WO2000048781A1 - Verfahren zur kennzeichnung und identifizierung eines gegenstandes - Google Patents

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WO2000048781A1
WO2000048781A1 PCT/EP2000/001232 EP0001232W WO0048781A1 WO 2000048781 A1 WO2000048781 A1 WO 2000048781A1 EP 0001232 W EP0001232 W EP 0001232W WO 0048781 A1 WO0048781 A1 WO 0048781A1
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WO
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laser light
marking
identification
irradiation
masks
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PCT/EP2000/001232
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English (en)
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Hilmar Franke
Hans-Ulrich Simmrock
Petra Weidenhammer
Original Assignee
E.I. Du Pont De Nemours And Company, Inc.
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    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/10—Registration, licensing, or like devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
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    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
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    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/262—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used recording or marking of inorganic surfaces or materials, e.g. glass, metal, or ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/267—Marking of plastic artifacts, e.g. with laser

Definitions

  • the invention relates to a method for marking objects and the objects marked according to the method.
  • the method according to the invention can be used in particular in the marking of vehicles.
  • Motor vehicles for example, can be identified by their chassis number or their registration number. There is no security against forgery in either case, since a corresponding entry in the vehicle documents and / or on the vehicle can be forged.
  • the method should enable a practically tamper-proof individual identification.
  • the invention therefore relates to a method for identifying an object, which is characterized in that one is irradiated with
  • Laser light of the wavelength range from 200 to 1100 nm applies a characteristic local intensity distribution of the transmitted and / or reflected laser light, whereby a coating agent that is at least partially curable by irradiation with high-energy radiation is applied to a location on the surface of the surface to be labeled with the marking
  • Radiation irradiated with high-energy radiation for partial curing and then thermally not yet cured areas in the coating layer and / or cured by radiation.
  • the invention therefore also relates to a method for identifying the marked objects, in which the locations provided with the marking created according to the invention are irradiated with laser light in the wavelength range from 200 to 1100 nm and the local intensity distribution of the transmitted and / or reflected laser light is detected and compared with a reference become.
  • the marking is preferably carried out at a flat, non-curved point on the surface of the object to be marked.
  • the masks which can be used according to the invention can be, for example, masks which are transparent to high-energy radiation and which have structures which are spaced apart from one another in the range from 100 to 20,000 nm for high-energy radiation, but can also be the reverse case, namely the use of high-energy radiation opaque masks which have structures that are partially or completely transparent to one another in the range from 100 to 20,000 nm for high-energy radiation.
  • the masks can, for example, each be held a short distance above the coating layer, or they can be brought into direct contact with the coating layer with the or a flat side of a single mask or with the or a flat side of the lower masks arranged one above the other cover. If several masks are used, the masks can each be at a short distance above one another or more directly Be arranged in touch with each other.
  • Light particularly preferably light with a wavelength of 180 to 1000 nm, is preferably used as high-energy radiation.
  • Translucent masks with less translucent or opaque structures are then used.
  • a location of the surface of the object to be identified that is to be provided with the identification is also to be understood as meaning a separately produced carrier with this identification, which is attached or attached to the corresponding location on the surface of the object to be identified.
  • direct identification of the object is preferred.
  • Mask to be worked This procedure lends itself to the non-individualized labeling of items manufactured in series, for example for the identification of a specific production batch or also for the individual labeling of items.
  • the method according to the invention is preferably carried out using a plurality of masks arranged one above the other. It is preferred that an identification carrier assigned to the marked object is provided with an identical identification in the same way and can thus serve as a reference.
  • the method according to the invention is not subject to any fundamental restriction with regard to the type of objects to be labeled.
  • the items to be labeled are valuable items that have been manufactured industrially or by hand or artistically, or they are items to be labeled as a batch.
  • industrially manufactured objects can be, for example, furniture, appliance housings, household appliances, but in particular motor vehicles.
  • the surfaces of the objects to be labeled can be unpainted or surfaces of substrates made of wood, glass, but in particular made of metal or plastic, or provided with a single-layer or multi-layer coating.
  • the identification carriers for example the identification carriers assigned to an individual object, which can serve as a reference, can be, for example, those made of metal, paper or plastic or identification carriers having such surfaces, for example plastic cards, badges, documents, certificates.
  • the coating compositions at least partially curable in the process according to the invention are not subject to any fundamental restriction; they can be aqueous, diluted with solvents or preferably free from solvents and water. They can also be in powder form.
  • the coating compositions can be partially or preferably completely curable by irradiation with light. In the case of those curable by irradiation with light
  • Coating agents are, in particular, cationically and / or free-radically curing coating agents known to the person skilled in the art. Radically curing are preferred Coating agent. When high-energy radiation is applied to coating layers applied from these coating compositions, radicals are generated in the coating layers, which trigger crosslinking of the coating layers by radical polymerization of olefinic double bonds.
  • the preferred free-radically curing coating compositions contain prepolymers, such as poly- or oligomers, which have free-radically polymerizable olefinic double bonds, in particular in the form of (meth) acryloyl groups in the molecule.
  • the prepolymers can be used in combination with reactive diluents, i.e. reactive liquid monomers.
  • prepolymers or oligomers are (mem) acrylic-functional (meth) acrylic copolymers, epoxy resin (meth) acrylates, polyester (meth) acrylates, polyether (meth) acrylates, polyurethane (meth) acrylates, unsaturated polyesters, unsaturated polyurethanes or silicone (meth) acrylates with mediators
  • Mn Molecular masses (Mn) preferably in the range from 200 to 10,000, particularly preferably from 500 to 3000 and with an average of 2 to 20, preferably 3 to 10 free-radically polymerizable, olefinic double bonds per molecule.
  • reactive diluents are used in amounts of 1 to 50% by weight, preferably 5 to 30% by weight, based on the total weight of prepolymers and reactive diluents. These are defined low-molecular compounds that can be mono-, di- or polyunsaturated. Examples of such reactive diluents are: (meth) acrylic acid and its esters, maleic acid and its half esters, vinyl acetate, vinyl ether, substituted vinyl ureas, ethylene and
  • the preferred free-radically curing coating agents contain photoinitiators, for example in amounts of 0.1 to 5% by weight, preferably 0.5 to 3% by weight, based on the sum of free-radically polymerizable prepolymers, reactive diluents and photoinitiators.
  • photoinitiators are benzoin and derivatives, acetophenone and derivatives, for example 2,2-diacetoxyacetophenone, benzophenone and derivatives, thioxanthone and derivatives, antiirachinone, 1-benzoylcyclohexanol, organophosphorus compounds such as acylphosphine oxides.
  • the photoinitiators can be used alone or in combination.
  • other synergistic components for example tertiary amines, can be used.
  • Coating agents can be coating agents which can be partially hardened by irradiation with light, preferably coating agents which can be completely hardened by irradiation with light.
