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荧光油墨的特点及在丝网印刷中的应用 浏览次数: 3046

 

 

荧光油墨作为一种特种油墨,主要应用于防伪和包装印刷领域(如应用于钞票、银行支票、邮票、证卡,以及高级烟、油、药品、化妆品等名牌商品的防伪和包装印刷等),采用凹印、胶印、柔印等印刷方法。但近年来随着荧光油墨研究开发的更加广泛、深入和完善,不断开发出可用于精细网版印刷的荧光油墨,从而使荧光油墨在丝网印刷中的应用更加广泛,如用于印刷橱窗陈设、贴花纸、保险杠护挡、工业保险仪器、车身和户外广告、招贴画、杂志封面、请柬、布标等。尤其是在户外和室内广告的丝网印刷中,由于荧光油墨印刷具有普通油墨印刷所无法企及的优点,使其在这些广告的网印中逐渐普及应用。由于荧光油墨是一种特种油墨,其使用技术与一般油墨有一些差异,因此,必须熟悉其特性和各种印刷适性,才能印刷出精美的印品。   

  
一、荧光油墨的主要特点和应用

  
荧光油墨通常也称隐色油墨,是在紫外光(200~400nm)等光源照射下发出可见光(400~800nm)的特种油墨。荧光油墨的主要成分是荧光颜(染)料,它是功能性发光颜料,与一般颜料的区别在于当外来光(含紫外光)照射时,吸收一定形态的能,不转化成热能,而是激发光子,以可见光形式将吸收的能量释放出来,产生不同色相的荧光现象。不同色光结合形成异常鲜艳的色彩,而当光停止照射后,发光现象即消失。这种有时肉眼看不见的油墨会在紫外光或红外光下发光,由于它的可转换和隐藏的特征以及不能在彩色复印机上精确地被复制的特点,使其应用越来越普及。荧光油墨是使用荧光颜料加入一定比例的高分子树脂连结料、填充料、稳定剂和干燥剂,研磨加工或用制墨三辊研磨机加工而成。荧光颜料是制造荧光油墨的主要原料,能被紫外线灯光照射激发而显现颜色。根据其分子结构的不同可分为无机荧光颜料和有机荧光颜料,无机荧光颜料又称为紫外光荧光颜料,它是由金属(锌、铬等)硫化物或稀土氧化与微量活性剂配合,经煅烧而成,五色或浅色,在紫外光照射下呈现不同颜色。其稳定性好,但在油性介质中难以分散,耐水性差,对版材有一定磨损和腐蚀。有机荧光颜料又称日光型荧光颜料,主要是含有荧光染料的合成树脂固溶体,是由荧光染料(荧光体)充分分散于透明、脆性树脂载体中而制成,当日光照射时,发射不同于普通颜色的高亮度可见光,通过适当掺合或配以适量的非荧光颜料,可得到不同色调的荧光颜料。有机荧光颜料特点是容易合成,在油性介质中分散性好,但多是日光激发,目前多数稳定性不好。此外,还有有机稀土荧光络合物,它具有制备简单,易细化,在油性介质中分散、溶解性好,在可见光下无色,在紫外光激发下表现出较强的荧光效果,且稳定性高等优点,但成本较高,并且由于有机稀土荧光络合物荧光墨黏度小,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,所以,这类荧光墨一般不适合平版印刷。

  
油墨或颜料通过反射光来显示颜色,但普通油墨颜色和荧光油墨颜色的反射特征不同。荧光油墨能把短波长光转换成长波长光而叠加产生荧光,通过转换和叠加形成一种具有特殊的亮度和可见性的荧光颜色。如荧光红色具有部分反射的红色,并把其他颜色(绿色、蓝色和紫色)转换成红色波长作为红色散发出来,好像是从物体内部辐射出来颜色一样,使用荧光油墨的印刷品可获得4倍于普通油墨的亮度和可见性。荧光油墨在昏暗的光线下,比如黄昏和黎明时分,显得非常明亮。

  
荧光油墨的制造需要进行特殊的制作过程和印刷处理工艺。我们知道,荧光粒子会产生一定范围的光亮和特别干净的颜色,如黄、橙黄、红、晶红、绿和青等。在黑暗的环境下,荧光油墨就会发出这些光。产生这种效果的关键在于这种油墨中包含有特种彩色颜料,它能吸收紫外波段的能量,并将这些能量转换成较长的可见光的波长。
 
