I pigmenti otticamente variabili sono ampiamente utilizzati negli ombretti cangianti, nelle etichette anticontraffazione, nelle vernici cangianti per autoveicoli e negli imballaggi di alta gamma. Al variare dell'angolo di visione, questi pigmenti mostrano colori diversi. Ad esempio, possono apparire verdi se visti frontalmente e virare gradualmente al blu o al viola se visti di lato.
Questa marcata variazione di colore conferisce ai pigmenti otticamente variabili un forte impatto decorativo e un valore anticontraffazione. Tuttavia, mantenere prestazioni cromatiche costanti da lotto a lotto rimane una delle principali sfide nella produzione di massa.
N. 1 Come si produce il colore dei pigmenti otticamente variabili?
I pigmenti otticamente variabili sono comunemente utilizzati nei cosmetici cangianti, nelle etichette di sicurezza, nelle vernici per autoveicoli e negli imballaggi di alta gamma. Se osservati da diverse angolazioni, i pigmenti assumono colori differenti. Un pigmento può apparire verde a incidenza normale e virare verso il blu o il viola se osservato da un'angolazione obliqua.
Questo caratteristico cambiamento di colore angolare conferisce un elevato valore decorativo e rende il pigmento adatto ad applicazioni di sicurezza e anticontraffazione. Tuttavia, garantire uniformità di colore e prestazioni di spostamento del colore tra i lotti di produzione è un requisito fondamentale per la produzione su scala industriale.
I pigmenti convenzionali producono il colore principalmente attraverso l'assorbimento e la riflessione selettiva di diverse lunghezze d'onda della luce visibile. Ad esempio, un pigmento rosso riflette più luce rossa verso l'osservatore, assorbendo al contempo gran parte dello spettro visibile rimanente, facendolo apparire rosso.
I pigmenti otticamente variabili funzionano in modo diverso. Il loro colore è generato dalla riflessione e dall'interferenza della luce all'interno di una struttura multistrato a film sottile. Quando la luce incidente raggiunge gli strati riflettenti, dielettrici e assorbenti, si verifica una riflessione parziale alle interfacce tra i diversi film. Queste onde luminose riflesse interferiscono tra loro, amplificando determinate lunghezze d'onda e sopprimendone altre, producendo così un colore specifico.
Al variare dell'angolo di visione, cambia anche il percorso ottico della luce riflessa all'interno della struttura multistrato. Di conseguenza, le lunghezze d'onda che raggiungono l'osservatore si spostano, determinando la caratteristica variazione di colore dipendente dall'angolo.
Questa struttura multistrato a film sottile viene generalmente prodotta mediante un processo di rivestimento sottovuoto basato principalmente sull'evaporazione a fascio di elettroni. Sotto vuoto, diversi materiali di rivestimento vengono riscaldati ed evaporati in sequenza secondo il progetto di rivestimento ottico specificato. I materiali vaporizzati vengono quindi depositati strato per strato sul substrato per formare film riflettenti, dielettrici e assorbenti.
Dopo la deposizione, il film multistrato viene staccato dal substrato e successivamente lavorato mediante rimozione, frantumazione e classificazione per produrre pigmenti otticamente variabili a forma di scaglie.
Poiché la composizione del materiale, lo spessore e le caratteristiche di deposizione di ogni singolo strato influenzano direttamente la risposta ottica finale, la deposizione sottovuoto è il processo a monte fondamentale per il controllo della consistenza del colore. Variazioni nello spessore del film, nella velocità di deposizione o nelle condizioni di vuoto possono portare a differenze di colore evidenti tra i lotti di produzione.
N. 2 Quali fattori causano la variazione di colore tra i diversi lotti di pigmenti otticamente variabili?
1. Deviazione dello spessore del film
Il colore di un pigmento otticamente variabile è altamente sensibile allo spessore del film sottile. Nella progettazione di un rivestimento ottico, ogni strato ha uno spessore target specificato. Lo strato dielettrico è particolarmente importante perché è una pellicola ottica trasparente che controlla la lunghezza del percorso ottico della luce all'interno della struttura multistrato.
