Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gegen Produktpiraterie: Hightech-Etiketten mit eingebautem Farbschalter

21.03.2013
Produktpiraterie und Fälschungen stellen nicht nur für die Wirtschaft ein Problem, sondern zunehmend auch für Verbraucher ein Sicherheitsrisiko dar.

Gängige Sicherheitsmerkmale sind entweder sehr teuer oder reichen oft nicht mehr aus, um sich gegen Plagiate schützen zu können und diese auch zu erkennen. Eine Lösung könnten neue, multifunktionale Etiketten aus Kunststoff sein, die mit einem farbigen Barcode gekennzeichnet sind.

Die Etiketten können zum Beispiel so aufgebaut werden, dass die Erhöhung ihrer Umgebungstemperatur den Code infolge einer Farbänderung sichtbar und damit auslesbar macht. Entwickelt haben diese maschinenlesbaren Etiketten Forscher an der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Berlin.

Die BAM setzt dabei auf thermoplastisches Polyurethan (TPU), welches zusammen mit der Bayer MaterialScience AG entwickelt worden ist. Die Kunststoffe haben eine interessante Eigenschaft: sie besitzen ein Formgedächtnis. Die Fachleute nennen diese Kunststoffe deshalb auch Formgedächtnispolymere (FGP).

Die Formgedächtnispolymere werden so bezeichnet, weil sie sich nach einer thermo-mechanischen Programmierung an ihre frühere Form „scheinbar“ erinnern können. Diese Programmierung ist kompliziert und besteht im Wesentlichen aus fünf Einzelschritten: Das FGP wird erwärmt, verformt, in der aufgezwungenen Form abgekühlt, entlastet und abschließend wieder auf Raumtemperatur gebracht. Kombiniert man ein Kennzeichnungsverfahren, über das ein grafisches und maschinenlesbares Element in die Polymeroberfläche eingebracht wird, mit der Programmierung, so kann zum Beispiel ein Barcode zunächst unlesbar und später wieder lesbar gemacht werden, eben dann, wenn das Polymer – ausgelöst durch einen Wärmeschub – wieder in die ursprüngliche Form zurückspringt.

Die von der BAM eingesetzten Kunststoffplättchen aus TPU bieten unzählige Gestaltungsmöglichkeiten in Bezug auf ihre Größe, Form und Farbgebung. Es sind auch miniaturisierte Code-Formen mit Kantenlängen von wenigen Millimetern möglich, allerdings setzt die Auslesbarkeit des Codes Grenzen. Die Anhängeetiketten, im Englischen nennt man sie „tags“, sind auch aufrollbar. Auch können sie nur in Teilen verformt werden.

In diesem Kunststoff, die Erfindung nennen die BAM-Wissenschaftler „SMP Tagnologies“, befindet sich eine farbtragende Schicht, in die ein QR Code eingraviert werden kann. Dieser Quick Response Code macht ein schnelles Auslesen möglich; er besteht aus einem meist schwarz-weißen Muster, das an einen Irrgarten erinnert. Immer öfter findet man die Codes auf Eintrittskarten, in Anzeigen oder am Ende von Presseartikeln. Sie können beispielsweise von Smartphones ausgelesen werden und Verlinkungen im Internet oder Detailinformationen in sich tragen.

Der Code mit dem thermisch induzierbaren Farbwechsel ist in einem programmierten Etikett der BAM beispielsweise auslesbar, wenn es der Händler oder der Kunde mit einem Fön oder in einem Wasserbad auf eine bestimmte Temperatur erwärmt. „Möglich wird dies durch den Einsatz von Permanentfarbstoffen in Kombination mit thermochromen Pigmenten und die exzellenten Formgedächtniseigenschaften des Polymers“, sagt Thorsten Pretsch, der an der BAM über Formgedächtnispolymere forscht. Unter Thermochromie versteht man die Eigenschaft bestimmter Substanzen, bei Erwärmung die Farbe zu ändern.

