ЗАЩИТНАЯ МЕТКА

Предложение относится к меткам, маркам, ярлыкам или подобным средствам, предназначенным для идентификации и индикации оригинальной продукции (товаров) конкретного производителя или собственника путем печати на них информационных символов, например, штрихового кода.
Известна информационно-защитная этикетка, выполненная на основе самоклеящейся полимерной пленки или самоклеящейся бумаги с адгезионным слоем путем печати штрихового кода, несущего идентификационную и/или содержательную информацию, включающая дополнительный дифракционный элемент защиты от копирования. (Патент на полезную модель по заявке №98115914/20, МПК G09F 3/00, опублик. 16.03.1999 г). Этикетка отличается тем, что ее основа со стороны, прикрепляемой к изделию, содержит клеевой слой, просечки и перфорации для обеспечения разрыва основы при попытке ее снятия с изделия. Бумага может иметь водяные знаки и УФ-активные волокна в своем составе, а пленка и бумага специальные добавки - химические вещества определяемые экспресс-методами качественного химического анализа (инструментального распознавания) при проверке подлинности этикетки. Согласно предложению, по меньшей мере два компонента этикетки, выбранных из группы: основа, печать штрихового кода или дополнительный дифракционный элемент имеют скрытые защитные элементы, видимые при использовании одного и того же средства инструментального распознавания.
Недостаток известного технического решения - сложность конструкции, технологии изготовления и инструментального распознавания поддельных этикеток.
Наиболее близким к предлагаемому является визуально воспринимаемое средство защиты от подделки - метку или маркировку, представляющую собой рельефное тисненое поле, расположенное на всей или на части внешней поверхности изделия, упаковки или этикетки наклеенной на упаковку. При этом рельефное тисненое поле может включать изображение логотипа предприятия изготовителя или поставщика. (Патент на полезную модель №84782, МПК B42D 15/00, опублик., 17.07.2008 г.) Применение рельефного тисненого использованных материалов является препятствием для подделки упаковки методами оперативной полиграфии.
Решаемой технической задачей является упрощение технологии изготовления меток и повышение надежности защиты от копирования.
Сущность предложения
Поставленная техническая задача решается тем, что известная защитная метка, представляющая собой рельефное поле, расположенное на части внешней поверхности изделия, упаковки или этикетки наклеенной на упаковку, согласно предложения, изготовлена из полимера, способного многократно набухать в определенной жидкости, обладающей специфическим сродством к материалу поля с образованием многократно воспроизводимого рельефа поверхности, на которую после набухания в жидкости нанесен информационный знак для инструментального распознавания. В качестве инструментального распознаваемого информационного знака использован штриховой код.
После печати информационного знака, например, линейного или двухмерного штрихового кода по рельефной поверхности набухшего полимерного материала и при десорбции растворителя из полимерного материла, специфический микрорельеф поверхности исчезает (разглаживается), а информационный знак «распадается» на фрагменты, разделенные хаотически расположенными пробелами - следами трещин. Ширина возникающих пробелов составляет не менее 35% от ширины минимального штриха напечатанного штрихового кода. В таком случае нарушается модуль штрихового кода и вследствие этого код не воспринимается сканером [Кондратов А.П., Бенда А.Ф., Ерофеева А.В., Информационно-защитная этикетка - патент РФ на полезную модель №97843, МПК G09F 3/00. опублик. 20.09.2010].
Защита продукции или ее упаковки от фальсификации осуществляется следующим образом.
После того как штрих-код распался на фрагменты и не воспринимается сканером метка не может быть скопирована полиграфическими или иными методами с сохранением способности к восстановлению («самосборке») под действием того же растворителя и этим подтверждается подлинность защищаемого объекта. Для проверки подлинности защищаемого объекта на поле метки, содержащее штриховой код следует нанести тот же специально подобранный растворитель, обладающий специфическим сродством к полимерному материалу метки. При этом за счет набухания и восстановления рельефной структуры полимерного материала происходит «самосборка» информационного знака, а именно, размеры трещин уменьшаются, пробелы сокращаются в размерах или полностью исчезают и штриховой код становится читаемым сканером. Положительный результат сканирования подтверждает подлинность метки и, соответственно, подлинность всего изделия.
