Практическо-ръководство за коригиране на дефекти при холографско лазерно щамповане върху цигарени кутии

Хартията за холографска лазерна карта, благодарение на своите уникални динамични оптични ефекти и изключителна ефективност срещу-фалшифициране, се използва широко в храни, лекарства, тютюн, алкохол и-подаръци от висок клас, както е показано на фигура 1. Тази технология използва процес на лазерно холографско щамповане за прецизно прехвърляне на микро-нано структурирани холографски изображения върху повърхността на филм или хартия. В комбинация с процес на нанасяне на алуминиево покритие за създаване на метален блясък, опаковката представя цветен, три-измерен визуален ефект при естествена светлина.

Тъй като процесът на холографско лазерно щамповане включва множество стъпки като фотолитография и лазерно щамповане с вакуумно алуминиево покритие, производството може лесно да бъде повлияно от свойствата на материала, настройките на оборудването и факторите на околната среда, което води до проблеми с качеството като размазани изображения, неправилно подравнени шарки и разтегнати или изкривени дизайни. Тази статия систематично преглежда ключовите точки на контрола на качеството на хартията за холографски лазерни карти и предлага оптимизиране на параметрите и решения за онлайн инспекция за често срещани дефекти в процеса на холографско лазерно щамповане, като целта е да предостави теоретична подкрепа и практически насоки за подобряване на добива и намаляване на производствените разходи.

Фигура 1 Ефект на приложение на лазерен картон в цигарени кутии

Ключови точки за контрол на качеството при холографски лазерен релефен картон

Поради оптичните и материалните свойства на лазерния картон, както и настройките на оборудването и факторите на околната среда, е предизвикателство да се наблюдава и контролира качеството на продукта по време на процеса на щамповане, което прави лазерните дефекти по-вероятни. За да се гарантира постоянно качество в една и съща партида или дори различни партиди лазерни продукти, да се намали загубата на лазерен филм и да се намалят разходите, мерките за контрол на качеството трябва да се прилагат на няколко етапа, както е показано на фигура 2.

Фигура 2 Ключови точки за контрол на качеството в процеса на формоване на хартия с холографски лазерни карти

01/ Избор и обработка на субстрат

В момента повечето лазерни картони на пазара използват BOPET (биаксиално ориентиран полиестер) филм като основен филм. В сравнение с BOPP (биаксиално ориентиран полипропилен) филм, BOPET има относително по-висока плътност и предлага отлична химическа устойчивост, устойчивост на топлина, устойчивост на абразия, устойчивост на влага и вода и адаптивност за вторична обработка. Тъй като филмите BOPET имат висока адсорбция на повърхността, трябва да се обърне внимание на прах и други примеси по време на съхранение. Освен това, за да се предотврати деформирането на фолиото поради температурата на околната среда, температурата и влажността по време на съхранение в склада трябва да бъдат умерени.

Качеството на филмовото покритие пряко влияе върху качеството и ефекта след формоване, така че по време на процеса на покритие дебелината на покритието трябва да се контролира по подходящ начин на 2 ~ 3 μm. Често използваният керамичен анилоксов валяк има размер на отворите 150 меша, 60-градусов отвор тип пчелна пита и U--образни страни; Ако използвате метални анилоксови ролки, броят на отворите трябва да бъде 150~160 меша и сухото количество на покритието трябва да се контролира в диапазона от 1,0~2,0g/㎡, когато съдържанието на твърдо вещество в течния материал е 16%. Сред тях металните анилоксови ролки имат предимства като ниски първоначални разходи за доставка, кратки цикли на обработка и удобна поддръжка, но тяхната устойчивост на износване, прецизност на печат, устойчивост на корозия и термична стабилност са относително слаби; Керамичните анилоксови валяци се отличават с устойчивост на износване, точност на пренасяне на мастило, устойчивост на корозия и дългосрочна-стабилност, което ги прави подходящи за високо{13}}сценарии за фин печат. Те обаче имат недостатъци като високи първоначални разходи за доставка и дълги цикли на обработка.

