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水印防伪技术的研究及发展

时间:2008-08-27来源:作者:魏先福、王思等
  纸张是由多孔纤维等物料组成的不均一体系胶印机,多孔纤维之间隔着空气,在造纸过程中,为提高纸张不透明度,还添加一些填料等物质,加填纸张可以看作主要由纤维、空气、填料三部分组成。光线照射时中国印刷企业强,存在三个界面:纤维-空气、填料-空气、纤维-填料。由于纤维和填料的折射率相近,因此光散射主要集中在纤维-空气、填料-空气界面,折射率相对差值越大,散射和漫反射越多,使纸张不透明。[6][7]纸张常见物质的折光系数见表1
绿色印刷

表1 纸张常见物质的折光系数
Tab.1 the refractive index of Common paper substances
金融危机

  结合传统水印制造工艺可知质量控制,水印纸是在纸张潮湿时,利用丝网版或水印辊使水印图案部分的湿纸页纤维增厚或变薄,产生水印效果。湿纸页变薄时(采用类似凸版的水印辊),对应部位的纤维密度增大,空气减少印刷设备,纤维-空气、填料-空气的散射相对减少,纸张透明度增大,导致当在垂直光照射下,能清晰地观察到设计的水印图案,这种水印称为白水印。与此相反EFI,增厚时(采用类似凹版的水印辊),纤维密度降低,空气增多,纤维-空气、填料-空气的散射增多,水印图案部分的纸张透明度增大失业,产生黑水印效果。白水印制造原理如图1所示。收购


图1 白水印制造原理图
Fig.2 The principle of producing white watermark
数字印刷机

  
  3 印刷水印技术
  为适应市场需求,满足客户对小批量产品的水印防伪需要,为客户定制水印效果图案,印刷水印技术的研究越来越得到重视。据资料显示:印刷水印技术主要是指化学水印,即在纸张上添加某种特性的化学物质CTP,使得纸张产生水印效果。近年来,国外印刷水印防伪技术的研究越来越多,并且逐步成熟。
  3.1 印刷水印技术
  化学水印品种多种多样,但要应用到纸张上,必须借助印刷方式。印刷水印技术即是利用印刷工艺将水印防伪材料添加到纸张表面故障分析与排除,水印防伪材料渗透到纸张内部,通过印后工序(烘干或者其他固化方式)使纸张干燥,结束后便可以观测到清晰的水印图案。印刷水印技术与传统水印技术相比具有以下优势:成本低、工序简单、图案灵活、可满足小批量产品防伪。现在常用的印刷方式是丝印和胶印。印刷水印技术中用到的水印防伪材料市面上称为水印油墨。它是印刷水印技术实现的关键因素。印刷水印实现水印效果简图如下:出版动态


图2 印刷水印实现水印效果简图
Fig.2 Diagram of producing printing watermark
纸箱纸盒

  3.2 水印油墨实现水印原理
  和传统水印相比,水印油墨实现纸张水印效果原理有些不同,如图4所示:水印油墨中含有各种物质字体,但是必须具备一种特殊的物质,这种物质在印刷压力的作用下,通过自由渗透和加压渗透到纸张内部,填满纸张孔隙,挤走纸张内部空气。根据光学原理可知:添加这种物质后出版印刷,光线照射到纸张时,纸张内部存在四种物质,多个散射界面,如果这种物质折射率和纤维相近,便可以起到两方面作用:一是挤走纸张内部的空气连线加工,替换纤维-空气,填料-空气界面;二是由于和纤维折射率相近,相对于原有的纤维/填料-空气界面,这种物质添加到纸张内部使得这部分纸张内部光学性质均一,光散射大大减少RIP,透明度提高。[6][7]EFI


图3 水印油墨实现水印原理
Fig.3 The principle of watermark ink showing watermark effect
知识产权

  3.3 水印油墨国内外现状
  国内对于水印油墨的公开报道、相关资料很少,仅有水印形象(香港)有限公司有相关的报道,且是代理国外的品牌。关于水印油墨的研究文献也很少。相对国内而言,国外关于印刷水印技术的研究起步较早,20世纪六十年代便有了相关的专利研究。日本、美国专利对于印刷水印技术的研究比较深入地图印刷,对 watermark ink 都有较详细的研究,下面举几个国外水印油墨研究的例子:
  (1)热水印油墨 它是通过加热能够使纸张透明的物质,使之熔化、渗进纸张内部,改变纸张的光线性质,使纸张透明。或者加热蜡达到透明效果。[1][2]诸如:日本水印研究中曾提到对SAIB加热融化再加热印刷适性,然后利用印刷方式使SAIB溶液渗进到纸张内部,产生水印效果。这种方法达不到市场化的要求,具有很多缺陷需要逐步改进。
  (2)紫外光固化水印油墨 它是通过树脂、胶凝剂、紫外光吸收剂等物质在紫外光的作用下实现水印效果。[8]
  除这两种水印油墨外,还有通过喷墨方式实现水印效果的水印油墨,[2]不同的印刷方式、油墨干燥方式都会影响水印油墨的组成发展史,因此对于水印油墨的研究必须根据实际印刷方式具体研究。

  4 结语数字印刷机
  虽然水印油墨的研究以及离市场上的推广使用还有很长的距离,但是印刷水印技术与传统造纸过程制造水印纸相比具有许多优势,它是水印防伪技术发展的新思路,对于水印防伪技术的实现方式探讨具有很大的意义,而且其他包装,从经济角度出发,印刷水印技术有利于满足企业制造小批量水印效果产品的需求,有很大的市场前景,因此印刷水印技术及水印油墨的研究需要更多的研究者参与和探索。
  
  参考文献:
  [1]Allen et al. METHOD OF PRODUCING A SIMULATED WATERMARK:US,5118526[P]. 1992-06-2.
  [2]Zhu et al. Jet ink composition for printing watermarks:US,6645280 [P]. 2003-11-11.
  [3]王莉,洪亮。探析包装防伪印刷 [J].包装工程CTF,2006,5
  [4]刘北平,王海毅,相小明。防伪纸及其发展前景[J].中国造纸,2007海德堡,26(6)
  [5]陈振乾。浅谈防伪纸张[J].中国防伪报道,2005,1
  [6]陆伟。纸用透明剂[J].造纸化学品,1997,3
  [7]许育辉发展史,周志慧。光的散射、吸收与纸的不透明度[J].纸和造纸,1997,5
  [8] Newman et al. Anti-counterfeiting non-yellowing watermark ink:US,5847024 [P]. 1998-12-8. 乳品包装


魏先福专栏

总访问量:73728 更新时间:2010-12-15 16:20:26

简介:博士后,北京印刷学院印刷与包装工程学院教授、硕士研究生导师。兼任中国印刷技术协会理事、中国油墨标准化技术委员会委员、中国材料网协会理事、全国印刷工程专业教学指导分委员会委员,“印刷工程”国家级特色专业、北京市特色专业负责人,“印刷工程综合训练中心”北京市高等院校实验教学示范中心负责人,获第十届森泽信夫印刷技术二等奖,被评为2007全国新闻出版行业领军人才。主要从事印刷工程、印刷材料流变学、新型材料方面的科研和教学工作。

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