刘守

张向苏

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198年 第 8卷 第 4期 塑料包装激光模压全息术的新应用—彩虹全息透明防伪 包装刘守 张向苏(厦门大学物理系 )一、引言在竞争激烈并且假 冒伪劣产品冲击的消费市场中,商品的包装是一门十分重要的学问。大批量生产的各类商品,除了需要精 良的包装外,还需要 防伪包装。这样,商品才能得到美化及保护。激光模压全息图作为商品的安全防伪和精制包装应该是遥遥领先的。正如国际商会情报局付主席 eP etr助we r所说:激光全息图的新奇性、强烈的视觉效果、制作的难度以及易于应用的在商品和包装上、不能去除性、价格低廉、容易验证等特点,使它很快 占领 了防伪领域。19 3 年世界“包装之星”的获奖作品— 加拿大的M O玲O N 干啤标识就是应用例子。在我国,87 年开始首先在平面防伪包装上应用,即主要用于舫 伪标识。它即启动了企业的自我保护能力,也为 消费者提供了 直接判别真伪 的“武器” 。但随着这项技术的普及发展及其生产工艺的局限性,出现了两个问题:1.有些生产防伪标识厂家公然为造假者提供假冒全息防伪标识,于是防伪技术产品市场出现了严重的混乱。2.由于塑料薄膜在模压过程中的伸缩性,使全息标识无法使用自动贴标,于是大量商品的使用受到限制。第一个问题:近年来由于科学工作者的不断努力,从而提高了全息标识的技术含量,使其防伪力度不断升级。同行相互仿制已十分困难甚至不可能。例如中国海关使用的一枚全息标识,使用三年来无人能攻破。具体负责设计全息防伪标识的中国海关科技司的年轻处长自信地说 : 我们的激光全息防伪综合技术完全可 以打人国际防伪领域。第二个问题 : 使激光模压全息图进人了一个更广泛的领域— 立体防伪包装,即直接用于防伪包装袋、防伪包装盒等。目前市场上已 出现一些食品袋采用彩虹射膜,起到美观效果而促进消费,但防伪功能比较弱。本文提出两种透明彩虹全息防伪材料的制作原理及其应用。它不但得到精美的包装,而且具有很强的防伪功能。二、制作原理工艺流程 :塑料包装 19 8年 第 8卷 第4 期2.1光刻胶全息母版的设计和制作这种光刻胶全息母版一般分为二大类 :第一类:像素全息法加全息照相两步记录法“像素全息法”也称“点阵全息术” ,它是利用计算机程序来控制经过微缩的两激光束进行旋转曝光,从而使最后形成的全息图像从不同的角度观察,会产生忽大忽小、闪烁跳动、变化无穷的各种彩虹图案。图案的选择由讨一算机所编的程序来控制。这 是对彩虹材料整体外观的设计。图案具有强烈的视觉冲击感,而防伪功能 由“全息照相的两步法”来完成,即 由点阵曝光后,再在特定的位置输人特殊的三维图像或密码。特殊的图像有“准三维显示法” 、 “莫尔技术”和“加密码法” 。准三维显示法的种类很多,其中最有趣也是防伪力度最大的是利用 人眼视差将一组不同角度的普通人像透射片组合成立体动态像。若采用真彩色编码技术,可得到 自然色彩的立体人像。这对提高防伪力度十分有效。除其制作难度外,伪造商很难弄到一组不同角度的同一个人像。莫尔技术是近二年开始应用于全息防伪领域的方法,它是由计算机设计出两组频率相等或相近的周期性图形重叠在一起并错开一个角度,就能形成一个新的图案,即称之为莫尔图。然后将它记录于光刻胶版上,伪造商很难从莫尔图中解 出原先的两组 图案,因此无 法仿造。加密法的手段很多,其中主要的方法是利用光学付立叶变换来实现,即以特殊函数的付立叶变换为理论模型,建立相应的光学系统来实现谱的记录,于是重现的图像普通人很容易观察、辨认,但伪造商很难从显现出来的图像推理到其模型或编码方法。这类全息母版一般要采用“重力冲击拼版法”来实现最终的母版。因为“像素全息法”的制版周期很长。