印刷防伪油墨及其防伪技术探讨

张红生

(郑州启晨装潢包装科技有限责任公司 河南 郑州 450000)

0 引言

在日益激烈的市场大环境下，各类盗版、伪造产品越来越多，对正品厂家造成较大冲击，也对市场经济秩序的维护带来不利影响。在这种形势下，各种新型印刷防伪技术层出不穷。其中，印刷油墨作为防伪技术中必备的一环，有着明显的发展优势，不仅可满足大众的一线防伪需求，也能满足专家、有关部门的鉴别、监管要求，受到社会的广泛关注。

1 印刷防伪油墨及技术

我国古时就有在瓷器、字画上添加印记来防止假冒的做法，在一定时期内起到了有效的防伪作用。但随着科技的发展，各类印刷新技术的应用，传统印刷得到了极大的改变，而各种造假手段也越来越让人防不胜防，不仅扰乱了人们的正常生活，也对国家经济带来巨大损失。在这种情况下，防伪技术开始作为独立行业而获得发展[1]。单从印刷技术上来看，防伪技术主要涉及相关的印刷设备、油墨和纸张等，利用多种材质和方法实现防伪效果。在众多防伪技术中，防伪油墨是最重要的技术分支，主要应用于票据、有价证券和商标包装等方面的防伪，涉及光学、化学、电磁学、光谱技术等多个学科领域。在具体的技术应用中，除了防伪油墨单独用于印刷中，还可以将有着不同特性的防伪油墨相混合运用于同一图文或组合图文的印刷，使其在不同条件下呈现出不同的防伪效果，或者和特征光谱技术相结合以提高隐蔽性和破解难度，以及与信息防伪技术相结合，如二维码、网络技术等，开启万物互联的智能追溯新时代。

2 防伪油墨概述

和普通油墨一样，防伪油墨同样由色料、连接料和油墨助剂组成。防伪油墨类型众多，根据印刷形式来看，可分为凸印、凹印、丝印、胶印、水性柔印油墨等，根据承印物种类区分，有纸张、印铁、新闻纸、塑料油墨等。按照防伪功能来看，分为热敏、光敏、湿敏、压敏、荧光、防涂改、光学可变、磁性防伪油墨等，分别通过不同机制，在外界条件影响下，让油墨印样的色彩出现不同变化，达到防伪的目的。一般来说，这类油墨配方、工艺均属机密，其产品也定点、定时供应，严防扩散，以免影响到实际防伪效果。

3 防伪油墨种类

防伪油墨技术涉及多个领域，包括光学、化学、电磁学等，通过不同原理实现防伪目的。根据防伪等级从低到高，可将防伪油墨分为公众防伪如光敏、热敏、压敏油墨等，应用最广泛，专业防伪如荧光、磁性、日光激发变色油墨等，以及专家级防伪油墨，如红外上转换编码、DNA、磁性编码油墨等。

3.1公众类防伪油墨

(1)光敏防伪油墨

在光作用下，这类油墨印刷物可由原本的无色显示出图案，用手遮挡住全部光线几秒后，图案可消失，随着光线摄入可再次显现，有着良好的隐蔽性，检测非常便捷。这里所指的光线包括紫外线、红外线、太阳光等，也是这类油墨的主要区分标志。其中，紫外荧光油墨，指在200-400nm紫外光照射下发出可见荧光的油墨，一般长、中、短波紫外线的激发波长分别为365nm、313nm和254nm。根据油墨本身颜色可再细分为有色和无色两种，有色荧光油墨印刷的图文可被肉眼看到，而无色荧光油墨所印刷的内容则在常规环境下不可见，但上述两种印刷物都可以在紫外线的照射下出现荧光反应，并根据激发波长的不同而呈现出不同颜色。在太阳光照射下可发出400-800nm可见光的油墨[2]，虽然似乎是直接在太阳光作用下产生变色效果，但实际上也是被其中的紫外线照射而出现上述效果。红外线波长范围较大，在700-1500nm之间，将对这一范围内光波有不同吸收特性的物质加入油墨中，就可以在红外光照射下显现出相应的图文信息。

(2)热敏防伪油墨

这类油墨可在一定温度的热作用下呈现出变色的效果，变色温度范围一般在34-100℃，如手温变色油墨就可以在34-36℃范围时出现颜色变化。其原理为加热情况下，油墨中含有的变色化合物可发生物理或化学变化，继而导致自身吸光性出现改变，多选择显色效果较佳的丝网、凹版和柔性印刷等方式。热敏防伪油墨由变色颜料、填料、连接料和溶剂组成，其中，变色颜料是最重要的组分，即配制这类油墨的核心基础，所有热敏防伪油墨的防伪效果都取决于颜料加热前后的颜色变化效果。填料是不可缺少的辅材，一般选用耐热性较强的氧化锌、二氧化硅、碳酸钙等所制成的粉末，在一定温度下对变色颜料起到催化或抑制作用，直接影响油墨的变色效果和性能，还能改善墨层的附着力。连接料可有效的让颜料和填料均匀的分散开，便于顺利转移到承印物上，并提高油墨的附着力和稳定性。溶剂则起到调节油墨黏稠性、提高印刷适性效果，使油墨干燥时间达到最合适的标准，以保证印刷质量。

