香烟包装中的防伪技术与应用

王凌 吴国勇 金浩

（1. 江苏大亚印务有限公司，江苏 丹阳 212300；2. 吉林烟草工业有限责任公司，吉林 长春 130000）

随着市场经济和商品生产的迅速发展，商品的包装日趋高档化、精美化和安全化。香烟作为一种流通性强、功能特殊的商品，其包装不论从外观设计、材料运用还是在工艺实现、特色彰显等方面均十分考究。香烟品牌效果的保障，不仅要提高烟草品质，而且还需要在烟包功能性及防伪性能上投入更多技术力量。烟包防伪是企业保护自身合法权益的客观需求，更是国家从源头遏制假冒伪劣产品的重要手段。烟草行业是中国国民经济发展的一个重要组成部分，香烟外包装不仅需要满足一般商品包装盒表面图案及色彩的基础要求，还要具有一定的防伪功能。烟包防伪技术[1]是一门涉及光学、化学、物理学、电磁学、计算机科学、印刷与包装等多学科交叉的技术，随着新材料的研发和制造工艺技术的提升，香烟包装的外观越来越精美、加密性也越来越强。文章从烟包防伪的角度，介绍了烟包防伪中常用防伪技术的实现方法与应用现状，并在此基础上对烟包防伪的绿色发展方向进行了展望。

1 传统香烟包装防伪

烟包防伪是一种综合的防伪技术，通过特殊的印刷工艺、印刷设备进行生产，可以使烟包达到特殊且难以复制的印刷效果，传统烟包印刷防伪技术主要包括：印前设计防伪、印刷材料防伪和印刷工艺防伪。

1.1 印前设计防伪

印前设计防伪是指利用防伪系统绘制出各种线条效果，即使采用超高精度的扫描仪或照相制版技术也不能再现原线条形态，从而达到防止扫描复制的目的。常见的印前设计图案有：通过专门软件实现的团花、微缩图形和通过加网实现的微结构网纹等。如图1所示，团花属于版纹防伪[2]系统中较为常见的一种图案，版纹中的团花是鲜花的缩影，它以鲜花的各种造型进行加工并夸张处理，配合线条的弧度、疏密，加之色彩的烘托使其轮廓鲜明流畅、层次清晰、结构合理。团花图案的变化形式具有多样性和无规律性，无法通过扫描或照相获得清晰图像原稿，故难以复制，从而达到防伪效果。

图1 团花设计图案

微缩印刷是指将文字、数字、符号、标记等缩小到一定程度并设计印刷在烟包中的某些位置，可以印刷在普通的实线或虚线上，也可以印刷在底纹图案的某一组成部分上，位置隐蔽，难以被人轻易发现。微缩形式设计的暗记符号很小，隐藏的暗记符号在放大镜下清晰可辨，一般需要借助10～60倍的放大镜才能读出，印刷质量较高，造假者难以精确复制。如图2所示，真烟的装饰条内含有清晰“yunyan”字样的微缩文字，而假烟装饰条上无“yunyan”字样。

图2 “yunyan”微缩符号

加网技术是再现连续调图像的基本方式，也是决定印刷品精度的一项重要技术，普通加网技术常用的网点形状有圆形、椭圆形、菱形和方形等。微结构加网[3]又称艺术加网，它是通过调整网点函数的数字模型来灵活控制网点形状，利用各种特殊网点形状来代替常规网点，或者利用网点组成特殊图案的网点集，通过使用放大镜查看防伪图像中的网点标识即可识别其真假。如图3所示，通过放大观察镜观察，可看到清晰的五角星型黑色网点群和“YC”形状的黄色网点。

图3 特殊网点防伪技术

1.2 印刷材料防伪

材料防伪是一种从材料制造上采用特殊产品的专利技术，防伪材料与普通材料有本质上的区别，从而起到防伪作用。防伪材料种类繁多，在烟包中常用的防伪材料主要有纸张、油墨和薄膜3种。

1.2.1 防伪纸张 烟包的主要包装材料为纸张，随着造纸技术发展进步，烟包用纸逐渐从普通的漂白纸、铜版纸以及合成纤维的白卡纸扩展到具有特殊防伪功能的专用纸张[4]。防伪纸[5]是指在造纸过程中运用特殊技术或加入特殊材料制成的具有特殊标识或图案的纸张，主要包含金银纸、彩色纤维纹理纸、镭射纸、防伪全息纸、水印暗纹纸、超离子介质特种纸、磁性防伪纸、热感防伪纸以及带有微缩文字的专版纸等。

