熒光防偽油墨的綜述

1、熒光防偽油墨的發(fā)展及應(yīng)用作者：蔡藝聰指導(dǎo)老師：成曉玲摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，科技日新月異，在商品經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，社會(huì)上造假的現(xiàn)象層出不窮。為了防止造假現(xiàn)象繼續(xù)蔓延，防偽技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，而熒光防偽油墨就是其中一種。熒光防偽油墨是由熒光顏料制成的，即在普通油墨中加入相應(yīng)的熒光化合物，可通過將紫外線短波轉(zhuǎn)換為較長的可見光，從而反射出更絢麗的色彩。本文就熒光防偽油墨的產(chǎn)生背景、研究概況做一綜述，找出熒光防偽油墨研究的積極意義和不足之處，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)做出展望。關(guān)鍵詞：造假，防偽，熒光油墨一、熒光油墨產(chǎn)生背景近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人民的生活水平發(fā)生了翻天覆地的變化。但隨之而來的是，商品造

2、假行為也日趨猖撅，廣大廠商的經(jīng)濟(jì)利益蒙受了巨大損失，其信譽(yù)經(jīng)受了前所未有的考驗(yàn)。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，全世界每年因仿冒各類高檔名牌商品和偽造票證等，給世界經(jīng)濟(jì)和工業(yè)造成損失達(dá)1000億美元之多。在國際市場上，僅五年之中有記錄的重大商品假冒偽劣事件就已超過2000起。更令人擔(dān)憂的是，在醫(yī)藥、食品、煙酒、飲料領(lǐng)域，假冒包裝更為猖撅，常使人防不勝防。不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，還直接危及人們的健康和生命。人們痛心疾首之余，開始研究和尋求一種防偽和制止偽劣產(chǎn)品的手段。于是誕生了一種特殊的印刷技術(shù)防偽印刷技術(shù)。在商品經(jīng)濟(jì)社會(huì)里，各種防偽技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，基于紫外熒光顏料的這一特性，在防偽技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛。早在 1938年

3、便有相關(guān)熒光油墨的報(bào)道。熒光顏料與高分子樹脂連接料、溶劑和助劑復(fù)配經(jīng)研磨可制得油墨，采用網(wǎng)印方式，在廣告裝潢、道路標(biāo)志、織物、標(biāo)牌、包裝、舞臺(tái)設(shè)備、顯示器、標(biāo)記和防偽等方面廣為應(yīng)用，尤其在防偽技術(shù)方面得到了很好的應(yīng)用和發(fā)展，受到人們的歡迎。1二、紫外熒光油墨的概況紫外熒光油墨是指在紫外光照射下，能發(fā)出可見光(400一800nm)的特種油墨。按激發(fā)光源波長的不同，又可分為短波紫外線激發(fā)熒光印刷油墨(激發(fā)波長254nm)和長波紫外線激發(fā)熒光印刷油墨(激發(fā)波長為365nm)。熒光化合物是一類具有特殊性能的化合物，在吸收可見光或紫外光后，顏色會(huì)發(fā)生變化。1950年，DamecomPanyLtd首次將熒

4、光色素用于油墨中，形成實(shí)用制品。近年來，對(duì)有機(jī)熒光染料用于油墨制備的研究比較多。另一類目前研究最多的用于制造防偽用熒光油墨的熒光化合物是稀土金屬絡(luò)合物。有機(jī)顏料的研究始于50年代中期。最近由于全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，防偽技術(shù)也顯得益發(fā)重要，對(duì)于這方面的研究也活躍起來。本課題所研究的用于制造紫外熒光防偽油墨的新型防偽熒光劑就屬于有機(jī)熒光化合物。作為有機(jī)熒光顏料，它具有熒光強(qiáng)度高，激發(fā)時(shí)可見光新穎、清晰而持久，長時(shí)間暴露在紫外光下，也很少退質(zhì)。耐性好，且有較強(qiáng)的光穩(wěn)定性?？购埂⒖蛊ぶ院?。耐酸、堿，易分散，抗磨擦性好。2三、熒光油墨的光致反應(yīng)機(jī)理物質(zhì)在一定波長光的照射下，使可見部分的吸收光譜發(fā)生改變，從而

5、發(fā)生顏色變化;然后又會(huì)在另一波長光的照射或熱的作用下恢復(fù)或不恢復(fù)原來的顏色。我們把這種可逆的或不可逆的呈色、消色現(xiàn)象稱之為“光致色變”現(xiàn)象。3物質(zhì)可逆光致變色過程可分為兩步:成色和消色。所謂成色即物質(zhì)在一定波長光照下發(fā)生顏色變化;消色則指己變色的物質(zhì)經(jīng)加熱或用另一波長光照射，恢復(fù)原來的顏色。物質(zhì)光致變色的兩個(gè)過程可用反應(yīng)式簡單表示為。對(duì)于多數(shù)光致變色物質(zhì)來說，2這是一個(gè)可逆的光化學(xué)反應(yīng)，其過程可用()來表示。物質(zhì)首先吸收光子，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后發(fā)生光變色反應(yīng)，由物質(zhì)A變成物質(zhì)B，這為成色過程。消色過程則有兩條途徑:一條是物質(zhì)通過吸收熱，發(fā)生熱變反應(yīng)，由基態(tài)直接變成物質(zhì)A;另一條是通過吸收

