The issue of product safety is of growing importance worldwide. Globally, the development of chemical markers has been carried out independently, without the development of related detection technology. Thus, only human vision remained for the detection of fluorescent dyes. In the course of the joint research and development project of Luminochem Kft. and Optimal-Optik Kft., we will create a new product safety system by jointly developing marking materials and detectors suitable for their identification.

The wide range of possibilities offered by instrumental detection expands the repository of chemical markers. Another goal of the project is to develop analytical equipment for the production and quality control of chemical pigments and dyes, which are optimized for the types of materials occurring in this industry, and can be used faster, cheaper and more accurately than general purpose analytical equipment. Their use reduces the time required to develop chemical markers and results in higher quality production.

Luminochem is a security pigment supplier founded by a group of chemical engineers with a wide range of international experience in R&D projects and chemical industrial synthesis. The company specializes in developing and manufacturing unique luminescent photoactive materials and markers, with the main focus on organic fluorescent security pigments and dyes, near infra-red absorbing materials and anti-Stokes (up-converter) pigments. By converting scientific results into industrial innovation, it enables its customers to jointly develop the perfect solution in the field of marking technology. Optimal-Optik operates in the fields of optics, precision mechanics, optoelectronics. Its primary activity is to provide design, research, and development services to customers. It also manufactures custom optical devices from prototype to medium and high volume production. It also participates in domestic and EU-funded research projects where there is a great demand for its world-leading optical expertise.

Product misuse can be counterfeiting, smuggling, tax evasion (excise products) or the misuse of products that are faulty originals but of poor quality. Whereas in the past, and traditionally until a few years ago, authentication solutions were typically found in higher value prints such as banknotes, documents, various official documents, securities, high-value travel and entry tickets, the advance of digitization and digital codes in these areas is now significant. However, we believe, also based on our market experience, that the need for various anti-counterfeiting and authenticity protection solutions is not disappearing, but is in fact changing, and that increasingly it is not the documents accompanying the products that market players want to protect, but the products themselves and their packaging. In this area, where products (unlike banknotes, documents and travel tickets) cannot be digitized or dematerialized, this demand is not only continuing but also increasing. For example, in some countries, excisable products are not marked with a stamp or a label to be affixed, but are printed directly on the surface of bottles, flasks and jars, which contain a unique ‘chemical’ origin identifier in addition to the digital code, ensuring that they cannot be copied by unauthorized persons.

Our project aims to develop solutions that, as a unified system, will be able to mark products or groups of products with unique chemical symbols for origin protection purposes, and to create prototype detectors that read and decode these chemical symbols, enabling direct identification of products. In solving these tasks, attention will also be paid to the fact that, unlike banknotes, documents and accompanying documents, they will not be applied on a flat surface, but in many cases on a curved surface (e.g. bottles, flasks, tubes), and that reading and decoding will have to be performed on site on such an ill-defined surface. Most of the “chemical” origin marking is currently based on the use of UV fluorescent materials, with a small use of magnetic or other materials with special optical properties – but the most common are the UV scannable markings that are familiar to everyone from banknotes. Although these signals are examined by instrumentation (UV lamp), the evaluation of the results (visual inspection) is in most cases, but certainly in the first instance, by visual inspection, so that there is a high subjective factor in this examination. This should be supplemented or replaced in the future by signals that do not involve the subjectivity of the human eye but can only be evaluated by ‘smart’ instrumental analysis. This is the type of development that we intend to carry out in our project, the development of chemical tracers that give unique optical-spectral signals and the creation of custom-designed decoding instruments and fluorimeters closely linked to them, which are adapted to the unique optical-spectral signals.

Project no. 2020-1.1.2-PIACI-KFI-2020-00155 has been implemented with the support provided by the Ministry of Innovation and Technology of Hungary from the National Research, Development and Innovation Fund, financed under the 2020-1.1.2-PIACI-KFI funding scheme.

● Principal of the tender: National Research, Development, and Innovation Office

● Title and ID of project: „Development of a new product security system based on electronic detection of unique optical-spectroscopic signals”, 2020-1.1.2-PIACI-KFI-2020-00155

● Date of decision about funding: 01.12.2020

● Granted amount and funding intensity in total: HUF 291 624 542 (67.9 %)

● Consortium leader:

Luminochem Kft: HUF 195 856 562

● Consortium partner:

● Optimal-optik Kft: HUF 95 767 980

● Duration of the project:

