Оптично променливите пигменти се използват широко в сенки за очи, променящи цвета си, етикети против фалшифициране, покрития за автомобили, променящи цвета си, и първокласни опаковки. С промяната на ъгъла на гледане тези пигменти показват различни цветове. Например, те могат да изглеждат зелени, когато се гледат отпред, и постепенно да преминават в синьо или лилаво, когато се гледат отстрани.
Това ясно изразено цветно движение придава на оптично променливите пигменти силна декоративна привлекателност и защита от фалшифициране. Поддържането на постоянна цветова производителност от партида на партида обаче остава едно от ключовите предизвикателства в масовото производство.
№1 Как се получава цветът на оптично променливите пигменти?
Оптично променливите пигменти се използват често в козметика, променяща цвета си, защитни етикети, автомобилни покрития и луксозни опаковки. Когато се гледат от различни ъгли, пигментите показват различни цветове. Пигментът може да изглежда зелен при нормален ъгъл на гледане и да се променя към синьо или лилаво при наклонен ъгъл на гледане.
Тази отличителна ъглова промяна на цвета осигурява висока декоративна стойност и прави пигмента подходящ за приложения, свързани със сигурността и борбата с фалшифицирането. Въпреки това, осигуряването на постоянен цвят и пренос на цвета в производствените партиди е критично изискване за производството в индустриален мащаб.
Конвенционалните пигменти произвеждат цвят предимно чрез селективно абсорбиране и отражение на различни дължини на вълните на видимата светлина. Например, червеният пигмент отразява повече червена светлина към наблюдателя, като същевременно абсорбира голяма част от останалия видим спектър, което го кара да изглежда червен.
Оптично променливите пигменти работят по различен начин. Цветът им се генерира от отражението и интерференцията на светлината в рамките на многослойна тънкослойна структура. Когато падащата светлина достигне отразяващия, диелектричния и абсорбиращия слой, на границите между различните филми се получава частично отражение. Тези отразени светлинни вълни интерферират една с друга, като усилват определени дължини на вълните, докато потискат други и по този начин произвеждат специфичен цвят.
С промяната на ъгъла на гледане, дължината на оптичния път на отразената светлина в многослойния слой също се променя. Следователно, дължините на вълните, достигащи до наблюдателя, се изместват, което води до характерната промяна на цвета, зависима от ъгъла.
Тази многослойна тънкослойна структура обикновено се произвежда чрез вакуумен процес на нанасяне на покритие, базиран предимно на електроннолъчево изпаряване. Под вакуум различните покривни материали се нагряват и изпаряват последователно съгласно зададения дизайн на оптичното покритие. След това изпарените материали се отлагат слой по слой върху субстрата, за да образуват отразяващи, диелектрични и абсорбиращи филми.
След отлагането, многослойният филм се освобождава от субстрата и впоследствие се обработва чрез отстраняване, раздробяване и класифициране, за да се получат оптично променливи пигменти с форма на люспи.
Тъй като съставът на материала, дебелината и характеристиките на отлагане на всеки отделен слой влияят пряко върху крайния оптичен отговор, вакуумното нанасяне е ключовият процес нагоре по веригата за контрол на консистентността на цвета. Вариациите в дебелината на филма, скоростта на отлагане или вакуумните условия могат да доведат до забележими разлики в цвета между производствените партиди.
№2 Какви фактори причиняват вариации в цвета на оптично променливите пигменти между партидите?
1. Отклонение в дебелината на филма
Цветът на оптично променливия пигмент е силно чувствителен към дебелината на тънкия филм. В дизайна на оптичното покритие всеки слой има определена целева дебелина. Диелектричният слой е особено важен, защото представлява прозрачен оптичен филм, който контролира дължината на оптичния път на светлината в многослойната структура.
Когато действителната дебелина на филма се отклонява от целевата стойност, дължината на оптичния път се променя съответно. Това измества дължините на вълните, които претърпяват конструктивна или деструктивна интерференция, причинявайки отклонения във видимия цвят и ефекта на цветопредаване.
Ако контролът на дебелината се различава между производствените партиди, пигментите могат да проявяват непостоянен оттенък, наситеност, яркост или ъглово изместване на цвета.
2. Стабилност на скоростта на отлагане
Дори когато измерените дебелини на филма от различни партиди са сходни, все още могат да възникнат вариации в крайния цвят. Колебанията в скоростта на отлагане са една от възможните причини.
Промените в мощността на електронния лъч, състоянието на повърхността на покривния материал, поведението на стопилката или позицията на лъча могат да повлияят на характеристиките на изпаряване и скоростта на отлагане на материала. Нестабилната скорост на отлагане не само затруднява контрола на дебелината, но може също да промени плътността, коефициента на пречупване, микроструктурата и вътрешното напрежение на отложения филм.
Следователно, по време на отлагането на многослойни филми, процесът на изпаряване трябва да остане стабилен. Скоростта на отлагане трябва да се следи непрекъснато и да се регулира автоматично, за да се сведе до минимум ефектът от колебанията в скоростта върху свойствата на тънките филми и консистентността на цветовете между партидите.
