酒类包装防伪新技术

文|刘永庆

酒类包装防伪新技术

文|刘永庆

在华夏五千年文明的发展进程中，酒始终发挥着独特而重要的作用。酒既是人类文明的产物，又是人类文明的标志，从达官贵人到平民百姓，无论哪个阶层的人士和酒都有着密切的联系，酒成了人们日常生活中不可或缺的内容。

酒本身就是一种高附加值的商品，由于饮酒是一项非常普遍的社会活动，消费群体非常广泛，所以，酿酒业历来是获利丰厚的行业。在古代，开办酒坊便预示着财源滚滚，不断成就着富商巨贾；在今天，名牌酒类企业往往是当地的“支柱产业”，担当着振兴当地经济的重任；此外，酒在经济交往、礼尚往来、密切关系、沟通感情等方面有着其他商品无法替代的作用，在招商引资、搞活经济方面始终发挥着“活力素”的作用。

酒和香烟一样，税价比远远高于一般的商品，因此社会上一些不法之徒竟利用酒类商品税价比高的特点，从事造假贩假的罪恶活动，假酒喝死人的现象也曾发生。酒类产品的假冒现象不仅给酒业生产企业带来严重的经济损失，更对广大消费者的身心健康造成巨大的威胁，这己经不是一个简单的经济问题，而构成了一个重大的社会问题。因此，预防酒类假冒现象不仅仅是制酒企业急于解决的问题，而是已经成为国家和消费者共同关注的事情。各品牌酒类生产企业对加强防伪技术有着强烈的要求，一些专业防伪科研机构也为此作出了不懈的努力。

酒类产品的防伪是一个系统工程，它包含着酒瓶防伪、商标防伪、瓶盖防伪、包装盒防伪、印字防伪等一系列防伪技术，其中包装盒防伪更为复杂、更具有典型性。本文针对白酒包装的印制过程中的防伪技术进行详细介绍。

白酒包装盒一般采用立体印刷，立体印刷技术是近几年发展起来的，其本身的成像技术就相当于采用了光学加密防伪方法，不易仿造，防伪效果非常好。对于整个包装市场来说，越是技术先进、工艺制作复杂、制作设备昂贵、掌握该项技术的人就越少，这类技术防伪效果好，防伪期限长，他人难以模防。

一、立体印刷的含义

众所周知，印刷在包装领域可以说是无处不在，包装离不开印刷，立体印刷是现代印刷工艺的一个分支，它把三维立体成像技术与现代印刷工艺表现手法融为一体，立体印刷是平面印刷工艺的提高和补充，为印刷工艺增添了新的内涵和活力。

立体印刷是根据光学原理，利用光栅板使图像记忆立体感的一种印刷方法。人们观察图像能很自然地产生立体感，这是因为利用两眼视物时产生了视差的原理，能观察出三维立体效果。立体电影给人以身临其境的震撼效果，神奇动感使人身心和视觉同时震动，当人们观看立体电影时，必须配戴一种立体眼镜，当人们摘掉眼镜观察时，图像变得重重叠叠。今天讨论的光栅就相当于眼镜，当人的眼睛通过柱面光栅观察图像时，必然有一图像进入左眼，另一图像进入右眼，通过视觉神经的综合，便看到了有立体感的图像。不过它不是戴在人的眼睛上，而是粘敷在印刷品的画面上，当人们观看印刷画面时便是立体感了。

立体印刷较平面印刷来说，其核心技术就是光栅技术。光栅是立体印刷形成立体影像的观景器（看立体电影的观景器就是立体眼镜），是立体彩色印刷技术的基础。

二、光栅的概念和种类及制作方法

光栅是一张由条状柱面透镜组成的塑料薄片，光栅是指一种特殊透镜依照人类视距视觉原理有规则的排列于透明平面材料上，形成对图像信息的分割与聚集合成的一种光学元件（特殊透镜），将这种特殊透镜有序排列在按立体印刷工艺印制的承印物上而形成的透明材料体。

