Библиотека 

Библиотека: Статьи о голограммах

Особенности изготовления голограмм

Краткий экскурс в технологию производства голографической продукции

Голограмма, будь она наклейкой или фольгой горячего тиснения, представляет собой микроструктуру, состоящую из набора рельефных выпуклостей и впадин высотой 0,2 – 0,3 мкм и расстоянием между ними 0,4 – 0,5 мкм.

У наклейки есть клеевой слой с постоянной липкостью, который позволяет наклеить ее в любой момент на изделие, а у ФГТ клеевой слой термоактивируется под действием горячего штампа и лаковый слой с металлизацией приклеивается к бумаге. Наклейка нанесена на антиадгезионную подложку, от которой она легко отлипает, а ФГТ поставляется на тонкой ПЭТ пленке, от которой отделяется при припрессовке.

И в том и в другом случае для изготовления голограммы необходимо создать микрорельеф на металлизированной пленке. Как же это делается? Первым этапом является согласование технического задания между Заказчиком и Изготовителем. В ТЗ оговариваются все свойства, которыми должна обладать поставляемая продукция и согласовывается дизайн голограммы.

В макете дизайна согласовываются размеры элементов, формы шрифтов, характер динамики изображения, различные защитные элементы: скрытые изображения, микро- и нанотексты, и др. Согласованный дизайн является основой для конструирования соответствующих фотошаблонов (в случае оптической записи голограммы) или подготовки информации для систем компьютерной генерации голограмм.

На основе этой информации изготавливается оригинал голограммы, представляющий собой стеклянную пластинку с нанесенным на нее тонким (1-3 мкм) слоем фоторезиста. После химической обработки в резисте образуется микрорельеф, который и производит в дальнейшем все оптические эффекты. Оригинал несет в всю информацию о голограмме и в дальнейшем он должен быть воспроизведен в тираже без значительных искажений.

Для того чтобы произвести тираж, необходимо из этой одной голограммы сделать рабочую матрицу, которая и служит инструментом для тиснения голограмм. Но прежде, чем будет получена рабочая матрица, необходимо выполнить еще несколько процессов.

Вначале рельеф оригинала (на фоторезисте) металлизируется вакуумным напылителем или химическим способом. Слой серебра толщиной 0,01 – 0,02 мкм не искажает рельеф и служит токопроводящим покрытием. Металлизированная голограмма в гальванической ванне зарастает толстым (100 – 200 мкм) прочным слоем никеля. Полученный таким образом никелевый зеркальный оригинал является эталоном и может храниться неограниченно долгое время. Если с него сделать более тонкую (50 мкм) рабочую матрицу и поставит ее на станок для тиснения, можно будет получать оттиски голограмм на пленочном носителе. Однако производительность такого процесса будет невысока – 1-2 голограммы в секунду. Чтобы добиться большей производительности, необходимо расположить на одной рабочей матрице много одинаковых оттисков голограммы. Для этого производится мультиплицированная мастер-матрица. С помощью одиночной никелевой матрицы на специальном рекомбинаторе делаются оттиски голограммы на оргстекле. В результате получается пластиковая подложка с множеством нанесенных на нее копий оригинальной голограммы.

Далее повторяется процесс металлизации и гальванического наращивания, в результате чего получается никелевая групповая мастер-матрица . С этой мастер матрицы опять же в гальванической ванне можно сделать множество копий – рабочих матриц – которые уже и служат инструментом для тиснения голограмм на пленке.

Таким образом, до того момента, как появится первая голографическая наклейка, необходимо произвести множество операций с использованием прецизионного и дорогостоящего оборудования. Поэтому процесс создания мастер-матрицы достаточно долог (1 –2 недели) и дорогостоящ. При небольших тиражах стоимость изготовления мастер-матрицы может превысить стоимость тиража голограмм. Зато потом, если будут нужны повторные тиражи, заказчик может быть уверен, что изготовленные с сохраненной мастер-матрицы голограммы будут полностью идентичны первоначальным, а стоимость их изготовления будет существенно ниже, поскольку не надо будет делать новую мастер-матрицу.

Процесс тиражирования голограмм начинается с их тиснения на пленочном носителе. Между двумя нагретыми стальными валами, на одном из которых закреплена рабочая матрица, пропускается металлизированная лавсановая пленка с тонким слоем термопластичного лака. На этом слое и отпечатывается рельеф голограммы. Рабочая длинна матриц зависит от диаметра вала и для большинства машин, работающих по узкопленочной технологии, составляет 152 мм. Ширина прокатываемой фольги от 150 до 200 мм. Область матрицы, в которой размещены изображения голограмм, называется фреймом (frame – англ. рамка) и от ее размера зависит производительность процесса тиснения. Например, одном фрейме размером 152-170 мм можно разместить 60 голограмм размера 15х15 мм, следовательно, на одном погонном метре фольги будет около 400 голограмм.

При средней скорости прокатки 15 м в минуту машина может прокатать 6000 оттисков голограмм. Учитывая, что процесс настройки машины занимает 10-20 минут, можно оценить, что за это время расходуется количество материала, пригодное для изготовления нескольких десятков тысяч голограмм. Примерно такие же потри материала происходят и при других технологических процессах. Поэтому начальные затраты на производство хотя бы одной голограммы, прошедшей по всему технологическому циклу довольно велики. Это приводит к относительно высокой себестоимости голограмм на тиражах 5–10 тыс. штук.

С другой стороны, стоимость тиража в 1000 шт. и 5000 шт. будет отличаться очень незначительно, что стимулирует заказчика к более крупным тиражам.

В результате процесса тиснения получается рулон металлизированной фольги с нанесенным на ее поверхность рельефом голограмм. Дальнейшие процессы зависят от того, какой продукт необходимо получить на выходе – самоклеющиеся этикетки или ФГТ.

Чтобы получить самоклейку на поверхность рельефа наносят клей и защищают его подложкой из прочной силиконизированной бумаги или пленки. В результате получается многослойная конструкция, состоящая из пленки, клея и бумаги. При этом голограммы находятся на едином носителе и их нельзя отделить одну от другой.

Для того, чтобы сделать этикетку надо «вырубить» голограмму нужной формы, но так, чтобы не разрезать подложку, на которой она находится. Это делается в следующем технологическом процессе на специальных машинах. Здесь же происходит удаление лишнего материала – облоя, - в результате чего на рулоне остаются только готовые голограммы. Последний этап – разрезка широкого рулона на узкие – по одной или две голограммы в ряду. В таком виде голограммы, как правило, поступают к заказчику.

Отличие процесса производства фольги только в том, что наносимый на нее клей при комнатной температуре не липкий, поэтому нет необходимости использовать дополнительный носитель. Фольга просто нарезается на рулоны и упаковывается. За счет меньшего количества используемых материалов фольга стоит дешевле наклеек, но она является только полупродуктом, поскольку ее надо еще нанести на изделие, а затраты на это иногда могут превышать экономию на материалах.

Источник:  НТЦ «Прикладная компьютерная оптика»