3第三章 油墨防偽

第一節(jié)印刷油墨防偽技術概述第二節(jié)磁性油墨防偽技術及應用第三節(jié)反應變色油墨防偽技術及應用第四節(jié)熒光油墨和磷光油墨第五節(jié)干涉型光變油墨防偽技術及應用

第三章防偽印刷油墨油墨防偽技術作為防偽技術中重要的技術分支，它涉及的學科領域很多，如光學、化學、電磁學、計算機技術、光譜技術、印刷技術、包裝技術等。具有良好的發(fā)展態(tài)勢，應用范圍日益廣泛，并且?guī)矸浅：玫慕洕б婧蜕鐣б?。一防偽油墨和油墨防偽技術的概念第一節(jié)防偽印刷油墨概述防偽油墨是指具有防偽功能的油墨，它之所以能防偽，是利用油墨中有特殊功能的色料和連結料來防偽的。防偽油墨的配方、工藝均屬機密，應嚴加管理；它的產品也應定點、定時供應給指定的廠家，設專人、專門的印刷機使用，嚴防擴散。油墨防偽技術是指通過采用防偽油墨進行防偽的印刷技術，具體實施主要以油墨印刷方式印在票證、產品商標和包裝上；通過實施不同的外界條件（主要采用光、熱、光譜檢測等形式）觀察油墨印樣的色彩變化來實現(xiàn)防偽功能。這類防偽技術具有實施簡單、成本低、隱蔽性好、色彩鮮艷、檢驗方便（甚至手溫可改變顏色）、重現(xiàn)性強等特點。一般情況下，防偽油墨按照其防偽的原理和機理進行分類和命名，常用的防偽油墨有：磁性防偽油墨、熒光油墨、磷光油墨、反應變色油墨、防涂改油墨、紅外油墨、紫外激發(fā)熒光油墨、光學變色油墨等。二防偽油墨的種類隨著防偽油墨的不斷開發(fā)應用，市場上出現(xiàn)的防偽油墨也越來越多，如：香味油墨、導電油墨、無光澤油墨、電子輻射油墨、金屬蝕刻油墨、隱形防偽油墨、多功能綜合防偽油墨等。三防偽油墨的特點（1）實施方便、成本低廉。化學標記物質

（2）色彩鮮艷。不會影響其原稿圖文色彩的表現(xiàn)（3）隱蔽性較好。

（4）不需要大型檢驗設備，容易鑒別。紫外熒光、熱致變色1防偽油墨在線使用將印刷機械直接安排在包裝生產線上，防偽油墨可以自己調配（如：根據不同的日期、不同的產品，可以采用不同的配方）。這樣可以保證油墨配方的安全性，也避免油墨配方“流入他人之手”的弊端。四防偽油墨的一般使用方法油墨在線使用事實上是企業(yè)掌握了油墨的配方秘訣，從而達到防偽的目的。實際上在所有的防偽方法中，秘訣防偽是最可靠的一種。2防偽油墨的復合使用

復合使用防偽油墨，可以延長防偽油墨使用的壽命（即延長時效性），同時提供更好的防偽效果。復合使用防偽油墨主要有兩種方法：(1)將兩種或兩種以上的防偽油墨復合使用，結合油墨各自的特點，形成新的防偽油墨。

(2)將字符或圖案用兩種或兩種以上的防偽油墨印刷。如印制像條形碼一樣的圖案，可以用磁性防偽油墨印刷圖案的條，而用隱形防偽油墨印刷圖案的空白部分。這樣就提高了防偽效果如果能將這種復合方法在線使用，則會收到更好的防偽效果。油墨防偽技術在票證防偽及其商標、包裝防偽領域中具有很好的適應性，既能滿足大眾的一線防偽識別的要求，也能滿足高級專家、管理部門的二線、三線鑒別、監(jiān)管的要求。油墨防偽技術的發(fā)展趨勢可以概括為：四油墨防偽技術的發(fā)展趨勢1在防偽手段和防偽油墨的應用方面要加強綜合防偽和多功能防偽技術的研制和生產，將油墨防偽技術與其它防偽技術相結合起來應用于防偽包裝和防偽印刷，以達到更高檔次的防偽目的。2在防偽油墨的生產方面

