FR2645182A1 - Process and device for the invisible marking of a flexible substrate and for the detection of this marking - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPTION
Procédé et dispositif de marquage invisible d'un
substrat flexible et de détection de ce marquage
La présente invention se rapporte à un procédé et un dispositif de marquage invisible de substrat flexible et en particulier le marquage de matières textiles ou tissus, ainsi qu a un procédé et un dispositif de détection et d'analyse de ce marquage et un produit de marquage utilisé à cet effet.DESCRIPTION
Method and device for invisible marking of a
flexible substrate and detection of this marking
The present invention relates to a method and a device for invisible marking of flexible substrate and in particular the marking of textile materials or fabrics, as well as to a method and a device for detecting and analyzing this marking and a marking product. used for this purpose.
Dans le texte qui suit, il faut interpréter le terme tissu dans un sens large couvrant toute surface obtenue par l'assemblage de fils ou de fibres. Le terme tissu couvre donc des nappes, feutres, tricots, etc... Le tissu peut être traité, par exemple, par l'application d'un appret ou par tout autre traitement. In the following text, the term fabric must be interpreted in a broad sense covering any surface obtained by the assembly of threads or fibers. The term fabric therefore covers tablecloths, felts, knits, etc. The fabric can be treated, for example, by the application of a primer or by any other treatment.
Le tissu peut être composé soit de fils ou fibres naturels, tels le coton, la laine, la soie, le lin, etc... soit de fils ou fibres synthétiques tels polyesters, polyamides, cellulose synthétique, etc... soit encore d'un mélange de fils ou fibres naturels et synthétiques.The fabric can be composed either of natural threads or fibers, such as cotton, wool, silk, linen, etc. or of synthetic threads or fibers such as polyesters, polyamides, synthetic cellulose, etc. '' a mixture of natural and synthetic yarns or fibers.
Le marquage d'un tissu peut être important, par exemple, pour la suite de fabrication, pour l'identification de défauts, pour le contrôle d'origine, pour l'identification d'un traitement, par exemple, de teinture ou d'apprêtage ou pour tout but rendant l'identification intéressante. The marking of a fabric can be important, for example, for the continuation of manufacture, for the identification of defects, for the control of origin, for the identification of a treatment, for example, of dyeing or priming or for any purpose making identification interesting.
Il a déjà été proposé, tel que décrit dans le document européen EP-A1-0116273, de marquer des tissus de façon invisible en utilisant des produits incolores absorbant les rayons ultra-violets. Ce marquage invisible en lumière naturelle ne peut toutefois pas être utilisé pour des tissus confectionnés. It has already been proposed, as described in European document EP-A1-0116273, to mark fabrics invisibly by using colorless products absorbing ultraviolet rays. This invisible marking in natural light cannot, however, be used for made-up fabrics.
On connaît également des toners ferromagnétiques utilisés comme agents de développement dans des procédés et dispositifs d'impression magnétique. Ces produits sont décrits dans le brevet belge nO 853117 et ont leurs applications dans les domaines des bandes d'enregistrement magnétiques et d'enregistrement ferromagnétiques
La présente invention propose un procédé et dispositif de marquage invisible de tissus basés sur l'application d'une substance ferromagnétique qui après magnétisation peut être détectée par une sonde. mesurant le champ magnétique.Ferromagnetic toners are also known which are used as developing agents in magnetic printing processes and devices. These products are described in Belgian patent no. 853117 and have their applications in the fields of magnetic recording and ferromagnetic recording tapes.
The present invention provides a method and device for invisible marking of tissues based on the application of a ferromagnetic substance which after magnetization can be detected by a probe. measuring the magnetic field.
Suivant une forme d'exécution de l'invention, on applique par tout moyen connu une faible quantité d'une substance ferromagnétique à l'état de particules isolées sur le tissu. According to one embodiment of the invention, a small amount of a ferromagnetic substance in the form of isolated particles is applied to the fabric by any known means.
La substance ferromagnétique appliquée doit être stable, elle doit résister aux lavages et donner un signal magnétique suffisant à la détection; elle doit toutefois être appliquée dans des quantités indétectable à l'oeil. The ferromagnetic substance applied must be stable, it must resist washing and give a sufficient magnetic signal for detection; however, it must be applied in amounts that are invisible to the eye.
