ЭТИКЕТКА

Техническое решение относится к устройству этикетки, имеющей для защиты от подделок и установления подлинности продукции скрытую область. Техническое устройство может быть применено для защищенной от подделок маркировки алкогольной продукции, пищевой продукции, а также любой другой продукции, для маркирования которой используется этикетки.
Из уровня техники известна пленочная упаковка защищенная от подделки из материала, содержащего, по крайне мере, два слоя высокомолекулярных веществ, один из которых является гибкой анизотропной термоусадочной пленкой, а второй слоем краски с печатным изображением штрихового кода. Из этого материала изготовлена вся оболочка или съемная этикетка, в качестве анизотропной термоусадочной пленки материал содержит пленку с градиентом термоусадки, по крайне мере, под частью запечатанной поверхности со штриховым кодом, причем градиент термоусадки пленки не совпадает с направлением штрихов кода. Преимущественно градиент термоусадки под частью запечатанной поверхности со штриховым кодом направлен перпендикулярно штрихам кода. Участки запечатываемой поверхности полимерной пленки с градиентом термоусадки могут по величине совпадать со всей поверхностью упаковки или наклеенной на нее этикетки или быть равными по величине ширине, по крайней мере, одного штриха или пробела кода, и периодически повторяться на расстоянии, не превышающем продольные габаритные размеры штрихового кода напечатанного на упаковке или этикетке. Ширина штрихов и пробелов может быть специально увеличена при допечатной подготовке изображения штрихового кода пропорционально величине локальной усадки пленки на месте их нанесения. RU 98987U1, B65D 81/00, 10.11.2010.
Из уровня техники известна этикетка, которая содержит отдельные элементы, соединенные с подложкой и между собой посредством клеевого слоя, и нанесенные наборы символов для идентификации продукции и защиты от подделки. В качестве отдельных элементов использована группа из трех элементов, в качестве наружного элемента использован поливинилхлоридный элемент с клеевым слоем, в качестве второго и третьего элементов использованы элементы из сигаретной бумаги, а подложка выполнена из мелованной бумаги. Причем на второй и третий элементы нанесены в продольном направлении идентичные пары полос слоев нитрокраски и клеевого слоя с образованием на последнем свободных зон для получения воздушной прослойки. При этом подложка несет расположенные в продольном направлении и разнесенные один относительно другого пары полос слоев нитрокраски, размещенные аналогично парам полос на втором и третьем элементах, между каждой из пар полос нанесен клеевой слой, а набор символов нанесен между парами полос. Предложенное изобретение обеспечивает повышение качества защиты от подделки с одновременным упрощением конструкции. RU 2289166C1, G09F 3/00, 10.12.2006.
Из уровня техники известна этикетка с элементом защиты от подделки со скрытым изображением, отличающаяся тем, что скрытое изображение на этикетке выполнено в виде символов, покрытых защитным слоем фольгенированного тиснения KZ 8920A, B42D 15/00, 15.05.2000.
Из уровня техники известна защитная метка, представляющая собой прикрепляемый к маркируемому изделию слой полимерного материала с видимым голографическим изображением, которая дополнительно содержит латентное изображение, нанесенное на противоположную сторону полимерного слоя, которое остается невидимым, если наблюдать его в неполяризованном свете, и становится видимым в условиях поляризованной визуализации. BY 861U, G02B 27/00, 30.06.2003
Задачей, на решение которой направлено заявленное решение является получение областей (участков) с различной смачиваемостью непосредственно на поверхности материала без необходимости нанесения дополнительных покрытий или слоев, использования особых красок и т.д. и уменьшения таким образом материалоемкости и трудоемкости производства за счет упрощения конструкции.
Поставленная задача решается за счет того, что этикетка со скрытым изображением, характеризующаяся тем, что она выполнена из гибкого полимерного и/или целлюлозосодержащего листа, который состоит из, по меньшей мере одного слоя, при этом внешняя поверхность этикетки, имеет обработанную плазмой высокочастотного емкостного разряда область и необработанную область, причем обработанная область выполнена с уменьшением угла смачиваемости относительно необработанной области до значений, обеспечивающих контрастность границ областей при смачивании обработанной области жидкостью или содержащей жидкость средой.
Разность краевого угла α смачиваемости необработанной области и краевого угла β смачиваемости обработанной плазмой высокочастотного емкостного разряда области может составлять не менее 50 градусов.
Одна из областей может являться идентификационной.
Обработанная плазмой высокочастотного емкостного разряда область может являться идентификационной, или необработанная область может являться идентификационной.
