ЭЛЕКТРОФОРМОВАННЫЕ НАКЛЕЙКИ ИЗ PCDA-PHBV В КАЧЕСТВЕ ЭЛЕМЕНТОВ АУТЕНТИФИКАЦИИ Российский патент 2018 года по МПК A24D1/02 

Область техники

Настоящее изобретение описывает электроформованные наклейки из PCDA-PHBV на бумагу для использования в качестве элементов аутентификации. В частности, настоящее изобретение описывает изготовление электроформованных наклеек из PHBV-PCDA и использование вышеупомянутых изделий для аутентификации сигарет.

Уровень техники

Аутентификация документов, банкнот, удостоверений и обнаружение фальсификации с использованием простых средств без необходимости значительного вмешательства представляет собой проблему, которая привлекает интерес многих технологов и исследователей. В некоторых изделиях элементы аутентификации присутствуют, но все же не решают проблему фальсификации, например, в случае сигарет эти элементы присутствуют на пачке, но не представляют собой обязательные элементы каждой сигареты.

Фальсифицированные сигареты представляют собой основную проблему для производителей сигарет во всем мире, потому что фальсификация сигарет является чрезвычайно прибыльной, и здесь прибыли легко конкурируют с прибылями от торговли наркотиками. Проблема торговли фальсифицированными сигаретами существует много лет и представляет собой растущую всемирную проблему, которая наносит табачным производителям ущерб, составляющий сотни миллионов долларов ежегодно. Помимо обмана курильщиков, которые покупают фальсифицированные сигареты, торговля фальсифицированными сигаретами поддерживает организованную преступность. Кроме того, качество фальсифицированных сигарет часто оказывается низким и не соответствует государственным и отраслевым стандартам. Поскольку эти сигареты производятся с применением загрязненных табачных листьев, в результате их использования возрастает риск для здоровья, связанный с курением. Таким образом, фальсифицированные сигареты очень часто производят на значительно повышенных уровнях такие загрязняющие примеси, как смола, никотин, монооксид углерода, свинец, кадмий и мышьяк, по сравнению с подлинными фирменными сигаретами. Кроме того, потребители покупают фальсифицированные сигареты, которые транспортируются и хранятся в негигиеничных условиях.

Фальсифицированные сигареты составляют измеряемую миллиардами долларов всемирную отрасль, которая активно развивается с ростом акцизов на табачные изделия табачных налогов, а также растет популярность фальсифицированных сигарет, поскольку они оказываются доступными по сниженной цене. Поскольку курильщики стремятся сэкономить несколько долларов на своем курении, они не обращают внимания на фальсификацию сигарет, и цена становится для них более актуальной, чем вредные примеси, которые обычно содержатся в фальсифицированных сигаретах, такие как фекалии и опилки, и которые наносят значительно больший вред, чем нормальные сигареты.

Таким образом, фальсифицированные сигареты превращаются во всемирную проблему не только для производителей, но также для государственных учреждений вследствие значительного повышения риска для здоровья.

Обнаружение нелегальных сигарет с использованием портативных электронных детекторов, работающих на основе различных запахов фальсифицированных и подлинных сигарет, описывает Dehan Luo в статье под заголовком "Идентификация фирменных сигарет с использованием интеллектуальных электронных детекторов запахов". Однако этот способ является трудоемким и ненадежным.

В свете изложенного выше, в технике требуется эффективное решение, которое позволяет определять фальсификацию отдельных сигарет, а не сигаретных пачек.

Кроме того, для высококачественных сигарет требуются элементы аутентификации, которые позволяют конечному пользователю лично определять их подлинность. Кроме того, имеющиеся в настоящее время элементы аутентификации позволяют проверять подлинность не отдельных сигарет, а только содержащих сигареты упаковок.

