水印防伪技术

纸张是由多孔纤维等物料组成的不均一体系，多孔纤维之间隔着空气，在造纸过程中，为提高纸张不透明度，还添加一些填料等物质，加填纸张可以看作主 要由纤维、空气、填料三部分组成。光线照射时，存在三个界面：纤维-空气、填料-空气、纤维-填料。由于纤维和填料的折射率相近，因此光散射主要集中在纤维-空气、填料-空气界面，折射率相对差值越大，散射和漫反射越多，使纸张不透明。

　　结合传统水印制造工艺可知，水印纸是在纸张潮湿时，利用丝网版或水印辊使水印图案部分的湿纸页纤维增厚或变薄，产生水印效果。湿纸页变薄时（采 用类似凸版的水印辊），对应部位的纤维密度增大，空气减少，纤维-空气、填料-空气的散射相对减少，纸张透明度增大，导致当在垂直光照射下，能清晰地观察到设计的水印图案，这种水印称为白水印。与此相反，增厚时（采用类似凹版的水印辊），纤维密度降低，空气增多，纤维-空气、填料-空气的散射增多，水印图 案部分的纸张透明度增大，产生黑水印效果。　　3 印刷水印技术
　　为 适应市场需求，满足客户对小批量产品的水印防伪需要，为客户定制水印效果图案，印刷水印技术的研究越来越得到重视。据资料显示：印刷水印技术主要是指化学水印，即在纸张上添加某种特性的化学物质，使得纸张产生水印效果。近年来，国外印刷水印防伪技术的研究越来越多，并且逐步成熟。
　　3.1 印刷水印技术
　 　化学水印品种多种多样，但要应用到纸张上，必须借助印刷方式。印刷水印技术即是利用印刷工艺将水印防伪材料添加到纸张表面，水印防伪材料渗透到纸张内部，通过印后工序（烘干或者其他固化方式）使纸张干燥，结束后便可以观测到清晰的水印图案。印刷水印技术与传统水印技术相比具有以下优势：成本低、工序简 单、图案灵活、可满足小批量产品防伪。现在常用的印刷方式是丝印和胶印。印刷水印技术中用到的水印防伪材料市面上称为水印油墨。它是印刷水印技术实现的关键因素。

　　3.2 水印油墨实现水印原理
　　和传统水印相比，水印油墨实现纸张水印效果原理有些不同，如图4 所示：水印油墨中含有各种物质，但是必须具备一种特殊的物质，这种物质在印刷压力的作用下，通过自由渗透和加压渗透到纸张内部，填满纸张孔隙，挤走纸张内部空气。根据光学原理可知：添加这种物质后，光线照射到纸张时，纸张内部存在四种物质，多个散射界面，如果这种物质折射率和纤维相近，便可以起到两方面作 用：一是挤走纸张内部的空气，替换纤维-空气，填料-空气界面；二是由于和纤维折射率相近，相对于原有的纤维/填料-空气界面，这种物质添加到纸张内部使 得这部分纸张内部光学性质均一，光散射大大减少，透明度提高。

3.3 水印油墨国内外现状
　　国内对于水印油墨的公开报道、相关资料很少，仅有水印形象（香港） 有限公司有相关的报道，且是代理国外的品牌。关于水印油墨的研究文献也很少。相对国内而言，国外关于印刷水印技术的研究起步较早，20世纪六十年代便有了 相关的专利研究。日本、美国专利对于印刷水印技术的研究比较深入，对 watermark ink 都有较详细的研究，下面举几个国外水印油墨研究的例子：
　　（1）热水印油墨 它是通过加热能够使纸张透明的物质，使之熔化、渗进纸张内部，改变纸张的光线性质，使纸张透明。或者加热蜡达到透明效果。^[1][2]诸如：日本水印研究中曾提到对SAIB加热融化再加热，然后利用印刷方式使SAIB溶液渗进到纸张内部，产生水印效果。这种方法达不到市场化的要求，具有很多缺陷需要逐步改进。
　　（2）紫外光固化水印油墨 它是通过树脂、胶凝剂、紫外光吸收剂等物质在紫外光的作用下实现水印效果。^[8]
　　除这两种水印油墨外，还有通过喷墨方式实现水印效果的水印油墨，^[2]不同的印刷方式、油墨干燥方式都会影响水印油墨的组成，因此对于水印油墨的研究必须根据实际印刷方式具体研究。