WO2013123925A1 - Werkstück mit markierung - Google Patents

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Jochen MOESSLEIN
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Definitions

  • the present invention relates to a workpiece with a marking, a method for its production and a method for authentication and / or identification of the workpiece.
  • labels may be attached to the surface of the workpiece for marking workpieces.
  • security features may be a particular pattern, such as bar codes, holograms, micrographics, a particular color, electronic information, such as RFID chips, and much more.
  • Markings embedded in the workpiece or material have distinct advantages, but are not always applicable. Especially with metals, glasses and grains where high melting temperatures can destroy the marking agents, or with workpieces made from commercially available semi-finished products, for example metal profiles, such marking systems can not be used.
  • the marking system in the workpiece which is preferably constructed of metal, ceramic, wood plastic and / or glass, can be used in a small space and preferably not significantly affect the overall impression of the workpiece.
  • the workpiece should be able to be worked up during recycling in such a way that the marking substance can be destroyed before or during recycling in order to avoid a distribution of the marking substance via the recycling streams to new products made therefrom.
  • the first object is achieved by a workpiece having on its surface a recess with an opening width of at least 0.2 mm, in which recess a substrate substantially inseparable bound to the workpiece is arranged, which contains a characteristic of the workpiece marking material.
  • the workpiece according to the invention is distinguished, in particular, by the fact that a carrier containing a marking substance is connected substantially inseparably to the workpiece by the carrier containing the marker being received in a recess formed on the surface of the workpiece.
  • This recess has an opening width of at least 0.2 mm, but the shape of the recess is arbitrary.
  • the recess can be designed for example as a circular bore. Also conceivable is an imprint, such as in the form of a company logo.
  • the recess may have vertical or slightly inclined side walls, such as in the form of an undercut with a dovetail shape. Appropriate measures for introducing the recess on the surface of the workpiece are well known in the art.
  • an essentially inseparable connection between the workpiece and the carrier is to be understood as meaning a connection whose solution can not take place without destroying the workpiece and / or the carrier.
  • An opening width of at least 0.2 mm of the recess arranged on the workpiece is required so that in a method for authentication and / or identification of the workpiece, a simple analysis of the marking substance can take place with the aid of electromagnetic radiation and, basically, there is a sufficient area, may be incident on the electromagnetic radiation and / or from the electromagnetic radiation, such as fluorescence, can be emitted.
  • the workpiece according to the invention overcomes the disadvantages associated with marking by labels, in particular easy removability or damage, since in the workpiece according to the invention the carrier containing the marking substance is essentially inseparably connected to the workpiece and in a more or less protected manner, for example in one Recess with undercut, located on the workpiece.
  • the workpiece according to the invention has the further advantage that when recycling the workpiece containing the marker substance carrier can then be destroyed without major problems to to avoid distribution of the marker over the recycling streams to new products made from them.
  • suitable materials for the carrier and the marker may be selected, which differ in a particular property from the material of the workpiece. If, for example, aluminum-made workpieces according to the invention are subjected to a recycling process, a temperature of about 1000 ° C. is required for the preparation of the aluminum. For a marking of such a workpiece, a carrier and marking substance can then be selected which, for example, are already destroyed at a temperature of up to 800 ° C., so that they are not involved in the recycling stream.
  • exemplary excipients are, for example, the polymeric compounds mentioned below, which can not withstand temperatures of 800 ° C.
  • the selection of markers may be suitably adjusted so that even the marker is decomposed / destroyed at temperatures below 1000 ° C.
  • the workpiece is made of metal, glass, wood, plastic and / or ceramic.
  • the recess has a depth of 0.1-5 mm, preferably 0.5-1 mm, and / or the recess has an opening width of 1-4 mm.
  • a preferred embodiment is characterized in that the carrier in liquid or pasty form can be introduced into the depression and then hardened in the depression.
  • the carrier introduced into the depression can therefore take the form of a drop.
  • the carrier is selected from the group consisting of glass and polymeric compounds such as epoxy, polyester, polyether, silicone and / or phenolic resin. It is likewise particularly preferred according to the invention for the marker to be selected from the group consisting of Stokes and / or anti-Stokes pigments, ceramic markers, preferably having a chemical code, or a material which is distinguishable from the carrier and / or the material Has property.
  • a pre-treatment agent for improving the adhesion is applied to the surface of the depression.
