可逆溫變轉色防偽油墨的調配及絲印技巧

文 呂勇 宋詞

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可逆溫變轉色防偽油墨的調配及絲印技巧

文 呂勇 宋詞

隨著電子商務的迅猛發展，很多商品的市場競爭空前激烈，這之中有不少的不法分子利用各種方式來制造假冒偽劣產品，從中賺取暴利，這嚴重坑害了廣大消費者，損害了市場經濟的競爭秩序，同時也對生產環節和創新機制造成了巨大影響。比如，來自2015年4月美國跟蹤假冒產品公司NetNames估算，稱淘寶銷售的商品中仍有20%-80%為假貨，給淘寶網和產品生產制造商都帶來了無窮的困擾。商品的防偽迫在眉睫，在要求人們提高自身的防偽意識的同時，要大力發展更快速、方便、準確的新型防偽技術來針對假冒偽劣產品。油墨防偽，具有識別簡單，不受時間、場合限制，且大多情況下不需要借助儀器就可以識別，同時由于用量少、使用成本較低，使得油墨防偽作為一種包裝的常用防偽方式，應用得越來越廣泛。

可逆溫變轉色油墨，是一類當達到某一特定溫度范圍時，材料的顏色就會發生改變，當溫度恢復到原始溫度后，顏色又能恢復的特種防偽油墨。可逆溫變轉色油墨識別簡單，不受時間、場合限制，不需要借助額外儀器，就能用人眼清晰看到變色效果，再加上使用成本低，在眾多的防偽油墨中具有不可比擬的優勢。本文從可逆溫變轉色油墨種類及優缺點出發，對市場上常見的有機類溫變轉色油墨的調配及絲網印刷工藝技巧進行探討。

可逆溫變轉色油墨種類及優缺點

可逆溫變轉色油墨，可分為無機、液晶、有機三大類。無機類溫變轉色油墨，其顏料主要是重金屬鹽類，本身有較強的毒性，同時溫變轉色的溫度較高（一般要求在100℃以上），能耗較高，鑒別也不方便。無機類可逆溫變轉色油墨的顏料往往與連結料親和性不好，印刷適性差，目前在防偽印刷中已很少采用。液晶溫變轉色油墨，是一種新型的油墨，通過物質的晶格發生變化，從而引起光學性能的變化的一種防偽油墨。它無毒，能在較低溫度下實現變色；但它受外界影響較大，比如溶劑等的影響，導致顯色效果很難控制，因此它是人們很感興趣卻又難以掌握的一種防偽油墨。有機類溫變轉色油墨，由于變色范圍廣、變色靈敏度高、同時變色溫度較低，在上述三種溫變轉色油墨中，優勢最明顯、應用范圍最廣。

可逆溫變轉色油墨調配

溫變轉色油墨的主要成分是顏料、樹脂和溶劑。

1、顏料的選用

溫變轉色油墨的關鍵取決于變色顏料，顏料的性能直接影響到油墨的變色效果。作為溫變轉色油墨顏料，首先對熱作用要敏感，在常溫下顏料顏色要比較固定、鮮明；當達到指定溫度時迅速變色。變色的界限要明顯，變色溫度區間要窄，變色前后反差要大。溫變轉色油墨顏料要求對外界環境影響要較小，在光照、潮濕氣候條件下性能穩定、不出現分解和褪色現象。對于外界影響較大的顏料，要考慮先利用微膠囊進行包覆，通過控制囊壁厚度來控制變色溫度區間。

2、樹脂的選用

溫變轉色油墨的樹脂，對于油墨變色的靈敏性、穩定性以及印刷適性都有較大的影響。樹脂的種類對顏料變色效果有較大的影響，針對不同的變色溫度，選擇不同類型的樹脂。比如，溫變轉色油墨的變色溫度較高時，應選用酚醛樹脂、環氧樹脂、有機硅樹脂等作為油墨的樹脂。另外，樹脂對顏料的分散性、耐潮性都對變色溫度都有影響。顏料在分散劑中的分散性對變色效果影響較大。比如品紅溫變轉色顏料在蟲膠樹脂中，分散比較均勻，顏色鮮艷。但該顏料在環氧改性有機硅樹脂中由于分散效果較差，到達預計溫度后不發生變色。因此，為得到預期效果的溫變轉色油墨，樹脂種類的選擇至關重要。除了樹脂種類外，樹脂用量對變色效果也有一定的影響。對于同一種類樹脂來說，用量越大，變色溫度就越高，這主要是由于顏料粒子在用量大的連接料中，粒子之間被相互隔離，降低了粒子的累積變色效果，從而使變色溫度提高。

3、溶劑的選用

溶劑的選用對于溫變轉色油墨印刷適性影響較大。溶劑在溫變轉色油墨中主要用于調節油墨的粘度，以利于進行印刷。同時，溶劑的選擇必須考慮它與樹脂之間的溶解性、揮發速度、環保性、價格等因素。溶劑的揮發性對于溫變轉色油墨的絲網印刷性能影響較大。如果溶劑揮發過快，油墨粘度增大過快，流平性較差，油墨容易干版，無法印刷。反之，如果溶劑揮發過慢，油墨干燥性較差，會導致墨層內的顏料與連接料之間出現分層沉淀，同樣影響顯色效果。