Suivant une forme préférentielle de l'invention, la substance ferromagnétique sera soit du Fer soit choisie dans la famille des ferrites contenant les ferrites Fe304 et t Y-Fe2Q3, ainsi que les ferrites - à base de strontium, cobalt, barium, chrome, lanthane, néodyme-bore et samarium-cobalt. According to a preferred form of the invention, the ferromagnetic substance will either be Iron or chosen from the family of ferrites containing the ferrites Fe304 and t Y-Fe2Q3, as well as the ferrites - based on strontium, cobalt, barium, chromium, lanthanum , neodymium-boron and samarium-cobalt.
La substance ferromagnétique est appliquée par tout moyen classique; de préférence elle est appliquée sous forme d'une suspension à l'aide d'un tampon, d'un rouleau encreur ou autre imprimante ou- encore à l'aide d'un injecteur par pulvérisation ou pistolage. The ferromagnetic substance is applied by any conventional means; preferably it is applied in the form of a suspension using a pad, an ink roller or other printer or again using a spray or spray injector.
Comme solvant on utilise de préférence un alcool simple contenant de deux à quatre atomes de carbone, tel par exemple l'alcool isopropylique. As solvent, a simple alcohol containing two to four carbon atoms is preferably used, such as, for example, isopropyl alcohol.
La substance ferromagnétique est appliquée en très faible quantité, sa concentration ne dépassera en genéral pas de 1 à 300 microgrammes par dm2 de tissu. En effet, au-delà de ces quantités, la substance pourrait être détectée à l'oeil nu. The ferromagnetic substance is applied in very small quantities, its concentration will generally not exceed 1 to 300 micrograms per dm2 of tissue. Indeed, beyond these quantities, the substance could be detected with the naked eye.
L'oxyde magnétique pour être détecté facilement doit être déposé sous forme dispersée, c'est-à-dire à l'état de particules isolées; or sous l'influence des interactions dipolaires magnétiques, les particules colloïdales ont tendance à s'associer rapidement, provoquant une floculation suivie d'une décantation. Afin d'éviter cette floculation l'invention propose de stabiliser l'oxyde magnétique en ajoutant au solvant un stabilisant. To be easily detected, the magnetic oxide must be deposited in dispersed form, that is to say in the form of isolated particles; however, under the influence of magnetic dipole interactions, the colloidal particles tend to associate quickly, causing flocculation followed by decantation. In order to avoid this flocculation, the invention proposes to stabilize the magnetic oxide by adding a stabilizer to the solvent.
Suivant une forme d'application avantageuse, on ajoute à la suspension contenant l'oxyde magnétique un dispersant qui le cas échéant peut améliorer l'accrochage de la matière magnétique sur la fibre du tissu. According to an advantageous form of application, a dispersant is added to the suspension containing the magnetic oxide which, if necessary, can improve the attachment of the magnetic material to the fabric fiber.
Après le dépôt de la marque invisible, celle-ci est magnétisée, par exemple à l'aide d'un aimant permanent ou d'un électro-aimant, il est ensuite possible de détecter cette marque par un sonde mesurant la variation du champ magnétique sur le tissu. After the invisible mark has been deposited, it is magnetized, for example using a permanent magnet or an electromagnet, it is then possible to detect this mark by a probe measuring the variation of the magnetic field on the fabric.
A titre d'exemple, des compositions-types de suspension de marquage sont données ci-après. Comme oxyde magnétique on utilise de préférence les ferrites suivants:
Fe3O4
K-Fe203
BaFe12O19
SrFel2 l9
CoFe204
LaFeO3 les dimensions des particules varieront entre 0,20 et 5 microns et de préférence entre 0,20 et 1 micron.By way of example, typical compositions of labeling suspension are given below. The following ferrites are preferably used as magnetic oxide:
Fe3O4
K-Fe203
BaFe12O19
SrFel2 l9
CoFe204
LaFeO3 the particle sizes will vary between 0.20 and 5 microns and preferably between 0.20 and 1 micron.
L'oxyde magnétique sera mis en suspension dans une concentration variant de 50 à 500 microgrammes par millilitre de solvant. The magnetic oxide will be suspended in a concentration varying from 50 to 500 micrograms per milliliter of solvent.
Comme solution on utilise de préférence l'isopropanol (l'alcool isopropylique), le n-butanol ou encore l'éthanol. As a solution, isopropanol (isopropyl alcohol), n-butanol or ethanol is preferably used.
Comme stabilisant ajouté au solvant on peut-utiliser une des substances suivantes: - les acides polyacryliques, - l'hydroxyéthylcellulose, - les oxydes de polyéthylène, - la gomme arabique, - les alcools polyvinyliques, - la méthyle cellulose.As stabilizer added to the solvent, one of the following substances can be used: - polyacrylic acids, - hydroxyethylcellulose, - polyethylene oxides, - gum arabic, - polyvinyl alcohols, - methyl cellulose.