Quando lo spessore effettivo della pellicola si discosta dal valore target, la lunghezza del percorso ottico cambia di conseguenza. Ciò modifica le lunghezze d'onda che subiscono interferenza costruttiva o distruttiva, causando deviazioni nel colore apparente e nell'effetto di propagazione del colore.
Se il controllo dello spessore varia tra i diversi lotti di produzione, i pigmenti potrebbero presentare tonalità, saturazione, luminosità o variazioni angolari di colore non uniformi.
2. Stabilità del tasso di deposizione
Anche quando gli spessori del film misurati di lotti diversi sono simili, possono comunque verificarsi variazioni nel colore finale. Una delle possibili cause è la fluttuazione della velocità di deposizione.
Variazioni nella potenza del fascio di elettroni, nelle condizioni della superficie del materiale di rivestimento, nel comportamento del bagno di fusione o nella posizione del fascio possono influenzare le caratteristiche di evaporazione e la velocità di deposizione del materiale. Una velocità di deposizione instabile non solo rende più difficile il controllo dello spessore, ma può anche alterare la densità, l'indice di rifrazione, la microstruttura e le tensioni interne del film depositato.
Durante la deposizione di film multistrato, il processo di evaporazione deve pertanto rimanere stabile. La velocità di deposizione deve essere monitorata continuamente e regolata automaticamente per minimizzare l'effetto delle fluttuazioni di velocità sulle proprietà del film sottile e sulla consistenza del colore tra i diversi lotti.
3. Condizioni di vuoto e stato del substrato
Il colore dei pigmenti otticamente variabili è determinato non solo dallo spessore di ogni film, ma anche dallo stato fisico e ottico effettivo dello strato depositato.
Variazioni nella pressione di base, nella composizione del gas residuo, nel degassamento o nella pulizia della camera tra i diversi lotti possono influenzare la composizione, la purezza, la densità e l'indice di rifrazione del film. Ciò è particolarmente importante per i film dielettrici. Anche a parità di spessore fisico, una variazione dell'indice di rifrazione può spostare la lunghezza d'onda riflessa e causare una deviazione cromatica percettibile.
Anche la temperatura del substrato e le condizioni operative devono rimanere stabili. Differenze nella temperatura iniziale del substrato, nella durata del rivestimento o nel carico termico accumulato possono influenzare la densità del film, le sollecitazioni, l'adesione e le proprietà ottiche.
Inoltre, movimenti o rotazioni non uniformi del substrato possono causare un flusso di materiale non omogeneo in diverse aree del substrato, con conseguente spessore non uniforme del film. Un sistema di vuoto stabile, un sistema di movimentazione del substrato efficiente e un sistema di gestione termica adeguato sono pertanto essenziali per migliorare la ripetibilità tra i diversi lotti.
4. Processi di lavorazione dei pigmenti a valle
La variazione di colore tra i diversi lotti non è dovuta esclusivamente al processo di rivestimento sottovuoto. Può essere influenzata anche dalle fasi successive di rimozione del film, frantumazione, classificazione e dalle condizioni di applicazione.
Dopo il rivestimento, l'efficienza di rimozione, l'intensità di frantumazione, l'integrità delle scaglie, il rapporto d'aspetto e la distribuzione granulometrica possono influenzare la luminosità, il potere coprente, la brillantezza e le prestazioni di variazione cromatica angolare del pigmento.
Durante l'applicazione pratica, fattori quali la concentrazione del pigmento, la trasparenza del legante o dell'inchiostro, il colore del substrato, lo spessore del rivestimento e l'orientamento delle scaglie di pigmento possono alterare l'aspetto visivo finale.
