印刷防偽油墨及其防偽技術探討

張紅生

(鄭州啟晨裝潢包裝科技有限責任公司 河南 鄭州 450000)

0 引言

在日益激烈的市場大環(huán)境下，各類盜版、偽造產(chǎn)品越來越多，對正品廠家造成較大沖擊，也對市場經(jīng)濟秩序的維護帶來不利影響。在這種形勢下，各種新型印刷防偽技術層出不窮。其中，印刷油墨作為防偽技術中必備的一環(huán)，有著明顯的發(fā)展優(yōu)勢，不僅可滿足大眾的一線防偽需求，也能滿足專家、有關部門的鑒別、監(jiān)管要求，受到社會的廣泛關注。

1 印刷防偽油墨及技術

我國古時就有在瓷器、字畫上添加印記來防止假冒的做法，在一定時期內(nèi)起到了有效的防偽作用。但隨著科技的發(fā)展，各類印刷新技術的應用，傳統(tǒng)印刷得到了極大的改變，而各種造假手段也越來越讓人防不勝防，不僅擾亂了人們的正常生活，也對國家經(jīng)濟帶來巨大損失。在這種情況下，防偽技術開始作為獨立行業(yè)而獲得發(fā)展[1]。單從印刷技術上來看，防偽技術主要涉及相關的印刷設備、油墨和紙張等，利用多種材質(zhì)和方法實現(xiàn)防偽效果。在眾多防偽技術中，防偽油墨是最重要的技術分支，主要應用于票據(jù)、有價證券和商標包裝等方面的防偽，涉及光學、化學、電磁學、光譜技術等多個學科領域。在具體的技術應用中，除了防偽油墨單獨用于印刷中，還可以將有著不同特性的防偽油墨相混合運用于同一圖文或組合圖文的印刷，使其在不同條件下呈現(xiàn)出不同的防偽效果，或者和特征光譜技術相結(jié)合以提高隱蔽性和破解難度，以及與信息防偽技術相結(jié)合，如二維碼、網(wǎng)絡技術等，開啟萬物互聯(lián)的智能追溯新時代。

2 防偽油墨概述

和普通油墨一樣，防偽油墨同樣由色料、連接料和油墨助劑組成。防偽油墨類型眾多，根據(jù)印刷形式來看，可分為凸印、凹印、絲印、膠印、水性柔印油墨等，根據(jù)承印物種類區(qū)分，有紙張、印鐵、新聞紙、塑料油墨等。按照防偽功能來看，分為熱敏、光敏、濕敏、壓敏、熒光、防涂改、光學可變、磁性防偽油墨等，分別通過不同機制，在外界條件影響下，讓油墨印樣的色彩出現(xiàn)不同變化，達到防偽的目的。一般來說，這類油墨配方、工藝均屬機密，其產(chǎn)品也定點、定時供應，嚴防擴散，以免影響到實際防偽效果。

3 防偽油墨種類

防偽油墨技術涉及多個領域，包括光學、化學、電磁學等，通過不同原理實現(xiàn)防偽目的。根據(jù)防偽等級從低到高，可將防偽油墨分為公眾防偽如光敏、熱敏、壓敏油墨等，應用最廣泛，專業(yè)防偽如熒光、磁性、日光激發(fā)變色油墨等，以及專家級防偽油墨，如紅外上轉(zhuǎn)換編碼、DNA、磁性編碼油墨等。

