光学变色防伪油墨的应用与发展

文 王聪聪

光学变色防伪油墨的应用与发展

文 王聪聪

随着市场经济的迅猛发展，防伪油墨技术在人们的生活和各行各业中都发挥着至关重要的作用。目前，国内防伪油墨被广泛的应用于高档商品防伪包装，便于消费者分辨产品的真伪。随着技术的不断发展，防伪技术与光学变色油墨结合创造了一个更好的防伪技术—光学变色防伪油墨技术。光学变色防伪油墨的应用，不仅是科技时代的挑战，同时也是融合发展的契机。

光学变色防伪油墨的概述

光学变色油墨是利用油墨中的光变颜料对光的反射、折射等呈色的防伪油墨。光学变色油墨属于反射型油墨，产生于20世纪90年代。由于光学变色油墨具有特定的珠光效应和金属效应，即使是高分辨的电子扫描仪扫描效果不理想，一般的彩色复印机不能复制，所以光学变色油墨具有有效的防伪性。当观察者以0°为视角正视以及60°斜视角度下观察时，由光变油墨印刷的图文信息，将呈现出品红-蓝、绿-蓝、青-绿等一对不同的色彩。

光学变色防伪油墨能够通过自身传递某种特定的色彩信息或者是依赖于外界光源的刺激而呈色的目的。光学变色防伪油墨发光变色机理是由光学性材料决定的。光学材料不同，发光机理也不同。目前采用的光学材料主要有荧光材料、蓄光材料、反光材料、磷光材料、自发光材料和光干涉发光材料。

光学防伪变色油墨的特点及种类

光干涉变色防伪油墨

光干涉颜料是光干涉变色防伪油墨的主要组成成分。光干涉颜料准确运用光干涉技术控制颜色的变化，由光干涉结构的光学薄膜经过粉碎、分级、表面处理等一系列的颜料化处理后生成。光干涉颜料添加到普通的油墨中可以调配成防伪印刷所需的光干涉变色油墨。这种光干涉变色防伪油墨不仅能保持原有光学薄膜的所有光学特性，而且当光线入射角和观察角度不同，每片材料都会像镜面一样反射出五彩缤纷的色彩。如图1所示，100元人民币正面左下方“100”字样与票面垂直角度观察为绿色，倾斜一定角度变蓝色。

图1 100元人民币光干涉变色防伪油墨

光干涉变色防伪油墨具有良好的防伪效果的主要原因包括三方面：首先，光干涉变色防伪油墨的印刷制品所具有的动态变色效果不能用彩色复印机、高清晰度扫描仪及其他的设备进行复制。其次，光干涉变色防伪油墨多层薄膜的厚度不容易进行控制，薄膜的转移技术也难以进行掌握。此外，由于光干涉变色防伪油墨在印刷时必须印在承印物上的油墨中的每个光变薄膜片平行排列，并且浮在连接料表面，采用了特殊的连接料和溶剂难以进行仿制。

荧光防伪油墨

荧光颜料是荧光油墨的主要防伪成分，它属功能性发光颜料。这类颜料在外来光的照射下，能够吸收一定形态的能量，能量激发产生光子，以低可见光的形式释放出吸收的能量，产生不同色相的荧光现象。荧光颜料与高分子树脂连接料、助剂和溶剂复合，再经研磨后制得荧光油墨。荧光油墨是目前防伪包装印刷中得以广泛应用的防伪油墨之一。它主要适用于纸币、证件以及高级烟、酒、公文、药品、有价证券食品、化妆品等高级商品的防伪包装印刷。如图2所示，100元人民币背面主景上方椭圆形图案中的红色纹线采用有色荧光油墨，在特定波长的紫外光下显现明亮的桔红色。

图2 100元人民币背面主景

蓄光和磷光化学防伪油墨

1.蓄光油墨

蓄光油墨是由具有磷光体效果的某些硫化锌/铜荧光物、硫化钙/铋荧光物蓄光颜料与高分子树脂连接料、助剂和溶剂经混合后制得的油墨。由于蓄光物是由晶体发光，加压会使晶体破裂并降低发光度，所以不能应用滚磨等加工工艺，只能通过荧光物与连接料、助剂和溶剂混合。

2.磷光油墨

磷光油墨是由含有少量不纯物的硫化锌，如硫化锌镉的磷光颜料与透明的连接料混合的油墨。磷光油墨的连接料必须要是透明的，以确保透射紫外光。该颜料耐碱、耐酸性能差，因此要求使用如环己酮树脂、纤维酯和醚的中性树脂。除此之外，磷光油墨不应加重金属、干燥剂和干性油等，它们的存在会破坏颜料的性能。磷光油墨的防伪原理是油墨吸收投射的光线，在一定的时间内以一定波长的光线将其发射回去。