  • thermolabile radical initiators are: organic peroxides, organic azo compounds or C-C-cleaving initiators. The preferred amounts are between 0.1 and 5% by weight, based on the
  • the coating compositions which are only partially curable by irradiation with light can also be a mixture of, for example, 50 to 99% by weight of one by irradiation with
  • Umurethanization reaction of a hydroxyl group with a carbamate group with elimination of alcohol the reaction of a carbamate group with an N-methylol ether group with elimination of the etherification alcohol.
  • the coating compositions which are at least partially curable by irradiation with light in the process according to the invention can be opaque pigmented or colorless transparent or colored transparent. Colorless clear lacquers are preferred.
  • the coating compositions which are at least partially curable by irradiation with light can be applied by customary methods, for example by spray application, to the area on the surface of the objects to be labeled, for example in a dry layer thickness of 5 to 250 ⁇ m.
  • the uncured coating layer is provided on the flat, uncurved point of the surface of the object to be marked with the marking in a parallel arrangement to the surface with a single or several translucent masks arranged one above the other and parallel to one another which are spaced from one another in the range from 100 to 20,000 nm, preferably from 800 to 20,000 nm, less translucent or have opaque structures, at a short distance, for example generally not more than 2 cm, preferably not more than 2 mm, or in each case covered in direct contact with the one or one flat side of the individual or the lower one of superposed masks which are transparent per se .
  • a translucent release film can be placed between the mask and the uncured coating layer in order to make it easier to remove the mask later.
  • the partially translucent, flat, non-curved masks which are spaced apart from one another in the range from 100 to 20,000 nm, preferably from 800 to 20,000 nm, and have less translucent or opaque structures, can be made of metal, glass or, preferably, of transparent plastics, for example polyester, polycarbonate, polystyrene , Poly (meth) acrylate or silicone plastic.
  • transparent plastics for example polyester, polycarbonate, polystyrene , Poly (meth) acrylate or silicone plastic.
  • the masks on the corresponding flat side can expediently be specially equipped.
  • This equipment can consist, for example, in that the mask material as such has non-stick properties, for example due to appropriate additives, or the mask surface is provided with a non-stick coating.
  • the masks have areas of different light transmittance, in that the masks which are transparent per se in the range from 100 to 20,000 nm, preferably from 800 to 20,000 nm, have structures which are spaced apart from one another for light or are opaque to light.
  • the masks can only have one structural element, for example in
  • the structures which are less or opaque to light are preferably regular structures.
  • the less translucent or opaque regular structures can be a relief characterized by amplitude maxima spaced from one another in the range from 100 to 20,000 nm, preferably from 800 to 20,000 nm, or they can be regular structures inherently located within the masks, for example comparable to a photographic microfilm negative or positive.
  • the reliefs can have depressions, elevations and / or holes.
  • regular structures refers both to a regularity within the respective structure and to a regular repetition of the structures within the mask, in particular, for example, to equidistant distances between adjacent identical structures.
  • the period length characterizing the regular repetition of the structures is, for example, between 100 nm and 1 cm, preferably between 800 nm and 100 ⁇ m.
  • the reliefs can be generated, for example, by standard methods of
  • Microstructure technology for example photolithographic processes or vapor deposition processes associated with etching techniques, and laser techniques are used.
  • Amplitude height in the range for example, between 100 and 5000 nm.
  • the amplitude maxima can be present as regularly repeating points, lines and / or plateaus.
  • the distance from 100 to 20,000 nm, preferably from 800 to 20,000 nm between the amplitude maxima relates to the distance between adjacent plateau edges or between a plateau edge and adjacent amplitude maxima that are present as points and / or lines.
  • the distance relates to the distance resulting from supervision.
  • Lines can be straight, simple or periodically kinked and / or curved lines. Lines can be present, for example, as an optical diffraction grating, for example as a cross grating or in the simplest case as an optical grating.
  • the structures inherently located within the masks can be produced, for example, by means of microphotographic or photolithographic processes.
  • the structures inherent within the masks can exist as regularly repeating points, lines and / or areas.
  • the structures present as surfaces refer to the distance from 100 to 20,000 nm, preferably from 800 to 20,000 nm between the structures, to the distance between adjacent surface boundary lines or between a surface boundary line and neighboring structures present as points and / or lines.
  • Lines can be straight, simple or periodically kinked and / or curved lines. Lines can be present, for example, as an optical diffraction grating, for example as a cross grating or in the simplest case as an optical grating.
  • the masks can assume any surface area, expediently they are a few square centimeters.
  • the less translucent or opaque structures can expediently extend over the entire surface of the masks.
  • the masks expediently have the same shape and the same area and are arranged congruently one above the other. Circular masks are preferred.
  • the uncured coating layer is coated with a single or several, for example 2 or more, preferably only 2, parallel translucent masks, which are in the range from 100 to 20,000 nm, in the area to be provided with the marking. preferably have spaced from 800 to 20,000 nm spaced less translucent or opaque structures, arranged in parallel to the surface of the location to be identified at a short distance, for example generally not more than 2 cm, preferably not more than 2 mm or in each case with the or a flat side of the individual or the lower one of the superimposed translucent masks covered in direct contact.
  • UV radiation sources with emissions in the wavelength range from 180 to 420 nm, particularly preferably from 200 to 400 nm.
  • Preferred examples of UV radiation sources are optionally doped high-pressure mercury, medium-pressure and low-pressure lamps, gas discharge tubes, for example
  • Xenon low pressure lamps black light tubes, UV flash lamps.
  • Electron radiation for example, can also be used as high-energy radiation.
  • Conventional electron emitters can be used under the usual conditions of use familiar to those skilled in the art.
  • the radiation duration is in the range of the duration of a UV flash, for example from 1 millisecond to 5 minutes, depending on the radiation method used and the type of
  • UV radiation sources An irradiation period is preferred, i.e. an actual exposure time of UV radiation of less than 5 minutes.
  • the partially translucent masks are removed from the area to be labeled.
  • the areas not yet cured in the coating layer are cured thermally and / or by irradiation with high-energy radiation after the partially transparent masks have been removed.
  • the expression “not yet hardened spots in the coating layer” denotes those spots that the radiation did not reach when irradiated through the partially transparent masks.
  • the expression “does not yet close cured areas in the coating layer” also include areas of the coating layer which may be outside the masks and which were covered during the irradiation. In the coating layer there are still non-cured areas even if the coating layer is made from a coating material which can only be partially cured by irradiation with light has been and / or if one for
  • Curing has not acted on the coating layer in sufficient radiation dose.
  • Exclusive photochemical curing of as yet unhardened points in the coating layer can be considered if a preferred coating agent that can be fully hardened by irradiation with light has been used to produce the coating layer.
  • thermal curing takes place instead of or in addition to photochemical curing, for example at temperatures between 20 and 180 ° C., preferably between 40 and 160 ° C.
  • the selection of the conditions during the thermal curing depends, for example, on the composition of the coating agent which is at least partially curable by irradiation with light or the type of objects to be labeled. The same applies to photochemical curing.
  • a clear coat of any clear coat or any transparent plastic film can be applied to the area marked with the label.