印刷光栅按特殊透镜形式分为平面透镜光栅（又称狭缝光栅）、柱面透镜光栅、和球面透镜光栅三种。目前，立体印刷成像均采用柱面光栅，是当前应用最多的也是最成熟的光栅，是印刷光栅的主流。立体印刷工艺流程同普通彩色胶印的印制工艺基本相同，所不同之处只是在制作原理方面，需要特殊的立体软件处理，并在后期工序中加有光栅板的制作。其主要工艺流程为：原稿设计→光栅图像制作→分色制版→CTP晒版→胶版UV印刷→成型。

在整版光栅材料上作为承印物来实现印刷立体图像的称为成品光栅。先实现平面光栅图像的印刷，再对需要进行立体效果的图像表面实施光栅印刷制作工艺的称为局部立体印刷工艺。它有别于成品光栅，这种先印图像，后在图像表面利用印刷方式来制作的光栅称为在线光栅。

立体印刷光栅材料以塑料为原料，主要有PET（聚酯）、PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）三种。通常制作光栅板的方法有两种：一种是热压成型（注塑成型）法：光栅板是塑料透镜的一种，也是人们使用的光学元件的重点，注塑成型是热塑性光学透镜加工的重要方法，其实质用一种为光栅板模具与塑料片密合后加热加压，使塑料制成凸球面型、柱镜面光栅条纹；另一种是丝网印刷法：是将透明的UV立体光栅油墨直接在塑料片上网印出光栅条纹，再经紫外光照射固化，即可得到光栅板。网印光栅工艺不仅速度快、成本低，而且可以局部印刷光栅条纹，使图像可以达到局部立体化，可以生产出整幅画面既有立体图像又有平面图像的产品，这是本文介绍的主要对象。

1、网印光栅制作流程和方法

网印光栅就是把光栅上的条纹当做图文来进行印刷，光栅条纹的图形见图1所示。

图1 光栅板上条纹的结构示意图

丝网印刷因其特点所致：墨层厚、覆盖力强，胶印或凸印的墨层厚度仅有几微米，凹印大多为12μm左右，柔印膜层厚度也只为10μm，通常丝网印刷墨层厚度可达30～100μm，近年来由于厚版胶的诞生，制作网版厚度可达800～1000μm。由于光栅观景面对厚度的要求特别的高，如200线的细光栅其厚度要在0.3mm，100线的厚度要在0.4mm以上。所以，从形成油墨层的厚度的能力来分析，印刷光栅只有丝网印刷技术应该是在线光栅制作的首选方法。下边介绍两种印刷光栅的制作工艺，因为这两种工艺在技术上都必须依赖于丝网印刷方式来实现厚透明底料在承印材料上涂布或布展。成品光栅只不过是光栅采用的是PET热注塑，挤流出正面结晶压模成型工艺技术。而在线光栅（局部立体印刷）的制作只是采用丝网印刷印制透明光栅油墨替代热注塑工艺而已。两种工艺谁也没有摆脱丝网印刷技术，所以，这里称之网印光栅。

（1）丝网印刷制作在线光栅工艺

丝网印刷制作光栅的工艺路线图如图2所示：

图2 丝网印刷工艺路线示意图

在线光栅的印制，要求形成光栅的透明油墨膜层厚度大，这就决定了丝网印版本身的过墨量要非常大，过去如此超大的过墨量的丝印版制作是非常困难的。需要两次丝印制作在线光栅，就是将光栅底面与光栅条纹分两次印刷完成，然后组成合成立体图像观景器。随着丝网印刷技术和材料的发展，为了获得特殊油墨层厚度的要求已经非常简单。

目前厚膜版的制作主要有以下5种方法：

①液体乳剂法：是用液体乳剂在丝网上反复涂布；缺点是花费时间长，涂层厚度不好控制。

②毛细感光膜片法：是把最厚的纯感光树脂毛细膜片粘贴到丝网上，是一种快速制作超厚膜版的方法。优点是可按需要增加膜版的厚度，膜版表面平滑，而且很好控制乳剂层；缺点是操作程序较慢。