  • the second object is achieved by a method for producing a workpiece according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises the steps of: a) introducing a recess having a width of at least 0.2 mm into the surface of a workpiece; b) introducing a carrier, which contains a characteristic of the workpiece marker, in liquid or pasty form in the recess; c) curing and substantially inseparable bonding of the carrier to the workpiece.
  • Essential for the production of the workpiece according to the invention is the essentially inseparable connection between the carrier containing the marker and the workpiece.
  • a curable polymeric compound is particularly preferably used, in which the marker initially introduced, preferably dissolved, can be.
  • the carrier containing the marking substance is then introduced into the recess prepared in the workpiece, which can be done both manually and automatically.
  • the introduced carrier can then harden in the depression.
  • Particularly suitable as a marker substance are compounds which exhibit Stokes or anti-Stokes radiation behavior, ceramic markers, preferably with a chemical code, as are known, for example, from WO2010 / 066237, or may be another Any substance that has a characteristic property that distinguishes the marker from the surrounding substrate and / or the workpiece.
  • the carrier may of course contain other suitable substances in addition to the marker, such as colorants or fillers.
  • the introduction of the liquid or pasty carrier can be carried out so that the carrier after curing is flush, recessed or raised in relation to the workpiece.
  • the surface of the workpiece including the carrier may optionally be further processed by common methods such as grinding, polishing, etc.
  • a method for authenticating and / or identifying a workpiece which comprises the steps of: i) qualitative and / or quantitative reading of the marking substance; and ii) matching the readout result obtained in step i) with authentication and / or identification information stored for the workpiece.
  • a workpiece provided with a marking substance can be used in a simple manner in the method described above by reading out the marking substance or marking agent with suitable detectors.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkstück das auf seiner Oberfläche eine Vertiefung mit einer Öffnungsbreite von mindestens 0,2 mm aufweist, in welcher Vertiefung ein im wesentlichen untrennbar mit dem Werkstück verbundener Trägerstoff angeordnet ist, der einen für das Werkstück charakteristischen Markierungsstoff enthält; sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Verfahren zur Authentifizierung und/oder Identifizierung des Werkstücks.

Description

Werkstück mit Markierung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkstück mit einer Markierung, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie ein Verfahren zur Authentifizierung und/oder Identifizierung des Werkstücks.
Es ist bekannt, dass technische und andere hochwertige Produkte häufig unerlaubt kopiert werden, dabei entsteht den einzelnen Unternehmen sowie darüber hinaus der gesamten Wirtschaft ein hoher Schaden. Zudem sind die kopierten Produkte oft von minderer Qualität. Da dem Kunden die Fälschung nicht bewusst ist, projektiert er eventuelle Mängel auf die minderwertige Qualität der Marke, es entsteht mithin auch ein enormer Imageschaden bei den Herstellern.
Aufgrund der technischen Möglichkeiten können viele Serienprodukte, wie zum Beispiel Maschinenteile, heutzutage mindestens makroskopisch praktisch perfekt kopiert werden. Daher ist es häufig schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, Originalprodukte und Plagiate voneinander zu unterscheiden, so dass Originalprodukte zur Unterscheidung gezielt, wirksam und wirtschaftlich mit zusätzlichen Merkmalen gekennzeichnet werden müssen.
Diese Markierung von Werkstücken ist jedoch nicht nur für die Unterscheidung zwischen Original und Plagiat von Bedeutung, eine Markierung von Werkstücken gewinnt auch zunehmend an Relevanz bei der Sortierung von (zerkleinerten oder zerteilten) Werkstücken beim Recycling.
Auf dem Fachgebiet sind unterschiedlichste Verfahren zur Markierung von Materialien und Werkstücken sowie zum Schutz vor bzw. zum Erkennen von Fälschungen beschrieben. Nach dem Stand der Technik können zum Kennzeichnen von Werkstücken vor allem Etiketten an der Oberfläche des Werkstücks angebracht werden. Zur eigentlichen Kennzeichnung müssen solche Etiketten dann offene oder verdeckte Sicherheitsmerkmale besitzen, die eindeutig und reproduzierbar nachgewiesen bzw. gemessen werden können. Sicherheitsmerkmale können ein bestimmtes Muster, zum Beispiel Bar Codes, Hologramme, Mikrografiken, eine bestimmte Farbe, eine elektronische Information, zum Beispiel bei RFID-Chips, und vieles mehr sein.