  • the production of the marking in the method according to the invention can be carried out as a separate one
  • Process step can be carried out in a process for producing a multi-layer coating.
  • the characteristic elements can be applied to unpainted objects or objects provided with a single-layer or multi-layer coating and can be provided with a final clear lacquer layer. It can be done in such a way that the above-mentioned
  • the process according to the invention is preferably carried out such that as by
  • Irradiation with light, at least partially curable coating agent, a clear coating agent is used.
  • the position of the object provided with the marking as described above can be irradiated with laser light in the wavelength range from 200 to 1100 nm, preferably 400 to 1100 nm, and the local intensity distribution of the transmitted and / or reflected laser light can be detected with a spatially resolving detector .
  • the same procedure is used with a reference, for example an identification carrier as described above, which bears the same identification.
  • the spatially resolved intensity distributions obtained in this way are then compared with one another for agreement.
  • Laser light sources which emit a laser beam with a diameter of 1 to 5 mm are preferably used.
  • the distance between the laser light source and the detector from the marked point is to be selected in a suitable manner, for example depending on the sensitivity of the detector used.
  • the laser light is partially or completely transmitted, in the case of non-transparent marked objects it is only reflected.
  • the spatially resolved intensity distributions can be measured in transmission and / or in reflection, preferably in reflection.
  • the detectors are for
  • Arrangements suitable for spatial resolution in the range of the wavelength of the laser light used for example a screen, photo paper, a CCD camera, a photodiode array.
  • the intensity distributions to be compared can be analog, e.g. on photo paper by means of the human eye, or preferably digitally stored and evaluated.
  • reflection is preferably used for devices in which the laser light source and detector are rigid with respect to one another are arranged so that the laser beam diffracted and reflected at the marked point can strike the detector.
  • substrate surfaces can be provided with markings.
  • Non-individualized labeling of items manufactured in series can be carried out or it is a matter of affixing counterfeit-proof individual labeling.
  • the method according to the invention can be used particularly advantageously in the motor vehicle sector, which includes both the marking of motor vehicles in the industrial and in the craft sector.
  • the method according to the invention can be carried out, for example, as an integrated method step in the context of automotive painting. For example, it is the marking of refinish paint structures in a specific workshop, the marking of certain production batches of a vehicle manufacturer, or an individual marking of vehicles during initial painting by the vehicle manufacturer or when repainting (full painting) in a painting workshop.
  • the method according to the invention achieves a high level of security against counterfeiting, since it is not possible to derive from the mere knowledge of the spatially resolved intensity distribution how the characteristic element was produced.
  • the necessary information about the manufacture of the relevant characteristic element for example the number and nature of the masks used in the case in question and in particular the arrangement of the masks with respect to one another during the irradiation, is only available from the manufacturer of the marked object.
  • a test sheet (object to be labeled) coated with a commercially available black basecoat is coated, like a non-transparent plastic film (reference), with a solvent-free 100% solid content UV-curable clearcoat in 100 ⁇ m wet layer thickness.
  • the entire clear lacquer layer, partially covered by the glass plates, is then irradiated with a UV lamp with parallel light for 2 minutes.
  • Both the sample sheet provided with the marking and the plastic film are each irradiated from a distance of 10 cm and at an angle of 30 degrees with a 2 mm wide laser beam with a wavelength of 680 nm.
  • the diffracted laser light is recorded in reflection by means of a photodiode array and the intensity distributions measured in this way are stored digitally. The intensity distributions turn out to be identical when compared.

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Abstract

Verfahren zur Kennzeichnung eines Gegenstandes, bei dem man eine bei Bestrahlung mit Laserlicht des Wellenlängenbereichs von 200 bis 1100 nm eine charakteristische örtliche Intensitätsverteilung des transmittierten und/oder reflektierten Laserlichts ergebende Kennzeichnung aufbringt, wobei man ein durch Bestrahlung mit energiereicher Strahlung zumindest teilweise aushärtbares Überzugsmittel auf eine mit der Kennzeichnung zu versehende Stelle der Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes direkt oder auf einen auf die Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes aufzubringenden Träger aufbringt und die erhaltene, noch unausgehärtete Überzugsschicht durch eine oder mehrere übereinander angeordnete Masken mit Mustern aus im Bereich von 100 bis 20000 nm voneinander beabstandeten Strukturen mit unterschiedlicher Durchlässigkeit für energiereiche Strahlung, mit energiereicher Strahlung zur teilweisen Härtung bestrahlt und anschliessend noch nicht ausgehärtete Stellen in der Überzugsschicht thermisch und/oder durch Bestrahlung aushärtet.

Description

Verfahren zur Kennzeichnung und Identifizierung eines Gegenstandes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kennzeichnung von Gegenständen sowie die nach dem Verfahren gekennzeichneten Gegenstände. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere Anwendung finden bei der Kennzeichnung von Fahrzeugen.
Kraftfahrzeuge beispielsweise können anhand ihrer Fahrgestellnummer oder ihres amtlichen Kennzeichens identifiziert werden. Eine Fälschungssicherheit ist in beiden Fällen nicht gegeben, da ein entsprechender Eintrag in den Fahrzeugpapieren und/oder am Fahrzeug gefälscht werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Kennzeichnung von
Gegenständen, insbesondere Kraftfahrzeugen. Insbesondere soll das Verfahren eine praktisch fälschungssichere individuelle Kennzeichnung ermöglichen.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Kennzeichnung eines Gegenstandes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine bei Bestrahlung mit
Laserlicht des Wellenlängenbereichs von 200 bis 1100 nm eine charakteristische örtliche Intensitätsverteilung des transmittierten und/oder reflektierten Laserlichts ergebende Kennzeichnung aufbringt, wobei man ein durch Bestrahlung mit energiereicher Strahlung zumindest teilweise aushärtbares Überzugsmittel auf eine mit der Kennzeichnung zu versehende Stelle der Oberfläche des zu kennzeichnenden
Gegenstandes direkt oder auf einen auf die Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes aufzubringenden Träger aufbringt und die erhaltene, noch unausgehärtete Überzugsschicht durch eine oder mehrere übereinander angeordnete Masken mit Mustern aus im Bereich von 100 bis 20000 nm voneinander beabstandeten Strukturen mit unterschiedlicher Durchlässigkeit für energiereiche
Strahlung, mit energiereicher Strahlung zur teilweisen Härtung bestrahlt und anschließend noch nicht ausgehärtete Stellen in der Überzugsschicht thermisch und/oder durch Bestrahlung aushärtet.
Es hat sich gezeigt, daß ein nach dieser Verfahrensweise charakteristisch gekennzeichneter Gegenstand identifiziert werden kann, insbesondere dann, wenn man die so mit der Kennzeichnung versehenen Stellen mit Laserlicht des
Wellenlängenbereichs von 200 bis 1100 nm bestrahlt und die örtliche Intensitätsverteilung des transmittierten und/oder reflektierten Laserlichts detektiert und mit einer Referenz vergleicht.
