Диссертация (Методы и оптико-электронные приборы для контроля качества защитных голограмм), страница 3

Это приводит к снижению качестваизображений, формируемых голограммами, и, как следствие, к снижениюзащитных свойств ЗГ. В связи с этим рассмотрим особенности технологииизготовления ЗГ.1.2. Особенности технологии изготовления защитных голограммТехнологический процесс изготовления ЗГ начинается с изготовленияоригинала голограммы [10, 11].

Для изготовления оригиналов защитныхголограмм в основном используется компьютерный синтез дифракционныхрешёток с последующим формированием ЗГ по технологии Dot-matrix [12, 13]или по технологии электронно-лучевой литографии [14, 15]. Записанное нафоторезистеизображениепреобразуетсявмикрорельефнаподложкефоторезиста, который используют для изготовления мастер-матрицы. Дляэтого в вакуумной установке на микрорельеф наносится металлизированныйтокопроводящий слой. Затем методом гальванопластики изготавливают, такназываемую, мастер-матрицу. Процесс изготовления мастер-матрицы – самыйсложный и ответственный технологический этап производства голограмм.Качествомастер-матрицывдальнейшемопределяеткачествокаждойизготовленной голограммы.

Чтобы повысить производительность при печати16ЗГ, требуется на одной рабочей матрице расположить много одинаковыхоттисков голограммы. Для этого производится мультиплицированная мастерматрица.Спомощьюодиночноймастер-матрицынаспециальномоборудовании – рекомбинаторе, делаются оттиски голограммы на оргстекле. Врезультате получается пластиковая подложка с множеством нанесенных на неекопий.Далееповторяетсяпроцессметаллизацииигальваническогонаращивания, в результате чего получается никелевая групповая мастерматрица. С этой мастер матрицы в гальванической ванне изготавливаютсякопии – рабочие матрицы, которые служат инструментом для тисненияголограмм на пленке.На этапе тиражирования ЗГ рабочая матрица крепится на валу эмбоссинга(тиражной машины).

Вал нагревается от 100 до 130 градусов и под высокимдавлением производится прокатка матрицы по полимерному материалу. Всоответствии с техническим заданием используется различные материалы длясоздания стикеров или фольги горячего тиснения. Материал представляетсобой сложную многослойную структуру, которая, как отмечалось выше,обеспечивает заданные технологические эффекты – разрушаемость илистойкость к отрыву, возможность тиснения на различные поверхности.На заключительной стадии на изделия наносят клеевой слой. Еслиизготавливается фольга для горячего тиснения, то используется термоклей,который крепится на ленту с голограммами.

Если изготавливаются наклейки,то используется клей постоянной липкости, защищенный лавсановой бумагой.В процессе тиражирования специальная вырубочная машина делает фигурнуювысечку изделий, повышая защитные свойства.ВвидусложноститехнологическогопроцессаизготовленияЗГизображения, которые формируют серийные образцы этой продукции, могут взначительной степени отличаться от изображений, которые формируетисходный оригинал голограммы. Такое отличие обусловлено:− погрешностями изготовления мастер-матрицы;17− погрешностями изготовления рабочих матриц;− износом рабочих матриц в процессе тиражирования ЗГ.Так как ЗГ изготавливают большими тиражами, достигающими сотентысяч, то возникновение брака при их тиражировании влечёт за собойзначительные материальные потери.

Кроме этого, использование на ценныхбумагахЗГ,неудовлетворяющихтребованиямпокачеству,вообщенедопустимо. Поэтому для предотвращения выпуска бракованных ЗГ,требуетсяосуществлятьоперативныйконтрольнавсехстадияхтехнологического процесса их изготовления. На основании изложенного можноконстатировать актуальность технической задачи контроля качества мастерматриц и рабочих матриц, используемых при тиражировании ЗГ.Чтобы конкретизировать цель и задачи исследований настоящейдиссертации, требуется провести критический анализ известных методов иаппаратуры, используемых в настоящее время для контроля качества ЗГ.1.3. Задачи контроля при изготовлении защитных голограммКак отмечено выше, при изготовлении ЗГ требуется осуществлятьоперативный контроль на всех стадиях технологического процесса, начиная сизготовления мастер-матриц, и кончая готовыми образцами ЗГ.В общем случае целями контроля образцов ЗГ может быть либо проверкаподлинности образца ЗГ, либо – оценка качества ЗГ.Исходя из назначения этого типа голограмм, которое отражено даже в ихназвании – «защитные голограммы», под качеством ЗГ большинствопотребителей понимают их подлинность в смысле соответствия некоторомуэталону.