若制一块巧 x 巧c m 的母版需要 14 小时,所以只能先制一小块 Z x cZ m 来进行冲击拼版,以达到所需尺寸。第二类:光栅光谱编码法加全息照相两步记录法根据激光全息光栅衍射光谱的有关理论,衍射光的每一级光谱将由短波到长波展开成一组蓝、绿、黄、红的颜色,而衍射级到光源 的距离将由不同的光栅常数所决定。若我们让各组光栅的衍射光谱相互错开一个波段,即严格计算好各组光栅常数所对应的角度,精确掌握形成光栅的两束激光到光刻胶版的交角,然后对每组光栅作正交或不同部位旋转1 98年 第 8卷 第 4期 塑料包装方向曝光,每组光栅由计算机所设计的图案的不同部位的反差片组成。这样,经旋转干版架来实现多次多组交驻曝光,就得到多方位可观察的五彩缤纷的光刻胶彩虹母版。这仅是包装材料的整体外观设计,然后在这块母版的特定位置输人防伪图像。原理和方法与第一类提到的全息照相 两步法一样。最后进行一次显影处理。就得到所需要的光刻胶彩虹全息母版。此方法 比第一类简单、成本低。2.2 电成型电成型也称为电铸,目的是将光刻胶版上的浮雕全息图“转移”到金属镍版上,然后可 以从镍原版上翻镀几次。任何一次镍版都可以重复地翻镀工作版。工作版的厚度一般控制在 50 拼左右。其工艺流程为 :光刻胶版的表面清洗 表面敏化 鳖堑夔里科一一匹趣困— 「塾圃翻镀卜~ }剥离2.3 模压:其工艺一般分为 四个步骤:2.3.1 透明塑料膜的表面处理表面处理分为化学涂布和预处理两种。化学涂布是在塑料膜表面复上一层1 一 2拌 的涂料。模压过程所“转移”的图像就是形成在这层涂料上。预处理是有些材料必须保持原有的性能指标,所以不能用涂料,比如胶盒用 的 VP C 材料,只能采用特殊的预处理后再模压而达到指标。目前表面处理的这两种方法国内外各公司都是保密的。2.3.2 安装工作版这是一项技巧性的工作。其方法分二种:一种是在专门设计的拼版工作台上将工作镍版一块一块地拼好 ; 另一种是在电成型时已拼好。无论那一种拼法,目的是达到 图案的最佳衍接和接缝极小。然后将已贴好双面胶的模压辊轴紧…垂遁鱼困一{ 颐玉画— 匾回贴于拼好 的工作镍版上 而完成这项工作。2.3.3 模压模压是将工作镍版上的浮雕全息图经过一定的张力、压力、温度、冷却等处理,从而“转移”到透明塑料膜上。这实际上是一种精细结构的复制过程,即将每毫米 80 一 150 条,深度 0.3拼左右的错综复杂的凹凸条纹压印到塑料膜上。由于不 同的原材料或涂料层软化点不同,相应的工作参数 (压力和温度 ) 也要变化。这些参数可由计算机来设定控制。在工作中要不断修正,以达到最佳指标,即激光图像的衍射效率 (大于 or % )。不同型号的模压机所用的塑料膜的宽度不同。目前一般分为 o.m6、1.03 m、1.1m0 和 1.6压11 四种,模压速度是每分钟 50 一 10压no2.3.4 复膜

激光模压全息术的新应用──彩虹全息透明防伪包装

http://dspace.xmu.edu.cn/bitstream/handle/2288/121667/%e6%bf%80%e5%85%89%e6%a8%a1%e5%8e%8b%e5%85%a8%e6%81%af%e6%9c%af%e7%9a%84%e6%96%b0%e5%ba%94%e7%94%a8%e2%94%80%e2%94%80%e5%bd%a9%e8%99%b9%e5%85%a8%e6%81%af%e9%80%8f%e6%98%8e%e9%98%b2%e4%bc%aa%e5%8c%85%e8%a3%85.pdf?sequence=1&isAllowed=y

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