СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, В ТОМ ЧИСЛЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ, ФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ МАРКИРОВКИ ПРЯМОГО НАНЕСЕНИЯ
METHOD OF PRODUCING, INCLUDING RECOVERY, FLUORESCENT MARKING OF DIRECT APPLICATION

Изобретение относится к защитным устройствам и устройствам для наблюдения за оборудованием, к составам для нанесения покрытий, отличающимся действием получаемого покрытия, в частности светящимся краскам. Изобретение также относится к области разработки оптических и оптико-электронных средств маркировки, аналогово-цифрового кодирования и декодирования различных объектов и изделий. Более конкретно оно относится к методам и системам нанесения маркировок непосредственно на маркируемый предмет - маркировок прямого нанесения (МПН - «Direct Part Marking» - DPM).
Технический уровень изобретения
Требования к современному уровню техники определяются тем, что компаниям и предприятиям, деятельность которых связана с высокими и/или дорогостоящими рисками, требуется обеспечить юридическую доказательность причинно-следственной связи убытков (а часто и человеческих жертв) и отказа изделия (детали, узла), которая позволяет передать ответственность за последствия отказа изделия его изготовителю (дилеру, поставщику). Для этого применяют маркировки прямого нанесения.
В отличие от маркировок, наносимых краской или наклеиваемых на контролируемый объект, маркировки прямого нанесения (МПН) состоят из информационных элементов, сформированных путем изменения поверхности маркируемой детали тем или иным способом. МПН могут быть удалены только вместе с материалом поверхности маркируемой детали, являясь, таким образом, надежным способом контроля всего жизненного цикла объекта вплоть до его утилизации.
В настоящее время существует несколько методов нанесения МПН, оборудование для которых предлагается на рынке, - это иглоударное нанесение, нанесение с помощью лазера (несколько видов), электроискровое нанесение и нанесение методами химического и электрохимического травления.
При нанесении МПН используется, как правило, двумерное (2D) кодирование, обладающее высокой информационной емкостью и помехозащищенностью (2D МПН). По объему хранимой информации емкость 2D кода может в сотни раз превышать емкость одномерного (например, он способен хранить несколько страниц текста). Кроме того, практически все современные технологии 2D кодов в отличие от одномерных содержат средства коррекции ошибок и, следовательно, гарантируют большую надежность сохранности данных.
2D коды имеют преимущественно матричную форму и не используют для кодирования информации традиционные штрихи/пробелы. Вместо стандартной технологии определения ширины штриха матричные коды используют для кодирования информации конструкции типа «да - нет» или «единица - ноль» (т.е. «on/off»-дизайн). Существует множество разновидностей 2D кодов (например, PDF417, MaxiCode, DataMatrix).
Считыватели 2D кодов в отличие от сканеров штрихкодов сначала улавливают изображение, затем анализируют полученный образ и лишь потом извлекают из него и декодируют информацию. В связи с этим считывание и декодирование 2D МПН связано с технологическими трудностями в части аппаратных решений и разработки необходимого программного обеспечения (ПО). При считывании 2D МПН основная проблема состоит в получении изображения метки с качеством, достаточным для надежного декодирования содержащейся в ней информации, независимо от внешнего освещения и состояния поверхности, на которую метка нанесена. В части ПО проблема состоит в повышении декодирующей способности при анализе гетерогенных («размытых») изображений. При этом существенное влияние на процесс декодирования оказывает сильная зависимость получаемого электронного изображения от состояния поверхности и внешнего освещения.
Повышение устойчивости декодирования маркировок прямого нанесения являлось предметом ряда публикаций и в том числе патентов.
Так, в частности, известно техническое решение, предложенное в US 2003/9106994, где для идентификации объекта предложена защитная маркировка, включающая флуоресцирующий или фосфоресцирующий материал с ориентационно-упорядоченной молекулярной структурой. При облучении маркировки УФ излучением она переизлучает поляризованный флуоресцентный или фосфоресцентный свет, поляризационные и частотные параметры которого являются защитными признаками для выявления подлинности объекта.
