磁性油墨印刷與防偽印刷

      發(fā)布時(shí)間:2024-06-09 點(diǎn)擊:77
      磁性油墨印刷,簡(jiǎn)稱磁性印刷,是一種特種油墨的防偽印刷技術(shù),在油墨中填加磁性物質(zhì)進(jìn)行印刷的方式。磁性印刷屬于磁性記錄技術(shù)的范疇,通過磁性印刷完成磁性記錄體的制作,使之具有所要求的特殊性能。磁性印刷品是用記錄技術(shù)和印刷技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的獨(dú)特媒體,其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)能在磁性卡片上寫入、讀出,視覺上能看到文字、圖案和照片。
      一、磁性印刷基本技術(shù)
      磁性印刷品是在紙張或塑料片基上敷以磁層,在其他部分印上文字或圖案,以及用以顯示與使用狀況相應(yīng)的視覺信息的印字層,經(jīng)模壓加工而成。磁性印刷品的片基,要求有適度的韌性,厚度均勻,表面平滑,溫濕度變化時(shí)不易發(fā)生伸縮或卷曲,耐水和耐蝕性良好,印刷和加工適性好,價(jià)格低廉。常用的材料有膠版紙、涂料紙、浸樹脂紙和聚氯乙烯(pvc)、聚對(duì)苯二甲酸酯(pet)等塑料片基及其復(fù)合材料,厚度在150~800微米之間。對(duì)磁粉的要求是磁飽和度大、顆粒大小均勻、分散性好、穩(wěn)定、時(shí)效長(zhǎng)。常用的有磁赤鐵礦、附著鉆鐵的一氧化鐵。以磁粉顏料、連結(jié)料、干燥劑、抗氧劑、濕潤(rùn)劑以及其他附加劑等組成磁性油墨。在黑墨中加入炭黑,在色墨中加入其他彩色顏料以得到色彩。
      磁性印刷采用絲印或膠印方法獲得帶狀或圖形磁層,它能在卡片必要的地方形成磁帶,從而降低了成本,而磁性油墨中磁性顏料的含量、顏色的磁性和印刷后油墨膜層的厚度等會(huì)影響磁性。磁性印刷品在印刷后,在兩面復(fù)膜透明的pvc片,用熱壓機(jī)壓合,按規(guī)定尺寸進(jìn)行模切。磁性印刷為了防止偽造和篡改,對(duì)安全保密性越來越高,因此在磁性材料、印刷、加工方法上采用特殊的材料或技術(shù)。如在印刷中使用特殊的制版技術(shù)和油墨,包括用螢光油墨、熱敏變色油墨、吸收紅外線油墨進(jìn)行印刷,還用地紋印刷、微縮印刷、彩虹全息等措施,以防止偽造。
      二、磁性油墨的發(fā)展
      20世紀(jì)60年代前后,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,磁性油墨首先在銀行和郵政的業(yè)務(wù)中使用。當(dāng)時(shí)使用磁性油墨并非用于防偽,而是主要用于銀行對(duì)票據(jù)的自動(dòng)處理、郵政對(duì)信件的自動(dòng)分揀,所以磁性油墨只用于印刷字母和數(shù)字,以能對(duì)印件進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和處理,即磁性油墨字母識(shí)別法(magnetic ink character recognition,micr)。80年代開始,磁性油墨不再限制在黑色或有限的幾種顏色?圍內(nèi),而是擴(kuò)大到了四色磁性油墨。
      目前世界上磁性油黑的年消耗量已達(dá)數(shù)千噸之多,主要用于支票上的符號(hào)與字母印刷,印刷方法一般為平印與凸印;還有就是用于印刷信貨卡片上的磁帶條。
      另一類與micr技術(shù)情況基本相似的是光學(xué)字母識(shí)別法(optical character recognition,ocr)。這種技術(shù)大約在1952年發(fā)明,設(shè)備簡(jiǎn)稱為閱讀器,亦稱光學(xué)掃描器,是一種利用光學(xué)原理來辨認(rèn)字母符號(hào)的設(shè)備,其輸出系統(tǒng)可以產(chǎn)生磁性或直接輸入計(jì)算機(jī)作數(shù)據(jù)處理。
      用于這種設(shè)備上的油墨叫ocr油墨(也叫光學(xué)識(shí)讀油墨)。一般有兩種類型:非可讀型和可讀型,后者主要指黑色油墨類,前者則是指各種彩色油墨。ocr油墨可以按照一般類型的油墨來設(shè)計(jì),例如平印、凸印、凹印和絲印等。非可讀型油墨中的顏料含量一般在1%~5%之間,有的則可用到20%左右。目前,在文件分類方面,micr已很快被ocr替代,這是因?yàn)閛cr信息輸入計(jì)算機(jī)中的速度比較快。而micr則主要應(yīng)用于印刷防偽和信息記錄等方面。
      用于磁性印刷的承印物基材有高分子材料和紙張兩大類。高分子材料主要用聚酯、硬質(zhì)pvc和尼龍等,而紙張則多選一些上等紙,印刷后進(jìn)行涂布或覆膜加工,這樣既有好的印刷適應(yīng)性,又能提高紙張的耐磨等機(jī)械性能。[next]