Таким образом, требуются элементы обнаружения фальсификации и аутентификации, которые можно наблюдать визуально. Большинство существующих в настоящее время элементов аутентификации содержат пачки, а не отдельные сигареты. Существующие в настоящее время решения проблемы фальсификации и аутентификации представляют собой голографические наклейки, флуоресцентные краски, трафаретную печать, офсетную печать, флексографическую печать и бескрасочное тиснение. Во всех этих случаях элементы аутентификации также маркируют сигаретные пачки, но не отдельные сигареты. Кроме того, эти элементы аутентификации являются более дорогостоящими и затруднительными в применении, а также усугубляют такие проблемы, как способность биологического разложения и безопасность.

Таким образом, требуется изготовление средств обнаружения фальсификации на сигаретах, которые позволяют проверять каждую сигарету, а не только пачку целиком. Кроме того, предлагаемые элементы должны быть такими, чтобы они не воздействовали на сами изделия в процессе установки или применения, в том числе в отношении внешнего вида или в отношении способа применения. Данный элемент и способ аутентификации также должны быть такими, чтобы они предпочтительно представляли собой простые визуальные средства обнаружения фальсификации.

Задачи изобретения

Основная задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить электроформованные наклейки из PCDA-PHBV на подложки для использования в качестве элементов аутентификации.

Следующая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить электроформованные наклейки из PCDA-PHBV на бумагу для использования в качестве элементов аутентификации отдельных сигарет, которые могут легко обнаруживаться.

Следующая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ изготовления электроформованных наклеек из PCDA-PHBV на подложки.

Следующая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ обнаружения фальсифицированных сигарет.

Сущность изобретения

Соответственно, настоящее изобретение предлагает электроформованные нановолоконные наклейки, содержащие от 60 до 90% сополимера гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) и от 10 до 40% 10,12-пентакозадииновой кислоты (PCDA) и нанесенные на подложку, причем вышеупомянутые наклейки являются пригодными для использования в обнаружении фальсификации на подложке.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения наклейки могут необязательно содержать от 0,25 до 2% наночастиц оксида металла, предпочтительно оксида цинка.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения предлагается способ изготовления электроформованных нановолоконных наклеек, включающий следующие стадии:

a. ультразвуковая обработка перенасыщенного раствора 10,12-пентакозадииновой кислоты (PCDA) в хлороформе в течение периода, составляющего от 25 до 30 минут, и последующая экструзия раствора с использованием политетрафторэтиленового (PTFE) шприцевого фильтра для получения раствора;

b. перемешивание раствора сополимера гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) в дихлорбензоле в течение периода, составляющего от 5 до 6 часов;

c. смешивание раствора, полученного на стадии (a), с раствором сополимера гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV), полученного на стадии (b), в соотношении, составляющем от 1:9 до 4:6, и последующее перемешивание в течение периода, составляющего от 50 до 60 минут, для получения раствора;

d. нанесение смеси на подложку посредством приложения потенциала 15 кВ на расстоянии от 10 до 15 см, разделяющем шприц и коллектор, причем шприц содержит раствор, полученный на стадии (c), для получения электроформованных нановолоконных наклеек.

Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения способ необязательно включает стадию смешивания обработанного ультразвуком гомогенного раствора оксида металла, предпочтительно оксида цинка, в хлороформе с раствором PCDA, полученным на стадии (a), перед смешиванием с раствором PHBV.

Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения подложка наклеивается на коллектор, и подложка выбирается из группы, которую составляют бумага, металл, этикетка и стекло, и коллектор представляет собой алюминиевый лист.

Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения предлагается способ обнаружения фальсификации на подложке, включающий:

a) нанесение электроформованных нановолоконных наклеек по п. 1 на подложку; и

b) наблюдение изменения цвета электроформованной нановолоконной наклейки, вызванного стимулирующим воздействием, для обнаружения фальсификации.

Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения стимулирующее воздействие выбирается из группы, которую составляют температура, растворитель, давление или ультрафиолетовое излучение.

Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения изменение цвета наклеек является необратимым или обратимым.

Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения изменение цвета наклеек, содержащих наночастицы оксида цинка, является обратимым.

Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения предлагается способ обнаружения чистоты органических растворителей, включающий воздействие растворителя на электроформованные нановолоконные наклейки, содержащие сополимер гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) и 10,12-пентакозадииновую кислоту (PCDA), и оценку чистоты на основании наблюдаемого изменения цветового контраста и различной интенсивности красного компонента.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет классическую фирменную сигарету ITC, которая продается на рынке и на которой присутствуют электроформованные нановолокна PHBV-PCDA в мономерной форме. Они имеют белый цвет и являются невидимыми.

Фиг. 2 представляет сигарету с синей нановолоконной полоской после полимеризации и воздействия коротковолнового (254 нм) ультрафиолетового излучения в течение 30 секунд. Волокна прочно прикрепляются к сигаретной бумаге и не отслаиваются даже при грубом обращении.

Фиг. 3 представляет, как электроформованная полоска нановолокон PHBV-PCDA на сигарете становится красной после нагревания огнем спички с расстояния 10 см. Устойчивость нановолокон является очевидной.

Фиг. 4a-4c представляют полученные методом сканирующей электронной микроскопии (SEM) изображения волокон на сигаретной бумаге, имеющей шероховатую поверхность, соединительной ленте, имеющей матовую поверхность, и упаковочной коричневой ленте, имеющей глянцевую поверхность, соответственно.

Фиг. 5a-5c представляют полученные методом SEM изображения после отслаивания волокон на сигаретной бумаге, имеющей шероховатую поверхность, соединительной ленте, имеющей матовую поверхность, и упаковочной коричневой ленте, имеющей глянцевую поверхность, соответственно с использованием липкой ленты марки 3M.

Фиг. 6a-6c представляет измерение адгезии по способности изменения цвета при воздействии температуры после отслаивания волокон на сигаретной бумаге, имеющей шероховатую поверхность, соединительной ленте, имеющей матовую поверхность, и упаковочной коричневой ленте, имеющей глянцевую поверхность, соответственно, с использованием липкой ленты в течение одного цикла.

Фиг. 7a-7c представляет необратимое изменение цвета при воздействии температуры при отсутствии наночастиц ZnO на сигаретной бумаге, имеющей шероховатую поверхность, соединительной ленте, имеющей матовую поверхность, и упаковочной коричневой ленте, имеющей глянцевую поверхность, соответственно.

Фиг. 8a-8c представляет обратимое изменение цвета в течение почти 5 циклов нагревания и охлаждения до 100°C для волокон PCDA-PHBV, содержащих наночастицы ZnO размером 45 нм, на сигаретной бумаге, имеющей шероховатую поверхность, соединительной ленте, имеющей матовую поверхность, и упаковочной коричневой ленте, имеющей глянцевую поверхность, соответственно.

Подробное описание изобретения

Соответственно настоящее изобретение предлагает электроформованные нановолоконные наклейки, состоящие из полимеров, в качестве которых выбираются сополимер гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) (88% полигидроксибутирата и 12% полигидроксивалерата) и 10,12-пентакозадииновая кислота (PCDA), для обнаружения фальсификации на подложке. Кроме того, электроформованные нановолоконные наклейки необязательно содержат наночастицы оксида металла, который предпочтительно представляет собой оксид цинка. Электроформованные нановолоконные наклейки согласно настоящему изобретению можно наносить непосредственно на подложку в качестве элементов аутентификации для обнаружения фальсифицированных сигарет, причем их можно наносить непосредственно на сигаретную бумагу и другие различные поверхности, создавая элемент аутентификации/индикатор, который может изменять цвет в ответ на стимулирующее воздействие. В качестве подложки согласно настоящему изобретению могут выбираться бумага, металл, этикетка, пластмасса и т.д. Настоящее изобретение предлагает элемент аутентификации для обнаружения фальсифицированных сигарет, причем каждая сигарета содержит вышеупомянутый элемент аутентификации.

Электроформованные нановолоконные наклейки имеют два измерения и ограниченный размер (толщину) в третьем измерении, причем эта ограниченная толщина составляет от микрометров до нанометров, и изготовление осуществляется способом электроформования. Размер электроформованных нановолоконных наклеек согласно настоящему изобретению зависит от их конкретного применения.