02/ Контрол на параметрите на процесите

По време на процеса на формоване се включват производствени фактори като температура, напрежение, налягане и скорост, всеки от които има решаващо влияние върху качеството на готовото фолио. Следователно по време на производството трябва да се направят фини настройки в съответствие с действителните производствени условия, като диапазонът на регулиране е показан в таблица 1.

Таблица 1 Таблица с параметри на процеса на формоване

За процеса на холографско формоване температурата, скоростта, налягането и напрежението не са независими параметри, а по-скоро „система за съвместен контрол“, формирана около прецизно възпроизвеждане на микро-наноструктури, осигуряваща стабилна работа на филма и балансираща производствена ефективност. Всяка корекция или промяна на който и да е параметър ще задейства съответните промени на други параметри. Прекомерните температури могат да причинят счупване на покритието, изгаряне на плоча и изгаряне, което води до замъглени лазерни графични и текстови ефекти; Ако температурата е твърде ниска и точката на омекване на смолата не е достигната, покритието няма да омекне, трансферът на микро-нано структура ще бъде непълен и лазерният ефект ще бъде слаб. Прекомерният натиск причинява деформация на филма и повреда на ролката на плочата; Ако налягането е твърде ниско, изображението и текстът може да не се отпечатат напълно. Ако скоростта е твърде висока, това може да причини замъглени изображения и текст, залепване на плочи или заплитане на филма; Ако скоростта е твърде ниска, филмът ще се деформира поради топлина, ще обезцвети и ще намали устойчивостта на износване. Прекомерното напрежение причинява деформация на филма, намалени физически свойства и дори спукване на арматурата; Ако напрежението е твърде ниско, филмът ще се плъзне и ще се набръчка, което пряко ще повлияе на лазерния ефект. Следователно тези четири фактора заедно определят ефективността на „контрола на затварянето на филма“.

03/ Онлайн тестване

Преди производството на формоване, ръководителят на машината, IPQC и техническият персонал трябва да извършат само{0}}инспекция, взаимна инспекция и патрулни инспекции. Преди да стартирате машината, се уверете, че повърхността на плочата е без чужди тела; След включване, парче формован лазерен филм трябва да бъде отстранен, позициониран и регистриран с филмовата плоча и холографският лазерен ефект трябва да бъде проверен, за да се гарантира, че отговаря на изискванията на клиента. Ако се появят отклонения, скоростта и напрежението трябва да се регулират незабавно, за да се предотврати бракуването на филма. Производството може да продължи само след потвърждение, че няма проблеми.

По време на производствения процес на машината за формоване трябва да се използва стробоскоп на всеки 10~15 минути за проверка или забавяне, за да се провери качеството на продукта. За продукти с пълен{3}}формат се съсредоточете върху проверката на качеството им на външен вид, за да проверите за проблеми като изтичане под налягане или бели петна; За позициониране на продукти трябва да се обърне специално внимание на деформацията на филма. Ако бъдат открити някакви проблеми, корекциите трябва да бъдат направени незабавно. След всяка смяна на ролката, пластинчатата ролка трябва да се избърше, за да се предотврати падането на прах и причиняването на дефекти при формоването.

04/ Цехова среда

По време на-работа с висока скорост фолиото абсорбира частици прах и влага от заобикалящата среда, което косвено влияе върху качеството на формоването. За да се гарантира, че производствената среда отговаря на стандартите-без прах и-прах, служителите трябва първо да преминат през стаята с въздушен душ, преди да влязат в цеха, за да отстранят праха от телата си. Големите колебания в температурата и влажността могат да причинят деформация на филма или дори да променят вътрешните свойства. Следователно цехът за формоване трябва да поддържа относително стабилна работна среда, с температура 20~25 градуса и влажност 55%~65%.

Общи проблеми с качеството и решения в процесите на формоване на хартия с холографски лазерни карти

Процесът на формоване на хартия с холографска лазерна карта се влияе от множество фактори като свойства на материала, параметри на оборудването и условия на околната среда, което води до дефекти в качеството. Въз основа на действителните производствени условия са обобщени причините, характеристиките и целевите решения за четири вида основни проблеми с качеството, като се балансира практичност и оперативност.

