油墨防伪技术探讨ppt课件

第二章 油墨防伪技术,1,本章主要内容 磁性防伪油墨及印刷技术 热敏油墨印刷技术 光致色变与荧光油墨 特殊光泽与金银墨印刷技术,2,相关概念： 防伪油墨是指具有防伪功能的油墨，一般是在油墨的连接料中加入特殊性能的防伪材料并经特殊工艺加工而成的特种印刷油墨。 优点： 成本低，隐蔽性好，容易实施，易检测，美观。,3,§2.1 磁性油墨及印刷技术,4,发展及现状： 20世纪60年代，开始应用于银行、邮政。 80年代，扩大到四色油墨。 当前应用领域： 车票、银行存折和身份证等； 价目表示卡上的磁性膜； 资料登记表、支票上的金额数字或字母；,5,磁性油墨印刷举例,6,CMC-7字体，C=code，M=Magnetic，C= Character，7=以七条线组成一个字。,E-13B字体，E=第五套建议方案，13=0.013”，B=第二次修改。,磁性印刷的符号与数码,7,磁性油墨印刷是用电磁记录与读取技术进行加密的防伪技术。主要是在油墨色料中掺入磁性物质。 特点： 外形美观，实施方便，易于检测。,8,§2.1.1 磁记录原理,磁记录方式： 二进制数字信号；连续性模拟信号。 1.1.1 电磁学的基本概念 磁性；磁化；磁矩与磁畴；永久磁体。 磁场、磁力线、磁通于磁感应强度。 磁场强度和磁导率。 磁滞回线。,9,棒形磁铁磁力线示意图,磁力线总数称磁通（）韦伯,磁通密度称磁感应强度（B）特斯拉,导线磁场磁力线示意图,真空中的磁感应称为磁场强度（H，A/m）,B与H的比值（µ，空气中为1）,10,磁滞回线（B滞后于H，故称磁滞）,11,§2.1.1.1 磁信号记录原理,上图：磁性物体模型和其在不同磁场强度下的磁化模型,12,模 拟 式 记 录,交流信号的模拟式调制,13,环形磁头记录,磁化记录（纵向和垂直）,14,记录过程： 在记录时，磁卡的磁性面以一定的速度移动，或记录磁头以一定的速度移动，并分别和记录磁头的空隙或磁性面相接触。磁头的线圈一旦通上电流，空隙处就产生与电流成比例的磁场，于是磁卡与空隙接触部分的磁性体就被磁化。如果记录信号电流随时间而变化，则当磁卡上的磁性体通过空隙时（因为磁卡或磁头是移动的），便随着电流的变化而不同程度地被磁化。 磁卡被磁化之后，离开空隙的磁卡磁性层就留下相应于电流变化的剩磁。,动画演示,15,记录信号的波长,介质移动速度，cm/s,记录信号的频率，Hz,记录信号的波长是记录电流完成一周变化的长度，它与介质移动速度成正比，与电流变化频率成反比。,16,纵向和垂直记录磁化,17,18,数字式记录,利用“1” 和“0” 两种数字脉冲信号改变磁化方向的形式进行记录。,19,利用脉冲电压产生记录电流，当记录电流方波为高电平时，使原来排列整齐的微小永磁体磁化方向产生翻转。以达到记录信号的目的。,数字信号调制记录原理,20,§2.1.1.2 磁码识读,21,识读原理： 利用电磁感应定律，把磁性膜上的磁记录信号转换成电信号，以供输出。输出用感应电动势表示。,22,§2.1.1.3 消磁 高频消磁法： 利用40200KHZ的高频 电流产生的强大磁场磁化原记录 信号。 可以完全消磁。,23,直流消磁法 用强大的直流磁场，将记录磁卡上的剩磁，全部磁化，达到饱和点。就像用一块磁性很强的永久性磁铁。,24,§2.1.2 磁性油墨,磁性油墨的成份和普通油墨的最大不同在于它含有磁性物质。,25,应用实例,26,1 磁性油墨的颜料 磁性油墨的最重要的是含有强磁性材料，主要有金属磁粉和金属氧化物磁粉。 如何评价磁性油墨的质量？ 残余磁化值和矫顽力,27,常见磁性颜料,28,2 磁性油墨连接料 连接料决定着油墨的流变性、黏度、干燥性能和印刷适性。 特点： 连接料应对承印物附着力强，流平性好，对颜料磁粉分散性好，耐磁头磨损、柔软、耐抗性强。