Auf der Oberfläche aufgebrachte Markierungen, wie Etiketten oder Bedruckungen, haben jedoch den Nachteil, dass sie gegen mechanische und chemische Angriffe der Oberfläche relativ empfindlich sind und durch entsprechende Beanspruchung abgelöst oder beschädigt werden können. Ferner sind Etiketten aufgrund ihrer Zugänglichkeit oft kopierbar, so dass kein wirksamer Schutz vor Plagiaten besteht.
In das Werkstück bzw. den Werkstoff eingebettete Markierungen zeigen deutliche Vorteile, sind jedoch nicht immer anwendbar. Insbesondere bei Metallen, Gläsern und Kermiken, wo hohe Schmelztemperaturen die Markierungsmittel zerstören können, oder bei Werkstücken, die aus kommerziell erhältlichen Halbzeugen, zum Beispiel Metallprofilen, hergestellt werden, können solche Markierungssysteme nicht eingesetzt werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkstück mit einem Markierungssystem bereitzustellen, das die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet. Insbesondere soll das Markierungssystem in dem Werkstück, das vorzugsweise aus Metall, Keramik, Holz Kunststoff und/oder Glas aufgebaut ist, auf kleinstem Raum eingesetzt werden können und vorzugsweise den Gesamteindruck des Werkstücks nicht signifikant beeinträchtigen. Weiterhin soll trotz Markierung das Werkstück beim Recyceln so aufgearbeitet werden können, dass der Markierungsstoff vor bzw. während des Recycelns zerstört werden kann, um eine Verteilung des Markierungsstoffs über die Recyclingströme auf daraus hergestellte Neuprodukte zu vermeiden.
Darüberhinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Werkstücks bereitzustellen, sowie ein Verfahren zur Authentifizierung und/oder Identifizierung eines solchen Werkstücks. Die erste Aufgabe wird gelöst durch ein Werkstück das auf seiner Oberfläche eine Vertiefung mit einer Öffnungsbreite von mindestens 0,2 mm aufweist, in welcher Vertiefung ein im wesentlichen untrennbar mit dem Werkstück verbundener Trägerstoff angeordnet ist, der einen für das Werkstück charakteristischen Markierungsstoff enthält.
Das erfindungsgemäße Werkstück zeichnet sich in überraschender Weise insbesondere dadurch aus, dass ein einen Markierungsstoff enthaltender Trägerstoff im wesentlichen untrennbar mit dem Werkstück verbunden ist, indem der den Markierungsstoff enthaltende Trägerstoff in einer auf der Oberfläche des Werkstücks eingearbeiteten Vertiefung aufgenommen ist. Diese Vertiefung weist eine Öffnungsbreite von mindestens 0,2 mm auf, wobei jedoch die Form der Vertiefung beliebig ist. Die Vertiefung kann beispielsweise als kreisrunde Bohrung ausgeführt sein. Ebenfalls denkbar ist eine Prägung, wie beispielsweise in Form eines Firmenlogos. Die Vertiefung kann senkrechte oder leicht geneigte Seitenwände aufweisen, wie beispielsweise in Form eines Hinterschnitts mit Schwalbenschwanzform. Entsprechende Maßnahmen zur Einbringung der Vertiefung auf der Oberfläche des Werkstücks sind auf dem Fachgebiet hinreichend bekannt.
Erfindungsgemäß soll unter einer im wesentlichen untrennbaren Verbindung zwischen Werkstück und Trägerstoff eine Verbindung verstanden werden, deren Lösung nicht ohne Zerstörung des Werkstücks und/oder des Trägerstoffs erfolgen kann. Eine Öffnungsbreite von mindestens 0,2 mm der auf dem Werkstück angeordneten Vertiefung ist erforderlich, damit in einem Verfahren zur Authentifizierung und/oder Identifizierung des Werkstücks eine einfache Analyse des Markierungsstoffs mit Hilfe von elektromagnetischer Strahlung erfolgen kann und im Grund genommen eine ausreichende Fläche vorliegt, auf die elektromagnetische Strahlung einfallen kann und/oder von der elektromagnetische Strahlung, beispielsweise Fluoreszenz, abgegeben werden kann.
