光學(xué)變色防偽油墨的應(yīng)用與發(fā)展

文 王聰聰

光學(xué)變色防偽油墨的應(yīng)用與發(fā)展

文 王聰聰

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，防偽油墨技術(shù)在人們的生活和各行各業(yè)中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。目前，國(guó)內(nèi)防偽油墨被廣泛的應(yīng)用于高檔商品防偽包裝，便于消費(fèi)者分辨產(chǎn)品的真?zhèn)?。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，防偽技術(shù)與光學(xué)變色油墨結(jié)合創(chuàng)造了一個(gè)更好的防偽技術(shù)—光學(xué)變色防偽油墨技術(shù)。光學(xué)變色防偽油墨的應(yīng)用，不僅是科技時(shí)代的挑戰(zhàn)，同時(shí)也是融合發(fā)展的契機(jī)。

光學(xué)變色防偽油墨的概述

光學(xué)變色油墨是利用油墨中的光變顏料對(duì)光的反射、折射等呈色的防偽油墨。光學(xué)變色油墨屬于反射型油墨，產(chǎn)生于20世紀(jì)90年代。由于光學(xué)變色油墨具有特定的珠光效應(yīng)和金屬效應(yīng)，即使是高分辨的電子掃描儀掃描效果不理想，一般的彩色復(fù)印機(jī)不能復(fù)制，所以光學(xué)變色油墨具有有效的防偽性。當(dāng)觀察者以0°為視角正視以及60°斜視角度下觀察時(shí)，由光變油墨印刷的圖文信息，將呈現(xiàn)出品紅-藍(lán)、綠-藍(lán)、青-綠等一對(duì)不同的色彩。

光學(xué)變色防偽油墨能夠通過(guò)自身傳遞某種特定的色彩信息或者是依賴于外界光源的刺激而呈色的目的。光學(xué)變色防偽油墨發(fā)光變色機(jī)理是由光學(xué)性材料決定的。光學(xué)材料不同，發(fā)光機(jī)理也不同。目前采用的光學(xué)材料主要有熒光材料、蓄光材料、反光材料、磷光材料、自發(fā)光材料和光干涉發(fā)光材料。

光學(xué)防偽變色油墨的特點(diǎn)及種類

光干涉變色防偽油墨

光干涉顏料是光干涉變色防偽油墨的主要組成成分。光干涉顏料準(zhǔn)確運(yùn)用光干涉技術(shù)控制顏色的變化，由光干涉結(jié)構(gòu)的光學(xué)薄膜經(jīng)過(guò)粉碎、分級(jí)、表面處理等一系列的顏料化處理后生成。光干涉顏料添加到普通的油墨中可以調(diào)配成防偽印刷所需的光干涉變色油墨。這種光干涉變色防偽油墨不僅能保持原有光學(xué)薄膜的所有光學(xué)特性，而且當(dāng)光線入射角和觀察角度不同，每片材料都會(huì)像鏡面一樣反射出五彩繽紛的色彩。如圖1所示，100元人民幣正面左下方“100”字樣與票面垂直角度觀察為綠色，傾斜一定角度變藍(lán)色。

圖1 100元人民幣光干涉變色防偽油墨

光干涉變色防偽油墨具有良好的防偽效果的主要原因包括三方面：首先，光干涉變色防偽油墨的印刷制品所具有的動(dòng)態(tài)變色效果不能用彩色復(fù)印機(jī)、高清晰度掃描儀及其他的設(shè)備進(jìn)行復(fù)制。其次，光干涉變色防偽油墨多層薄膜的厚度不容易進(jìn)行控制，薄膜的轉(zhuǎn)移技術(shù)也難以進(jìn)行掌握。此外，由于光干涉變色防偽油墨在印刷時(shí)必須印在承印物上的油墨中的每個(gè)光變薄膜片平行排列，并且浮在連接料表面，采用了特殊的連接料和溶劑難以進(jìn)行仿制。