3.1公眾類防偽油墨

(1)光敏防偽油墨

在光作用下，這類油墨印刷物可由原本的無色顯示出圖案，用手遮擋住全部光線幾秒后，圖案可消失，隨著光線攝入可再次顯現(xiàn)，有著良好的隱蔽性，檢測非常便捷。這里所指的光線包括紫外線、紅外線、太陽光等，也是這類油墨的主要區(qū)分標志。其中，紫外熒光油墨，指在200-400nm紫外光照射下發(fā)出可見熒光的油墨，一般長、中、短波紫外線的激發(fā)波長分別為365nm、313nm和254nm。根據(jù)油墨本身顏色可再細分為有色和無色兩種，有色熒光油墨印刷的圖文可被肉眼看到，而無色熒光油墨所印刷的內(nèi)容則在常規(guī)環(huán)境下不可見，但上述兩種印刷物都可以在紫外線的照射下出現(xiàn)熒光反應，并根據(jù)激發(fā)波長的不同而呈現(xiàn)出不同顏色。在太陽光照射下可發(fā)出400-800nm可見光的油墨[2]，雖然似乎是直接在太陽光作用下產(chǎn)生變色效果，但實際上也是被其中的紫外線照射而出現(xiàn)上述效果。紅外線波長范圍較大，在700-1500nm之間，將對這一范圍內(nèi)光波有不同吸收特性的物質(zhì)加入油墨中，就可以在紅外光照射下顯現(xiàn)出相應的圖文信息。

(2)熱敏防偽油墨

這類油墨可在一定溫度的熱作用下呈現(xiàn)出變色的效果，變色溫度范圍一般在34-100℃，如手溫變色油墨就可以在34-36℃范圍時出現(xiàn)顏色變化。其原理為加熱情況下，油墨中含有的變色化合物可發(fā)生物理或化學變化，繼而導致自身吸光性出現(xiàn)改變，多選擇顯色效果較佳的絲網(wǎng)、凹版和柔性印刷等方式。熱敏防偽油墨由變色顏料、填料、連接料和溶劑組成，其中，變色顏料是最重要的組分，即配制這類油墨的核心基礎，所有熱敏防偽油墨的防偽效果都取決于顏料加熱前后的顏色變化效果。填料是不可缺少的輔材，一般選用耐熱性較強的氧化鋅、二氧化硅、碳酸鈣等所制成的粉末，在一定溫度下對變色顏料起到催化或抑制作用，直接影響油墨的變色效果和性能，還能改善墨層的附著力。連接料可有效的讓顏料和填料均勻的分散開，便于順利轉(zhuǎn)移到承印物上，并提高油墨的附著力和穩(wěn)定性。溶劑則起到調(diào)節(jié)油墨黏稠性、提高印刷適性效果，使油墨干燥時間達到最合適的標準，以保證印刷質(zhì)量。

(3)壓敏防偽油墨

這類油墨會在壓力摩擦下呈現(xiàn)不同顏色。通過加入特殊化學物質(zhì)后，所印刷成的圖文，常規(guī)情況下是一種顏色，或者直接呈隱形狀態(tài)，但當用較硬的東西對其進行摩擦或按壓，使其感受到壓力時，就會由于化學壓力色變機制或者微膠囊破裂而呈現(xiàn)出所泄漏染料的顏色。在印刷時，可按照用戶實際要求選擇不同的顏色，設計不同的隱形標記。

3.2專業(yè)防偽油墨

(1)磁性防偽油墨

這類油墨以磁性粉末材料為主要的功能成分，是最常用的防偽油墨，有著外觀色深、檢測操作方便的特點，在票證防偽上較為普及。一般所用的磁性材料多為四氧化三鐵、氧化鐵，將其加入普通油墨后，再放入填充料、連接料等所需要的添加劑后制成，制作時對顏料形狀、大小要求較高，以達到讓顏料顆粒排列均勻的目的。磁性油墨所印刷的圖文，可使用的檢測設備較廣泛，無論是磁檢測器還是手機，都可以借助專門的程序得到磁信號。

由于磁性顏料吸油量較大，在傳輸性能上較為欠缺，所以，需要在其中加入粒狀氧化鐵類材料，以增強其印刷性能，但因?qū)嶋H制作中不可過多使用氧化類材料，可通過增加油墨用量的辦法來提高信號傳遞效率[3]。除了氧化材料，磁性油墨需要借助高質(zhì)量的連接料，如礦物油、動物油、合成樹脂等制作的連接料，通過合理規(guī)設所占比例來實現(xiàn)其作用。填充料也同樣對顏料用量起到影響作用，合理的填充料使用，可達到降低成本、優(yōu)化性能的目的，此外，磁性油墨還可以通過添加一些附加料，來獲得實際生產(chǎn)所要求的特性。其中較為常用的是磁性光變油墨，可通過磁場來控制顏料的具體位置，以達到光學防偽的目的，常用于支票、鈔票、護照等印刷中。

