荧光防伪油墨的综述.docx

荧光防伪油墨的发展及应用
作者：蔡艺聪 指导老师：成晓玲
摘要
随着社会经济的高速发展，科技日新月异，在商品经济蓬勃发展的同时，社会上造假的现象层出不穷。为了防止造假现象继续蔓延，防伪技术应运而生，而荧光防伪油墨就是其中一种。荧光防伪油墨是由荧光颜料制成的，即在普通油墨中加入相应的荧光化合物，可通过将紫外线短波转换为较长的可见光，从而反射出更绚丽的色彩。本文就荧光防伪油墨的产生背景、研究概况做一综述，找出荧光防伪油墨研究的积极意义和不足之处，并对其发展趋势做出展望。
关键词：造假，防伪，荧光油墨
一、荧光油墨产生背景
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天覆地的变化。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，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损失达1000亿美元之多。在国际市场上，仅五年之中有记录的重大商品假冒伪劣事件就已超过2000起。更令人担忧的是，在医药、食品、烟酒、饮料领域，假冒包装更为猖撅，常使人防不胜防。不仅造成经济损失，还直接危及人们的健康和生命。人们痛心疾首之余，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，基于紫外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，采用网印方式，在广告装潢、道路标志、织物、标牌、包装、舞台设备、显示器、标记和防伪等方面广为应用，尤其在防伪技术方面得到了很好的应用和发展，受到人们的欢迎。[1]
二、紫外荧光油墨的概况
紫外荧光油墨是指在紫外光照射下，能发出可见光(400一800nm)的特种油墨。按激发光源波长的不同，又可分为短波紫外线激发荧光印刷油墨(激发波长254nm)和长波紫外线激发荧光印刷油墨(激发波长为365nm)。荧光化合物是一类具有特殊性能的化合物，在吸收可见光或紫外光后，颜色会发生变化。1950年，Damecom PanyLtd首次将荧光色素用于油墨中，形成实用制品。近年来，对有机荧光染料用于油墨制备的研究比较多。另一类目前研究最多的用于制造防伪用荧光油墨的荧光化合物是稀土金属络合物。有机颜料的研究始于50年代中期。最近由于全球经济的发展，防伪技术也显得益发重要，对于这方面的研究也活跃起来。本课题所研究的用于制造紫外荧光防伪油墨的新型防伪荧光剂就属于有机荧光化合物。作为有机荧光颜料，它具有荧光强度高，激发时可见光新颖、清晰而持久，长时间暴露在紫外光下，也很少退质。耐性好，且有较强的光稳定性。抗汗、抗皮脂性好。耐酸、碱，易分散，抗磨擦性好。[2]
三、荧光油墨的光致反应机理
物质在一定波长光的照射下，使可见部分的吸收光谱发生改变，从而发生颜色变化;然后又会在另一波长光的照射或热的作用下恢复或不恢复原来的颜色。我们把这种可逆的或不可逆的呈色、消色现象称之为“光致色变”现象。[3]

