【集萃網(wǎng)觀察】隨著支票、鈔票、護(hù)照、信用卡等高安全性文件的大量被偽造，工業(yè)上已經(jīng)在光學(xué)領(lǐng)域?qū)ふ夷艹晒ΡＷo(hù)文件不被復(fù)制的新技術(shù)。光學(xué)變色油墨就具有這種特征，它成功地保護(hù)了高安全性文件上不被偽造。今天，在護(hù)照或信用卡方面，世界上超過(guò)50個(gè)國(guó)家都使用具有顏色轉(zhuǎn)角性質(zhì)的防偽技術(shù)作為打假的手段，達(dá)到防偽的目的。

　　一、什么是光學(xué)變色油墨

　　光學(xué)可變油墨是一種在微型結(jié)構(gòu)中包含有高精度干涉濾色片的，并依靠不同的角度顯示兩種不同顏色的一種印刷油墨。

　　光學(xué)變色油墨所特有的顏色轉(zhuǎn)變性質(zhì)已經(jīng)被50多個(gè)國(guó)家選擇用于貨幣的防偽，這種油墨在900和300的觀察角度下呈現(xiàn)不同的顏色變化，從而保證了顏色不被復(fù)制。

　　這種用在光學(xué)變色油墨上的高性能的干涉濾色片，是在滾筒涂料設(shè)備上通過(guò)精密的真空沉積作用制成的。這種原料必須能夠?qū)崿F(xiàn)其最大限度的光學(xué)特性來(lái)達(dá)到預(yù)期的防偽效果，云母或通過(guò)濕化的石英原料就具有這種特性。

　　顏料粒子所具有的光學(xué)特性使其能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的顏色轉(zhuǎn)變特性（通過(guò)物理學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生顏色），顏料粒子大約只有1μm厚和20μm寬，其反射、吸收、入射和干涉原理大體上。

　　由此可知，僅當(dāng)精確到材料的每一層時(shí)才允許我們使用物理學(xué)現(xiàn)象來(lái)分析油墨。光學(xué)變色油墨是基于真空存儲(chǔ)器中制造的干涉濾色片來(lái)展現(xiàn)油墨的這種顏色轉(zhuǎn)變特性的，但是對(duì)這種顏色轉(zhuǎn)變材料的選擇很困惑。一般來(lái)說(shuō)，合成的金屬介質(zhì)與全介質(zhì)相比性能要好很多，這是因?yàn)榻饘俳橘|(zhì)具有很高的不透明性，且性?xún)r(jià)比比較高。

　　二、設(shè)計(jì)的可行性

　　我們先來(lái)區(qū)分以下三種選擇：

　　顏料的設(shè)計(jì)（干涉濾色片）；

　　油墨的設(shè)計(jì)（化學(xué)法）；

　　文檔的設(shè)計(jì)（圖形和表格）；

　　1.顏料的設(shè)計(jì)

　　這種真空存儲(chǔ)的方法為顏料設(shè)計(jì)的可能性提供了很大的空間。它是通過(guò)改變每一層所使用材料的厚薄和不同層之間的順序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種設(shè)計(jì)表明，油墨是通過(guò)金屬、介質(zhì)、金屬、介質(zhì)、金屬的疊加方式來(lái)實(shí)現(xiàn)顏色角度的變化。這樣，油墨就可以得到最高的色度、飽和度、色相以及絢麗的顏色。

　　①反射體。它可能由鋁、鎳、鉻、鐵、銀或金等高反射材料組成，它們的作用就像是一面鏡子，使得反射體具有均勻的顏色表面。我們可以通過(guò)高性?xún)r(jià)比、高反射率和抗化學(xué)性等特征來(lái)選擇真正符合的材料。顯然的，材料的這種肉眼可見(jiàn)的特征將影響顏料粒子最終的傳導(dǎo)性、磁性等性質(zhì)，同樣也影響油墨的容納力。

　　②間隔的裝置。間隔的材料大約分為無(wú)機(jī)材料或有機(jī)材料，為了發(fā)揮材料的最大性能，材料必須具有最低的光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，折射率﹤1.6的材料最合適，例如二氧化硅、二氧化鎂或有機(jī)玻璃等。

