DE3942722B4

DE3942722B4 - Ferromagnetische Fasern zur Verwendung in der elektronischen Artikelüberwachung und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE3942722B4
Application number: DE3942722A
Authority: DE
Inventors: John O. Montreal Strom-Olsen; Piortr Z. Pierfonds Rudkowski
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2009-12-23
Also published as: NL194706C; MX164464B; JPH02224854A; SE8904347L; CA2006223C; AU628900B2; SE504685C2; AT398253B; NL194706B; DK175333B1; BR8906790A; DE3942722A1; US5003291A; CA2006223A1; CH682521A5; ES2020688A6; JP2752752B2; SE8904347D0; IT8948699A1; ATA294389A

Abstract

Marke zur Verwendung in einem elektronischen Artikelüberwachungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Marke eine ferromagnetische Faser mit einem Nenndurchmesser von weniger als 80 Mikrometer und einem t1/2-Wert von weniger als 10 Mikrosekunden bei einer Steuerfrequenz von 6 kHz und einer Amplitude in der Größenordnung von 1 Oersted und einen Träger (30, 32, 36) für die ferromagnetische Faser umfasst.

Description

Die unautorisierte Mitnahme von Artikeln der Handelsware war lange Zeit ein Problem für Einzelhandelsgeschäfte. Es wurden verschiedene Anstrengungen unternommen, eine derartige nichtautorisierte Mitnahme, die im allgemeinen als Ladendiebstahl bezeichnet wird, zu verhindern. Picard entwarf ein elektronisches Artikelüberwachungssystem in elektromagnetischer Bauart, wie es in seiner FR 763 681 beschrieben wird, die 1934 veröffentlicht wurde. Das Picard-System umfaßt einen Sender, einen Empfänger und eine ferromagnetische Marke. Versuche wurden unternommen, die Größe und die Kosten der Marken für die Artikelüberwachung zu verringern, wie in der US 4 568 921 vorgeschlagen wurde, die am 4. Februar 1986 für Pokalsky erteilt wurde. Im Einklang mit der Offenbarung des Pokalsky-Patents hat das gezogene Drahtmarkenelement einen Durchmesser von etwa 0,127 mm (127 Mikrometer), was bedeutsam ist, das Markenelement selbst hat eine Länge von etwa 76,2 mm. Das US-Neuauflagepatent 32 427, das am 26. Mai 1987 für Gregor erteilt wurde, betrifft ein Markenelement, das aus einem länglichen, dehnbaren Streifen eines amorphen ferromagnetischen Werkstoffs besteht, der seine Signalidentität beibehält, nachdem er umgebogen wurde.

Die Erfindung umfassend wurde ein Verfahren vorgeschlagen, zur Ausbildung ferromagnetischer Fasern zwecks Verwendung in Marken. Unter Marke wird ein beliebiger Gegenstand verstanden, der von einem Sensorsystem erfaßt werden kann, nachdem die Marke in ein Magnetfeld mit geeigneten Kennwerten gebracht wurde. Die Erfindung umfaßt eine magnetische Faser oder Fasern, die in irgendeiner brauchbaren Weise gehalten werden. Die Fasern können in einer Abfragezone erfaßt werden, und sie haben eine Länge von weniger als 15 mm. Es hat sich gezeigt, daß einer der wichtigen Parameter der ferromagnetischen Fasern das Aspektverhältnis ist. Fasern mit einem Durchmesser von näherungsweise 100 Mikrometer oder weniger haben sich als geeignet für die Herstellung einer Marke erwiesen, wie beispielsweise eines Etiketts mit einer Länge von näherungsweise 15 mm oder weniger. Es versteht sich, daß die Länge länger sein kann, falls dies gewünscht wird.

