Многослойные полимерные оболочки для скрытой маркировки зеркальных изделий
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-2-
Abstract
Поляризация света, отраженного от зеркальной поверхности стеклянной, пластмассовой или металлической тары, фольги или этикетки из металлизированной пленки позволяет наблюдать в полимерных многослойных покрытиях эффект плеохроизма и использовать его в публичной (открытой) и скрытой (защитной) маркировке товаров. Анизотропные оптически активные полимерные пленки двух типов, используемые для маркировки прозрачных оболочек и упаковки получают путем линейной и двухосной ориентационной вытяжки. Линейная ориентация при производстве полимерных плёнок создаёт «эффект памяти формы» и используется для изготовления внешнего слоя оболочки, который сжимает и фиксирует её многослойную структуру при термоусадке на цилиндрической конической или иной криволинейной поверхности изделий с зеркальной поверхностью. Установлено, что коэффициент пропускания обычного и поляризованного света термоусадочной плёнкой поливинилхлорида «памятью формы» существенно различается и в зависимости от длины волны света и уровня внутренних напряжений в пленке снижается в процессе её усадки в несколько раз. При исследовании оптических свойств комбинированных полимерных плёнок в условиях термостимулируемой усадки обнаружены яркие цветные эффекты и парадокс влияния масштабного фактора на прозрачность пленки поливинилхлорида для потока света, отражённого от зеркальной поверхности. Поляризация света, отраженного от зеркальной поверхности, позволяет использовать многоцветный эффект плеохроизма для привлечения внимания покупателя к товару и скрытой (защитной) маркировки упаковки путем штрихового кодирования информации о товаре. Показана возможность считывания информации, вводимой в многослойную оболочку путем высечки штрихового кода в среднем слое двухосно ориентационной пленки полипропилена, с использованием видеокамеры и программного обеспечения смартфонов. Плеохроизм многослойной оболочки, формируемой путем термостимулируемой усадки оболочек или цилиндрических этикеток зависит от уровня внутренних напряжений во внешнем слое термоусадочной плёнки поливинилхлорида. Оптимальный уровня внутренних напряжений для усадки и фиксации оболочек на изделиях задается в диапазоне 1-4 МПа путем реализации свободной усадки в диапазоне 10-60% от максимальной усадки без ограничения размеров пленки.
Keywords
УДК: 655.3
About the Authors
Александра ПогибаВладислав Верещагин
Russian Federation
Виктор Род
Александр Кондратов
References
1. Medvedev R. P., The use of phosphor from phosphogypsum as a luminescent filler for polymers / R.P. Medvedev, Y.S. Podkovyrina, A.A. Skorynina //Bulletin of the Voronezh State University of Engineering Technologies. – 2020. – T. 82. – №. 1 (83). – Pp. 219-224.
2. Vasina Yu.A., Color-changing effects when printing with triad inks on multilayer packaging made of transparent polypropylene film / Yu.A. Vasina, V.A. Rod, Ya.V. Avdeeva, A.P. Kondratov // Bulletin of Voronezh State University engineering technologies. – 2025. – Vol. 8. – No. 2. – S. (In print)
3. Nam S., Programmable optical encryption using thickness-controlled stretchable chiral liquid crystal elastomers / S. Nam, S. Woo, J.Y. Park, S.S. Choi // Light: Science & Applications. – 2025. – Vol. 14. – No. 1. – p. 136.
4. Patent No. 3563973 US, IPC B29C61/06, C08F2/00, (IPC1-7), C08F3/04. Articles with polymeric memory and method of constructing the same: Publication. 16.02.1971 / Arditti S.J., Avedikian S.Z., Bernstein B.S.
5. Patent № 1075704 GB, IPC B29C48/90, B29C61/00, B29C61/08. Process and apparatus for producing elastic memory articles: Publication. 12.07.1967 / Wray Pierre Edward
6. Patent No. 3144398 US, IPC B29C61/06, B29C71/04, B29K2023/06, B29K2995/0053. Heat-shrinkable Polyethylene: Publication. 11.08.1964 / Rainer W. C., Redding E. M., Hitov J. J., Sloan A. W., Stewart W. D.