熒光防偽油墨

熒光顏料是熒光油墨的主要防偽成分，它屬功能性發(fā)光顏料。這類顏料在外來(lái)光的照射下，能夠吸收一定形態(tài)的能量，能量激發(fā)產(chǎn)生光子，以低可見光的形式釋放出吸收的能量，產(chǎn)生不同色相的熒光現(xiàn)象。熒光顏料與高分子樹脂連接料、助劑和溶劑復(fù)合，再經(jīng)研磨后制得熒光油墨。熒光油墨是目前防偽包裝印刷中得以廣泛應(yīng)用的防偽油墨之一。它主要適用于紙幣、證件以及高級(jí)煙、酒、公文、藥品、有價(jià)證券食品、化妝品等高級(jí)商品的防偽包裝印刷。如圖2所示，100元人民幣背面主景上方橢圓形圖案中的紅色紋線采用有色熒光油墨，在特定波長(zhǎng)的紫外光下顯現(xiàn)明亮的桔紅色。

圖2 100元人民幣背面主景

蓄光和磷光化學(xué)防偽油墨

1.蓄光油墨

蓄光油墨是由具有磷光體效果的某些硫化鋅/銅熒光物、硫化鈣/鉍熒光物蓄光顏料與高分子樹脂連接料、助劑和溶劑經(jīng)混合后制得的油墨。由于蓄光物是由晶體發(fā)光，加壓會(huì)使晶體破裂并降低發(fā)光度，所以不能應(yīng)用滾磨等加工工藝，只能通過(guò)熒光物與連接料、助劑和溶劑混合。

2.磷光油墨

磷光油墨是由含有少量不純物的硫化鋅，如硫化鋅鎘的磷光顏料與透明的連接料混合的油墨。磷光油墨的連接料必須要是透明的，以確保透射紫外光。該顏料耐堿、耐酸性能差，因此要求使用如環(huán)己酮樹脂、纖維酯和醚的中性樹脂。除此之外，磷光油墨不應(yīng)加重金屬、干燥劑和干性油等，它們的存在會(huì)破壞顏料的性能。磷光油墨的防偽原理是油墨吸收投射的光線，在一定的時(shí)間內(nèi)以一定波長(zhǎng)的光線將其發(fā)射回去。

光學(xué)變色防偽油墨的印刷工藝

光學(xué)變色防偽油墨的印刷工藝

1.印刷方式

光學(xué)變色油墨主要采取絲網(wǎng)印刷方式和凹版印刷方式。

由于絲網(wǎng)印刷能夠滿足某些特殊要求，受到光變防偽設(shè)計(jì)者的青睞。絲網(wǎng)印刷主要具有兩方面的優(yōu)勢(shì)：一是印刷適應(yīng)性強(qiáng)，既可在平面、曲面、球面印刷，又可在硬物、軟物上印刷。不受承印物的類型限制，防偽設(shè)計(jì)者可以將防偽標(biāo)志設(shè)計(jì)于印刷品的任意位置。二是墨層厚實(shí)，印刷制品立體感強(qiáng)，質(zhì)感豐富，可達(dá)到強(qiáng)烈的光變效果。

凹版印刷制品具有顏色鮮艷、墨層厚實(shí)、色調(diào)濃厚、階調(diào)豐富、印版耐印率高、印刷質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，在防偽包裝中具有重要應(yīng)用。凹版印刷的印刷圖文部分凹陷程度則隨著圖像深淺不同而變化，在制版時(shí)墨坑的深淺隨著印刷的線條的粗細(xì)及油墨的濃淡變化，不易被模仿和偽造。因此，現(xiàn)在世界各國(guó)的普遍采用凹版印刷，這種印版的著墨部位是凹下去的，凹紋內(nèi)的油墨在強(qiáng)大的壓力下直接轉(zhuǎn)到紙上，油墨在紙張上呈現(xiàn)立體狀態(tài)，用手觸摸會(huì)產(chǎn)生高低不平的感覺。