Die Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zur Identifizierung der gekennzeichneten Gegenstände, bei dem die mit der erfindungsgemäß erstellten Kennzeichnung versehenen Stellen mit Laserlicht des Wellenlängenbereichs von 200 bis 1100 nm bestrahlt und die örtliche Intensitätsverteilung des transmittierten und/oder reflektierten Laserlichts detektiert und mit einer Referenz verglichen werden.
Erfmdungsgemäß erfolgt die Kennzeichnung bevorzugt an einer ebenen, nicht gekrümmten Stelle der Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren Masken können beispielsweise für energiereiche Strahlung durchlässige Masken sein, die im Bereich von 100 bis 20000 nm voneinander beabstandete für energiereiche Strahlung weniger oder undurchlässige Strukturen aufweisen, es kann sich aber auch um den umgekehrten Fall handeln, nämlich die Verwendung von für energiereiche Strahlung undurchlässigen Masken, die im Bereich von 100 bis 20000 nm voneinander beabstandete für energiereiche Strahlung teilweise oder vollständig durchlässige Strukturen aufweisen.
Die Masken können dabei beispielsweise jeweils in einem geringen Abstand über der Überzugsschicht gehalten werden oder sie können mit der oder einer ebenen Seite einer einzelnen Maske oder mit der oder einer ebenen Seite der unteren von übereinander angeordneten Masken direkt in Berührung mit der Überzugsschicht gebracht werden und diese bedecken. Im Fall der Verwendung mehrerer Masken können die Masken jeweils in einem geringen Abstand übereinander oder in direkter Berührung miteinander angeordnet werden.
Als energiereiche Strahlung wird bevorzugt Licht, besonders bevorzugt Licht mit einer Wellenlänge von 180 bis 1000 nm eingesetzt. Es werden dann lichtdurchlässige Masken mit weniger lichtdurchlässigen oder lichtundurchlässigen Strukturen verwendet. Im folgenden wird zur Vereinfachung auf die Bestrahlung mit Licht Bezug genommen, wobei jedoch darunter grundsätzlich auch die Bestrahlung mit anderer energiereicher Strahlung zu verstehen ist.
Unter "eine mit der Kennzeichnung zu versehende Stelle der Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes" ist hier und im folgenden auch ein separat hergestellter Träger mit dieser Kennzeichnung zu verstehen, der an der entsprechenden Stelle der Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes auf- oder angebracht wird. Bevorzugt ist jedoch die direkte Kennzeichnung des Gegenstandes.
Es ist zweckmäßig, die Kennzeichnung an vor äußeren Einwirkungen wie beispielsweise Verschmutzung oder Beschädigung geschützter Stelle anzubringen, im Fall von Fahrzeugen beispielsweise im Innenraum.
Im Falle einer einfachen Kennzeichnung kann dabei unter Verwendung nur einer
Maske gearbeitet werden. Diese Verfahrensweise bietet sich bei der nichtindividualisierten Kennzeichnung serienmäßig hergestellter Gegenstände an, beispielsweise zur Identifizierung einer bestimmten Produktionscharge oder auch zur individuellen Kennzeichnung von Gegenständen. Bei der Erzeugung einer individuellen, beispielsweise falschungssicheren Kennzeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt unter Verwendung mehrerer übereinander angeordneter Masken durchgeführt. Dabei ist es bevorzugt, daß ein dem gekennzeichneten Gegenstand zugeordneter Identifikationsträger mit einer identischen Kennzeichnung in gleicher Weise versehen wird und so als Referenz dienen kann.
Als Theorie, ohne eine bindende Erklärung abzugeben, wird angenommen, daß mittels der teilweise lichtdurchlässigen Masken Bereiche mit unterschiedlicher Brechzahl in der Oberfläche der aus dem durch Bestrahlung zumindest teilweise aushärtbaren Überzugsmittel erzeugten Überzugsschicht erzeugt werden. Ferner wird angenommen, daß die Brechzahlunterschiede zu Lichtbeugungs- und Interferenzphänomenen führen und damit bei der Bestrahlung mit Laserlicht des Wellenlängenbereichs von 200 bis 1100 nm zu der vorstehend genannten detektierbaren örtlichen Intensitätsverteilung des transmittierten und/oder reflektierten Laserlichts fuhren.
Das erfindungsgemäße Verfahren unterliegt keiner prinzipiellen Beschränkung hinsichtlich der Art der zu kennzeichnenden Gegenstände. Beispielsweise handelt es sich bei den zu kennzeichnenden Gegenständen um wertvolle Gegenstände, die industriell oder handwerklich oder künstlerisch hergestellt worden sind oder es handelt sich um als Charge zu kennzeichnende Gegenstände. Insbesondere kann es sich bei industriell hergestellten Gegenständen beispielsweise um Möbel, Gerätegehäuse, Haushaltsgeräte, insbesondere aber um Kraftfahrzeuge handeln. Bei den Oberflächen der zu kennzeichnenden Gegenstände kann es sich um unlackierte oder mit einer Einschicht- oder Mehrschichtlackierung versehene Oberflächen von Substraten aus Holz, Glas, insbesondere aber aus Metall oder Kunststoff handeln. Bei den Identifikationsträgern, beispielsweise den einem individuellen Gegenstand zugeordneten Identifikationsträgern, die als Referenz dienen können, kann es sich beispielsweise um solche aus Metall, Papier oder Kunststoff handeln oder um solche Oberflächen aufweisende Identifikationsträger, beispielsweise Plastikkarten, Plaketten, Dokumente, Urkunden.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten durch Bestrahlung mit Licht zumindest teilweise aushärtbaren Überzugsmittel unterliegen keiner prinzipiellen Beschränkung, sie können wäßrig, mit Lösemitteln verdünnt oder bevorzugt frei von Lösemitteln und Wasser sein. Sie können auch pulverförmig vorliegen. Es kann sich um durch Bestrahlung mit Licht teilweise oder bevorzugt vollständig aushärtbare Überzugsmittel handeln. Bei den durch Bestrahlung mit Licht aushärtbaren
Überzugsmitteln handelt es sich insbesondere um dem Fachmann bekannte kationisch und/oder radikalisch härtende Überzugsmittel. Bevorzugt sind radikalisch härtende Überzugsmittel. Bei Einwirkung energiereicher Strahlung auf aus diesen Überzugsmitteln applizierten Überzugsschichten entstehen in den Überzugsschichten Radikale, die eine Vernetzung der Überzugsschichten durch radikalische Polymerisation olefinischer Doppelbindungen auslösen.
Die bevorzugten, radikalisch härtenden Überzugsmittel enthalten Prepolymere, wie Poly- oder Oligomere, die radikalisch polymerisierbare olefinische Doppelbindungen, insbesondere in Form von (Meth)acryloylgruppen im Molekül aufweisen. Die Prepolymeren können in Kombination mit Reaktivverdünnem, d.h. reaktiven flüssigen Monomeren, vorliegen.