Использование флуоресценции и защитных признаков характерны и для заявляемого изобретения, однако предложенная маркировка не является МПН и легко удаляется с поверхности детали. Кроме того, предложенное техническое решение не решает проблему повышения контрастности и зависимости изображения маркировки от оптических свойств поверхности, особенно в случае наличия оптических неоднородностей, близких по размерам к информационным элементам маркировки.
В презентации General Electric Inc. ["AIM DPM Verification of Dot Peen Data Matrix Symbols on small curved surfaces", by Ron Page] предлагается для улучшения качества изображения заполнять лунки иглоударной маркировки черной или белой краской.
Заполнение элементов маркировки полимерной композицией с особыми свойствами для увеличения контраста и облегчения считывания маркировки характерно и для заявляемого изобретения, однако предложенное усовершенствование не уменьшает влияния внешней засветки и не значительно увеличивает контраст. Кроме того, здесь не предлагаются методы заполнения углублений.
Наиболее близкое решение предложено в патенте РФ с приоритетом от 23.10.2009 г. №2490709, где предложен эффективный способ решения проблемы считывания 2D МПН. Для этого предлагается формировать метку прямого нанесения из информационных элементов, представляющих собой конические углубления, образованные при иглоударной маркировке, или участки поверхности с микротрещинами и шероховатостями, образованные при лазерной гравировке, которые заполнены флуоресцентной краской, поглощающей излучение на длинах волн ближнего УФ, видимого и ближнего ИК диапазонов. Конкретно предлагается использовать при изготовлении маркировок флуоресцентные краски, поглощающие излучение на длинах волн ближнего УФ, видимого и ближнего ИК диапазонов и излучающие в полосе пропускания приемного канала устройства считывания, преимущественно 600-700 нм.
Это приводит к существенному улучшению качества изображения маркировки при ее считывании, в частности его контрастности, и уменьшает зависимость надежности декодирования маркировки от характера поверхности, на которой нанесена 2D МПН. Данное решение позволяет считывать маркировки как обычным считывающим устройством (ридером), так и специальным, регистрирующим флуоресцентное изображение.
Использование этого решения существенно облегчает считывание ФМПН, уменьшает цену ридера, позволяет проводить считывание на большем расстоянии и снижает требования к качеству и глубине углублений, а следовательно, и к маркирующему устройству.
При этом предлагается способ изготовления метки, состоящий в заполнении ее краской и отличающийся тем, что он обеспечивает локализацию области заполнения только информационными элементами. Формировать информационные элементы предложено, в частности, путем наклеивания на маркируемую деталь пленки, в которой в процессе иглоударной маркировки или лазерной гравировки образуют отверстия, через которые заполняют информационные элементы флуоресцентной краской с помощью валика, тампона, кисти, ракеля или распыления. В развитии способа предлагается оставшуюся между информационными элементами краску удалять либо смыванием, либо стиранием, либо путем приклеивания к полимерной пленке с клеящим слоем, имеющим хорошую адгезию к материалу флуоресцентной краски. Полученную маркировку предлагается защищать путем «нанесения сверху защитного лака, прозрачного в видимом и поглощающего в УФ коротковолновом диапазоне длин волн». Причем из патентной формулы не ясно, на каком этапе изготовления маркировки наносится лак, кроме того, процедура нанесения лака отнесена только к маркировкам, полученным методом лазерной гравировки.
Методы изготовления и основные свойства ФМПН в предложенном решении характерны и для заявляемого изобретения. Однако рассматриваемое решение не предполагает восстановления возможности устойчивого декодирования маркировок прямого нанесения после нарушений, вызванных свойствами маркируемой поверхности, проблемами при изготовлении маркировки, и/или воздействием технологических операций, и/или воздействием условий эксплуатации. Кроме того, в нем не предполагается наличие событийного и/или временного разрыва в технологической цепочке изготовления ФМПН, в частности между изготовлением матрицы углублений в материале маркируемого изделия и созданием на ее основе полноценной ФМПН.
Таким образом, совокупность известных решений не исчерпывает совокупности признаков заявляемого изобретения.
Дальнейшее расширение сферы практического применения ФМПН требует наличия процедуры восстановления нарушенного декодирования. Решение этой задачи обеспечивается заявляемым способом.
