激光全息透明介质镀膜生产技术及蒸镀设备研制

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1、激光全息透明介质镀膜生产技术及蒸镀设备研制摘要：本文介绍了透明激光全息介质镀膜生产过程，JHD-1100S-2高真空连续卷绕式硫化锌镀膜设备的特点、构成与性能，并对设备在设计和生产过程中出现的一些问题。进行了计论分析和介绍。关键词：激光全息；硫化锌；蒸镀设备研制中图分类号：TSB5文献标识码：A激光全息防伪材料目前在我国主要以激光全息镀铝膜、激光全息透明膜为主。激光全息透明膜的共同特点将聚酯薄膜上的铝层或其它金属层做成网点状并控制的密度，在再现光线下使有金属的网点处有光反射，在非金属网点处形成光的透射，并调整透射与反射之比，使薄膜覆盖的印刷图文可以透过全息薄膜观

2、察到，且不影响全息图文的显示。透视型全息薄膜因生产工艺不同可以分为二种类型：一是金属网点类，它是依靠金属网点储存全息图像，通过透明网墙显示被覆盖的图文，典型例子是我国第一代居民身份证的护卡全息透明膜。二是非金属真空镀膜，将承载模压全息图透明树脂薄膜的浮雕面连续蒸镀高折射率的介质保护层，并使全息图的再现角正好等于两种介质构成的反射角。由于塑料膜、镭射信息层和介质膜都是透明的，所以这是一种真正意义上的“透明”的全息膜，典型例子是我国出国护照在个人信息页的防伪全息透明转移膜和汽车驾驶证透明全息护卡膜。光学介质层在透视全息膜的作用首先是阻隔作用，其次是起调节全息图案亮度

3、与清晰度的作用。为了保证非金属氧化物在塑料薄膜表面蒸镀形成阻隔优良的镀膜，镭射信息层与蒸镀原料的相容性是至关重要。我们知道，在可见光波段内呈透明的光学材料有几十种如二氧化锡、三氧化二钮、氧化镉、氧化锌、硫化锌、硫化镉等，但从透明度、涂层制备工艺简单程度、经济效率考虑，最终选用高折射率和宽波通道的硫化锌化合物半导体材料作为我们激光全息透明介质的光学膜层。当硫化锌(ZnS)被蒸镀到被模压柔性聚酯膜镭射信息面上时，从某一选定的角度下进行观察，可以清楚的看到不同颜色激光全息图文。真空应用技术的发展为制备硫化锌((ZnS)薄膜提供了保证，我们在实验室中分别采用射频溅射击、

4、电子束蒸发、电阻加热蒸发制备硫化锌(ZnS)薄膜，而且采用上述不同方法制备硫化锌(ZnS)薄膜结构也不尽相同，功效也不大一样。JHD-1100SC-2型设备是为在高真空状态下连续快速沉积硫化锌薄膜而研制的，也是为制作透明激光全息介质膜而特别研制的专用设备。下面介绍激光全息透明介质膜的生产流程，蒸镀设备的原理、特点、性能及工作过程，并在设计、调试、生产过程中出现的一些问题进行讨论分析。1激光全息透明介质镀膜的生产激光全息透明介质膜的制作技术，是先进行全息照相，然后制作全息母版。母版表面充满了凹凸不平的干涉条纹，其精度可达每毫米千余条。这些浮雕状的条纹载录了被拍物体

5、的光强与位相信息，实现了全息记录。然后用真空镀膜和化学电镀的方法，在母版表面电镀一层很薄的金属膜，再电镀上适当厚度的鎳或其他金属，做成一块机械性能良好的模压金属板。将此版装在压印机上，热压聚酯类塑料薄膜的热塑性涂层，把浮雕型全息图压印在薄膜的涂层上，最后在薄膜上真空蒸镀一层透明的介质镀层，以提高全息涂层的反射率，即成为透激光全息透明介质膜。生产工艺流程见图一：2蒸镀硫化锌设备的特点蒸镀硫化锌透明介质层工作原理：将块状硫化锌置于真空室内，在一定的真空度下，通过对钮舟加热使其连续蒸发为硫化锌蒸气分子，这些气化硫化锌分子飞射到被冷却的温度较低的已模压镭射全息涂层表面，

6、凝固后形成致密的透明介质层，设备的主要特点：(1)本设备配备有一套快速可靠的组合式高真空抽气系统，具有抽气速度快，排气量大，真空度高等优良性能。(2)本设备配备了能低度温冷却基体材料的镀复主規，以充分冷却被镀的基体材料，防止镀制产品过热起皱或粘连等现象。（3）本设备配备了既可安装大功率导电氮化硼堆蜗的金属铝镀，也可安装用于加热硫化锌钮舟装置。（4）本设备在基体材料的收卷部位，配备了可根据卷绕棍直径的变化而自动调整位置来保持等距间隙的卷绕跟踪装置，此装置可使被收卷基材不易起皱。（5）本设备在真空工作室配备有低温冷冻盘管和深冷装置。以提高设备的真空抽气能力。3设备性

7、能参数（1）极限压力：上室^1.3x10-1Pa；下室£5x10-3Pa；（2）恢复真空抽气时间8min达下室7.0x10-2Pa（3）基材宽度：1100mm（4）最大卷径：0700mm（5）卷绕速度:0-400m/min（6）跑偏量：W±2mm（7）蒸发量：铝丝(01.5)0-3m/min硫化锌（每米幅度）100-250g/min4设备的构成及功能该设备主要由以下几个部分构成：（一）真空抽气系统。（二）真空工作室。（三）传动卷绕系统及移动车。（四）硫化锌、铝丝蒸系统。（五）硫化锌蒸发与铝蒸发系统两用平台。（六）水冷却系统。设备结构示意图（图2）如下：4.1真空

8、抽气系统真空抽气系统是二