Procedimiento de marcaje, encriptación, etiquetado y codificación óptica.

Permite el marcaje o grabación de motivos (301) en superficies sobre los que se ha depositado una capa (300) polimérica fluorescente previamente mediante un procedimiento de polimerización por plasma (100) de moléculas de un colorante. El procedimiento combina las características especiales de las capas poliméricas que las hacen aptas para poder grabar sobre ellas diversos motivos (301) y la posibilidad de grabado mediante láser (101) u otras técnicas. Entre tales características cabe mencionar la posibilidad de tener un efecto visual notable incluso para espesores de 100 nm, el uso de capas no observables cuando se iluminan con luz visible, la alta calidad óptica (transparencia) de las mismas o la facilidad con la que se pueden procesar por tratamientos posteriores, incluido diversos tratamientos mediante láser (101)

Procedimiento de marcaje, encriptación, etiquetado y codificación óptica.

Objeto de la invención

El sector de aplicación de la presente invención se enmarca, en el campo de la Ingeniería, la Física y los Materiales, concretamente dentro de los sistemas de marcaje, en la búsqueda de nuevos materiales sobre los que grabar diversos motivos, así como en el campo de la nanotecnología, en el desarrollo de nuevos procedimientos de marcaje, encriptación, etiquetado y codificación de objetos a escala macroscópica y microscópica.

El objeto principal de la presente invención es un procedimiento de marcaje o grabación de motivos sobre sustratos en superficies sobre los que se ha depositado previamente una capa polimérica fluorescente mediante un procedimiento de polimerización por plasma de moléculas de un colorante.

Antecedentes de la invención

En la actualidad existen un gran número de procedimientos de marcaje de objetos. Todos ellos están basados fundamentalmente en sistemas de detección óptica o magnética.

En el caso del marcaje magnético, la marca integra una serie de señales magnéticas que se detectan con un sistema adecuado y sensible a los mismos. Estas marcas magnéticas se incorporan en cintas o chips de materiales magnéticos (óxidos magnéticos, pequeñas partículas metálicas ferromagnéticas, etc.), generalmente embebidos en una matriz inerte y que son fácilmente reconocibles en forma de bandas o puntos. Una limitación importante que presenta este tipo de marcaje es la poca capacidad de reconocimiento simultáneo de más de una pieza marcada. Otra limitación de los métodos de marcaje magnéticos es la imposibilidad de introducir motivos muy complejos que contengan una gran cantidad de información.

En el caso del marcaje óptico, los sistemas presentan una mayor capacidad de discriminación y pueden adaptarse a las características externas de las piezas a marcar, pudiendo incluso hacerse invisibles en el rango de visión del ojo humano. Además, permiten miniaturizar la información en forma de "chips" y encriptar la información según códigos de información complejos.

Hasta el presente se han propuesto diversos modos de marcaje basados en métodos ópticos de detección, como es la utilización de capas fluorescentes, la integración de códigos de barras, o el uso de pigmentos o capas coloreadas entre otros.

Es conocida la utilización de capas fluorescentes para el marcado de objetos y motivos, las cuales se obtienen mediante procedimientos sol-gel u otros métodos químicos, cintas adhesivas o similares, no procediéndose en estos casos a marcar motivos mediante técnicas láser u otros procedimientos. Estos métodos de preparación limitan su uso sobre sustratos sensibles como polímeros, papel, etc.

En otros casos se utilizan tintas fluorescentes, visibles o invisibles que se aplican como tales y pueden dispersar la luz, en cuyo caso no permiten siempre la detección óptica, por lo que su capacidad para procesar la señal es limitada y en algunos casos nula.

En el caso de integrar códigos de barra, utilizan sistemas complejos preparados por métodos distintos al de polimerización por plasma y en ningún caso utilizan tecnología láser para grabar información, ni para la realización de motivos mediante deposición a través de máscara. La presente invención permite integrar códigos de barra o cualquier otro motivo tal y como se describe más adelante.