Ein weiterer wichtiger Parameter ist das Verfahren, durch welches die ferromagnetische Faser hergestellt wird. Es werden rasche Erstarrungsverfahren verwendet, bei denen die Fasern unmittelbar in ihre endgültige physikalische Abmessung gegossen werden und bei welchen keine anschließende mechanische oder thermische Behandlung bei der Durchführung der Erfindung erforderlich ist. Fasern, die durch rasche Erstarrungsverfahren hergestellt werden, befinden sich in einem Spannungszustand und einer molekularen Orientierung, die bezüglich ihrer magnetischen Eigenschaften im gegossenen Zustand günstig sind.

Die DE 35 41 536 A1 beschreibt eine Marke für die elektronische Verfolgung von Artikeln. Die Marke besteht aus einem ferromagnetischen, amorphen Metalldraht, der einen Durchmesser im Bereich zwischen 0,09 mm bis 0,15 mm und eine Länge im Bereich von 10 mm bis 100 mm aufweisen kann. Dieser Metalldraht wird durch eine schnelle Erstauung des Metalls aus einer Schmelze erzeugt. Ferner weist die in der DE 35 41 536 A1 beschriebene Einrichtung Trägerschichten für den Draht auf.

Die EP 0 123 557 A2 beschreibt eine flexible, ferromagnetische Marke. Die Marke umfasst einen länglichen Streifen aus einer amorphen, ferromagnetischen Rippe, die auf allen Hauptoberflächen mit einer flexiblen Polymerabdeckschicht verbunden ist. Die Länge des ferromagnetischen Materials liegt im Bereich zwischen 100 mm und 150 mm.

In der EP 0 170 854 A2 wird eine ferromagnetische Marke beschrieben, die ein Stück von gezogenem Draht enthält. Das magnetische Material ist nach dem Ziehen wärmebehandelt, um seine magnetische Leitfähigkeit zu erhöhen. Es ist angegeben, dass der Draht auf einen Durchmesser von etwa 0,13 mm gezogen werden kann. Mehrere Drähte können parallel zueinander auf einem Basisstreifen 42 platziert werden und mittels eines Klebemittels an dem Basisstreifen angebracht werden. Ein abziehbarer Haftstreifen ist ebenfalls vorgesehen, der zum Anbringen der Marke entfernt wird und dadurch ein Klebemittel freigibt.

In der EP 0 121 649 A1 ist eine amorphe Marke beschrieben, die bei einem magnetischen Diebstahlerfassungssystem verwendet wird. Die Marke besteht aus einem länglichen, duktilen Streifen aus amorphem, ferromagnetischem Material.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Marke für ein elektronisches Artikelüberwachungssystem zu schaffen, das ein ferromagnetisches Markenelement aufweist, das wesentlich kürzer als bekannte Marken ist und das geringe Kosten hat und dennoch ein wirksames elektromagnetisches Ansprechen im System liefert und
bei welchem das Markenelement entweder eine kristallische oder amorphe Faser ist, die durch rasche Erstarrungsverfahren hergestellt wird, und
bei welchem das Markenelement durch rasche Erstarrungsverfahren hergestellt wird, und bei welchen ein ferromagnetischen Markenelement oder mehrere hiervon in wahlloser Orientierung auf einem entsprechenden Träger, beispielsweise auf einem Aufzeichnungselement, wie einem Zettel, einem Schild oder einem Etikett, befestigt sind und
bei dem ein kristallischer ferromagnetischer Werkstoff, wie beispielsweise ein Permalloy, verwendet wird, und bei dem das Markenelement ausreichend dehnbar ist, um ohne Verlust seiner Signalidentität gehandhabt werden zu können und
bei dem weiter ein Markenelement eine Faser umfaßt, die in ein Gewebe eingelegt ist,
bei dem ein Markenelement unmittelbar in Papier aufgenommen ist,
bei dem ein Markenelement oder mehrere hiervon in einer zur Papierherstellung dienenden Aufschlämmung enthalten sind, die anschließend zu Papier ausgewalzt wird, womit das erhaltene Papier durch das System erfaßbar ist,
bei welchem die Marke ein Markenelement umfaßt, das eine Formgebung und Spannung hat, die günstige ferromagnetische Eigenschaften liefern und
das eine ferromagnetische Faser aufweist, das nicht länger als 15 mm ist und weiter auch
eine Marke zu schaffen, die mindestens eine Folie aufweist, das eine ferromagnetische Faser oder mehrere hiervon aufweist und
ein verbessertes, kostengünstiges ferromagnetisches Markenelement zu schaffen,
und dieses in einem Verfahrensschritt zu schaffen, der ein einsatzbereites Erzeugnis liefert,
weiter einen ferromagnetischen Werkstoff zu liefern, der zur Abschirmung von Magnetfeldern brauchbar ist,
weitere, eine verbesserte Marke zur Verwendung in einem elektronischen Artikelüberwachungssystem zu schaffen, bei welchem die Marke ein ferromagnetisches Markenelement umfaßt, das eine Querschnittsfläche hat, die kleiner als 6 × 10^–3 mm² ist,
bei welchem das Markenelement eine ferromagnetische Faser umfaßt, die eine maximale Querabmessung von weniger als 80 Mikrometer hat,
bei welchem das Markenelement eine ferromagnetische Faser mit einem Gewicht von weniger als 20 mg umfaßt, und diese soll in den gegenwärtig verwendeten handelsüblichen Etikettiergeräten verwendet werden können.

