荧光防伪油墨的制作及印刷工艺

浅析荧光防伪油墨及其印刷工艺
韩宇、吴浩松
{珠海乐通股份化工有限公司，珠海 519000}
摘要：本文从油墨工作者的观点出发，简单介绍了荧光防伪油墨的发展及其应用，介绍了荧光颜料的种类。

并根据多年的实践经验总结出荧光油墨从制作到印刷过程中的问题和解决方法。

关键词：荧光防伪油墨；荧光颜料；印刷工艺
引言
近年来，随着我国经济的迅猛发展，人民的生活水平发生了翻大覆地的变化。

但随之而来的是，商品造假行为也日趋猖撅，广大厂商的经济利益蒙受了巨大损失，其信誉经受了前所未有的考验。

据有关资料统计，在国际市场上，仅在五年内记录的重大商品假冒伪劣事件就已超过2000起。

全世界每年因仿冒各类高档名牌商品和伪造票证等，给世界经济和工业造成的直接损失就在1000亿美元以上[1]。

更令人担忧的是，在医药、食品、日用品、烟酒、饮料等领域，假冒包装更为猖撅，造假手法层出不穷。

不仅造成经济损失，还直接危及人们的健康和生命。

在这种背景下，人们开始研究和寻求一种防伪和制止伪劣产品的手段。

于是诞生了一种特殊的印刷技术—防伪印刷技术。

在商品经济社会里，各种防伪技术应运而生，基于荧光颜料的这一特性，在防伪技术中应用最为广泛。

早在1938年便有相关荧光油墨的报道。

荧光颜料与高分子树脂连接料、溶剂和助剂复配经研磨可制得油墨。

荧光颜料与高分子树脂连结料、溶剂和助剂配合经研磨分散可制成荧光防伪油墨。

物质的颜色是由物质对不同波长的可见光进行了有选择的吸收、反射和透射。

如一物体反射或透射了可见光中的红光，而吸收了其他波长的可见光，反射或透射的红光对人眼视网膜产生了刺激，使人感到该物体是红色的。

一般物质将吸收的光转变成热能，也有的物质如荧光黄、罗达明等荧光物质将吸收的光转变成热能以外的可见光，这种发光现象称为广义的荧光，能发出荧光的物质可作为荧光油墨的颜料。

将荧光油墨印刷在需要防伪措施的承印物上，就印制成荧光防伪标记。

荧光防伪油墨可采用丝网版、凹版或平版等印刷方式，在广告装演、道路标志、织物、标牌、包装、舞台设各、显示器、标记和防伪等方面广为应用，尤其在防伪技术方而得到了很好的应用和发展，受到人们的欢迎。

1.荧光防伪油墨的应用
现在己有许多国家发行了荧光邮票。

如我国于1986年发行的‘T.110M'《白鹤》小型邮票中，在红色和黄色油墨中均加入了荧光颜料，在紫外光照射下，可以看到白鹤的眼睛发出淡淡的黄色荧光，而嘴和脚则发红色荧光。

又如“1994—10M”《昭君出塞》小型张，不仅图案中黄色、橙黄色能发出同色荧光，而且邮资图白色票边和小型张边饰花纹在紫外光下也能分别发淡蓝色和蓝色荧光[2]。

再如2000—2《春节》小型张，使用双重加密防伪油墨进行胶印印刷，使得邮票在紫光灯照射下，分别发出蓝色和黄绿色荧光；2000—17《第27届奥林匹克运动会》小型张上的黄色圆环，在紫外光的照射下，发出黄色荧光。

至90年代初，我国荧光邮票开始扩大试验。

为了达到邮票鉴别真伪的目的，到1998年，我国发行的纪念邮票和特种邮票几乎全是荧光邮票。

荧光邮票大大提高了我国邮票的防伪功能，也使我国邮票在紫外光下的图案显得十分有美感。

可见荧光油墨在邮票防伪中发挥着及其重要的作用，而且像以上这些具有这种复杂的荧光特征的邮票是难以伪造的。

再如我国第五套人民币100元、20元采用无色紫外荧光油墨印刷的无色荧光图案，是在正面行名下方胶印底纹处印刷，在特定波长的紫外光下可以着到面额“100”、“20”字样，该图案可供机读。

又如我国1999年版100元人民币正面安全带位置偏上方印有无色荧光油墨，在紫外光照射下，显示出黄色并套印上紫边的100字样，说明印刷了隐形黄色荧光油墨和隐形紫色荧光油墨。

