防偽油墨是防偽技術(shù)最為重要的技術(shù)分支之一,涉及的學(xué)科領(lǐng)域很多,例如光學(xué)、化學(xué)、電磁學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光譜技術(shù)、印刷技術(shù)等,屬于一門交叉邊緣學(xué)科。其中化學(xué)防偽材料和技術(shù)是防偽油墨的基礎(chǔ)技術(shù),在研究和應(yīng)用上占據(jù)相當(dāng)重要的地位。油墨防偽技術(shù)是目前票據(jù)防偽、有價(jià)證券和商標(biāo)包裝領(lǐng)域中實(shí)用性非常高的技術(shù),既能滿足大眾的一線防偽識別的要求,也能滿足二線、三線的高級專家、管理部門的鑒別、監(jiān)管的要求。
一、防偽油墨的概念及種類
防偽油墨是指具有防偽作用的油墨,即在油墨連接料中加入特殊性能的防偽材料,經(jīng)過特殊工藝加工而成的特殊油墨,它同樣是由色料、連接料和油墨助劑三部分組成。防偽油墨依賴于油墨中的色料、連接料所具有的特殊功能而起到防偽作用。
防偽油墨按印刷形式可分為凸印、凹印、絲印、膠印和水性柔印油墨等。防偽油墨按承印物不同可分為紙張油墨、印鐵油墨、新聞紙油墨、塑料油墨等。
防偽油墨按其防偽功能分,主要有以下幾種:①熱敏變色防偽油墨,其原理是色料采用顏色隨溫度變化的物質(zhì);②光敏變色防偽油墨,其原理是在油墨中加入光致變色或光激活化合物;③濕敏變色防偽油墨,其原理是在色料加入顏色隨濕度變化的物質(zhì);④壓敏變色防偽油墨,其原理是在油墨中加入壓力致變色的化合物或微膠囊;⑤紫外熒光防偽油墨,其原理是在油墨中加入具有紫外光激發(fā)的可見熒光化合物;⑥紅外熒光防偽油墨,其原理是在油墨中加入具有紅外光線激發(fā)的可見熒光化合物;⑦防涂改防偽油墨,在油墨中加入對涂改用的化學(xué)物質(zhì)具有顯色化學(xué)反映的物質(zhì);⑧視覺變色防偽油墨,色料采用多層干涉光學(xué)碎膜;⑨磁性防偽油墨,其色料采用磁性物質(zhì),如氧化鐵和氧化鐵中摻鈷等。這些防偽油墨的特點(diǎn)是通過實(shí)施不同的外界條件,主要采用光、熱、光譜檢測等形式,來觀察油墨印樣的色彩變化達(dá)到防偽的目的。
二、防偽油墨的類別
1. 紫外熒光防偽油墨
在紫外光(波長200~400μm)照射下,能發(fā)出可見光(波長400~800μm)的特種油墨。按激發(fā)光源的波長不同,又可分為短波紫外光激發(fā)熒光防偽油墨和長波紫外光激發(fā)熒光防偽油墨。通常指的短波紫外光激發(fā)可見紫光防偽印刷油墨,激發(fā)波長為254μm,長波紫外光激發(fā)可見熒光防偽印刷油墨,激發(fā)波長為365μm。
根據(jù)印刷油墨有無顏色分為有色熒光油墨、無色熒光油墨兩種。前者是把具有熒光的化合物加入有色油墨中,后者是加入無色油墨中,前者印刷的圖文肉眼可見,后者則不可見。
紫外熒光油墨的成分主要是熒光粉,常用的熒光材料按其組成分類主要有三種。①有機(jī)熒光材料是具有大共軛體的不飽和分子,多是日光激發(fā),其熒光穩(wěn)定性差,易氧化分解;②由高溫合成的無機(jī)熒光材料,抗輻射好,穩(wěn)定性高,但在油性介質(zhì)中難以分散,合成難度高,耐水性差;③化學(xué)合成的稀土有機(jī)絡(luò)合物為熒光材料,是防偽油墨的主要材料。常用的有機(jī)稀土絡(luò)合物具有制備簡單,在油性介質(zhì)中易分散、溶解、細(xì)化,在可見光下無色,紫外光激發(fā)下表現(xiàn)較強(qiáng)熒光效果。