物质可逆光致变色过程可分为两步:成色和消色。所谓成色即物质在一定波长光照下发生颜色变化;消色则指己变色的物质经加热或用另一波长光照射，恢复原来的颜色。物质光致变色的两个过程可用反应式简单表示为。对于多数光致变色物质来说，这是一个可逆的光化学反应，其过程可用()来表示。物质首先吸收光子，从基态跃迁到激发态，然后发生光变色反应，由物质A变成物质B，这为成色过程。消色过程则有两条途径:一条是物质通过吸收热，发生热变反应，由基态直接变成物质A;另一条是通过吸收光由基态跃迁为激发态，发生光变色反应，再回到物质A。[4]
四、荧光油墨在印刷中的应用
此种油墨主要用在证券印刷中。证券包括的范围很广，除钞票、邮票两种主要证券之外，还包括各种金融凭证，如支票、债券、股票、商业票据、银行承兑票和大额可转让定期存单等。
1、荧光防伪油墨在邮票印刷中的应用
现在己有许多国家发行了荧光邮票。如1986年我国发行的‘T.11OM’《白鹤》小型张，在黄色和红色油墨中均加入了荧光物质，在紫外光照射下，小型张上白鹤的眼睛发黄色荧光，而嘴和脚则发红色荧光，图案十分美丽。进入90年代，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十分美丽。如“1994一21”《中国古塔》，零枚邮票无荧光，但小全张中棕色的铭记“中国邮票，CHINA ”，和面值在紫外光下却能发同色荧光。又如“1994一10M”《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。像具有这种复杂的荧光特征的邮票是难以伪造的。[5]
2、荧光防伪油墨在其它印刷品中的应用
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看到面额“100”、“20”字样，该图案可供机读。另外，各种证件、增值税发票也用上了显性、隐性荧光墨等新的防伪技术。
五、荧光防伪油墨的配方
油墨是一种相对稳定的胶体分散体系;它的主要成分，即油墨的主剂，是由作为分散相的颜料和作为连续相的连结料所组成。主剂中的颜料赋与油墨以颜色;连结料是颜料粒子的载体，供油墨具有必要的转移性能。颜料粒子是上千万个分子聚集起来的颗粒，呈球、棒、片等不规则的形态，但在宏观上却是十分微小的，一般颜料粒子的大小在几十到几百nm的范围之内。连结料是各类树脂、干性植物油和溶剂配制成的粘稠状的液态物质，本身是一种溶胶，具有展布和携载分散相粒子的作用。由这样的分散相粒子分散在这样的连结料溶胶中，得到的胶体分散体系具有较好的稳定性，凭借的就是两相界面的某些特殊性质。[6]配方如下所示：
荧光颜料：Eu( BA) ( TTA) 2Phen 四元配合物的合成16%
连结料：丙烯酸聚氨酯树脂或环氧丙烯酸树脂（60%）
填充剂：胶质碳酸钙（20%）
溶剂：280°馏分的煤油或汽油（1%）
液蜡：聚乙烯蜡用作润滑剂（2%）
干燥剂：红/白燥油（1%）
六、实验方案
油墨的配制工艺较复杂，一般是将颜料、连结料以及各种添加剂，按一定的比例在调墨机中混合成均匀的油状膏剂，再在辊式研磨机或球磨机中反复碾磨制成的。具体方案如下所示：
1、将丙烯酸聚氨酯树脂和环氧丙烯酸树脂两种连结料配入液蜡（聚乙烯蜡）、填充剂（胶质碳酸钙）和干燥剂（红燥油）中混合搅拌均匀（20-50min）
2、加入280°馏分的煤油溶剂及其它助剂搅拌（10-40min）
3、将用Eu( BA) ( TTA) 2Phen制备合格的荧光颜料按16%定量加入到制备合格的所述有色油墨中，搅拌均匀即可
七、荧光防伪油墨研究的积极意义
目前，人们对假冒伪劣产品深恶痛绝，为了打击假冒伪劣而产生了许多防伪方法。而紫外荧光油墨这类防伪技术的特点是实施简单、成本低、隐蔽性好、色彩鲜艳、检验方便、重现性强和变色多样，能适应大规模生产线或包装线需求。与其它防伪技术结合使用，可产生更好的防伪效果。
荧光防伪油墨的生产和使用，可说是经济效益与社会效益的双赢，具有广阔的发展前景。[7]
八、不足之处
对于防伪用荧光化合物，目前研究最多的是稀土金属络合物。这类化合物的缺陷，是长时间放置后荧光强度衰减较快。有机稀土荧光络合物由于荧光墨粘度小，极易在印刷中引起乳化而产生浮脏或墨辊脱墨现象，特别是无色透明墨，需常检查，以防止出现由于脱墨而产生的漏印现象，用于平印效果不理想，所以，这类荧光墨一般不在平印中应用。
此外，由于荧光墨流动性大，干燥较为缓慢，如果墨层较厚，快速印刷时容易因墨未完全干燥而产生铺展造成糊版。所以印速不能太快。另外，无机荧光物等是晶体发光，若压力过大，则会使晶体破裂从而使发光亮度降低。所以，在进行荧光油墨印刷时，一般不采用凸版印刷；在进行凹印、柔性版印刷时，印刷压力亦不能过大。
为弥补耐抗性差的弱点，这类荧光油墨颜料的浓度可以高些，印刷上的墨膜厚度要尽可能厚些，荧光效果才会更好。为提高荧光油墨的效果，要求最好在白度高的纸上进行印刷。印刷色序也是很重要的问题，不宜使用干燥剂，最好不加罩光油或用透明度较好的亮油，不宜与别的油墨混合使用，因此印刷前要把墨辊洗净。荧光效果不理想是荧光防伪油墨印刷中最常见的故障。因此，有必要研制出荧光强度高，光稳定性好，且有较好印刷适性的荧光油墨。[8]
九、荧光防伪油墨的发展趋势预测
目前，传统的荧光材料普片存在稳定性较差等问题，因此，新型荧光油墨应具有以下特点：首先，新型油墨在目视条件下往往无色，只有在特殊光线照明下才会显现出相应的颜色，且颜色耐性好，即使是在强的太阳光的暴晒下也不会轻易褪色。其次，其抗汗抗酯性，耐酸耐碱性都将大幅度提高。再次，新型油墨应具有易分散，耐摩擦及不溶于水的特性。
此外，由于荧光颜料的耐水性，耐酸、耐醇性能良好，其在医药包装中的应用也会大幅增大。在泡罩包装一集其他药品包装中都会见到这种防伪油墨的身影，业内人士预计，未来10年荧光防伪油墨将成为医药包装领域应用最多的一种防伪油墨。
综上所述，随着油墨防伪技术的进一步发展以及对防伪包装性能要求的进一步提高，新型荧光防伪油墨的发展空间必将进一步扩大[9]
十、结束语
在这个鱼龙混杂的社会里，荧光防伪油墨技术的横空出世，将有效地缓解因造假给社会带来的经济损失，在今后的发展中，荧光防伪油墨必将起着举足轻重的作用，必将为这个社会带来前所未有的经济效益。
最后，衷心感谢成晓玲老师的悉心指导。
参考文献
[1]王晓红.防伪技术[M].北京：化学工业出版社，2004:66-70
[2]陈小平，杨昌明，贺伦燕.[J]化学世界，1993，43(12):586.
[3]张逸新.防伪印刷原理与工艺[M].北京：化学工业出版社，2004:66-70
[4]张文官，江和金. [J]光致变色化合物的合成及应用研究北京印刷学院院报2000年6 月
[5]彭鸣刚.油墨制备与应用[J].网印工业，2005（4）：10-12
[6]钱军浩.油墨配方设计与印刷手册 [ K ] . 北京: 中国轻工业出版社, 2004.
[7]姚瑞刚.防伪技术的前沿[J] 广东印刷1998年6月
[8]董明达，王城.编著纸张、油墨的印刷适性[J] 印刷工业出版社1997年8月
[9]张燕辰.我国防伪行业现状与发展今日印刷[J] 1999年7月

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