Beispiele für Prepolymere oder Oligomere sind (mem)acrylfunktionelle (Meth)acrylcopolymere , Epoxidharz(meth)acrylate , Polyester(meth)acrylate , Polyether(meth)acrylate, Polyurethan(meth)acrylate, ungesättigte Polyester, ungesättigte Polyurethane oder Silikon(meth)acrylate mit zahlenmittleren
Molekularmassen (Mn) bevorzugt im Bereich von 200 bis 10000, besonders bevorzugt von 500 bis 3000 und mit durchschnittlich 2 bis 20, bevorzugt 3 bis 10 radikalisch polymerisierbaren, olefinischen Doppelbindungen pro Molekül.
Werden Reaktivverdünner verwendet, so werden sie in Mengen von 1 bis 50 Gew.-% eingesetzt, bevorzugt von 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Prepolymeren und Reaktivverdünnem. Es handelt sich um niedermolekulare definierte Verbindungen, die mono-, di- oder polyungesättigt sein können. Beispiele für solche Reaktivverdünner sind: (Meth)acrylsäure und deren Ester, Maleinsäure und deren Halbester, Vinylacetat, Vinylether, substituierte Vinylharnstoffe, Ethylen- und
Propylenglykoldi(meth)acrylat, 1,3- und 1 ,4-Butandioldi(meth)acrylat, Vinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat, Glycerintri-, -di- und -mono(meth)acrylat, Trimethylolpropantri-, -di- und -mono(meth)acrylat, Styrol, Vinyltoluol, Divinylbenzol, Pentaerythrittri- und -tetra(meth)acrylat, Di- und Tripropylenglykoldi(meth)acrylat, Hexandioldi(meth)acrylat, sowie deren Gemische.
Die bevorzugten, radikalisch härtenden Überzugsmittel enthalten Photoinitiatoren, z.B. in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bevorzugt von 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen auf die Summe von radikalisch polymerisierbaren Prepolymeren, Reaktivverdünnem und Photoinitiatoren. Beispiele für Photoinitiatoren sind Benzoin und -derivate, Acetophenon und -derivate, z.B. 2,2-Diacetoxyacetophenon, Benzophenon und - derivate, Thioxanthon und -derivate, Antiirachinon, 1-Benzoylcyclohexanol, phosphororganische Verbindungen, wie z.B. Acylphospinoxide. Die Photoinitiatoren können allein oder in Kombination eingesetzt werden. Außerdem können weitere synergistische Komponenten, z.B. tertiäre Amine, eingesetzt werden.
Bei den durch Bestrahlung mit Licht zumindest teilweise aushärtbaren
Überzugsmitteln kann es sich um durch Bestrahlung mit Licht teilweise aushärtbare Überzugsmittel handeln, bevorzugt handelt es sich um durch Bestrahlung mit Licht vollständig aushärtbare Überzugsmittel.
Im Falle durch Bestrahlung mit Licht nach einem radikalischen Mechanismus teilweise aushärtbarer Überzugsmittel können diese neben den Photoinitiatoren zusätzlich thermisch aktivierbare Radikalinitiatoren enthalten, die ab beispielsweise 40 bis 120 °C Radikale bilden können. Beispiele für thermolabile Radikalinitiatoren sind: organische Peroxide, organische Azoverbindungen oder C-C-spaltende Initiatoren. Die bevorzugten Einsatzmengen liegen zwischen 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die
Summe aus radikalisch polymerisierbaren Prepolymeren, Reaktivverdünnem und Radikalinitiatoren.
Die durch Bestrahlung mit Licht nur teilweise aushärtbaren Überzugsmittel können auch ein Gemisch aus beispielsweise 50 bis 99 Gew.-% eines durch Bestrahlung mit
Licht aushärtbaren Bindemittelsystems und 1 bis 50 Gew.- eines durch Additionsund/oder Kondensationsreaktionen aushärtbaren und/oder physikalisch trocknenden Bindemittelsystems enthalten, wobei sich die Gew.- % jeweils auf den Festkörper beziehen und sich zu 100 Gew.- ergänzen, und/oder das an sich durch Bestrahlung mit Licht aushärtbare Bindemittelsystem kann zusätzlich zur Vernetzung durch
Additions- und/oder Kondensationsreaktionen fähige Gruppen aufweisen. Bei den Additions- und/oder Kondensationsreaktionen im vorstehend genannten Sinne handelt es sich um dem Fachmann bekannte lackchemische Vernetzungsreaktionen wie beispielsweise die ringöffnende Addition einer Epoxidgruppe an eine Carboxylgruppe unter Bildung einer Ester- und einer Hydroxylgruppe, die Addition einer Hydroxylgruppe an eine Isocyanatgruppe unter Bildung einer Urethangruppe, die Reaktion einer Hydroxylgruppe mit einer blockierten Isocyanatgruppe unter
Ausbildung einer Urethangruppe und Abspaltung des Blockierungsmittels, die Reaktion einer Hydroxylgruppe mit einer N-Methylolgruppe unter Wasserabspaltung, die Reaktion einer Hydroxylgruppe mit einer N-Methylolethergruppe unter Abspaltung des Veretherungsalkohols, die Umesterungsreaktion einer Hydroxylgruppe mit einer Estergruppe unter Abspaltung des Veresterungsalkohols, die
Umurethanisierungsreaktion einer Hydroxylgruppe mit einer Carbamatgruppe unter Alkoholabspaltung, die Reaktion einer Carbamatgruppe mit einer N- Methylolethergruppe unter Abspaltung des Veretherungsalkohols.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten durch Bestrahlung mit Licht zumindest teilweise aushärtbaren Überzugsmittel können deckend pigmentiert oder farblos transparent oder gefärbt transparent sein. Bevorzugt handelt es sich um farblose Klarlacke.
Die durch Bestrahlung mit Licht zumindest teilweise aushärtbaren Überzugsmittel können durch übliche Methoden, beispielsweise durch Spritzapplikation auf die mit der Kennzeichnung zu versehende Stelle der Oberfläche der zu kennzeichnenden Gegenstände aufgebracht werden, beispielsweise in einer Trockenschichtdicke von 5 bis 250 μm.
Nach der Applikation und einer gegebenenfalls gewährten Ablüftphase oder Aufschmelzphase wird die unausgehärtete Überzugsschicht an der mit der Kennzeichnung zu versehenden, ebenen, nicht gekrümmten Stelle der Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes in paralleler Anordnung zur Oberfläche mit einer einzelnen oder mehreren übereinander und parallel zueinander angeordneten lichtdurchlässigen Masken, die im Bereich von 100 bis 20000 nm, bevorzugt von 800 bis 20000 nm voneinander beabstandete, weniger lichtdurchlässige oder lichtundurchlässige Strukturen aufweisen, in einem geringen Abstand, beispielsweise von im allgemeinen nicht mehr als 2 cm, bevorzugt nicht mehr als 2 mm oder jeweils mit der oder einer ebenen Seite der einzelnen oder der unteren von übereinander angeordneten, an sich lichtdurchlässigen Masken in direkter Berührung bedeckt. Im Fall der direkten Berührung kann eine lichtdurchlässige Trennfolie zwischen Maske und unausgehärtete Überzugsschicht gelegt werden, um das spätere Ablösen der Maske zu erleichtem.