Сущность изобретения
Сущность изобретения заключается в том, что предлагается способ:
- восстановления возможности устойчивого декодирования МПН после нарушений, вызванных свойствами маркируемой поверхности, проблемами при изготовлении маркировки, воздействием технологических операций и/или условий эксплуатации (далее восстановления нечитаемой МПН), путем преобразования ее в флуоресцентную маркировку прямого нанесения (ФМПН);
- восстановления (в том числе многократного) устойчивого декодирования ФМПН после прохождения маркированной деталью технологических операций или циклов эксплуатации, приводящих к нарушению устойчивого декодирования ФМПН.
При этом создание декодируемой ФМПН осуществляется на основе имеющейся на поверхности маркируемой детали матрицы упорядоченно расположенных углублений или других неоднородностей поверхности, таких как шероховатости, поры и/или микротрещины, которые изначально представляли собой информационные элементы МПН или ФМПН, декодирование которых отсутствует или прекратилось в результате воздействия на маркированную деталь негативных факторов. Такими негативными факторами могут быть коррозия, циклы эксплуатации в условиях повышенной инсоляции и/или перепадов температур, технологические операции, в частности термообработка, нанесение покрытий гальваническим методом, окраска, а также другие механические, химические, термические воздействия.
Информационные элементы декодируемой ФМПН формируют путем заполнения информационных элементов нечитаемой маркировки флуоресцентной полимерной композицией (далее ФПК). Заполнение информационных элементов ФПК может осуществляться при помощи валика, тампона, кисти, ракеля, распыления либо в процессе прижима, прикатки, притирки, припрессовки слоя, содержащего ФПК, в том числе нанесенного на подложку или пленку. ФПК должна поглощать световое излучение на длинах волн УФ, видимого и/или ближнего ИК диапазонов и излучать его в полосе пропускания входного фильтра устройства считывания, например в области длин волн 400-700 нм.
Поверхность, на которой проводится восстановление/изготовление ФМПН, может зачищаться или иным способом подготавливаться с целью освобождения объема неоднородностей поверхности и повышения адгезии ФПК к маркируемой поверхности в области формирования новых информационных элементов ФМПН. В частности, для подготовки поверхности может быть проведена ее обработка щелочью, кислотой, окислителем, восстановителем, электрической искрой, коронным разрядом, УФ или ИК излучением, адгезивом.
Закреплению ФПК в неоднородностях поверхности может способствовать ее сушка, повышение ее молекулярного веса, сшивка (дубление) - путем обдува, нагрева, облучения УФ и/или ИК излучением - с применением, по необходимости, соответствующих реакционноспособных добавок.
На поверхность, подготавливаемую к маркированию, могут предварительно наноситься дополнительные композиции. Такие композиции могут, в частности, содержать фото- или термочувствительные вещества, с помощью которых может быть индуцировано образование на маркируемой поверхности пленки (слоя, покрытия), имеющей необходимые адгезионные, механические и защитные свойства. Защитные свойства таких покрытий могут определяться природой ожидаемых негативных факторов и ожидаемой интенсивностью их воздействий. Поверхность перед их нанесением может быть обработана для улучшения адгезии композиции одним из способов, применяемых перед нанесением ФПК. Способы предварительного нанесения, а также сушки (полимеризации, отверждения) композиции также могут быть аналогичны способам, применяемым для нанесения ФПК.
Предварительно наносимые дополнительные композиции и/или предварительно наклеиваемые полимерные пленки могут использоваться для организации локального доступа к информационным элементам формируемой ФМПН.
Такой доступ может быть создан путем перфорации покрытия при помощи прокатки по пленке валика, имеющего жесткие выступы (игды) с последующим заполнением информационных элементов ФПК вышеописанными способами. Аналогичного результата можно добиться, подобрав вязкость, способ нанесения и адгезионные свойства предварительно наносимой ПК так, чтобы ПК покрыла только промежутки между информационными элементами формируемой маркировки.
Кроме того, с этой целью могут подбираться необходимые адгезионные или гидрофильно-гидрофобные свойства применяемых ПК. В частности, предварительно наносимая ПК может иметь свойства антиадгезива по отношению к ФПК, что позволит по окончании процедуры заполнения ФПК информационных элементов маркировки удалить излишки ФПК на фоновых участках маркировки стиранием. Возможно также предварительное нанесение гидрофобной ПК, что позволит локально наносить на информационные элементы маркировки ФПК на водной основе.