又如烟包行业中，“白沙”牌香烟采用蒙泰软件团花防伪技术与荧光无色油墨防伪技术，在荧光下可显示蓝色隐形图案，图案中包含有白沙的拼音字母。

此外荧光防伪油墨广泛应用于高档商品的包装中，对于经济的健康发展和人们生活质量的提高有着不可或缺的作用。

2.荧光防伪油墨的分类
目前，荧光防伪油墨中主要成分是荧光颜料和载体树脂通过醇酯类溶剂并加入适量助剂分散、研磨而成。

受到外界能源的激发，将所吸收的能量转变为可见光的发光现象称为荧光。

将这种刺激隔离后仍然发出间断的光称为狭义的荧光，而停止刺激后仍然持续发光的现象称为磷光。

所谓荧光颜料，一般是使用上述狭义荧光体的某种有机荧光物。

而使用磷光体中残余发光时间较长的物质所制得的颜料称为荧光颜料[3]。

防伪材料的荧光材料要求其吸收光波的波长在300-400nm之间，发射光波长在400-500nm之间。

这样，在380-420nm波长紫外灯下检查时，就可发现各种各样的保密标记荧光特征，于是很容易鉴别其真的。

荧光颜料一般根据化学结构组成可分为无机荧光颜料、有机荧光颜料和稀土荧光配合物。

（1）有机荧光颜料
有机荧光颜料又称日光型荧光颜料。

荧光染料(荧光体)在透明、脆性的树脂载体中充分分散而制得，颜色由荧光染料结构自身决定。

当日光照射时，有机荧光颜料通过吸收日光中的紫外线，并将吸收的能量以可见光的形式放出，从而发出荧光。

紫外光越强，它放出的荧光越强。

如果通过适当的混合或配以适量的非荧光颜料，可以得到不同色调的荧光颜料[4]。

有机荧光颜料可分为荧光色素颜料和荧光树脂颜料。

荧光色素颜料是指具有蒽、蒽醌苯胺结构的有机颜料分子，荧光较弱，着色力高，色光鲜艳。

但耐晒牢度低。

荧光树脂颜料则是以对苯磺酸胺、聚甲醛树脂、二聚氰胺甲醛树脂的混合体为基体，以荧光颜料分子为发光体的混合物。

（2）无机荧光颜料
无机荧光颜料又称紫外光致荧光颜料。

这种荧光颜料是由金属(锌、铬)硫化物或稀土氧化物组成。

金属(锌、铬)硫化物需要微量的Cu 、Ag 、Mn化合物作为活化剂，只有在活化剂的激发下才能产生荧光[5]，其余晖亮度高而持续时间短。

而稀土氧化物不需要活化剂的激发，在紫外线的照射下就能产生荧光。

余晖亮度低，但持续时间长，耐晒牢度高。

无机荧光颜料一般为无色或浅白颜色，在紫外光的照射下，能呈现出各种颜色的光谱。

且有很宽范围的闪光颜色。

（3）稀土荧光配合物
稀土荧光配合物是指由配位键结合的化合物。

稀土有机配合物发光体中的金属称之为中心金属离子，其有机部分为配体。

稀土离子独特的电子结构决定了它们具有特殊的光、电、磁等特性，它的荧光光谱不同于普通荧光光谱，具有较大Stokes位移，发射光谱与激发光谱不会相互重叠，而普通荧光物质的Stokes位移较小，因此激发光谱和发射光谱通常有部分重叠，相互干扰严重[6]。

荧光颜料与连结料、溶剂和助剂经分散、研磨可制得荧光油墨。

加人0.5%的荧光物质
及助剂配制成的油墨或墨水即可，并可用丝印、凸印和凹印等印刷方式或用纤维吸附后固定在纸币、证券上[7]。

3. 荧光防伪油墨的印刷工艺
3.1印刷版的制作
荧光油墨比普通油墨要贵一倍以上，所以，出于成本的考虑，印刷荧光油墨的版面不宜设计过大，特别是实地版面更不适合印刷荧光油墨。

因此，荧光油墨适合于印刷小面积的文字、标志或图案。

使用荧光油墨印刷时，在版面设计时应充分考虑印刷的效果，如把有形荧光油墨直接印于白纸上荧光效果不好制版，而在浅底色上设计叠印荧光油墨的版面，工艺效果相对较好。

而从产品防伪的角度上考虑，将从字库打出来的部分文字、字母的局部笔划故意进行变形处理，并用隐形荧光油墨印刷细小的文字、字母等，可形成具有隐性化、个性化的防伪暗记，提高印刷版面的防伪效果[8]。

