DE19740908C1

DE19740908C1 - Anzeigeelement für die Verwendung in einem magnetischen Diebstahlsicherungssystem und Verfahren zur Herstellung eines Aktivierungsstreifens hierfür

Info

Publication number: DE19740908C1
Application number: DE19740908A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr Herget; Ottmar Roth
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 1999-08-05
Anticipated expiration: 2017-09-18
Also published as: WO1999014718A1; JP2001505344A; US6166636A; EP0939943A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Anzeigeelement für die Verwendung in einem magnetischen Diebstahlsicherungssystem bestehend aus:

1. Einem länglichen, aus einer amorphen ferromagnetischen Le gierung bestehenden Alarmstreifen und zumindest
2. einem länglichen, auf den Alarmstreifen aufgebrachten, aus einer halbhartmagnetischen Legierung bestehenden Aktivie rungsstreifen.

Solche magnetischen Diebstahlsicherungssysteme und Anzeigee lemente sind hinlänglich bekannt und beispielsweise in der EP 0 121 649 B1 bzw. in der WO 90/03 652 eingehend beschrie ben. Zum einen gibt es sogenannte magnetoelastische Systeme, bei denen der Aktivierungsstreifen zur Aktivierung des Alarm streifens durch Aufmagnetisieren dient, zum anderen gibt es sogenannte harmonische Systeme, bei denen der Aktivierungs streifen nach seiner Aufmagnetisierung zur Deaktivierung des Alarmstreifens dient.

Zu den Legierungen mit halbhartmagnetischen Eigenschaften, die für die Vormagnetisierungsstreifen verwendet werden, ge hören Co-Fe-V-Legierungen, die z. B. als Vicalloy bekannt sind, Co-Fe-Ni-Legierungen, die als z. B. Vacozet bekannt sind, sowie Fe-Co-Cr-Legierungen, die z. B. als Crovac be kannt sind.

Diese Legierungen werden entweder in einzelnen Teilsegmenten oder als durchgehende Streifen parallel auf den Alarmstreifen aufgebracht.

Zur Aktivierung bzw. Deaktivierung des Alarmstreifens werden dann die Teilsegmente in einer Richtung aufmagnetisiert. Zur Deaktivierung bzw. Aktivierung eines durchgehenden Aktivie rungsstreifens wird dieser in wechselnder Polarität aufmagne tisiert.

Bei der Aufmagnetisierung von Teilsegmenten in eine Richtung kann aufgrund der Richtungshomogenität mit wesentlich größe rem Abstand von der Quelle des äußeren Magnetfeldes gearbei tet werden als bei der Aufmagnetisierung eines durchgehenden Aktivierungsstreifens. Bei der Aufmagnetisierung eines durch gehenden Aktivierungsstreifens muß dieser sehr nahe an die Quelle gebracht werden, um die wechselnde Aufmagnetisierung erreichen zu können. Mit einem durchgehenden Aktivierungs streifen kann demnach nur eine Kontaktaktivierung und keine Distanzaktivierung durchgeführt werden.

Da man mittlerweile aber dazu übergeht, die Anzeigeelemente der Diebstahlssicherungssysteme direkt in das zu sichernde Produkt einzubringen (Source Tagging), ergibt sich die Not wendigkeit, die Alarmstreifen mit Aktivierungsstreifen zu versehen, die auch aus größerer Entfernung bzw. mit kleineren Feldern aufmagnetisiert werden können. Es hat sich gezeigt, das die Koerzitivkraft dieser Aktivierungsstreifen auf Werte von höchstens 60 A/cm eingeschränkt werden muß.

Diese Anforderung kann aber von den aus dem Stand der Technik bekannten durchgehenden Aktivierungsstreifen nur unbefriedi gend genüge geleistet werden. Verfahrenstechnisch hat aber die Verarbeitung von durchgehenden Aktivierungsstreifen er hebliche Vorteile gegenüber der Aufbringung von Teilsegmen ten, da der Aktivierungsstreifen einfach parallel und dauer haft auf den Alarmstreifen aufgebracht wird.