(3)压敏防伪油墨

这类油墨会在压力摩擦下呈现不同颜色。通过加入特殊化学物质后，所印刷成的图文，常规情况下是一种颜色，或者直接呈隐形状态，但当用较硬的东西对其进行摩擦或按压，使其感受到压力时，就会由于化学压力色变机制或者微胶囊破裂而呈现出所泄漏染料的颜色。在印刷时，可按照用户实际要求选择不同的颜色，设计不同的隐形标记。

3.2专业防伪油墨

(1)磁性防伪油墨

这类油墨以磁性粉末材料为主要的功能成分，是最常用的防伪油墨，有着外观色深、检测操作方便的特点，在票证防伪上较为普及。一般所用的磁性材料多为四氧化三铁、氧化铁，将其加入普通油墨后，再放入填充料、连接料等所需要的添加剂后制成，制作时对颜料形状、大小要求较高，以达到让颜料颗粒排列均匀的目的。磁性油墨所印刷的图文，可使用的检测设备较广泛，无论是磁检测器还是手机，都可以借助专门的程序得到磁信号。

由于磁性颜料吸油量较大，在传输性能上较为欠缺，所以，需要在其中加入粒状氧化铁类材料，以增强其印刷性能，但因实际制作中不可过多使用氧化类材料，可通过增加油墨用量的办法来提高信号传递效率[3]。除了氧化材料，磁性油墨需要借助高质量的连接料，如矿物油、动物油、合成树脂等制作的连接料，通过合理规设所占比例来实现其作用。填充料也同样对颜料用量起到影响作用，合理的填充料使用，可达到降低成本、优化性能的目的，此外，磁性油墨还可以通过添加一些附加料，来获得实际生产所要求的特性。其中较为常用的是磁性光变油墨，可通过磁场来控制颜料的具体位置，以达到光学防伪的目的，常用于支票、钞票、护照等印刷中。

(2)荧光防伪油墨

这类油墨中所含的防伪功能材料在外来光线照射下，可产生不同波长的荧光，分为短波、长波紫外荧光油墨，红外发光、日光激发变色及磷光油墨等类型，其中，除了磷光油墨外，其他油墨所对应的激发光线分别为254nm、365nm波长紫外线，980nm波长红外线和日光，而磷光油墨则是当激发光停止后，仍会发出可见光。运用添加能否吸收红外线防伪材料的油墨进行特殊图文印刷后，当印刷品置于普通光下，这些特殊图文标记并不能显现，而将其置于红外检测仪器下时，则根据油墨对红外光的吸收特性而呈现出特定的效果，有着极大的防伪特性。不同功能材料被光激发后会呈现出不同的效果，若将这些材料进行组合，能发挥更加强大的防伪性能。基于荧光油墨易隐藏、易识别等优点，多用于货币、证件、药品等重要物品的防伪。

3.3专家级防伪油墨

该防伪等级油墨，目前最常见的有如下几种。红外上转换编码油墨所印刷的图文，既可在红外光线下产生荧光效应，也能在专用检测仪器探头照射下获得多重数码的光谱密码，并可通过该密码获得唯一、可辨别的信息。DNA油墨源自动植物DNA，通过运用遗传工程技术展开萃取、提炼、剪接、合成等一系列处理环节，经由特殊工艺对其进行强化，再对所得DNA样本大量复制，将样本信息混入油墨中制成。DNA油墨有着较强的耐用性，伪造困难，也可通过红外线判断真假。磁性编码油墨中，含有特殊的磁性材料，其所印刷的图文可通过专用检测仪器读取特定磁信号来辨别真伪。上述类型油墨的防伪特性和隐蔽性均明显高于公众级和专业级防伪油墨，并需要由特定的仪器设备和专业技能进行防伪鉴定。

3.4其他

其他类型，还有光学可变防伪油墨、防涂改防伪油墨等。光变油墨利用可发生光学干涉作用的粉末，制作成多层薄膜，使印记在光线射入角度在90°、30°时呈现出不同的颜色，即当视角呈90°时，印记处于全反射状态，呈现为一种颜色，当视角扭转为30°时，第一种颜色被抵消，第二种颜色被强化，这时，人们肉眼所见的颜色就变为了第二种。这一技术非常复杂、昂贵，但也有较好的隐蔽性，很难被破译，主要在钞票、有价证券等印刷中，也是针对激光扫描分色机等彩色复制技术可使用的安全油墨。防涂改防伪油墨，可以和涂改专用化学物质之间产生显色化学反应，一般用来印制有价证券底纹，这样，一旦有不法分子用涂改液修改证券上的字迹时，可导致底纹消失或变色，便于让人发现涂改痕迹。

4 结语

总之，防伪印刷技术发展是利国利民的重要举措。作为印刷的主要媒介，油墨防伪实施简单，成本低，检验方便，在国家纸币、票证、商标防伪中起到重要作用。目前，我国防伪油墨类型和印刷技术已获得较大发展，但随着时代进步，各项新技术出现，盗版印刷现象仍层出不穷。为维护市场稳定和消费者利益，仍需要加大防伪技术研发力度，为国民财富提供保障。