Tuttavia, il rivestimento sottovuoto determina la struttura ottica multistrato fondamentale del pigmento. Il controllo preciso dello spessore dei singoli strati, dell'uniformità dello spessore, della velocità di deposizione, delle condizioni di vuoto e della ripetibilità del processo fornisce una base ottica stabile per la successiva rimozione del film, la lavorazione del pigmento e le applicazioni finali.
Soluzione di rivestimento sottovuoto Zhenhua n. 3 per pigmenti otticamente variabili: produzione di massa stabile con una produzione giornaliera di oltre 2.000 g.
Il sistema di rivestimento ottico Zhenhua Vacuum GX2350 è specificamente progettato per la produzione di inchiostri e pigmenti otticamente variabili utilizzati in cosmetici, etichette anticontraffazione e altre applicazioni decorative o di sicurezza.
Il sistema si basa sull'evaporazione a fascio di elettroni ad alta energia ed è in grado di evaporare materiali di rivestimento con punti di fusione fino a 3.000 °C. L'evaporazione a fascio di elettroni offre un'elevata densità di energia, un'elevata efficienza termica e un'elevata purezza del film, rendendola adatta alla deposizione di rivestimenti ottici multistrato di precisione.
Il sistema GX2350 garantisce una deposizione uniforme su ampia superficie e aumenta la capacità di carico per singolo lotto, supportando la produzione di pigmenti su scala industriale. Il suo supporto per substrati a cupola ad alta curvatura amplia l'area di rivestimento effettiva e la capacità per lotto, migliorando al contempo l'uniformità dello spessore dei film multistrato.
Il sistema integra un sistema di evaporazione a resistenza alimentato da filo di alluminio, diverse sorgenti di evaporazione a resistenza per la deposizione di agenti distaccanti, un crogiolo anulare ad alta capacità e un crogiolo a fascio di elettroni a più scomparti. Questa configurazione supporta molteplici sequenze di rivestimento senza la necessità di sfiatare e aprire frequentemente la camera, contribuendo a bilanciare uniformità di deposizione, capacità produttiva ed efficienza operativa.
Un computer industriale, un PLC e un sistema automatico di monitoraggio dello spessore del film costituiscono una piattaforma di controllo del rivestimento completamente automatizzata. Ciò migliora la stabilità del processo e la ripetibilità tra una lavorazione e l'altra, supporta un funzionamento continuo prolungato e riduce la dipendenza dall'intervento manuale.
Grazie a configurazioni di processo ottimizzate, la GX2350 può raggiungere una capacità produttiva giornaliera di oltre 2.000 grammi di pigmento otticamente variabile.
N. 4 Conclusione
La costanza tra i diversi lotti nella produzione di pigmenti otticamente variabili è strettamente correlata allo spessore del film, alla velocità di deposizione, alle condizioni di vuoto, al movimento del substrato, alla stabilità termica e ai processi di lavorazione del pigmento a valle.
Tra questi fattori, il processo di rivestimento sottovuoto determina la struttura ottica multistrato fondamentale del pigmento. Un controllo preciso dello spessore del film, dell'uniformità dello spessore, della velocità di deposizione, dell'ambiente sottovuoto e della ripetibilità del processo è essenziale per ottenere prestazioni cromatiche stabili e una produzione di massa affidabile.
Zhenhua Vacuum si concentra sui requisiti chiave di produzione dei pigmenti otticamente variabili, tra cui la precisione dello spessore del film, la consistenza del colore e l'efficienza produttiva. Forniamo apparecchiature per la deposizione sottovuoto, soluzioni di processo personalizzate e supporto tecnico per aiutare i clienti a raggiungere una produzione stabile, efficiente e scalabile di pigmenti otticamente variabili.
-Questo articolo è stato pubblicato daproduttore di apparecchiature per rivestimento sottovuotoZhenhua Vacuum
Data di pubblicazione: 16 luglio 2026