В основе функционирования защитной метки лежит феномен многократно воспроизводимого возникновения и исчезновения микрорельефа поверхности некоторых эластичных полимеров при контакте с жидкостью, обладающей специфическим сродством к полимеру и вызывающих кратное увеличение объема при набухании. В работах [Кондратов А.П., Патрикеев Г.А. и др. // Способ оценки структурной неоднородности эластомеров. Авт. свидетельство СССР 1406480. Бюл. ИПОТЗ. №24. 1988] найдено, что при воздействии на полимерные изделия или покрытия растворителя, вызывающего интенсивное набухание полимера, на поверхности полимера возникает регулярный складчатый рельеф образованный впадинами (бороздками) и выпуклостями. При удалении жидкости (сушке) рельеф постепенно сглаживается и исчезает (Фиг.1).
Образование многократно воспроизводимого рельефа из чередующихся бороздок и выпуклостей на поверхности полимерного листа можно объяснить несколькими причинами:
1. Образование бороздок связано с надмолекулярной структурой полимерного материала. А именно, с взаимным расположением в пространстве, внутренним строением и характером взаимодействия между единичными элементами, образующими макроскопическое полимерное тело. Используемые для получения защитных меток полимеры являются полукристаллическими, т.е. состоят из более рыхлой и хаотически организованной аморфной, и упорядоченной и плотной кристаллической части. Кристаллическая часть полимера набухает значительно медленнее, чем аморфная, что объясняется большей силой межмолекулярного взаимодействия в упорядоченной области. Вследствие этого и проявляется специфический рельеф поверхности.
2. Правомерно предположить также, что неоднородный рельеф поверхности полимерного материала при набухании обусловлен неодноростью сшивки полимера. Из-за неравномерной сшивки, исследуемой натуральной резины, материал набухает метки неоднородно (увеличение количества поперечных связей приводит к уменьшению способности полимера поглощать низкомолекулярную жидкость).
3. Появление регулярного складчатого рельефа при набухании полимерного тела обусловлено тем, что набухший внешний слой полимера сжат ненабухшей сердцевиной образца в тангенциальных направлениях и, если сжимающее напряжение достаточно велико, то он теряет свою механическую устойчивость и изгибается. Изгиб должен быть волнообразным, поскольку не набухшая сердцевина образца не только сжимает набухший слой, но и ограничивает его прогиб.
Предложение иллюстрируется экспериментальными данными по величине и скорости набухания полимерных пластин разной толщины в различных жидкостях (табл.1) и примерами конструктивного исполнения метки.
Фиг.1. Слой краски на рельефной поверхности метки. 1 - запечатанная поверхность в момент нанесения маркировки; 2 - «распад» напечатанного изображения после сушки.
Термодинамические и кинетические параметры взаимодействия полимеров с растворителями различного термодинамического качества
Таблица.1.
Полимер
χ
h, мм.
<img file="00000002.tif" he="11" wi="25" img-content="undefined" img-format="tif" />
φ<sub>E</sub>
α<sub>∞</sub>, %
l, мм
K мин<sup>-1</sup>
Резина на основе натурального каучука
Хлороформ
-0,857
4
10,59
0,132
713
1
0,0025
-0,428
5
22,92
0,163
550
0,8
0,0024
-0,329
6
23,53
0,191
534
0,6
0,002
Полиуретан<sup>∗</sup>
-0,652
8
9,79
0,231
373
0,7
0,0013
Резина на основе натурального каучука
Тетрахлорид углерода
-0,788
4
8,13
0,148
744
0,9
0,0018
-0,195
5
18,35
0,202
580
0,75
0,0017
-0,179
6
22,62
0,214
562
0,55
0,0015
Резина на основе натурального каучука
Толуол
-0,363
4
4,57
0,186
316
0,2
0,0028
-0,188
5
12,01
0,235
255
0,15
0,0019
-0,034
6
25,66
0,236
241
0,1
0,0012
∗
- твердостью 65 shA.
Где,
χ - параметр Флори-Хаггинса;
h - толщина пластины;
D - коэффициент диффузии жидкости в полимер;
E
φ - объемная доля полимера в равновесно набухшем состоянии;
∞
α - равновесная степень набухания;
l - ширина бороздки.
K - константа скорости набухания.
