Способ записи и считывания информации на бесцветных прозрачных полимерных пленках Российский патент 2022 года по МПК G11B7/03 G11B7/245 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области физики полимеров, а более конкретно к способам записи или воспроизведения информации с одного и того же носителя в виде ленты или пленки, записи с использованием потока излучения, отличного от светового и воспроизведения информации с помощью оптических средств.

Уровень техники

Известны технические решения в области записи информации на полимерах путем механической деформации, выдавливания или печати, в которых запись идентифицирующих изображений или текста производится в разных слоях и на разных поверхностях полимерных слоев. При этом добиваются проявления специфических оптических эффектов при рассматривании изображений и текста под различными углами наблюдения и различных углах освещения. Например, в заявке US 2005/0035590, МПК В41М 5/24 опублик. 17.02.2005 предложен способ тайнописи и идентификации документа, выполненного из многослойного полимерного материала, на различных поверхностях которого нанесены различные изображения. Изображения наносят на поверхности отдельных слоев до формирования многослойной структуры известными полиграфическими методами. Такой способ тайнописи не удобен, а во многих случаях и не применим, т.к. часто требуется проведение индивидуальной маркировки каждого изделия или проведение его персонализации после изготовления. По известному способу нанесение изображений на поверхности слоев невозможно проводить в процессе одного цикла печати и невозможно осуществить персонализацию готового экземпляра.

Известен способ скрытой записи информации на прозрачной пленке и считывания ее при наблюдении под различными углами или на просвет (способ тайнописи и идентификации маркировки) путем нанесения информационных символов и изображений на поверхность пленки локальным тепловым воздействием, например, карбонизацией и/или гравированием с помощью лазерного луча. При этом в поверхностных слоях пленки толщиной 1÷10 мкм, образуется два растрированных изображения, расположенные таким образом, что при наблюдении изображений под различными углами или на просвет наблюдаемое суммарное изображение плавно меняется от позитивного к негативному или наоборот, при этом первое и второе растрированные изображения выполнены прозрачными, и/или полупрозрачными, и/или светоотражающими, и/или люминесцирующими и/или рельефными. Изобретение позволяет проводить индивидуальное маркирование защищаемого документа в едином цикле путем создания изменяемых в процессе наблюдения изображений в полимерной пленке. Известный способ тайнописи и идентификации маркировки - неразрывно связанная единым замыслом, положительным эффектом и технической реализацией совокупность операций, осуществляемых с материальным объектом (полимерной пленкой) для решения технической задачи - защиты полимерного изделия от подделки путем тайнописи локальным тепловым воздействием (Патент РФ 2386544, МПК B42D 15/10, G02B 27/60, опублик. 20.04.2010).

Недостаток известного способа - сложность операций и необходимость применения уникальных полимеров и дорогостоящего лазерного оборудования.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ скрытой записи информации на прозрачной пленке и считывания ее при наблюдении под различными углами на просвет (способ тайнописи и идентификации маркировки) путем нанесения информационных символов и изображений на анизотропный субстрат - на одноосно ориентированную жесткоэластическую пленку полиолефина локальным тепловым воздействием под давлением и считывания скрытой информации путем эластичного растяжения пленки вдоль направления ориентации.

Недостаток известного способа - низкая прочность и расслаивание одноосно ориентированной жесткоэластической полиолефиновой пленки при растяжении в направлении перпендикулярном направлению одноосной преимущественной ориентации и, как следствие этого, ограниченное применение таких субстратов для записи информации в полиграфической промышленности, производстве пленочной упаковки и гибкой тары, а также недостаточное цветовое различие информационных символов и фона.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение способа считывания скрытой информации без растяжения, увеличение цветового различия информационных символов от фона и прочности полимерных носителей информации.

Сущность предложения

Поставленная техническая задача решается тем, что в способ записи информации на прозрачной пленке и считывания ее при наблюдении под различными углами на просвет путем нанесения информационных символов и изображений на анизотропный субстрат локальным тепловым воздействием под давлением, согласно предложению, что в качестве пленки полиолефина используют двуосноориентированную пленку полипропилена толщиной 20-100 мкм, локальное тепловое воздействие осуществляют при температуре 80÷150°С в течение 0,1÷10 секунд, а считывание информации производят в проходящем свете между поляризатором и анализатором в перпендикулярно скрещенном положении при размещении пленки с информационными символами под углом 35÷55 градусов к осям поляризации.

Предлагаемый способ записи информации на прозрачной пленке и считывания ее при наблюдении в поляризованном свете под различными углами на просвет -неразрывно связанная единым замыслом, положительным эффектом и технической реализацией совокупность операций, осуществляемых с материальными объектами (полимерной пленкой и поляризаторами) для решения технической задачи - упрощение способа считывания скрытой информации без растяжения, увеличение цветового различия информационных символов от фона и прочности полимерных носителей информации

Сведения, подтверждающие реализуемость предложения

Изобретение иллюстрируется фотографией прозрачной полимерной пленки расположенной между поляризатором и анализатором в перпендикулярно скрещенном положении с выявленной (считанной) графической информацией путем наблюдения (и/или регистрации) в проходящем солнечном свете и примерами осуществления способа записи и выявления (считывания) графической информации.

Фиг. 1 - Фотография прозрачной полимерной пленки на темном фоне с записанной и выявленной в проходящем поляризованном солнечном свете графической информацией в форме светлого квадрата. 1 - вид пленки в проходящем поляризованном свете (фон); 2 - вид элемента графической информации (светлого квадрата).