可逆溫變轉色油墨絲印技巧

絲印的適印范圍廣、墨層厚，同時印刷速度也不快、干燥問題比較容易解決，非常適合可逆溫變轉色油墨的印刷。與普通的絲網印刷相比，由于顏料顆粒較大，受外界因素影響大。絲網印刷工藝控制對油墨最后的顯色效果影響較大。下面從制版、印刷、干燥工藝幾個方面來探討下可逆溫變轉色油墨的絲網印刷技巧。

1、絲印制版

（1）網版種類選擇。印溫變轉色油墨時，要注意墨層厚度對變色效果影響很大。在大量進行網印前，要確定網版的網目線數，承印物與網框之間的高度距離，網版感光膠涂層厚度以及承印物的表面特性等。一般應選用尼龍絲網、滌綸絲網或不銹鋼絲等。在實際使用中，選用T型或HD型的滌綸絲網較多， 這種滌綸絲網具有孔徑大， 網布厚等優點， 有利于顏料微膠囊通過， 這樣可以形成較厚的印刷油墨層。

（2）網目線數控制。由于溫變轉色顏料顆粒較大，故絲網網目數不能太高，一般為150-250-目/英寸，圖案印制邊緣清晰、色澤飽滿。根據網目線數以及墨層厚度來控制微膠囊的粒徑， 微膠囊的粒徑通常控制在15μm-20μm之間。

（3）感光乳劑的選擇的控制。在制版過程中，應選用耐水性好的感光乳劑。網版制版過程中， 可選用間接貼膜的制版法， 以便制取厚度較厚的感光膠網版。如果直接進行涂布感光膠制版，應將感光膠膜厚度增加， 因為只有較厚的感光膠層的才能印刷出厚度較厚的印刷墨層。

（4）刮膠厚度的控制。在印版制作上，除了網版制作基本工藝外，應將刮膠厚度控制為30μm左右 ， 然后再進行曝光、顯影、感光層二次曝光。

2、絲印印刷

（1）進行絲網印刷的時候，要控制好油墨的粘度、揮發性等，使用前要充分攪拌，要避免在強光照射下操作，這些性能會影響整個印刷工藝過程，同時也影響變色效果。

（2）給印版上墨時，要一次上有足夠墨量， 不要中途進行補墨，防止起泡。

（3）由于顏料微膠囊容易將網版堵塞， 印刷過程中發現堵網、起泡時要馬上停機， 用醇水溶液徹底將網版洗凈。

（4）印刷壓力控制要合適。壓力過小， 承印物上的墨量會很少，墨層較薄，會影響顯色效果; 壓力太大， 會造成顏料膠囊破裂。刮墨板宜用硬度較軟的刮板。刮條一般選擇硬度75-80度，印刷刮刀角度為15-20°，壓印角度45-80°。

（5）可先采用黑色( 或深顏色) 油墨在承印物上印刷底色， 再用溫變轉色油墨印刷所需圖案; 也可采用用溫變轉色油墨印底色， 再用水溶性黑色（或深顏色）油墨印刷，在陰圖圖案進行印刷覆蓋。為使印刷后變色效果明顯， 印刷底色一般要選用黑色或深色調。底色可選用水溶性油墨或有機溶劑油墨。當底色用有機溶劑油墨印刷時， 印完后必須充分干燥， 墨膜中不能殘留有機溶劑， 否則會影響顏料微膠囊， 影響變色效果。

（6）油墨流平性要好，印刷墨層干燥后要平滑光潔， 墨層厚度要控制在15-20μm之間，印刷墨層不平整或過薄都會降低變色效果。

3、干燥工藝

（1）對于溫變轉色印刷品而言，干燥過程中要注意，最好不采用直接加熱干燥方式，可以采用40℃左右溫風進行烘干， 千萬不能在高溫下急劇加熱。有時可選用添加熱敏的專用稀釋劑來控制溫變轉色效果影響，一般控制比例5%-10%。在配置連接料時，可以選用UV連接料，有經過裝有紫外線及UV光固化機輻射后才會迅速干燥，可以降低光固化速度，將速度控制為40-50m/min， 光源功率為6-8kW。另外，溫變轉色油墨也不宜在鋁箔材料上進行直接印刷。

（2）干燥后的印品盡量不要重疊堆放，要根據使用場合確定變色溫度范圍，要考慮油墨的耐用性。為了提高固化墨層的表面耐磨性、隔氣性同時保持光澤性， 可考慮在表面涂布罩光漆或在常溫下進行覆膜。

可逆溫變轉色油墨識別簡單，不受時間、場合限制，不需要借助額外儀器，用人眼就能清晰看到變色效果，使用成本低，非常適合在包裝中的應用。網版印刷的適印范圍廣、墨層厚，同時印刷干燥問題比較容易解決，非常適合可逆溫變轉色油墨的印刷。將兩者工藝進行結合，必將能讓可逆溫變轉色油墨在包裝防偽中嶄露頭角，發揮越來越重要的作用。

（文：義烏工商職業技術學院；項目來源：橫向課題，適于絲網印刷的溫變轉色油墨研制）。