Le dispersant sera généralement choisi dans la famille des - acide oléique, - polyamine, - silane. The dispersant will generally be chosen from the family of - oleic acid, - polyamine, - silane.
Afin de détecter le marquage déposé, on peut envisager plusieurs types de detecteurs, tels le magnétometre à protons, le SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) et le magnétomètre du type "fluxgate". In order to detect the deposited marking, several types of detectors can be envisaged, such as the proton magnetometer, the SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) and the "fluxgate" type magnetometer.
Le magnétomètre du type fluxgate pourra être préféré pour la facilité de sa mise en oeuvre en milieu industriel. Il permet la détection d'un marquage suivant l'invention pour des vitesses de défilement du tissu allant jusqu a plus d'un mètre par seconde. The fluxgate type magnetometer may be preferred for the ease of its implementation in an industrial environment. It allows the detection of a marking according to the invention for running speeds of the fabric up to more than one meter per second.
Suivant une mise en application de l'invention, le magnétomètre de fluxgate doit etre rendu insensible à la présence de champs magnétiques importants et constants. According to an implementation of the invention, the fluxgate magnetometer must be made insensitive to the presence of large and constant magnetic fields.
Le montage de deux sondes disposées en opposition à l'entrée du système électronique permet de satisfaire à cette condition. Un tel montage est seulement sensible au gradient du champ magnétique dans lequel sont pIongees les sondes. The installation of two probes arranged in opposition to the input of the electronic system makes it possible to satisfy this condition. Such an arrangement is only sensitive to the gradient of the magnetic field in which the probes are immersed.
Il est toutefois à remarquer que la sensibilité ultime de la détection n'est pas limitée par le bruit intrinsèque du système de détection, mais surtout par les fluctuations du champ magnétique ambiant. It should however be noted that the ultimate sensitivity of the detection is not limited by the intrinsic noise of the detection system, but above all by the fluctuations of the ambient magnetic field.
Ces fluctuations peuvent se classer en: a) fluctuations dues aux distorsions spatiales du champ magnétique
ambiant résultant du déplacement éventueI de masses
ferromagnétiques dans l'environnement des sondes; b) fluctuations dues au champ électromagnétique ambiant, essentiel
lement à la fréquence du réseau et à des harmoniques éventuel
les; c) fluctuations brutales et aléatoires générées par des extracourants
lors de l'action d'interrupteurs, contacteurs, moteurs,...These fluctuations can be classified into: a) fluctuations due to spatial distortions of the magnetic field
ambient resulting from the possible displacement of masses
ferromagnetics in the environment of probes; b) fluctuations due to the essential ambient electromagnetic field
at the grid frequency and any harmonics
the; c) sudden and random fluctuations generated by extra-currents
during the action of switches, contactors, motors, ...
Pour minimiser ces effets, il est proposé d'utiliser une deuxième paire de sondes, de configuration identique à la première et montée en opposition avec celle-ci. La différence des signaux délivrés par chacun des montages fournit la différence entre les gradients du champ déterminés par chacun des montages. To minimize these effects, it is proposed to use a second pair of probes, of identical configuration to the first and mounted in opposition with the latter. The difference of the signals delivered by each of the circuits provides the difference between the field gradients determined by each of the circuits.
Une des paires de sondes doit être disposée suffisamment loin du tissu marqué, mais suffisamment proche de la deuxième paire de sondes pour être soumise aux mêmes variations "à grande échelle" du champ. One of the pairs of probes must be placed far enough from the marked tissue, but close enough to the second pair of probes to be subjected to the same "large-scale" variations in the field.
Le signal fourni par cette configuration est soumis, après filtrage, à une technique d'échantillonnage et d'intégration à deux canaux, l'un des canaux étant synchronisé sur l'alternance positive et l'autre sur l'alternance négative du réseau. Les signaux provenant de ces deux canaux sont amplifiés par un amplificateur différentiel, le signal résultant est ainsi épuré de la composante alternative à 50 Hz du champ électromagnétique ambiant. The signal provided by this configuration is subjected, after filtering, to a two-channel sampling and integration technique, one of the channels being synchronized on the positive half-wave and the other on the negative half-wave of the network. The signals from these two channels are amplified by a differential amplifier, the resulting signal is thus purified from the AC component at 50 Hz of the ambient electromagnetic field.