Bei der Verwendung von Teilsegmenten hingegen müssen diese entweder vorkonfektioniert oder in Einzelteilen direkt aufge bracht werden. Eine Vorkonfektionierung verursacht höhere Ko sten. Das Aufbringen von Teilsegmenten bringt erhebliche Pro bleme bei der exakten geometrischen Zuordnung der einzelnen Teilsegmente auf dem Alarmstreifen mit sich.

Aus der US 3,820,104 ist es bekannt, auf die Alarmstreifen durchgehende Aktivierungsstreifen aufzubringen, die mit Lö chern versehen sind. Durch dieses Lochen wird eine Teilseg mentstruktur nachgebildet, die eine Distanzdeaktivlerung er laubt.

Allerdings bringt die geometrische Zuordnung der gelochten Aktivierungsstreifen auf den Alarmstreifen erhebliche Proble me mit sich. Eine exakte Zuordnung von Alarmstreifen und ge lochten Aktivierungsstreifen ist nur in einem Streubereich von ca. +/- 0,5 mm in der Breite zu gewährleisten. Demzufolge ist ein gewisser Überlapp der Löcher mit dem Alarmstreifen notwendig, d. h. der Durchmesser der Löcher muß in etwa der Bandbreite des Alarmstreifens plus 1 mm, die Bandbreite des Bandes diesen Durchmesser plus einer Stegbreite von minde stens 1 mm betragen. Dadurch ist ein erhöhter Materialeinsatz und demzufolge erhöhte Materialkosten notwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die eingangs genannten Anzeigeelemente bezüglich ihrer Aktivierungsstrei fen dahingehend weiterzuentwickeln, daß mit durchgehenden Ak tivierungsstreifen mit einfachen Mitteln befriedigend eine Distanzdeaktivierung möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

a) daß in die halbhartmagnetische Legierung mittels einer Wärmebehandlung ein oder mehrere voneinander räumlich ge trennte Bereiche eingebracht sind, die aus einer unmagne tischen Phase bestehen, und
b) daß die halbhartmagnetische Legierung eine Koerzitivkraft H_c von 15 bis 100 A/cm und eine Remanenz B_r von mindestens 0.8 T aufweist.

Durch eine solche Wärmebehandlung werden in geeigneten halb hartmagnetischen Legierungen Phasenübergänge von einer magne tischen Kristallstruktur zu einer unmagnetischen Kristall struktur induziert. Diese Phasenübergänge sind räumlich be grenzt, d. h. durch einen lokal begrenzten Wärmeeintrag wird lokal ein permanenter, irreversibler unmagnetischer Zustand hergestellt, der zu einer Reduktion des effektiven magnetisch leitfähigen Querschnitts führt.

Dadurch verliert der effektive magnetisch leitfähige Quer schnitt in diesem Bereich die Fähigkeit, den gesamten magne tischen Fluß weiterzuführen.

Als besonders geeignet haben sich die eingangs erwähnten halbhartmagnetischen Fe-Co-Cr-Legierungen erwiesen.

Ganz besonders gut geeignet sind Aktivierungsstreifen, die aus 0,1 bis 10 Gew.-% Nickel, 0,1 bis 15 Gew.-% Chrom, 0,1 bis 15 Gew.-% Molybdän und Rest Eisen in einem Gesamtanteil von Eisen, Nickel und Molybdän von weniger als 95 Gew.-% der Legierung zu sammengesetzt sind.

Solche Legierungen können ferner 0 bis 10 Gew.-% Kobalt und/oder wenigstens eines der Elemente Mn, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Cu, Al, Si in individuellen Anteilen von weniger als 0,5 Gew.-% der Legierung und in einem Gesamtanteil von weniger als 1 Gew.-% der Legierung und/oder wenigstens eines der Ele mente C, N, S, P, B, H, O in individuellen Anteilen von weni ger als 0,2 Gew.-% der Legierung und in einem Gesamtanteil von weniger als 1 Gew.-% der Legierung enthalten. Die Legierung ist durch eine Koerzitivkraft H_c von 30 bis 60 A/cm und einer Re manenz B_r von mindestens 0.8 T gekennzeichnet.