采用特殊纸张为烟包的防伪包装材料具有防伪专一性，另外，防伪纸张属于高档纸张产品，生产过程中的原料、加工工艺、抄造设备使防伪纸的制造成本较高，难以伪造批量生产。如图4所示是广东中烟“双喜”经典系列产品的防伪纸张，该防伪纸用特殊造纸设备和专用油墨制造，撕开表层纸张即可看到采用特殊油墨喷印在纤维层中的满版“囍”字图形；图5是一种将激光光刻技术与转移纸制造工艺相结合的专版定位光刻纸，它利用折光原理使图案产生不同的景深或浮雕效果，具有较强的光泽感和精细感，实现了传统烫金不能达到的工艺效果。

图4 新型图文防伪纸撕开表层前（左）和撕开表层后（右）[6]

图5 专版定位光刻纸印刷前底纸（左）和印刷后效果图（右）[6]

1.2.2 防伪油墨 防伪油墨[7]是一种在油墨体系中加入具有特殊性能的材料，并采用特定工艺加工而成的特殊油墨，主要依赖于油墨中的色料和连接料所具有的特殊功能而具有防伪作用。常用的防伪油墨主要有磁性油墨、温致变色油墨、光致变色油墨、湿敏变色油墨、压敏变色油墨、冰花油墨等。防伪油墨的配方、工艺被严加管控，均属于机密信息，且材料与工艺的结合技术门槛极高，所以难以仿制，是在烟包防伪中应用最普遍的防伪手段。

1.2.3 防伪薄膜 当前中国广泛使用的烟包用薄膜主要指双向拉伸聚丙烯(Biaxially oriented polypropylene，BOPP)薄膜材料[8]，该材料具有商品包装所需的良好光学和力学性能，如：低雾度、高光泽度、低断裂伸长率和高耐磨性等。随着BOPP材料在烟包领域的不断创新，将该薄膜材料与其他材料复合，可开发出具有一定防伪功能的BOPP烟包薄膜，如将纳米荧光纤维复合于薄膜上，可制备具有日光下图案隐形效果的荧光防伪薄膜，难以仿制。

1.3 印刷工艺防伪

为实现香烟包装的防伪性能，提高工艺难度、增加生产加工成本，是工艺防伪的重要体现。烟包的生产加工分为印前、印刷和印后加工3大流程，单就印刷方式来说，往往是胶印、柔印、凹印、丝网印刷、数字印刷等多种印刷方式相结合，才能完成烟包的外观印刷效果，这无疑提高了产品制造的成本与工艺技术门槛，可以将部分造假者拒之门外。

1.3.1 凹版工艺防伪 凹版印刷具有墨色饱满、墨层厚实、纹理清晰、边缘轮廓形态独特等特点，是自带防伪功能的印刷方式，主要用于货币、有价证券、高档包装等产品的印刷[9]。凹版印刷出的印刷品线条分明，粗线条墨层厚实且有光泽，细线条即使细如发丝也清晰可辨，色泽经久不变；油墨厚实饱满，凹凸感强烈，图案具有立体感。这种特殊的印刷效果使得消费者能够在不使用任何检测设备的条件下，凭借肉眼和触觉轻易识别真伪，从而达到商品的防伪目的。

1.3.2 联线生产工艺 联线生产工艺是指将印刷工艺与印后加工工艺组合成不间断生产加工过程。烟包作为一种高档印刷加工产品，联线生产工艺不仅能满足其高质量的要求，也因联线生产工艺设备配置难度大、工艺参数复杂、无中间人为参与环节等特点，可达到较高防伪功能。通过单一加工方式一般无法完成烟包外观及防护功能的质量要求，而是将多种印刷方式和各种印后加工方案进行组合实现烟包的生产加工[10]。在组合印刷中，柔性版印刷和胶印主要用于印刷大部分的文字和图像信息；凹印用来再现精细、立体图文及专色印刷，主要用于高档烟包的印制；丝网印刷墨层较厚，配合功能性油墨，擅长实现烟包表面的局部装饰效果；数码印刷完成条码、数字、编码等可变信息的印刷。