01/ Холографският текст и информацията за изображението обикновено са замъглени

Завършените изображения и текст нямат ясна текстура, липсват 3D ефекти и три-измерно усещане, а под високо-мощни микроскопи микро/нано структурите може да не бъдат напълно запълнени. Тези дефекти се дължат главно на четири ключови фактора:

(1) Недостатъчна температура. Покритието не е достигнало температурата на омекване, има слаба течливост и не може да запълни дълбоката микроструктура на лазерната плоча.

(2) Pressure too low. Insufficient filling driving force, especially affecting 3D graphics and text at depths >0.5μm.

(3) Твърде висока скорост. Времето за контакт между филма и лазерната плоча е < 0,08 s и микро-наноструктурата се отделя преди завършването на пълненето.

(4) Замърсяване с мухъл. Микро-наноструктурата на лазерната плоча е блокирана от прах и утайки от филм, което прави невъзможно прехвърлянето на изображения и текст.

Необходими са точни мерки за отстраняване на горните причини:

(1) Увеличете по подходящ начин температурата на ролката на плочата, за да постигнете висок поток в основното филмово покритие, осигурявайки пълно запълване на дълбоката микроструктура на лазерната плоча.

(2) Увеличете натиска между ролките за плочи, за да отпечатате напълно графичната информация на лазерната плоча върху основния филм с достатъчна движеща сила, особено подходящо за 3D графики и текст с дълбочина > 0,5 μm.

(3) Намалете скоростите на развиване и пренавиване, удължете времето за контакт между основния филм и пластинчатите ролки и осигурете пълно копиране на микро- и нано структури.

(4) Преди ламиниране внимателно проверете лазерната плоча, за да се уверите, че няма пропуски и ясни изображения и текст. Избършете незабавно повърхността, за да отстраните праха и отлаганията, предотвратявайки структурно блокиране.

02/ Частично незавършени изображения и текст

Феноменът на готовите продукти, показващи хоризонтални и вертикални фиксирани ивици или липсващи графики в зоните на ръба, докато други области остават нормални, се причинява главно от четири ключови фактора:

(1) Ненормално състояние на притискащата ролка, проявяващо се като изпъкналост в средата на ролката, причиняваща странични празни места или ляво-дясно отклонение на успоредността, надвишаващо 0,02 mm, което води до неравномерен ламинационен контакт.

(2) Неправилен контрол на температурата, с аксиално температурно отклонение на притискащата ролка над 3 градуса, недостатъчно омекване на филма в зони с ниска-температура, невъзможност за пълно прехвърляне на графики и текст.

(3) Износване на матрицата: местните микро-наноструктури на лазерната плоча се износват поради дългосрочно-ламиниране, което влияе върху точността на репликацията на графики и текст.

(4) Дисбаланс в регулирането на напрежението, недостатъчно опъване на ръба на широкия филм, което води до локална повреда на фалшивото налягане.

За да се справите с горепосочените причини, трябва да се следват следните процедури: Първо, проверете лазерния панел, за да потвърдите липсващи отпечатъци или локално износване, и незабавно избършете и почистете всички открити петна; След това проверете плоскостта на притискащите ролки, проверете за издути дефекти и едновременно с това проверете температурната проводимост на притискащите ролки и работното състояние на трансмисионната система, за да осигурите равномерност на температурата и стабилност на оборудването; Ако не бъдат открити аномалии след горната проверка, се установява, че тялото на притискащата ролка е износено и деформирано и притискащата ролка трябва да бъде сменена незабавно, за да се възстанови точността на притискане и да се разреши проблемът с липсващите графики и текст.

03/ Графично разтягане и деформация

Разликите в размерите между изображенията и текста на готовия лазерен филм и проектните размери и наблюдаваното увеличение на периода на микро-текстурата при голямо увеличение се дължат главно на три основни фактора:

(1) Прекомерен контрол на напрежението. Надлъжното напрежение надвишава границата на еластичност на филма, причинявайки разтягане и деформация на филма, което от своя страна променя размерите на графичния текст.

(2) Настройката на температурата е твърде висока. Например, когато температурата на обработка на PET филм надвиши 230 градуса, филмът става прекомерно омекотен, причинявайки разтягане на молекулярните вериги под въздействието на външни сили, което води до необичайни графични и микро-текстурни размери.