Diese Legierungen sind ausgezeichnet duktil und hervorragend kalt verformbar. Mit diesen Legierungen können Aktivierungs streifen hergestellt werden, die Dicken von 0,04 bis 0,07 mm aufweisen. Ferner zeichnen sich diese Legierungen durch ex zellente magnetische Eigenschaften und durch eine hohe Korro sionsbeständigkeit aus.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung dieser Legierungen sind halbhartmagnetische Legierungen, die 3 bis 9 Gew.-% Nickel, 5 bis 11 Gew.-% Chrom sowie 6 bis 12 Gew.-% Molybdän enthalten.

Typischerweise werden die Vormagnetisierungsstreifen durch Erschmelzen der Legierung unter Vakuum und Gießen zu einem Gußblock hergestellt. Anschließend wird der Gußblock zu einem Band bei Temperaturen oberhalb von ca. 800°C warmgewalzt, da nach bei einer Temperatur von ca. 1100°C zwischengeglüht und danach schnell abgekühlt. Anschließend findet eine Kaltver formung, zweckmäßigerweise Kaltwalzen, entsprechend einer Querschnittsverringerung von mindestens 75%, vorzugsweise 85% oder höher, statt. Als letzter Schritt wird das kaltgewalzte Band bei Temperaturen von ca. 500°C bis 800°C angelassen.

Diese lokale Wärmebehandlung kann in einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung durch einen Laser erfolgen, wobei die Wechselwirkungszeit, die Strahlfokussierung des Lasers und der Leistungseintrag des Lasers den Gegebenheiten so angepaßt wird, daß die Wärmeeinflußzone den geometrischen Abmessungen der zu erzielenden räumlich getrennten unmagnetischen Berei che entspricht.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung werden die noch nicht abgelängten Aktivierungsstreifen über ein beheiz tes Zahnrad geführt, dessen Zahnradbreite in etwa der Ausdeh nung der zu erzielenden unmagnetischen Bereiche entspricht, und dessen Abstände der einzelnen Zähne den Ausdehnungen der magnetischen Bereiche entsprechen soll. Das Zahnrad wird da bei auf eine Temperatur gebracht, die oberhalb der Phasenum wandlungstemperatur liegt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung im ein zelnen beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Alarmstreifen mit einem durchgehenden längli chen Aktivierungsstreifen gemäß dem Stand der Tech nik,

Fig. 2 einen Alarmstreifen mit aufgebrachter Teilsegmentie rung gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 3 einen Alarmstreifen mit aufgebrachten durchgehenden Aktivierungsstreifen mit Lochungen gemäß dem Stand der Technik und

Fig. 4 einen Alarmstreifen mit einem durchgehenden aufge brachten Aktivierungsstreifen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt einen Alarmstreifen 2 mit einem durchgehen den länglichen Aktivierungsstreifen 1a gemäß dem Stand der Technik. Der längliche Aktivierungsstreifen 1a ist durchge hend und in wechselnder Polarität aufmagnetisiert. Die Aufma gnetisierung des durchgehenden Aktivierungsstreifens 1a kann nur dann befriedigend erfolgen, wenn dieser sehr nahe an die Quelle des äußeren Magnetfeldes gebracht wird. Mit einem sol chen durchgehenden Aktivierungsstreifen ist demnach eine Di stanzaktivierung bzw. Distanzdeaktivierung nur unbefriedigend möglich.

Die Fig. 2 zeigt einen Alarmstreifen 2, auf den mehrere teil segmentierte Aktivierungsstreifen 1b aufgebracht sind. Die Aktivierung bzw. Deaktivierung dieses Alarmstreifens 2 er folgt durch die Aufmagnetisierung der Teilsegmente 1b. Die Aufmagnetisierung der Teilsegmente 1b in eine Richtung kann aufgrund der Richtungshömogenität mit einem wesentlich größe ren Abstand von der Quelle des äußeren Magnetfeldes erfolgen. Wie man sich aber aus der Fig. 2 vorstellen kann, ist die Aufbringung dieser relativ kleinen Teilsegmente 1b auf den durchgehenden Alarmstreifen 2 mit erheblichem Aufwand verbun den.