在烟包的联线生产过程中，印后加工中的表面整饰是提高产品档次、增加防伪效果的重要环节，主要体现为烫箔、凹凸压印、压纹等工艺。通过烫箔工艺可以使图案带有特殊的金属效果，烫金工艺与凹凸压印工艺的结合可形成具有丰富层次的浮雕状立体图案，具有华丽的视觉体验和凹凸触感。该技术对制造工艺的精度要求较高，仿制难度大，具有一定的防伪效果。如图6所示，“钻石（荷花）”小盒烟包商标采用凹凸烫金技术，荷花图案立体，花蕊清晰，主图案鲜活灵动。

图6 凹凸烫金工艺

1.3.3 拉线技术 烟包拉线[11]是指位于香烟包装盒的一端用以打开包装盒的线条，不仅方便消费者打开烟盒，拉线上的图案、文字和加密信息还有一定的宣传作用和防伪功能。早期烟包使用较多的是普通透明拉线、印刷透明拉线和普通金银拉线等，这些线条制备工艺简单，因此防伪功能薄弱。近年来，荧光透明防伪拉线使用广泛，该线条在日光下具备较强的隐蔽性，在紫外光下显示出明亮的荧光色，防伪性能较强。此外，全息镀铝防伪拉线结合了荧光变色、全息加密、微缩印刷、镂空技术和特种制版技术等多项高新技术，制备工艺复杂，仿制难度较高，是一种新型拉线技术，如图7所示，该防伪拉线在日光下呈现出五彩斑斓的视觉效果，既具备较高的防伪功能又呈现出与众不同的视觉美感，是目前市面上应用较为广泛、备受青睐的新型防伪拉线。

图7 全息镀铝防伪拉线

2 印刷防伪先进技术

随着印刷包装行业的发展，许多新型防伪材料和防伪工艺也逐渐涌现。与传统的烟包防伪技术相比，新型烟包印刷防伪技术防伪功能更强大、消费者更易识别并且包装形式更为新颖。

2.1 激光全息防伪技术

激光全息防伪[12]是烟包中常见的防伪技术，具有丰富易识别的防伪特征，经常与其他工艺结合，可在烟包表面产生极富层次感和立体感的激光图像，增强印刷品的真实感和艺术感。激光全息图的图像分辨率高，图案种类多样，除普通2D图像和3D真彩色图像外，还可依据光衍射原理设计动态光变图像。除全息定位烫印技术外，全息转移纸印刷技术也是目前被烟包印刷企业广泛使用的新型防伪技术，使用不同介质种类、不同图案的全息转移纸，可以在烟包上形成光柱、素面和高折射亮度等不同的防伪效果。如图8是玉溪香烟小盒底部的激光全息防伪标识图，将防伪标识转动90°观察，可以看到“红塔”二字以及“龙马抱塔”图案清晰显现在灰阶背景上，在宝塔图标内还可以看到强烈的垂直色彩上下走动效果。

图8 玉溪香烟激光全息防伪图标上的文字图案

2.2 二维码防伪技术

二维码技术[13]是近年新兴的一种数字化防伪技术，利用喷印技术将含有商品信息的可变二维码印到烟包上，由于每个二维码都是唯一的，可以做到“一盒一码”，从而确保每个产品的唯一性，消费者可以通过扫描二维码来识别产品的真伪。图9是广东中烟的双喜（花悦）盒盖内折插舌喷印的可变二维码，第一次扫描二维码时会显示“正品产品”，并进入到企业的宣传平台，再次扫描时会提示“二维码已被扫描”。

图9 广东中烟双喜（花悦）二维码防伪[6]

2.3 数字水印技术

数字水印[14]是一种信息隐藏技术，利用数字嵌入的方法将特定的水印隐藏到数字图像、文档、视频、印刷品等产品中。由于数字水印在包装印刷品上加入的信息量、内容以及位置随机可变，并且水印信息需要使用专用设备、软件来检测和提取，若没有专用设备即不能知道水印信息的内容和位置，印刷后的产品也将丢失基本的水印信息，从而实现信息的防复制、防涂改、防复印和防转移，具有高保密性的效果。