(2)熒光防偽油墨

這類油墨中所含的防偽功能材料在外來光線照射下，可產(chǎn)生不同波長的熒光，分為短波、長波紫外熒光油墨，紅外發(fā)光、日光激發(fā)變色及磷光油墨等類型，其中，除了磷光油墨外，其他油墨所對應的激發(fā)光線分別為254nm、365nm波長紫外線，980nm波長紅外線和日光，而磷光油墨則是當激發(fā)光停止后，仍會發(fā)出可見光。運用添加能否吸收紅外線防偽材料的油墨進行特殊圖文印刷后，當印刷品置于普通光下，這些特殊圖文標記并不能顯現(xiàn)，而將其置于紅外檢測儀器下時，則根據(jù)油墨對紅外光的吸收特性而呈現(xiàn)出特定的效果，有著極大的防偽特性。不同功能材料被光激發(fā)后會呈現(xiàn)出不同的效果，若將這些材料進行組合，能發(fā)揮更加強大的防偽性能。基于熒光油墨易隱藏、易識別等優(yōu)點，多用于貨幣、證件、藥品等重要物品的防偽。

3.3專家級防偽油墨

該防偽等級油墨，目前最常見的有如下幾種。紅外上轉(zhuǎn)換編碼油墨所印刷的圖文，既可在紅外光線下產(chǎn)生熒光效應，也能在專用檢測儀器探頭照射下獲得多重數(shù)碼的光譜密碼，并可通過該密碼獲得唯一、可辨別的信息。DNA油墨源自動植物DNA，通過運用遺傳工程技術展開萃取、提煉、剪接、合成等一系列處理環(huán)節(jié)，經(jīng)由特殊工藝對其進行強化，再對所得DNA樣本大量復制，將樣本信息混入油墨中制成。DNA油墨有著較強的耐用性，偽造困難，也可通過紅外線判斷真假。磁性編碼油墨中，含有特殊的磁性材料，其所印刷的圖文可通過專用檢測儀器讀取特定磁信號來辨別真?zhèn)?。上述類型油墨的防偽特性和隱蔽性均明顯高于公眾級和專業(yè)級防偽油墨，并需要由特定的儀器設備和專業(yè)技能進行防偽鑒定。

3.4其他

其他類型，還有光學可變防偽油墨、防涂改防偽油墨等。光變油墨利用可發(fā)生光學干涉作用的粉末，制作成多層薄膜，使印記在光線射入角度在90°、30°時呈現(xiàn)出不同的顏色，即當視角呈90°時，印記處于全反射狀態(tài)，呈現(xiàn)為一種顏色，當視角扭轉(zhuǎn)為30°時，第一種顏色被抵消，第二種顏色被強化，這時，人們?nèi)庋鬯姷念伾妥優(yōu)榱说诙N。這一技術非常復雜、昂貴，但也有較好的隱蔽性，很難被破譯，主要在鈔票、有價證券等印刷中，也是針對激光掃描分色機等彩色復制技術可使用的安全油墨。防涂改防偽油墨，可以和涂改專用化學物質(zhì)之間產(chǎn)生顯色化學反應，一般用來印制有價證券底紋，這樣，一旦有不法分子用涂改液修改證券上的字跡時，可導致底紋消失或變色，便于讓人發(fā)現(xiàn)涂改痕跡。

4 結(jié)語

總之，防偽印刷技術發(fā)展是利國利民的重要舉措。作為印刷的主要媒介，油墨防偽實施簡單，成本低，檢驗方便，在國家紙幣、票證、商標防偽中起到重要作用。目前，我國防偽油墨類型和印刷技術已獲得較大發(fā)展，但隨著時代進步，各項新技術出現(xiàn)，盜版印刷現(xiàn)象仍層出不窮。為維護市場穩(wěn)定和消費者利益，仍需要加大防偽技術研發(fā)力度，為國民財富提供保障。