Контрастность границ областей может быть выполнена за счет обеспечения визуальной видимости при контакте с жидкой или содержащей жидкость средой путем повышения смачиваемости обработанной области.
Идентификационная область может иметь четкие криволинейные и/или ломаные границы, отделяющие ее от другой области.
Идентификационная область может быть выполнена в виде геометрической фигуры и/или изображения символа и/или надписи.
Идентификационная область может иметь меньшую площадь внешней поверхности, по сравнению с другой областью.
Обработанная плазмой высокочастотного емкостного разряда область может являться идентификационной и находится внутри необработанной области.
Коэффициент поверхностного натяжения обработанной области может быть выше, чем коэффициент поверхностного натяжения необработанной области.
Отношение коэффициента поверхностного натяжения внешней поверхности этикетки к коэффициенту поверхностного натяжения идентификационной области может составлять не менее, чем 1,05.
2
2
Внешняя поверхность этикетки может быть выполнена из полимерного материала и может иметь коэффициент поверхностного натяжения менее 35 дин/см, а идентификационная область обработанная плазмой имеет коэффициент поверхностного натяжения не менее 40 дин/см.
По крайней мере, часть внешней поверхности обработанной области выполнена может быть гидрофильной.
По крайней мере, часть внешней поверхности необработанной области может быть выполнена гидрофобной.
Угол смачиваемости внешней поверхности необработанной области при нормальных условиях может составлять 90°.
Угол смачиваемости внешней поверхности обработанной области при нормальных условиях может составлять от 10° до 0°.
Угол смачиваемости внешней поверхности обработанной области может стремится к нулю.
Этикетка может быть выполнена из целлюлозосодержащего материала, например, из бумаги, либо полимерного материала, например, полиэтилена или полипропилена, либо выполнена из композитного материала, например, пластиковой бумаги.
Обработанная область, либо вся внешняя поверхность этикетки может быть покрыта защитным составом или пленкой.
Защитный состав или пленка могут быть выполнены, по крайне мере, частично паронепронецаемыми.
Защитный состав или пленка могут быть выполнены, по крайней мере, частично гидропроницаемыми.
Суммарный объем макропор может перекрывать не менее 60% площади внешней поверхности слоя, при этом во внешней поверхности обработанной области средний радиус пор с размером 0,16-0,18 мкм составляет более 60%, а на внешней поверхности необработанной области со средний радиус макропор с размером 0.03 мкм составляет менее 40%.
Этикетка может дополнительно содержать клеящий, или несущий, или внешний защитный слой.
Или этикетка может содержать дополнительно клеящий, несущий и защитный слои.
Технический результат заключается в снижении материалоемкости и трудоемкости производства с получением устройства характеризующегося простотой конструкции при обеспечении визуализации одной из областей под действием жидкости или ее паров (невидимой до воздействия) путем изменения степени смачиваемости области внешней поверхности одной из областей путем обработки части ее внешней поверхности этикетки (области) плазменным высокочастотным емкостным электрическим разрядом и образования после смачивания четкой границы между обработанной и необработанной областями, т.е. видимого различимого глазом выделения одной области относительно другой (обеспечение контрастности областей).
В устройстве обеспечиваются четкие границы между обработанной и необработанной областью, что достигается посредством применения поля положительного высокочастотного емкостного заряда вокруг внешней поверхности обрабатываемой области этикетки и применением шаблона или шаблонов, которые закрывают необрабатываемую область, защищая ее от воздействия разряда. Для облегчения визуального восприятия выделенной области она может выполнена в виде геометрической фигуры, символа или надписи, что обеспечивается формой применяемого шаблона и применяемой технологии обработки.
При этом в устройстве достигается высокая степень однородности обработанной поверхности и его использование обеспечивает возможность проведения быстрого теста на месте без использования специального персонала и оборудования. А за счет существенной стоимости оборудования и технологических режимов обработки подделка заявленной этикетки в кустарных условиях невозможна.
На фиг.1 показана этикетка со скрытой (невидимой глазу) обработанной областью.
На фиг.2 показана этикетка с проявленной в результате смачивания внешней поверхности этикетки обработанной областью.
На фиг.3 показано сечение А-А на фиг.2
На фиг.4 показан узел В на фиг.3
На фиг.5 показан фрагмент разреза многослойной этикетки
Этикетка со скрытым изображением 1, выполнена из гибкого полимерного и/или целлюлозосодержащего листа 2, который состоит из, по меньшей одного слоя 3, при этом внешняя поверхность этикетки 4, имеет обработанную плазмой высокочастотного емкостного разряда область 5 и необработанную область 6, причем обработанная область 5 выполнена с уменьшением угла смачиваемости относительно необработанной области до значений, обеспечивающих контрастность границ 7 областей 5 и 6 при смачивании обработанной области жидкостью или содержащей жидкость средой.
