3D磁性光变防伪技术 在烟包上的应用

  针对目前卷烟市场假冒产品层出不穷的现状,为保护消费者权益,避免中烟公司经济利益遭受假冒产品的侵害,从而保障国家税收,需要烟包印刷企业在烟包上加强防伪技术的应用,特别是在高端卷烟产品包装印制中应大力开发应用尖端防伪技术。

  3D磁性光变防伪技术是国际钞票防伪领域公认的前沿防伪技术之一,目前全世界已有包括中国、俄罗斯、欧元区在内的多个国家和地区的钞票采用了该技术。2015年版第五套人民币100元纸币在票面正面中部印有3D磁性光变数字100。

  2017年3月,贵州中烟工业有限责任公司(以下简称“贵州中烟”)计划推出“贵烟(国酒香30)”细支新品卷烟,烟包的设计开发及印制选择与贵州永吉印务股份有限公司(以下简称“贵州永吉”)合作。为此贵州永吉联合惠州市华阳光学技术有限公司、上海紫明机械有限公司共同研发3D磁性光变防伪技术在烟包上的开发应用,计划把该项目应用到“贵烟(国酒香30)”细支烟包上。贵州永吉为此项目的应用和推广投入了大量的人力、财力和物力,在国内烟包印刷行业为首创。该技术的应用有效避免了市场上贵州中烟“贵烟(国酒香30)”细支新品卷烟假冒产品的出现,从而维护了贵州中烟的经济利益,保护了消费者权益,为“贵烟(国酒香30)”细支新品在卷烟市场上的良性发展贡献了力量。

  该技术不仅填补了3D磁性光变防伪技术在烟包印刷上的应用空白,而且增加了又一项烟包高端防伪印制技术,推动了烟包印制防伪技术应用的发展,在烟包印刷行业产生了积极影响。

  3D磁性光变原理解析

  3D磁性光变防伪技术的核心是一种通过真空技术产生的3D磁性光变颜料,并由多个很薄的层面组成,位于中间的层面具有磁性。印刷机上安装有特制的磁性设备,并按照原始设计的图案进行印刷。经特定的磁版、定磁设备定向和UV固化后,其印刷图文具有随角异色的变色效果、随角变幻的3D炫动效果等人眼直接辨别的一线防伪功能。常见的普通变色油墨是在变换视角时所产生的变色效果,而磁性光变是在变换视角的情况下产生带有光柱、球型、光圈等效果的变色。此项技术还可以通过改变磁场的角度、距离、静止、动态等产生不同的效果,仿冒者在任何环节的任何参数对不上都无法仿制出来。而且此项技术对金属油墨有极其严格的要求,在研磨中金属粉要求达到纳米级别,否则就达不到印刷要求。

 

  1.3D磁性光变颜料的组成

  3D磁性光变颜料由具有“金属/介质/磁材/介质/金属”5层光学薄膜结构的碎片组成,每片颜料同时具备了光干涉和磁感应功能。

  油墨印刷后通过不同的磁性促使油墨中的金属层重新排列定向,其印刷品可随不同视角产生3D炫动和颜色变化的磁光效果。

  2.3D磁性光变颜料的技术特征

  ①3D炫动效果:随着观察角度的变化,呈现出亮条纹、立体球、隐雕等动态变化的图形效果。

  ②变色效果:随着观察角度的变化,呈现出颜色的变化,如MPG,正视:紫色,斜视:黄绿色。

  ③耐光色牢度:8级。

  ④耐热性:160℃。

  ⑤耐水性:5级。

  ⑥耐酸性:5[4/5]级。

  ⑦耐碱性:5[3]级。

  3.3D磁性光变颜料的说明

  ①橄榄型(棒槌)转动条定磁效果:采用特殊设计的磁铁对印刷品进行定磁。随着观察角度的变化,在呈现出随角异色性的同时,还伴随着橄榄型(棒槌)亮条纹转动效果。

  ②球型转动条定磁效果:采用特殊设计的球型磁铁对印刷品进行定磁,中心点为高亮度球型,周边有亮型圆环。随着观察角度的变化,在呈现出随角异色性的同时,还伴随着球型亮条纹转动效果。

  3D磁性光变生产工艺简述

  1.3D磁性光变油墨网印工作原理及缺点

  传统普通光变油墨的印刷是在网印机上完成的,但3D磁性光变油墨印刷后需要完成一个定位定磁动作,需在现有网印机机头后方加装定位定磁装置,一般靠皮带传输、靠吸盘吸住纸张上下前后运动来定位,定位定磁动作远远跟不上印刷的速度,这就导致网印机印刷效率非常低,机速仅达到500~800张/时,完全不能适用烟包产品批量生产需求。

 

