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模壓全息真的能夠擺脫“無鎳壓印”嗎？
發(fā)布時(shí)間：
2022-05-03 12:50
來源：
www.landcruiser-experiment.com
最近，受俄烏戰(zhàn)爭影響，期貨市場掀起一股“妖鎳”，鎳金屬現(xiàn)貨價(jià)格也出現(xiàn)“史詩級(jí)”暴漲，這對于以激光全息為核心的微納結(jié)構(gòu)模壓包裝行業(yè)來說，可以說是一個(gè)雪上加霜沖擊。
自上個(gè)世紀(jì)九十年來以來，激光全息在防偽與包裝行業(yè)蓬勃發(fā)展，形成了較大的市場規(guī)模，近些年來特別是在煙草、酒類、藥妝等包裝行業(yè)擁有每年數(shù)百億規(guī)模的產(chǎn)值的規(guī)模，隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，激光全息已經(jīng)發(fā)展成微納結(jié)構(gòu)制造技術(shù)的綜合性應(yīng)用，并向著消費(fèi)電子、汽車、時(shí)尚穿戴、居家生活等領(lǐng)域裝飾領(lǐng)域拓展。
然而，以激光全息延伸而來的微納結(jié)構(gòu)制造絕大部分還是采用半導(dǎo)體光刻技術(shù)，其光刻（PR）制層本身沒有機(jī)械強(qiáng)度，不能夠直接用于大批量模壓復(fù)制，因此廣泛采用了電鑄鎳母板技術(shù)線路，而電鑄就是一種電化學(xué)反應(yīng)過程，通過陽極放置可溶性鎳金屬材料，通過含鎳電解液，在電流的作用下，鎳金屬離子持續(xù)向陰極方向移動(dòng)并堆積在陰極材料上，形成非常致密的電鑄鎳層，由于陰極微納結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行了氧化處理，因此堆積在陰極表面的電鑄層很容易被剝離下來，這就是超高精度的電鑄復(fù)制工藝。傳統(tǒng)應(yīng)用可見于CD、DVD、碟片表面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模具復(fù)制。
▲圖片來自蘇州印象
多年來，激光模壓全息就是采用了這個(gè)工藝來復(fù)制加工金屬母板、工作板，其優(yōu)點(diǎn)如下：
1、復(fù)制損失小，
2、韌性好，強(qiáng)度高。
3、不易氧化，便于翻版保存復(fù)制。
4、復(fù)制效率高，成本相對較低
因此，電鑄鎳工藝一直被業(yè)界廣泛應(yīng)用于微納結(jié)構(gòu)的母版制作、翻制、工作壓印版的制造，成為模壓產(chǎn)品生產(chǎn)不可或缺的重要工藝環(huán)節(jié)。
▲圖片來自蘇州印象
暴風(fēng)雪來臨
早期的模壓全息工作者怎么都沒有想到，電鑄母板這一工藝竟然在如今會(huì)成為過街老鼠，擔(dān)驚受怕。原來，電解鎳是一種極易造成一類重金屬污染滲透的高污染工藝制層，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對可持續(xù)生態(tài)環(huán)境要求不斷提高，各地政府環(huán)保責(zé)任意識(shí)加強(qiáng)，國家強(qiáng)制性限制污染排放政策出臺(tái)，對電鍍行業(yè)的監(jiān)管越來越嚴(yán)格。對于模壓全息行業(yè)來說，電鑄本身僅僅是一個(gè)工藝環(huán)節(jié)，體量都不算大，因此很難建立完備的電鑄排放處理管控標(biāo)準(zhǔn)，各地環(huán)保部門也不可能為此發(fā)放環(huán)保生產(chǎn)許可證， 通常采用一刀切，嚴(yán)格實(shí)施關(guān)停措施，于是眾多電鑄鎳車間紛紛轉(zhuǎn)入當(dāng)?shù)卣畡澏ǖ碾婂児I(yè)園，更有許多企業(yè)將這套工藝過程偷偷轉(zhuǎn)入“地下”作業(yè)，要知道這種風(fēng)險(xiǎn)帶來的直接危害可能遭遇頂級(jí)處罰，甚至判罰至入刑。
相關(guān)法律關(guān)于主要包括以下規(guī)定：
《中華人民共和國刑土壤污染防治法》
第八十七條違反本法規(guī)定，向農(nóng)用地排放重金屬或者其他有毒有害物質(zhì)含量超標(biāo)的污水、污泥，以及可能造成土壤污染的清淤底泥、尾礦、礦渣等的，由地方人民政府生態(tài)環(huán)境主管部門責(zé)令改正，處十萬元以上五十萬元以下的罰款；情節(jié)嚴(yán)重的，處五十萬元以上二百萬元以下的罰款，并可以將案件移送公安機(jī)關(guān)，對直接負(fù)責(zé)的主管人員和其他直接責(zé)任人員處五日以上十五日以下的拘留；有違法所得的，沒收違法所得。
第八十九條違反本法規(guī)定，將重金屬或者其他有毒有害物質(zhì)含量超標(biāo)的工業(yè)固體廢物、生活垃圾或者污染土壤用于土地復(fù)墾的，由地方人民政府生態(tài)環(huán)境主管部門責(zé)令改正，處十萬元以上一百萬元以下的罰款；有違法所得的，沒收違法所得。