Угол смачиваемости, характеризующий способность поверхности смачиваться жидкостью, уменьшается за счет изменения структуры и приповерхностных зон материалов после воздействия плазмы высокочастотного емкостного разряда с частотой f=5-15 мГц.
Механизмы адсорбционных и капиллярных явлений смачиваемости материала связаны с размерами пор и присутствием на поверхности и в порах различных газов, загрязнений, воды, жиров и др. В частности бумага является пористо-капиллярным материалом, в котором присутствуют как макропоры, так и микропоры. Макропоры - это пространства между волокнами, заполненные воздухом и влагой. Микропоры (капилляры) - мельчайшие пространства неопределенной формы, пронизывающие покровный слой мелованных бумаг, а также образующиеся между частичками наполнителя или между ними и стенками целлюлозных волокон у немелованных бумаг. Общий объем макропор в бумагах составляет 60% поверхности материала и более, а средний радиус пор составляет около 0,16-0,18 мкм, что создает рыхлую (сильноразвитую) поверхность и обеспечивает ее хорошую смачиваемость.
В основе плохо смачиваемых (гидрофобных) покрытий лежит регулярная структура из частиц субмикронного и нанометрового размера, выступов и/или остриев, располагающихся на поверхности. Пространство между этими элементами занимает воздух или любой другой газ из атмосферы. При этом объем микропор составляет всего 30%, при размерах пор не более 0,03 мкм.
Ионы плазмы, высокочастотного разряда ускоряясь, бомбардируют поверхность материала, в результате чего в плохо смачиваемых поверхностях происходит уничтожение (сглаживание) выступов и заострений за счет рекомбинации ионов на них. Приповерхностные зоны поверхности обработанных областей становятся более рыхлыми, т.е. поверхность становится более развитой, что увеличивает ее способность к смачиваемости. При этом также очищаются микропоры от загрязнений, остатков воды, воздуха или другого газа. Фактически ликвидируется воздушная пробка в каналах. В результате с поверхности и из капилляров обработанной поверхности материала удаляются все сорбированные загрязнения, и обработанная поверхность адсорбирует (впитывает) воду более эффективно.
Разность краевого угла α смачиваемости необработанной области и краевого угла β смачиваемости обработанной и электрическим разрядом области для обеспечения нужной контрастности смоченной (обработанной) и несмоченной (необработанной) областей должна составлять не менее 50 градусов.
Предпочтительно, что обработанная область имеет значения краевого угла смачиваемости близкие к нулю.
Капля жидкости, помещенная на обработанной таким образом поверхности, должна растекаться и впитываться поверхностью за несколько секунд, при этом значение краевого угла смачиваемости стремится к нулю.
Одна из двух областей является идентификационной. Идентификационной областью включающей скрытое изображение или являющейся скрытым изображением может быть как обработанная, так и необработанная область, так как в обоих случаях будет достигаться контрастность одной области относительно другой.
Этикетка может иметь несколько скрытых изображений образующих рисунок или, например, читаемые, предпочтительно, интуитивно понятные символы
Контрастность границ областей выполнена за счет обеспечения визуальной видимости при контакте с жидкой или содержащей жидкость средой путем повышения смачиваемости обработанной области. Смоченная поверхность меняет свой оттенок, как правило, становится более темной и выделятся на фоне более светлой необработанной области.
За счет обработки плазменным разрядом идентификационная область имеет четкие криволинейные и/или ломаные границы, отделяющие ее от другой области.
Необходимые режимы производства заявленного устройства были выведены по результатам экспериментов.
Таблица 1.
Краевой угол смачиваемости для различных режимов обработки
№ опыта
Краевой угол смачиваемости, градус
T<sub>обработанная</sub>, сек.
T<sub>скрытая от обработки </sub>(10 и более секунд)
0*
5
10
1
83
36
0
82-86
2
82
40
~0
83-86
3
83
38
~0
83-87
4
84
33
0
84-87
5
84
84
84
84
* угол смачиваемости определен для воды или водосодержащей жидкости, однако может быть использована и спиртосодержащая жидкость.
Исследования показали, что в установленных режимах краевой угол смачиваемости не изменяется в течение наблюдений и составляет 82-84°. На открытой поверхности, обработанной плазмой, угол смачиваемости уменьшается до 0° за 7-10 секунд. При термической обработке изменение краевого угла смачиваемости не наблюдался.
