一种复合型透明全息膜生产工艺制造技术

本发明专利技术公开一种复合型透明全息膜的生产工艺，属于激光防伪技术领域，所述工艺包括复合型涂膜液的配制、复合型涂膜液的涂布、涂膜液的低温成膜及UV预固化、连线模压及UV光完全固化和透明全息膜收卷，上述生产工艺通过复合型涂膜液将信息层和介质层合二为一形成一个复合涂层，使制得的透明全息膜具有高折射率、高透明度和信噪比，优异的耐磨耐老化，以及全息图像反差明显等特点，从而突破了传统透明全息图像因反差小存在难以跟踪，难以定位的技术瓶颈，真正达到透明全息图案在证件证卡中任意定位，提升了透明全息的综合防伪效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种复合型透明全息膜的生产工艺，属于激光防伪
，所述工艺包括复合型涂膜液的配制、复合型涂膜液的涂布、涂膜液的低温成膜及UV预固化、连线模压及UV光完全固化和透明全息膜收卷，上述生产工艺通过复合型涂膜液将信息层和介质层合二为一形成一个复合涂层，使制得的透明全息膜具有高折射率、高透明度和信噪比，优异的耐磨耐老化，以及全息图像反差明显等特点，从而突破了传统透明全息图像因反差小存在难以跟踪，难以定位的技术瓶颈，真正达到透明全息图案在证件证卡中任意定位，提升了透明全息的综合防伪效果。【专利说明】一种复合型透明全息膜生产工艺
本专利技术涉及一种复合型透明全息膜生产工艺，属于激光防伪
。
技术介绍
目前，常规光学全息膜一般由塑料基层、分离层、信息层、介质层、印胶层等功能涂层构成。在制备过程中，先将分离层涂布在塑料基层上，然后在分离层上涂布信息层，再将涂有分离层和信息层的塑料薄膜在模压机上进行模压，将全息图案压印到信息层上，并在印有全息图案的信息层上镀介质层，或再涂上胶印层，从而制备出能够显示全息图案的光学全息膜。上述塑料基层一般为PET、B0PP、PE、PVC热塑性材料，分离层为一般为具有离型性、成模性和黏合性的聚烯烃类树脂，信息层为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚苯树脂或氨基树脂等，介质层为透明无机层、不透明金属层或半导体层，而印胶层多为一类具有热固性、黏合性的树脂。光学全息膜信息层是承接全息信息的载体，全息信息通过一定的张力、压力、温度、冷却等处理，将浮雕上的精密光栅模压至信息层，精密光栅由800-1500条/mm的错综复杂的凸凹条纹组成，因此对信息层的压敏性能与回弹性有着极高的要求。随着对全息图像载体材料和透明全息光学的研究的进步，信息层材料也不断更新，但主要是高分子材料，例如丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚苯树脂和氨基树脂，研究的重点在于提高有机信息层材料的透明度和折射率。如专利号为02139164.5中的光固化含硫乙烯基聚氨酯涂层、200310109281.6中的二氧化钛纳米溶胶-聚氨酯复合涂层，这些涂层材料具有较高折射率和较好的成像性能，但由于高分子材料在受热或环境侵蚀下，柔弱细密的光栅可能被磨坏或薄膜本身有复原变形的本能，导致图像破坏受损直至消失，所以不经蒸镀金属、化合物的全息光栅是不稳定的。为此也引伸出多种物理化学工艺方法来保护光栅，使图像定影。如高真空蒸镀金属、溅射法、电子束扫描轰击蒸镀无机化合物等法蒸镀的微粒镶嵌在高分子薄膜的光栅中也能起到对全息光栅固定作用，从而保护全息图像。但从大规模生产来看，由于其蒸镀过程难，均匀性较差，透明膜往往呈现金色、锻色、灰色、黑色多种情况，有时透明膜变成半透明，全息图像受损，且设备投资、能源消耗都较大，质量合格率有限。