Локальность нанесения ФПК может обеспечиваться и на последних стадиях формирования маркировки. Для этого после нанесения ФПК на маркируемую поверхность наклеивают полимерную пленку с подобранным адгезивом. Удаление пленки вместе с приклеившейся к ней частью ФПК позволяет удалить ФПК с фоновых участков формируемой ФМПН, не затрагивая информационные элементы ФМПН.
Повышение контрастности маркировки при ее считывании может повысить ее устойчивость к неблагоприятным воздействиям, увеличить срок ее эксплуатации, расширить ассортимент пригодных считывающих устройств. Для этого могут быть применены добавки к применяемым полимерным композициям частиц или веществ, поглощающих свет, отражающих свет, рассеивающих свет и/или переизлучающих свет, в том числе с временной задержкой и/или с изменением спектрального состава переизлучаемого света.
Независимо от свойств используемых композиций, методов их нанесения и методов изготовления 2D ФМПН, для защиты информационных элементов 2D ФМПН от внешних воздействий в процессе ее эксплуатации, после изготовления 2D ФМПН на нее может наноситься защитное покрытие (лак) и/или наклеиваться защитная пленка. Лак и/или пленка могут быть прозрачными в соответствующих диапазонах длин волн и допускать считывание 2D ФМПН без их удаления.
Кроме того, настоящее изобретение предполагает наличие после создания нечитаемой МПН или после потери читаемости МПН (или ФМПН) вследствие тех или иных событий (в частности, событий эксплуатации, климатических, природных и/или механических и/или иных воздействий) временного интервала и акта принятия решения о преобразовании ее в читаемую ФМПН.
Цель изобретения
Целью изобретения является восстановление (при необходимости многократное) возможности устойчивого декодирования нечитаемых маркировок прямого нанесения, в том числе флуоресцентных маркировок прямого нанесения (ФМПН), после нарушений, вызванных свойствами маркируемой поверхности, проблемами при изготовлении маркировки, и/или воздействием технологических операций, и/или воздействием условий эксплуатации. Важной частью изобретения, обеспечивающей высокую надежность считывания маркировок в различных условиях, являются полимерные композиции (ПК), в частности, содержащие флуоресцирующие вещества и/или частицы (ФПК).
Технический результат:
- восстановление (создание) возможности устойчивого декодирования нечитаемой маркировки прямого нанесения (МПН) после нарушений, вызванных свойствами маркируемой поверхности, проблемами при изготовлении маркировки, и/или воздействием технологических операций, и/или воздействием условий эксплуатации путем преобразования ее в флуоресцентную маркировку прямого нанесения (ФМПН);
- восстановление (в том числе многократное) устойчивого декодирования нечитаемой ФМПН после прохождения маркированной деталью технологических операций (или циклов эксплуатации), приводящих к нарушению устойчивого декодирования ФМПН.
Технический результат достигается тем, что при изготовлении устройства - маркировки - используется имеющаяся на поверхности маркируемой детали матрица упорядоченно расположенных неоднородностей (в частности углублений, и/или пор, и/или микротрещин, и/или шероховатостей), возникшая в результате создания нечитаемой МПН (ФМПН) или потери читаемости МПН (ФМПН) вследствие тех или иных событий. После принятия решения о создании на ее основе читаемой ФМПН неоднородности заполняются флуоресцентной полимерной (и/или преполимерной) композицией тем или иным способом. Используемая при восстановлении или изготовлении устройства - ФМПН - флуоресцентная полимерная (или преполимерная) композиция (ФПК) - поглощает световое излучение на длинах волн УФ, видимого и/или ближнего ИК диапазонов и излучает в диапазоне длин волн полосы пропускания входного фильтра устройства считывания.
Технический результат может быть реализован рядом способов, некоторые из которых определены в тексте предложенной патентной формулы. В процессе его реализации могут как приниматься, так и не приниматься решения о модификации свойств и процесса создания получаемой декодируемой ФМПН. Далее приведены примеры такого рода решений о модификации свойств и процесса создания получаемой декодируемой ФМПН, каждое из которых может приниматься само по себе или в сочетании с другими такого рода решениями.