Die genannte Aufgabenstellung wird durch eine Marke zur Verwendung in einem elektrischen Artikelüberwachungssystem gelöst, die eine ferromagnetische Faser umfaßt, die durch rasche Erstarrung aus einer geschmolzenen ferromagnetischen Legierung hergestellt wurde, sowie einen Träger für die ferromagnetische Faser.

In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Schnittdarstellung einer Schmelzextraktiongsvorrichtung zur Herstellung ferromagnetischer Fasern,
2 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie 2-2 der 1 des Umfangs der in 1 dargestellten Spinnscheibe,
3 eine Schnittdarstellung längs der Linie 3-3 der 1, die einen Querschnitt einer durch die Vorrichtung nach 1 hergestellten Faser angibt,
4 einen Grundriß einer Verbundbahn, die mittels der Vorrichtung nach 1 hergestellte Fasern enthält,
5 eine Schnittansicht längs der Linie 5-5 der 4, die eine Seitenansicht der Verbundbahn zeigt, und
6 einen Grundriß, der eine alternative Faserverteilung innerhalb eines Etiketts angibt.
Es wird auf die Einzelbeschreibung der bevorzugten Ausführungsform Bezug genommen. Einleitend werden die 1 bis 3 betrachtet, wobei bei 10 eine umlaufende Radanordnung dargestellt ist, die eine rasche Erstarrung erzeugen kann, die ferromagnetische Fasern entsprechend den erfindungsgemäßen Grundsätzen erzeugt. Dargestellt und beschrieben ist ein Schmelzextraktionsverfahren, es versteht sich jedoch, daß andere Verfahren zur Durchführung der Erfindung verwendet werden können, einschließlich dem Schmelzspinnen, dem Schmelzzieh- und dem Hängetropfenverfahren. Das richtige Erfordernis ist, daß der Werkstoff eine Form hat, wie sie nachfolgend erläutert wird und rasch erstarrt. Die Vorrichtung 10 umfaßt eine Scheibe 12 oder ein Rad, das fest von einer drehbaren Welle 13 getragen wird und das an seinem Umfang einen verkleinerten Abschnitt 14 aufweist. Der verkleinerte Abschnitt 14 hat einen Rand 16. Die bei der Durchführung der Erfindung verwendete Scheibe 12 hat einen Durchmesser von 15 cm und das Rad 16 hat einen Krümmungsradius von näherungsweise 30 Mikrometer, aber 5 bis 50 Mikrometer wären annehmbar. Die Welle 13 steht durch irgendeine passende Vorrichtung in Eingriff mit einem Motor 17, so daß die Welle und die darauf befestigte Scheibe 12 gedreht werden können.
Ein tassenförmiger Trichter 18 ist unter der Scheibe 12 angeordnet und kann eine Metallegierungszusammensetzung 20 aufnehmen. Induktionsspulen 22 sind um den Trichter 18 angeordnet und mit einer Stromversorgung 23 verbunden. Wird den Induktionsspulen 22 ausreichend Leistung zugeführt, so schmilzt die Metallegierungszusammensetzung 20 innerhalb des Trichters 18 Die Scheibe 12 wird, wie durch den Pfeil in 1 angegeben ist, gedreht, und beim Drehen der Scheibe innerhalb der geschmolzenen Legierungszusammensetzung wird eine Faser 24 erzeugt. Wahlweise steht mit dem Flansch 18 ein Abstreifer 26 in Berührung, der aus einem Werkstoff, wie beispielsweise Tuch besteht, um den verkleinerten Abschnitt 14 reinzuhalten.
