可逆温变转色防伪油墨的调配及丝印技巧

文 吕勇 宋词



可逆温变转色防伪油墨的调配及丝印技巧

文 吕勇 宋词

随着电子商务的迅猛发展，很多商品的市场竞争空前激烈，这之中有不少的不法分子利用各种方式来制造假冒伪劣产品，从中赚取暴利，这严重坑害了广大消费者，损害了市场经济的竞争秩序，同时也对生产环节和创新机制造成了巨大影响。比如，来自2015年4月美国跟踪假冒产品公司NetNames估算，称淘宝销售的商品中仍有20%-80%为假货，给淘宝网和产品生产制造商都带来了无穷的困扰。商品的防伪迫在眉睫，在要求人们提高自身的防伪意识的同时，要大力发展更快速、方便、准确的新型防伪技术来针对假冒伪劣产品。油墨防伪，具有识别简单，不受时间、场合限制，且大多情况下不需要借助仪器就可以识别，同时由于用量少、使用成本较低，使得油墨防伪作为一种包装的常用防伪方式，应用得越来越广泛。

可逆温变转色油墨，是一类当达到某一特定温度范围时，材料的颜色就会发生改变，当温度恢复到原始温度后，颜色又能恢复的特种防伪油墨。可逆温变转色油墨识别简单，不受时间、场合限制，不需要借助额外仪器，就能用人眼清晰看到变色效果，再加上使用成本低，在众多的防伪油墨中具有不可比拟的优势。本文从可逆温变转色油墨种类及优缺点出发，对市场上常见的有机类温变转色油墨的调配及丝网印刷工艺技巧进行探讨。

可逆温变转色油墨种类及优缺点

可逆温变转色油墨，可分为无机、液晶、有机三大类。无机类温变转色油墨，其颜料主要是重金属盐类，本身有较强的毒性，同时温变转色的温度较高（一般要求在100℃以上），能耗较高，鉴别也不方便。无机类可逆温变转色油墨的颜料往往与连结料亲和性不好，印刷适性差，目前在防伪印刷中已很少采用。液晶温变转色油墨，是一种新型的油墨，通过物质的晶格发生变化，从而引起光学性能的变化的一种防伪油墨。它无毒，能在较低温度下实现变色；但它受外界影响较大，比如溶剂等的影响，导致显色效果很难控制，因此它是人们很感兴趣却又难以掌握的一种防伪油墨。有机类温变转色油墨，由于变色范围广、变色灵敏度高、同时变色温度较低，在上述三种温变转色油墨中，优势最明显、应用范围最广。

可逆温变转色油墨调配

温变转色油墨的主要成分是颜料、树脂和溶剂。

1、颜料的选用

温变转色油墨的关键取决于变色颜料，颜料的性能直接影响到油墨的变色效果。作为温变转色油墨颜料，首先对热作用要敏感，在常温下颜料颜色要比较固定、鲜明；当达到指定温度时迅速变色。变色的界限要明显，变色温度区间要窄，变色前后反差要大。温变转色油墨颜料要求对外界环境影响要较小，在光照、潮湿气候条件下性能稳定、不出现分解和褪色现象。对于外界影响较大的颜料，要考虑先利用微胶囊进行包覆，通过控制囊壁厚度来控制变色温度区间。

2、树脂的选用

温变转色油墨的树脂，对于油墨变色的灵敏性、稳定性以及印刷适性都有较大的影响。树脂的种类对颜料变色效果有较大的影响，针对不同的变色温度，选择不同类型的树脂。比如，温变转色油墨的变色温度较高时，应选用酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂等作为油墨的树脂。另外，树脂对颜料的分散性、耐潮性都对变色温度都有影响。颜料在分散剂中的分散性对变色效果影响较大。比如品红温变转色颜料在虫胶树脂中，分散比较均匀，颜色鲜艳。但该颜料在环氧改性有机硅树脂中由于分散效果较差，到达预计温度后不发生变色。因此，为得到预期效果的温变转色油墨，树脂种类的选择至关重要。除了树脂种类外，树脂用量对变色效果也有一定的影响。对于同一种类树脂来说，用量越大，变色温度就越高，这主要是由于颜料粒子在用量大的连接料中，粒子之间被相互隔离，降低了粒子的累积变色效果，从而使变色温度提高。

3、溶剂的选用

溶剂的选用对于温变转色油墨印刷适性影响较大。溶剂在温变转色油墨中主要用于调节油墨的粘度，以利于进行印刷。同时，溶剂的选择必须考虑它与树脂之间的溶解性、挥发速度、环保性、价格等因素。溶剂的挥发性对于温变转色油墨的丝网印刷性能影响较大。如果溶剂挥发过快，油墨粘度增大过快，流平性较差，油墨容易干版，无法印刷。反之，如果溶剂挥发过慢，油墨干燥性较差，会导致墨层内的颜料与连接料之间出现分层沉淀，同样影响显色效果。