Das erfindungsgemäße Werkstück überwindet die mit der Markierung durch Etiketten verbundenen Nachteile, insbesondere der leichten Ablösbarkeit oder Beschädigung, da im erfindungsgemäßen Werkstück der den Markierungsstoff enthaltende Trägerstoff im wesentlichen untrennbar mit dem Werkstück verbunden ist und sich in einer mehr oder weniger geschützten Weise, beispielsweise in einer Vertiefung mit Hinterschnitt, am Werkstück befindet. Im Vergleich zur Markierung eines Werkstücks, bei der entsprechender Markierungsstoff im Material des Werkstücks selbst bei dessen Herstellung eingemischt wird, weist das erfindungsgemäße Werkstück den weiteren Vorteil auf, dass beim Recyceln des Werkstücks der den Markierungsstoff enthaltende Trägerstoff dann ohne größere Probleme zerstört werden kann, um eine Verteilung des Markierungsstoff über die Recyclingströme auf daraus hergestellte neue Produkte zu vermeiden. Um diesen Zweck zu erreichen, können je nach Material des Werkstücks geeignete Materialien für den Trägerstoff und den Markierungsstoff ausgewählt werden, die sich in einer besonderen Eigenschaft vom Material des Werkstücks unterscheiden. Werden beispielsweise aus Aluminium gefertigte erfindungsgemäße Werkstücke einem Recyclingverfahren unterworfen, so ist für die Aufbereitung des Aluminiums eine Temperatur von etwa 1000°C erforderlich. Für eine Markierung eines solchen Werkstücks kann dann ein Trägerstoff und Markierungsstoff ausgewählt werden, die, beispielsweise, bereits bei einer Temperatur von bis zu 800°C zerstört werden, so dass sie in dem Recyclingstrom nicht involviert werden. Beispielhafte Trägerstoffe sind dann natürlich z.B. die unten erwähnten polymeren Verbindungen, die Temperaturen von 800°C nicht standhalten können. Auch die Auswahl von Markierungsstoffen kann geeigneterweise angepasst werden, so dass auch der Markierungsstoff bei Temperaturen von unter 1000°C zersetzt/zerstört wird.
Es ist bevorzugt, dass das Werkstück aus Metall, Glas, Holz, Kunststoff und/oder Keramik ist.
Auch ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vertiefung eine Tiefe von 0,1-5 mm, bevorzugt 0,5-1 mm aufweist, und/oder die Vertiefung eine Öffnungsbreite von 1-4 mm aufweist.
Eine bevorzugte Ausfuhrungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Trägerstoff in flüssiger oder pastöser Form in die Vertiefung einbringbar und dann in der Vertiefung aushärtbar ist. Der in die Vertiefung eingebrachte Trägerstoff kann daher die Form eines Tropfens annehmen.
Dabei ist bevorzugt, dass der Trägerstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glas und polymeren Verbindungen wie Epoxid-, Polyester-, Polyether-, Silikon- und/oder Phenolharz. Ebenfalls erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist, dass der Markierungsstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stokes- und/oder Anti-Stokes-Pigmenten, keramischen Markern, vorzugsweise mit einem chemischen Code, oder einem Material, das eine vom Trägerstoff und/oder dem Werkstoff unterscheidbare Eigenschaft aufweist.
Auch kann vorgesehen sein, dass auf die Oberfläche der Vertiefung ein Vorbehandlungsmittel zur Verbesserung der Haftung aufgetragen ist.
Die zweite Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst: a) Einbringen einer Vertiefung mit einer Breite von mindestens 0,2 mm in die Oberfläche eines Werkstücks; b) Einbringen eines Trägerstoffs, der einen für das Werkstück charakteristischen Markierungsstoff enthält, in flüssiger oder pastöser Form in die Vertiefung; c) Aushärten und im wesentlichen untrennbares Verbinden des Trägerstoffs mit dem Werkstück.
Wesentlich für die Herstellung des erfindungsgemäßen Werkstücks ist die im wesentlichen untrennbare Verbindung zwischen dem den Markierungsstoff enthaltenden Trägerstoff und dem Werkstück. Als Trägerstoff wird besonders bevorzugt eine aushärtbare polymere Verbindung eingesetzt, in den der Markierungsstoff zunächst eingebracht, vorzugsweise gelöst, werden kann. Der den Markierungsstoff enthaltende Trägerstoff wird dann in die im Werkstück vorbereitete Vertiefung eingebracht, was sowohl manuell als auch automatisch erfolgen kann. Der eingebrachte Trägerstoff kann dann in der Vertiefung aushärten.
Als Markierungsstoff kommen insbesondere Verbindungen in Frage, die Stokes oder Anti- Stokes-Strahlungsverhalten zeigen, keramische Marker, vorzugsweise mit einem chemischen Code, wie sie beispielsweise aus der WO2010/066237 bekannt sind, oder kann ein anderer beliebiger Stoff sein, der eine charakteristische Eigenschaft aufweist, die den Markierungsstoff vom umgebenden Trägerstoff und/oder dem Werkstück unterscheidet.
