УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ВИДЕ СКРЫТОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В ПОЛИМЕРНУЮ ПЛЕНКУ

Устройство для нанесения информации в виде скрытого изображения в полимерную пленку
Полезная модель относится к устройствам для нанесения скрытых меток в полимерные пленки и может быть использована в тех областях, где требуется защита продукции от подделок.
Устройства для нанесения различных меток на различные материалы и детали в настоящее время достаточно распространены для защиты продукции от подделок. Известно устройство для нанесения информации на пленку (RU 2040806, 1995 г.), в котором используют импульсный лазер в диапазоне длин волн от 0,40 до 0,53 мкм импульсами, длительностью 20-200 мс и частотой повторения 5-200 кГц для нанесения информации на пленку путем поэлементного локального испарения эмульсионного слоя с основы пленки под воздействием лазерного излучения, формируемого в соответствии с управляющим сигналом, излучение. Однако при этом получают маркировку в виде видимой информации на поверхности материала.
Известно устройство (RU 2372634) для нанесения информации на пленку, которое принято за наиболее близкий аналог заявленной полезной модели, содержащее последовательно установленные импульсный лазер, модулятор, коллиматор, дефлекторы, фокусирующую систему и лентопротяжный механизм с системой управления, связанный с ЭВМ. Кроме того, оно содержит блок управления параметрами лазера, связанный с ЭВМ, аттенюатор, прибор для измерения мощности лазерного луча, установленный на его векторе непосредственно за дефлекторами в нулевой точке отсчета, включаемый в момент времени передвижения лентопротяжного механизма и связанный с ЭВМ через аттенюатор с блоком запоминания, имеющий банк данных для сравнения с текущими показателями и вырабатывающий сигнал управления параметрами луча. Устройство содержит также блок для очистки пленки, включающий вакуумный насос для очистки газообразных продуктов и продуктов сгорания на поверхности пленки и средство для влажной очистки продуктов сгорания на поверхности пленки. Однако в качестве недостатка данного устройства можно отметить его применение для пленочных материалов узкого диапазона размеров (ленточного), а так же большое количество вспомогательных операций, включая удаление опасных для здоровья продуктов горения полимера.
Задачей создания полезной модели является расширение технологических возможностей за счет создания скрытых меток в пленках различной толщины и конфигурации, упрощение технологии нанесения информации за счет исключения операций, связанных с удалением продуктов сгорания полимера, обеспечиваемого технологией, не связанной с испарением полимера при нанесении скрытых меток.
Для этого в заявленном устройстве для нанесения информации в виде скрытого изображения в полимерную пленку, содержащем импульсный лазер, фокусирующую систему, систему крепления пленки и контролирующее устройство с управляющим компьютером, импульсный лазер выполнен в виде ультрафиолетового импульсного лазера и установлен стационарно, система крепления пленки закреплена на координатном столе для перемещения пленки относительно излучения лазера, фокусирующая система выполнена с возможностью формирования скрытого изображения заданного размера и формы в толщине пленки с концентрацией излучения на поверхности пленки и перетяжки луча не менее толщины пленки, а контролирующее устройство с управляющим компьютером выполнено с возможностью занесения в его базу данных о нанесенной информации.
Кроме того, импульсный лазер выполнен с возможностью излучения в ультрафиолетовом спектре от 210 до 410 нм, а координатный стол содержит крепежный элемент с оправкой, выполненный с возможностью крепления пленки с натяжением.
На чертеже показана принципиальная схема устройства для нанесения изображений.
Устройство содержит лазерную систему (1), фокусирующую систему (2), систему крепления пленки (3), координатный стол (4), контролирующее устройство (6) и управляющий компьютер (7). Элементом облучения служит полимерная пленка, класса полиолефины, например из полиэтилена, полипропилена и т.п. (5). Лазерная система (1) установлена стационарно и включает в себя импульсный ультрафиолетовый лазер, работающий в диапазоне волн от 210 до 410 нм, блок питания и управления и пилотный лазер видимого диапазона. На выходе из лазерной системы (1) установлена фокусирующая система (2), включающая в себя коллиматор. Система крепления (3) включает в себя элементы для зажатия пленки и оправку для пленки с системой крепления для нее с возможностью крепления пленки с натяжением. Система перемещения (4) включает в себя электродвигатели, прижимные механизмы и силовые элементы крепления. Позади пленки (5) стоит контролирующее устройство (6), в состав которого входит измерительное устройство с обратной связью с управляющим компьютером.
Устройство работает следующим образом. Осуществляют нанесение невидимых изображений путем их формирования в полимерных пленках класса полиолефины, например полиэтилен, толщиной от 10 до 200 мкм, таким образом, чтобы в материале под воздействием УФ лазерного излучения происходило преобразование структур, приводящих к изменению оптических свойств материала. Полиэтиленовая пленка устанавливается и слегка растягивается в системе закрепления, которая расположена на координатном столе, обеспечивающим движение по двум взаимно перпендикулярным координатам. С помощью пилотного лазера, при необходимости, осуществляется подсветка области обработки для контроля правильности установки изделия. Лазерный луч, выходящий из лазерной системы (1), проходит через систему фокусировки излучения (2), в результате чего концентрируется на поверхности пленки с перетяжкой излучения (8) не менее толщины пленки и формирует пучок заданного размера. Вследствие воздействия УФ излучения лазера небольшой мощности происходит мгновенное преобразование структуры материала по всей площади и глубине материала, попадающей в область облучения, которое приводит к изменению оптических свойств без видимых преобразований в пленке. Под управлением компьютера (7) пленка (5) перемещается в процессе облучения по заданному контуру, формируя изображение. Получаемые изменения фиксируются с помощью контролирующего устройства (6), типа спектрометра, и заносятся в базу данных компьютера (7), обеспечивающую контроль, сохранность и взаимосвязь между приборами. Устройство позволяет создавать надежную защиту деталей и продуктов от подделок с помощью ультрафиолетового излучения лазера, которое позволяет наносить невидимые метки на полимерные пленки, толщиной от 10 до 200 мкм без видимых преобразований материала. Поскольку устройство выполняет нанесение информации без горения полимерной пленки, а только за счет преобразования ее структур, в атмосферу не выделяется вредных продуктов горения и, соответственно, отпадает необходимость в специальных дымоудалящих системах.