Die Fig. 3 zeigt einen durchgehenden Alarmstreifen 2 mit ei nem aufgebrachten durchgehenden Aktivierungsstreifen 1c. Die ser Aktivierungsstreifen 1c ist mit Löchern 3 versehen. Durch diese Löcher 3 wird die Teilsegmentstruktur der Fig. 2 nach gebildet. Hier ist aber die geometrische Zuordnung der Löcher 3 des Aktivierungsstreifens 1c auf dem Alarmstreifen 2 mit erheblichen Problemen verbunden.

Eine exakte Zuordnung des Alarmstreifens 2 und der Löcher 3 des Aktivierungsstreifens 1c ist nur in einem Streubereich von ca. +/- 0,5 mm in der Breite zu gewährleisten. Demzufolge ist ein gewisser Überlapp der Löcher 3 mit dem Alarmstreifen 2 notwendig. Der Durchmesser der Löcher 3 muß in etwa der Breite des Alarmstreifens plus 1 mm, die Bandbreite des Akti vierungsstreifens 1c diesen Durchmesser plus einer Stegbreite von mindestens 1 mm betragen. Dies führt dazu, daß der Akti vierungsstreifen 1c wesentlich breiter als der Alarmstreifen 2 sein muß, um eine sichere Funktionsweise des Etiketts zu erlauben.

Die Fig. 4 veranschaulicht die vorliegende Erfindung. Wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist, ist auf einen länglichen Alarmstreifen 2 wiederum ein länglicher durchgehender Akti vierungsstreifen 1d aufgebracht. In den länglichen Aktivie rungsstreifen 1d sind zwei räumlich voneinander getrennte Be reiche 4 eingebracht, die aus einer unmagnetischen Phase be stehen.

Diese unmagnetischen Bereich 4 werden durch eine Wärmebehand lung des Aktivierungsstreifens 1d erzielt. Dabei werden in einer geeigneten halbhartmagnetischen Legierung Phasenüber gänge von einer magnetischen Kristallstruktur, zu einer unma gnetischen Kristallstruktur induziert. Diese Phasenübergänge sind räumlich begrenzt, so daß die Bereiche 4 keinen Überlapp besitzen.

Durch einen lokal begrenzten Wärmeeintrag wird demnach lokal ein permanenter, irreversibler unmagnetischer Zustand herge stellt, der zu einer Reduktion des effektiven magnetisch leitfähigen Querschnitts führt.

Dadurch verliert der effektive magnetisch leitfähige Quer schnitt in diesen Bereichen 4 die Fähigkeit, den gesamten ma gnetischen Fluß weiterzuführen.

Der in der Fig. 4 gezeigte halbhartmagnetische Aktivierungs streifen 1d besteht aus einer Fe-Co-Cr-Legierung. Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Aktivierungsstreifen bestehen aus 0,1 bis 10 Gew.-% Nickel, 0,1 bis 15 Gew.-% Chrom, 0,1 bis 15 Gew.-% Molybdän und Rest Eisen in einem Gesamtanteil von Eisen, Nickel und Molybdän von weniger als 95 Gew.-% der Legierung; Der gezeigte Aktivierungsstreifen 1d wurde durch folgendes Verfahren hergestellt:

1. Gießen der Legierung bei 1600°C,
2. Warmwalzen des Gußblockes bei Temperaturen oberhalb 800°C,
3. einstündiges Zwischenglühen bei ca. 1100°C,
4. schnelles Abkühlen in Wasser,
5. Kaltwalzen,
6. einstündiges Zwischenglühen bei ca. 1100°C,
7. schnelles Abkühlen in Wasser,
8. Kaltverformung entsprechend einer Querschnittsverringe rung von 90%,
9. mehrstündiges Anlassen bei ca. 650°C und.