Наклейки включают нановолокна, из которых образуется волоконная "сетка", и, таким образом, они имеют значительную структурную целостность и упругость, и в результате этого их можно обратимо растягивать, сжимать, изгибать или складывать.

Настоящее изобретение описывает электроформованные нановолоконные наклейки из полимеров, которые изменяют цвет вследствие изменений температуры, когда область волокон нагревается огнем спички, таким образом, что наклейки можно наносить на матрицу для обнаружения фальсификации визуальным способом. Изменение цвета может быть обратимым или необратимым.

Настоящее изобретение предлагает способ изготовления электроформованных нановолоконных наклеек, содержащих сополимер гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) и 10,12-пентакозадииновую кислоту (PCDA) и наносимых на подложки в качестве элементов аутентификации, который включает:

a) изготовление раствора мономерной 10,12-пентакозадииновой кислоты посредством ультразвуковой обработки 10,12-пентакозадииновой кислоты (PCDA) в хлороформе и последующая экструзия раствора с использованием политетрафторэтиленового (PTFE) шприцевого фильтра;

b) необязательное смешивание обработанного ультразвуком гомогенного раствора оксида цинка в хлороформе с раствором PCDA, полученным на стадии (a);

c) смешивание раствора, полученного на стадии (b), с раствором сополимера гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV); и

d) электроформование смеси и последующее нанесение смеси на подложку для получения электроформованных нановолоконных наклеек.

Настоящее изобретение предлагает способ нанесения электроформованных нановолоконных наклеек, изготовленных из сополимера гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) и 10,12-пентакозадииновой кислоты (PCDA), на подложку, который включает:

i. приложение потенциала 15 кВ на расстоянии от 10 до 15 см, разделяющем шприц и коллектор, причем шприц содержит раствор смеси, содержащей PHBV-PCDA и необязательно оксид цинка, и наклеивание подложки на алюминиевый коллектор для получения электроформованных наклеек из PHBV-PCDA, нанесенных на подложку.

В качестве подложки, наклеенной на коллектор, могут выбираться бумага, используемая как сигаретная бумага, металл, этикетка и пластмасса.

Настоящее изобретение предлагает способ обнаружения фальсификации на подложке, включающий:

a) нанесение электроформованных нановолоконых наклеек, содержащих сополимер гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) и 10,12-пентакозадииновую кислоту (PCDA), на подложку; и

b) наблюдение изменения цвета электроформованной нановолоконной наклейки, вызванного стимулирующим воздействием, для обнаружения фальсификации.

Стимулирующее воздействие выбирается из группы, которую составляют температура, растворитель, давление или ультрафиолетовое излучение, и изменение цвета наклеек может быть необратимым или обратимым.

Изменение цвета наклеек, содержащих наночастицы оксида цинка (45 нм), является обратимым.

Настоящее изобретение предлагает способ обнаружения фальсифицированных сигарет, причем вышеупомянутый способ включает:

a. нанесение электроформованных нановолоконых наклеек, содержащих сополимер гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) и 10,12-пентакозадииновую кислоту (PCDA), на сигаретную бумагу; и

b. наблюдение изменения цвета электроформованной нановолоконной наклейки, вызванного стимулирующим воздействием, для обнаружения фальсификации.

Стимулирующее воздействие для изменения цвета электроформованных нановолоконных наклеек может выбираться из группы, которую составляют температура, растворитель, давление или ультрафиолетовое излучение. Однако воздействие ультрафиолетового излучения не может вызывать превращение синего цвета в красный и вызывает только образование сополимера PCDA из бесцветных мономеров, причем этот сополимер имеет синий цвет.

Изменение цвета наклеек может быть необратимым.

Наклейки дополнительно содержат наночастицы оксида цинка. Изменение цвета наклеек, содержащих наночастицы ZnO, является обратимым, независимо от стимулирующего воздействия.