要不斷開發(fā)研制新材料、新工藝，制造更高檔次的防偽油墨。目前主要的發(fā)展重點有：①在凹印防偽油墨方面：以提高生產效率、降低成本、加強環(huán)保及提高凹印凸起的手感為目標。在光變油墨方面：以提高光變效果、降低成本為目標。在熱敏防偽油墨方面：以提高熱敏材料的性能和變色靈敏度為目標。在紫外激光熒光油墨方面：在開發(fā)油墨的同時開發(fā)檢測儀器及相關技術，以提高其機讀的可靠性。在紅外油墨方面：以開發(fā)獨特的紅外透明、紅外吸收材料為目標。第三章第二節(jié)磁性油墨防偽技術及應用優(yōu)點：具體專家防偽特性，能被機器加以快速識別。磁性油墨的顏料采用磁性物質，應用磁檢測儀可以檢出磁信號，譯碼后可以進行識別磁性油墨防偽的技術要求：磁性顏料為小于微米級的針狀結晶體，其大小和形狀在磁場中可以很容易的均勻排列，以準確實現(xiàn)譯碼和識別。一磁性油墨防偽技術的防偽原理磁性防偽油墨是在油墨中添加磁性物質制成的。磁性油墨的基本構成與一般油墨相同，即由顏料、連結料、填充料、附加料和添加劑組成。磁性油墨所用的顏料不是普通的顏料，而是強磁性材料（磁粉）。二磁性油墨的組成磁粉是磁性油墨的核心部分，是決定磁性油墨質量的主要因素。作為磁性油墨顏料的強磁性材料主要有四氧化三鐵（Fe3O4）、氧化鐵（Fe2O3）、鎳（Ni）或氧化鐵+鈷等。影響磁性油墨磁性的因素主要有：顏料的磁性、油墨中磁性顏料的含量、印刷墨層的厚度等。磁性油墨突出的特點是：外觀顏色較深、檢測簡單。磁性防偽油墨印刷的圖案和標識，用磁檢測器可檢出磁信號；磁性防偽油墨印刷的密碼等信息，可用解碼器讀出。三磁性油墨的特點磁性油墨首先在銀行和郵政的業(yè)務中使用，使用的目的并不是用于防偽，而是用于銀行對票據的自動處理、郵局對信件的自動分揀隨著磁性油墨的不斷發(fā)展，尤其是磁性防偽油墨的不斷研發(fā)和推廣應用，磁性油墨的防偽功能越來越顯著，種類也越來越多。

四、磁性油墨防偽技術的應用磁性油墨防偽技術在很多領域都得到了應用：資料登記表、支票上的符號與字母等。票證的防偽印刷，如車票、月票、印花、銀行存折、身份證等均可采用磁卡形式。鈔票的印刷。如第四、五套人民幣各種券別號碼都采用磁性油墨印刷。各類證書的印刷。價目標識卡上采用磁性膜。信貸卡。第三章第三節(jié)反應變色油墨防偽技術及應用反應變色油墨——熱敏油墨顏色變化示意圖

一反應變色油墨的定義指在油墨中加入各種化學物質，在一定條件下（如熱、濕度、壓力等）能發(fā)生各種化學反應，從而使油墨改變顏色，達到防偽目的反應變色油墨主要有熱敏變色油墨、光敏變色油墨（如“熒光油墨”即是光敏變色油墨的一種）、濕敏變色油墨、壓敏變色油墨等這里簡要介紹濕敏變色油墨和壓敏變色油墨，重點介紹熱敏變色油墨防偽技術。二濕敏變色油墨和壓敏變色油墨1

濕敏變色油墨在外界濕度變化的條件下，顏色發(fā)生改變的油墨稱為濕敏變色油墨。濕敏變色油墨是在色料中加入隨濕度變化而變化顏色的物質而制成的。其特點是濕度變化，顏色隨之改變。該油墨一般有可逆、不可逆兩種?？赡嫦湍旱嗡箢伾捎猩?yōu)闊o色，水份揮發(fā)后恢復原色，顏色有白-無。如底下為彩色圖案，那么遇水后從白色變?yōu)椴噬珗D案。(多用于雨傘和兒童畫冊上)可逆顯色油墨：印刷后表面本身無色，遇水后顯出圖案，水干后又變回無色狀態(tài)。(用于雨傘上)不可逆濕敏擴散：顏色有紅、黃、藍、綠、黑，用濕敏油墨承印的圖案或文字，遇到水后會逐漸滲透擴散，圖案或文字變?yōu)槟：隣顟B(tài)，水干燥后擴散的顏色不會復原成原有的圖案，用濕敏油墨承印的標識檢測后，標識不能重復利用。用于檢測手機電池、電子產品等產品是否遇水，只能印在紙張上。2