  印刷品的表面能发射出强烈的比较饱和的颜色,从而吸引人的注意力。荧光油墨按激发光源波长的不同,可分为短波紫外线激发(激发波长 254nm)和长波紫外线激发(激发波长365nm)两种荧光印刷油墨,而按荧光油墨的颜色可分为无色荧光油墨、有色荧光油墨和变色荧光油墨。在普通光源下,无色荧光油墨为五色透明或接近白色,印在纸张等承印物上不显颜色,但在紫外光下会显出红、黄、绿、蓝、白、橙、紫等颜色;有色荧光油墨可以使原有图案显得更鲜艳;变色荧光油墨在紫外灯光照射下可以使印刷品变成另一种颜色。如今,电子油墨的生产技术已应用于荧光油墨的生产上,使其质量和功能有更大的提高。荧光油墨中有一次荧光油墨、二次荧光油墨和荧光渗透油墨等产品。一次荧光油墨就是普通的荧光油墨,在365nm紫外光照射下会发出很强的荧光,其种类包括无色荧光油墨、彩色荧光油墨及特殊的短紫外光油墨。二次荧光油墨即是原始印刷的油墨在 365nm紫外光照射下无任何荧光显示,然而当所印文件遇到水或者水性油墨去除剂时,在365nm紫外光照射下可以看见明显的荧光。这种二次(或隐藏的)荧光效果主要应用于同一种文件中需要两种荧光材料(如英国支票)和需要比一次荧光更为隐藏的防伪设施(如初始在紫外光照射下也无荧光显示)的印刷,是一种比一次荧光更为有效的安全设施。荧光渗透油墨是在印刷经过一段时间后渗透溶入到材料的基质中且会发生变色,将所打印的号码反映在纸的背面(具有正面黑、背面红的特点),具有极好的防涂改性。

  
荧光油墨在防伪印刷中的应用非常广泛,具有实施简单、成本低、隐蔽性好、色彩鲜艳、检验方便、重现性强、变色多样和能适应大规模生产线或包装印刷需求等特点。通常用于钞票、邮票、金融凭证(如支票、债券、股票、商业票据、银行承兑票等)、名烟、名酒及一些高档商品的包装防伪印刷等。若与其他防伪技术结合使用,可产生更—好的防伪效果。在钞票印刷中,如今已有不少国家都采用了荧光防伪油墨,如我国第五套人民币100元、20元采用无色紫外荧光油墨印刷的五色荧光图案: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。在邮票印刷中,目前已有许多国家发行—了荧光邮票,如1936年我国发行的“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,图案精美;“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,具有这种复杂的荧光特征的邮票是难以伪造的。为了达到邮票鉴别真伪的目的,我国发行的纪念邮票和特种邮票几乎全是荧光邮票。此外,在整版邮票上加印荧光数码条也已普遍应用,一般是在整版邮票的右上角,加印了荧光防伪油墨的号码。其特点是在一般光线下无色,在紫外光照射下才呈现出不同颜色的荧光。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。在各种证件、增值税发票的印刷中,如今普遍应用了显性、隐性荧光墨等防伪技术。在许多名烟、酒等商品包装印刷中,荧光油墨的使用也非常广泛,它不但为商品提供了良好的防伪效果,而且对于包装装潢的创意提高有着非常重要的作用。

  
在防伪和包装印刷中,荧光油墨的组成颗粒通常比其他的油基或橡胶基的油墨颗粒更加柔软,但这并不影响它的性能。使用荧光油墨印刷纸品时,最好不选用有淡色或彩色的纸张,因为带颜色的纸张会减少甚至使油墨的明度降到最小。偏白或偏亮的纸会加强荧光效果。具有较高亮度和较好的油墨吸收性的非涂布纸使用荧光油墨比较理想。涂布的白纸也能有较漂亮的效果。但由于用涂布纸进行印刷时只能使用较少的墨量,要得到最佳印刷效果则有必要进行两次印刷。此外,由于荧光油墨是透明的,所以经常一次压印并不能转移足够的油墨,一般要获得理想的密度,需要多次印刷才能达到。

  早期的荧光油墨荧光效果不理想,荧光强度低,光稳定性不好,这是荧光防伪油墨印刷中最常见的问题。如今已研究开发出新型的防伪用荧光剂,它克服一般有机荧光材料稳定性较差等缺点,荧光稳定、强度高,激发时可见光新颖、清晰而持久。新型防伪荧光剂目视色为无色或几乎五色,紫外光照射才显色;在固体中,其荧光强度高,即使长时间暴露在紫外光下也很少褪色,且有较强的光稳定性;抗汗、抗皮脂性好;耐酸、耐碱能力强;易分散,耐磨擦性好;不溶于水。

 二、荧光油墨的丝网印刷

  
为提高荧光油墨的印刷效果,荧光油墨最好在白度高的纸张和乙烯类薄膜等承印物上印刷,它可用平印、凹印、柔印、网印等多种方法进行印刷,为了使荧光油墨的印品色彩鲜艳、荧光闪闪,可适当提高荧光油墨颜料的浓度,但更重要的是保证印刷的墨膜要尽可能厚一些,这样会使荧光的效果更好,并可弥补荧光油墨耐抗性差的弱点。而网版印刷就具有印刷墨膜厚的特点,非常适合荧光油墨印刷。随着网版印刷技术和设备的发展,使得荧光油墨的使用效果在网版印刷领域能够得到充分的发挥,因此近年来网版印刷已成为荧光油墨理想的印刷方式。经网版印刷的荧光油墨印刷品可形成均匀一致的油墨膜层,这是良好的光泽、稳定性和耐风化性所需要的。由于荧光油墨中光致发光颜料的颗粒度比传统颜料的颗粒度粗,因此荧光油墨在网版印刷中一般使用较低目数(通常为 80~150目)的丝网,并只用于较粗糙的印刷。但随着荧光油墨新产品的不断涌现,其颜料的颗粒度也越来越细,如今已完全能印刷出精细的网印产品。大多数荧光油墨的流变特性呈仿塑性流动,黏度小,这个特性决定了其印刷工艺与普通油墨的印刷工艺有很大区别。在网版印刷中,网版的张力要高,并要选择适当的刮墨刀以增加墨层的厚度,从而提高油墨的发光效果。由于无机荧光物是由晶体发光的,若压力过大会使晶体破裂,从而使发光亮度降低,所以在网版印刷时除要注意黏性、连接料、干燥性等特性外,还要注意印刷压力的调节,不能使印刷压力过大而影响印刷效果。在荧光油墨印刷中,要注意如下几个问题。  