Электроформованные нановолоконные наклейки, изготовленные из PCDA-PHBV, можно использовать для определения чистоты растворителей на основе изменения цветового контраста и различной интенсивности красного компонента при воздействии растворителей на наклейки.

Примеры

Следующие примеры представлены в качестве иллюстрации и, таким образом, не следует считать, что они ограничивают объем настоящего изобретения.

Пример 1

Изготовление электроформованных нановолокон, содержащих сополимер гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) и 10,12-пентакозадииновую кислоту (PCDA), и их непосредственное нанесение на сигаретную бумагу и ободковую бумагу.

A. Синтез мономерной 10,12-пентакозадииновой кислоты

В пробирку для культуры объемом 15 мл помещали 0,5 г 10,12-пентакозадииновой кислоты, полученной от компании Aldrich (США). В эту пробирку добавляли 3 мл хлороформа, полученного от компании Rankem. Реакционную смесь обрабатывали ультразвуком в течение 30 минут для гомогенизации. Эта смесь имела красный цвет. Используя шприцевой фильтр из PTFE, имеющий размер ячеек 0,45 мкм, раствор экструдировали, получая прозрачный раствор. Таким способом отделяли полимеризованную часть. Этот прозрачный раствор помещали в круглодонную колбу объемом 100 мл и хлороформ удаляли на роторном испарителе, получая 0,42 г чистой белой мономерной 10,12-пентакозадииновой кислоты.

B. Электроформование PHBV-PCDA-ZnO и нанесение нановолокон на бумагу

В пробирку для культуры объемом 15 мл помещали 1,76 г сополимера, содержащего 88% гидроксибутирата и 12% гидроксивалерата, и 5 мл дихлорбензола и перемешивали в течение 6 часов. В пробирку для культуры объемом 10 мл помещали 2 мл хлороформа и 0,02 г наночастиц ZnO, имеющих средний размер 45 нм и полученных от компании Sigma-Aldrich (США). Этот раствор обрабатывали ультразвуком в течение одного часа, получая гомогенный раствор. Одновременно 0,20 г мономерной 10,12-пентакозадииновой кислоты добавляли в 3 мл хлороформа в пробирке для культуры, которую закрывали алюминиевой фольгой. Раствор перемешивали в течение 30 минут. Вскоре после этого раствор ZnO добавляли в раствор PCDA, получая суммарный объем 5 мл. Смесь продолжали перемешивать в течение еще одного часа. Через 6 часов раствор PHBV добавляли в смешанный раствор PCDA и ZnO, получая 20 мас.% раствор, имеющий суммарный объем 10 мл. Эту содержащую PHBV, PCDA и ZnO смесь в пробирке для культуры объемом 15 мл перемешивали в течение одного часа. Через 1 час этот раствор помещали в одноразовый шприц объемом 12 мл от компании Dispovan. Иглу затупляли трением о грубую наждачную бумагу до тех пор, пока не исчезал острый кончик. Содержащий этот смешанный раствор шприц затем вставляли в шприцевой насос модели 11 Plus от компании Harvard Apparatus. Коллектор для электроформования представлял собой алюминиевую пластину, имеющую размеры листа бумаги формата A4. Сигарету наклеивали на этот алюминиевый коллектор, используя липкую ленту. Между шприцем и коллектором прилагали потенциал 15 кВ. Расстояние от шприца до коллектора составляло 15 см, и скорость потока составляла 1 мл/ч. Через 5 часов на исследуемую сигаретную бумагу наносили электроформованные волокна. Волокна имели белый цвет и хорошо перемешивались с сигаретной бумагой, как представлено на фиг. 1.