3.2印刷基材的的影响
印刷荧光油墨时要根据油墨的特性选用印刷纸张。

由于不同的纸张对隐形荧光油墨有不同的影响。

淡色或彩色纹路的纸张，其纸张颜色容易使油墨的明度降低而影响显色效果。

此外，纸张越白说明纸张经过荧光增白剂处理程度越高，这样荧光增白剂在紫外线下会发出蓝白色光，对荧光油墨的显色会形成一定程度的干涉影响，造成荧光效果明显减弱，影响荧光油墨的印刷效果。

因此，隐形荧光蓝油墨不适合用于印刷含有强荧光增白剂的纸张[9]。

而黄色和品红色荧光油墨的视觉冲击力最强，若选用光泽度高的印刷基材，如铜版纸、玻璃纸等基材，则印刷效果较为理想。

从荧光油墨外观上看，原装的荧光油墨色泽看起来较深，但印刷在承印物上后却很淡，这一点在调墨时必须特别加以注意，以免盲目调墨造成浪费。

由于荧光颜料本身质地较硬，不易磨细，因而在印刷过程中伸展性较差，所以在用印刷时，最好先在底色上印一层维力油，而后再进行叠色印刷，这样印刷效果更好一些。

对于印刷酸性偏大的纸张时打样，可酌情在油墨里添加微量的燥油，以提高印刷工艺效果，确保产品印后适时得到干燥，避免印刷产品出现脏污。

为了提高荧光油墨的印刷性能，适当增加油墨粘度有时也是十分必要的。

但是，若印刷容易掉毛的纸张、纸板，以及在气温较低的环境下印刷，则应适当降低油墨的粘度。

若用荧光油墨印刷透明的薄膜材料印刷，可先印一层白色的油墨打底，然后再印刷荧光油墨，这样可较好提高荧光油墨的印刷效果，使其色彩鲜艳。

3.3印刷前机器的清洗
印刷荧光油墨时，应将机器的输墨装置包括胶辊、墨斗和印版清洗干净后装订，再用所要印刷颜色的油墨涂布于墨斗和胶辊上进行运转，然后再清洗一次，这样才能使机器的涂墨系统清洗得更加干净，印刷时就不会因原来机器上残留的颜色，与荧光油墨的颜色混合后产生串色现象显影，造成荧光油墨的颜色不纯而出现偏色。

如果有条件的话，印刷时可另外采用一套未用的墨辊，这样有利于提高印刷颜色的质量特别是凸印的胶辊表而出现局部哪怕出现轻微的刮痕后，是难以清洗干净的，若备用一套胶辊专门用于印刷彩色产品设备操作，是比较科学合理的。

3.4油墨调配工艺
油墨调配过程中，采用少量的彩色油墨与荧光油墨混合调配，可以提高荧光油墨的色彩和色浓度，如荧光桔红可调以适量的荧光桔红、金红；荧光妃红可调以适量的桃红等。

荧光油墨尽量不要与其他普通油墨进行混合调配，否则，很容易降低油墨的荧光效果。

而丝印荧光油墨可与磷光油墨混合调配，并且其色彩效果较好。

如果印刷荧光油墨的底色调配得越深荧光效果就越差，调配油墨时应注意这一点。

3.5 印刷压力和速度等参数设置
由于荧光油墨的无机荧光物等是晶体发光的，若印刷压力过大，容易会使晶体破裂而使发光亮度降低，因此采用凸版印刷工艺，不宜采用金属版进行印刷，而适合采用柔软、光泽度好、印刷压力轻就能使保持墨色饱和的PS树脂版进行印刷，并且要注意采用以尽量小的压力进行印刷。

实际上，采用丝网、凹印等工艺印刷荧光油墨更为合适一些输纸，其印刷墨层厚实，印品版面荧光效果更好一些。

对于流动性较好的荧光油墨，其干燥性能相对较为缓慢，当印刷大面积的版面，由于涂布的墨层相对较厚，若采用超高速进行印刷，就容易加剧油墨层的不正常铺展而出现糊版弊病。

所以，印刷荧光油墨，以中等车速进行印刷最好，这样还可以保持较为稳定的印刷墨色浓度。

3.6印刷套版
荧光油墨从印刷效果上可分为隐形防伪油墨和有形防伪油墨。

用隐形荧光防伪油墨印刷出的图文，正对着印品看几乎看不到印刷色彩，而当斜着观察印刷版面，也只能看到淡淡的、有微星光泽感的印迹包装装潢，这种荧光油墨常常用于印刷刮刮卡、书刊封面和发票等产品。