可逆温变转色油墨丝印技巧

丝印的适印范围广、墨层厚，同时印刷速度也不快、干燥问题比较容易解决，非常适合可逆温变转色油墨的印刷。与普通的丝网印刷相比，由于颜料颗粒较大，受外界因素影响大。丝网印刷工艺控制对油墨最后的显色效果影响较大。下面从制版、印刷、干燥工艺几个方面来探讨下可逆温变转色油墨的丝网印刷技巧。

1、丝印制版

（1）网版种类选择。印温变转色油墨时，要注意墨层厚度对变色效果影响很大。在大量进行网印前，要确定网版的网目线数，承印物与网框之间的高度距离，网版感光胶涂层厚度以及承印物的表面特性等。一般应选用尼龙丝网、涤纶丝网或不锈钢丝等。在实际使用中，选用T型或HD型的涤纶丝网较多， 这种涤纶丝网具有孔径大， 网布厚等优点， 有利于颜料微胶囊通过， 这样可以形成较厚的印刷油墨层。

（2）网目线数控制。由于温变转色颜料颗粒较大，故丝网网目数不能太高，一般为150-250-目/英寸，图案印制边缘清晰、色泽饱满。根据网目线数以及墨层厚度来控制微胶囊的粒径， 微胶囊的粒径通常控制在15μm-20μm之间。

（3）感光乳剂的选择的控制。在制版过程中，应选用耐水性好的感光乳剂。网版制版过程中， 可选用间接贴膜的制版法， 以便制取厚度较厚的感光胶网版。如果直接进行涂布感光胶制版，应将感光胶膜厚度增加， 因为只有较厚的感光胶层的才能印刷出厚度较厚的印刷墨层。

（4）刮胶厚度的控制。在印版制作上，除了网版制作基本工艺外，应将刮胶厚度控制为30μm左右 ， 然后再进行曝光、显影、感光层二次曝光。

2、丝印印刷

（1）进行丝网印刷的时候，要控制好油墨的粘度、挥发性等，使用前要充分搅拌，要避免在强光照射下操作，这些性能会影响整个印刷工艺过程，同时也影响变色效果。

（2）给印版上墨时，要一次上有足够墨量， 不要中途进行补墨，防止起泡。

（3）由于颜料微胶囊容易将网版堵塞， 印刷过程中发现堵网、起泡时要马上停机， 用醇水溶液彻底将网版洗净。

（4）印刷压力控制要合适。压力过小， 承印物上的墨量会很少，墨层较薄，会影响显色效果; 压力太大， 会造成颜料胶囊破裂。刮墨板宜用硬度较软的刮板。刮条一般选择硬度75-80度，印刷刮刀角度为15-20°，压印角度45-80°。

（5）可先采用黑色( 或深颜色) 油墨在承印物上印刷底色， 再用温变转色油墨印刷所需图案; 也可采用用温变转色油墨印底色， 再用水溶性黑色（或深颜色）油墨印刷，在阴图图案进行印刷覆盖。为使印刷后变色效果明显， 印刷底色一般要选用黑色或深色调。底色可选用水溶性油墨或有机溶剂油墨。当底色用有机溶剂油墨印刷时， 印完后必须充分干燥， 墨膜中不能残留有机溶剂， 否则会影响颜料微胶囊， 影响变色效果。

（6）油墨流平性要好，印刷墨层干燥后要平滑光洁， 墨层厚度要控制在15-20μm之间，印刷墨层不平整或过薄都会降低变色效果。

3、干燥工艺

（1）对于温变转色印刷品而言，干燥过程中要注意，最好不采用直接加热干燥方式，可以采用40℃左右温风进行烘干， 千万不能在高温下急剧加热。有时可选用添加热敏的专用稀释剂来控制温变转色效果影响，一般控制比例5%-10%。在配置连接料时，可以选用UV连接料，有经过装有紫外线及UV光固化机辐射后才会迅速干燥，可以降低光固化速度，将速度控制为40-50m/min， 光源功率为6-8kW。另外，温变转色油墨也不宜在铝箔材料上进行直接印刷。

（2）干燥后的印品尽量不要重叠堆放，要根据使用场合确定变色温度范围，要考虑油墨的耐用性。为了提高固化墨层的表面耐磨性、隔气性同时保持光泽性， 可考虑在表面涂布罩光漆或在常温下进行覆膜。

可逆温变转色油墨识别简单，不受时间、场合限制，不需要借助额外仪器，用人眼就能清晰看到变色效果，使用成本低，非常适合在包装中的应用。网版印刷的适印范围广、墨层厚，同时印刷干燥问题比较容易解决，非常适合可逆温变转色油墨的印刷。将两者工艺进行结合，必将能让可逆温变转色油墨在包装防伪中崭露头角，发挥越来越重要的作用。

（文：义乌工商职业技术学院；项目来源：横向课题，适于丝网印刷的温变转色油墨研制）。