3第三章 油墨防伪

第一节印刷油墨防伪技术概述第二节磁性油墨防伪技术及应用第三节反应变色油墨防伪技术及应用第四节荧光油墨和磷光油墨第五节干涉型光变油墨防伪技术及应用

第三章防伪印刷油墨油墨防伪技术作为防伪技术中重要的技术分支，它涉及的学科领域很多，如光学、化学、电磁学、计算机技术、光谱技术、印刷技术、包装技术等。具有良好的发展态势，应用范围日益广泛，并且带来非常好的经济效益和社会效益。一防伪油墨和油墨防伪技术的概念第一节防伪印刷油墨概述防伪油墨是指具有防伪功能的油墨，它之所以能防伪，是利用油墨中有特殊功能的色料和连结料来防伪的。防伪油墨的配方、工艺均属机密，应严加管理；它的产品也应定点、定时供应给指定的厂家，设专人、专门的印刷机使用，严防扩散。油墨防伪技术是指通过采用防伪油墨进行防伪的印刷技术，具体实施主要以油墨印刷方式印在票证、产品商标和包装上；通过实施不同的外界条件（主要采用光、热、光谱检测等形式）观察油墨印样的色彩变化来实现防伪功能。这类防伪技术具有实施简单、成本低、隐蔽性好、色彩鲜艳、检验方便（甚至手温可改变颜色）、重现性强等特点。一般情况下，防伪油墨按照其防伪的原理和机理进行分类和命名，常用的防伪油墨有：磁性防伪油墨、荧光油墨、磷光油墨、反应变色油墨、防涂改油墨、红外油墨、紫外激发荧光油墨、光学变色油墨等。二防伪油墨的种类随着防伪油墨的不断开发应用，市场上出现的防伪油墨也越来越多，如：香味油墨、导电油墨、无光泽油墨、电子辐射油墨、金属蚀刻油墨、隐形防伪油墨、多功能综合防伪油墨等。三防伪油墨的特点（1）实施方便、成本低廉。化学标记物质

（2）色彩鲜艳。不会影响其原稿图文色彩的表现（3）隐蔽性较好。

（4）不需要大型检验设备，容易鉴别。紫外荧光、热致变色1防伪油墨在线使用将印刷机械直接安排在包装生产线上，防伪油墨可以自己调配（如：根据不同的日期、不同的产品，可以采用不同的配方）。这样可以保证油墨配方的安全性，也避免油墨配方“流入他人之手”的弊端。四防伪油墨的一般使用方法油墨在线使用事实上是企业掌握了油墨的配方秘诀，从而达到防伪的目的。实际上在所有的防伪方法中，秘诀防伪是最可靠的一种。2防伪油墨的复合使用

复合使用防伪油墨，可以延长防伪油墨使用的寿命（即延长时效性），同时提供更好的防伪效果。复合使用防伪油墨主要有两种方法：(1)将两种或两种以上的防伪油墨复合使用，结合油墨各自的特点，形成新的防伪油墨。

(2)将字符或图案用两种或两种以上的防伪油墨印刷。如印制像条形码一样的图案，可以用磁性防伪油墨印刷图案的条，而用隐形防伪油墨印刷图案的空白部分。这样就提高了防伪效果如果能将这种复合方法在线使用，则会收到更好的防伪效果。油墨防伪技术在票证防伪及其商标、包装防伪领域中具有很好的适应性，既能满足大众的一线防伪识别的要求，也能满足高级专家、管理部门的二线、三线鉴别、监管的要求。油墨防伪技术的发展趋势可以概括为：四油墨防伪技术的发展趋势1在防伪手段和防伪油墨的应用方面要加强综合防伪和多功能防伪技术的研制和生产，将油墨防伪技术与其它防伪技术相结合起来应用于防伪包装和防伪印刷，以达到更高档次的防伪目的。2在防伪油墨的生产方面