壓敏變色油墨在壓力、磨擦作用下，能出現(xiàn)顏色變化的油墨稱為壓敏變色油墨。壓敏變色油墨是在油墨中加入特殊化學試劑或含變色物質的微膠囊制成。

這種油墨印刷的有色或隱形圖文，當用硬質的物件或工具摩擦、按壓時，即發(fā)生化學色變或微膠囊破裂染料顯漏而出現(xiàn)顏色（紅、藍、黑、綠、紫、黃等）?？筛鶕脩舻囊筮x擇顯示的顏色，同時可以設計暗記三熱敏變色油墨早在20世紀30年代，人們就開始研究變色涂料，主要用于熱敏紙及蒸煮指示劑。20世紀50年代末期，一些熱敏材料被發(fā)現(xiàn)，結合油墨制造技術形成新型的熱敏油墨，并在印刷領域得到廣泛的應用。三熱敏變色油墨1熱敏變色油墨的定義和分類。熱敏變色油墨，是指在外界溫度變化的條件下顏色發(fā)生改變的油墨。熱敏變色的原理是在加熱情況下使變色化合物發(fā)生物理變化或化學變化而帶來自身的吸光性變化按變色所需溫度的不同，熱敏變色油墨可分為手溫變色防偽油墨（溫度在34—36℃之間）和高溫變色防偽油墨（溫度一般在40—60℃甚至更高）按變色方式，可分為不可逆熱敏變色油墨和可逆熱敏變色油墨。（1）不可逆熱敏變色油墨—有顯色、變色二種。顯色不可逆溫變油墨外觀無色，經受熱后呈現(xiàn)顏色，降溫后顏色不再恢復為無色；變色不可逆油墨受熱后由原有顏色變?yōu)榱硪环N顏色，降溫后顏色不再恢復為原色。（2）可逆熱敏變色油墨—可逆熱敏變色油墨有顯色、消色、變色三種顯色可逆溫變油墨外觀無色，受熱后呈現(xiàn)顏色，降溫后顏色消失可恢復為無色；消色可逆熱敏油墨原有顏色受熱后顏色消失變?yōu)闊o色，降溫后可恢復原有顏色；變色可逆溫變油墨原有顏色受熱后變?yōu)榱硪环N顏色，降溫后可恢復原有顏色。2熱敏變色油墨的組成熱敏變色油墨的主要組分包括變色顏料、填料和連結料。另外，溶劑的選擇也非常重要。（1）變色顏料變色顏料是熱敏變色油墨的重要組成部分，也是配制熱敏變色油墨的核心與基礎。油墨的顏色變化，主要取決于變色顏料，而在防偽印刷中，其防偽機理就是通過變色油墨中變色顏料加熱前后出現(xiàn)的顏色變化來辨別真?zhèn)巍?/p>