2.4 新型烫金技术

烫金技术[15]是常用的印后整饰技术，起着保护商品安全、提升产品档次、凸显视觉效果的重要作用。传统烫印技术主要是金箔烫印、银箔烫印和电化铝烫印等，随着消费者审美需求的提升和防伪意识的增强，新型烫金工艺如透明烫金、光变烫金、激光微雕烫金、立体烫金等烫金复合技术应运而生，如图10所示。新型烫金技术材料新颖、工艺多样，不仅给消费者带来了更丰富的视觉体验，且因其对印刷技术有较高要求，还大大提升了烟包的防伪性能。

图10 新型烫金技术[6]

2.5 功能性防伪油墨

油墨防伪具有实施便捷、成本低廉、鉴别简单的特点，是烟包防伪中应用最普遍的防伪手段，随着包装印刷技术的不断发展，一些具有特殊防伪功能的油墨也逐渐被研发且被广泛使用。

2.5.1 DNA防伪油墨 DNA油墨[16]本质上属于光变油墨的一种，如图11所示，在特定波长的紫外光照射下，由该油墨印制的图案由白色变为红色，以此来鉴别产品真伪。

图11 DNA防伪油墨

2.5.2 电子变轨防伪油墨 电子变轨防伪油墨技术也称为划痕技术。如图12所示，该技术是在产品包装上印有一个白色的防伪检测区，指甲划过该区可出现蓝色划痕，但之后蓝色划痕会逐渐褪去，这种检测方法可以重复使用。此外，使用热水滴在该防伪区域，也会出现相同的检测效果且蓝色可逐渐褪去。

图12 电子变轨防伪油墨

2.5.3 化学反应油墨 化学反应油墨在纸张上无色，不会与其他物质产生化学反应，只有使用特殊的水笔在纸面涂写，产生化学反应，才能显现出该油墨的颜色，根据油墨特性，还具有可逆或不可逆两种类型的变色效果。

2.5.4 3D磁性光变油墨 3D磁性光变油墨的核心物质是3D磁性光变颜料，其印刷图文信息可随观测角度变化而出现异色或3D五彩效果[17]，因图像画面不确定从而具有防复制功能。普通的变色油墨是在变换视角时产生变色效果，而磁性光变油墨在变换视角时会产生带有光柱、球形、光圈等特殊效果的变色，如图13所示，该磁性油墨印制的商标在转动角度观察时会产生一条明显的光柱，具有人眼直接识别的一线防伪功能。

图13 3D磁性光变油墨

2.5.5 防复印油墨 防复印油墨[18]是一类通过在油墨中加入一些特殊物质、使用特殊工艺加工从而具有防复印功能的特殊油墨。油墨防伪机理是使图案或颜色在扫描或复印的过程中发生丢失或严重失真从而达到难以仿冒的效果。

2.6 光栅防伪技术

光栅防伪技术[19]是利用光栅的光学特性，通过使用频率相对应的光栅片蒙在带有隐藏信息的印刷原图上，旋转光栅片角度，从而显示出隐藏的潜像信息，以此达到鉴别真伪的目的。立体光栅印刷是光栅技术在包装印刷领域的一大拓展，通过感光材料与光栅片材的复合，能在二维平面的图像上呈现出三维的立体效果，使产品具有一定防伪效果，同时也增加了包装的装潢效果。中华香烟盒盖折边印有光栅防伪标识，使用光栅片目测，随光栅片旋转角度不同，可分别看见天安门图案及“CHUNGHWA”字样。

3 结语

随着新型包装材料的研发和生产工艺水平的提高，香烟包装的防伪技术已经从传统的单一技术防伪发展成多元化组合的多功能技术防伪，“易识别、价位适中、难伪造”仍是烟包防伪所追求的目标。香烟外包装兼具防护、精美和防伪多重功能，其加工成型包含了多个技术领域的先进科技成果与精密加工方案，其印刷质量在所有印刷品中也属于较高的水平。随着现代社会的不断发展，企业和消费者的环保意识逐渐增强，在保证烟包防伪功能的基础上，提高油墨、承印介质、辅助材料等的环保性，做到生产过程中降低废物排放、无生物危害、可回收降解、实现绿色可持续化生产，是未来烟包生产加工产业的发展目标与追求。