光学变色防伪油墨的印刷工艺

光学变色防伪油墨的印刷工艺

1.印刷方式

光学变色油墨主要采取丝网印刷方式和凹版印刷方式。

由于丝网印刷能够满足某些特殊要求，受到光变防伪设计者的青睐。丝网印刷主要具有两方面的优势：一是印刷适应性强，既可在平面、曲面、球面印刷，又可在硬物、软物上印刷。不受承印物的类型限制，防伪设计者可以将防伪标志设计于印刷品的任意位置。二是墨层厚实，印刷制品立体感强，质感丰富，可达到强烈的光变效果。

凹版印刷制品具有颜色鲜艳、墨层厚实、色调浓厚、阶调丰富、印版耐印率高、印刷质量稳定等优势，在防伪包装中具有重要应用。凹版印刷的印刷图文部分凹陷程度则随着图像深浅不同而变化，在制版时墨坑的深浅随着印刷的线条的粗细及油墨的浓淡变化，不易被模仿和伪造。因此，现在世界各国的普遍采用凹版印刷，这种印版的着墨部位是凹下去的，凹纹内的油墨在强大的压力下直接转到纸上，油墨在纸张上呈现立体状态，用手触摸会产生高低不平的感觉。

2.印刷工序

光学变色油墨的遮盖力较弱，印刷在白色基材上的油墨变色效果不理想。因此，在印刷时一般先印深色的黑色或墨绿色油墨作为底色。因为光学变色防伪油墨的特殊性及其昂贵的价格，光学变色防伪油墨往往安排在最后一道工序，避免其余颜色的遮盖，以确保其光敏感性。由于其较高的价格，往往不会大面积进行光变防伪印刷。

3.光变油墨的调配

光变油墨调配过程中，可以加入适量的干涉珠光粉，与光变油墨混合调配，可以改变光变油墨的色彩、色浓度，还能提高防伪性能。光变油墨在普通油墨进行混合调配时，容易降低油墨的光变效果。因此，尽量不要与普通油墨进行混合调配，除非变色粉无法达到所要求的色相。

印刷中的常见问题及解决方法

由于变色粉与干涉珠光粉的质量大、颗粒粗，生产的光学变色防伪油墨容易出现分层沉淀现象。因此在使用光变油墨时，为保证色相及效果一致，可以先将其搅拌均匀。此外，在印刷过程中，由于印刷速度快，上机油墨粘度低，油墨连结料不断减少，变色粉被包裹的越来越不充分，容易析出沉淀现象，造成前后印刷色相差别，并极易形成条状刀线或印刷线状。解决此问题时可以在印刷机器墨槽内放置搅墨棒，让油墨流动循环起来或者安装油墨循环泵。

在凹版印刷过程中，大面积印刷光学变色防伪油墨容易出现针孔现象。为此，技术人员可调整油墨中软硬树脂的搭配比例，或调整混合溶剂挥发梯度解决此问题。在丝网印刷过程中容易出现流平性差和气泡现象。为此，技术人员可加入少量消泡剂和定向排布剂进行调整。此外，光变油墨的印刷墨层比较厚，干燥速度慢，因此可以适当调整纸张和印刷环境的湿度、温度。

印后加工

为避免光学变色油墨印刷品出现褪色、变色、光变显色效果弱的现象，印后加工一般不再进行上光涂布工艺，也不采用覆膜装饰工艺。可采用防紫外线的光油进行涂布保护膜层，增强印刷制品的耐晒、耐磨和防止掉色的功效。

防伪油墨在包装领域的应用

光学变色油墨是目前最有效的高科技防伪油墨之一，具有适用范围广、无毒、无辐射、使用方法简单、持久性好、便于识别等优点，是世界上公认的防伪性很高的安全性油墨。随着人们对于环保的要求的提高，光学变色油墨已经从苯酮类溶剂转变为环保型的醇酯类溶剂，并朝着水性和UV油墨的方面发展。国内光学变色防伪油墨的发展呈现出一种多元化的趋势，在原有的光学变色油墨的基础上，融入其他的油墨防伪技术。另外，我们应积极学习国外先进的油墨防伪技术，在国内已有的技术的基础上吸取国外先进经验，扩大光学变色防伪油墨发展空间。

（作者单位 曲阜师范大学）