Es wird nunmehr auf die 4 und 5 Bezug genommen, die Fasern 24 sind relativ zueinander ausgerichtet und jeweils zwischen einer oberen und unteren Folie 30 und 32 angeordnet, die durch einen Klebstoff 34 verbunden sind, um eine Marke zu bilden, die in Gestalt eines Etiketts 28 dargestellt ist. Die Etiketten 28 werden durch eine Bahn 36 getragen und können durch Verwendung eines Etikettiergeräts in bekannter Weise auf die Oberfläche eines Artikels aufgebracht werden. In diesem Zusammenhang soll der Ausdruck Etikett gleichfalls Scheine und Schilder umfassen. Bezüglich der Einzelheiten einer hier beschriebenen Trägerbahn kann auf die US-PS 4 207 131 Bezug genommen werden. Vorzugsweise hat die Marke 28 eine Länge von weniger als 2,5 cm und vorzugsweise etwa 15 mm. Bei einer derartigen Größe kann die Verbundbahn 38 in einem handelsüblichen Etikettiergerät verwendet werden, beispielsweise in einem Etikettiergerät 1110, das von Monarch Marking Systems Inc., Dayton, Ohio, bezogen werden kann. Obgleich die Marke 28 mit einem oberen und unteren Blatt 30, 32 dargestellt ist, versteht es sich, daß die Fasern 24 nur am unteren Blatt 32 haften können und das obere Blatt entfallen kann.
Die Stromversorgung 23 wird eingeschaltet, um die Induktionsspulen 22 zu veranlassen, die Metallegierung 20 oberhalb ihres Schmelzpunkts zu erhitzen, wodurch ein Schmelzbad der Metallegierung erzeugt wird. Wie ersichtlich, erstreckt sich der verkleinerte Abschnitt 14 der Scheibe 12 in die Metallegierung 20. Obgleich das Metall hier mit einem domartigen Aussehen dargestellt ist, ist dies geringfügig übertrieben, um den verkleinerten Abschnitt 14 innerhalb der Schmelze aufgenommen zu zeigen. Jedenfalls erstreckt sich ein Abschnitt des Durchmessers der Scheibe 12 in die obersten Abschnitte des Trichters, um die Metallegierung 20 zu erfassen, nachdem sie ihre entsprechende Temperatur erreicht hat. Abhängig von der Temperatur der Legierung wird der Arm 19 derart abgesenkt, um den verkleinerten Abschnitt 14 in die Metallegierung hineinzubringen, und der Motor 17 wird zum Drehen der Scheibe 12 eingeschaltet. Die Scheibe 12 wird in der in 1 angegebenen Pfeilrichtung gedreht und dadurch wird eine Faser aus ferromagnetischem Metall 24 gebildet. Diese Faser kann so lang als nötig sein.
Es versteht sich, daß das beschriebene Verfahren einer raschen Erstarrung eine Faser liefert, die in einsatzfähigem Zustand ist, d.h. die aus dem Schmelzzustand unmittelbar in den Festzustand in einem Zustand zum unmittelbaren Gebrauch übergeht. Keine nachfolgende Behandlung ist erforderlich, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen. Dies ist im Gegensatz zu bekannten ferromagnetischen Werkstoffen, wie beispielsweise Drähten und Permalloy-Folien, bei denen eine mechanische und/oder eine Wärmebehandlung nötig ist, damit die erforderlichen Eigenschaften erhalten werden.