当采用紫外光照射印刷图文时，就会清楚看到光亮清晰、色彩鲜艳的荧光图文。

由于隐形荧光油墨是透明无色的，在印刷时用肉眼难以清楚观察，这给装版校版造成一定的难度。

因此，装隐形荧光油墨的印刷版面时装订，最好先不要马上进行洗车换色，而应在装版校版完成之后，再进行洗车换色，这样有利于提高装版校版的效率。

而采用有形荧光油墨进行印刷工艺相对比较简便喷墨，装版校版和印刷过程的墨色控制比较直观明了，所以，版面套准容易，印刷过程的墨色也容易保持均匀。

选择合适的荧光油墨印刷不同的产品，对于产品的防伪效果有着至关紧要的作用。

若选择油墨品种不合适的承印材料，容易造成印刷防伪效果不好，甚至起不到防伪的效果。

比如在金黄色的底色上印无色荧光蓝油墨，由于荧光蓝油墨在紫外光的照射下可呈现蓝色光，再与底色金黄色光进行混合，由于黄色光和蓝色光互为补色防伪印刷，呈现出来的是白色光。

这是光谱中中长波的金黄色光吸收了部分的蓝色短波长光的结果，因此几乎看不出荧光蓝所应呈现的颜色，这样其防伪印刷就达不到好的效果[10]。

不同的配方可以得到不同品种的荧光油墨。

如在油墨中加入紫外线激发的可见荧光化合物的紫外荧光油墨，在紫外线的照射下可显示红、黄、绿、蓝等可见光。

若在油墨中加入具有红外线激发的可见荧光化合物的红外荧光油墨设计，在红外线照射下可显不绿色的可见光。

而双波隐形荧光油墨在不同波长的荧光灯照射下，呈现不同的荧光色彩反应，长波显不一种荧光色彩，而短波则显示另一种色彩[11]。

现在有些产品为了提高油墨的防伪效果，还采用荧光加密防伪油墨。

这种油墨不同于一般的荧光油墨油墨，其油墨里采用特定的加密成分，具有个性化的防伪效果，当要鉴别产品的真伪时，只要借助专用的检测仪器，就能鉴别其印刷的真伪包装贸易[12]。

3.7印刷色序和后加工
荧光油墨印刷后只有充分表现出荧光效果，才是印刷工艺的目的。

所以，在非透明材料的纸张、纸板上印刷荧光油墨，必须考虑色序的合理安排问题。

不论是有色或无色透明的荧光油墨，荧光油墨可直接在白纸上进行印刷，也可在底色上进行印刷。

但是，底色版面必须先印，荧光油墨的版面留最后印，否则，荧光油墨将被其他颜色掩盖而影响其显色的效果。

而在后加工方面，一般情况来说，印刷荧光油墨的产品故障分析与排除，最好不要再进行上光涂布工艺，更不能采用覆膜装饰工艺，否则，一方面容易出现褪色、变色情况，另一方面影响荧光的显色效果[13]。

如考虑到产品的用途特点印刷市场，需要涂布保护膜层的话，可采用防紫外线的光油进行涂布，以达到增强印品的耐晒、耐磨和防止掉色的功效。

对于一些特殊的产品，若为提高荧光油墨印刷产品的装饰质量效果，可适当采用局部烫印工艺，以及采用凹凸压印工艺来衬托产品，以提高产品的美感度[14]。

4.结论
综上所述，荧光防伪油墨不同于一般油墨，其优越的性能和显色效果，决定了其在高档烟、酒、药品、化妆品等包装产品分色，以及证券、邮票、商标、标签、刮卡、发票等防伪印刷工艺方面广阔的应用市场。

同时，随着人们对于环保的要求越来越高，荧光颜料逐渐从无机荧光颜料转为有机荧光颜料和稀土类配合物。

用于荧光防伪油墨的制造生产也已经基本从苯类溶剂转变为醇类、酯类等环保型溶剂，并朝着水性、UV油墨方面发展。

此外，荧光防伪油墨的使用厂家对于印刷样的溶剂残留、色相、色浓度也比较严格。

在印刷的工艺设计上，要确立创新意识，从印刷版面主题装饰的最佳设计，到适当采用其它印后加工工艺的衬托;从印刷原材料的合理选用，到印刷工艺技术的全面把关和控制，这样才能不失荧光油墨良好的使用特性，提高印刷品的工艺水平。

此外，随着经济的发展，商品的造假越来越猖獗，荧光防伪油墨的继续研制生产无疑能对于打击伪劣假冒商品具有极大的意义。

参考文献：
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