6、光由基態(tài)躍遷為激發(fā)態(tài)，發(fā)生光變色反應(yīng)，再回到物質(zhì)A。4四、熒光油墨在印刷中的應(yīng)用此種油墨主要用在證券印刷中。證券包括的范圍很廣，除鈔票、郵票兩種主要證券之外，還包括各種金融憑證，如支票、債券、股票、商業(yè)票據(jù)、銀行承兌票和大額可轉(zhuǎn)讓定期存單等。1、熒光防偽油墨在郵票印刷中的應(yīng)用現(xiàn)在己有許多國家發(fā)行了熒光郵票。如1986年我國發(fā)行的T.11OM白鶴小型張，在黃色和紅色油墨中均加入了熒光物質(zhì)，在紫外光照射下，小型張上白鶴的眼睛發(fā)黃色熒光，而嘴和腳則發(fā)紅色熒光，圖案十分美麗。進(jìn)入90年代，我國熒光郵票開始擴(kuò)大試驗(yàn)。為了達(dá)到郵票鑒別真?zhèn)蔚哪康?，?998年，我國發(fā)行的紀(jì)念郵票和特種郵票幾乎全是熒光郵票。

7、熒光郵票大大提高了我國郵票的防偽功能，也使我國郵票在紫外光下十分美麗。如“1994一21”中國古塔，零枚郵票無熒光，但小全張中棕色的銘記“中國郵票，CHINA ”，和面值在紫外光下卻能發(fā)同色熒光。又如“1994一10M”昭君出塞小型張，不僅圖案中黃色、橙黃色能發(fā)出同色熒光，而且郵資圖白色票邊和小型張邊飾花紋在紫外光下也能分別發(fā)淡藍(lán)色和藍(lán)色熒光。像具有這種復(fù)雜的熒光特征的郵票是難以偽造的。52、熒光防偽油墨在其它印刷品中的應(yīng)用我國第五套人民幣100元、20元采用無色紫外熒光油墨印刷的無色熒光圖案，是在正面行名下方膠印底紋處印刷，在特定波長的紫外光下可以看到面額“100”、“20”字樣，該圖案可供

8、機(jī)讀。另外，各種證件、增值稅發(fā)票也用上了顯性、隱性熒光墨等新的防偽技術(shù)。五、熒光防偽油墨的配方油墨是一種相對(duì)穩(wěn)定的膠體分散體系;它的主要成分，即油墨的主劑，是由作為分散相的顏料和作為連續(xù)相的連結(jié)料所組成。主劑中的顏料賦與油墨以顏色;連結(jié)料是顏料粒子的載體，供油墨具有必要的轉(zhuǎn)移性能。顏料粒子是上千萬個(gè)分子聚集起來的顆粒，呈球、棒、片等不規(guī)則的形態(tài)，但在宏觀上卻是十分微小的，一般顏料粒子的大小在幾十到幾百nm的范圍之內(nèi)。連結(jié)料是各類樹脂、干性植物油和溶劑配制成的粘稠狀的液態(tài)物質(zhì)，本身是一種溶膠，具有展布和攜載分散相粒子的作用。由這樣的分散相粒子分散在這樣的連結(jié)料溶膠中，得到的膠體分散體系具有較好的

9、穩(wěn)定性，憑借的就是兩相界面的某些特殊性質(zhì)。6配方如下所示：熒光顏料：Eu( BA) ( TTA) 2Phen 四元配合物的合成16%連結(jié)料：丙烯酸聚氨酯樹脂或環(huán)氧丙烯酸樹脂（60%）填充劑：膠質(zhì)碳酸鈣（20%）溶劑：280°餾分的煤油或汽油（1%）液蠟：聚乙烯蠟用作潤滑劑（2%）干燥劑：紅/白燥油（1%）六、實(shí)驗(yàn)方案油墨的配制工藝較復(fù)雜，一般是將顏料、連結(jié)料以及各種添加劑，按一定的比例在調(diào)墨機(jī)中混合成均勻的油狀膏劑，再在輥式研磨機(jī)或球磨機(jī)中反復(fù)碾磨制成的。具體方案如下所示：1、將丙烯酸聚氨酯樹脂和環(huán)氧丙烯酸樹脂兩種連結(jié)料配入液蠟（聚乙烯蠟）、填充劑（膠質(zhì)碳酸鈣）和干燥劑（紅燥油）中混

