Способ изготовления многослойных микрочастиц - RU2201620C2

Описание

Изобретение относится к способу изготовления многослойных микрочастиц для маркировки и последующего определения веществ или предметов любого типа, в том числе животных и растений, включающему следующие стадии:
- нанесение на подложку, имеющую форму прямолинейной или изогнутой полосы, последовательно нескольких маркировочных слоев, причем каждый маркировочный слой используют в жидком виде, и после нанесения каждого маркировочного слоя, прежде, чем нанести следующий маркировочный слой, осуществляют сушку и/или отверждение до образования многослойного стапеля желаемого вида и с желаемой последовательностью маркировочных слоев;
- отделение подложки и многослойного стапеля друг от друга; и
- измельчение многослойного стапеля на многослойные частицы без нарушения последовательности маркировочных слоев.

Способ указанного типа известен из GB-PS 1568699. В этом известном способе согласно уровню техники для нанесения отдельных маркировочных слоев в жидком виде применяют обычную технику нанесения покрытия, причем задается толщина каждого маркировочного слоя, составляющая приблизительно от 5 до 50 мкм. Подложками для маркировочных слоев во время изготовления многослойного стапеля являются пленки, предпочтительно полиэфирные пленки. Для нанесения покрытия на подложку с отдельными маркировочными слоями в жидком виде применяется валок для нанесения покрытия (Wire-Wound-Rod). Этот валок для нанесения покрытия имеет поверхность в форме круглой проволоки, навитой по периметру валка, благодаря чему у валка для нанесения покрытия получается поверхность, которая, если смотреть в сечении, образована рядами выпуклых полуокружностей. Если этот валок для нанесения покрытия обкатывается по плоской подложке, то за счет остающихся промежутков между выпуклыми полуокружностями, с одной стороны, и носителем, с другой стороны, маркировочный слой наносят на подложку или на ранее нанесенный и уже высушенный или отвержденный маркировочный слой. Из-за поверхностного натяжения внутри еще жидкого маркировочного слоя его толщина выравнивается до преимущественно одного размера. Для того чтобы это выравнивание толщины слоя действительно произошло, нужно применить сравнительно большую толщину слоя, так как иначе другие силы превысят силу поверхностного натяжения, и уже не будет достигаться автоматическое регулирование равномерности толщины слоя. На практике наносимые маркировочные слои имеют в жидком состоянии толщину около 25 мкм, тогда после сушки получается толщина слоя, уменьшенная до приблизительно 5 мкм, причем это значение может достигаться только в лабораторных условиях; на практике до сих пор на соответствующих рынках не зафиксированы микрочастицы с толщинами слоя ниже 8 мкм. Более тонкие толщины маркировочных слоев не получаются обычными способами нанесения покрытий, которые до сих пор использовались для изготовления микрочастиц.

Другой способ вышеуказанного типа известен из US-PS 4390452. Описанный в нем способ соответствует по технике нанесения покрытий способу, описанному в вышеупомянутой публикации, толщины маркировочных слоев составляют в приведенных примерах выполнения в этом US-PS, во всяком случае не менее 15 мкм на каждый маркировочный слой.

Из DE 2607014 С2 известен другой способ изготовления многослойных микрочастиц для вышеуказанной цели применения. В этом способе микрочастицы изготавливают способом двукратной обточки. Для этого сначала укладывают стопкой отдельные цветные пленки из искусственного материала в желаемой последовательности, причем толщина каждой пленки составляет от 12 мкм до 200 мкм. Из этой стопки пленок вырезают диски с центральным отверстием, которые собирают в стопку на оправке. Эту стопку нагревают для того, чтобы расплавить слои пленок и сформировать из материала заготовку, из которой затем вырезают полосу. Из этой вырезанной полосы снова нарезают диски с центральным отверстием и собирают их на оправку. Этот стапель также нагревают, чтобы расплавить диски и получить заготовку, которую тоже разрезают на полосу. Эту полученную, наконец, полосу помещают в растворитель, который выборочно растворяет внутри полосы ранее размещенные свободно введенные слои материала. Таким образом получаются отдельные микрочастицы. Как следует из вышесказанного, этот способ является чрезвычайно дорогостоящим и сложным и поэтому имеет ограниченное использование.

Другие вышеописанные способы согласно уровню техники являются по отношению к этому уже значительно более применимыми, хотя здесь также ограничена производительность при изготовлении, и поэтому они подлежат улучшению. Кроме того, все известные способы изготовления имеют недостаток, заключающийся в том, что они ограничены относительно большим значением отдельных минимальных толщин слоев отдельных маркировочных слоев и, тем самым, общей толщины многослойных микрочастиц. Тем самым в желаемых применениях таких микрочастиц сам по себе исключается тот факт, что микрочастицы являются слишком большими. Другой недостаток известных микрочастиц заключается в том, что их жаропрочность ограничена приблизительно 300^oС, при этом соответственно исключаются многие применения, при которых используют маркированные материалы или предметы при высоких температурах.