Der Trägerstoff kann neben dem Markierungsstoff selbstverständlich weitere geeignete Stoffe enthalten, wie beispielsweise Farbmittel oder Füllstoffe.
Die Einbringung des flüssigen oder pastösen Trägerstoffs kann so erfolgen, dass der Trägerstoff nach der Aushärtung flächenbündig, vertieft oder erhaben in Bezug auf das Werkstück vorliegt. Nach dem Aushärten kann die Oberfläche des Werkstücks einschließlich des Trägerstoffs gegebenenfalls mit gängigen Verfahren, wie Schleifen, Polieren, etc., weiter bearbeitet werden.
Schließlich ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Authentifizierung und/oder Identifizierung eines Werkstücks vorgesehen, welches die Schritte umfasst: i) qualitatives und/oder quantitatives Auslesen des Markierungsstoffs; und ii) Abgleich des in Schritt i) erhaltenen Ausleseergebnisses mit für das Werkstück hinterlegten Authentifizierungs- und/oder Identifizierungsinformationen.
Ein mit einem Markierungsstoff versehenes erfindungsgemäßes Werkstück kann auf einfache Art und Weise in dem oben beschriebenen Verfahren eingesetzt werden, indem der Markierungsstoff bzw. das Markierungsmittel mit geeigneten Detektoren ausgelesen wird.
Werden als Markierungsstoffe Stokes- oder Anti-Stokes- Verbindungen eingesetzt, genügt nach entsprechender Einstrahlung von elektromagnetischer Strahlung geeigneter Wellenlänge eine einfache Kamera zur Überprüfung, ob entsprechende Fluoreszenzeffekte detektiert werden können.
Bei Verwendung eines auf dem Fachgebiet bekannten keramischen Markers mit chemischem Code, der auf Basis einer qualitativen und quantitativen Verteilung von Metallen eingestellt wird, kann eine Detektion über Röntgenfluoreszenzanalyse erfolgen. Die in der vorstehenden Beschreibung, sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Ansprüche
1. Werkstück, das auf seiner Oberfläche eine Vertiefung mit einer Öffnungsbreite von mindestens 0,2 mm aufweist, in welcher Vertiefung ein im wesentlichen untrennbar mit dem Werkstück verbundener Trägerstoff angeordnet ist, der einen für das Werkstück charakteristischen Markierungsstoff enthält.
2. Werkstück nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es aus Metall, Glas, Holz, Kunststoff und/oder Keramik ist.
3. Werkstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung eine Tiefe von 0,1-5 mm, bevorzugt 0,5-1 mm aufweist, und/oder die Vertiefung eine Öffnungsbreite von 1 -4 mm aufweist.
4. Werkstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstoff in flüssiger oder pastöser Form in die Vertiefung einbringbar und dann in der Vertiefung aushärtbar ist.
5. Werkstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glas und polymeren Verbindungen wie Epoxid-, Polyester-, Polyether-, Silikon- und/oder Phenolharz.
6. Werkstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Markierungsstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stokes- und/oder Anti- Stokes-Pigmenten, keramischen Markern, vorzugsweise mit einem chemischen Code, oder einem Material, das eine vom Trägerstoff und/oder dem Werkstoff unterscheidbare Eigenschaft aufweist.
7. Werkstück nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberfläche der Vertiefung ein Vorbehandlungsmittel zur Verbesserung der Haftung aufgetragen ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst: a) Einbringen einer Vertiefung mit einer Öffnungsbreite von mindestens 0,2 mm in die Oberfläche eines Werkstücks; b) Einbringen eines Träger Stoffs, der einen für das Werkstück charakteristischen Markierungsstoff enthält, in flüssiger oder pastoser Form in die Vertiefung; c) Aushärten und im wesentlichen untrennbares Verbinden des Trägerstoffs mit dem Werkstück.
9. Verfahren zur Authentifizierung und/oder Identifizierung eines Werkstücks nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches die Schritte umfasst: i) qualitatives und/oder quantitatives Auslesen des Markierungsstoffs; und ii) Abgleich des in Schritt i) erhaltenen Ausleseergebnisses mit für das Werkstück hinterlegten Authentifizierungs- und/oder Identifizierungsinformationen.
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