mindestens einer oxidischen Funktionsschicht auf einer Oberfläche des Substrats oder auf einer auf der Oberfläche befindlichen Schicht als ein erstes Identifizierungsmerkmal abgeschieden. Die Abscheidung mindestens einer der Markerschichten oder Funktionsschichten erfolgt mittels chemischer Gasphasenabscheidung unter Verwendung eines Plasmas. Als ein zweites Identifikationsmerkmal wird eine Rauhigkeit der Markerschicht oder Funktionsschicht mittels Variation von Parametern der chemischen Gasphasenabscheidung eingestellt. Die Rauhigkeit kann beispielsweise zwischen 1 nm und etwa 25 nm variiert werden.In a method according to the invention for identifying a substrate, at least one luminescent dye is deposited in at least one transparent oxidic marker layer or in at least one oxide functional layer on a surface of the substrate or on a surface layer as a first identification feature. The deposition of at least one of the marker layers or functional layers takes place by means of chemical vapor deposition using a plasma. As a second identification feature, a roughness of the marker layer or functional layer is set by means of variation of parameters of the chemical vapor deposition. The roughness can be varied, for example, between 1 nm and about 25 nm.
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.
Die Abscheidung mindestens einer der Markerschichten oder Funktionsschichten erfolgt bevorzugt mittels chemischer Gasphasenabscheidung unter Verwendung eines Plasmas. Ein solcher Prozess wird gemeinhin als PACVD (plasma activated chemical vapour deposition) bezeichnet. Derartige Prozesse laufen sowohl im Niederdruck als auch unter Normaldruckbedingungen ab.The deposition of at least one of the marker layers or functional layers preferably takes place by means of chemical vapor deposition using a plasma. Such a process is commonly referred to as PACVD (plasma activated chemical vapor deposition). Such processes occur both in low pressure and under normal pressure conditions.
Die Abscheidung erfolgt vorzugsweise so, dass aus einem Arbeitsgas ein Plasmastrahl erzeugt wird, wobei mindestens ein Precursormaterial dem Arbeitsgas und/oder dem Plasmastrahl zugeführt und im Plasmastrahl 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 Nanozeolithen enthalten. Der gelöste oder der dispergierte Farbstoff oder die Nanozeolithe mit dem Farbstoff werden dem Arbeitsgas oder dem Plasmastrahl separat oder gemeinsam mit dem Precursor zugeführt.The deposition is preferably carried out so that a plasma jet is generated from a working gas, wherein at least one precursor material is supplied to the working gas and / or the plasma jet and is reacted in the plasma jet. 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 is contained in nanozeolites. The dissolved or dispersed dye or nano-zeolites with the dye are fed to the working gas or the plasma jet separately or together with the precursor.
Bei Dispergierung werden insbesondere chemisch beständigere organische Farbstoffe verwendet. Der dispergierte Farbstoff wird dabei vorzugsweise mittels einer Schlauchpumpe in das Arbeitsgas oder den Plasmastrahl eindosiert.When dispersing in particular chemically stable organic dyes used. The dispersed dye is preferably metered into the working gas or the plasma jet by means of a peristaltic pump.
Besonders bevorzugt wird die Abscheidung 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.Particularly preferably, the deposition is carried out 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.
Alternativ oder zusätzlich kann die Abscheidung mindestens einer der Markerschichten oder Funktionsschichten mittels eines Sol-Gel-Verfahrens, mittels einer Flamme oder elektrochemisch erfolgen. 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, beispielsweise bei einer Temperatur von mindestens 300°C, erfolgen, wobei die Schicht vollständig vernetzt. Die so hergestellte Schicht ist mechanisch stabil.Alternatively or additionally, at least one of the marker layers or functional layers can be deposited by means of a sol-gel process, by means of a flame or electrochemically. 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, for example at a temperature of at least 300 ° C, take place, wherein the layer is completely crosslinked. The layer thus produced is mechanically stable.
Die Sol-Gel-Beschichtung kann einer vorherigen chemischen Gasphasenabscheidung aus dem Plasma nachgeschaltet sein.The sol-gel coating may be followed by a previous chemical vapor deposition from the plasma.
Die als zweites Identifikationsmerkmal eingestellte Rauhigkeit der Markerschicht oder Funktionsschicht ist mit bloßem Auge nicht wahrnehmbar, kann jedoch mittels oberflächensensitiver Verfahren nachgewiesen werden, beispielsweise mittels Interferenzmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie (auch AFM – atomic force microscopy) oder Profilometrie.The roughness of the marker layer or functional layer, which is set as the second identification feature, is imperceptible to the naked eye, but can be detected by means of surface-sensitive methods, for example by means of interference microscopy, Atomic Force Microscopy (AFM) or profilometry.
Als Parameter zur Einstellung der Rauhigkeit kann eine Dosis des Precursors zur Herstellung der oxidischen Schicht variiert werden, der dem Plasma oder einem Arbeitsgas zugeführt wird, aus dem das Plasma gebildet wird.As a parameter for adjusting the roughness, a dose of the precursor for producing the oxide layer can be varied, which is supplied to the plasma or a working gas from which the plasma is formed.