,29,连接料种类： 植物油 所有植物油都甘油酸酯，可以由甘油（丙三醇）和脂肪酸反映得出。 脂肪酸,饱和脂肪酸：棕榈酸、硬脂酸、月桂酸、肉豆蔻酸、花生酸。,不饱和脂肪酸：油酸、亚油酸、亚麻酸、桐油酸、蓖麻酸、多烯类。,30,油脂也可分为干性油（碘值在140200）、半干性油（碘值在100140） 、不干性油（碘值在100以下）。不饱和双健越多，干性越好。 亚麻油是代表性的干性油。,31,合成树脂 由于一般植物油分子量较小，作为连接料制成油墨在胶印印刷中容易引起乳化。所以用合成树脂来代替。 合成树脂主要有： 醇酸树脂、聚酰氨树脂、硝酸纤维及纤维衍生物、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚氯乙烯树脂、聚醋酸乙烯树脂和聚乙烯醇缩丁醛等。,32,3 填料 调节油墨流动性、粘性，减少颜料用量。 4 助剂 增塑剂：调节连接料的柔软性； 稳定剂：防止连接料软化变质； 分散剂：使磁性颜料粒子分散； 防静电剂：减少磁层的电阻； 润滑剂：减小磁头和油墨的摩擦； 着色剂：为了区别颜色。,33,4印刷用磁性配方 凸版印刷：磁性氧化铁45-60%，炭黑3-4%，连接料20-35%，抗氧化剂1-2%，干燥剂4-5%，其他附加剂4-8%，湿润剂2-3%； 胶版印刷：磁性氧化铁50-65%，炭黑3-4%，连接料25-45%，抗氧化剂0.5-1%，干燥剂1-2%，其他附加剂1-4%，湿润剂0.5-1%。,34,§2.2热敏油墨印刷,热敏油墨变色原理,液晶油墨变色原理,热致变色油墨印刷,为什么会受热变色？,35,能随温度变化使颜料颜色发生变化的特种油墨。,热致变色油墨产品,定义,36,变色防伪标签,37,温致变色防伪标签,38,39,按热敏材料类别分类： 无机类：低温领域：带结晶水的Co、Ni金属盐；颜料，如 ， 有机类：螺环类，双蒽酮类，三苯甲烷类等； 液晶类：近晶型，向列型，胆甾（zai）型，异型液晶。兼有液体和晶体的特性。 其他分类：按变色原理，分为可逆性 和不可逆性,变色原理,40,§2.2.1变色原理,1 可逆性热敏变色原理 失去结晶水 晶型转变,137,冷却,41,PH值变化： 酸中的羧酸质子随温度变化和某些物质发生反应； 金属离子换位； 分子结构变化：同素异构； 电子得失：氧化还原反应； 熔融：由固态变为液态，颜色消失。,42,2 不可逆热敏变色油墨 升华：油墨消失； 热分解： 氧化： 固相反应：两种物质化合 热致化学变化：,43,§2.2.2 温致变色油墨,受热发生颜色变化的油墨称为温致变色油墨，根据变色类型可分为不可逆变色和可逆变色两类。 不可逆变色：化合物受热分解产生颜色变化，冷却不能复原； 可逆变色：化合物结晶状态变化而带来可逆颜色变化。,44,温致变色油墨配制,45,§2.2.2.1温致变色油墨的组成,1、变色颜料 变色颜料是温致变色油墨的核心或基础，必须具备下列条件： 对热作用敏感，变色迅速； 有明显的变色界限，变色温度区间窄，变色前后色差大；,46,受外界影响小，耐光、湿、化学性能好； 检验方便：变色温度要选择合适； 印刷性能好：色相、着色力、干燥速度、遮盖力、耐光、耐热、耐酸碱、不透印等。,47,分类： 不可逆变色颜料： 主要是一些金属的酸盐、硫化物和氧化物，偶氮颜料、酞菁颜料，芳基甲烷燃料等。 变色机理： 升华：颜料溢出； 熔融：有色固态到无色液态； 热分解：分解反应； 氧化：化合变色； 固相反应：两种物质化合。,48,可逆变色颜料： 金属，金属氧化物，金属卤化物，多种金属氧化物得多晶体，有机颜料，螺环类化合物，含有碳碳双键的多芳环有机物，Schiff碱，其他。,49,50,2、填料 填料可使墨膜鲜艳稳定，色调均匀，可调节变色颜料的温度，并能改善墨层的附着力。