2.印刷工序

光學(xué)變色油墨的遮蓋力較弱，印刷在白色基材上的油墨變色效果不理想。因此，在印刷時(shí)一般先印深色的黑色或墨綠色油墨作為底色。因?yàn)楣鈱W(xué)變色防偽油墨的特殊性及其昂貴的價(jià)格，光學(xué)變色防偽油墨往往安排在最后一道工序，避免其余顏色的遮蓋，以確保其光敏感性。由于其較高的價(jià)格，往往不會(huì)大面積進(jìn)行光變防偽印刷。

3.光變油墨的調(diào)配

光變油墨調(diào)配過(guò)程中，可以加入適量的干涉珠光粉，與光變油墨混合調(diào)配，可以改變光變油墨的色彩、色濃度，還能提高防偽性能。光變油墨在普通油墨進(jìn)行混合調(diào)配時(shí)，容易降低油墨的光變效果。因此，盡量不要與普通油墨進(jìn)行混合調(diào)配，除非變色粉無(wú)法達(dá)到所要求的色相。

印刷中的常見問題及解決方法

由于變色粉與干涉珠光粉的質(zhì)量大、顆粒粗，生產(chǎn)的光學(xué)變色防偽油墨容易出現(xiàn)分層沉淀現(xiàn)象。因此在使用光變油墨時(shí)，為保證色相及效果一致，可以先將其攪拌均勻。此外，在印刷過(guò)程中，由于印刷速度快，上機(jī)油墨粘度低，油墨連結(jié)料不斷減少，變色粉被包裹的越來(lái)越不充分，容易析出沉淀現(xiàn)象，造成前后印刷色相差別，并極易形成條狀刀線或印刷線狀。解決此問題時(shí)可以在印刷機(jī)器墨槽內(nèi)放置攪墨棒，讓油墨流動(dòng)循環(huán)起來(lái)或者安裝油墨循環(huán)泵。

在凹版印刷過(guò)程中，大面積印刷光學(xué)變色防偽油墨容易出現(xiàn)針孔現(xiàn)象。為此，技術(shù)人員可調(diào)整油墨中軟硬樹脂的搭配比例，或調(diào)整混合溶劑揮發(fā)梯度解決此問題。在絲網(wǎng)印刷過(guò)程中容易出現(xiàn)流平性差和氣泡現(xiàn)象。為此，技術(shù)人員可加入少量消泡劑和定向排布劑進(jìn)行調(diào)整。此外，光變油墨的印刷墨層比較厚，干燥速度慢，因此可以適當(dāng)調(diào)整紙張和印刷環(huán)境的濕度、溫度。

印后加工

為避免光學(xué)變色油墨印刷品出現(xiàn)褪色、變色、光變顯色效果弱的現(xiàn)象，印后加工一般不再進(jìn)行上光涂布工藝，也不采用覆膜裝飾工藝?？刹捎梅雷贤饩€的光油進(jìn)行涂布保護(hù)膜層，增強(qiáng)印刷制品的耐曬、耐磨和防止掉色的功效。

防偽油墨在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用

光學(xué)變色油墨是目前最有效的高科技防偽油墨之一，具有適用范圍廣、無(wú)毒、無(wú)輻射、使用方法簡(jiǎn)單、持久性好、便于識(shí)別等優(yōu)點(diǎn)，是世界上公認(rèn)的防偽性很高的安全性油墨。隨著人們對(duì)于環(huán)保的要求的提高，光學(xué)變色油墨已經(jīng)從苯酮類溶劑轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)保型的醇酯類溶劑，并朝著水性和UV油墨的方面發(fā)展。國(guó)內(nèi)光學(xué)變色防偽油墨的發(fā)展呈現(xiàn)出一種多元化的趨勢(shì)，在原有的光學(xué)變色油墨的基礎(chǔ)上，融入其他的油墨防偽技術(shù)。另外，我們應(yīng)積極學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的油墨防偽技術(shù)，在國(guó)內(nèi)已有的技術(shù)的基礎(chǔ)上吸取國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大光學(xué)變色防偽油墨發(fā)展空間。

（作者單位 曲阜師范大學(xué)）