　　吸收層和反射層之間的間隔距離和光學(xué)厚度決定了某個(gè)角度下的顏色特征，這個(gè)顏色可以是從UV光到最近的紅外線(xiàn)之間的某一個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域下的任何顏色。我們無(wú)疑要考慮在電磁輻射以外的可視波段的特征，這種特征可以使“使用者”應(yīng)用在高安全文件上（在分類(lèi)和處理過(guò)程之中）。

　　上面這種情況的一個(gè)例子是在近紅外線(xiàn)角度下的抑制作用。這個(gè)概念允許我們?cè)O(shè)計(jì)一種在近紅外線(xiàn)90°時(shí)可視而在其他角度不可視的顏料。這個(gè)獨(dú)特的特征通過(guò)檢測(cè)設(shè)備很容易就可以區(qū)別出來(lái)。

　　吸收材料以及它的厚度決定了在90°角度下顏色的主要性質(zhì)，例如抗化學(xué)性以及與油墨的相互作用、接觸、分離和在流體油墨上的沉積等自然可見(jiàn)特性等。迄今為止，鉻，鎳、鐵和它們的氧化物或合金已經(jīng)成功地被運(yùn)用在這種顏料的設(shè)計(jì)中。如今，光學(xué)變色油墨憑借其強(qiáng)大的顏色轉(zhuǎn)變特征和擁有的磁性特性已經(jīng)變?yōu)樽钚碌墓�業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.油墨的設(shè)計(jì)

　　高安全文件傳統(tǒng)的印刷工藝使用的是膠印、凹印和凸版印刷技術(shù)。干涉顏料粒子除非明確表示使用膠印進(jìn)行印刷，否則，我們首先考慮的是把油墨體系應(yīng)用在凹印印刷過(guò)程中。

　　凹印或鋼版印刷的特征是：在很高的印刷壓力下，從雕刻版上70-150μm的深度處把油墨轉(zhuǎn)移到紙張上。鈔票印刷的速度大約在2米/秒，使用塑料滾筒或紙張把剩余的油墨從雕刻版上除去，并且轉(zhuǎn)印油墨層的厚度大約為30-50μm，可通過(guò)熱空氣瞬間固化，或者是在最初的24小時(shí)內(nèi)通過(guò)紙張的相互擠壓作用進(jìn)行氧化干燥。

　　理想的光學(xué)變色顏料是包含彎曲產(chǎn)品在內(nèi)的人造顏料，為了能使其可以一次性轉(zhuǎn)移到基底上（凹版印刷），我們需要一種低粘度的油墨介質(zhì)。相反地，在凹雕過(guò)程中則要尋求高粘度和強(qiáng)親水特性的粘合系統(tǒng)。

　　這兩種特性很難與天然的光學(xué)變色顏料相融合，但是，如果能選擇正確的聚合體表面活性劑、稀釋劑和催化劑的話(huà)就可以得到高性能的凹版光學(xué)變色油墨，而且這種油墨現(xiàn)在已經(jīng)有超過(guò)50個(gè)國(guó)家的企業(yè)在使用。例如美國(guó)、捷克、俄國(guó)、意大利等。

　　凹印的光學(xué)變色油墨與鈔票的設(shè)計(jì)已經(jīng)能夠很好的融合，它不需要額外的印刷途徑或壓力，并且具有很高的性?xún)r(jià)比。凹雕光學(xué)變色油墨是通過(guò)印刷在膠印基底上與光學(xué)變色油墨的顏色相匹配，然后在一定的角度下會(huì)看到顏色急劇增強(qiáng)的效果。這樣，顏色轉(zhuǎn)變圖像就能夠依靠某個(gè)觀察角度的變化使一個(gè)可視信息完成“出現(xiàn)”或“消失”的轉(zhuǎn)換。

