МНОГОСЛОЙНАЯ САМОКЛЕЯЩАЯСЯ ПЛЕНОЧНАЯ СТРУКТУРА

Полезная модель относится к полиграфической индустрии и может быть использована в качестве самоклеящихся защитных этикеток (ярлыков) для маркировки изделий с целью их идентификации, а также для защиты маркируемых изделий и документов особой важности, в том числе банкнот, от подделки и несанкционированного вскрытия с возможностью установления факта попытки такого вскрытия.
Для эффективного решения проблемы защиты изделий, документов и других объектов от несанкционированного вскрытия, использования или копирования применяются многослойные пленочные структуры, содержащие различные высокотехнологичные элементы защиты, например, рельефные голографические саморазрушающиеся изображения. В качестве примера такой структуры можно привести патент РФ на полезную модель №23705, где предложена многослойная структура, включающая защитное голографическое изображение и слой клея с остаточной липкостью. Предложенное в патенте №23705 техническое решение позволяет изготавливать самоклеящиеся этикетки, защищенные от подделки и обладающие при этом пломбирующим свойством, поскольку при попытке вскрытия упаковки голографическое изображение разрушается. Другим эффективным методом контроля целостности упаковки является использование пленочных структур со скрытым для невооруженного взгляда изображением (или текстом). Примером такого решения могут служить патент США №6537634 и заявка на выдачу патента США №20120021188. Предлагаемые в этих документах многослойные защитные структуры обладают свойством разделяться на отдельные слои при попытке снятия их с защищаемого объекта с одновременной визуализацией такой попытки в виде цветных (окрашенных) надписей или изображений.
Однако наиболее эффективным вариантом исполнения пленочной защитной структуры следует считать одновременное использование элементов защиты в виде голограммы и скрытого для невооруженного глаза изображения (или текста).
Прототипом заявляемой полезной модели выбрано техническое решение, предложенное в патенте США №5658411. В этом патенте представлена многослойная самоклеящаяся защитная пленочная структура, включающая прозрачную пленку-основу, на которую нанесены слой полимера, несущий голограмму, и слой полимера в виде скрытого для невооруженного глаза изображения. Голограмма покрыта отражающим слоем металла или диэлектрика с высоким показателем преломления, поверх которого расположен слой полимеризующейся композиции в виде скрытого изображения (или текста), имеющий повышенную степенью адгезии к отражающему слою. Последним в рассматриваемой структуре является слой клея, с помощью которого структура закрепляется на защищаемом объекте, например, на упаковке. При попытке вскрытия такой упаковки происходит разделение слоев структуры по слою отражающего покрытия таким образом, что голографическое изображение разделяется на две фракции, одна из которых соответствует позитиву скрытого изображения, а другая - его негативу, делая визуально очевидной попытку несанкционированного вскрытия упаковки.
Однако, в некоторых случаях необходимо не только обеспечить надежную защиту объектов путем маркировки их многослойными пленочными структурами, содержащими высокотехнологичные элементы защиты, но и скрыть сам факт наличия таких элементов.
Для достижения данного технического результата в многослойной самоклеящейся пленочной структуре, включающей прозрачную пленку-основу, на которую нанесены слой полимера, несущий голограмму, и слой полимера в виде скрытого для невооруженного глаза изображения, указанные слои выполнены из полимерных материалов, показатели преломления которых одинаковы.
Заявителю не известны какие-либо технические решения, обладающие такой же совокупностью признаков, что и заявляемое. Это позволяет сделать вывод о том, что предлагаемая полезная модель удовлетворяет условию «новизна».
Благодаря реализации отличительных признаков заявляемого технического решения в совокупности с признаками, общими с прототипом, у заявляемого объекта появляется новое свойство - факт наличия в структуре высокотехнологичных защитных элементов, в частности голограммы, не может быть установлен визуально в рабочем состоянии структуры и визуализируется одновременно со скрытым окрашенным изображением только при попытке несанкционированного вскрытия - отделения структуры от защищаемого объекта.
Известно, что визуальная яркость (видимость) рельефно-фазовой голограммы определяется не только глубиной рельефа, но также разностью показателей преломления сред, между которыми создан рельеф голограммы. Коэффициент R отражения от границы этих сред, можно рассчитать по формуле:
,
1
2
где n и n - показатели преломления первой и второй сред соответственно.
1
2
1
2
1
2
В предлагаемой полезной модели n - показатель преломления материала, из которого выполнен слой, несущий голограмму, n - показатель преломления материала, из которого выполнен слой, несущий скрытое для невооруженного глаза изображение. Из формулы следует, что коэффициент отражения R равен 0, если показатели преломления n и n одинаковы (n=n). Применительно к заявляемому техническому решению это означает, что голограмма не видна, если показатели преломления материалов, из которых выполнены слой, несущий голограмму, и слой, несущий скрытое для невооруженного глаза изображение, имеют одинаковые (равные по величине) показатели преломления.