一般而言，作為熱敏變色油墨的變色顏料，必須滿足以下幾點要求：對熱作用要敏感，在常溫下有固定明顯的顏色（或無色），當達到預定溫度時變色要迅速。有明顯的變色界限，且變色溫度區(qū)間要窄，變色前后色差要大。除溫度影響外，受外界環(huán)境影響要小。在光照、潮濕氣候條件下性能穩(wěn)定，不分解、不退色印刷性能好。如顏色、著色力、干燥速度、遮蓋力、耐光性、耐熱性、耐酸堿性、滲透性等變色溫度合適，檢驗方便。3熱敏變色油墨的印刷工藝及應用理論上講，熱敏變色油墨可采用多種印刷工藝和技術，但凸版印刷和平版膠印的顯色效果較差，因此目前大多采用絲網印刷、凹版印刷和柔性版印刷。熱敏防偽油墨檢測方便，適合大眾識別，被廣泛應用于有價證券、商品包裝和標簽上;如票據等有價證券，香煙盒、酒盒等各類包裝紙盒，金屬包裝容器成型后的噴墨印刷，金屬薄板和啤酒標簽的平版膠印等。如圖所示為熱敏油墨的應用實例：左圖：“牛欄山二鍋頭”瓶蓋中商標上方的“BEIJING”漢語拼音采用溫變油墨印刷，常溫下為黑色，高溫烘烤時變?yōu)闊o色，溫度恢復倒常溫時又變?yōu)楹谏?。右圖：“紅星二鍋頭”瓶蓋頂部有前門樓圖案，前門樓黑色部分用可逆溫變防偽技術，加溫可用明火燒烤后黑色消失變?yōu)闊o色，溫度降低后黑色恢復正常。底色溫變型圖案溫變型熒光油墨和磷光油墨都屬于光學變色防偽油墨。光學變色防偽油墨是指在具有一定波長的光波的照射下發(fā)生顏色變化現(xiàn)象的功能性油墨;如由一種顏色變?yōu)榱硪环N顏色，或由無色變?yōu)槟撤N顏色的油墨。不同的發(fā)光材料，其發(fā)光變色機理不同。第四節(jié)熒光油墨和磷光油墨無色熒光纖維無色熒光油墨印刷圖案包含特種標記，用激光激發(fā)可見，可供機讀一熒光油墨熒光油墨由熒光材料溶于相應的樹脂而制成，其主要防偽成分是熒光顏料。熒光顏料是發(fā)光材料的一種，該物質在陽光的照射下吸收太陽光輻射的能量儲存起來，然后以熱的形式表現(xiàn)出來，或者發(fā)生光化學反應，或者能量以可見光的形式散發(fā)出來。1熒光油墨的定義指紫外線激發(fā)熒光防偽油墨，即在紫外光（200～400nm）照射下，能發(fā)出可見光（400～800nm）的特種油墨。不同的配方可以得到不同的熒光油墨，如在油墨中加入具有紫外線激發(fā)的可見熒光化合物，得到的熒光油墨在紫外光線照射下可發(fā)出紅、黃、藍可見光。此外，還有紅外線熒光油墨，也稱為紅外線防偽油墨，即在油墨中加入具有紅外線激發(fā)的可見熒光化合物，在紅外燈照射下可發(fā)出綠色可見光。61應用在紙幣防偽上的紅外油墨已相當普遍，但主要是隱形紅外油墨有紅外激發(fā)、紅外覆蓋及紅外透明油墨等。62隱形紅外激發(fā)油墨（反斯托克斯油墨）：正常狀態(tài)下，隱形，經980nm的紅外光激發(fā)而發(fā)出可見光，可以呈現(xiàn)綠、蘭、黃等不同顏色;它含有稀土元素，這一類油墨可以吸收多個低能量的長波輻射，經多光子加和后發(fā)出高能的短波輻射，從而可使人眼看不見的紅外光變?yōu)榭梢姽?，所以又稱紅外轉換材料。63隱形紅外激發(fā)油墨（反斯托克斯油墨）：這種從長波長(較低能量)光子激發(fā)而得到短波長(較高能量)光子的現(xiàn)象稱為反斯托克發(fā)光。因此這種油墨也稱為反斯托克斯油墨。用紅外發(fā)光材料加入相應的連接料經特種工藝研制的防偽油墨，外觀無色，經980nm的紅外光激發(fā)而發(fā)出可見光，保密性強，技術含量高，屬一類防偽技術產品。64西班牙200比塞塔上的應用65662.紅外覆蓋油墨：常態(tài)下為深色，通過紅外成像設備，可以看到覆蓋油墨下面的圖形或文字。奧地利于2010年發(fā)行了一款“克里姆特”600的測試鈔,（左側為普通攝影；右側為紅外攝影）673.紅外透明油墨印刷后表面為純黑色，肉眼和可見光透不過去，只有紅外線才能透得過去，所以必須要在紅外攝像頭下才會變成透明色，從而看到該油墨后面的那層圖案或文字通過紅外成像設備，可看到印品一部分而另一部分看不見。這樣的例鈔非常多，幾乎90%的紙幣都有此項功能68西班牙1000比塞塔692熒光油墨的組成熒光油墨是用熒光顏料與高分子樹脂連結料、溶劑和助劑等調配研磨制成的。（1）熒光油墨的顏料根據分子結構的不同，熒光顏料可分為無機熒光顏料和有機熒光顏料兩大類。（2）樹脂連結料樹脂連結料必須具備以下幾方面的特點：具有較高的軟化點。有良好的耐化學藥品性能。顏色透明、無毒。易于合成及粉碎。3熒光油墨的分類常用的熒光油墨有紫外線激發(fā)熒光防偽油墨和紅外線防偽油墨。按照激發(fā)光源的波長不同，紫外線激發(fā)熒光防偽油墨又可分為短波紫外線激發(fā)熒光油墨(激發(fā)波長為254nm)和長波紫外線激發(fā)熒光油墨(激發(fā)波長為365nm)。73743熒光油墨的分類按照顏色的變化又分為無色、有色、變色三種，在紫外光照射下，無色可顯示紅、黃、綠、藍等顏色，有色可使原有顏色更亮，變色可使一種顏色變成另一種顏色。4熒光油墨在防偽領域的應用熒光油墨可以采用凹印、柔性版印刷以及絲網印刷等印刷方式。熒光油墨適用于紙張類和乙烯類薄膜等印刷。紙張用熒光油墨有氧化干燥型和蒸發(fā)干燥型，乙烯薄膜用熒光油墨一般為蒸發(fā)干燥型。4熒光油墨在防偽領域的應用熒光油墨印刷品在紫外線（紫外熒光油墨）或紅外線（紅外熒光油墨）作用下，可發(fā)出閃閃熒光，有條件的廠家可以自行配制熒光油墨，增加防偽效果。熒光油墨是現(xiàn)代防偽印刷和防偽包裝中應用比較廣泛的化學防偽油墨之一，技術含量高，不易仿制，具有較強的防偽能力，適用于公文、有價證券、證件和高檔煙、酒、食品、藥品、化妝品等名牌商品的防偽印刷和防偽包裝。人民幣、銀行票據、稅務發(fā)票都使用該技術。磷光油墨是在油墨中加入硫化鋅而制成的，其特點是可以吸收照射到其上的光線，并在一個相當時間內再以一定波長的光線發(fā)射出來。一般而言，磷光油墨連結料要透明，可透過紫外線，樹脂為中性。二磷光油墨這種油墨具有非常好的耐用性，特別適用于證券的快速可靠的自動檢測、印刷時的質量檢測。在實際應用中，磷光油墨可以單獨使用，也可以與熒光油墨相混合使用。如果將熒光油墨與磷光油墨混合使用，可以在一定程度上增加防偽效果第五節(jié)干涉型光變油墨防偽技術及應用