Ebenso kann als Parameter eine Tröpfchengröße des Precursors eingestellt werden, der dem Arbeitsgas oder dem Plasma als Aerosol zugeführt wird oder der durch Einsprühen in einen Arbeitsgasstrom mit dem Arbeitsgas ein Aerosol bildet.Likewise, as a parameter, a droplet size of the precursor can be adjusted, which is supplied to the working gas or the plasma as an aerosol or forms an aerosol by spraying into a working gas stream with the working gas.
Die Tröpfchengröße hat neben dem Einfluss auf die Morphologie der abgeschiedenen Schicht auch einen Einfluss auf die Verteilung des Farbstoffs in der Schicht. Dies kann mit Fluoreszenzmikroskopie nachgewiesen werden.The droplet size has, in addition to the influence on the morphology of the deposited layer, also an influence on the distribution of the dye in the layer. This can be detected by fluorescence microscopy.
Die Tröpfchengröße kann beispielsweise durch Auswahl einer Größe einer Düse, mit der der Precursor zugeführt wird oder durch Variation eines Durchsatzes des Arbeitsgasstromes eingestellt werden.The droplet size can be adjusted for example by selecting a size of a nozzle, with which the precursor is supplied or by varying a flow rate of the working gas stream.
Ebenso kann als Parameter eine Anzahl von Durchläufen variiert werden, in denen das Plasma über die Oberfläche geführt wird. Je höher die Anzahl der Durchläufe gewählt wird, desto höher ist die resultierende Oberflächenrauheit.Also, as a parameter, a number of passes may be varied in which the plasma is passed over the surface. The higher the number of passes selected, the higher the resulting surface roughness.
Ebenso kann als Parameter die Precursordosierung durch die Auswahl und Parameter einer Dosierpumpe eingestellt werden.Likewise, as a parameter, the precursor dosage can be set by the selection and parameters of a metering pump.
Die transparente Markerschicht oder die Funktionsschicht kann in einem weiteren Schritt zur Erzeugung eines dritten Identifizierungsmerkmals durch lokale Zerstörung, insbesondere thermisch, mit einer Struktur versehen werden.The transparent marker layer or the functional layer can be provided with a structure by local destruction, in particular thermally, in a further step for producing a third identification feature.
Dabei können beispielsweise ein oder mehrere alphanumerische Zeichen, Symbole oder Logos oder ein- oder zweidimensionale Barcodes in die den Farbstoffenthaltende Schicht eingebracht werden. Durch die Kombination der Identifikationsmerkmale ergibt sich eine besonders hohe Fälschungssicherheit.In this case, for example, one or more alphanumeric characters, symbols or logos or one- or two-dimensional barcodes can be introduced into the dye-containing layer. The combination of the identification 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 dritte 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 third 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.
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.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.
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 is a pinpoint thermal destruction of the dyes 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 a luminescent dye is preferably a fluorescent dye, in particular an organic fluorescent dye used, since it can be destroyed particularly easily 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.
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 Stromfluss (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 (gasochrom).
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 AlO4- und SiO4-Tetraedern gebildet. Die Aluminium- und Silizium-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 store up to about 40 percent of their dry weight of water, which is given off when heated. In damp air, the water can be absorbed without affecting the structure of the mineral. Zeolites are formed from a microporous framework structure of AlO 4 and SiO 4 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.
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, zweiten und gegebenenfalls dritten 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, at a localized location of the substrate with the first, second and optionally third identification feature is characterized.
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, zweiten und gegebenenfalls dritten Identifikationsmerkmal gekennzeichnet.In a further preferred embodiment, a transparent or translucent substrate, for example a watch glass or a car window, is identified at a locally limited location of the substrate with the first, second and optionally third identification feature.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein transparentes oder transluzentes Substrat, insbesondere ein Behälter mit dem ersten, zweiten und gegebenenfalls dritten 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, second and optionally third 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. Auch das zweite Identifikationsmerkmal, die Rauhigkeit der Schicht, kann der Kodierung von Informationen bei der Produktion des Behälters dienen. Mittels des dritten 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. The second identification feature, the roughness of the layer, can also serve to code information during the production of the container. By means of the third identification feature, a product batch or a filling date of a product filled in the container can then be coded. This allows a follow-up of the production chain.