01.01.2021 – 31.12.2022

● Total costs of the project: HUF 429 206 486

Kutatási-fejlesztési projekt indult az NKFIH támogatásával

A termékbiztonság kérdése világszerte egyre nagyobb jelentőséggel bír. A kémiai jelölőanyagok fejlesztése önállóan, a hozzájuk kapcsolódó detektálási technológiák fejlesztése nélkül zajlott. Ennek következtében a fluoreszcens festékek kimutatása során kizárólag az emberi látás maradt az értékelés eszköze. A Luminochem Kft. és az Optimal-Optik Kft. közös kutatás-fejlesztési projektje során egy új termékbiztonsági rendszer létrehozását tűzte ki célul, amely a jelölőanyagok és az azok azonosítására alkalmas detektorok együttes fejlesztésén alapul.
A műszeres detektálás által kínált széles lehetőségek kibővítik a kémiai jelölőanyagok alkalmazhatóságát. A projekt további célja olyan analitikai berendezések kifejlesztése a pigmentek és színezékek gyártásához és minőségellenőrzéséhez, amelyek az iparágban előforduló anyagtípusokra optimalizáltak, és az általános célú analitikai műszereknél gyorsabban, olcsóbban és pontosabban alkalmazhatók a speciális jelölőanyagok vizsgálatára. Alkalmazásuk csökkenti a kémiai jelölőanyagok fejlesztési idejét, és magasabb minőségű gyártást eredményez.
A Luminochem egy biztonsági pigmenteket gyártó vállalat, amelyet vegyészmérnökök alapítottak, akik széleskörű nemzetközi tapasztalattal rendelkeznek kutatás-fejlesztési projektekben és vegyipari szintézisben. A vállalat egyedi lumineszcens vegyületek és jelölőanyagok fejlesztésére és gyártására specializálódott, fő fókuszában a szerves fluoreszcens biztonsági pigmentek és színezékek, a közeli infravörös tartományban abszorbeáló anyagok, valamint az anti-Stokes (up-converter) pigmentek állnak. A tudományos eredmények ipari innovációvá alakításával lehetővé teszi ügyfelei számára, hogy közösen fejlesszék ki a jelöléstechnológia területén az optimális megoldást. Az Optimal-Optik az optika, a precíziós mechanika és az optoelektronika területén tevékenykedik. Fő tevékenysége tervezési, kutatási és fejlesztési szolgáltatások nyújtása ügyfelei számára. Emellett egyedi optikai eszközöket gyárt prototípustól közepes és nagy volumenű sorozatgyártásig. Részt vesz hazai és EU-s finanszírozású kutatási projektekben is, ahol világszínvonalú optikai szakértelmére jelentős igény mutatkozik.

A termékekkel való visszaélés lehet hamisítás, csempészet, adóelkerülés (jövedéki termékek esetében) vagy hibás, de eredeti termékek nem megfelelő felhasználása. Míg korábban – hagyományosan néhány évvel ezelőttig – az autentikációs megoldások elsősorban nagy értékű nyomtatványokban jelentek meg (például bankjegyek, hivatalos dokumentumok, iratok, értékpapírok, utazási és belépőjegyek), addig ezeken a területeken ma már jelentős a digitalizáció és a digitális kódok térnyerése. Ugyanakkor úgy véljük – és ezt piaci tapasztalataink is alátámasztják –, hogy a hamisítás elleni és eredetvédelmi megoldások iránti igény nem csökken, hanem átalakul: egyre inkább nem a termékeket kísérő dokumentumokat kívánják védeni a piaci szereplők, hanem magukat a termékeket és azok csomagolását. Ezen a területen, ahol a termékek (a bankjegyekkel, dokumentumokkal és jegyekkel ellentétben) nem digitalizálhatók vagy „dematerializálhatók”, ez az igény nemcsak fennmarad, hanem növekszik is. Például egyes országokban a jövedéki termékeket nem felragasztható bélyeggel vagy címkével látják el, hanem közvetlenül a palackok, fiolák és üvegek felületére nyomtatják, amelyek a digitális kód mellett egyedi „kémiai” eredetazonosítót is tartalmaznak, biztosítva, hogy azokat illetéktelenek ne tudják lemásolni.

Projektünk célja olyan megoldások fejlesztése, amelyek egységes rendszerként képesek termékeket vagy termékcsoportokat egyedi kémiai jelölésekkel ellátni eredetvédelem céljából, valamint olyan detektor prototípusok létrehozása, amelyek ezeket a kémiai jeleket kiolvassák és dekódolják, lehetővé téve a termékek közvetlen azonosítását. A feladatok megoldása során figyelembe vesszük, hogy a jelölések – a bankjegyekkel és dokumentumokkal ellentétben – nem sík felületen, hanem sok esetben görbült felületen (pl. palackok, fiolák, csövek) jelennek meg, és az azonosítást, illetve dekódolást a helyszínen, ilyen nehezen definiálható felületeken kell elvégezni. A „kémiai” eredetjelölések többsége jelenleg UV-fluoreszcens anyagokon alapul, kisebb mértékben mágneses vagy egyéb speciális optikai tulajdonságú anyagok alkalmazása mellett – de a legelterjedtebbek a bankjegyekről már sokak számára ismert, UV-fénnyel vizsgálható jelölések. Bár ezek a jelek műszeresen (UV-lámpával) detektálhatók, az eredmények értékelése a legtöbb esetben – különösen első lépésben – vizuális megfigyeléssel történik, ami jelentős szubjektivitást hordoz. Ezt a jövőben olyan jelekkel kell kiegészíteni vagy kiváltani, amelyek nem függnek az emberi szem szubjektivitásától, hanem kizárólag „intelligens” műszeres analízissel értékelhetők. Projektünk keretében ilyen fejlesztést kívánunk megvalósítani: egyedi optikai-spektroszkópiai jeleket adó kémiai jelölőanyagok fejlesztését, valamint az ezekhez szorosan illeszkedő, egyedi tervezésű dekódoló műszerek és fluoriméterek létrehozását.

A 2020-1.1.2-PIACI-KFI-2020-00155 számú projekt a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból, a 2020-1.1.2-PIACI-KFI pályázati konstrukció keretében, a Magyar Innovációs és Technológiai Minisztérium támogatásával valósult meg.

● Pályázat kiírója: Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal

● Pályázati projekt címe, azonosítója: „Új termékbiztonsági rendszer fejlesztése egyedi optikai-spektroszkópiai jelek elektronikus detektálásán alapulva”, 2020-1.1.2-PIACI-KFI-2020-00155

● Támogatásról szóló döntés időpontja: 2020.12.01.

● Elnyert támogatás összege és intenzitása összesen: 291 624 542 Ft (67,9 %), ebből:

● Konzorciumvezető:

Luminochem Kft.: 195 856 562 Ft

● Konzorciumi partner:

Optimal-Optik Kft.: 95 767 980 Ft

● A projekt megvalósításának időtartama: 2021.01.01. – 2022.12.31.

● A projekt összköltsége: 429 206 486 Ft