③厚膜片制作法：制作厚乳剂层最快的方法是使用厚度范围为100～700μm的膜片。首先选择一张所需厚度的膜片，裁切尺寸比模版上的图像尺寸大6～10mm，从膜片的一侧撕去塑料保扩膜，将乳剂面朝上，放在一块平板上（平板与上述所说的贴毛细感光膜片用的平板相同），将丝网的印刷面朝下，放在平板上的膜片上边；以2份乳剂、1份水的比例调稀液体乳剂，将调稀的液体从膜片的一边淋上，将膜片表面的乳剂刮平，并覆盖均匀；刷去多余的乳剂，将网版干燥。待到网版彻底干燥后，再用装满未经稀释的液体乳剂的斗式涂布器涂布网版的刮墨面；再次干燥丝网，从膜片上扔掉第二层塑料保护膜，并准备曝光。

④为了满足丝网印刷市场各个领域对厚版的需求，通利丝印器材有限公司最近推出了Unifilm 3D立体晒版浆。该晒版浆含有55%的固体，在上浆过程中，晒版浆不会滴下，可以一次性连续上浆直至所需要的厚度（最大可达至1800μm），并能一次性烘干，更加方便快捷。

Unifilm-3D立体晒版浆的主要特点：

A．曝光速度快，与相同厚度的膜版相比，Unifilm-3D的曝光时间比传统的重氮感光剂晒版胶快10倍。

B．有极高的解像度，在干燥过程中厚度流失减少。

C．持久耐用，与直接晒网菲林比较，可提供极好的网纱附着力。

⑤快速免晒厚版胶。该产品是广州丰特高级印花原辅料设备厂（台商）生产的，为丙烯酸经改性后的产品，此胶可耐版水及水，无须感光。免晒制版的方法是：首先将要晒的空网版内面放浆的部分用胶纸封起（胶纸可用薄纸刮上台版胶代替）以免印上去的厚版胶无法保留住，将它放到装有玻璃平台的架子上固定住（玻璃面积为此网版内框略小），再将预先晒好的普通网版拿来做为母版（要做的厚版为正图、母版为负图），如同印胶浆重复在一个光栅线条上连续印上厚版胶直到所要求的厚度为止，撕掉内面所贴胶纸，略干后涂上兰白油护网，即成为水油两性均可使用的网版。

（2）丝印制作光栅条纹

丝网印刷光栅条纹与一般的丝印操作基本相同，这里不再重复，仅对略有不同之处，有重点的提出解释如下：

① 原稿确定：在光栅底片原稿的对应位置，如原稿套拷100线的光栅线条，线宽为0.2553mm。

② 绷网：选择柯图泰黄色尼龙丝网200M，与铝合金框采用气动绷网机拉紧后胶合。绷网是得到性能优良网版的重要工序，一般气动绷拉紧后需静止4小时以上才能涂胶粘固，并用张力计检测其是否均匀。丝网张力是影响丝印质量的重要因素之一，绷网张力适当、经纬线垂直、网面张力均匀、防止松驰。

③ 涂布感光胶正反面涂布。根据厚版感光胶的要求进行涂布到设计要求的厚度。

④ 晒版采用抽气密封，把阳图底片密合在丝网背部感光膜面上曝光，曝光时间一般在2分30秒～3分10秒，然后用水冲洗、热风吹干，用封网胶封好沙眼及边框，贴好标记备用。立体光栅层片一般都是大色块膜片，其色块面积要求在对应的光栅图像面积上向外放大0.5mm。

⑤ 由于光栅印刷过墨量大，印刷压力要适中，刮板角度控制在65～70°为宜，丝网印版与承印物之间距为2.5～3.0mm，印刷车速控制在1200次/h为宜。

⑥ 由于100线光栅之条纹凸起的厚度只有0.1448mm，一般丝网印刷均可达到这一要求，丝网光栅条纹的透明油墨选择UV光油即可实观。近年来由于网印油墨的技术革新，造就了大批新型网印油墨的出现，例如：厚墨层UV油墨。由于光栅条纹要求达到光学性的半柱面体效果，必须有一定的清晰透明度。

⑦ 立体光栅层底片一般都是大块膜片，其膜块面积要求在对应的光栅图像面积上向外放下0.5mm。

⑧ 立体光栅UV油墨：立体光栅UV油墨是在丝印UV油墨系列中选择UV丝印光油材料基础上，为了适应在线印刷光栅的特殊需求，而特制的一种油墨。它除了满足丝印UV油墨要求，还必须满足立体光栅UV油墨的以下三点要求：