近幾年我國紫外熒光油墨發(fā)展很快,已研制成功有色(顯形)紫外熒光油墨和無色(隱形)紫外熒光油墨,這些熒光油墨能在特定紫外光照射下,分別發(fā)出紅色熒光、藍(lán)色熒光、黃色熒光和綠色熒光。
發(fā)票上的稅務(wù)章就是用有色紫外熒光油墨印刷的,白天看發(fā)票上的稅務(wù)印章與一般單位印章一樣都是紅色,在黑暗無光的地方用紫光照射發(fā)票時(shí),稅務(wù)章呈現(xiàn)亮紅色,而一般單位的章呈現(xiàn)黑色。
2. 熱敏防偽油墨
熱敏防偽油墨是在溫度作用下,能發(fā)生變色效果的油墨。通常又分為可逆和不可逆熱變色防偽油墨,通常所指的變色溫度為34℃~100℃。根據(jù)變色所需的溫度不同,可以分為手溫變色防偽油墨和高溫變色防偽油墨。手溫變色防偽油墨是指在34℃~36℃溫度下,能發(fā)生變色效果的油墨;高溫變色防偽油墨是指在40℃~100℃甚至更高溫度下,能發(fā)生變色效果的油墨。真正符合用于制作熱變防偽油墨的,必須具備以下條件:變色靈敏度高,在短時(shí)間內(nèi)顯示出鮮明的顏色變化;變色溫度適當(dāng),變色溫度應(yīng)控制在40℃~100℃;穩(wěn)定性好,在不同的氣候條件下,在使用期內(nèi)應(yīng)保證靈敏有效。
?、倏赡嫘蜔嶙兩纻斡湍?赡孀兩瓤梢杂捎袡C(jī)化合物產(chǎn)生,也可由無機(jī)化合物產(chǎn)生。
有機(jī)化合物可逆變色機(jī)理:有機(jī)化合物產(chǎn)生可逆變色是由于隨著溫度的改變,分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,即電子給予體與電子接收體之間發(fā)生了移動(dòng);兩種空間構(gòu)型或兩種晶體結(jié)構(gòu)互變;分子受熱開環(huán)或產(chǎn)生自由基等引起油墨顏色變化。
?、诓豢赡嫘蜔嶂伦兩衔?。不可逆變色化合物是指加熱變色后的顏色在冷卻時(shí)顏色不能復(fù)原的化合物。例如:氯化鈷五氨絡(luò)的二氯化物,它從室溫的粉紅色變到120℃的紫色,170℃的天藍(lán)色,高于230℃的黑色,當(dāng)冷卻到室溫時(shí),它仍然保持相應(yīng)于最高溫度的顏色,用熱致變色的化合物作為色料制作的油墨叫做熱敏防偽油墨,也可叫示溫變色油墨。示溫變色油墨在我國已開始廣泛應(yīng)用,用示溫變色油墨印刷品測試溫度迅速、準(zhǔn)確、簡單,不需任何特殊的輔助儀器,另外操作人員也不需專門訓(xùn)練即可操作。
熱敏防偽油墨檢測方便,適合大眾鑒別,被廣泛應(yīng)用在名牌產(chǎn)品的包裝上,特別是香煙包裝上。缺點(diǎn)是膠印、凸印顯色效果差,運(yùn)用絲網(wǎng)印刷、凹印效果好。
3. 光敏變色防偽油墨
在陽光照射下,油墨由無色變?yōu)橛猩?,但撤去光源后能還原為無色的防偽油墨。這種油墨表面上看是由于陽光作用而變色,實(shí)質(zhì)上也是受紫外光照射而變色的。目前國內(nèi)開發(fā)成功的幾種日光激發(fā)變色防偽油墨,它們的防偽特點(diǎn)是在太陽光下,發(fā)生變色效果,可以從無色變紫、藍(lán)、黃等色,也可以設(shè)計(jì)為從有色到無色變化。
光敏變色油墨的優(yōu)點(diǎn)是鑒別方便,防偽性能好,已廣泛使用。缺點(diǎn)是膠印、凸印效果差。
4.磁性防偽油墨
