讨论激光全息标签模压加工相关问题

         激光全息技术利用光与物质作用时产生的散射、反射、透射、衍射、干涉、吸收等基本规律，获得某种特殊的视觉效果。激光全息标签就是应用激光全息防伪技术制作的集防伪、展示促销、美化生活三大功能于一身的标签。激光全息标签在阳光下五光十色，当光线较暗时却"含而不露，若有若无"，给人以梦幻般的感觉，具有独特的艺术魅力。

        近年来，随着全息防伪技术的迅速发展，激光全息标签不仅可以呈现三维立体效果，还可随观察角度的变化使图像产生一系列的变化，其效果不是普通印刷手段所能实现的，因而广泛应用于名人肖像、家电产品、医药、食品、保健品、化妆品、有价证券、证卡及工艺品等领域，而模压工艺的出现，使低成本，大批量制作激光全息标签得以实现。

        本文就激光全息标签模压加工的相关问题进行讨论。

激光全息标签的种类

         激光全息标签的种类很多，这里列举常用的3种。

        1. 激光全息不干胶型

    这类标签使用非常方便，从一个位置揭下后可以被完整地粘到其他位置。因其可反复使用，失去了防伪作用，故应用范围受到限制。

         2．激光全息防揭型

        又称一次型激光全息标签，其特点是：当把标签从包装上揭下时，标签上的图案已经不全，不能再次使用，无法仿制，因而起到了很好的防伪作用，弥补了不干胶型激光全息标签无法防伪的缺点。目前防揭型激光全息标签已得到广泛应用，是激光全息标签领域内最有发展前途的一种。

        3．激光全息烫印型

        它是将激光全息标签紧密完整地粘到被包装物上，与其形成一体，且无法揭下。如果标签粘贴位置合理就能发挥很好的防伪效果，其目前应用也较多。

        另外，对激光全息标签还可以进行加密，以提高激光全息标签的技术含量。目前使用的加密方法主要有：低频光刻、激光阅读、光学微缩、随机干涉条纹、莫尔条纹法等，其中有些加密方法很难识别，能起到很好的防伪作用。

        激光全息标签的模压加工工艺 

        模压复制激光全息标签的工艺过程是将全息镍版(镍版上含有浮雕全息图)加热到一定温度，并以一定的压力在全息材料上压印，将全息镍版上的精细浮雕干涉条纹转印到全息材料的表面，待冷却定型后分离，全息材料的表面就形成与全息镍版完全相同的条纹，这些条纹        就是模压全息图。将压印好的全息材料覆膜，涂布压敏胶，并与适当的底纸相复合，就形成了带有底纸的激光全息标识，然后用模切机模切成型，排除废料，就制成了激光全息标签。不同材料模压激光全息标签的生产工艺流程如下。

    透明PET(或镀铝PET)→电铸制版→模压→涂胶→复合→模切→成品

    透明PVC(或镀铝PVC)→电铸制版→模压→转印膜→热冲压转印→成品

    OPP全息基膜→模压→冷却→收卷→模切→成品

模压加工的注意事项   

         1．材料的选择    

        模压全息标签使用的材料较多，包括：聚酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、OPP全息基膜等，其中聚酯、聚氯乙烯既有透明的，也有镀铝的。生产中，应结合具体工艺条件来选用不同种类和厚度的材料，一般来说，选择材料时应注意以下问题。

        (1)基本原则

        全息材料的好坏直接影响产品质量，基本原则是选择厚薄均匀、抗拉强度好、性能稳定、软化点低的材料。此外，由于成本的制约，还应考虑全息标签的档次，使所选材料与商品的档次相匹配。档次高的商品可采用质量好的全息材料，反之则采用一般的全息材料。与商品(尤其是食品、药品等)直接接触的全息材料，还应符合相关的卫生标准。

        (2)对材料性能的要求

        透明PVC、PET材料的性能要满足：有较好的耐磨、耐腐蚀性，且化学稳定性较好；平整度高、厚度均匀，无水纹、划痕、污渍；透明性好，全息层的透过率达到90％以上。

        镀铝PVC、PET材料的性能要满足：镀铝反射层致密、牢固、无砂眼等缺陷。

        OPP全息基膜的性能要满足：厚度均匀、光泽度高、雾度低、热封适性好，有一定的表面张力，可以真空镀铝等。

        (3)对卷筒材料的外观与厚度要求

        卷筒全息材料两端应松紧一致，收卷整齐，无"暴筋"、复卷均匀合适，这样在薄膜输送时才不会跑偏。卷筒全息材料应适合滚压加工方式，一般要求薄膜的厚度在0.06～0.10mm。

        (4)对卷筒材料筒芯的要求

        因卷筒全息材料是以筒芯为中心进行缠绕的，所以对筒芯的直线度，同心度要求较高。如果筒芯的直线度、同心度误差较大，卷筒偏心严重，则压印出的全息图案模切困难(难以套准)，有时甚至无法模切。

        2．材料的储存

        全息材料应储存在无尘、干燥、通风、防晒的地方。全息材料含静电，易吸附灰尘，所以必须注意防尘。PVC在日光、紫外线和热的作用下，PVC材料的分子结构会发生变化，所以储存环境要避光通风。