C. Электроформование PHBV-PCDA без ZnO и нанесение нановолокон на бумагу

В пробирку для культуры объемом 15 мл помещали 1,76 г сополимера, содержащего 88% гидроксибутирата и 12% гидроксивалерата, и 5 мл дихлорбензола и перемешивали в течение 6 часов. Одновременно 0,24 г мономерной 10,12-пентакозадииновой кислоты в 5 мл хлороформ помещали в пробирку для культуры, которую закрывали алюминиевой фольгой. Раствор перемешивали в течение 30 минут. Через 6 часов раствор PHBV добавляли в раствор PCDA, получая 20 мас.% раствор, имеющий суммарный объем 10 мл. Эту содержащую PHBV и PCDA в пробирке для культуры объемом 15 мл перемешивали в течение одного часа. Через 1 час этот раствор помещали в одноразовый шприц объемом 12 мл от компании Dispovan. Иглу затупляли трением о грубую наждачную бумагу до тех пор, пока не исчезал острый кончик. Содержащий этот смешанный раствор шприц затем вставляли в шприцевой насос модели 11 Plus от компании Harvard Apparatus. Коллектор для электроформования представлял собой алюминиевую пластину, имеющую размеры листа бумаги формата A4. Сигарету наклеивали на этот алюминиевый коллектор, используя липкую ленту. Между шприцем и коллектором прилагали потенциал 15 кВ. Расстояние от шприца до коллектора составляло 15 см, и скорость потока составляла 1 мл/ч. Через 5 часов на исследуемую сигаретную бумагу наносили электроформованные волокна. Волокна имели белый цвет и хорошо перемешивались с сигаретной бумагой, как представлено на фиг. 1.

Пример 2. Изменение цвета при воздействии ультрафиолетового излучения для обнаружения фальсификации

На сигаретную бумагу, содержащую прикрепленные электроформованные нановолокна, изготовленные в примере 1, в течение 30 секунд воздействовало коротковолновое ультрафиолетовое излучение (254 нм). Белые волокна приобретали синий цвет вследствие полимеризации под действием коротковолнового ультрафиолетового излучения, как представлено на фиг. 2.

Пример 3

Изменение цвета под действием нагревания для обнаружения фальсификации

Сигареты, изготовленные в примере 1, подвергали нагреванию огнем спички с расстояния, составляющего от 5 до 10 см. На белые волокна, полученные в примере 1, в течение 30 секунд воздействовало ультрафиолетовое излучение с длиной волны 254 нм, и они приобретали синий цвет. Синие волокна на поверхности сигареты приобретали красный цвет при воздействии тепла и возвращали свой исходный синий цвет после удаления спички, как проиллюстрировано на фиг. 3. Этот взаимный переход синего и красного цветов воспроизводимо осуществлялся в течение пяти циклов.

Пример 4

Нанесение на поверхность, определение сродства и измерение адгезии

В качестве трех различных поверхностей были выбраны сигаретная бумага, имеющая шероховатую поверхность; соединительная лента, имеющая матовую поверхность, и упаковочная коричневая лента, имеющая глянцевую поверхность, и на них были нанесены волокна. После нанесения волокон снимали фотографии методом SEM и считали число волокон на площади 25 мкм, чтобы определить плотность и сродство определенных поверхностей, которые прикрепляют больше волокон по сравнению с другими, как представлено ниже в таблице 1 и на фиг. 4a-4c.

Таблица 1 Поверхность Плотность, число волокон на 25 мкм Шероховатая поверхность/сигаретная бумага (фиг. 4a) 0,44 Матовая поверхность/соединительная лента (фиг. 4b) 0,24 Глянцевая поверхность/упаковочная коричневая лента (фиг. 4c) 0,08

Параметр плотности четко демонстрирует, что к шероховатой поверхности прикрепляется большее число волокон по сравнению с глянцевой поверхностью, причем матовая поверхность занимает промежуточное положение. Все эти поверхности обрабатывали в одинаковых условиях электроформования (продолжительность нанесения, скорость потока, расстояние и электрическое напряжение). Кроме того, чтобы продемонстрировать адгезию волокон, авторы настоящего изобретения осуществляли отслаивание, используя липкую ленту марки 3M, чтобы удалить волокна с этих поверхностей. На эти поверхности, содержащие волокна, прочно приклеивали липкую ленту, которую затем медленно удаляли. Чтобы количественно определить адгезию, снова получали изображения методом SEM и измеряли плотность, как проиллюстрировано в таблице 2 и на фиг. 5a-5c.

