电铸镍在激光全息防伪中的应用

文章编号:1001-3849(2002)03-0012-03D

电铸镍在激光全息防伪中的应用

程松涛

(北京全息印刷技术有限公司9北京100086)

摘要:电铸镍是激光全息防伪中的一个重要工序G简要介绍了全息图的拍摄原理和生产工艺9详细论述了电铸镍工艺在激光全息防伪中的应用9并对电铸槽液中各成分的作用进行了分析G最后9列举了电铸过程中容易出现的几种问题9如厚度不匀9硬度不够9应力过大等9并对问题原因进行了剖析9同时提出了相应的解决方案G

关键词:电铸3镍版3全息图3防伪

中图分类号:T 1 3 43文献标识码:

Application of Nickel Electrof orming on

Holographic Anti-Counterf ieting

C~ENG Song-tao

(Beijing~olographic printing Technology Co.Ltd.9Beijing1000869China)

Abstract:Nickel electroforming is an important procedure of holographic anti-counterfeiting. The principle of hologram making as well as the production process is briefly introduecd.The ap-plication of nickel electroforming on holographic anti-counterfeiting is discussed in detail.The function of components in the electroforming bath is analysed.Finally9some problems such as uneven thickness9insufficient hardness9excessive stress9etc.that easily occur during electro-forming are presented and analysed.The corresponding troubleshooting methods are put for-ward.

Key words:electroforming3nickel plate3hologram3anti-counterfeiting

1前言

随着改革开放和社会主义市场经济的进一步深化9我国的经济建设取得了令人瞩目的成就G但是9在激烈的市场竞争中9由于利益的驱动9一些不法分子大量制售假冒伪劣商品9而且屡禁不止G这不仅严重地损害了消费者的利益9甚至危及消费者生命9同时也干扰破坏了我国的社会主义经济秩序G在这种形势下9防伪作为一种行业便应运而生了G

防伪技术多种多样9它主要包括物理学防伪技

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-May2002plating and Finishing Vol.24No.3

D收稿日期:2001-11-16

作者简介:程松涛(1967-)男9山东莱州人9北京全息印刷技术有限公司副总经理9硕士

术9化学防伪技术和生物学防伪技术等G现在应用最广泛的是综合防伪技术G激光全息防伪是物理学防伪的一个重要分支G

2全息图的制作与生产

要拍摄一张简单的全息图9首先要把一束激光分成两束G一束直接照在全息干版上9称作参考光S 另一束用来照亮被摄物体9并在物体表面被散射9称作物光G参考光与物光相遇9在空间形成稳定的干涉场G全息干版置于干涉场内9曝光后就记录下了干涉场G经过类似普通照相术的显影处理9就完成了全息图的拍摄G全息干版所记录的干涉场是由一条条干涉条纹组成的G这种干涉条纹非常细9一毫米里面可以有上千条9甚至几千条G其形态和宏观上的水波纹非常相似9具有浮雕感G再现光照在干涉条纹上会发生衍射9其结果便形成了我们所能看到的色彩斑斓的全息图G在实际生产中9全息图的制作要比这复杂得多9而且可重复性差G正因为如此9所以全息图具有很强的防伪功能G

全息图的大量生产是依靠浮雕型干涉条纹的复制来完成的G复制的载体是真空镀铝聚酯膜G复制的方式是机械模压G模压后9形成全息图的浮雕复制到了聚酯膜上G通过光的衍射和镀铝层的反射9我们在聚酯膜上便会看到和干版上一模一样的全息图像G模压所用的模具9我们称之为模压版G模压版是用机械方法固定到模压辊上的G作为干涉条纹载体的全息干版实际上是一张涂有感光层光刻胶的玻璃9由于其感光层硬度不够9且玻璃易碎9不能弯曲9所以肯定不能用它来做模压板G这就用到了我们后面要讨论的电铸工艺G

3模压全息电铸工艺

制得一张带有全息图的干版以后9首先要对全息干版表面进行敏化9然后化学镀银9接下来便在银表面电铸镍G当镍层达到一定厚度之后9将其从槽液中取出9并与干版分离G用氢氧化钠把镍版上的残余感光层洗净之后9第一阶段的工作即告结束G此时防伪干版被破坏9取而代之的是金属镍版9我们称之为银面镍板G

为了防止在后续工艺中银面镍版被破坏9以至于前功尽弃9我们需要预留更多的母版G通过银面镍版铸出的母版称为祖母版9通过祖母版铸出的母版称为母亲版G模压版是通过母亲版铸出的G镍版包括母版和模压版的大小约为25Cm>35Cm G母版的厚度一般为l50~200pm9模压版的厚度一般为30~50pm G

电铸溶液是氨基磺酸镍体系G该体系所铸镍版具有应力小9硬度大9柔性好等特点9可以满足后续工艺对镍版的特殊要求G电铸槽分两种9一种是软槽9供铸母版用9另一种是硬槽9供铸模压版用G顾名思义9软槽和硬槽的区别主要是镍版的硬度不同G母版不直接用于模压9所以对硬度要求不高G

软槽的槽液配方为:

氨基磺酸镍500~600g/L

氯化镍3~4g/L

硼酸35~40g/L

十二烷基硫酸钠0.l g/L

糖精钠0.02g/L

温度50C

电流密度3~6A/dm2

pH4

硬槽的成分和软槽基本相同9只是糖精钠的质量浓度要高一些9约为0.05g/L G电铸过程中9糖精钠会在阴极发生还原反应9生成物以硫化物形式沉积在铸层中G硫的出现除了可增加镍版硬度外9同时也使其拉伸强度得以提高G这样一来9虽然镍版的韧性有所降低9但仍能满足工艺要求G对于模压版来说9拉伸强度的提高还可以减少模压过程中模压版松动的机会9能延长模压版的使用寿命9从而大大提高了工作效率G糖精钠除了可以明显提高镍版硬度以外9还可以用于调节镍版张力和改善镍版亮度G十二烷基硫酸钠是一种很好的表面活性剂9可以消除镍版表面针孔G硼酸作为一种缓冲剂9能起到调节溶液pH值的作用G

镍版在槽液中达到要求的厚度之后9要与其上一代母版分离G为了达到分离的目的9母版在入槽前要进行钝化处理G钝化液是由20g/L的重铬酸钾组成的9并用5%氢氧化钾溶液将其pH值调至6左右G钝化方法是将有母版的挂具浸到钝化液中9上下晃动半分钟9取出冲净即可G注意冲洗一定要彻底干净9因为六价铬对槽液是有破坏作用的G

氨基磺酸镍系统一般来说是比较稳定的9但是和模压全息工艺相结合之后9会出现很多跟普通电铸不同的问题G根据我们多年的经验积累9该系统比

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2002年5月电镀与精饰第24卷第3期总l44期