При изготовлении этикетки часть внешней поверхности закрывается шаблоном с вырезом или несколькими вырезами, контуры которых повторяют контуры скрытого изображения. После чего осуществляют обработку плазмой высокочастотного разряда внешней поверхности 4 этикетки. Ионы разряда обрабатывают поверхность, расположенную под вырезом шаблона с энергией и в течение времени необходимых для достижения нужного потенциала смачиваемости. При этом область закрытая шаблоном не обрабатывается, так вся энергия ионов приходится на шаблон и не достигает поверхности данной области, которая остается необработанной. В результате чего обрабатывается только часть внешней поверхности 4 этикетки. До воздействия жидкости обе поверхности для наблюдателя выглядят одинаково, т.к. они выполнены в одном слое и отличается на микроуровне, а проявление изображения становится возможным только после увлажнения обработанной области 5.
В зависимости от применяемых шаблонов идентификационная область может быть выполнена в виде геометрической фигуры и/или изображения символа и/или надписи.
Предпочтительно, использование простых, интуитивно понятных символов, однако возможно использование шаблонов с вырезами в сложных фигур и надписей.
Предпочтительно, что обработанная плазмой высокочастотного емкостного разряда область является идентификационной, имеет меньшую площадь внешней поверхности, по сравнению с необработанной областью 6 и находится внутри необработанной области, которая окружает ее по периметру границ 7 областей (фиг.1-2). Это позволяет экономить энергоресурсы при массовом изготовлении этикеток за счет уменьшения площади электрического поля. Смоченная потемневшая поверхность меньшей площади выделяется на фоне более светлой необработанной поверхности и хорошо воспринимается наблюдателем, проводящим тест.
Этикетка может быть изготовлена из гибкого листа полимера. При обработке плазменными разрядами полимеров способность к адгезии поверхность и, как следствие, смачиваемость поверхности жидкостью традиционно характеризуют коэффициентом поверхностного натяжения.
Коэффициент поверхностного натяжения обработанной отличается от коэффициента поверхностного натяжения необработанной области.
В том случае, когда внешняя поверхность упаковки выполнена из пластика (полимера) и имеет коэффициент поверхностного натяжения менее 35 дин/см, идентификационная область обработанная плазмой должна иметь коэффициент поверхностного натяжения не менее 40 дин/см. Для обеспечения минимального контраста при увлажнении такой поверхности отношение коэффициента обработанной области к необработанной должно составлять не менее чем 1,05.
Предпочтительно, что внешняя поверхности обработанной области выполнена гидрофильной, а внешняя поверхность необработанной области выполнена гидрофобной. В этом случае достигается наилучшая степень контрастности областей.
5
Угол смачиваемости внешней поверхности необработанной области при стандартных условиях (давление 10 Па, температура 298,15 К°) составляет 90-50°, угол обработанной области при стандартных (нормальных) условиях составляет от 10° до 0° (стремится к нулю).
Слои этикетки могут быть выполнены или целлюлозосодержащего материала, в том числе из целлюлозного, например, из бумаги, либо полимерного материала, например, полиэтилена или полипропилена, либо выполнена из композитного материала, например, пластиковой бумаги. Этикетка может быть однослойной или многослойной и дополнительно содержать клеящий, несущий, защитный и др. слои 8, 9, 10 (фиг.5), при этом, в любом случае, воздействию разряда подвергаются только приповерхностные зоны обработанной области внешней поверхности верхнего слоя 10 этикетки.
Обработанная область, либо вся внешняя поверхность этикетки покрыта защитным составом или пленкой (условно не показаны) для защиты обработанной области от непредвиденного увлажнения, например, конденсатом, образовавшимся на поверхности бутылки вследствие перепада влажности, либо намокания вследствие повышенной влажности воздуха.
Для защиты от упомянутых явлений защитный состав или пленка выполнены, по крайне мере, частично паронепроницаемыми, однако при этом они должны быть гидропроницаемы, чтобы обеспечить возможность проведения теста.
Устройство работает следующим образом. Для проверки подлинности производителя и/или содержимого тары или упаковки этикетку такой упаковки смачивают водой и содержащей частицы воды субстанцией, например, распыляя водно-воздушный аэрозоль на этикетку. По прошествии некоторого времени (около 5-20 секунд) частицы влаги за счет адгезии и капиллярных явлений впитываются в обработанную область этикетки неразличимую визуально до воздействия, после чего она меняет свой оттенок на более темный, начиная проявляться и формируя четкие контуры скрытого до воздействия изображения.
Этикетка описанной конструкции может быть применена в промышленных масштабах во многих областях деятельности, где требуется верификация продукции и защита ее от подделок.