　　絲網(wǎng)印刷是指由一系列定義的刮墨刀在較低的印刷壓力下通過(guò)一組絲網(wǎng)來(lái)傳輸?shù)驼承杂湍�的印刷技術(shù)。這種技術(shù)是簡(jiǎn)單可行的，但是在分辨率、速度、油墨的干燥和安全部分有很大的局限性。最近，許多歐洲的鈔票印刷選擇絲網(wǎng)印刷技術(shù)，因?yàn)樗�允許通過(guò)光學(xué)變色油墨中使用的微干涉濾色片那樣極小的顏料來(lái)轉(zhuǎn)移圖像。低粘性使得每個(gè)顏料粒子進(jìn)行沉積作用時(shí)和到達(dá)底基時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)平行排列狀態(tài)，并且可以重復(fù)使用原來(lái)的金屬薄片。我們下一步發(fā)展目標(biāo)是得到一種能夠滿(mǎn)足以下所有要求并具有氧化特性的絲網(wǎng)光學(xué)變色油墨：

　�、倥c現(xiàn)有工業(yè)上的所有高安全印刷基底相兼容。

　�、诤芎玫闹С帜z印的預(yù)印和凹印的套印。

　�、弁昝赖恼故绢伾�的轉(zhuǎn)變特征以及前面所定義的干涉片的兼容性。

　　如今，這種類(lèi)型的絲網(wǎng)光學(xué)變色油墨在工業(yè)上已經(jīng)使用了很多年，并且數(shù)億鈔票的流通也已經(jīng)證明了這個(gè)概念的生存能力。上面所說(shuō)的印刷壓力有一個(gè)重要的缺點(diǎn)就是速度。因此這個(gè)印刷結(jié)構(gòu)從我們的角度來(lái)說(shuō)需要一個(gè)新的發(fā)展，那就是UV固化的光學(xué)變色油墨。

　　這種具有特殊特征的干涉顏料排除了已經(jīng)明確闡述過(guò)的一種基于自由激發(fā)體的油墨。同樣被專(zhuān)家了解的是，光引發(fā)這個(gè)概念使用了UV固化激發(fā)滲透所需要的全部系統(tǒng)。一個(gè)切實(shí)可行的辦法是用陽(yáng)離子系統(tǒng)來(lái)表現(xiàn)，它能聚合所有包含UV激發(fā)實(shí)現(xiàn)的陽(yáng)離子到達(dá)墨膜的表面。這種所謂的二次硬化效果對(duì)溫度有很強(qiáng)的依賴(lài)性。這種油墨系統(tǒng)在保存期限中通常會(huì)呈現(xiàn)以下兩種規(guī)律和特征的優(yōu)缺點(diǎn)。

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　印刷的穩(wěn)定性沒(méi)有限制；高反應(yīng)性；高抵抗性；低揮發(fā)性。

　　缺點(diǎn)：兩種系統(tǒng)；在定位上有限制；不能套印。

　　而另一個(gè)選擇是所說(shuō)的水基絲網(wǎng)印刷油墨。迄今為止，它的局限性是不允許把這種系統(tǒng)應(yīng)用在工業(yè)上。其不好的表現(xiàn)主要是在存儲(chǔ)上缺乏穩(wěn)定性，只能通過(guò)成組的聚合體和顏料粒子之間的相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種現(xiàn)象導(dǎo)致油墨粘度有很大的增加，并且存儲(chǔ)兩個(gè)月以上顏色的性能就會(huì)有所損失，因此其化學(xué)兼容性仍然需要繼續(xù)研究，我們確信在不久的將來(lái)就能解決這些問(wèn)題。

　　未來(lái)一個(gè)重要的選擇是：通過(guò)光學(xué)變色顏料與機(jī)械可讀材料的相結(jié)合來(lái)增強(qiáng)光學(xué)變色油墨的安全性。光學(xué)變色油墨的光變顏料中允許添加熒光、磷光、吸收紅外線(xiàn)的顏料。所有這些材料本身沒(méi)有顏色，因此不會(huì)影響光學(xué)變色油墨的顏色轉(zhuǎn)變性質(zhì)。

　　3.文檔的設(shè)計(jì)

　　高安全性文檔由于加入了新的光學(xué)安全特征，其審美和圖像設(shè)計(jì)經(jīng)歷了一個(gè)急劇的改變。其最重要的光學(xué)安全特征是與光學(xué)變色油墨融合技術(shù)，并且在印刷設(shè)備上可進(jìn)行印刷，凹版印刷很容易就可以實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程。