A．超厚度：一般U V丝印油膜厚度在30～60μm，而立体光栅UV油墨要求墨层厚度要达到200～500μm，并应在瞬间UV固化干燥，依靠油墨层堆积来达到需求厚度的形成是不科学的。这里可以根据松香凸文印刷油墨和发泡印刷油墨的机理，使图文会凸出印料平面，具有立体感。但立体印刷油墨不是发泡油墨，任何可见程度的发泡都会影响其清晰度及三维效果。

B．可塑性强：这里所指可塑性是指丝印后，未在UV光照射固化定型前，UV墨层只结膜未定型，可接受一定外压力作用而产生任意变形的特性，这时可模压成型，这是能否实行在线光栅制作的关键。模压成型后，即可UV光线照射固化定型，其可塑性随之消失。

C．高度透明性：因为光栅是构成再现立体图像的观景器必须是一种光学透镜元件（如：一副眼镜），所以，即要有良好的光学表面性又要有极强透明度，否则难以观察到立体图像。

立体光栅油墨配方：即在丝印UV上光油墨的基础上调配，上光油是一种无色透明的油墨，在其中加入一定量的松香粉末（高级透明的），经搅拌均匀后即可使用。如：松香40%＋普通上光油18%＋丝印UV上光油42%。由于油墨尚未UV光照固化，此时利用光栅模具热压成型，墨中松香粉因受热因速溶而体积膨胀，在其表面形成一张由条状柱面镜组成的透明塑料薄片，具体状况见图3所示。

图3 柱状条纹光栅板与平面图像贴合示意图

⑨光栅板与印刷品复合成型的方法是在印刷品（画面的印刷如胶版印刷）表面涂上黏合剂后，再与已丝网印制而成的光栅板黏合，同时与印刷品热压黏合在一起，黏合后形成的图形如图4所示。

图4 光栅板与平面图像贴合后观察其立体图像的效果图

图4所示为最新上市的“五粮醇”系列白酒的新包装盒，该包装盒与普通酒盒无太大差别，但它实施了立体印刷技术，彩色印刷的包装盒外层覆盖了一层由特殊塑料材料制作的光栅板，从外包装表面观看印刷的图文则呈现立体画面，由于立体印刷技术难度大，设置这种防伪技术仿制比较困难，所以有较好的防伪效果。

3、丝印＋模压制作在光栅透镜工艺

首先用丝网印刷工艺来实现一次性制作超厚透明墨层，再用激光雕刻机精确制作光栅膜版，这里要保证光栅精确的厚度和光栅条纹的精确半柱面的光学效果，观景器保持清晰透明、聚焦准确为目的。

丝印模压式光栅制作工艺如下：

选料→丝印→热发凸→模压光栅→UV干燥→成品

这种透镜光栅制作，观景器效果好坏，主要在于光栅透镜压膜板的精度和质量。将光栅制作数据信息输入计算机控制的电子雕刻机，由激光雕刻出凹版，将此版装在烫金压痕机组与丝印机相连接，由丝印机负责涂布UV光墨，压痕机压出柱镜光栅条纹。

模压透镜光栅工序是在线光栅制作的关键，在实际生产中要控制好如下五点：

①丝印墨层厚度的控制；

②模具压力的调节与控制；

③热凸温度的控制；

④印刷车速与油墨黏度的匹配；

⑤中心线对位要准确。

近年来，随着立体印刷品制作方法的发展，UV印刷光栅的方法得到了较快的发展，该工艺是将立体阅像直接印刷在柱镜光栅的背面，一次完成立体图像的再现，此工艺不仅省去了复合工艺，而且立体效果更佳，是立体印刷工艺的发展方向。光栅板生产厂家的加工工艺的不同，材料配方的不同，冷却环境的不同，生产出光栅质量必然存在各种差异图像的，最终必然影响到所匹配的立体图像的效果上。

参考资料：

①《防伪印刷与应用》/主编：刘尊忠/副主编：黄敏/姜东升/印刷工业出版社/2008年1月

②《现代立体印刷工艺学》/主编：田学礼/武汉大学出版社/2007年12月