Из данных приведенных в таблице 1 видно, что на образование регулярной складчатой структуры определяется термодинамическим качеством растворителя, измеряемым параметром Флори-Хагтинса.
Для полимеров приведенных в качестве примера материалов, из которых изготовляются метки ширина наблюдаемых бороздок увеличивалось по мере увеличения термодинамического качества растворителя, характеризуемого параметром Флори-Хаггинса. Максимального значения ширина бороздки и модуль параметра Флори-Хаггинса достигают в паре «хлороформ - натуральная резина», далее в порядке убывания термодинамического качества располагаются четыреххлористый углерод и толуол.
Можно утверждать, что эффект образования полосатой структуры, для любого полимера наблюдается только при взаимодействии с физически активными растворителями, параметр Флори-Хаггинса которых меньше нуля. При отрицательных значениях параметра Флори-Хаггинса полимер испытывает значительные объемные деформации, следствием которых является неустойчивость поверхности набухающего эластомера.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления предложения
Пример 1. Защитная метка, нанесенная на самоклеящуюся этикетку или марку, для предотвращения подделки оригинальной продукции (тары или упаковки) представляет собой пластину белого цвета толщиной 5 мм, изготовленную из эластичного вулканизата натурального каучука. На поверхности белой марки черной краской УФ отверждения, например, краски Sericol UL009 напечатан линейный штриховой код системы EAN-13. Модуль кода (ширина минимального пробела и/или штриха) 1 мм. Перед нанесением изображения штрихового кода на поверхность пластины из вулканизата натурального каучука накладывают ватный тампон, пропитанный тетрахлоридом углерода на 10 минут и после его удаления осуществляют печать способом трафаретной печати по набухшей поверхности. Отпечаток отверждают в УФ свете, тестируют сканером товарных кодов для подтверждения его информативности и выдерживают при нормальных условиях для десорбции тетрахлорида углерода из вулканизата в течение 5-10 минут. Готовую марку фиксируют на защищаемом объекте при помощи резинового клея или двухсторонней липкой ленты.
Сразу после печати по набухшей поверхности резины штриховой код считывался сканером. После сушки марки штриховой код «распадается» на фрагменты, разделенные хаотически расположенными пробелами (трещинами) шириной до 0,8 мм, что составляет 80% от величины модуля штрихового кода. Вследствие распада отпечатка штрихового кода он не воспринимается сканером. Для проверки подлинности защищаемого объекта на поле метки, содержащее штриховой код накладывают тампон, пропитанный тетрахлоридом углерода на 5-10 минут. При этом за счет набухания и восстановления рельефной структуры полимерного материала, размеры трещин уменьшаются, пробелы исчезают и штриховой код становится читаемым сканером. Положительный результат сканирования подтверждает подлинность метки и, соответственно, подлинность всего изделия.
Пример 2. Защитная метка, предназначенная для защиты от подделки высококачественных электротехнических перчаток, резиновых изделий или спортивного инвентаря представляет собой участок изделия, изготовленного из эластичного материала. На участок поверхности изделия темного цвета белой краской УФ отверждения Sericol UL009 напечатан линейный штриховой код системы EAN-13. Модуль кода (ширина минимального пробела и/или штриха) 0,5 мм. Перед нанесением изображения штрихового кода на поверхность резины накладывают диск из фторлоновой ткани пропитанный хлороформом на 10 минут и после его удаления осуществляют печать способом тампонной печати по набухшей поверхности. Отпечаток отверждают в УФ свете, проводят его контрольное сканирование и выдерживают при нормальных условиях для десорбции хлороформа из вулканизата в течение 5-10 минут и фиксируют на защищаемом объекте при помощи резинового клея.
Сразу после печати штриховой код считывался сканером. После сушки метки штриховой код «распадается» на фрагменты, разделенные хаотически расположенными трещинами темного цвета шириной 0,55 мм, что превышает величину модуля штрихового кода. Вследствие этого штриховой код не воспринимается сканером. Для проверки подлинности защищаемого объекта на поле метки, содержащее штриховой код накладывают тампон пропитанный хлороформом на 5-10 минут. При этом за счет набухания и восстановления рельефной структуры полимерного материала, размеры трещин уменьшаются и штриховой код становится читаемым сканером. Положительный результат сканирования подтверждает подлинность метки и, соответственно, подлинность всего изделия.