Поэтому задачей изобретения является создание способа вышеназванного типа, который устраняет встречающиеся недостатки, и с помощью которого, в частности, с высокой экономичностью можно изготавливать микрочастицы с незначительными толщинами отдельных маркировочных слоев, а также с незначительной общей толщиной без ограничения числа возможностей кодирования. Дополнительно должна быть предоставлена возможность изготовления микрочастиц с улучшенной жаропрочностью.

Первое решение поставленной задачи состоит в том, что нанесение отдельных маркировочных слоев осуществляют способом печати. Подходящими способами являются, например, способ высокой печати, способ плоской печати или способ трафаретной печати, как например шелкотрафаретная печать или трафаретная печать.

Согласно одному варианту способа по изобретению предлагается наносить каждый маркировочный слой в пастообразном, а не в жидком виде. Нанесение маркировочного слоя в этом пастообразном виде без труда можно осуществить с помощью способа печати, в частности способом трафаретной печати. Кроме того, является предпочтительным применение для маркировочных слоев совершенно новых материалов, которые не могут находиться в жидком состоянии.

В этом отношении предпочтительное выполнение заключается в том, что нанесение каждого маркировочного слоя осуществляют в тиксотропном состоянии. Благодаря этому упрощается манипулирование и переработка веществ, применяемых для маркировочных слоев.

Для изготовления микрочастиц, в частности, с повышенной жаропрочностью и/или повышенной химической стойкостью далее предложено применять в качестве основного вещества для маркировочных слоев стеклянный порошок и/или эмалевый порошок с добавленными жаропрочными цветовыми пигментами и приводить это основное вещество перед нанесением в пастообразное состояние с помощью добавления трансферлака и/или вареного масла. С помощью специальной термообработки также из этого основного вещества можно изготовить микрочастицы, отдельные маркировочные слои которых являются однородными и стабильными и одновременно имеют жесткое сцепление друг с другом в многослойном стапеле.

Другой способ согласно изобретению, который также подходит, в частности, для изготовления микрочастиц с повышенной жаропрочностью и/или повышенной химической стойкостью, отличается тем, что нанесение каждого маркировочного слоя вместо жидкого вида осуществляют в сухом состоянии в виде порошка посредством способа бронзирования. Это альтернативное решение поставленной задачи основывается на применении сухих порошков для изготовления маркировочных слоев, причем для изготовления микрочастиц могут применяться дополнительные материалы, которые не могут изготавливаться и перерабатываться ни в жидком, ни в пастообразном виде.

В другом выполнении этого описанного последним способа предпочтительно в качестве основного вещества для маркировочных слоев применять стеклянный порошок и/или эмалевый порошок с добавленными жаропрочными цветовыми пигментами. Таким способом можно изготовить жаропрочные микрочастицы, которые особенно хорошо подходят для маркировки взрывчатых веществ или запалов взрывчатых веществ.

Другое альтернативное решение поставленной задачи состоит в том, что нанесение отдельных маркировочных слоев осуществляют посредством лакирования распылением.

Четвертое решение поставленной задачи осуществляется за счет того, что нанесение отдельных маркировочных слоев осуществляют посредством лакирования с помощью валиков.

Поставленная задача также решается при осуществлении изобретения в соответствии с зависимыми пунктами заявленной формулы изобретения.

В кругу специалистов до сих пор существовало мнение, что отдельные маркировочные слои для образования многослойного стапеля для микрочастиц могут быть получены только путем нанесения покрытия валиком при применении жидких исходных материалов. Для специалистов оказалось неожиданным, что способы, предложенные согласно изобретению, пригодны для получения многослойного стапеля из последовательности маркировочных слоев для изготовления микрочастиц с желаемым качеством и воспроизводимостью. Кроме того, способы согласно изобретению обеспечивают экономичность изготовления, так как они осуществляются значительно быстрее, чем способы нанесения покрытий валиками. Наконец, также является преимущественным получение небольшой, но тем не менее равномерной толщины отдельных маркировочных слоев, что делает возможным изготовление вообще уменьшенных микрочастиц без уменьшения их сцепления и воспроизводимости, и числа возможностей кодирования. Более того, в рамках способов согласно изобретению для нанесения отдельных маркировочных слоев в жидком состоянии могут предпочтительно применяться материалы, сами по себе известные из уровня техники, например из вышеуказанного описания. Самое большее, в отношении вязкости жидкого материала для изготовления маркировочных слоев и/или в отношении тонкости применяемого цветового пигмента являются необходимыми подгонка и выбор, которыми владеет специалист в области способов печати и лакировки, названных согласно изобретению. Но одновременно способы согласно изобретению предоставляют возможность нанесения маркировочных слоев в пастообразном состоянии и даже в виде сухого порошка, как уже отмечалось выше, что делает возможным применение абсолютно новых, в частности, жаростойких материалов для маркировочных слоев.