100元人民幣采用光變油墨面額數(shù)字標記，正面左下方“100”字樣，與票面垂直角度觀察為綠色，傾斜一定角度則變?yōu)樗{色；50元人民幣采用光變油墨面額數(shù)字標記，正面左下方“50”字樣，與票面垂直角度觀察為金色，傾斜一定角度則變?yōu)榫G色。干涉型光變油墨是現(xiàn)代防偽油墨中最復雜的一種，也是現(xiàn)今流行的高科技防偽產品，這種油墨首先由美國、加拿大、瑞士等國研制和應用，是一種新型防偽油墨，價格昂貴。也稱為光干涉變色油墨、干涉型光變油墨，簡稱為光變油墨，是在油墨中加入微小的多層鍍膜（光干涉變色顏料），印出的圖案花紋從不同角度觀察時呈現(xiàn)不同色彩的油墨。光變油墨的光學變色效果是由油墨中的光干涉變色顏料產生的。光干涉變色顏料的主要成分就是具有特定光譜特性的光學變色薄膜碎片。

一、干涉型光變油墨的防偽原理目前較理想的光干涉顏料膜由5層對稱式結構組成，膜厚1μm左右，中間是不透明的反射層，兩邊是對稱的透明無色介質層和半透明金屬層，膜片兩面都具有同樣的干涉色。改變透明介質層的厚度，能改變膜系的顏色，以獲得各種顏色的光干涉顏料。光學變色顏料是在高真空條件下，按特定顏色膜系結構的設計要求，將多種不同折射率的材料依次淀積在同一載體上，形成具有特定光譜特征的光學變色薄膜，再經粉碎等一系列顏料化處理后制成的，添加特殊的連結料和助劑制成油墨。這種油墨印在承印物上，光學變色膜片會平行排列且上浮墨層表面，保持了光學變色薄膜的變色特性。為保證膜層的均勻性和致密性，必須嚴格控制蒸發(fā)速度的一致性；為了控制膜系的顏色指標，必須將膜層厚度的誤差控制在埃(1埃＝10-1nm)的范圍內，使其具有可見光學薄膜的精密性和特殊性；膜系設計在滿足光譜要求的前提下，膜層數(shù)應盡可能少，以降低生產成本。膜層厚度滿足特色光的干涉需要：消色-增色條件，在多色復合光（如白光）照射下，其反射光顏色隨著觀察角度的改變而發(fā)生變化。目前應用與實例光學變色油墨光變油墨應用于貨幣光變油墨應用于證件類光變油墨