Die teilweise lichtdurchlässigen, im Bereich von 100 bis 20000 nm, bevorzugt von 800 bis 20000 nm voneinander beabstandete, weniger lichtdurchlässige oder lichtundurchlässige Strukturen aufweisenden, ebenen, nicht gekrümmten Masken können aus Metall, Glas oder bevorzugt aus transparenten Kunststoffen, beispielsweise Polyester, Polycarbonat, Polystyrol, Poly(meth)acrylat oder Silikonkunststoff bestehen. Um das Ablösen von in direkter Berührung mit der unausgehärteten Überzugsschicht verwendeten Masken von den zu kennzeichnenden
Stellen nach der Bestrahlung zu erleichtem, können die Masken auf der entsprechenden ebenen Seite zweckmäßigerweise speziell ausgerüstet sein. Diese Ausrüstung kann beispielsweise darin bestehen, daß das Maskenmaterial als solches beispielsweise aufgrund entsprechender Additivierung Antihafteigenschaften aufweist, oder die Maskenoberfläche mit einer Antihaftbeschichtung versehen wird.
Die Masken weisen Bereiche unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit auf, indem die an sich lichtdurchlässigen Masken im Bereich von 100 bis 20000 nm, bevorzugt von 800 bis 20000 nm voneinander beabstandete für Licht weniger oder undurchlässige Strukturen aufweisen. Die Masken können nur ein Strukturelement, beispielsweise in
Form eines Spalts aufweisen, dessen Lichtdurchlässigkeit sich von der der restlichen Maske unterscheidet. Bevorzugt jedoch handelt es sich bei den für Licht weniger oder undurchlässigen Strukturen um regelmäßige Strukturen. Bei den weniger lichtdurchlässigen oder lichtundurchlässigen regelmäßigen Strukturen kann es sich um ein durch im Bereich von 100 bis 20000 nm, bevorzugt von 800 bis 20000 nm voneinander beabstandete Amplitudenmaxima charakterisiertes Relief handeln oder es handelt sich um inhärent innerhalb der Masken befindliche regelmäßige Strukturen, beispielsweise vergleichbar einem fotografischen Mikrofilmnegativ oder -positiv. Die Reliefs können Vertiefungen, Erhöhungen und/oder Löcher aufweisen. Der Ausdruck "regelmäßige Strukturen" bezieht sich dabei sowohl auf eine Regelmäßigkeit innerhalb der jeweiligen Struktur als auch auf eine regelmäßige Wiederholung der Strukturen innerhalb der Maske, insbesondere beispielsweise auf äquidistante Abstände zwischen benachbarten identischen Strukturen. Die die regelmäßige Wiederholung der Strukturen charakterisierende Periodenlänge liegt beispielsweise zwischen 100 nm und 1 cm, bevorzugt zwischen 800 nm und 100 μm.
Die Erzeugung der Reliefs kann beispielsweise durch Standardverfahren der
Mikrostrukturtechnik, beispielsweise mit Ätztechniken verbundene photolithographische Verfahren oder Aufdampfverfahren sowie Lasertechniken erfolgen. Bei durch im Bereich von 100 bis 20000 nm, bevorzugt von 800 bis 20000 nm voneinander beabstandete Amplitudenmaxima charakterisierten, bevorzugt auf einer Seite der Masken befindlichen Reliefs handelt es sich um solche mit einer
Amplitudenhöhe im Bereich beispielsweise zwischen 100 und 5000 nm. Die Amplitudenmaxima können als sich regelmäßig wiederholende Punkte, Linien und/oder Plateaus vorliegen. Im Falle von als Plateaus vorliegenden Amplitudenmaxima bezieht sich die Abstandsangabe von 100 bis 20000 nm, bevorzugt von 800 bis 20000 nm zwischen den Amplitudenmaxima auf den Abstand zwischen benachbarten Plateaukanten bzw. zwischen einer Plateaukante und benachbarten als Punkte und/oder Linien vorliegenden Amplitudenmaxima. Bei unterschiedlich hohen Amplitudenmaxima bezieht sich der Abstand auf den sich aus der Aufsicht ergebenden Abstand. Bei Linien kann es sich um gerade, einfach oder periodisch geknickte und/oder gekrümmte Linien handeln. Linien können beispielsweise als optische Beugungsgitter, beispielsweise als Kreuzgitter oder im einfachsten Fall als optische Strichgitter vorliegen.
Die Erzeugung der inhärent innerhalb der Masken befindlichen Strukturen kann beispielsweise durch mikrofotografische oder photolithographische Verfahren erfolgen. Die inhärent innerhalb der Masken befindlichen Strukturen können als sich regelmäßig wiederholende Punkte, Linien und/oder Flächen vorliegen. Im Falle von als Flächen vorliegenden Strukturen bezieht sich die Abstandsangabe von 100 bis 20000 nm, bevorzugt von 800 bis 20000 nm zwischen den Strukturen auf den Abstand zwischen benachbarten Flächenbegrenzungslinien bzw. zwischen einer Flächenbegrenzungslinie und benachbarten als Punkte und/oder Linien vorliegenden Strukturen. Bei Linien kann es sich um gerade, einfach oder periodisch geknickte und/ oder gekrümmte Linien handeln. Linien können beispielsweise als optische Beugungsgitter, beispielsweise als Kreuzgitter oder im einfachsten Fall als optische Strichgitter vorliegen.
Die Masken können beliebige Flächeninhalte annehmen, zweckmäßigerweise handelt es sich um einige Quadratzentimeter. Dabei können sich die weniger lichtdurchlässigen oder lichtundurchlässigen Strukturen zweckmäßigerweise über die gesamte Fläche der Masken erstrecken.
Bei mehreren übereinander angeordneten Masken weisen die Masken zweckmäßigerweise die gleiche Form und den gleichen Flächeninhalt auf und werden deckungsgleich übereinander angeordnet. Bevorzugt sind kreisförmige Masken.