En el marcaje de pigmentos o de capas coloreadas preparadas por métodos diferentes al de polimerización por plasma, se han empleado distintos procedimientos, incluyendo en algún caso el marcaje utilizando láseres. Sin embargo, estos procedimientos no se utilizan sobre capas fluorescentes y, en ningún caso sobre capas invisibles, ni basándose en el dibujo de diseños sobre capas coloreadas donde la observación se refiere a la distinción de distintas zonas de color, ni una emisión de fluorescencia diferenciada según dibujos o patrones definidos y/o codificados.

Conviene también resaltar que en algunos casos se ha planteado la utilización de láseres para leer información óptica a partir de capas coloreadas/fluorescentes codificadas y preparadas por otros métodos distintos a la polimerización, pero no para el grabado de la información. En otras ocasiones se utiliza el láser para alterar las características químicas y ópticas de las capas pero no de modo selectivo ni para realizar procesos de grabado.

Es conocida la utilización de métodos de polimerización por plasma para la fabricación de capas continuas, coloreadas y/o fluorescentes, no habiéndose planteado hasta la fecha ningún método que combine dichas capas con métodos de grabación de información, ya sea utilizando láseres u otros métodos.

Descripción de la invención

El sistema de marcaje, encriptación, etiquetado y codificación óptica, objeto de la presente invención, hace posible el marcaje o grabación de motivos sobre unos sustratos en los que se ha depositado previamente una capa polimérica fluorescente mediante un procedimiento de polimerización por plasma de moléculas de un colorante. El procedimiento combina las características especiales de las capas poliméricas que las hacen aptas para poder grabar sobre ellas diversos motivos y la posibilidad de grabado mediante láser u otras técnicas. Entre tales características cabe mencionar la posibilidad de tener un efecto visual notable incluso para espesores de 100 nm, el uso de capas no observables cuando se iluminan con luz visible, la alta calidad óptica (transparencia) de las mismas o la facilidad con la que se pueden procesar por tratamientos posteriores, incluido diversos tratamientos mediante láser. Sobre estas capas depositadas pueden grabarse diversos motivos que resulten de interés para su reconocimiento posterior, pudiendo ser motivos o señales de elevada complejidad y con gran cantidad de información.

La deposición de las capas mediante polimerización por plasma presenta la ventaja de poder aplicarse sobre cualquier tipo de sustrato, además, está especialmente indicado para el marcaje de materiales sensibles (papel, plástico, etc.) y valiosos sin degradarlos, ya que se trata de un método no destructivo, además pueden prepararse en una sola etapa.

Un hecho singular de la invención es que permite grabar información con gran calidad y para tamaños de los motivos muy pequeños sin dañar el sustrato, sobre todo en el caso de materiales especialmente sensibles. Ello exige, por un lado, controlar muy bien las condiciones de grabación y por el otro trabajar con capas delgadas pero extraordinariamente sensibles. Ambas condiciones se reúnen en las metodologías propuestas en la presente memoria de invención.

Una característica básica de este procedimiento de obtención de capas por polimerización por plasma es que permite un control estricto del grado de interacción del plasma (de Argón típicamente, aunque podría utilizarse cualquier otro gas) con las moléculas de colorante que se evaporan dirigiéndolas sobre el sustrato donde se quiere depositar la capa de espesor nanométrico. Todo ello supone un mayor control de las propiedades de la capa depositada.

El procedimiento de marcaje, etiquetado y codificación óptica de la invención, permite obtener capas visibles o invisibles mediante un sistema de polimerización por plasma, las cuales permiten en todo momento una detección óptica del motivo grabado, algo que no sucede en algunos casos con el empleo de tintas fluorescentes que dispersan la luz. Otra diferencia radical del procedimiento de la presente invención con los métodos de marcaje existentes hasta el momento es que este nuevo sistema de marcaje permite obtener estructuras multicapas que siempre pueden grabarse y, por lo tanto, pueden contener información codificada superpuesta.

Los métodos que pueden emplearse para llevar a cabo el marcaje, encriptación, etiquetado y codificación -en adelante, marcaje- de los motivos pueden variarse. Además, usando este nuevo procedimiento pueden obtenerse estructuras multicapa que pueden grabarse selectivamente de forma separada para obtener diversos grabados superpuestos de información.