要不断开发研制新材料、新工艺，制造更高档次的防伪油墨。目前主要的发展重点有：①在凹印防伪油墨方面：以提高生产效率、降低成本、加强环保及提高凹印凸起的手感为目标。在光变油墨方面：以提高光变效果、降低成本为目标。在热敏防伪油墨方面：以提高热敏材料的性能和变色灵敏度为目标。在紫外激光荧光油墨方面：在开发油墨的同时开发检测仪器及相关技术，以提高其机读的可靠性。在红外油墨方面：以开发独特的红外透明、红外吸收材料为目标。第三章第二节磁性油墨防伪技术及应用优点：具体专家防伪特性，能被机器加以快速识别。磁性油墨的颜料采用磁性物质，应用磁检测仪可以检出磁信号，译码后可以进行识别磁性油墨防伪的技术要求：磁性颜料为小于微米级的针状结晶体，其大小和形状在磁场中可以很容易的均匀排列，以准确实现译码和识别。一磁性油墨防伪技术的防伪原理磁性防伪油墨是在油墨中添加磁性物质制成的。磁性油墨的基本构成与一般油墨相同，即由颜料、连结料、填充料、附加料和添加剂组成。磁性油墨所用的颜料不是普通的颜料，而是强磁性材料（磁粉）。二磁性油墨的组成磁粉是磁性油墨的核心部分，是决定磁性油墨质量的主要因素。作为磁性油墨颜料的强磁性材料主要有四氧化三铁（Fe3O4）、氧化铁（Fe2O3）、镍（Ni）或氧化铁+钴等。影响磁性油墨磁性的因素主要有：颜料的磁性、油墨中磁性颜料的含量、印刷墨层的厚度等。磁性油墨突出的特点是：外观颜色较深、检测简单。磁性防伪油墨印刷的图案和标识，用磁检测器可检出磁信号；磁性防伪油墨印刷的密码等信息，可用解码器读出。三磁性油墨的特点磁性油墨首先在银行和邮政的业务中使用，使用的目的并不是用于防伪，而是用于银行对票据的自动处理、邮局对信件的自动分拣随着磁性油墨的不断发展，尤其是磁性防伪油墨的不断研发和推广应用，磁性油墨的防伪功能越来越显著，种类也越来越多。

四、磁性油墨防伪技术的应用磁性油墨防伪技术在很多领域都得到了应用：资料登记表、支票上的符号与字母等。票证的防伪印刷，如车票、月票、印花、银行存折、身份证等均可采用磁卡形式。钞票的印刷。如第四、五套人民币各种券别号码都采用磁性油墨印刷。各类证书的印刷。价目标识卡上采用磁性膜。信贷卡。第三章第三节反应变色油墨防伪技术及应用反应变色油墨——热敏油墨颜色变化示意图

一反应变色油墨的定义指在油墨中加入各种化学物质，在一定条件下（如热、湿度、压力等）能发生各种化学反应，从而使油墨改变颜色，达到防伪目的反应变色油墨主要有热敏变色油墨、光敏变色油墨（如“荧光油墨”即是光敏变色油墨的一种）、湿敏变色油墨、压敏变色油墨等这里简要介绍湿敏变色油墨和压敏变色油墨，重点介绍热敏变色油墨防伪技术。二湿敏变色油墨和压敏变色油墨1

湿敏变色油墨在外界湿度变化的条件下，颜色发生改变的油墨称为湿敏变色油墨。湿敏变色油墨是在色料中加入随湿度变化而变化颜色的物质而制成的。其特点是湿度变化，颜色随之改变。该油墨一般有可逆、不可逆两种。可逆消色油墨：滴水后颜色由有色变为无色，水份挥发后恢复原色，颜色有白-无。如底下为彩色图案，那么遇水后从白色变为彩色图案。(多用于雨伞和儿童画册上)可逆显色油墨：印刷后表面本身无色，遇水后显出图案，水干后又变回无色状态。(用于雨伞上)不可逆湿敏扩散：颜色有红、黄、蓝、绿、黑，用湿敏油墨承印的图案或文字，遇到水后会逐渐渗透扩散，图案或文字变为模糊状态，水干燥后扩散的颜色不会复原成原有的图案，用湿敏油墨承印的标识检测后，标识不能重复利用。用于检测手机电池、电子产品等产品是否遇水，只能印在纸张上。2