A titre d'exemple, nullement limitatif, une application de l'invention est décrite ci-après. By way of example, in no way limiting, an application of the invention is described below.
On prépare une suspension stable contenant 125 microgrammes par ml de particules de Fe304 de 0,35 micron de diamètre dans un mélange de 70% d'alcool isopropylique et de 30% d'eau. A ce solvant on ajoute 0,03% d'acide polyacrylique. A stable suspension containing 125 micrograms per ml of 0.35 micron diameter Fe304 particles is prepared in a mixture of 70% isopropyl alcohol and 30% water. To this solvent is added 0.03% polyacrylic acid.
La suspension est pulvérisée sur un tissu à l'aide d'un pistolet à commande électromagnétique. The suspension is sprayed onto a fabric using an electromagnetic control gun.
Les marques magnétiques invisibles sont détectées à l'aide d'un détecteur constitué de sondes du type "fluxgate" en montage différentiel double (second derivative gradiometer) avec filtrage adapté au niveau de la détection pour fournir un signal symétrique par rapport à une ligne de base. La composante ambiante du champ électromagnétique due au réseau de distribution électrique est éliminée par un système d'échantillonnage temporel asservi à la fréquence double du réseau et couplé à un amplificateur différentiel. Un ensemble de discriminateurs de tension couplés à une fenêtre temporelle d'échantillonnage élimine la plupart des parasites véhiculés par le réseau notamment lors de l'ouverture de contacts. Invisible magnetic marks are detected using a detector consisting of "fluxgate" type probes in double differential mounting (second derivative gradiometer) with filtering adapted to the level of detection to provide a signal symmetrical with respect to a line of based. The ambient component of the electromagnetic field due to the electrical distribution network is eliminated by a time sampling system controlled by the network's double frequency and coupled to a differential amplifier. A set of voltage discriminators coupled to a sampling time window eliminates most of the interference carried by the network, especially when contacts are opened.
L'exemple donné ci-avant est répété avec comme substance magnétique - des particules de Fe304 de 0,45 micron de diamètre - des particules de Fe203 de 0,6 micron de diametre - des particules de Cote204 - des particules de BaFe12Ol9
La limite de visibilité de ces particules à l'oeil a été déterminée et donne les résultats suivants:
ferrites limites de visibilité en microgramme par dm BaFel2 l9 160
Fi3O4 (0,35 micron) 100 Fe3O4 (0,45 micron) 80 CoFeSO4 80 Fe203 (0,6 micron) 40
Ces exemples ont été répétés pour mesurer le signal magnétique obtenu par le détecteur.The example given above is repeated with as magnetic substance - particles of Fe304 of 0.45 micron in diameter - particles of Fe203 of 0.6 micron in diameter - particles of Cote204 - particles of BaFe12Ol9
The limit of visibility of these particles to the eye has been determined and gives the following results:
visibility limit ferrites in micrograms by dm BaFel2 l9 160
Fi3O4 (0.35 micron) 100 Fe3O4 (0.45 micron) 80 CoFeSO4 80 Fe203 (0.6 micron) 40
These examples were repeated to measure the magnetic signal obtained by the detector.
Le meilleur rapport signal/bruit est obtenu par ordre décroissant avec le BaFe12O19 Fe3O4 (0,35 micron) Fie304 (0,45 micron) Fe203 (0,6 micron) CoFe204 (0,4 micron)
Il est clair que l'invention ntest pas limitée aux substances magnétiques décrites et que d'autres ferrites rentrent dans le cadre de l'invention. De même pour les solvants, stabilisants, dispersants. De bons résultats ont été obtenus avec les produits décrits. Il va de soi que d'autres produits peuvent être utilisés.The best signal-to-noise ratio is obtained in decreasing order with BaFe12O19 Fe3O4 (0.35 micron) Fie304 (0.45 micron) Fe203 (0.6 micron) CoFe204 (0.4 micron)
It is clear that the invention is not limited to the magnetic substances described and that other ferrites fall within the scope of the invention. Likewise for solvents, stabilizers, dispersants. Good results have been obtained with the products described. It goes without saying that other products can be used.
En ce qui concerne la détection de Ia marque magnétique déposée, une disposition avec un magnétomètre du type fluxgate a été décrit. D'autres dispositions et d'autres appareils peuvent être utilisés et rentrent dans le cadre de la présente invention. As regards the detection of the registered magnetic mark, an arrangement with a fluxgate type magnetometer has been described. Other arrangements and other devices can be used and are within the scope of the present invention.
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