        3. 模压方式的选择

        大批量生产全息标识一般采用宽幅模压机，以圆压圆方式压印。圆压圆属于连续性生产方式，不仅生产效率高，而且可以制作大面积的全息标识。这种生产方式的特点如下。

    (1)加压时两个压辊之间是线接触，施加的压力小，同样的压力下压辊的幅宽尺寸大，可以制作大幅面全息标识，且全息镍版的使用寿命长。

    (2)压印图案和模切图案的套印精度高。

    (3)滚压速度快(可达160米/分)，生产效率高。

        4．生产工艺过程控制要点

    (1)对模压镍版的要求

    ①模压镍版上应有高质量的图像，这是最基本的要求。
    ②模压镍版的厚度应均匀。因全息材料的厚度很薄，如镍版厚度不均匀，模压后就会出现个别图像模糊不清，亮度不够的缺陷。模压镍版的厚度误差应控制在0.001mm以内。
    ③模压镍版要有足够的硬度，无裂纹、无应力。一般维氏显微硬度应保持在230～280N/mm2。因为全息图是通过给模压辊施加一定的压力而模压出干涉条纹，如果模压镍版的硬度不够，有内应力，在压印的过程中会使镍版变形或损坏，轻则压印图像质量下降、镍版使用寿命缩短，重则镍版不能使用。
    ④镍版正面应光亮银白、无针孔、无砂眼、无印迹，反面应平整无变形。特别是制作镍版时其表面会生成氢气泡沫，如果泡沫不能及时逸出，就会形成针孔，用这样的镍版模压出来的产品很可能报废。

    (2)透明塑料膜的表面处理
    就是通过预处理或化学涂布方法在塑料膜表面涂布上一层1～3μm厚的涂料，这层涂料就是全息图像的载体。

    (3) 拼版与装版   
    ①拼版。通常采用的方法有两种：一种是在电铸成型时就拼好版；另一种是在工作台上将全息镍版一块块地拼好。拼版时应注意图案排列整齐、模切排废方便，同一压辊上固定的模版高度应一致。
    ②装版。装版时应将模压辊与模版之间的异物清除干净，尽量将模版装在模压机的中央位置，使模压压力均匀，且减少因机器局部长时间受力不均衡而造成的磨损加快。

    (4)温度设定
    在恒定压力下，根据受热温度的不同，热塑材料一般分为玻璃态、高弹态、可塑态和黏流态4种不同的状态。对硬质PVC薄膜来说，脆化温度Tg=55℃，软化温度Tm=70℃，降解温度Td=150℃。在模压复制全息标签时，PVC薄膜应处于可塑态，也就是在PVC薄膜的软化点温度以上，降解温度以下，即在70～150℃范围内加工，薄膜成型最好。对于PET，加热温度也应控制在软化温度与降解温度之间，因其可塑态温度高，所以模压所需温度和压力也较高。

    (5)同步及张力调节
    模压开始后，可用自动调节装置小幅度调节模压同步，在生产过程中也要不断调整。在模压过程中，膜卷直径的改变以及增速、减速、启动、刹车等因素都会引起全息卷材张力的变化，所以要随时调整张力。张力大小以薄膜整齐、不滑动、无褶皱为准。

    (6)模压压力、速度控制
    模压压力的设定应综合考虑模压温度、全息材料的种类或涂料层软化点、模版的情况等。压力过高，模版易损坏，或全息材料被压坏；压力过低，模压图像不清楚、不完整。对于圆压圆方式，两边压力辊的初始压力一般在0.08MPa左右，模压开始后，慢慢将压力辊的压力均匀加大至0.30～0.50MPa。模压速度可根据压印质量、机器性能等综合调节。宽幅模压机的速度一般为50～100米／分。在实际生产中，这些参数可根据模压图像的质量进行调整。 

    (7)覆膜
    为保护激光全息图像，一般要在全息图像的表面覆上一层约0.4μm厚的透明膜。

    (8)模压车间的环境
    要求模压车间必须无尘、无杂质，且湿度适宜。全息材料在加工过程中会产生大量的静电，对粉尘杂质有极强的吸附力，如粉尘杂质落在全息材料上，将严重影响模压质量。同时，模压机在高温、高压下运转，粉尘杂质极易进入机器的运转部位，降低机器的运行精度。

    (9)机器的维护与保养
    模压机属于高精度设备，经过长时间的运转，精度会有所下降，应经常对其进行检查维护。在更换模压机的部件，附件时应选用高质量的零件，并且保证安装时的精度。

    常见模压质量问题分析
    在全息标签的模压过程中，由于模压机精度、加工工艺、镍版质量、加热温度、全息材料、环境条件等因素的影响，可能会产生一些质量问题。常见的质量问题及其解决方法如下。

    (1)全息图案部分模糊不清或不完整
    解决方法：检查镍版的厚度是否均匀，压力是否太小，温度是否过低，机器钢度、精度是否下降。
    (2)全息图案暗淡无光
    解决方法：检查加热温度是否太低、模压压力是否下降、镍版是否磨损。
    (3)全息图案发白
    解决方法：检查模压速度是否太慢，模压温度是否太高。
    (4)全息薄膜粘版
    解决方法：这是由于热压温度高于降解温度，涂料黏性加大，会造成粘版而使薄膜缠绕在全息压印辊上。此时应降低热压温度。
    (5)全息图案一块清楚、一块模糊
    解决方法：检查预热装置的温度分布是否均匀，模版是否变形或磨损。
    (6)全息薄膜纵向有"暴筋"
    解决方法：降低全息薄膜张力。
    (7)全息薄膜横向有皱褶
    解决方法：加大放卷张力或收卷张力，直至消除皱褶。
    (8)全息薄膜两边松紧不一致、平整度不好
    解决方法：加大张力。