Im Einklang mit der Erfindung wird eine ferromagnetische Faser als im wesentlichen länglicher Gegenstand definiert, der entweder aus einem amorphen oder kristallischen ferromagnetischen Werkstoff besteht und einen Durchmesser von 3 bis 80 Mikrometer aufweist, ein Aspektverhältnis, d.h. ein Längen/Durchmesser-Verhältnis von mindestens 150 und eine magnetische Schaltzeit an den Halbamplitudenpunkten (t1/2) von weniger als 10 Mikrosekunden bei einer sinusförmigen Steuerfrequenz von 6 kHz und einer Amplitude in der Größenordnung von 1 Oersted hat. Die in der vorstehend beschriebenen Vorrichtung erzeugte Faser hat einen Querschnitt, der in 3 dargestellt ist und der im wesentlichen nierenförmig ist. Eine Ausführungsform der Faser war nierenförmig mit einer Abmessung von 30–80 Mikrometer in einer Richtung und 20–30 Mikrometer in der anderen Richtung. Wurde die Geschwindigkeit der Scheibe 12 erhöht, so nahm die Faser 24 eine stärker ovale Form im Gegensatz zu einer Nierenform an und erhielt schließlich einen kreisförmigen Querschnitt mit einer schmalen Nut, falls der Durchmesser der Fasern 15 Mikrometer oder geringer war. Die besten Ergebnisse wurden mit einer Faser 24 erhalten, die im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hatte. Unter optimalen Bedingungen konnte die Faser 24 eine nicht bestimmte Länge haben, es hat sich jedoch gezeigt, daß bestimmte Bedingungen die Länge der Faser beeinflussen. Die Bedingungen, die eine Änderung der Länge der Faser verursachen, sind die Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe 12, die Schwingungen im System und die Form und der Entwurf der Scheibe.
Die Faser 24 wurde in Längen von näherungsweise 1,9 cm geschnitten und auf eine erste Lage 32 eines Etiketts aufgebracht. Eine zweite Lage 30 wurde ausgerichtet mit der ersten Lage über die Fasern 24 gelegt, unter Einbringung von Klebstoff zwischen die Lagen zur Bildung eines Etiketts. Die Fasern 24 können gemäß 4 im Abstand ausgerichtet etwa 1 mm nebeneinander liegen oder sie können gemäß 6 innerhalb des Etiketts wahllos verteilt sein. Es hat sich gezeigt, daß drei oder mehr Fasern, die ausgerichtet angeordnet sind, für die Marke ausreichen, um in einer Abfragezone erfaßt zu werden; sind dagegen die Fasern wahllos angeordnet, so waren fünf oder mehr Fasern ausreichend. Die Anordnung der Fasern 24 in wahlloser Weise unter gegenseitiger Überlappung ist auf diesem Gebiet einmalig. Bekannte Marken forderten, daß die mehrfachen Elemente miteinander ausgerichtet sind und/oder aufeinanderfolgen. Andere Orientierungen sind möglich. Eine Faser oder mehrere Fasern, die schraubenförmig, umgebogen oder gekrümmt sind, können ebenfalls ein ausreichendes Ansprechen zur Erfassung ergeben. Es hat sich gezeigt, daß das Mindestgesamtgewicht der Fasern 24, die erfaßbar sind, näherungsweise 0,2 mg betrug.
Eine große Anzahl von Zusammensetzungen wurden für die Herstellung der Fasern angegeben. Nachfolgend ist eine Tabelle einiger der Zusammensetzungen aufgeführt, die untersucht wurden, mit der physikalischen Form und den Testergebnissen des Systems:
wobei C = kristallin
A = amorph
t1/2 = Impulsmessung in Mikrosekunden