Die Aktivierungsstreifen werden dann mit einem Laser wärmebe handelt, um die unmagnetischen Bereiche zu erzielen.

In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung werden vor dem Ablängen der Aktivierungsstreifen diese im Durchlauf wärmebehandelt. Dabei werden die Aktivierungsstrei fen über ein beheiztes Zahnrad im Durchlauf geführt, dessen Zahnradbreite in etwa der Ausdehnung der zu erzielenden unma gnetischen Bereiche entspricht. Die Abstande der einzelnen Zähne des Zahnrades entsprechen den Ausdehnungen der magneti schen Bereiche. Das Zahnrad wird dabei auf eine Temperatur gebracht, die oberhalb der Phasenumwandlungstemperatur liegt.

Claims

1. Anzeigeelement für die Verwendung in einem magnetischen Diebstahlsicherungssystem, bestehend aus:

1) einem länglichen, aus einer amorphen ferromagnetischen Le gierung bestehenden Alarmstreifen (2) und zumindest
2) einem länglichen, auf den Alarmstreifen aufgebrachten, aus einer halbhartmagnetischen Legierung bestehenden Aktivie rungsstreifen (1d),

dadurch gekennzeichnet,

a) daß in die halbhartmagnetische Legierung mittels einer Wärmebehandlung ein oder mehrere voneinander räumlich ge trennte Bereiche (4) eingebracht sind, die aus einer unmagne tischen Phase bestehen, und
b) daß die halbhartmagnetische Legierung eine Koerzitivkraft H_c von 15 bis 100 A/cm und eine Remanenz B_r von mindestens 0.8 T aufweist.

2. Anzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die halbhartmagnetische Legierung aus
0,1-10 Gew.-% Ni, 0,1-15 Gew.-% Cr,
0,1-15 Gew.-% Mo, Rest Fe und
in einem Gesamtanteil an Fe, Ni und Mo von weniger als 95 Gew.-% der Legierung besteht,
b) daß die Legierung ferner enthalten kann,
- - 0-10 Gew.-% Co und/oder
- - wenigstens eines der Elemente Mn, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Cu, Al, Si in individuellen Anteilen von weniger als 0,5 Gew.-% der Legierung und in einem Gesamtanteil von we niger als 1 Gew.-% der Legierung und/oder
- - wenigstens eines der Elemente C, N, S, P, B, H, O in in dividuellen Anteilen von weniger als 0,2 Gew.-% der Legie rung und in einem Gesamtanteil von wenig er als 1 Gew.-% der Legierung, und
c) daß die halbhartmagnetische Legierung eine Koerzitivkraft H_c von 30-60 A/cm und eine Remanenz B_r von mindestens 0.8 T (10 000 Gauss) aufweist.

3. Anzeigeelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die halbhartmagnetische Legierung aus
3-9 Gew.-% Ni und/oder Co, 5-15 Gew.-% Cr,
3-12 Gew.-% Mo, Rest Fe besteht.

4. Verfahren zum Herstellen des Aktivierungsstreifens für das Anzeigeelement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

1) Erschmelzen der Legierung unter Vakuum oder Schutzgas und anschließendes Gießen zu einem Gußblock;
2) Wärmverformen des Gußblocks zu einem Band bei Temperaturen oberhalb ca. 800°C;
3) Zwischenglühen des Bandes bei einer Temperatur von ca. 1100°C;
4) schnelles Abkühlen;
5) Kaltverformen entsprechend einer Querschnittsverringerung von mindestens 85%;
6) Anlassen bei Temperaturen zwischen 500°C und 800°C;
7) Einbringen eines oder mehrerer voneinander räumlich ge trennter unmagnetischer Bereiche durch eine lokale Wärme behandlung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungsstreifen im Durchlauf mit einem Laser lokal wärmebehandelt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungsstreifen im Durchlauf über ein Zahnrad ge führt werden und daß durch die Zähne des Zahnrads die lokale Wärmebehandlung erfolgt.