Die Technik erlaubt ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten. Drei der möglichen Szenarien sind zum Beispiel:

Der QR Code ist in der temporären Form des Polymers bei Raumtemperatur nicht sichtbar und erscheint erst, wenn man das Etikett erwärmt. Dabei kommt es zu einem Farbumschlag und anschließend zur Rückverformung in die Permanentform, woraufhin der Code lesbar wird. Kühlt das Polymer ab, verschwindet der Code wieder.

Der QR Code ist bei Raumtemperatur zwar sichtbar, aber wegen einer starken Verzerrung nicht auslesbar. Bei einer höheren Temperatur schaltet zum Beispiel die Farbe der farbtragenden Schicht von Schwarz auf Blau. Durch die Rückverformung wird der Code dann maschinell lesbar. Kühlt man das Etikett wieder herunter, so verbleibt das Polymer in der Permanentform und nimmt wieder die schwarze Farbe an.

Der QR Code ist als blau/weißes Farbmuster in der temporären Form des Polymers bei Raumtemperatur verzerrt sichtbar. Das Erwärmen des Etiketts führt zur Rückverformung und dem Entfärben der blauen Bereiche, ein anschließendes Abkühlen stellt den Kontrast und die Auslesbarkeit des Codes her, da die blaue Farbe zurückkehrt.

Die Etiketten mit den versteckten oder verzerrt sichtbaren QR Codes zu fälschen, sei sehr aufwendig, sagt Pretsch: „Eine Fälschung unserer Echtheitszertifikate erfordert viel Knowhow und technische Raffinesse; allein die Nachprogrammierung eines verzerrten Musters ist eine Herausforderung.“

Neben der neuen Färbetechnik ist es auch möglich, ein Logo oder ein Symbol einzugravieren, und dieses durch das Programmieren vorübergehend entweder unsichtbar zu machen oder es durch eine temporär sichtbare Information zu verschlüsseln, so dass ein Produktfälscher dieses Sicherheitsmerkmal übersieht oder fehlinterpretiert.

Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF Förderkennzeichen 03V0043). Zu sehen sind die neuen Etiketten und das Verfahren auf der Hannover Messe vom 8. bis 12.4. 2013 am Stand der BAM (Halle 2, A18).

Kontakt:
Dr. rer. nat. Thorsten Pretsch
Abteilung 6 Materialschutz und Oberflächentechnik
E-Mail: thorsten.pretsch@bam.de

Dr. Ulrike Rockland | idw
Weitere Informationen:
http://www.bam.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Smart Living: VDE-Institut entwickelt Cloud-basierte interoperable Testplattform
15.02.2017 | VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

nachricht Saarbrücker Informatiker machen „Augmented Reality“ fotorealistisch
15.02.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Künstlicher Intelligenz das Gehirn verstehen

Wie entsteht Bewusstsein? Die Antwort auf diese Frage, so vermuten Forscher, steckt in den Verbindungen zwischen den Nervenzellen. Leider ist jedoch kaum etwas über den Schaltplan des Gehirns bekannt.

Wie entsteht Bewusstsein? Die Antwort auf diese Frage, so vermuten Forscher, steckt in den Verbindungen zwischen den Nervenzellen. Leider ist jedoch kaum etwas...

Im Focus: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Nebennierentumoren: Radioaktiv markierte Substanzen vermeiden unnötige Operationen

28.02.2017 | Veranstaltungen

350 Onlineforscher_innen treffen sich zur Fachkonferenz General Online Research an der HTW Berlin

28.02.2017 | Veranstaltungen

23. VDMA-Arbeitsberatung „Engineering und Konstruktion“ am 2. März 2017 an der TH Wildau

28.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Atomfalle für die Wasserdatierung

28.02.2017 | Geowissenschaften

Zellen passen sich ultraschnell an die Schwerelosigkeit an

28.02.2017 | Medizin Gesundheit

Maus-Stammzellen auf Chip könnten Tierversuche ersetzen

28.02.2017 | Biowissenschaften Chemie