因此填料适宜选用耐热性较强的白色粉末。 如：,51,3、连接料 树脂：为了使连接料较好的粘结颜料，使颜料均匀展色，使墨膜均匀的附着在承印物上。连接料必须耐温性好、附着力强、颜色浅，且不易和颜料发生反应。 如：低温选择虫胶清漆，醇酸树脂，脲醛树脂，氨基树脂，丙烯酸树脂等。高温选择环氧树脂，有机硅树脂，酚醛树脂等。 树脂用量越多，其变色效果温度越高。,52,溶剂： 调节油墨达到理想的黏度。溶剂同时对油墨的干燥速度有影响。,环氧树脂,53,配方举例 可逆变色： 没食子酸丙酯+CVL+油酸 PSD-G,O+比环乙烷+硬酯酰丁酸 不可逆变色： 品红+二氧化钛+虫草胶+镉黄+天蓝粉+HW-28树脂,54,§2.2.2.2温致变色油墨的印刷工艺,注意事项： 温致变色油墨一般不选用凸印和胶印印刷，它采取丝网印刷、凹版印刷和柔性版印刷。 丝网印刷：网目线数要小于250目/英寸，最好不要加热干燥； 凹版印刷：选用250Lpi，不宜用铜版，注意干燥； 柔版印刷：注意干燥。,55,§2.2.3 液晶油墨,1970S起源于美国，原理是液晶感温变色。,液晶变色谱,和颜料变色 有何不同,56,高倍放大的液晶油墨晶体,液晶变色手表,57,58,59,1、液晶油墨的种类 近晶型 像润滑脂或粘土； 向列型 丝状； 胆甾型 手性向列； 异型型 重入液晶和圆盘型液晶。,60,向列型,近晶型,胆甾型,近晶型,61,2、 液晶油墨变色原理： 液晶分子的排列容易受到电磁场、温度、应力和吸附杂质等外部刺激的影响，使其光学性质发生变化。,液晶中光的衍射,62,温度变化引起颜色变化 温度的微小变化会引起液晶油墨颜色的改变。 多种胆甾型液晶混合可以在常温下进行显色； 在胆甾型液晶中加入向列型液晶，可以拓宽温度区域。,63,3、液晶油墨的成份 水溶性树脂：如丙烯酸共聚乳液； 微细胞囊液晶：胆甾醇丙甲酸酯，占40%60%； 消泡剂：如丙三醇； 分散剂：改善微胶囊的表面张力； 流变助剂：防止黏度过低。,64,4、液晶油墨的印刷要求 采用丝印、胶印和凹印，最好是丝印。 制版：70150目/英寸 印刷： 注意防止起泡； 压力不可太大，以免压破液晶胶囊； 墨膜厚度控制在15 35微米； 用深色或黑色油墨作衬底； 干燥时避免加热。,65,§2.3 光致色变与荧光油墨,光致变色原理 光致变色油墨 荧光油墨,印刷,66,荧光油墨,支票和人民币上的应用,67,§2.3.1 光致色变与光变油墨,光致色变： 物质在一定波长光的照射下，化学结构发生变化，其吸收的可见光波段发生变化，从而导致颜色变化；再经另一过程或光照消失后，可以（不能）恢复到光照前颜色的可逆（不可逆）现象。,68,光致变色原理,69,光致变色原理,光致变机理：,70,光子激发,方式： 1、多组份反应模式 2、环式反应或多稳态可逆反应模式 3、多光子激发,环式反应,71,原子外层电子平面模型,原子外层电子分布,镍原子外层电子分布,72,氢原子能级,73,无机光致变色材料： 1、加入卤化银的硅酸盐材料 用于变色镜生产，过程可逆。,§2.3.1.1 光致变色材料,74,2、聚乙烯彩色玻璃 以 为基础，通过可见光照或UV照射，分别使其生成不同结晶物，从而使其吸收光谱发生改变。,物质的吸收光谱,75,3、由SrTiO3组成的氧化物 如Fe，Mo系列， Ni，Mo系列，在CaF2中加入稀土元素。 变色机理： 光氧化还原反应； 光异化，顺式转变异性化；互变异性。,脲嘧啶的互变异构 （由酮式变成烯醇式）,顺式异性化,76,有机光致变色材料 1、键的异裂 2、键的均裂 3、互换异构 4、顺反异构,77,5、氧化还原反应 6、周环反应,78,§2.3.1.2 光致变色油墨,种类： 丝印油墨；凹印油墨；胶印油墨；紫外线硬化性油墨；热转印油墨；转印印染油墨；发泡油墨；喷射油墨。