  (1)在使用荧光油墨前,必须彻底洗净印版等相关部件,以免混入其他颜色,当然最好应有专用设备。
  
(2)荧光油墨和普通有色墨的颜色搭配时以无色红印油墨荧光效果最好。无色红印蓝墨或无色蓝印红墨荧光效果较差。底色的深浅不同,对荧光亮度有较大影响,油墨底色越深荧光效果越差。另外要注意,荧光油墨不能与大量普通有色油墨混合配色,并尽量不要与一般的油墨混合使用,否则会失去荧光效果。
  (3)由于荧光油墨耐光性差,不适于使用在长期在室外使用的印刷品上。另外,当承印物是透明物体时,在印刷荧光油墨前最好先印一层白色油墨,可提高荧光效果。荧光油墨不宜使用干燥剂,最好不加罩光油或用透明度较好的亮油。
  (4)为提高印刷效果,要合理安排印刷色序,纸张印刷时,荧光油墨一般作最后色印,否则会被其他油墨遮盖,影响发光效果。透明塑料印刷时,情况有所不同。外印时荧光油墨作最后一色;内印时,作第一色。荧光油墨用于底色时,如能用同类色进行印刷,颜色饱和度可提高,耐光性也有所改善。
  (5)荧光油墨并非绝对无色或绝对没有印迹。在洁白的纸上,即使印上完全透明、五色的光油,也会由于纸和光油的折射及反射系数不同,产生视觉差异,形成油渍和纸张表面光亮度的差别。无色荧光油墨只有在图案或文字改色块为线条,吸收性较好的纸张(如发票专用纸等)和在有底色能遮住荧光油墨迹的地方才能减少印迹或基本隐形。
  (6)注意影响荧光亮度的因素。如纸张,应选择证券纸或无荧光增白剂的纸,这样,荧光的效果较理想。而在普通纸(有荧光增白剂的纸)上印刷时,荧光效果会明显减弱。纸张的增白剂含量越多,荧光效果越弱。
故在用普通纸时尽可能选用低增白剂的纸张。另外,印品墨层越薄,荧光效果越弱;墨层越厚,荧光效果越强,但同时印迹也越明显。
  (7)注意控制印刷压力。由于无机荧光物等是晶体发光的,若压力过大,会使晶体破裂,从而使发光亮度降低,所以一般不采用凸版印刷。而在进行网印、凹印等印刷时,除注意其黏性、连结料、干燥性等特性外,还要注意印刷压力的调节,不宜使印刷压力过大,影响印刷效果。
  (8)控制印刷速度。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。

  
最后,要注意与磷光油墨的区别。磷光油墨与荧光油墨的不同之处是磷光油墨在激发结束后继续发光,但其半衰期约几毫秒,肉眼无法看到。磷光油墨是在油墨中加入了磷光物质的晶体,这类物质在紫外光的激发下,吸收投射到上面的光,然后再以一定的波长在一定时间内发射出来,且发出的光与本体颜色不同。磷光油墨的色料是含有少量不纯物的硫化锌镉等,其连结料是透明的,可透过紫外线,因色料不耐酸、碱,采用的树脂应是中性的。磷光油墨中不能加入干燥剂、干性油等,以免和色料发生反应,影响印刷及发光效果。磷光是在吸收光以后而在黑暗环境中发出光来,而荧光是吸收不同颜色的光,然后就散发出光。即磷光吸收自然光或人工光,在光移走之后的黑暗环境中发光,而荧光在吸收光之后必须在光存在下才可以发光。荧光油墨在“夜光”或者紫光存在的情况下也可以发光。但是在黑暗无光的情况下不发光。荧光油墨不但能够表现出它本身的颜色,而且具有吸收光和改变光强度的能力,使得它表现出的颜色具有更强的光强度,但色相(或颜色)不变。磷光颜色可与可见光的色调结合在一起,条件是发光颜料的发射波长与可见光颜料的吸收波长不能相符。这种油墨由于具有非常好的耐用性而特别适用于证券的快速和可靠的自动检测、印刷时的质量检测。用于防伪包装的荧光油墨最好由使用者自行调配,因为不同的配方可以得到不同的荧光效果,较难仿制。此外,还可以结合磷光油墨的特点,将荧光油墨与磷光油墨混用,将会得到更好的防伪效果。

(来自printing-in-china.net,摘自中国印刷)
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