(3) Дисбаланс в съответствието на скоростта. Скоростта на навиване е по-висока от скоростта на филма, създавайки сила на опън върху филма, причинявайки надлъжно разтягане и в крайна сметка води до отклонения в размерите между изображенията и текстовете.

За справяне с горните причини могат да се предприемат следните целеви мерки:

(1) Намалете надлъжното напрежение по време на обработката на филма, като се уверите, че стойността на опън се поддържа в границите на еластичността на филма, за да предотвратите графична деформация, причинена от прекомерно разтягане.

(2) Намалете по подходящ начин температурата на притискащата ролка; например, температурата на обработка на PET филм трябва да се поддържа под 230 градуса, за да се предотврати прекомерно омекване на филма и разтягане на молекулната верига.

(3) Регулирайте скоростите на навиване и развиване, за да гарантирате, че скоростта на навиване съответства на скоростта на движение на филма, елиминирайте напрежението, причинено от разликите в скоростта, избягвайте надлъжно разтягане на филма и гарантирайте точност на размерите на графиката и текста.

04/ Разминаване на текст и изображения

Несъответствие между холографска графика и текстова информация и други филмови маркировки, неточно влагане или несъответствие между слоевете на много-цветна холография възникват главно от три вида проблеми:

(1) Разместване на филма. Нестабилното напрежение причинява неравномерна сила върху филма или отклонения в успоредността на притискащата ролка, всички от които могат да причинят странично отклонение на филма и да причинят неправилно подравняване на графиката.

(2) Отклонение на позиционирането на формата. Ако лазерната плоча и притискащата ролка са хлабаво свързани, лазерната плоча е склонна към позиционно изместване по време на процеса на формоване, което води до неточно позициониране на изображението и текста.

(3) Колебания на скоростта. Скоростта на филма варира между бърза и бавна, нарушавайки вертикалната синхронизация на текста и потискането на изображението, причинявайки неправилно подравняване.

За да се отстранят горните причини, е необходимо първо да се сравни филмът с пробите, за да се измери точно отклонението, и след това да се приложат целеви мерки:

(1) Ако е странично отклонение, регулирайте стабилността на скоростта на филма, за да елиминирате влиянието на колебанията в скоростта, като същевременно оптимизирате температурата на ролката, за да помогнете за подобряване на неправилното подравняване на филма.

(2) Ако е надлъжно отклонение, съсредоточете се върху регулирането на напрежението на филма, за да осигурите стабилност на напрежението и да избегнете надлъжно несъответствие, причинено от колебания в напрежението.

(3) Ако случаят е отклонението в позиционирането на матрицата, -поправете напасването между лазерната плоча и притискащата ролка, коригирайте успоредността на ролката и решете проблема с неточното позициониране при източника, като гарантирате точността на процеса на холографско графично влагане.

Резюме и перспектива

В бъдеще процесът на формоване на хартия с холографски лазерни карти може да постигне пробиви в материалите, процесите и опазването на околната среда: от страна на материалите, разработване и използване на повече възобновяеми и биоразградими субстрати, разработване на тънки филми с висока -якост и подобряване на тяхната съвместимост с процесите на формоване; Оптимизирайте формованите ролки и високо{1}}скоростното широко-широко оборудване в процеса, за да подобрите-ефективността на широкомащабното производство; За опазване на околната среда се използват покрития на-водна основа, UV-LED втвърдяващи се покрития и други материали с ниски емисии на ЛОС. Тази технология, която интегрира оптика, материали и печатно изкуство, се разви по пътя, който не само носи визуални иновации и индустриален напредък, но и обогатява измеренията на човешкото възприятие и изразяване на света по уникален начин.

При изследване на възможностите на процесите за формоване на хартия с холографски лазерни карти, тази статия засяга само повърхността на това обширно поле и трябва да се признае, че настоящите изследвания все още имат ограничения. Независимо дали става въпрос за открития в науката за материалите, задълбочаване на екологосъобразни процеси или безпроблемна интеграция с интелигентни цифрови системи, всичко изисква по-задълбочено и по-интердисциплинарно изследване.