Пример 1. Запись и считывание информации на бесцветной прозрачной полимерной пленке в виде квадрата белого цвета на синем фоне со стороной 40 мм на производят на прозрачной термостабилизированной двуосноориентированной пленке из полипропилена толщиной 100 мкм со средней температурой плавления 165±10°С, осуществляют локальным тепловым воздействием с двух сторон (поверхностей) в течение 1 секунды металлическим электродом лабораторного стенда для тепловой сварки полимеров марки RDM TEST EQUIPMENT при давлении 0,35 МПа. Считывание информации, фотографирование и количественное описание результата осуществления способа по примеру 1 производят в проходящем свете между поляризатором и анализатором в перпендикулярно скрещенном положении при размещении образца пленки под углом 45 градусов относительно осей поляризации.

Заметность и качество информационного символа в виде светлого квадрата, определяют в цветовых координатах равноконтрастной системы оценки цвета L*a*b* по величине цветового отличия ΔE_ab

где L* - светлота,

а* - координаты красно-зеленого оттенка,

b* - координаты желто-синего оттенка, согласно цветовому пространству CIELab (точнее, CIE 1976 L*a*b* или CIE-76).

Количественный результат записи - цветовое отличие фона от информационного символа ΔE_ab составляет 50 единиц, при пороге восприятия глазом человека 2-3.

Пример 2. Запись и считывание информации на бесцветной прозрачной полимерной пленке производят по примеру 1, но используют термостабилизированную двуосноориентированную пленку из полипропилена толщиной 20 мкм,, характеризуемой термоусадкой вдоль и поперек ориентации не более 3% при температуре 150°С, и осуществляют локальное тепловое воздействие металлическим штампом нагретым до 130°С в течение 0,5 секунды с одной стороны.

Количественный результат записи - цветовое отличие фона от информационного символа ΔE_ab составляет 60 единиц, при пороге восприятия глазом человека 2-3.

Пример 3. Запись и считывание информации на бесцветной прозрачной полимерной пленке производят по примеру 1, но используют термостабилизированную двуосноориентированную пленку из полипропилена, содержащего 5% (масс.) кристаллизующегося наполнителя - полиолефинового воска с температурой плавления 65±30°С, характеризуемую термоусадкой вдоль и поперек ориентации не более 3% при температуре 150°С. Наличие и содержание кристаллизующегося наполнителя с указанной температурой плавления определяют методом дифференциальной сканирующей калориметрии.

Количественный результат записи - цветовое отличие фона от информационного символа ΔE_ab составляет 45 единиц, при пороге восприятия глазом человека 2-3.

Пример 4. Запись и считывание информации на бесцветной прозрачной полимерной пленке производят по примеру 3, но локальное тепловое воздействие с двух сторон (поверхностей) пленки осуществляют погружением части образца на 10 секунд в глицерин при температуре 120°С.

Количественный результат записи - цветовое отличие фона от информационного символа ΔE_ab составляет 40 единиц, при пороге восприятия глазом человека 2-3.

Пример 5 и 6. Запись и считывание информации на бесцветной прозрачной полимерной пленке производят по примеру 1, но считывание информации производят в проходящем свете между поляризатором и анализатором в перпендикулярно скрещенном положении при размещении пленки с информационными символами под углом 35 и 55 градусов к осям поляризации соответственно по примерам. Количественный результат записи - цветовое отличие фона от информационного символа ΔE_ab составляет 8-10 единиц, соответственно по примерам.

Пример 7. Запись и считывание информации на бесцветной прозрачной полимерной пленке производят по примеру 1, но локальное тепловое воздействие с одной поверхности пленки покрытой тонером осуществляют лучом полупроводникового лазера.

Способ записи и считывания информации на бесцветных прозрачных полимерных пленках, включающий нанесение информационных символов и изображений на двуосноориентированную пленку полипропилена толщиной 20-100 мкм локальным тепловым воздействием под давлением штампом, нагретой жидкостью или лучем лазера в течение 0,1÷10 с при температуре 80÷150°С, а считывание информации производят в проходящем свете между поляризатором и анализатором в перпендикулярно скрещенном положении при размещении пленки с информационными символами под углом 35-55° к осям поляризации. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ записи и считывания информации на бесцветных прозрачных полимерных пленках, включающий нанесение информационных символов и изображений на ориентированную пленку полиолефина локальным тепловым воздействием под давлением и считывание информации при наблюдении под различными углами на просвет, отличающийся тем, что в качестве пленки полиолефина используют двуосноориентированную пленку полипропилена толщиной 20-100 мкм, локальное тепловое воздействие осуществляют при температуре 80÷150°С в течение 0,1÷10 с, а считывание информации производят в проходящем свете между поляризатором и анализатором в перпендикулярно скрещенном положении при размещении пленки с информационными символами под углом 35-55° к осям поляризации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют термостабилизированную двуосноориентированную пленку полипропилена с термоусадкой не более 3% при температуре 20÷150°С.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют термостабилизированную двуосноориентированную пленку полипропилена со средней температурой плавления 165±10°С, содержащую кристаллизующийся наполнитель с температурой плавления 65±30°С.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что локальное тепловое воздействие осуществляют нагретым металлическим штампом, по меньшей мере, с одной поверхности пленки.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что локальное тепловое воздействие осуществляют нагретой жидкостью.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что локальное тепловое воздействие осуществляют лучом лазера.