Las capas poliméricas fluorescentes obtenidas pueden absorber en el rango del ultravioleta (UV) y emitir fluorescencia en el rango del visible, o, alternativamente, absorber en el visible y emitir fluorescencia en el infrarrojo (IR), propiedades todas ellas que, utilizando esta técnica, pueden...

1. Procedimiento de marcaje, encriptación, etiquetado y codificación óptica no destructivo caracterizado porque comprende la deposición sobre un sustrato (400), de al menos una capa (300) polimérica fluorescente con un espesor entre unas decenas y varias centenas de nanómetros mediante polimerización por plasma (100) de moléculas de colorante y mediante marcado de motivos (301).

2. Procedimiento, según reivindicación 1, caracterizado porque el marcado de los motivos (301) se realiza mediante un láser (101), usando un proceso de ablación mediante el movimiento del punto focal.

3. Procedimiento, según reivindicación 1, caracterizado porque el marcado de los motivos (301) se realiza mediante un láser (101), usando un proceso de ablación mediante la proyección directa a través de una máscara convencional (202).

4. Procedimiento, según reivindicación 1, caracterizado porque el marcado de los motivos (301) se realiza mediante un láser (101), usando un proceso de ablación a través de una máscara difractiva (203).

5. Procedimiento, según reivindicación 1, caracterizado porque el marcado de los motivos (301) se realiza mediante la utilización de un láser (101) en zonas internas de la capa (300) mediante ajuste y control de enfoque del punto focal que se mueve definiendo la forma del motivo marcado (301) en el interior de dicha capa (300).

6. Procedimiento, según reivindicación 1, caracterizado porque el marcado de los motivos (301) se realiza mediante el uso de una máscara (202) durante el proceso de crecimiento de la capa (300).

7. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque el marcado de los motivos (301) se realiza mediante abrasión selectiva de la capa (300) formada usando una máscara (202).

8. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque el marcado de los motivos (301) se realiza mediante la iluminación con luz ultravioleta a través de una máscara (202).

9. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 2-4, caracterizado porque el marcado de motivos (301) se realiza en diferentes capas (300), y por tanto, pueden contener información codificada superpuesta.

10. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque la capa (300) polimérica fluorescente absorbe en la zona del ultravioleta (UV) y emite en la zona del visible y/o infrarrojo (IR).

11. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizado porque la capa (300) polimérica fluorescente absorbe en el visible y emite fluorescencia en el visible y/o infrarrojo (IR).

12. Procedimiento, según reivindicación 10, caracterizado porque los motivos (301) grabados en las capas (300) poliméricas fluorescentes que absorben en la zona del ultravioleta (UV) y emiten en el visible pueden observarse en el rango del visible y/o infrarrojo (IR) iluminando la capa con luz ultravioleta.

13. Procedimiento, según reivindicación 11, caracterizado porque en las capas (300) poliméricas fluorescentes que absorben en la zona del visible, la capa coloreada puede reemitir luz en otra longitud de onda diferente a la de excitación.

14. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, caracterizado porque el sustrato (400) es un sustrato (400) sensible.

15. Procedimiento, según reivindicación 14, caracterizado porque el sustrato (400) es papel.

16. Procedimiento, según reivindicación 14, caracterizado porque el sustrato (400) es plástico.

17. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, caracterizado porque el sustrato (400) es un sustrato (400) estable y robusto.

18. Procedimiento, según reivindicación 17, caracterizado porque el sustrato (400) es cerámica.

19. Procedimiento, según reivindicación 17, caracterizado porque el sustrato (400) es vidrio.

20. Procedimiento, según reivindicación 17, caracterizado porque el sustrato (400) es metal.

21. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la forma de la superficie de los sustratos (400) es plana.

22. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 1-21, caracterizado porque la forma de la superficie de los sustratos (400) es redonda.

23. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tamaño y forma de los motivos (301) es micrométrico.

24. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 1-22, caracterizado porque el tamaño y forma de los motivos (301) es macrométrico.