10、合攪拌均勻（20-50min）2、加入280°餾分的煤油溶劑及其它助劑攪拌（10-40min）3、將用Eu( BA) ( TTA) 2Phen制備合格的熒光顏料按16%定量加入到制備合格的所述有色油墨中，攪拌均勻即可七、熒光防偽油墨研究的積極意義目前，人們對(duì)假冒偽劣產(chǎn)品深惡痛絕，為了打擊假冒偽劣而產(chǎn)生了許多防偽方法。而紫外熒光油墨這類防偽技術(shù)的特點(diǎn)是實(shí)施簡單、成本低、隱蔽性好、色彩鮮艷、檢驗(yàn)方便、重現(xiàn)性強(qiáng)和變色多樣，能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)線或包裝線需求。與其它防偽技術(shù)結(jié)合使用，可產(chǎn)生更好的防偽效果。熒光防偽油墨的生產(chǎn)和使用，可說是經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙贏，具有廣闊的發(fā)展前景。7八、不足之處

11、對(duì)于防偽用熒光化合物，目前研究最多的是稀土金屬絡(luò)合物。這類化合物的缺陷，是長時(shí)間放置后熒光強(qiáng)度衰減較快。有機(jī)稀土熒光絡(luò)合物由于熒光墨粘度小，極易在印刷中引起乳化而產(chǎn)生浮臟或墨輥脫墨現(xiàn)象，特別是無色透明墨，需常檢查，以防止出現(xiàn)由于脫墨而產(chǎn)生的漏印現(xiàn)象，用于平印效果不理想，所以，這類熒光墨一般不在平印中應(yīng)用。此外，由于熒光墨流動(dòng)性大，干燥較為緩慢，如果墨層較厚，快速印刷時(shí)容易因墨未完全干燥而產(chǎn)生鋪展造成糊版。所以印速不能太快。另外，無機(jī)熒光物等是晶體發(fā)光，若壓力過大，則會(huì)使晶體破裂從而使發(fā)光亮度降低。所以，在進(jìn)行熒光油墨印刷時(shí)，一般不采用凸版印刷；在進(jìn)行凹印、柔性版印刷時(shí)，印刷壓力亦不能過大。為彌

12、補(bǔ)耐抗性差的弱點(diǎn)，這類熒光油墨顏料的濃度可以高些，印刷上的墨膜厚度要盡可能厚些，熒光效果才會(huì)更好。為提高熒光油墨的效果，要求最好在白度高的紙上進(jìn)行印刷。印刷色序也是很重要的問題，不宜使用干燥劑，最好不加罩光油或用透明度較好的亮油，不宜與別的油墨混合使用，因此印刷前要把墨輥洗凈。熒光效果不理想是熒光防偽油墨印刷中最常見的故障。因此，有必要研制出熒光強(qiáng)度高，光穩(wěn)定性好，且有較好印刷適性的熒光油墨。8九、熒光防偽油墨的發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)目前，傳統(tǒng)的熒光材料普片存在穩(wěn)定性較差等問題，因此，新型熒光油墨應(yīng)具有以下特點(diǎn)：首先，新型油墨在目視條件下往往無色，只有在特殊光線照明下才會(huì)顯現(xiàn)出相應(yīng)的顏色，且顏色耐性好，

13、即使是在強(qiáng)的太陽光的暴曬下也不會(huì)輕易褪色。其次，其抗汗抗酯性，耐酸耐堿性都將大幅度提高。再次，新型油墨應(yīng)具有易分散，耐摩擦及不溶于水的特性。此外，由于熒光顏料的耐水性，耐酸、耐醇性能良好，其在醫(yī)藥包裝中的應(yīng)用也會(huì)大幅增大。在泡罩包裝一集其他藥品包裝中都會(huì)見到這種防偽油墨的身影，業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，未來10年熒光防偽油墨將成為醫(yī)藥包裝領(lǐng)域應(yīng)用最多的一種防偽油墨。綜上所述，隨著油墨防偽技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及對(duì)防偽包裝性能要求的進(jìn)一步提高，新型熒光防偽油墨的發(fā)展空間必將進(jìn)一步擴(kuò)大9十、結(jié)束語在這個(gè)魚龍混雜的社會(huì)里，熒光防偽油墨技術(shù)的橫空出世，將有效地緩解因造假給社會(huì)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，在今后的發(fā)展中，熒光防偽油墨必將起著舉足輕重的作用，必將為這個(gè)社會(huì)帶來前所未有的經(jīng)濟(jì)效益。最后，衷心感謝成曉玲老師的悉心指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)1王曉紅.防偽技術(shù)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004:66-702陳小平，楊昌明，賀倫燕.J化學(xué)世界，1993，43(12):586.3張逸新.防偽印刷原理與工藝M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社