Способ идентификации древесных композитов
METHOD FOR IDENTIFICATION OF WOOD COMPOSITES

Изобретение относится к способам идентификации древесных композитов (фанера, ОСП плиты, ДСП плиты и т.п.) и может быть использовано для защиты продукции путем внесения идентификационной метки в состав композита методами сборки, печати, экструзии, внесения в клеевой состав или любым другим способом.
Проблема защиты продукции в современном мире является весьма актуальной для любой компании-производителя. Особенно это касается крупных компаний, в которых репутационный ресурс значителен и напрямую влияет на загруженность производственных мощностей.
В основу изобретения положен способ идентификации металлсодержащего наполнителя в составе древесного композита для фанерной или другой продукции деревообработки методом рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) вещества.
Известен способ определения типа почвы, включающий отбор образца почвы, подготовку пробы и ее анализ рентгенофлуоресцентным способом, посредством которого определяют содержание кальция, железа, циркония и титана в исследуемом образце, при этом о типе почвы судят по отношению содержания в ней железа к цирконию и кальция к титану на предварительно построенном калибровочном графике [Патент RU №2259562, МПК G01N 33/24, 2005].
Недостатком способа является его специализация для образцов почв, а также отсутствие оценки влияния примесей на достоверность получаемых измерений.
Известен способ защиты от подделки ценных изделий, в котором в качестве средства защиты используют изотопный индикатор на основе смеси стабильных изотопов, при этом защитную метку формируют посредством упомянутого изотопного индикатора таким образом, чтобы обеспечивалась возможность контроля ее наличия на защищаемом изделии (при детектировании) по меньшей мере одним из методов спектрального анализа (например, рентгенофлуоресцентным или люминесцентным методами) [Патент RU №2144216, МПК G07D 7/00, G07D 7/06, G06K 19/08, 2000].
Недостатком способа является его неприменимость в сфере деревообработки, поскольку продукты производства подвергаются распиловке, таким образом, применение указанного метода приведет к чрезмерному расходу изотопного индикатора или нерациональному увеличению стоимости изделия.
Техническим результатом изобретения является разработка способа оперативной идентификации продуктов деревообработки.
Указанный технический результат достигается тем, что способ идентификации древесных композитов включает внесение в состав композита на этапе производства металлосодержащей метки, состоящей из пылевидных отходов металлургического производства с содержанием железа не менее 15,0% и последующую идентификацию древесного композита посредством сравнения спектров исследуемого древесного композита с эталонными спектрами.
В качестве эталонных спектров применяют спектры металлсодержащей метки до внесения в состав древесного композита. Металлосодержащая метка в древесном композите содержится в количестве 0,001-6,0%.
Для создания способа защиты/определения продукции было выбрано решение на основе идентификации составов методом РФА. Метод РФА относится к спектроскопическим методам анализа вещества. Идентификация проводится путем сравнения спектров образцов древесного композита с эталонным спектром образца металлосодержащей метки. Количество характеристических пиков, их положение, соотношение интенсивностей, а также величины «М», определяемой как соотношение высоты пика к его полуширине, являются ключевыми характеристиками идентификации и, должно совпадать в обоих спектрах.
Эффективность метода РФА для задач аналитики и, соответственно, идентификации веществ, обусловлено высокой чувствительностью метода, высоким разрешением получаемых спектров, способом взаимодействия возбуждающего рентгеновского излучения с электронной системой атомов элементов с последующим сбором и анализом полученного спектра образца.
Под металлсодержащей меткой подразумевается материал, в состав которого входят вещества, элементный состав которых подразумевает наличие металлов, пригодных для идентификации методом РФА. К таким веществам относятся чистые металлы, двухэлементные соединения металлов, соли и металлорганические соединения. Металлосодержащая метка в виде дисперсных частиц вносится в состав клеевого слоя.
В качестве металлосодержащей метки целесообразно применять пылевидные отходы металлургического производства в виду их невысокой стоимости.
Содержание железа в составе металлосодержащей метки должно быть не ниже 15% (мас). Это дает возможность применять подобную металлосодержащую метку в количестве, не превышающем 6% (мас.) от общей массы композита, что позволяет использовать классическую технологию сборки фанерного и/или плитного композита на основе древесного шпона.
Металлосодержащая метка в древесном композите должна быть в количестве 0,001-6,0%. При содержании металлосодержащей метки менее 0,001% не происходит точной идентификации древесного композита. Повышение содержания метки в составе древесного композита в количестве более 6,0% ведет к нарушению технологии сборки или склеивания древесного композита, изменению его внешнего вида и, как следствие, потере потребительских качеств продукции.
Результат достигается взаимодействием рентгеновского излучения «РФА спектрометра» с металлосодержащей меткой (на основе металлсодержащего порошка, суспензии, эмульсии, нитей, пленок и т.п.) в составе древесного композита (продукты деревопереработки: фанера, ОСП плиты, ДСП плиты и т.п.) и сравнением полученных в ходе анализа спектров с эталонными спектрами металлсодержащей метки.
Идентификация древесного композита подразумевает наличие следующих операций:
1. Построение калибровочной кривой с использованием эталонов металлосодержащей метки.
2. Проведение измерений образца древесного композита с целью выявления качественного содержания используемой металлосодержащей метки и количественного определения ее в составе образца.
3. Получение спектральных диаграмм зависимости интенсивности от энергии излучения и их анализ. Наличие характеристических пиков содержания металлов на данной диаграмме с определенной энергией и интенсивностью потока излучения позволяет сделать заключение о принадлежности образца заводу-изготовителю. Отсутствие таких пиков позволяет сделать вывод о том, что исследуемый образец является подделкой.
Под спектральной диаграммой понимается график зависимости интенсивности излучения от энергии квантового потока. Диаграмма представляет собой пики интенсивности характеристического излучения, полученные в ходе поглощения рентгеновского излучения и последующего излучения K или L-серий рентгеновских спектров атомов.
Инструментом для идентификации древесных композитов могут служить настольные или портативные рентгенофлюоресцентные спектрометры, источником рентгеновского излучения в которых применяются рентгеновские трубки. Энергетический диапазон таких приборов лежит в диапазоне 1-50 кэВ, энергетическое разрешение детектора не более 150 эВ. Для портативных РФА-спектрометров энергетическое разрешение должно составлять не более 130 эВ.
Предложенный способ идентификации древесных композитов позволяет однозначно определять их производителя.