　　這為傳統(tǒng)鈔票的三色設(shè)計(jì)打開(kāi)了一個(gè)新的局面。光學(xué)變色油墨只是設(shè)計(jì)的一部分，可以在文檔的任何位置印刷光學(xué)變色油墨。特別的，當(dāng)文檔傾斜觀察時(shí)，可以通過(guò)選擇光學(xué)變色印刷中膠印底色顏色來(lái)加強(qiáng)與改變顏色的對(duì)比。

　　凹版印刷為光學(xué)可變印刷品的設(shè)計(jì)提供了額外的安全性，這種光學(xué)變色圖像的耐用性是通過(guò)凹版印刷光學(xué)變色油墨產(chǎn)生的，并且是顯著的，也可以是被證明的。

　　印品的大小直接影響對(duì)這種特征的感知能力和可信性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，在選擇圖像環(huán)境時(shí)，是根據(jù)背景圖像來(lái)提供光學(xué)安全特征所需要的表面。絲網(wǎng)印刷技術(shù)的應(yīng)用為顏料薄片在墨膜上的定位提供了較好的理論研究，并且對(duì)顏色外觀和顏色躍進(jìn)進(jìn)行了改進(jìn)。

　　基于溶劑的油墨氧化干燥系統(tǒng)為底基提供了優(yōu)先選擇，并且在任何的環(huán)境中都能夠保證套印在凹版上。

　　UV固化系統(tǒng)在奧地利貨幣、法郎流通中使用已經(jīng)被認(rèn)為在表現(xiàn)圖像分辨率的一些局限性上起到顯著的改進(jìn)作用。

　　理想的應(yīng)用和設(shè)計(jì)應(yīng)該包含光學(xué)變色油墨上的顏色，它是在相同的印刷壓力下通過(guò)膠印預(yù)先印好的，并且也可以在絲網(wǎng)印刷上應(yīng)用基于溶劑氧化的光學(xué)變色油墨。在凹版上進(jìn)行套印可以增強(qiáng)油墨的安全性和顏色外觀。瑞士鈔票或者瑞士聯(lián)合銀行的票據(jù)都清晰地展示了這個(gè)概念。

　　光學(xué)可變特征的進(jìn)一步發(fā)展可以通過(guò)印刷兩種非常接近的光學(xué)可變油墨來(lái)完成。例如，綠色-品紅/綠色-藍(lán)或金色-綠色/品紅-綠色。當(dāng)兩種光學(xué)可變油墨的顏色相匹配后就可以在某個(gè)角度下顯示相同的顏色，再加上一個(gè)適當(dāng)?shù)膱D像就可以在一個(gè)動(dòng)態(tài)的方式下展示視覺(jué)信息（標(biāo)識(shí)語(yǔ)、命名的數(shù)字、封條）。

　　可以通過(guò)對(duì)光學(xué)變色油墨在絲網(wǎng)印刷上進(jìn)行壓花來(lái)獲得相似的固體表面，它依靠的是一個(gè)凹版印刷機(jī)、一組印版或一個(gè)薄片傳輸機(jī)運(yùn)送一個(gè)底片圖像。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，來(lái)自瑞士信貸銀行和瑞士聯(lián)合銀行供給的銀行支票就是通過(guò)這個(gè)原理實(shí)現(xiàn)的。

　　三、結(jié)論

　　光學(xué)變色油墨是基于高性能的干涉濾色片來(lái)進(jìn)行印刷的油墨，這種干涉濾色片是在滾筒涂料設(shè)備上制造合成的，如今在工業(yè)中大量運(yùn)用。其高性?xún)r(jià)比、極好的耐用性、設(shè)計(jì)和應(yīng)用上的自由性，這些特征使得其可以通過(guò)前面所說(shuō)的高安全印刷機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　印刷產(chǎn)品是由提供的材料和油墨嚴(yán)格控制的，它與高安全印刷機(jī)的聯(lián)合應(yīng)用，使得光學(xué)變色油墨最終呈現(xiàn)極好的光學(xué)安全特征。

　　來(lái)源：大中華印藝網(wǎng)