В настоящей диссертации не ставится задача контроля наличия в ЗГспециальных защитных элементов, формирующих, так называемые [6–9, 51],скрытые изображения. Поэтому, если ЗГ не снабжены такими специальнымиэлементами защиты, то признаки для проверки подлинности должны бытьсвязаны с параметрами, характеризующими пространственное распределениемикрорельефа элементов дизайна, которые сложно воспроизвести при18несанкционированном копировании из-затехнологических особенностейпроцесса изготовления.

В этом случае задачи проверки подлинности ЗГ иоценки качества ЗГ могут решаться на основе единого подхода, которыйоснован на сравнении с эталоном.Контроль по эталонному образцу заключается в сравнении измеренныхзначений параметров контролируемых образцов ЗГ с соответствующимизначениями параметров эталонных образцов ЗГ или их идеализированныхобразов,которыебылисинтезированынаэтаперазработкиввидематематической модели. Для принятия решения о достаточном соответствииобразца ЗГ эталону, т.е.

годности, требуется решить две задачи: во-первых,выбрать показатель качества, в том или ином виде зависящий от измеряемыхпараметров, а, во-вторых, определить критерий, который определяет мерудопустимого (порогового) отклонения показателя качества контролируемогообразца ЗГ от эталонного. Сформулированная задача является одной изключевых задач контроля.Как отмечено выше, в связи со сложностью технологического процессаизготовления ЗГ, контроль следует производить на всех стадиях изготовления,начиная с изготовления мастер-матрицы и заканчивая готовыми образцами ЗГ.Даже подлинные образцы ЗГ не могут по всем параметрам совпадать соригиналом голограммы и, тем более, с её идеализированным образом.

Болеетого, значения всех параметров мастер-матрицы не могут абсолютно совпадатьс параметрами изготовленного оригинала голограммы. Но, если мастерматрица имеет какие-либо характерные дефекты – отличия от оригиналаголограммы, то рабочие матрицы и все образцы ЗГ, изготовленные на основеэтой мастер-матрицы, будут иметь аналогичные дефекты. Поэтому придопустимом уровне отклонении каких-либо параметров микрорельефа мастерматрицы от оригинала, эти выявленные отличия могут стать дополнительнымипризнаками подлинности ЗГ.

Естественно, такие дефекты мастер-матриц недолжны быть фатальными, при наличии которых ЗГ, изготовленные с19использованием такой матрицы, переходят в разряд бракованной продукции. Кфатальным дефектам можно отнести существенные искажения микрорельефа,при которых пропадают те или иные оптические эффекты, заложенные в ЗГ настадии их разработки.Таким образом, задачами контроля мастер-матриц являются:− обнаружение дефектов микрорельефа мастер-матрицы;− анализ дефектов для принятия решения о годности мастер-матрицы,атакжевыявлениеуникальныхособенностейпараметровмикрорельефа, которые могут использоваться как дополнительныепризнаки подлинности образцов ЗГ;− выборочный контроль параметров микрорельефа мастер-матриц.Рабочие матрицы, которые используются для изготовления серийныхобразцов ЗГ, также должны повергаться контролю.

Эти матрицы в процессеэксплуатации изнашиваются, что может приводить к возникновению брака приизготовлении серийных образцов ЗГ. Контроль износа микрорельефа рабочихматриц целесообразно производить путём выборочной оценки качестваобразцов ЗГ в процессе выпуска серии без остановки технологическогопроцесса изготовления.Обсудим теперь вопрос о параметрах матриц и ЗГ, которые подлежатконтролю при оценке качества их изготовления, а также о методах их контроля.1.4. Обзор методов и аппаратуры контроля качества защитныхголограмм1.4.1.КлассификацияметодовконтролякачествазащитныхголограммВопросы, связанные с методами контроля качества, осуществляемого впроцессе изготовления ЗГ, в литературе практически не освещены, что,вероятно, связано с сохранением в тайне «know-how» технологическогопроцесса. Известны публикации [6, 16–21] в области методов и аппаратурыконтроля ЗГ, предназначенных в основном для контроля подлинности, но не20качества образцов ЗГ при их изготовлении.