《中華人民共和國刑法》
（一）第三百三十八條
違反國家規(guī)定，排放、傾倒或者處置有放射性的廢物、含傳染病病原體的廢物、有毒物質(zhì)或者其他有害物質(zhì)，嚴(yán)重污染環(huán)境的，處三年以下有期徒刑或者拘役，并處或者單處罰金；后果特別嚴(yán)重的，處三年以上七年以下有期徒刑，并處罰金。
因此，近年來在模壓全息行業(yè)早已談鎳色變，對電鑄翻版之工藝噤若寒蟬，在企業(yè)生產(chǎn)環(huán)評(píng)上，基本上都把這一道工藝流程給雪藏了。
雪上加霜
俄烏戰(zhàn)爭一聲炮響，帶來大宗原材料商品一路飛漲，其領(lǐng)頭羊就有鎳金屬，并被廣泛戲稱為戰(zhàn)爭催生下的一股妖“鎳”，不幸的是，模壓全息這個(gè)行業(yè)也被躺著中槍了。
鎳被稱之為“工業(yè)的維生素”，而中國是全球最大的鎳消費(fèi)國，鎳消費(fèi)量占全球50%以上。但與之對應(yīng)的，卻是我國鎳儲(chǔ)量和鎳產(chǎn)量的相對匱乏，因此大量的鎳資源依賴進(jìn)口，因而這次波及全球的“瘋狂鎳盤”使得原本10多萬人民幣一噸的鎳球（丸）一下子飆升到了近40萬一噸。這對于廣泛依賴于鎳版模壓工藝的鐳射、全息包裝生產(chǎn)企業(yè)來說真可謂是雪上加霜。
曙光初現(xiàn)
如何消除國內(nèi)一大批以激光全息為核心的微納結(jié)構(gòu)材料生產(chǎn)企業(yè)所面臨的"鎳障"，實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)流程的安全環(huán)保，很多企業(yè)都在尋求新的技術(shù)工藝突破，并嘗試用其他非金屬材料來代替金屬鎳版，這一方法目前在UV模壓生產(chǎn)工藝取得了一些應(yīng)用實(shí)踐案例。但是對于目前廣泛的熱模壓成型復(fù)制工藝來說，還沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的量產(chǎn)突破。
▲圖片來自蘇州印象
實(shí)現(xiàn)這一革命性破障目標(biāo)，至少需要過攻克以下幾道難關(guān)：
1，從玻璃光刻膠板開始進(jìn)行無鎳復(fù)制，工藝材料要嚴(yán)格控制微結(jié)構(gòu)母板槽形的損失。
2，提高非鎳母板的復(fù)制效率，縮短制版出樣周期。
3，可以進(jìn)行正版、反版的多循環(huán)復(fù)制。
4，表面具備擦拭、保存、抗老化的強(qiáng)度。
5，模壓工作版需要能夠適合傳統(tǒng)擦版膏（液）的擦拭清洗。
6，需要能夠承受不低于150度，10小時(shí)以上的耐溫性，并保持表面剛度。
7，模壓工作版需要承受軟壓、中壓甚至硬壓帶來的長時(shí)間擠壓而不開裂破損。
8，無鎳壓印工藝最好能改善目前鎳版模壓的輥周接縫質(zhì)量。
9，無鎳壓印實(shí)現(xiàn)在金屬板輥上直接制作模壓結(jié)構(gòu)圖文。
10，無鎳壓印必須是一項(xiàng)不太增加生產(chǎn)制造成本的創(chuàng)新。
以上這些能惠及整個(gè)模壓全息行業(yè)的十全十美的要求，真的能做到嗎？
蘇州印象長期致力于全環(huán)保生產(chǎn)過程的結(jié)構(gòu)色無墨印刷應(yīng)用技術(shù)研究和推廣工作，并在2019年啟動(dòng)了“無鎳壓印”這項(xiàng)基礎(chǔ)工藝研究工作，經(jīng)過持續(xù)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人輪戰(zhàn)，不斷地研發(fā)資金投入，2020年實(shí)現(xiàn)了飽含光刻膠玻璃版在內(nèi)的全流程無鎳化母版復(fù)制。2021年開始逐步開展無鎳壓印工作板的攻堅(jiān)工作，不斷優(yōu)化工藝線路和工藝配方，初步實(shí)現(xiàn)了無鎳壓印工作板的測試驗(yàn)證工作。2022年始，360度無鎳壓印輥投入實(shí)用測試階段，到目前為止已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了上述十大功能目標(biāo)，從而向著無墨印品全產(chǎn)業(yè)鏈制造安全環(huán)保的目標(biāo)邁進(jìn)了一大步。
▲圖片來自蘇州印象
為了共同推進(jìn)行業(yè)的這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步，盡快破除阻礙模壓印刷產(chǎn)業(yè)推廣的“鎳障”，蘇州印象現(xiàn)面向全行業(yè)征集測試用戶，首批將優(yōu)選邀請5家企業(yè)參與我們應(yīng)用測試工作。讓我們共同推動(dòng)節(jié)能環(huán)保的結(jié)構(gòu)色模壓印刷技術(shù)的發(fā)展，讓我們的天更藍(lán)，水更美，人民更加健康！
▲圖片來自蘇州印象
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