Таблица 2 Поверхность Плотность после отслаивания Степень отслаивания (%) Сигаретная бумага/шероховатая поверхность 0,32 27,27 Матовая поверхность 0,08 66,6 Глянцевая поверхность 0,006 92,5

Настоящее изобретение предлагает измерение адгезии по способности изменения цвета этих поверхностей после отслаивания с использованием липкой ленты в течение одного цикла. Интенсивность красного компонента измеряли, используя инструмент восприятия цвета программы Paintbrush в операционной системе Windows 7. Значение по шкале RGB (красный-зеленый-синий) показывает интенсивность красного компонента как значение R, причем значение R определяли, используя инструмент восприятия цвета программы Paintbrush цвета. Результаты представлены ниже в таблице 3 и на фиг. 6a-6c.

Таблица 3 Поверхность Потеря 1. Сигаретная бумага/шероховатая поверхность Потеря интенсивности красного компонента при воздействии температуры только на 3-5% 2. Соединительная лента/матовая поверхность Потеря интенсивности красного компонента при воздействии температуры только на 5% 3. Упаковочная коричневая лента/глянцевая поверхность Потеря интенсивности красного компонента при воздействии температуры на 15% после одного цикла отслаивания

Пример 5

Необратимое изменение цвета при воздействии температуры

Электроформованные наклейки из PCDA-PHBV, в которых не содержались наночастицы ZnO, имеющие размер 45 мкм, не проявляли обратимости цвета даже после одного цикла нагревания и охлаждения, как представлено на фиг. 7a-7c.

Пример 6

Обратимое изменение цвета при воздействии температуры

Обратимое изменение цвета для почти пяти циклов нагревания и охлаждения до 100^°C наблюдалось, когда волокна PCDA-PHBV изготавливали с добавлением наночастиц ZnO, имеющих размер 45 нм, которые поставляет компания Sigma-Aldrich. Результаты проиллюстрированы на фиг. 8a-8c.

Пример 7

Необратимое изменение цвета при воздействии растворителей

Волокна PCDA-PHBV наносили на шероховатую поверхность бумаги (фильтровальная бумага Whatmann № 1) и добавляли 0,1 мл растворителя из списка в таблице 4. Наблюдали изменения цветового контраста и цвета и различные интенсивности красного компонента, которые можно было использовать для целей обнаружения.

Растворители, полученные от компании Merck, имели квалификацию «чистый для ВЭЖХ» (высокоэффективная жидкостная хроматография) и «чистый для анализа». Используемый этанол, полученный от компании Changsu Yangyuan Chemicals (Китай), был абсолютным и имел квалификацию «чистый для анализа».

Таблица 4 Растворитель До воздействия После воздействия Хлороформ
Хлороформ
Значение R=60
Хлороформ
Среднее значение R=133 Дихлорметан
Дихлорметан
Значение R=60
Дихлорметан
Значение R=177 Ксилол
Ксилол
Значение R=60
Ксилол
Значение R=141 Тетрагидрофуран Тетрагидрофуран
Значение R=60
Тетрагидрофуран
Значение R=191 Этанол
Этанол
Значение R=60
Этанол
Значение R=167

На рисунках этих волокон случайным образом выбирали по пять экспериментальных точек, чтобы оценить соответствующие интенсивности красного и синего компонентов, используя инструмент восприятия цвета. Полученные значения затем усредняли, чтобы вычислить среднее значение, которое здесь представлено как среднее значение R. В случае как синих, так и красных волокон, где упоминается значение R, оно представляет собой среднее значение по пяти измерениям интенсивности красного компонента.

Преимущества изобретения

Элемент аутентификации можно быть нанесен на каждую единицу исследуемых предметов.

Обнаружение осуществляется простым визуальным методом.

Для обнаружения не требуется дополнительная инфраструктура.

Процесс обнаружения является обратимым.