      三、磁性油墨的基本結(jié)構(gòu)
      磁性油墨基本構(gòu)成與一般油墨相同,即由顏料、連接料、填充料和輔料組成。
      1、顏料
      磁性油墨所用的顏料不是普通色料,而是強(qiáng)磁性材料,經(jīng)過磁場(chǎng)處理后具有保留磁性的能力。磁性油墨中的主要成分是磁性顏料,最好的磁性顏料為氧化鐵黑(fe3o4)和氧化鐵棕(fe2o3)。這些顏料大多為小于1μm的針狀結(jié)晶,這樣的顆粒大小和形狀使它們極易在磁場(chǎng)中均勻排列,從而得到比較高的殘留磁性。
      用于磁性油墨顏料的強(qiáng)磁性材料主要有鐵(fe)、鈷(co)、鎳(ni)等磁性元素,含有fe-mo和fe-w強(qiáng)磁性元素的合金,以及具有mn-al和mn-bi等nias型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的合金等。大多磁性油墨顏料是鐵素體。所謂鐵素體是指一般用xo-fe2o3表示的無機(jī)化合物,其中x為二價(jià)的金屬離子,根據(jù)x的種類不同,有錳-鐵素體、鐵-鐵素體、銅-鐵素體等。
      氧化鐵黑的組成中,一般氧化亞鐵含量約在18%~26%之間,氧化鐵含量在74%~82%。合成氧化鐵黑具有優(yōu)良的耐滲性、耐化學(xué)性(酸、鹼)、耐光性,幾乎是無毒性的,分散性在好至優(yōu)之間。耐熱性能較佳,只有超過177℃左右時(shí),氧化鐵黑才會(huì)氧化成氧化鐵紅。氧化鐵黑的顆粒一致性比較好,沖淡后其色相帶有干凈的藍(lán)灰色。氧化鐵黑一般是性反應(yīng),它們的顆粒形狀一般是立方形或圓球形。
      2、連接料
      油墨的流動(dòng)性、粘性、干性、印刷適性都主要取決于連接料。連結(jié)料是油墨中流體組成的部分。而磁性油墨的連結(jié)料同樣是油墨質(zhì)量好壞的基礎(chǔ)。磁性油墨的連結(jié)料與一般油墨的連結(jié)料相類似,可以選用植物油、動(dòng)物油、礦物油,但更多地選用合成樹脂作為磁性油墨的連結(jié)料。
      植物油的基本化學(xué)組成是脂肪酸的甘油酯混合物,或稱三甘油酯。所有的油脂都可看作各種脂肪酸與甘油反應(yīng)生成的產(chǎn)物。如果將油脂薄薄地鋪于玻璃上,一定時(shí)間后,這薄層油膜會(huì)由于吸收空氣中的氧而逐漸變稠、有彈性,最后形成固態(tài)。這就是油脂的干燥過程。這個(gè)過程越短,油的干性就越好。油脂的干性好壞,主要取決于油脂結(jié)構(gòu)中的不飽和雙鍵數(shù)與位置情況??捎玫庵祦頊y(cè)定油脂的不飽和程度。一般來說,碘值在140~200之間為干性油,在100~140之間為半干性油,低于100的為不干性油。可以看出,不飽和雙鍵越多,則干性越好。也就說,不飽和脂肪酸越多則干性越好。
      合成樹脂在油墨工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛,所以各種類型的樹脂型連結(jié)料,就成了目前主要的研究?jī)?nèi)容。樹脂的特性決定了連結(jié)料的特性。純亞麻油制的植物油型連結(jié)料,其主要缺點(diǎn)是相對(duì)分子質(zhì)量小,所以制成的油墨在膠印印刷中容易引起乳化,從而帶來一系列的弊病,使印刷不能順利進(jìn)行,印刷效果不好。而樹脂型連結(jié)料幾乎完全克服了這方面的缺陷,從而大大提高了印刷的質(zhì)量。
      醇酸樹脂應(yīng)用在漿狀油墨中時(shí),可以考慮用一種樹脂增塑劑,由于它的粘附性和柔韌性較好,故也可調(diào)節(jié)油墨的干性及固?時(shí)間。在油型油墨中使用醇酸樹脂時(shí),一般應(yīng)考慮到它與顏料的反應(yīng)性、與硬樹脂的反應(yīng)性以及它的成膜性能。異苯二甲酸醇酸樹脂的潤(rùn)濕性則更為顯著。以醇酸樹脂與硬樹脂制造的連結(jié)料配制油墨時(shí),對(duì)選用的顏料應(yīng)加注意,如果顏料過度吸收低分子量的連結(jié)料時(shí),就要注意連結(jié)料中硬樹脂與醇酸樹脂的平衡情況。一般漿狀油墨大多采用長(zhǎng)油(65%)醇酸樹脂。油性長(zhǎng)油一般溶解性也比較好,因此,它在絲網(wǎng)(網(wǎng)孔)版油墨中也廣有應(yīng)用。這類樹脂用在印鐵油墨中時(shí)具有良好的顏色保留性,亮光好,粘附性優(yōu)良。
      為了達(dá)到快干、亮光,磁性油墨中樹脂含量要高,固速度要快,以便

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