光学全息膜介质层的首要功能是保护信息层的精密光栅，因此介质层主要由无机材料组成。无机材料的折射率通常大于有机聚合物材料，由反射率P2=(n-N)2/(n+N)2可知(η为样品折射率,N为介质折射率)，反射率随样品折射率增大而增大，故涂覆无机材料介质层可以提高全息光学膜的衍射强度。目前介质层的制备工艺基本采用镀膜方式，主要以金属铝为介质层材料，可以获得色彩艳丽、栩栩如生的全息图像。而对于透明全息膜来说，必须选择透明材料如硫化锌、二氧化钛为介质层，才能获得透明的全息图案，然而，透明无机介质层受高温蒸镀工艺的影响较大，均匀性很难控制，导致涂层的透明度差，而且，透明介质涂层的存在，就存在信息层/介质层(第一界面)、介质层/印胶层(第二界面)两个界面，可能导致在第一个界面的衍射图形被第二个界面的衍射图案干扰，从而使透明光学全息膜的衍射效率和信噪比等技术指标低于镀铝全息膜。此外，模压激光全息技术是光学全息膜的光栅制备技术，但该技术需要高温(150°C左右)、高压的生产条件，会导致膜的热收缩变形、透明度降低及信息失真。上述因素最终也会导致透明全息膜在衍射效率、信噪比等技术指标上低于镀铝全息膜、全息烫印箔等非透明全息膜。综上所述，当前透明全息膜的涂层设计依旧无法突破透明全息膜衍射性能下降、原有多界面涂层结构以及高温蒸镀及模压带来的技术难题，极大限制了透明全息膜的研究及应用。有鉴于此，本专利技术人对此进行研究，专门开发出一种复合型透明全息膜生产工艺，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种复合型透明全息膜的生产工艺，通过复合型涂膜液将信息层和介质层合二为一形成一个复合涂层，使制得的透明全息膜具有高折射率、高透明度和信噪比，优异的耐磨耐老化，以及全息图像反差明显等特点，从而突破了传统透明全息图像因反差小存在难以跟踪，难以定位的技术瓶颈，真正达到透明全息图案在证件证卡中任意定位，提升了透明全息的综合防伪效果。为了实现上述目的，本专利技术的解决方案是: 一种复合型透明全息膜生产工艺，包括如下步骤: 步骤1、复合型涂膜液的配制: 1)纳米材料分散液制备:利用四氢呋喃作溶剂，以聚丙烯酸铵为分散剂，称取纳米材料加入到四氢呋喃中，采用80-100KHZ的超声波振荡4-8 min制成均匀的分散体系； 其中，所述纳米材料包括二氧化钛、硫化锌、氧化锌或硫化镉等其中一种； 上述分散液组分及含量(重量份)配比如下: 四氢呋喃56.7 聚丙烯酸铵32.4 纳米二氧化钛、硫化锌、氧化锌或硫化镉 10 上述配比关系能使纳米材料均匀分散后48小时无沉降； 2)聚氨酯溶液制备:将聚丙烯酸铵溶于四氢呋喃中，1000-1200转/分钟常温高速搅拌使其完全溶解； 上述聚氨酯溶液组分及含量(重量份)配比如下: 四氢呋喃 63 聚丙烯酸铵 37 ； 3)复合型涂膜液合成:将纳米材料分散液加入搅拌的聚氨酯溶液中，分散液和聚氨酯溶液的配比(体积份，对应纳米材料体积分数为0-15%)如下: 分散液0-60 聚氨酯溶液 40。调整分散液和聚氨酯溶液的比例，以调整纳米材料的体积分数，优化复合型涂膜液的折射率。上述复合型涂膜液制备方法选择高折射率的金红石相Ti02、ZnS等无机材料作为无机介质材料，以丙烯酸树脂为有机材质，将金红石相Ti02、ZnS等无机介质前驱液，实时引入到丙烯酸交联聚合过程中，通过控制无机介质前驱液的水解聚合过程，从而能在丙烯酸中原位均勻生成纳米级金红石相Ti02、ZnS等无机介质颗粒,从而合成有机/无机杂化的均相体系涂膜液，具有高折射率和高透光率的特点。