Однако, практика показывает, что голограмма не видна уже в том случае, если коэффициент отражения R составляет менее 0,01% и, соответственно, допустима некоторая разница (Δn) между показателями преломления указанных сред (Δn≈0). На фиг. 1 представлен график зависимости коэффициента отражения R от разницы показателей преломления Δn на границе раздела двух прозрачных сред. Кривая A на фиг. 1 соответствует случаю, когда одна из сред имеет показатель преломления n, равный 1,45. Кривая B - случаю, когда одна из сред имеет показатель преломления n=1,55. Как видно из данных фиг. 1, для двух прозрачных сред с показателем преломления в широком диапазоне от 1,45 до 1,55 (именно такие среды применяются для создания заявляемой структуры) коэффициент отражения R на границе раздела будет менее 0,01% (R<0,0001) в том случае, если разница их показателей преломления Δn не превышает 0,03. В действительности же эта величина может быть несколько больше, так как дифракционная эффективность голограммы даже с отражающим покрытием (R=1) обычно составляет менее 100%. Например, для рельефно-фазовых голограмм с синусоидальным профилем штрихов с частотой 1000 линий на миллиметр, максимальная дифракционная эффективность голограммы с отражающим покрытием составляет 41%.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 (как уже указывалось выше) показан график зависимости коэффициента отражения R на границе раздела двух прозрачных сред, между которыми создана голограмма, от разницы показателей преломления этих сред; на фиг. 2 представлен поперечный разрез предлагаемой многослойной самоклеящейся пленочной структуры, на фиг. 3 - вид сверху, а фиг. 4 и фиг. 5 иллюстрируют изменения в структуре, изображенной на фиг. 2 и фиг. 3, происходящие при попытке несанкционированного вскрытия защищаемого ею объекта.
Структура содержит пленку-основу 1, которая может быть выполнена из лавсана, полипропилена, полиэтилена, акрилонитрила, поликарбоната и других подобных полимеров. В данном конкретном примере основа представляет собой прозрачную полипропиленовую пленку толщиной 40 микрон с показателем преломления, равным 1,49. На пленку-основу 1 нанесен слой полимера 2, на котором сформировано голографическое изображение в виде рельефной структуры. В приведенном примере указанный слой, как и пленка-основа, выполнен из полипропилена с показателем преломления, равным 1,49. На рельефную сторону голограммы 2 нанесен слой 3 полимера, представляющего собой бесцветную УФ-отверждаемую композицию - слой УФ-отверждаемого лака с катионным отверждением, показатель преломления которого также равен 1,49. Вследствие того, что в данном примере показатели преломления слоев, между которыми создана голограмма, одинаковы по величине, она не доступна для зрительного восприятия. При этом в слое 3 содержатся участки 4 с повышенной степенью адгезии к слою с голографическим изображением 2. Эти участки расположены друг относительно друга таким образом, что совокупность их образует заданное скрытое буквенное изображение в виде слова «ВСКРЫТО». Поверх слоя 3 бесцветной УФ-отверждаемой композиции нанесен слой 5 из окрашенной (для четкости зрительного восприятия) пигментом (в данном примере - красным) УФ-отверждаемой композиции. Полученная многослойная структура покрыта слоем 6 термоклея, с помощью которого она закрепляется на защищаемом объекте 7.
Таким образом, в данном примере заявляемый объект визуально представляет собой равномерно окрашенную и однородную по толщине пленочную самоклеящуюся структуру (этикетку, ярлык), содержащую не видимые для глаза высокотехнологичные защитные элементы в виде голограммы и скрытого буквенного изображения.
Как следует из приведенных ранее практических наблюдений и расчетов, в других вариантах исполнения предлагаемой структуры в качестве слоев (сред), на границе которых формируется голограмма, могут быть использованы любые прозрачные полимерные материалы, показатели преломления которых находятся в широком диапазоне от 1,45 до 1,55. При условии, что разность показателей преломления этих сред не превышает 0,03 такая голограмма также будет недоступна для зрительного восприятия.
Структура работает следующим образом (см. фиг. 4 и 5).
С помощью клеевого слоя 6 этикетка фиксируется на защищаемом объекте 7, например, упаковке. Поскольку различные участки слоев УФ-отверждаемой композиции, содержащиеся в слое 3, имеют разную степень адгезии к слою с голографическим изображением 2, то при попытке отделения этикетки от защищаемого объекта 7 происходит неравномерное расслоение многослойной структуры по слою УФ-отверждаемой композиции (см. фиг. 4). При этом на упаковке остается слой 5, окрашенный пигментом, за вычетом участков 4, несущих скрытое буквенное изображение (см. фиг. 5) - слово «ВСКРЫТО», что позволяет безошибочно констатировать факт несанкционированного вскрытия благодаря цветовому контрасту. Одновременно с этим визуализируется голографическое изображение, отчетливо видимое на окрашенном пигментом участке 4. В то же время на отделяемой от упаковки 7 части этикетки также визуализируется голографическое изображение 2, частично закрытое словом «ВСКРЫТО». При этом буквенное изображение «ВСКРЫТО» на упаковке 7 и на голограмме 2 зеркально симметричны. При попытке восстановления целостности этикетки путем совмещения ее с упаковкой, голографическое изображение остается видимым вследствие невозможности точного совмещения разделенных структур. По этой же причине достаточно четко можно увидеть контуры скрытого изображения надписи «ВСКРЫТО», что, как и визуализация голографического изображения, однозначно свидетельствует о попытке несанкционированного вскрытия упаковки.
Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет не только обеспечить надежную защиту объектов путем маркировки их многослойными пленочными структурами, содержащими высокотехнологичные элементы защиты, но и скрыть сам факт наличия таких элементов в структуре.
Возможность реализации заявляемой полезной модели с помощью известных технических средств и технологий, свидетельствует, по мнению заявителя, о соответствии заявляемого объекта условию «промышленная применимость».