7. Liu X., A Fluorescent Polymer for Facile One‐Step Writing of Polychromic Hidden Information in Flexible Films / X. Liu, M.E. Kleybolte, M. Hantro, C. Butler, S.I. Vagin et al. // Advanced Functional Materials. – 2024. – Vol. 34. – No. 37. – pp. 2402033.
8. Rosenbaum P., Hidden imaging in thin polymer films with embedded fluorescent peptide nanodots / P. Rosenbaum, H. Barhom, A. Inberg, I. Lapsker, G. Rosenman et al. // Optics Express. – 2024. – Vol. 32. – No. 3. – pp. 4485-4497
9. Huang X., Multilevel Anti-counterfeiting Barcode with Enhanced Information Encryption Based on Stimulus-Responsive Digital Polymers / X. Huang, Z. Liang, X. Yang, M. Piao, Z. Huang et al. // ACS Applied Materials & Interfaces. – 2024. – Vol. 16. – no. 33. – pp. 43075-43082.
10. Cetin A.E., Thermal tuning of surface plasmon polaritons using liquid crystals / A.E. Cetin, A. Mertiri, M. Huang, S. Erramilli, H. Altug // Advanced Optical Materials. – 2013. – Vol. 1. – no. 12. pp. 915-920.
11. Dong W., Wide bandgap phase change material tuned visible photonics / W. Dong, H. Liu, J.K. Behera, L. Lu, R.J.H. Ng, et al. //Advanced Functional Materials. – 2019. – Vol. 29. – No. 6. – P. 1806181.
12. Franklin D., Polarization-independent actively tunable color generation on imprinted plasmonic surfaces / D. Franklin, Y. Chen, A. Vazquez-Guardado, S. Modak, J. Boroumand et al. // Nature communications. – 2015. – Vol. 6. – No. 1. – pp. 7337.
13. Millyard M.G., Stretch-induced plasmonic anisotropy of self-assembled gold nanoparticle mats / M.G. Millyard, F. Min Huang, R. White, E. Spigone, J. Kivioja et al.//Applied Physics Letters. – 2012. – Vol. 100. – No. 7.
14. Cataldi U., Growing gold nanoparticles on a flexible substrate to enable simple mechanical control of their plasmonic coupling/ U. Cataldi, R. Caputo, Y. Kurylyak, G. Klein, M. Chekini et al. //Journal of Materials Chemistry C. – 2014. – Vol. 2. – No. 37. – p. 7927-7933.
15. Kondratov A.P., Design and multilevel structuring of shape memory polymers for pleochroism control / A.P. Kondratov, A.A. Nikolaev, V.G. Nazarov, V.Y. Vereshchagin, A.A. Volinsky // Journal of Applied Polymer Science. – 2023. – Vol. 140. – No. 41. – P. e54532.
16. Sedykh V.A., Technical properties of PVC-based packaging films / V.A. Sedykh, A.V. Zhuchkov // Bulletin of the Voronezh State University of Engineering Technologies. – 2013. – №. 2 (56). – Pp. 141-146.
17. Kondratov A.P., Recording, storage, and reproduction of information on polyvinyl chloride films using shape memory effects / A.P. Kondratov, E.P. Cherkasov, V. Paley, A.A. Volinsky // Polymers. – 2021. – Vol. 13. – No. 11. – p. 1802.
18. VF650 Shrink Sleeve Applicator, Access mode: https://www.accraply.com/docs/default-source/default-document-library/sleeving/grahamsleevit_vf650.pdf?sfvrsn=107bd71c_14 (date of request: 05/22/2025)
19. Patent No. 2013193758 JP, IPC B65D41/62, B65D65/28, B65D65/40. Shrink cap and container using the same: Publication. 30.09.2013 / Ozawa Tatsuro, Furuichi Kozue.
20. Patent No. 2025101494 Russian Federation. Heat-shrinkable cap: No. 2025101494: application No. 24.01.2025 / Pogiba A.Yu.
Review
For citations:
, , , . Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2025;87(2). https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-2-