Выполнение всех способов вышеназванного типа отличается тем, что в качестве подложки применяют бумагу. Такая подложка очень дешева и способствует хорошей экономичности способа.

В этой связи, кроме того, предлагается, чтобы отделение подложки и многослойного стапеля друг от друга осуществлялось в ванне с жидкостью, в которой подложку размягчают и/или растворяют. В самом простейшем случае ванна с жидкостью может представлять собой ванну с водой, в которую в случае необходимости добавляют дополнительные вещества, ускоряющие размягчение и/или растворение подложки.

Наконец, предлагается многослойный стапель, отделенный от подложки, перед измельчением высушить, и/или отвердить, и/или нагреть, причем является предпочтительным осуществлять сушку и отверждение с помощью тепла. Эта операция сушки, и/или отверждения, и/или нагрева является целесообразной для того, чтобы перед последующим измельчением многослойного стапеля на отдельные микрочастицы отдельные слои сами по себе и многослойный стапель имели благоприятные свойства для этого измельчения, в частности, относительно высокую хрупкость при одновременной хорошей стабильности и прочном сцеплении слоев. Измельчение многослойного стапеля может осуществляться известным способом и образом, например, в предназначенных для этого мельницах, таких как шаровые мельницы. Это измельчение целесообразно осуществлять до тех пор, пока внутри преобладающего числа возникающих при этом микрочастиц имеется полная последовательность маркировочных слоев, чтобы было возможно точно установить соответствие материалов или предметов, маркированных с помощью микрочастиц. После процесса измельчения дополнительно может осуществляться сортировка микрочастиц, при этом отсортировываются те микрочастицы, которые не обладают полной последовательностью маркировочных слоев для того, чтобы исключить их дальнейшее применение в маркировочных целях.

На основе ставшего возможным с помощью способов согласно изобретению изготовления значительно уменьшенных по сравнению с уровнем техники микрочастиц, которые на практике имеют толщины отдельных маркировочных слоев уменьшенные до 1 мкм, и/или значительно более жаропрочных микрочастиц стало возможным новое применение микрочастиц для маркировки материалов или предметов, что до сих пор было невозможным. Здесь речь идет о том, что, например, на специальную бумагу для изготовления денег или акций, а также вообще на все предметы, имеющие очень незначительную толщину, могут наноситься очень маленькие микрочастицы без ухудшения свойств маркируемых предметов. Далее стала возможной маркировка материалов и предметов, которые во время своего применения или использования подвергаются воздействию высоких температур. В качестве примера могут быть названы маркировочные нити, которые изготавливаются с микрочастицами в качестве интегральных компонентов и которые предназначены предпочтительно для маркировки тканей, текстиля и этикеток могут способствовать в борьбе с широко распространенной в этой области подделкой продукции.

Отдельные маркировочные слои отличаются друг от друга предпочтительно своими оптическими свойствами, в первую очередь цветом, причем слои или отдельные слои могут иметь также флуоресцирующие или фосфорецирующие свойства. Также возможно дифференцирование за счет различных магнитных свойств. Кроме того, намагничивание может облегчить дальнейшее обнаружение и/или разделение микрочастиц.

Дальнейшее установление соответствия и декодирование микрочастиц с незначительными толщинами слоев согласно изобретению минимально до 1 мкм можно осуществить без труда, например, с помощью предназначенных для этого оптических увеличивающих устройств и/или магнитных измерительных приборов таким образом, что это уменьшение не сопровождается на практике серьезным ухудшением определения последовательности маркировочных слоев микрочастиц.

Реферат

Способ относится к изготовлению многослойных микрочастиц для маркировки предметов любого типа, в том числе животных и растений. Способ включает следующие стадии: нанесение на подложку, имеющую форму прямолинейной или изогнутой полосы, последовательно нескольких маркировочных слоев и после нанесения каждого маркировочного слоя, прежде, чем нанести следующий маркировочный слой, осуществляют сушку и/или отверждение до образования многослойного стапеля желаемого вида и с желаемой последовательностью маркировочных слоев; отделение подложки и многослойного стапеля друг от друга; и измельчение многослойного стапеля без нарушения последовательности маркировочных слоев на многослойные частицы. При этом нанесение отдельных маркировочных слоев осуществляют способом печати. Также возможно нанесение каждого маркировочного слоя способом бронзирования, или способом лакирования распылением, или способом лакирования валиком. 4 с. и 21 з.п. ф-лы.

Формула