Изобретение относится к электроформованным наклейкам из PCDA-PHBV на бумагу для использования в качестве элементов аутентификации. Электроформованные нановолоконные наклейки содержат от 60 до 90% сополимера гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) и от 10 до 40% 10,12-пентакозадииновой кислоты (PCDA) и нанесены на подложку, причем вышеупомянутые наклейки являются пригодными для использования в обнаружении фальсификации на подложке. Техническими результатами изобретения являются изготовление средств обнаружения фальсификации на сигаретах, которые позволяют проверять каждую сигарету, а не только пачку целиком, при этом предлагаемые элементы должны быть такими, чтобы они не воздействовали на сами изделия в процессе установки или применения, в том числе в отношении внешнего вида или в отношении способа применения, также элемент и способ аутентификации должны быть такими, чтобы они предпочтительно представляли собой простые визуальные средства обнаружения фальсификации. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 табл., 7 пр., 8 ил.

1. Электроформованные нановолоконные наклейки, содержащие от 60 до 90% сополимера гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) и от 10 до 40% 10,12-пентакозадииновой кислоты (PCDA) и нанесенные на подложку, причем вышеупомянутые наклейки являются пригодными для использования в обнаружении фальсификации на подложке.

2. Электроформованные нановолоконные наклейки по п.1, причем вышеупомянутые наклейки могут необязательно содержать от 0,25 до 2% наночастиц оксида металла, предпочтительно оксида цинка.

3. Способ изготовления электроформованных нановолоконных наклеек, включающий следующие стадии, на которых осуществляют:

a. ультразвуковую обработку перенасыщенного раствора 10,12-пентакозадииновой кислоты (PCDA) в хлороформе в течение периода, составляющего от 25 до 30 минут, и последующую экструзию раствора с использованием политетрафторэтиленового (PTFE) шприцевого фильтра для получения раствора;

b. перемешивание раствора сополимера гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) в дихлорбензоле в течение периода, составляющего от 5 до 6 часов;

c. смешивание раствора, полученного на стадии (a), с раствором сополимера гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV), полученного на стадии (b), в соотношении, составляющем от 1:9 до 4:6, и последующее перемешивание в течение периода, составляющего от 50 до 60 минут, для получения раствора;

d. нанесение смеси на подложку посредством приложения потенциала 15 кВ на расстоянии от 10 до 15 см, разделяющем шприц и коллектор, причем шприц содержит раствор, полученный на стадии (c), для получения электроформованных нановолоконных наклеек.

4. Способ по п. 3, в котором способ также включает стадию смешивания обработанного ультразвуком гомогенного раствора оксида металла, предпочтительно оксида цинка, в хлороформе с раствором PCDA, полученным на стадии (a), перед смешиванием с раствором PHBV.

5. Способ по п. 4, в котором подложку наклеивают на коллектор, причем подложку выбирают из группы, которую составляют бумага, металл, этикетка и стекло, при этом коллектор представляет собой алюминиевый лист.

6. Способ обнаружения фальсификации на подложке, в котором осуществляют:

a) нанесение электроформованных нановолоконных наклеек по п. 1 на подложку; и

b) наблюдение изменения цвета электроформованной нановолоконной наклейки, вызванного стимулирующим воздействием, для обнаружения фальсификации.

7. Способ по п. 6, в котором стимулирующее воздействие выбирается из группы, которую составляют температура, растворитель, давление или ультрафиолетовое излучение.

8. Способ по п.6, в котором изменение цвета наклеек является необратимым или обратимым.

9. Способ по п. 6, в котором изменение цвета наклеек, содержащих наночастицы оксида цинка, является обратимым.

10. Способ определения чистоты органических растворителей, в котором обеспечивают воздействие растворителя на электроформованные нановолоконные наклейки, содержащие сополимер гидроксибутирата и гидроксивалерата (PHBV) и 10,12-пентакозадииновую кислоту (PCDA), и осуществляют оценку чистоты на основании наблюдаемого изменения цветового контраста и различной интенсивности красного компонента.