化学防伪技术

化学防伪技术知识思维导图，包括：概述、油墨介绍、化学防伪油墨技术、光学性材料及其发光变色机理、常见的光学变色化学防伪油墨。

化学防伪技术

• 概述
  • 定义：化学防伪技术是较早运用于防伪领域的技术之一，主要是利用化学物质在特定条件下产生的特殊化学变化来判定标识的真伪
  • 特点：化学防伪具有投资小、变化多、见效快、易识别、难破译等优点，且易与其他防伪技术手段相结合。
• 油墨介绍
  • 热敏防伪油墨
    • 热敏性油墨是指一种能随温度的变化而使颜料颜色发生特种油墨。
      • 可逆
        • 可逆变色有的是因失去结晶水而变色;有的是因晶型转化而变色;有的是因 pH 值变化而变色，均属物理变化，并且是可逆的。
      • 不可逆
        • 不可逆变色是因为变色颜料受热时发生了物理或化学变化，改变了原来的物理化学性质，从而产生颜色变化。一般变色类型可分为升华、熔融、热分解、氧化和固相反应。
    • 液晶油墨
      • 液晶油墨主要由水溶性树脂、液晶胶囊、助剂、连结料、消泡剂组成，是将封闭在微胶囊中的液晶及助剂等分散在连结料中配制而成的。
    • 温致变色油墨
  • 光敏防伪油墨
    • 光学变色化学防伪油墨一般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。 这类光学变色油墨主要有光致反应型、光变型、自身发出某种光泽型等。油墨的这些光学变色功能或者是依赖于外界光源的刺激而呈色的，或者是自身传递某种特定的色彩信息等。这些油墨采用的光学性材料不同，它们的发光变色机理也不同。
    • 光敏防伪油墨:在光线照射下能发出可见光的油墨。这里所指的光线有:紫外光、红外光、太阳光等可见和不可见的光线。
    • 紫外荧光油墨:在紫外光(200-400n m)照射下，能发出可见光(400-800nm)的油墨。通常指的短波紫外线激发可见荧光防伪印刷油墨，激发波长为 254nm ，长波紫外线激发可见荧光防伪印刷油墨，激发波长为 365nm 。
    • 日光激发变色油墨:在太阳光照射下，能发出可见光 400-800nm 的防伪印刷油墨。这种油墨从应用来看是由于太阳光作用而变色实质上也是受紫外线照射而变色的。
    • 红外防伪油墨:利用红外线(700-1500nm)有不同的吸收特点匹配制成的一种油墨，并能通过仪器检测或识别其印记。 把一对对干红外线具有不同吸收特点的物质加入油墨中制成。应用红外油墨印刷而成的制品，在普通光下无任何反应，而在红外光检测下，可观测到相应的信号或图文。
  • 压敏防伪油墨
    • 在压力磨擦作用下，能出现颜色的油墨。在油墨中加入特殊化学试剂或变色物质而制成。用这种油墨印刷成的有色或隐形图文，当用硬质的物件或工具磨擦、按压时，即发生化学的压力色变或微胶囊破裂染料显漏而出现颜色(红、蓝、墨、绿、紫、黄等)。可根据用户的要求选择显示的颜色并设计暗记。
  • 磁性化学防伪油墨
    • 是由在普通油墨中加入氧化铁粉的磁性物质而制成。用这种油墨印刷的图案或标识，用磁检测器可检出磁信号。用其印刷的密码等信息，可用解码器读出。
    • 磁性化学防伪油墨应用广泛:车票、月票、印花、银行存折、身份证等均可采用磁卡形式 ;价目表示卡上采用了磁性膜；资料登记表、支票上也可用磁性油墨印刷金额等项目。
    • 磁性油墨的组成 磁性油墨的基本构成与一般油墨相同，即由颜料、连结料、填充料和附加料组成。但磁性油墨所用的颜料不是色素，而是强磁性材料。
      • 磁性颜料 磁性油墨中的主要组分是磁性颜料，最好的磁性颜料为氧化铁黑(Fe3O4)和氧化铁棕(Fe203)。