Модификация процесса создания декодируемой ФМПН, состоящая в изменении свойств маркируемой поверхности перед маркированием с целью повышения ее стойкости к ожидаемым после маркирования механическим воздействиям или воздействиям иных негативных факторов. Осуществляется путем нанесения непосредственно на маркируемую поверхность полимерной композиции, образующей пленку, стойкую к ожидаемым воздействиям на маркируемую деталь и имеющую возможно большую адгезию к поверхности маркируемой детали. Пленка создается перед формированием информационных элементов МПН и ожидаемым воздействием негативных факторов (в частности, коррозии, циклов эксплуатации в условиях повышенной инсоляции и/или перепадов температур, термообработки, нанесения покрытий гальваническим методом, окраски, других механических, химических, термических воздействий).
Модификация процесса создания декодируемой ФМПН, состоящая в механической очистке от загрязнений углублений матрицы упорядоченно расположенных неоднородностей перед их заполнением ФПК. Может быть применена с целью повышения адгезии ФПК к материалу маркируемой детали.
Модификация процесса создания декодируемой ФМПН, состоящая в обработке углублений матрицы упорядоченно расположенных неоднородностей перед их заполнением ФПК тем или иным способом, например щелочью, кислотой, окислителем, восстановителем, электрической искрой, коронным разрядом, УФ или ИК излучением, адгезивом. Может быть применена с целью повышения адгезии ФПК к материалу маркируемой детали.
Модификация процесса создания декодируемой ФМПН, состоящая в локальном (не затрагивающем информационные элементы) изменении физических и/или химических свойств поверхности преобразуемой МПН или восстанавливаемой ФМПН с целью обеспечения в будущем возможности локального нанесения ФПК в случае принятия соответствующего решения. К вышеупомянутым свойствам поверхности могут относиться адгезионные свойства, гидрофильно-гидрофобные свойства, способность инициировать (катализировать) химические реакции, например реакции полимеризации, реакции гидролиза, способность участвовать в процессах образования веществ (частиц), увеличивающих оптический контраст при регистрации флуоресцентного излучения. Локальное изменение свойств поверхности может быть осуществлено путем локального нанесения на поверхность полимерной композиции, обладающей необходимыми свойствами.
Модификация процесса создания декодируемой ФМПН, состоящая в наклеивании на имеющуюся на поверхности маркируемой детали преобразуемую МПН или восстанавливаемую ФМПН пленки с ограниченной прочностью на разрыв и ограниченной адгезией к этой поверхности. Параметры пленки подбирают так, что при прокатке наклеенной пленки валиком, имеющим жесткие выступы (иглы) достаточно маленьких размеров, в местах нахождения информационных элементов в виде углублений или иных неоднородностей, образуются отверстия, которые заполняются ФПК по п. 1. После заполнения информационных элементов ФПК, наклеенную пленку удаляют вместе с частью ФПК, не заполнившей информационные элементы полученной таким образом ФМПН.
Модификация процесса создания декодируемой ФМПН, состоящая в наклеивании на преобразуемую МПН или восстанавливаемую ФМПН, после заполнения соответствующих информационных элементов ФПК по п. 1, полимерной пленки. Параметры адгезива пленки подбирают так, что отрыв пленки может быть использован для очистки фоновых участков полученной ФМПН от ФПК.
Модификация процесса создания декодируемой ФМПН, состоящая в принудительном отверждении ФПК по окончании изготовления ФМПН с применением того или иного воздействия, в частности высушивания и/или фото- и/или термополимеризации. Может быть применена с целью повышения устойчивости маркировки к внешним воздействиям.
Модификация процесса создания декодируемой ФМПН, состоящая в том, что по окончании изготовления декодируемой ФМПН на нее наносят защитное покрытие. В качестве такого покрытия может наноситься полимерная композиция (например, лак) или наклеиваться защитная пленка. Защитное покрытие должно защищать ФМПН от внешних воздействий в процессе эксплуатации маркированной детали. В частности, может быть принято решение о нанесении покрытия, маскирующего наличие на маркированной детали ФМПН. Также возможно принятие решения о нанесении покрытия, допускающего считывание ФМПН без его удаления.