Die Markierung des Behälters mit den Identifikationsmerkmalen kann beispielsweise am Boden oder an den Gefäßwänden erfolgen. The marking of the container with the identification features can be done for example on the ground or on the vessel walls.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Darin zeigen:Show:
Unter Verwendung eines Atmosphärendruckplasmas wurde eine Siliziumdioxid-Schicht als Markerschicht auf ein Substrat aus Glas aufgebracht. Hierzu wurde dem Plasma oder dem Arbeitsgas, aus dem das Plasma gebildet wurde, ein siliziumhaltiger Precursor, beispielsweise Hexamethyldisiloxan (HMDSO), zugeführt. Durch Zugabe von Nanopartikeln mit fluoreszierenden Farbstoffen zum Precursor wurden Partikel dieses Farbstoffs in die Matrix der Markerschicht eingebunden. Es wurden neun Durchläufe durchgeführt, in denen das Plasma über die Oberfläche des Substrats geführt wurde. Im Ergebnis dieses PACVD-Prozesses (plasma activated chemical vapour deposition) wurde eine Schicht mit einer Dicke von etwa 100 nm erzielt. Eine Rauhigkeit der Schicht beträgt etwa 10 nm.
Werden stattdessen 15 Durchläufe durchgeführt ergibt sich eine Schichtdicke von etwa 170 nm bei einer Rauhigkeit von etwa 20 nm. Das Oberflächenprofil dieser Schicht ist in
Der abgeschiedene Farbstoff kann als ein erstes Identifikationsmerkmal verwendet werden. Die Rauhigkeit der Schicht kann als ein zweites Identifikationsmerkmal verwendet werden.The deposited dye can be used as a first identification feature. The roughness of the layer can be used as a second identification feature.
Die als zweites Identifikationsmerkmal eingestellte Rauhigkeit der Markerschicht oder Funktionsschicht kann mittels oberflächensensitiver Verfahren nachgewiesen werden, beispielsweise mittels Interferenzmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie (auch AFM – atomic force microscopy) oder Profilometrie.The roughness of the marker layer or functional layer, which is set as a second identification feature, can be detected by means of surface-sensitive methods, for example by means of interference microscopy, atomic force microscopy (AFM) or profilometry.
Als weiterer oder alternativer Parameter zur Einstellung der Rauhigkeit kann eine Dosis des Precursors zur Herstellung der oxidischen Schicht variiert werden, der dem Plasma oder einem Arbeitsgas zugeführt wird, aus dem das Plasma gebildet wird.As a further or alternative parameter for adjusting the roughness, a dose of the precursor for producing the oxide layer can be varied, which is supplied to the plasma or a working gas from which the plasma is formed.
Ebenso kann als Parameter eine Tröpfchengröße des Precursors eingestellt werden, der dem Arbeitsgas oder dem Plasma als Aerosol zugeführt wird oder der durch Einsprühen in einen Arbeitsgasstrom mit dem Arbeitsgas ein Aerosol bildet.Likewise, as a parameter, a droplet size of the precursor can be adjusted, which is supplied to the working gas or the plasma as an aerosol or forms an aerosol by spraying into a working gas stream with the working gas.
Die Tröpfchengröße kann beispielsweise durch Auswahl einer Größe einer Düse, mit der der Precursor zugeführt wird oder durch Variation eines Durchsatzes des Arbeitsgasstromes eingestellt werden.The droplet size can be adjusted for example by selecting a size of a nozzle, with which the precursor is supplied or by varying a flow rate of the working gas stream.
Der Plasmabrenner wurde mit einer Leistung von 400 W betrieben. Das Substrat wurde mit einem Abstand von 10 mm vom Brenner mit einer Verfahrgeschwindigkeit von 100 mm/s bewegt. Der Plasmabrenner wurde mäanderförmig über das Substrat geführt, der Rasterabstand betrug 3 mm. Als fluoreszierender Farbstoff wurde TINOPAL OB der Firma Ciba Specialty Chemicals Basel gewählt.The plasma torch was operated at a power of 400W. The substrate was moved at a distance of 10 mm from the burner at a travel speed of 100 mm / s. The plasma burner was meandered over the substrate, the grid spacing was 3 mm. TINOPAL OB from Ciba Specialty Chemicals Basel was chosen as the fluorescent dye.
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 und so ein drittes Identifikationsmerkmal geschaffen. Dabei wurde ein Laser der Wellenlänge 355 nm mit einem Fokus-Durchmesser von 20 μm bis 100 μm verwendet.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, thus creating a third identification feature. In this case, a laser of wavelength 355 nm was used with a focus diameter of 20 microns to 100 microns.
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.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 erste Identifikationsmerkmal kann mit anderen Mitteln, insbesondere thermisch, zerstört werden. Beispielsweise kann dazu eine Flamme oder ein Plasma, insbesondere ein Plasma-Mikrostempel, verwendet werden.The first 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.
Das zweite Identifikationsmerkmal kann sowohl durch Variation der Anzahl der Durchläufe und damit der Schichtdicke als auch durch Variation der Precursordosierung oder durch Variation der Tröpfchengröße des Precursors oder durch Variation mehrerer dieser Parameter gleichzeitig eingestellt werden.The second identification feature can be set both by varying the number of passes and thus the layer thickness and by varying the Precursordosierung or by varying the droplet size of the precursor or by varying several of these parameters simultaneously.
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 may alternatively with the atmospheric pressure plasma method with other methods, for example by means of chemical vapor deposition using a flame, by means of a sol-gel process or by means of 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.
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