      • 连结料 连结料是油墨中的流体组成部分:油墨的流动性、粘度、干性、印刷性能等，皆主要取决于连结料。磁性油墨的连结料与一般油墨的连结料相似，可以选用植物油、动物油、矿物油，但更多的选用合成树脂连结料。为了达到快干、亮光及印刷性能良好的效果，连结料中的树脂含量要高固着要快，以便使更多的连结料留在表面这就要求连结料有较好的抗水性及颜料润湿性，否则也不能制得印刷性能良好的油黑
      • 填充料 填充料在磁性油墨中可以减少颜料用量，降低成本又可调节油墨的性质，如稀稠、流动性等，也提高了配方设计的灵活性。
    • 磁性印刷的承印物
      • 于磁性印刷的承印物基材有高分子材料和纸张两大类。高分子材料主要用聚酯、硬质 PVC 和尼龙等，而纸张则多选一些上等纸，印刷后进行涂布或覆膜加工而得这样既有好的印刷适性，又能提高纸张的耐磨等机械性能。
    • 磁性变色化学防伪油墨 磁性变色油墨是在无色透明的油墨之中加入含有磁性变色薄膜粉来末而制成的，这种磁性变色粉末是在磁性镀层两侧对称地镀有多层变色膜的粉碎物。 优点:具体专家防伪特性，能被机器加以快速识别。
  • 光学可变防伪油墨
    • 光学可变防伪油墨:采用能发生光学干涉作用的多层光学薄膜片状粉末作为分散料所制作，印记在光线入射角分别为 90 摄氏度和 30 摄氏度时，颜色完全不同的油墨。
  • 安全油墨(防涂改油墨)
    • 为防止篡改、伪造、抹消等而使用的油墨称为安全油墨、保险油墨、化学防伪油墨等。它主要是用氧化还原化合物，或遇酸、碱等能退色的染料(如某些盐基类染料、醇溶性染。料)做色料，用无色的但遇退色灵等就能变色的发色剂(如二苯胍、联苯酚、噻唑胍) 做连接料来达到防伪目的的一组油墨。
• 化学防伪油墨技术
  • 原理：一般是通过改变油墨的配方，或者在普通油墨中加入一些特制的物质(主要是一些特殊的敏感材料，如光敏材料、热敏材料、磁性材料、酸碱指示型材料)等方法来实现特殊现象或功能，以区别于普通印刷油墨，从而达到防伪目的的一种特殊油墨。既是一线防伪技术，又是二线防伪技术
  • 特点： 化学防伪油墨方法公众乐于运用和实践 化学防伪油墨具有实施方便、成本低廉且保密性能好、防伪有效性强等特点 鉴别过程不需要专门大型仪器和设备，简单易行
  • 油墨:由颜料、连接料和辅料(辅助剂)按照一定的配比组成的一种黏胶状混合物
    • 颜料起显色作用;连接料的作用是分散油墨中的颜料，印刷时把颜料转移到承印物上，使颜料固着在承印物表面，并在印刷件的使用期内保护图文不受损坏;辅料的主要作用是改善油墨的印刷适性，促进油墨的干燥及改善油墨的印刷效果。
      • 颜料: 油墨的呈色物质，一般不溶于连接料，在溶剂中大部分呈现悬浮状态。 颜料必须具有很高的着色力、耐光力、化学稳定性。 可分为炭黑、无机颜料和有机颜料。
    • 连接料是一种能将颜料分散于其中，并能在各种干燥方法下在承印物上由液状油墨转变成固态薄膜的液体。
      • 连接料应具备适当的流变性，以保证油墨在印刷过程中能够均匀顺利地转移;同时连接料还必须是成膜物质。 油墨连接料主要有:油脂和树脂，通过有机溶剂将其溶解形成分散颜料的液体。
    • 辅助剂: 辅助剂的作用是改善油墨的印刷适性，并增加特殊性能的物质。 油墨的辅助剂主要有增塑剂、干燥剂、消泡剂等。
  • 印刷油墨对溶剂的要求: 溶剂对树脂有足够的溶解能力 溶剂要有适当的挥发速度 与其他溶剂有良好的相溶性 对树脂有良好的释放性 卫生安全性好
  • 化学防伪油墨定义:化学防伪油墨一般是通过改变油墨的配方，或者在普通油墨中加入一些特制的物质(主要是一些特殊的敏感材料，如光敏材料、热敏材料、磁性材料、酸碱指示型材料)等方法来实现特殊现象或功能，以区别于普通印刷油墨，从而达到防伪目的的一种特殊油墨，称为化学防伪油墨 。
  • 常见化学防伪油墨: 热敏防伪油墨 光敏防伪油墨 压敏防伪油墨 磁性防伪油墨 光学可变防伪油墨 防涂改油墨
• 光学性材料及其发光变色机理