Модификация процесса создания декодируемой ФМПН, состоящая в подготовке той или иной из применяемых в процессе реализации технического результата полимерных композиций к нанесению. Для этого соответствующую полимерную композицию изготовляют в виде слоя на подложке. Полученный слой должен иметь ограниченную адгезию к подложке и повышенную адгезию к поверхности, на которую переносят соответствующую композицию. Перенос композиции осуществляют в процессе прижима (прикатки, притирки, припрессовки) слоя с композицией к маркируемой поверхности. Композиция может переноситься таким способом и на предшествующую композицию. Перенесенные композиции, в случае принятия соответствующего решения, могут отверждаться и закрепляться например, путем применения сушки, обдува, фото- и/или термополимеризации с применением нагрева, облучения УФ и/или ИК излучением.
Аналогично обсужденной выше процедуре, может быть принято решение о применении модификации процесса создания декодируемой ФМПН, состоящей в отверждении и закреплении нанесенных полимерных композиций. Для этого могут быть использованы сушка, обдув, фото- и/или термополимеризация с применением нагрева, облучения УФ и/или ИК излучением.
Кроме того, могут быть приняты решения о модификации процесса создания декодируемой ФМПН путем добавления в ту или иную полимерную композицию частиц, повышающих оптический контраст информационных элементов маркировки по отношению к поверхности маркируемой детали за счет поглощения, и/или отражения, и/или рассеивания, и/или переизлучения света.
Может быть принято решение о модификации процесса создания декодируемой ФМПН путем послойного нанесения нескольких полимерных композиций.
В соответствии с принимаемыми решениями о модификации процесса создания декодируемой ФМПН могут быть использованы те или иные способы нанесения применяемых полимерных композиций. Например, с помощью валика, тампона, кисти, ракеля или распыления, в частности аэрозольным способом.
Для реализации принимаемых решений о модификации процесса создания декодируемой ФМПН могут быть использованы те или иные конкретные составы применяемых полимерных композиций. Примеры таких составов приводятся далее.
Типичный состав дополнительных композиций - раствор полимера (лак), например латекса, или модифицированных алкидных смол, или стирола, или ПФ-060, или кремнийорганических полимеров, с массовой долей полимера 30-50% в смеси растворителей, содержащих, например, ацетон, толуол, этилацетат, целлозольв, диэтиловый эфир, бутилацетат - всего 30-50%; наполнители, например мел, двуокись титана, микрочастицы стекла, сернокислый барий, технический углерод (П-803, К-354) массовой долей до 30%; сиккативы (например, ЖК-1, НФ-1) до 5%; специальные присадки массовой долей менее процента: фотоинициаторы полимеризации, например производные ацетофенона и/или эфиры бензоина; термоинициаторы полимеризации, например органические перекиси, ионы переходных металлов; антифлотационные присадки, адгезивы, пленкообразователи, смачиватели, ингибиторы коррозии, преобразователи ржавчины.
2
Пример 1. Дополнительная композиция для нанесения на нечитаемую маркировку перед нанесением ФПК. Вязкость композиции - не менее 200 мм/с по ГОСТ 33-2000. Композицию наносят накаткой полимерным валиком средней жесткости. Толщина полученного слоя - 0,1-0,15 мм. В качестве наполнителя используют вещества, увеличивающие оптический контраст при считывании маркировок, в частности: мел, двуокись титана, технический углерод, микрочастицы стекла, сернокислый барий.
Рецептура композиции:
смесь органических растворителей (72% высококипящих, например метил-, этил- целлозольвов; 17% со средними температурами кипения, например толуола, бутилацетата; 11% легкокипящих, например ацетона, диэтилового эфира)
в количестве 10-15% общей массы композиции
смесь акриловых полимеров
в количестве 55- 60% общей массы композиции
наполнитель
в количестве 10-20% общей массы композиции
сиккатив
в количестве до 2% общей массы композиции
загуститель, пеногаситель, биоцид
в количестве до 0,5% общей массы композиции
Примерами ФПК, которыми не исчерпывается сущность предложения, могут служить следующие ФПК, отверждаемые высушиванием при нормальных условиях и флуоресцирующие в области длин волн 400-700 нм.