压敏变色油墨在压力、磨擦作用下，能出现颜色变化的油墨称为压敏变色油墨。压敏变色油墨是在油墨中加入特殊化学试剂或含变色物质的微胶囊制成。

这种油墨印刷的有色或隐形图文，当用硬质的物件或工具摩擦、按压时，即发生化学色变或微胶囊破裂染料显漏而出现颜色（红、蓝、黑、绿、紫、黄等）。可根据用户的要求选择显示的颜色，同时可以设计暗记三热敏变色油墨早在20世纪30年代，人们就开始研究变色涂料，主要用于热敏纸及蒸煮指示剂。20世纪50年代末期，一些热敏材料被发现，结合油墨制造技术形成新型的热敏油墨，并在印刷领域得到广泛的应用。三热敏变色油墨1热敏变色油墨的定义和分类。热敏变色油墨，是指在外界温度变化的条件下颜色发生改变的油墨。热敏变色的原理是在加热情况下使变色化合物发生物理变化或化学变化而带来自身的吸光性变化按变色所需温度的不同，热敏变色油墨可分为手温变色防伪油墨（温度在34—36℃之间）和高温变色防伪油墨（温度一般在40—60℃甚至更高）按变色方式，可分为不可逆热敏变色油墨和可逆热敏变色油墨。（1）不可逆热敏变色油墨—有显色、变色二种。显色不可逆温变油墨外观无色，经受热后呈现颜色，降温后颜色不再恢复为无色；变色不可逆油墨受热后由原有颜色变为另一种颜色，降温后颜色不再恢复为原色。（2）可逆热敏变色油墨—可逆热敏变色油墨有显色、消色、变色三种显色可逆温变油墨外观无色，受热后呈现颜色，降温后颜色消失可恢复为无色；消色可逆热敏油墨原有颜色受热后颜色消失变为无色，降温后可恢复原有颜色；变色可逆温变油墨原有颜色受热后变为另一种颜色，降温后可恢复原有颜色。2热敏变色油墨的组成热敏变色油墨的主要组分包括变色颜料、填料和连结料。另外，溶剂的选择也非常重要。（1）变色颜料变色颜料是热敏变色油墨的重要组成部分，也是配制热敏变色油墨的核心与基础。油墨的颜色变化，主要取决于变色颜料，而在防伪印刷中，其防伪机理就是通过变色油墨中变色颜料加热前后出现的颜色变化来辨别真伪。