步骤2、复合型涂膜液的涂布:采用微细凹印方式反向涂布，将复合型涂膜液涂布在厚度为10-150um的热塑性有机聚合物薄膜上，涂膜液采用循环措施，确保料液均匀一致，微细辊直径为30-50mm，涂布基材线速度15_60m/min，调整微细辊的周速比为1.0-3.0(即微细辊的圆周速度和基材的线速度之间的比值)，涂膜液涂布量在1.0-4.0g/m2之间。步骤3、涂膜液的低温成膜及UV预固化:经过步骤2涂布后得到的薄膜经过烘道，烘道温度设定为40-50°C，烘道内设有多节烘箱，烘箱内的设定温度先逐渐升高，再逐渐降低，即中间烘箱的温度设定值最高，两端的烘箱温度设定值均低于中间烘箱，烘道出口设有水冷UV光固化组件，上述涂有涂膜液的薄膜依次经过烘道和水冷UV光固化组件，低温成膜及UV光预固化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型透明全息膜生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、复合型涂膜液的配制：1）纳米材料分散液制备：利用四氢呋喃作溶剂，以聚丙烯酸铵为分散剂，称取纳米材料加入到四氢呋喃中，采用80‑100KHz的超声波振荡4‑8 min制成均匀的分散体系；其中，所述纳米材料为二氧化钛、硫化锌、氧化锌或硫化镉中的其中一种；上述分散液组分及含量(重量份)配比如下：四氢呋喃 56.7聚丙烯酸铵 32.4纳米材料 10； 2）聚氨酯溶液制备：将聚丙烯酸铵溶于四氢呋喃中，1000‑1200转/分钟常温高速搅拌使其完全溶解；上述聚氨酯溶液组分及含量(重量份)配比如下：四氢呋喃 63 聚丙烯酸铵 37； 3）复合型涂膜液合成：将纳米材料分散液加入搅拌的聚氨酯溶液中， 分散液和聚氨酯溶液的配比（体积份，对应纳米材料体积分数为0‑15%）如下：分散液 0‑60聚氨酯溶液 40；步骤2、复合型涂膜液的涂布：采用微细凹印方式反向涂布，将复合型涂膜液涂布在厚度为10‑150um的热塑性有机聚合物薄膜上，涂膜液采用循环措施，确保料液均匀一致，微细辊直径为30‑50mm，涂布基材线速度15‑60m/min，调整微细辊的周速比为1.0‑3.0，涂膜液涂布量在1.0‑4.0g/m2之间；步骤3、涂膜液的低温成膜及UV预固化：经过步骤2涂布后得到的薄膜经过烘道，烘道温度设定为40‑50℃，烘道内设有多节烘箱，烘箱内的设定温度先逐渐升高，再逐渐降低，即中间烘箱的温度设定值最高，两端的烘箱温度设定值均低于中间烘箱，烘道出口设有水冷UV光固化组件，上述涂有涂膜液的薄膜依次经过烘道和水冷UV光固化组件，低温成膜及UV光预固化后，成为透明的UV薄膜；步骤4、连线模压及UV光完全固化： UV光预固化后的透明UV薄膜，经过涂布棍后序的镭射压印棍进行连线模压，模压速度和涂布速度一致，压印气缸压力0.05‑0.1MPa，在UV涂层上连线模压出各种微纳米结构图形，并通过UV灯的照射对完成压印后的UV涂层进行再次固化，形成UV光完全固化后的透明全息膜； 步骤5、通过收卷机构将经过步骤4UV压膜、固化后的透明全息膜进行收卷，收卷张力（8‑18）×10N ，完成整个生产过程。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵波，熊建华，徐意，
申请(专利权)人：绍兴京华激光制品有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33