Bei der Bestimmung der Leistung einer ferromagnetischen Marke ist der kritischste Parameter vielleicht der t1/2-Wert, der ein Maß darstellt, wie steil der Impuls ist, der durch eine derartige Marke in einer Abfragezone induziert wird. Insbesondere stellt t1/2 in Mikrosekunden die Zeitspanne zwischen der Anstiegs- und Abfallflanke beim halben Scheitelwert des induzierten Signals dar. Ein Wert von t1/2 = 10 Mikrosekunden oder weniger wird als annehmbar betrachtet. Ein niedrigerer Wert ist erwünscht, weil er einen steilen, leicht zu erfassenden Scheitel und somit einen hohen Anteil Harmonischer anzeigt.
Obgleich in der Vergangenheit Anstrengungen gemacht wurden, einen kristallischen ferromatischen Werkstoff, der allgemein als Permalloy bekannt ist, als Element in einer Marke zu verwenden, haben zwei Faktoren dessen Verwendung verhindert. Erstens war in den bekannten Formen von Permalloy-Elementen der t1/2-Wert zu groß für eine praktische Verwendung in dem Feld der elektronischen Artikelüberwachung. Zweitens tendierte ein Biegen dazu, dessen magnetische Eigenschaften zu verändern, da Permalloy kristallisch ist. Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß diese nachteiligen Eigenschaften ausreichend verringert sind, um die Verwendung von Permalloy zu gestatten. Wie vorausgehend ausgeführt wurde, sind kleine Mengen eines ferromagnetischen Werkstoffs in Faserform in einer Abfragezone erfaßbar.
Ferner läßt sich sagen, daß alle ferromagnetischen Werkstoffe, die sich bei der elektronischen Artikelüberwachung als Markenelement in Gestalt eines Bandes eignen, in Gestalt einer Faser verwendet werden können. Für Ausführungsbeispiele derartiger Zusammensetzung kann auf die US-Neuauflage-Patentschrift 32 427 Bezug genommen werden.
Im allgemeinen kann die Faser aus ferromagnetischem Werkstoff gebildet werden, der im wesentlichen einer der folgenden Formeln entspricht: Fa Lb Oc, wobei F für Eisen steht,
L mindestens ein Element aus Silizium und Aluminium ist,
O mindestens ein Element aus Chrom, Molybdän, Vanadium, Kupfer und Mangan ist, und
a sich von etwa 60 bis 90 Atom-% erstreckt,
b sich von etwa 10 bis 50 Atom-% erstreckt, und
c sich von etwa 0 bis 10 Atom-% erstreckt
ODER Na Fb Mc, wobei N für Nickel steht,
F für Eisen, und
M mindestens ein Element aus Kupfer, Molybdän, Vanadium, Chrom, Mangan, oder anderen nichtmagnetischen Elementen ist, und
a sich von etwa 60 bis 84 Atom-% erstreckt,
b sich von etwa 0 bis 40 Atom-% erstreckt, und
c sich von etwa 0 bis 50 Atom-% erstreckt
ODER Ma Nb Xd Yc, wobei M mindestens ein Element aus Eisen und Kobalt ist,
N Nickel ist,
O mindestens ein Element aus Chrom und Molybdän ist,
X mindestens ein Element aus Bor und Phosphor ist,
Y Silizium ist,
Z Kohlenstoff ist, und
a sich von etwa 35 bis 85 Atom-% erstreckt,
b sich von etwa 0 bis 45 Atom-% erstreckt,
c sich von etwa 0 bis 7 Atom-% erstreckt,
d sich von etwa 5 bis 22 Atom-% erstreckt,
e sich von etwa 0 bis 15 Atom-% erstreckt,
f sich von etwa 0 bis 2 Atom-% erstreckt,
und die Summe von "d + e + f" sich von etwa 15 bis 25 Atom-% erstreckt.
Es wird darauf hingewiesen, daß im wesentlichen jene Fasern, die amorph sind, in einer Umgebungsatmosphäre hergestellt werden können, während jene Fasern, die aus kristallischen Zusammensetzungen gebildet wurden, in einem Vakuum oder in einer inerten Atmosphäre, wie beispielsweise Argon, gebildet werden mußten.