  2.3D磁性光变油墨单凹印刷工作原理

  针对3D磁性光变油墨网印工艺存在生产能力低下的问题,贵州永吉大胆提出在单凹机上进行3D磁性光变油墨印刷,与单凹设备厂家上海紫明合作,让厂家在原有单凹机设备架构上大幅变动,在印刷滚筒下方添置一个定磁滚筒。

  普通单凹机与磁性定位单凹机结构示意图如图1所示。磁性定位单凹机的基本工作原理为:在定磁滚筒里面安置好特殊定制的磁铁,磁铁的大小根据图案大小定做,磁铁的位置和离纸面距离按图案位置和预期效果固定好,纸张在印刷完成后,叼牙将纸张传送到定磁滚筒,定磁滚筒叼牙咬住纸张往前运动时纸张紧贴定磁滚筒,磁铁形成的磁场促使印刷好的油墨当中金属层重新排列定向定磁,定磁完成后纸张经过UV固化系统时油墨被固化。

  3.3D磁性光变油墨单凹印刷的优势

  ①生产效率高:平均速度在5000张/时以上,效率较网印有大幅度提高,能满足大批量产品生产需求。

  ②套印精度好:单凹机精度能保持在±0.15mm以内,套印稳定性和精度较网印机高,能满足套印精度高的产品需求。

  ③定磁稳定、效果一致:单凹机定磁设备固定在滚筒上,在正式生产前完成调试后,定磁设备位置与印刷位置固定不变,而且纸张在印刷、定磁传输过程中靠叼牙咬住,走纸平稳,产品的定磁时间、定磁距离、定磁位置能保持稳定,最终产品的效果能很好地保持一致。而网印机的定磁过程需靠吸盘吸住纸张表面进行几次纸张定位定磁,纸张能难完全保证位置准确,造成定磁效果不一致。

  ④印刷质量稳定:单凹机使用的凹版质量稳定,使用寿命可达100万印,而网印机印刷过程中版框易变形、网版易破网等,容易造成质量不稳定。

  3D磁性光变油墨单凹印刷生产工艺主要参数要求

  单凹机生产3D磁性光变油墨流程为:输纸→印刷磁性油墨→定位定磁→UV固化→收纸,为确保3D磁性光变达到预期效果,需要试验明确以下几个重要参数。

  1.凹版参数

  为了能让3D磁性光变油墨单凹印刷效果接近网印效果,我们做了大量的参数对比试验,最终确定了80μm、40lpi的激光雕刻版,凹版参数的确定为后续各项调整打下了坚实的基础。

  2.3D磁性光变油墨上机参数

  经多次试验,3D磁性光变油墨合适的上机黏度为42±5s(3#察恩杯),固含量17%能达到最佳效果。

  3.特殊磁铁的形状、大小、高度参数

  不同的图案大小、选择的光柱类型(球型、光柱、光圈等)对于特殊磁铁的形状、大小以及定磁时磁铁与纸面的距离有着严格的要求。贵州永吉的“贵烟(国酒香30)”细支条小盒均采用光柱型效果,磁铁形状为条形,磁铁的宽度和长度根据“贵烟”字的大小进行定制。定磁时磁铁与纸面的高度决定了光柱的宽窄和强度,一般来说,磁铁与纸面的距离越高,光柱宽度越宽,光柱强度越弱,反之则光柱宽度越窄,光柱强度越强。磁铁与“贵烟”字的相对位置决定了正面观察时光柱的位置,所有这些都需要根据实际所需要的效果进行相应调整,贵州永吉此款产品在经过多次调试后最终达到了最佳效果(如图2)。

  如果需要球型效果,则磁铁形状需选择圆柱形,定磁时需用马达让磁铁高速旋转形成球型磁场,促使油墨中的金属层重新排列定向,磁铁的直径大小和定磁时磁铁与纸面的高度对于最终形成的球型大小、亮光强度、周边光圈有着密不可分的关系,因球型效果定磁定向的特殊性,它所需要的定磁时间相对于光柱型的来说要长1s左右。贵州永吉打样的一款产品采用的球型效果已经得到了客户认可。

  4.UV固化参数

  为保证高速运转下油墨能彻底固化,UV固化系统的灯管支数、功率大小都需要经严格调试后确定。

  试验过程中这几项主要工艺参数的搜集、整理、确定,为正式生产打下了牢固的基础,后续的细微调整将进一步丰富和完善生产工艺标准。

  3D磁性光变防伪技术在烟包产品上使用单凹机的成功开发运用得到了客户的高度评价和认可,不仅提升了烟包的外观精美,也为烟包防伪印刷提供了新的思路,将烟包的防伪功能推向新的领域和高度。目前运用该技术的产品已经批量上市,订单数量已超预期,其他产品试验也获得客户赞赏,为后续新产品开发打下了基础。


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