磁性防偽油墨是采用具有磁性的粉末材料(氧化鐵和氧化鐵中摻鈷等)作為一種功能成分所制作的防偽印刷油墨。它是最常應(yīng)用的防偽油墨,其突出的特點(diǎn)是外觀色深,檢測儀器簡單,多應(yīng)用于票據(jù)、證件等防偽。磁性油墨分特征性和非特征性兩種,所謂特征性磁性油墨是指油墨中磁粉含有特定的磁信號,而非特性磁性油墨是指油墨中磁粉不含有特定的磁信號,僅有磁性而已。
磁性油墨除了銀行和郵政用于磁性油墨字母辨認(rèn)法外,還有閱讀器,亦稱光學(xué)掃描器,是一種利用光學(xué)原理來辨認(rèn)字母符號的設(shè)備。另一個(gè)主要用途是印刷信貸卡片上的磁帶條、購物卡、飯票磁卡、IC卡及參觀卡。磁性油墨用于防偽包裝主要是在包裝的某個(gè)位置用磁性油墨印刷,用特殊手段進(jìn)行檢測,從而達(dá)到防偽的目的,印刷方法一般為平印與凸印。
5. 視覺變色防偽油墨
視覺變色防偽油墨是一種高科技安全防偽油墨,可以使用傳統(tǒng)雕刻凹版方式來印刷,不需要復(fù)雜或額外的檢測設(shè)備來分辨真?zhèn)?,適用于鈔票、商標(biāo)、有價(jià)證券、包裝印刷等。視覺變色防偽油墨有很好的隱蔽性,難以破譯,是針對快速發(fā)展的彩色復(fù)制技術(shù),如激光掃描分色機(jī)和彩色復(fù)印機(jī)等,所開發(fā)出來的安全性油墨。
視覺變色防偽油墨的原理是:當(dāng)視角改變60°時(shí),會產(chǎn)生兩種截然不同的色彩,第一種顏色是全反射時(shí)所見到的,也就是在視角90°時(shí)所見的顏色,當(dāng)扭轉(zhuǎn)60°到視角為30°時(shí),第一種色彩被抵消,第二種色彩被強(qiáng)化。
6. 壓敏防偽油墨
壓敏防偽油墨是指在壓力或磨擦作用下,能出現(xiàn)顏色的油墨。在油墨中加入特殊化學(xué)試劑或變色物質(zhì)而制成。用這種油墨印刷成的有色或隱形圖文,當(dāng)用硬質(zhì)的物件或工具磨擦、按壓時(shí),即發(fā)生化學(xué)的壓力色變或微膠囊破裂染料顯漏而出現(xiàn)顏色(紅、藍(lán)、黑、綠、紫、黃等)??筛鶕?jù)用戶的要求選擇顯示的顏色并設(shè)計(jì)暗記。
7.防涂改防偽油墨
防涂改防偽油墨是指對涂改用的化學(xué)物質(zhì)具有顯色化學(xué)反應(yīng)的油墨。用防涂改油墨印制發(fā)票及一切有價(jià)證券的底紋,當(dāng)遇到消字靈等涂改液時(shí),這些底紋消失或變色從而發(fā)現(xiàn)涂改的痕跡。
防涂改油墨防偽原理:①使用遇到消字靈或其他涂改液就能退色的顏料,如一些鹽基性染料,印刷有價(jià)證券金額欄的底紋。②使用遇到消字靈或其他一些化學(xué)物質(zhì)就能變色的連結(jié)料如聯(lián)苯酚等制作防涂改油墨。用此油墨印刷的支票大寫欄等,一旦遇到消字靈或其他涂改液即變色或顯出“作廢”等字樣。
三、防偽油墨在印刷中需注意的問題
1. 許多防偽油墨都是無色油墨,即在印刷品上呈無色或白色狀態(tài),因此,在印刷此類油墨前,必須將墨輥、墨斗、墨刀清洗干凈,以免印品產(chǎn)生印跡,影響防偽效果。
2. 許多防偽油墨的耐醇性不好,如熒光、熱敏油墨等,因此,在采用此類油墨時(shí),最好不采用酒精潤版方式。
3. 受原材料特性的限制,許多防偽油墨在膠印中,墨性會差于普通油墨,因此,在印刷中需少加勤加,加強(qiáng)產(chǎn)品檢查,以防止墨色差異影響產(chǎn)品質(zhì)量和防偽效果。
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