Es wurde gefunden, daß alle Vorrichtungen, die eine rasche magnetische Flußänderung unterstreichen, die sich aus der Änderung der Magnetisierung eines weichmagnetischen Werkstoffs ergeben, durch Verwendung des Werkstoffs in Faserform verbessert werden. Obgleich die Gründe, daß eine elektromagnetische Faser, die durch rasches Abkühlen erzeugt wurde, ein überlegenes Verhalten in einem Feld einer elektronischen Artikelüberwachung liefert, nicht genau bekannt sind, wurden Berechnungen durchgeführt, die zeigen, daß ein zylindrisch geformtes elektromagnetisches Material dem gleichen Material in Bandform überlegen ist. Signalvergleich bei einem Streifen und einer Faser

B = 0.6 Tesla	Sättigungsmagnetisierung des Werkstoffs
l S / m = 1 100,000	magnetische Permeabilität des Werkstoffs
W = 2 p 6000 sec^–1	Frequenz des angelegten Felds
H_m = 1.5 10³/4π A/m	angelegtes Feld
G := 1/0.3m	Kopplungsfaktor zur Aufnehmerspule

Abmessungen einer Faser (F) und eines Streifens (S)

Effektive magnetische Permeabilität für eine Faser 1 DF im Vergleich zu einem Streifen 1 DS unter Berücksichtigung des Entmagnetisierungseffekts
Wie dargestellt ist, ist die effektive magnetische Permeabilität für eine ferromagnetische Faser wesentlich größer als jene für ein Band.
Volumen des magnetischen Werkstoffs:
Verhältnis des angelegten Felds zum kritischen Feld für eine Faser (BF) und einen Streifen (BS):
Verringerung oder Abrallen des Signals von einer Harmonischen zur
Signal bei der neunten Harmonischen für eine Faser (SF) und einen Streifen (SS):
Wie aus den vorstehenden Berechnungen hervorgeht, ist das von einer Faser erzeugte Signal 132mal größer als das von einem Streifen gleicher Länge, 20 mm, erzeugte Signal. Es ist ersichtlich, daß die anderen Abmessungen des Streifens geändert werden können, um das Ansprechen des Streifens zu ändern, aber das Verhältnis der ausgewählten Abmessungen traf solche, die als typisch angesehen wurden. Obgleich die erfindungsgemäße neue Faser in ihrer Verwendung in Etiketten erläutert wurde, ist es ersichtlich, daß andere Anwendungen für derartige Fasern vorhanden sind. Die Fasern können, falls sie ausreichend klein sind, als Teil eines Papiers eingewebt werden, aus denen Dokumente hergestellt werden. Auf diese Weise würde ein Gegenstand mit nicht offensichtlichen Sensoreigenschaften erhalten werden. Eine weitere Verwendung, für die diese Fasern eingesetzt werden können, ist die Lokalisierung und Identifizierung von Anordnungen, wie Kabeln, die sich unter der Erde befinden oder anderen unzugänglichen Strukturen. Die Fäden könnten als Teil des Kabels ausgebildet sein, das unter der Erde verlegt wird, und mittels geeigneter Erfassungsvorrichtungen könnten die Kabel lokalisiert werden, selbst wenn sie nicht freigelegt werden. Eine andere Anwendung liegt in einer Abschirmung. Beispielsweise würde bei der Abschirmung ein elektrisches Kabel gegenüber einem Magnetfeld beim Überzug über die Kabel, der ferromagnetische Fasern enthält, dazu neigen, die Kabel gegenüber dem Feld zu isolieren. Bei einer weiteren Anwendung können die elektromagnetischen Fasern einer Papieraufschlämmung zugegeben werden, aus der Papier mit den darin enthaltenen Fasern hergestellt werden kann. Derartige Papiere wären erfaßbar und haben ein weites Einsatzgebiet, wo Sicherheit verlangt wird, beispielsweise in der Herstellung von Papiergeld.