Пример 2. ФПК, содержащая:
флуоресцирующее вещество (например, 2,4,5,7-тетрабромфлуоресцеин, родамин С или 6Ж, Орлюм 630Т) с максимумом излучения в диапазоне длин волн 400-700 нм при возбуждении в области длин волн 250-500 нм
в количестве до 23% масс
смесь органических растворителей (37-72% высококипящих, 17-21% со средними температурами кипения, 11-42% легкокипящих)
в количестве 14-23% масс
смесь поли- или олиго- меров (например, полиакрилатов, полиамидов, полиуретанов, производных целлюлозы и/или каучуков различной молекулярной массы и соответствующих олигомеров)
в количестве 5-55% масс
по меньшей мере, одну целевую добавку, выбранную из ряда: фото- и/или термоинициаторы полимеризации, смачиватели, адгезивы, антиадгезивы, преобразователи ржавчины (например, фотоинициаторами полимеризации могут служить производные ацетофенона или эфиры бензоина; термоинициаторами полимеризации могут быть органические перекиси, в том числе с участием ионов переходных металлов; смачивателями - соли сульфокислот или алкил- или бензол-сульфонаты; адгезивами - производные каучуков или поливинилхлоридов; антиадгезивами - парафины, силиконовые вазелины; преобразователями ржавчины - танин и его производные, соли ортофосфорной кислоты)
в количестве не более 1% масс
Пример 3. ФПК ПМИ-Р, содержащая:
флуоресцирующее вещество с максимумом излучения на длине волны λ=630 нм при возбуждении в области длин волн 450-500 нм
в количестве до 23% общей массы композиции
смесь органических растворителей (72% высококипящих, например метил-, этилцеллозольвов; 17% со средними температурами кипения, например толуола, бутилацетата; 11% лекгокипящих, например ацетона, диэтилового эфира)
в количестве 21-23% общей массы композиции
смесь акриловых и/или других полимеров, обеспечивающая адгезионные свойства композиции и механическую устойчивость готовой маркировки
в количестве 52-55% общей массы композиции
Пример 4. ФПК для нанесения аэрозольным способом ПМИ-А, содержащая:
флуоресцирующее вещество с максимумом излучения на длине волны λ=606 нм при возбуждении в области длин волн 450-500 нм
в количестве до 21% общей массы композиции
смесь органических растворителей (37% высококипящих, например метил-, этилцеллозольвов; 21% со средними температурами кипения, например толуола, бутилацетата; 42% лекгокипящих, например ацетона, диэтилового эфира)
в количестве 14-23% общей массы композиции
связующее, обеспечивающее адгезионные свойства композиции и механическую устойчивость готовой метки (например смесь акриловых полимеров)
в количестве 5-13% общей массы композиции
пропеллент (смесь изобутана, пропана, диэтилового эфира)
в количестве 55-60% общей массы композиции
Защитная полимерная композиция может наноситься по окончании процесса изготовления ФМПН в случае принятия решения о необходимости защиты информационных элементов изготовленной маркировки от внешних воздействий в процессе эксплуатации и, как правило, является лаком (обычно прозрачным) на кремнийорганической, полиуретановой, алкидной или иной основе. Защитная композиция может содержать специальные присадки массовой долей менее процента: фотоинициаторы полимеризации, например производные ацетофенона и/или эфиры бензоина; термоинициаторы полимеризации, например органические перекиси, ионы переходных металлов; адгезивы, пленкообразователи, смачиватели.
Пример 5. Пример рецептуры защитного лака:
смесь органических растворителей (72% высококипящих, например метил-, этилцеллозольвов; 17% со средними температурами кипения, например толуола, бутилацетата; 11% легкокипящих, например ацетона, диэтилового эфира)
в количестве 50-55% общей массы композиции
смесь акриловых полимеров
в количестве 40-45% общей массы композиции
коалесцент (например - бутилгликольацетат)
в количестве до 2,5% общей массы композиции
целлюлозный загуститель, пеногаситель, биоцид -
в количестве менее 0,3% общей массы композиции каждого
Для достижения технического результата в некоторых случаях вместо нанесения композиций могут наклеиваться полимерные пленки.