Die unausgehärtete Überzugsschicht wird erfindungsgemäß, wie vorstehend bereits beschrieben, an der mit der Kennzeichnung zu versehenden Stelle mit einer einzelnen oder mehreren, beispielsweise 2 oder mehr, bevorzugt nur 2 parallel übereinander angeordneten an sich lichtdurchlässigen Masken, die im Bereich von 100 bis 20000 nm, bevorzugt von 800 bis 20000 nm voneinander beabstandete weniger lichtduchlässige oder lichtundurchlässige Strukturen aufweisen, in paralleler Anordnung zur Oberfläche der zu kennzeichnenden Stelle in einem geringen Abstand, beispielsweise von im allgemeinen nicht mehr als 2 cm, bevorzugt nicht mehr als 2 mm oder jeweils mit der oder einer ebenen Seite der einzelnen oder der unteren der übereinander angeordneten an sich lichtdurchlässigen Masken in direkter Berührung bedeckt. Zur Erreichung einer maximalen Vielfalt an Kennzeichnungsmöglichkeiten, wie insbesondere im Fall der Herstellung individueller Kennzeichnungen von
Bedeutung, werden mindestens 2 übereinander angeordnete Masken verwendet, die bei der jeweiligen Herstellung einer Kennzeichnung bevorzugt noch zusätzlich gegeneinander verdreht werden können. Bevorzugt werden dabei kreisförmige Masken verwendet, da diese in einer größtmöglichen Anzahl von Winkeln gegeneinander verdreht werden können. Anschließend wird die unausgehärtete Überzugsschicht durch die Masken hindurch mit Licht einer Wellenlänge von 180 bis 1000 nm bestrahlt. Bevorzugt ist hinreichend paralleles Licht. Dabei kann es sich um mono- oder polychromatisches Licht handeln. Bevorzugt handelt es sich um ultraviolettes Licht. Bevorzugt sind UV-Strahlenquellen mit Emissionen im Wellenlängenbereich von 180 bis 420 nm, besonders bevorzugt von 200 bis 400 nm. Bevorzugte Beispiele für UV-Strahlenquellen sind gegebenenfalls dotierte Quecksilberhochdruck-, -mitteldruck- und -niederdruckstrahier, Gasentladungsröhren, wie z.B.
Xenonniederdrucklampen, Schwarzlichtröhren, UV-Blitzlampen.
Als energiereiche Strahlung kann auch beispielsweise Elektronenstrahlung eingesetzt werden. Es können übliche Elektronenstrahler unter üblichen dem Fachmann geläufigen Anwendungsbedingungen Verwendung finden.
Die praktische Durchführung sowie technische Einzelheiten der Bestrahlung sind dem Fachmann bekannt und bedürfen keiner näheren Erläuterung. Beispielsweise liegt die Bestrahlungsdauer im Bereich der Dauer eines UV-Blitzes von beispielsweise 1 Millisekunde bis 5 Minuten, je nach verwendetem Bestrahlungsverfahren und Art der
UV-Strahlungsquellen. Bevorzugt ist eine Bestrahlungsdauer, d.h. eine eigentliche Einwirkungszeit der UV-Strahlung von unter 5 Minuten.
Nach der Bestrahlung werden die teilweise lichtdurchlässigen Masken von der mit der Kennzeichnung zu versehenden Stelle entfernt.
Die in der Überzugsschicht vorliegenden noch nicht ausgehärteten Stellen werden nach der Entfernung der teilweise lichtdurchlässigen Masken thermisch und/ oder durch Bestrahlung mit energiereicher Strahlung ausgehärtet. Der Ausdruck "noch nicht ausgehärtete Stellen in der Überzugsschicht" bezeichnet solche Stellen, die bei der Bestrahlung durch die teilweise lichtdurchlässigen Masken hindurch nicht von der Strahlung erreicht worden sind. Weiterhin schließt der Ausdruck "noch nicht ausgehärtete Stellen in der Überzugsschicht" auch gegebenenfalls außerhalb der Masken liegende Bereiche der Überzugsschicht ein, die während der Bestrahlung abgedeckt waren. In der Überzugsschicht liegen auch dann noch nicht ausgehärtete Stellen vor, wenn die Überzugsschicht aus einem durch Bestrahlung mit Licht nur teilweise aushärtbaren Überzugsmittel erstellt worden ist und/oder wenn eine zur
Aushärtung nicht ausreichende Strahlungsdosis auf die Überzugsschicht eingewirkt hat.
Eine ausschließliche photochemische Aushärtung noch nicht ausgehärteter Stellen in der Überzugsschicht kommt dann in Frage, wenn ein bevorzugtes, durch Bestrahlung mit Licht vollständig aushärtbares Überzugsmittel zur Herstellung der Überzugsschicht verwendet worden ist. Bei Verwendung eines durch Bestrahlung mit Licht nur teilweise aushärtbaren Überzugsmittels erfolgt anstelle der oder zusätzlich zur photochemischen Aushärtung eine thermische Aushärtung, beispielsweise bei Temperaturen zwischen 20 und 180°C, bevorzugt zwischen 40 und 160 °C. Die Wahl der Bedingungen bei der thermischen Aushärtung richtet sich beispielsweise nach der Zusammensetzung des durch Bestrahlung mit Licht zumindest teilweise aushärtbaren Überzugsmittels oder der Art der zu kennzeichnenden Gegenstände. Gleiches gilt für die photochemische Aushärtung.
Nach der Aushärtung kann eine Klarlackschicht aus einem beliebigen Klarlacküberzugsmittel oder eine beliebige transparente Kunststoffolie auf die mit der Kennzeichnung versehene Stelle aufgebracht werden. Insbesondere im Zusammenhang mit dem Aufbringen einer abschließenden Klarlackschicht kann die im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgende Herstellung der Kennzeichnung als separater
Verfahrensschritt in einem Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtlackierung durchgeführt werden. Beispielsweise können die kennzeichnenden Elemente auf unlackierte oder mit einer ein- oder mehrschichtigen Lackierung versehene Gegenstände aufgebracht und mit einer abschließenden Klarlackschicht versehen werden. Dabei kann so vorgegangen werden, daß die vorstehend erwähnte
Aushärtung noch nicht ausgehärteter Stellen in der der Erzeugung der Kennzeichnung dienenden Überzugsschicht gemeinsam mit der Aushärtung der abschließenden Klarlackschicht auf photochemischem und/oder thermischem Weg erfolgt, je nach Art des für die Erzeugung der abschließenden Klarlackschicht verwendeten Klarlacküberzugsmittels .
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt so durchgeführt, daß als durch
Bestrahlung mit Licht zumindest teilweise aushärtbares Überzugsmittel ein Klarlacküberzugsmittel verwendet wird.