  • (1)反光材料 这种材料可以将照射在其表面上的光迅速反射回来，不同的材料反射的光波的波长范围不同。反射光的颜色取决于材料吸收和反射光波的波长。这种材料是光源依赖型，也就是说，要观察到颜色的变化，必须要有光源照射在材料表面上。
  • (2)荧光材料 材料吸收一定波长的光波，立刻向外发出不同波长的光，称为荧光。当入射光消失时，荧光材料就会立刻停止发光。确切地讲，一般是用不可见光照射荧光材料，而向外发出的则是可见光，即人眼可以感觉到的光波波长。宏观的现象就是由原先的五色变成某一种鲜艳的颜色而显现出来，如绿色、紫色、橘黄色等。
  • (3)自发光材料 自发光材料一般含有放射性材料，在黑暗中可发光，但事先不需要暴露在日光或其他光源下。这种材料要与光致发光材料相区别。它通常作为发光标记以及用于需要长期发光的物体的制作。
  • （4)光致发光材料 这种材料含有非放射材料，它是依靠吸收能量后在黑暗中发光。当吸收的能量全部耗尽时，它就不会发光，必须重新吸收光能量。
  • (5)磷光材料 由于含有磷元素而发光。这些发光材料和连接料、溶剂、助剂以一定的比例配制成可用于印刷的化学防伪油墨。一般常用于化学防伪油墨的光学性材料主要是反光材料、荧光材料和磷光材料。结合其他发光材料，或这几种材料混合使用，可以加大化学防伪油墨的防伪力度。
• 常见的光学变色化学防伪油墨
  • 光干涉变色油墨
    • 特点:光变油墨的印刷品所具有的动态变色效果是无法用高清晰度扫描仪、彩色复印机及其他设备进行复制的。另外其设计和生产技术极具专业性，制作工艺复杂，仿制者很难从这两点对该防伪技术进行破译。
    • 光干涉颜料 光干涉颜料是光干涉变色油墨的核心成分，它就是将具有光干涉结构的光学薄膜经粉碎、分级、表面处理等一系列颜料化处理后生成的，它成功地利用了光学薄膜能产生各种动态干涉色的特性。这种别具一格的片状颜料保持了光学薄膜的所有光学特性，只要观察角度和光线入射角不同，每片材料都会像镜面一样反射出缤纷的变换色彩。准确地运用光干涉技术，可以精确地控制颜色的变化。
    • 光干涉变色油墨(简称光变油墨) 将光干涉颜料掺入普通的油墨中调配成适合于印刷的油墨，即可制成具有防伪性能的光干涉变色油墨(OVI)。
  • 荧光油墨
    • 荧光油墨中的主要防伪成分是荧光颜料，荧光颜料属功能性发光颜料。 当外来光指不可见光，也包括紫外光)照射时，能吸收一定形态的能，这种形态的能不转化成热能，而是激发光子，以低可见光形式将吸收的能量释放出来，从而产生人眼可观察到的不同色相的荧光现象。
    • 荧光颜料与高分子树脂连接料、溶剂和助剂复合，再经研磨后可制得荧光油墨。
    • 应用：荧光油墨是现代防伪包装印刷中应用比较广泛的化学防伪油墨之一，它适用于公文、有价证券、证件和高级烟、酒、食品、药品、化妆品等名牌商品的防伪包装印刷。在我国、韩国的某些纸币上也应用了荧光防伪技术。
  • 蓄光和磷光化学防伪油墨
    • 蓄光油墨 蓄光颜料是用无机荧光物中具有磷光体效果的某些硫化锌/铜荧光物、硫化钙 Zn 铋荧光物等制备的。(Zn,Cd)S/Cu 为硫化锌镉的混晶，以铜作激活剂。CaS/Bi为在硫化钙中加少量作为激活剂的铋。蓄光油墨是将荧光物与载体相配合，使用时再混合。无机荧光物是靠晶体发光的，如果加压使晶体破裂将导致发光度降低，所以不能使用滚磨等加工手段，而要将载体与荧光物在使用时混合。
    • 磷光油墨 磷光油墨是吸收投射其上的光线，然后在一定的时间内再以一定波长的光线发射回去的油墨。这种油墨的颜料是含有少量不纯物的硫化锌，如硫化锌镉。它的连接料要透明，可透过紫外线，因颜料怕酸、碱，因此树脂要为中性，如采用环己酮树脂、纤维酯和醚。另外油墨中应不加重金属、干燥剂和干性油等，它们的存在会破坏颜料物质。
• 磷光油墨和荧光油墨都是发光油墨，在紫外灯照射下发出蓝绿色余辉，主要区别是撤除紫外线照射，荧光油墨亮光立即消失，而磷光油墨亮光消失较慢。