В частности, наклейка пленки может использоваться для выявления углублений (или других неоднородностей поверхности маркируемой детали) при прокатке валиком, имеющим жесткие выступы (иглы) достаточно маленьких размеров. Прокол пленки над углублениями позволяет селективно заполнять их ФПК с образованием информационных элементов ФМПН.
Наклейка и отрыв пленки с подобранным адгезивом может быть использована для очистки фоновых участков ФМПН от ФПК.
Изобретение иллюстрируют чертежи.
На фиг. 1-6 использованы следующие обозначения:
1 - флуоресцентная композиция;
2 - дополнительная композиция;
3 - маркируемая деталь;
4 - пленка с отверстиями;
5 - защитный лак, прозрачный в видимом диапазоне длин волн и поглощающий в коротковолновой части УФ диапазона длин волн.
На фиг. 1 представлено устройство МПН, преобразованной в ФМПН и состоящей из информационных элементов, сформированных путем заполнения углублений, и/или микротрещин, и/или шероховатостей поверхности маркируемой детали (3) флуоресцентной композицией (1), поглощающей световое излучение на длинах волн УФ, видимого и/или ближнего ИК диапазонов и излучающей в диапазоне длин волн полосы пропускания входного фильтра устройства считывания - до удаления флуоресцентной композиции с поверхности детали между углублениями. Перед формированием информационных элементов маркировки на маркируемую поверхность нанесена дополнительная композиция (2), повышающая оптический контраст формируемых впоследствии информационных элементов маркировки.
На фиг. 2 представлено устройство МПН, преобразованной в ФМПН и состоящей из информационных элементов, сформированных путем заполнения углублений, и/или микротрещин, и/или шероховатостей поверхности маркируемой детали (3) флуоресцентной композицией (1), поглощающей световое излучение на длинах волн УФ, видимого и/или ближнего ИК диапазонов и излучающей в диапазоне длин волн полосы пропускания входного фильтра устройства считывания - после удаления флуоресцентной композиции с поверхности детали между углублениями. Перед формированием информационных элементов маркировки на маркируемую поверхность нанесена дополнительная композиция (2), повышающая оптический контраст информационных элементов маркировки.
На фиг. 3 представлено устройство ФМПН, полученной путем заполнения информационных элементов флуоресцентной композицией (1) через предварительно сформированную, или нанесенную, или наклеенную на поверхность детали (3) пленку (4), отверстия в которой сформированы при ее образовании или иным способом (в частности, прокаткой игольчатым валиком, лазерным излучением, применением маркировочного иглоударного устройства). Перед формированием информационных элементов маркировки на маркируемую поверхность нанесена дополнительная композиция (2), повышающая оптический контраст информационных элементов маркировки.
На фиг. 4 представлен способ формирования ФМПН путем проведения процесса фотополимеризации флуоресцентной композиции (1) маркировки с помощью УФ излучения после заполнения композицией информационных элементов на поверхности маркируемой детали (3). Перед формированием информационных элементов маркировки на маркируемую поверхность нанесена дополнительная композиция (2), повышающая оптический контраст информационных элементов маркировки.
На фиг. 5 представлен способ формирования ФМПН путем проведения процесса сушки ИК излучением флуоресцентной композиции (1) маркировки после заполнения композицией информационных элементов на поверхности маркируемой детали (3). Перед формированием информационных элементов маркировки на маркируемую поверхность нанесена дополнительная композиция (2), повышающая оптический контраст информационных элементов маркировки.
На фиг. 6 представлен способ изготовления ФМПН на поверхности маркируемой детали (3) путем нанесения на деталь флуоресцентной композиции (1), отличающийся тем, что нанесенная маркировка покрыта защитным лаком (5), прозрачным в видимом и поглощающим в коротковолновой части УФ диапазона длин волн. Перед формированием информационных элементов маркировки на маркируемую поверхность нанесена дополнительная композиция (2), повышающая оптический контраст информационных элементов маркировки.