Claims

Marke zur Verwendung in einem elektronischen Artikelüberwachungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Marke eine ferromagnetische Faser mit einem Nenndurchmesser von weniger als 80 Mikrometer und einem t1/2-Wert von weniger als 10 Mikrosekunden bei einer Steuerfrequenz von 6 kHz und einer Amplitude in der Größenordnung von 1 Oersted und einen Träger (30, 32, 36) für die ferromagnetische Faser umfasst.
Marke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetiche Faser (24) aus der Legierungsschmelze durch ein rasches Erstarrungsverfahren erzeugt wird.
Marke nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Marke ein Markenelement umfasst, das die ferromagnetiche Faser umfasst.
Marke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Markenelement duktil, biegsam, kristallin und ferromagnetisch ist.
Marke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein druckempfindliches Ettikett ist.
Marke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Schild ist.
Marke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus Stoff besteht.
Marke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger Papier umfasst, in dem die Faser enthalten ist.
Marke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in ihrem festen Zustand kristallisch ist.
Marke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in ihrem festen Zustand amorph ist.
Marke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetiche Faser (24) eine Länge von weniger als 15 mm und eine Querschnittsfläche von weniger als 6 × 10^–3 mm² aufweist.
Marke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Markenelement (24) ein Aspektverhältnis von mindestens 150 hat.
Marke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetiche Faser (24) ein Aspektverhältnis von mehr als 150 aufweist und dass die ferromagnetische Faser zwischen zwei dielektrischen Folien (30, 32) angebracht ist, die derart miteinander verbunden werden, dass sie die ferromagnetischen Fasern zwischen sich zur Bildung einer Marke halten.
Marke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Marke eine Länge hat, die kleiner als 2,5 cm ist.
Ferromagnetische Faser mit einem Nenndurchmesser von weniger als 80 Mikrometer und einem t1/2-Wert von weniger als 10 Mikrosekunden bei einer Steuerfrequenz von 6 kHz und einer Amplitude in der Größenordnung von 10³/4π A/m.
Faser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser ein Aspektverhältnis hat, das größer als 150 ist.
Faser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetische Faser amorph ist.
Faser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetiche Faser kristallisch ist.
Faser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser einen nierenförmigen Querschnitt hat.
Faser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat.
Faser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Material eine kristallische Legierung auf Eisenbasis ist, die im wesentlichen die Formel hat: Fa Lb Oc, wobei F Eisen ist, L mindestens ein Element aus Silizium und Aluminium ist, und O mindestens ein Element aus Chrom, Molybdän, Vanadium, Kupfer und Mangan ist; und a sich von etwa 60 bis 90 Atom-% erstreckt, b sich von etwa 10 bis 50 Atom-% erstreckt, und c sich von etwa 0 bis 10 Atom-% erstreckt.
Faser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetiche Material eine Kristallische Legierung umfasst mit im wesentlichen folgender Formel: Na Fb Mc, wobei N Nickel ist, F Eisen ist, und M mindestens ein Element aus Kupfer, Molybdän, Vanadium, Chrom und Mangan ist; und a sich von etwa 60 bis 84 Atom-% erstreckt, b sich von etwa 0 bis 40 Atom-% erstreckt, und c sieh von etwa 0 bis 50 Atom-% erstreckt.
Faser nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetiche Material eine Legierung umfasst, mit im wesentlichen folgender Formel: Ma Nb Oc Xd Ye Zf Wobei M mindestens ein Element aus Eisen, Kobalt, oder einer Kombination hiervon ist, N Nickel ist, O mindestens ein Element aus Chrom und Molybdän ist, X mindestens ein Element aus Bor und Phosphor ist, Y Silizium ist, und Z Kohlenstoff ist, und a sich von etwa 35 bis 85 Atom-% erstreckt, b sich von etwa 0 bis 45 Atom-% erstreckt, c sich etwa, von 0 bis 2,5 Atom-% erstreckt, d sich etwa von 12 bis 20,3 Atom-% erstreckt, e sich etwa von 0 bis 13 Atom-% erstreckt, und f sich etwa von 0 bis 2 Atom-% erstreckt, und die Summe aus d + e + f sich von 15 bis 25 Atom-% erstreckt.