3. Вакуумни условия и състояние на субстрата
Цветът на оптично променливите пигменти се определя не само от дебелината на всеки филм, но и от действителното физическо и оптично състояние на отложения слой.
Вариациите в базовото налягане, състава на остатъчния газ, отделянето на газове или чистотата на камерата между партидите могат да повлияят на състава, чистотата, плътността и коефициента на пречупване на филма. Това е особено важно за диелектричните филми. Дори при една и съща физическа дебелина, вариацията в коефициента на пречупване може да измести отразената дължина на вълната и да причини забележимо отклонение в цвета.
Температурата на основата и работните условия също трябва да останат стабилни. Разликите в началната температура на основата, продължителността на покритието или натрупаното термично натоварване могат да повлияят на плътността на филма, напрежението, адхезията и оптичните свойства.
Освен това, неравномерното движение или въртене на субстрата може да доведе до неравномерен поток от материал в различни области на субстрата, което води до неравномерна дебелина на филма. Следователно, стабилната вакуумна система, системата за движение на субстрата и системата за управление на температурата са от съществено значение за подобряване на повторяемостта между партиди.
4. Обработка на пигменти надолу по веригата
Разликите в цвета между партидите не се дължат единствено на процеса на вакуумно покритие. Те могат да бъдат повлияни и от последващото отстраняване на филма, смачкването, класифицирането и условията на приложение.
След нанасяне на покритието, ефективността на отстраняване, интензитетът на смачкване, целостта на люспите, съотношението на страните и разпределението на размера на частиците могат да повлияят на яркостта, покривността, блясъка и ъгловата промяна на цвета на пигмента.
По време на практическото приложение, фактори като концентрация на пигмент, прозрачност на свързващото вещество или мастилото, цвят на основата, дебелина на покритието и ориентация на пигментните люспи също могат да променят крайния визуален вид.
Въпреки това, вакуумното нанасяне определя фундаменталната многослойна оптична структура на пигмента. Прецизният контрол на дебелината на отделния слой, равномерността на дебелината, скоростта на отлагане, вакуумните условия и повторяемостта на процеса осигурява стабилна оптична основа за последващо отстраняване на филм, обработка на пигмента и крайни приложения.
№3 Решение за вакуумно покритие на Zhenhua за оптично променливи пигменти: Стабилно масово производство с дневен капацитет над 2000 г
Системата за оптично покритие Zhenhua Vacuum GX2350 е специално проектирана за производство на оптично променливи мастила и пигменти, използвани в козметиката, етикети против фалшифициране и други декоративни или защитни приложения.
Системата е базирана на високоенергийно електроннолъчево изпаряване и е способна да изпарява покривни материали с точки на топене до 3000°C. Електроннолъчевото изпаряване предлага висока енергийна плътност, висока термична ефективност и висока чистота на филма, което го прави подходящо за нанасяне на прецизни многослойни оптични покрития.
GX2350 осигурява равномерно отлагане на голяма площ и увеличава капацитета за зареждане на единична партида, за да подпомогне производството на пигменти в индустриален мащаб. Неговият куполообразен държач за субстрат с висока извивка разширява ефективната площ на покритие и капацитета на партидата, като същевременно подобрява равномерността на дебелината на многослойните филми.
Системата интегрира резистивно изпаряване с алуминиева тел, множество източници на резистивно изпаряване за отлагане на разделителен агент, пръстеновиден тигел с голям капацитет и многоджобен електроннолъчев тигел. Тази конфигурация поддържа множество последователности на нанасяне на покрития без често вентилиране и отваряне на камерата, което спомага за балансиране на равномерността на отлагането, производствения капацитет и оперативната ефективност.
Индустриален компютър, PLC и автоматична система за наблюдение на дебелината на филма образуват напълно автоматизирана платформа за контрол на покритието. Това подобрява стабилността на процеса и повторяемостта между сериите, поддържа продължителна непрекъсната работа и намалява зависимостта от ръчна намеса.
С оптимизирани конфигурации на процеса, GX2350 може да постигне дневен производствен капацитет от над 2000 грама оптично променлив пигмент.
№4 Заключение
Консистентността между партидите при производството на оптично променливи пигменти е тясно свързана с дебелината на филма, скоростта на отлагане, вакуумните условия, движението на субстрата, термичната стабилност и последващата обработка на пигмента.
Сред тези фактори, процесът на вакуумно нанасяне определя фундаменталната многослойна оптична структура на пигмента. Прецизният контрол на дебелината на филма, равномерността на дебелината, скоростта на отлагане, вакуумната среда и повторяемостта на процеса е от съществено значение за постигане на стабилни цветови характеристики и надеждно масово производство.
Zhenhua Vacuum се фокусира върху ключовите изисквания за производство на оптично променливи пигменти, включително точност на дебелината на филма, постоянство на цветовете и ефективност на производството. Ние предлагаме оборудване за вакуумно покритие, персонализирани технологични решения и техническа поддръжка, за да помогнем на клиентите да постигнат стабилно, ефективно и мащабируемо производство на оптично променливи пигменти.
-Тази статия е публикувана отпроизводител на оборудване за вакуумно покритиеЖенхуа Вакуум
Време на публикуване: 16 юли 2026 г.