Zwecks Identifizierung des gekennzeichneten Gegenstandes kann die wie vorstehend beschrieben mit der Kennzeichnung versehene Stelle des Gegenstandes mit Laserlicht des Wellenlängenbereichs von 200 bis 1100 nm, bevorzugt 400 bis 1100 nm bestrahlt und die örtliche Intensitätsverteilung des transmittierten und/ oder reflektierten Laserlichts mit einem ortsauflösenden Detektor detektiert werden. Mit einer Referenz, beispielsweise einem wie vorstehend beschriebenen Identifikationsträger, der die gleiche Kennzeichnung trägt, wird in gleicher Weise verfahren. Anschließend werden die so gewonnenen ortsaufgelösten Intensitätsverteilungen miteinander auf Übereiristimmung verglichen. Bevorzugt werden Laserlichtquellen verwendet, die einen Laserstrahl mit einem Durchmesser von 1 bis 5 mm aussenden. Der Abstand der Laserlichtquelle und des Detektors von der gekennzeichneten Stelle ist in geeigneter Weise auszuwählen, beispielsweise abhängig von der Empfindlichkeit des verwendeten Detektors. Im Falle transparenter gekennzeichneter Gegenstände wird das Laserlicht teilweise oder vollständig transmittiert, im Falle nichttransparenter gekennzeichneter Gegenstände ausschließlich reflektiert. Die ortsaufgelösten Intensitätsverteilungen können in Transmission und/oder in Reflexion gemessen werden, bevorzugt in Reflexion. Bei den Detektoren handelt es sich um zur
Ortsauflösung im Bereich der Wellenlänge des verwendeten Laserlichtes geeignete Anordnungen, beispielsweise ein Schirm, Fotopapier, eine CCD-Kamera, ein Photodiodenarray. Die zu vergleichenden Intensitäts Verteilungen können analog, z.B. auf Fotopapier mittels des menschlichen Auges, oder bevorzugt digital gespeichert und ausgewertet werden. Bei Messung der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung in
Reflexion werden im erfindungsgemäßen Verfahren zur Identifizierung bevorzugt Geräte verwendet, in denen Laserlichtquelle und Detektor starr zueinander so angeordnet sind, daß der an der gekennzeichneten Stelle gebeugte und reflektierte Laserstrahl auf den Detektor treffen kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Substratoberflächen mit Kennzeichnungen versehen werden. Es können nichtindividualisierte Kennzeichnungen serienmäßig hergestellter Gegenstände vorgenommen werden oder es handelt sich um die Anbringung fälschungssicherer individueller Kennzeichnungen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann besonders vorteilhaft angewendet werden im Kraftfahrzeugbereich, was sowohl die Kennzeichnung von Kraftfahrzeugen im industriellen als auch im handwerklichen Bereich einschließt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise als integrierter Verfahrensschritt im Rahmen der Automobillackierung durchgeführt werden. Beispielsweise handelt es sich um die Markierung von Reparaturlackaufbauten einer bestimmten Werkstatt, die Kennzeichnung bestimmter Produktionschargen eines Fahrzeugherstellers oder um eine individuelle Markierung von Fahrzeugen bei der Erstlackierung beim Fahrzeughersteller oder bei der Neulackierung (Ganzlackierung) in einer Lackierwerkstatt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine hohe Fälschungssicherheit erzielt, da aus der bloßen Kenntnis der ortsaufgelösten Intensitätsverteilung nicht abgeleitet werden kann, wie die Herstellung des kennzeichnenden Elements erfolgt ist. Die notwendige Information über die Herstellung des betreffenden kennzeichnenden Elements, beispielsweise Anzahl und Beschaffenheit der im betreffenden Fall verwendeten Masken und insbesondere die Anordnung der Masken zueinander während der Bestrahlung, liegt nur beim Hersteller des gekennzeichneten Gegenstandes vor.
Die Erfindung wird im folgenden Beispiel näher erläutert. Beispiel
Ein mit einem handelsüblichen schwarzen Basislack beschichtetes Probeblech (zu kennzeichnender Gegenstand) wird ebenso wie eine nichttransparente Kunststoffolie (Referenz) mit einem lösemittelfreien 100% Festkörpergehalt aufweisenden UV- härtbaren Klarlack in 100 μm Naßschichtdicke beschichtet. Zwei jeweils 3 mm dicke Glasplatten, die auf einer Seite ein durch Chrombedampfung erzeugtes, eine Maskenfläche von 2 cm mal 2 cm ausmachendes Strichgitter aufweisen (Breite der als Plateau ausgebildeten Gitterlinien: 8 μm, Amplitudenhöhe der Gitterlinien: 120 nm, äquidistanter Abstand der äußeren Plateaukanten: 8 μm), werden im rechten Winkel zueinander (unter Erzeugung eines rechtwinkligen Kreuzgitters), jeweils mit ihrer ebenen Seite zur unausgehärteten Klarlackschicht orientiert, aufeinander gelegt, wobei die untere Glasplatte auf die unausgehärtete Klarlackschicht aufgelegt wird. Anschließend wird die gesamte, teilweise durch die Glasplatten bedeckte Klarlackschicht mit einer UV-Lampe mit parallelem Licht 2 Minuten bestrahlt.
Danach werden die Glasplatten entfernt und die zum Teil noch unausgehärtete Klarlackschicht in der gleichen Weise bestrahlt. Sowohl das mit der Kennzeichnung versehene Probeblech als auch die Kunststoffolie werden jeweils aus 10 cm Abstand und unter einem Winkel von 30 Grad mit einem 2 mm breiten Laserstrahl der Wellenlänge 680 nm bestrahlt. In Reflexion wird das gebeugte Laserlicht jeweils mittels eines Photodiodenarrays aufgenommen und die so gemessenen Intensitätsverteilungen digital gespeichert. Die Intensitätsverteilungen erweisen sich beim Vergleich als identisch.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Kennzeichnung eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß man eine bei Bestrahlung mit Laserlicht des Wellenlängenbereichs von 200 bis 1100 nm eine charakteristische örtliche Intensitätsverteilung des transmittierten und/oder reflektierten Laserlichts ergebende Kennzeichnung aufbringt, wobei man ein durch Bestrahlung mit energiereicher Strahlung zumindest teilweise aushärtbares Überzugsmittel auf eine mit der Kennzeichnung zu versehende Stelle der Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes direkt oder auf einen auf die Oberfläche des zu kennzeichnenden Gegenstandes aufzubringenden Träger aufbringt und die erhaltene, noch unausgehärtete Überzugsschicht durch eine oder mehrere übereinander angeordnete Masken mit Mustern aus im Bereich von 100 bis 20000 nm voneinander beabstandeten Strukturen mit unterschiedlicher Durchlässigkeit für energiereiche Strahlung, mit energiereicher Strahlung zur teilweisen Härtung bestrahlt und anschließend noch nicht ausgehärtete Stellen in der Überzugsschicht thermisch und/oder durch Bestrahlung aushärtet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenz mit identischer Kennzeichnung bereitgestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zu kennzeichnender Gegenstand ein Kraftfahrzeug und gegebenenfalls eine Referenz verwendet werden.
4. Gekennzeichneter Gegenstand oder Träger, hergestellt nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 3.
5. Gegenstand oder Träger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er zusammen mit einem Identifikationsträger mit gleicher Kennzeichnung als Referenz bereitgestellt wird.
6. Verfahren zur Identifikation eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß man die mit der Kennzeichnung, erhalten nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 3 versehene Stelle mit Laserlicht des Wellenlängenbereichs von 200 bis 1100 nm bestrahlt und die örtliche Intensitätsverteilung des transmittierten und/oder reflektierten Laserlichts detektiert und mit einer Referenz vergleicht.
7. Verwendung der nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 erhaltenen Kennzeichnung zur Identifikation von Gegenständen.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Identifikation durch Bestrahlung mit Laserlicht des Wellenlängenbereichs von 200 bis 1100 nm und Vergleich der örtlichen Intensitätsverteilung des transmittierten und/ oder reflektierten Laserlichts mit einer Referenz erfolgt.
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