一般而言，作为热敏变色油墨的变色颜料，必须满足以下几点要求：对热作用要敏感，在常温下有固定明显的颜色（或无色），当达到预定温度时变色要迅速。有明显的变色界限，且变色温度区间要窄，变色前后色差要大。除温度影响外，受外界环境影响要小。在光照、潮湿气候条件下性能稳定，不分解、不退色印刷性能好。如颜色、着色力、干燥速度、遮盖力、耐光性、耐热性、耐酸碱性、渗透性等变色温度合适，检验方便。3热敏变色油墨的印刷工艺及应用理论上讲，热敏变色油墨可采用多种印刷工艺和技术，但凸版印刷和平版胶印的显色效果较差，因此目前大多采用丝网印刷、凹版印刷和柔性版印刷。热敏防伪油墨检测方便，适合大众识别，被广泛应用于有价证券、商品包装和标签上;如票据等有价证券，香烟盒、酒盒等各类包装纸盒，金属包装容器成型后的喷墨印刷，金属薄板和啤酒标签的平版胶印等。如图所示为热敏油墨的应用实例：左图：“牛栏山二锅头”瓶盖中商标上方的“BEIJING”汉语拼音采用温变油墨印刷，常温下为黑色，高温烘烤时变为无色，温度恢复倒常温时又变为黑色。右图：“红星二锅头”瓶盖顶部有前门楼图案，前门楼黑色部分用可逆温变防伪技术，加温可用明火烧烤后黑色消失变为无色，温度降低后黑色恢复正常。底色温变型图案温变型荧光油墨和磷光油墨都属于光学变色防伪油墨。光学变色防伪油墨是指在具有一定波长的光波的照射下发生颜色变化现象的功能性油墨;如由一种颜色变为另一种颜色，或由无色变为某种颜色的油墨。不同的发光材料，其发光变色机理不同。第四节荧光油墨和磷光油墨无色荧光纤维无色荧光油墨印刷图案包含特种标记，用激光激发可见，可供机读一荧光油墨荧光油墨由荧光材料溶于相应的树脂而制成，其主要防伪成分是荧光颜料。荧光颜料是发光材料的一种，该物质在阳光的照射下吸收太阳光辐射的能量储存起来，然后以热的形式表现出来，或者发生光化学反应，或者能量以可见光的形式散发出来。1荧光油墨的定义指紫外线激发荧光防伪油墨，即在紫外光（200～400nm）照射下，能发出可见光（400～800nm）的特种油墨。不同的配方可以得到不同的荧光油墨，如在油墨中加入具有紫外线激发的可见荧光化合物，得到的荧光油墨在紫外光线照射下可发出红、黄、蓝可见光。此外，还有红外线荧光油墨，也称为红外线防伪油墨，即在油墨中加入具有红外线激发的可见荧光化合物，在红外灯照射下可发出绿色可见光。61应用在纸币防伪上的红外油墨已相当普遍，但主要是隐形红外油墨有红外激发、红外覆盖及红外透明油墨等。62隐形红外激发油墨（反斯托克斯油墨）：正常状态下，隐形，经980nm的红外光激发而发出可见光，可以呈现绿、兰、黄等不同颜色;它含有稀土元素，这一类油墨可以吸收多个低能量的长波辐射，经多光子加和后发出高能的短波辐射，从而可使人眼看不见的红外光变为可见光，所以又称红外转换材料。63隐形红外激发油墨（反斯托克斯油墨）：这种从长波长(较低能量)光子激发而得到短波长(较高能量)光子的现象称为反斯托克发光。因此这种油墨也称为反斯托克斯油墨。用红外发光材料加入相应的连接料经特种工艺研制的防伪油墨，外观无色，经980nm的红外光激发而发出可见光，保密性强，技术含量高，属一类防伪技术产品。64西班牙200比塞塔上的应用65662.红外覆盖油墨：常态下为深色，通过红外成像设备，可以看到覆盖油墨下面的图形或文字。奥地利于2010年发行了一款“克里姆特”600的测试钞,（左侧为普通摄影；右侧为红外摄影）673.红外透明油墨印刷后表面为纯黑色，肉眼和可见光透不过去，只有红外线才能透得过去，所以必须要在红外摄像头下才会变成透明色，从而看到该油墨后面的那层图案或文字通过红外成像设备，可看到印品一部分而另一部分看不见。这样的例钞非常多，几乎90%的纸币都有此项功能68西班牙1000比塞塔692荧光油墨的组成荧光油墨是用荧光颜料与高分子树脂连结料、溶剂和助剂等调配研磨制成的。（1）荧光油墨的颜料根据分子结构的不同，荧光颜料可分为无机荧光颜料和有机荧光颜料两大类。（2）树脂连结料树脂连结料必须具备以下几方面的特点：具有较高的软化点。有良好的耐化学药品性能。颜色透明、无毒。易于合成及粉碎。3荧光油墨的分类常用的荧光油墨有紫外线激发荧光防伪油墨和红外线防伪油墨。按照激发光源的波长不同，紫外线激发荧光防伪油墨又可分为短波紫外线激发荧光油墨(激发波长为254nm)和长波紫外线激发荧光油墨(激发波长为365nm)。73743荧光油墨的分类按照颜色的变化又分为无色、有色、变色三种，在紫外光照射下，无色可显示红、黄、绿、蓝等颜色，有色可使原有颜色更亮，变色可使一种颜色变成另一种颜色。4荧光油墨在防伪领域的应用荧光油墨可以采用凹印、柔性版印刷以及丝网印刷等印刷方式。荧光油墨适用于纸张类和乙烯类薄膜等印刷。纸张用荧光油墨有氧化干燥型和蒸发干燥型，乙烯薄膜用荧光油墨一般为蒸发干燥型。4荧光油墨在防伪领域的应用荧光油墨印刷品在紫外线（紫外荧光油墨）或红外线（红外荧光油墨）作用下，可发出闪闪荧光，有条件的厂家可以自行配制荧光油墨，增加防伪效果。荧光油墨是现代防伪印刷和防伪包装中应用比较广泛的化学防伪油墨之一，技术含量高，不易仿制，具有较强的防伪能力，适用于公文、有价证券、证件和高档烟、酒、食品、药品、化妆品等名牌商品的防伪印刷和防伪包装。人民币、银行票据、税务发票都使用该技术。磷光油墨是在油墨中加入硫化锌而制成的，其特点是可以吸收照射到其上的光线，并在一个相当时间内再以一定波长的光线发射出来。一般而言，磷光油墨连结料要透明，可透过紫外线，树脂为中性。二磷光油墨这种油墨具有非常好的耐用性，特别适用于证券的快速可靠的自动检测、印刷时的质量检测。在实际应用中，磷光油墨可以单独使用，也可以与荧光油墨相混合使用。如果将荧光油墨与磷光油墨混合使用，可以在一定程度上增加防伪效果第五节干涉型光变油墨防伪技术及应用