,79,光致变色丝印油墨 光致变色丝印油墨是将光致变色色素用溶剂溶解，制成缩微原料胶囊，最后加入黏合剂。 水基： 用80100目丝印，经干燥，在阳光下迅速显色，短时间可褪色；分散性好，耐磨，较稳定，操作方便。,80,油基： 用100200目丝印，用油调节黏度。 羧基： 不易干燥，显色和退色时间慢。,81,§2.3.2 荧光油墨,用功能性荧光颜料为主要成分的油墨。 荧光颜料：吸收外界能量，不转化为热能，而是以激发光子的形式释放所吸收的能量，从而产生不同色相的荧光的颜料。 应用：纸币、有价证券、证件和高档产品包装印刷中。,82,83,84,§2.3.2.1 荧光、蓄光产生的原因与荧光颜料,光与物质的关系：,85,荧光颜料分类 1、有机荧光颜料（日光型荧光颜料） 能够日光激发。 二苯乙烯类、香豆素类、萘酰亚胺类、芳唑类、吡唑啉类等。 2、无机荧光颜料（紫外线致荧光颜料） 紫外线激发。 主要有金属硫化物或稀土的氧化物组成。,86,§2.3.2.2 荧光油墨,1、连接料树脂的要求 具有较高的软化点； 具有良好的耐化学药品性能； 颜色透明，无毒性； 易于合成及粉碎。 2、配方举例：P7071页。,87,3、印刷 印刷方式： 颜料粒径较大时（平均3.5微米），用丝印； 颜料粒径较小时（平均2.5微米），用凹印、柔印和凸印都可以。 油墨颜色选择： 红、黄油墨光波长和紫外线差距较大，为了使荧光明显，尽量选用之。,88,注意事项： 丝网印刷要在200目以下；着墨量5060g/较为合适；印透明承印物时，注意荧光效果。 由于荧光油墨黏度较小，胶印时注意印刷速度，印刷压力和印刷中的乳化。,89,§2.4 特殊光泽与金银墨印刷,90,§2.4.1 特殊光泽印刷,金属光泽、珠光光泽、折光印刷、光致变色、光学全息、仿金属蚀刻和结晶体光泽印刷合称特殊光泽印刷。,91,1、珠光印刷： 珠光印刷是指采用特种印刷材料和工艺使印品表面产生一种类似珍珠、贝类的光泽效果，给人以柔和、悦目、高雅的视觉感受。 珠光颜料是数种金属氧化物薄层包覆云母构成 。,92,2、结晶体光泽印刷 结晶体光泽是指印品一面或透明墨层中隐含有如结晶状的物质，在日光灯或灯光入射角度的变化下，能产生一种绚丽多彩和晶莹闪亮的特殊效果。,93,3、金银墨印刷 （1）颜料： 金粉 金墨中的颜料是金粉，实际上是粒径为50m100m铜锌合金粉末(主要是铜)，金粉中锌的含量一般在830之间。锌的含量不同，金墨的色泽就会有差别。含锌量在8 12之间的金墨，颜色偏红，习惯上称为红金；含锌量在2030之间的金墨，颜色则偏青，一般称为青金；介于红金和青金之间的称为青红金。,94,银粉： 银粉实际上就是铝粉，是由65的片状铝粉与35的挥发性碳氢类溶剂组成的。铝粉颜料的比重较小，易于在液体中漂浮。银粉有颗粒大小的差异，因此所产生的金属光泽也不相同。颗粒粗大的银粉反射光泽较强，而颗粒细小的银粉反射光泽就弱些。用于印刷的银墨，一般采用颗粒直径为64m128m的铝粉。,95,（2）、连结料性能要求： 必须有足够的粘度，以便很好地与金粉或银粉结合。 透明度必须要高，不能对金、银墨的色相产生影响。 调金油或调银油的酸性要低，否则会与金粉或银粉发生化学反应。 调金油或调银油要具备快干性与快固着性，防止金墨或银墨印刷品发生背面粘脏。,96,（3）、金银墨的特性 油墨颜料颗粒的细度和光泽性 ； 耐热性和化学性能； 油墨的重量 。,97,本章主要内容,磁性油墨的防伪机理、成份及印刷工艺特点。 热致变色油墨和液晶油墨的防伪机理、成份及印刷工艺特点。 光致变色油墨和荧光油墨的防伪机理、成份及印刷工艺特点。 了解特殊光泽油墨和金银墨。,98,谢 谢！,99,