100元人民币采用光变油墨面额数字标记，正面左下方“100”字样，与票面垂直角度观察为绿色，倾斜一定角度则变为蓝色；50元人民币采用光变油墨面额数字标记，正面左下方“50”字样，与票面垂直角度观察为金色，倾斜一定角度则变为绿色。干涉型光变油墨是现代防伪油墨中最复杂的一种，也是现今流行的高科技防伪产品，这种油墨首先由美国、加拿大、瑞士等国研制和应用，是一种新型防伪油墨，价格昂贵。也称为光干涉变色油墨、干涉型光变油墨，简称为光变油墨，是在油墨中加入微小的多层镀膜（光干涉变色颜料），印出的图案花纹从不同角度观察时呈现不同色彩的油墨。光变油墨的光学变色效果是由油墨中的光干涉变色颜料产生的。光干涉变色颜料的主要成分就是具有特定光谱特性的光学变色薄膜碎片。

一、干涉型光变油墨的防伪原理目前较理想的光干涉颜料膜由5层对称式结构组成，膜厚1μm左右，中间是不透明的反射层，两边是对称的透明无色介质层和半透明金属层，膜片两面都具有同样的干涉色。改变透明介质层的厚度，能改变膜系的颜色，以获得各种颜色的光干涉颜料。光学变色颜料是在高真空条件下，按特定颜色膜系结构的设计要求，将多种不同折射率的材料依次淀积在同一载体上，形成具有特定光谱特征的光学变色薄膜，再经粉碎等一系列颜料化处理后制成的，添加特殊的连结料和助剂制成油墨。这种油墨印在承印物上，光学变色膜片会平行排列且上浮墨层表面，保持了光学变色薄膜的变色特性。为保证膜层的均匀性和致密性，必须严格控制蒸发速度的一致性；为了控制膜系的颜色指标，必须将膜层厚度的误差控制在埃(1埃＝10-1nm)的范围内，使其具有可见光学薄膜的精密性和特殊性；膜系设计在满足光谱要求的前提下，膜层数应尽可能少，以降低生产成本。膜层厚度满足特色光的干涉需要：消色-增色条件，在多色复合光（如白光）照射下，其反射光颜色随着观察角度的改变而发生变化。目前应用与实例光学变色油墨光变油墨应用于货币光变油墨应用于证件类光变油墨