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食品包装防伪技术

2021-07-07 来源:宜兴市农业机械网

食品包装防伪技术

当今世界,各种各样的假冒伪劣商品以惊人的速度充斥市场,大部分是利用包装和印刷技术来以假乱真。因此,防伪技术的应用对于各行各业来说,非常的重要。防伪技术包括印刷设计的防伪、油墨防伪、印刷工艺的防伪以及包装材料的防伪,其技术涉及到许多高新技术,如光学、化学、电磁学、计算机技术、光谱技术、印刷技术和图文编码技术等,防伪技术属于一门边缘交叉的科学。

1 印刷设计技术的防伪

1.1 色彩设计技术

色彩设计包括基材的底色和印刷时的印刷面色。色彩设计包括色料色彩防伪、水分鉴别色彩防伪、温度鉴别色彩防伪、酸碱鉴别色彩防伪等。在设计中对基材可作特殊功能处理,具有一定的保密性和专有性,消费者可以很方便的辩识真伪。在设计中可以设计出不同颜色的细小纤维(如钞票中的红色和蓝色纤维),另外,可以通过色彩配置以及特殊的色彩变换可使造假者难以辨别色彩的原色。

1.2 方位设计变换技术

方位设计变换技术是指在商品包装和商品的表面或内部设计具有防伪特征的印刷图案、 色彩、线条及其组合,而且在印刷时按数量进行定量变换,并加以编号,使外包装的防伪图案印在不同的侧面和不同的棱以及角,使假冒者难以找到假冒的规律。

1.3 图文设计技术

在食品包装不影响整体效果的基础上,可设计出许多精致、细密变化多端有规律和无规律的几何图案和几何花纹群。还可利用缩微文字的方法,如将一些与商品有关的文字信息缩微成肉眼能隐约可见的小字嵌入某一位置;也可采用左右两半不同颜色的双色号码设计,如左半部分为红色,右半部分为黑色等。或将一些较大较明显的文字笔划去掉或在细密的几何花纹中增添几处线点,形成隐蔽暗记设计手段。

1.4 特殊软件应用设计

通过特殊软件的使用以设计特殊效果。如特殊光栅软件,其印刷图像网点的形状可自动随原稿图像的明暗而变化,这与普通调频网点和调幅网点来表现图像的阶调层次的机理完全不同。还可利用特殊的绘图软件,设计出专门的几何图案并以专色印刷之,以达到防伪的目

的。

2 印刷油墨的防伪

防伪油墨的机理是在普通油墨的基础上实现的。通过改变普通油墨的成分和工艺以及结合许多高新技术,如光学、化学、电磁学、计算机技术、光谱技术、印刷技术和图文编码技术等,改变其表面的物理性能和化学性能,使之具有特殊的防伪性能。

2.1 磁性防伪油墨

磁性油墨的构成与一般油墨相似,即由颜料、连接料、填充料和附加料组成,但所用的颜料不是色素而是氧化铁黑(Fe3O4)、氧化铁棕(γ—Fe2O3)、含钴的氧化铁棕(γ—Fe2O3)和氧化铬(CrO2)等强磁性材料。磁性油墨在经过磁场处理后产生磁性,其可记录和存储特殊的编码文字和符号,使其在包装装潢上具有较强的和较安全防伪功能。

2.2 反应变色防伪油墨

反应变色油墨是由于外界条件的改变使其性能发生变化以致颜色发生变化。其主要包括热敏变气油墨、光致变色油墨等。

(1) 热敏变色油墨

是由于温度的变化而使颜料颜色发生变化,冷却后恢复原来的颜色的特种油墨。

根据变色的类型可分为不可逆变色颜料和可逆变色颜料,不同的加热时间和加热速度影响油墨的变色,如下列公式所示:

可逆变色: T=A+BlogV

式中T(℃)为变色温度;V(℃/min)为加热速度;A、B为某一实测的油墨常数。由公式中可以看出变色温度与加热速度成对数的关系,加热速度快,变色温度就高。

不可逆变色: T=a+blogt

式中T(℃)为变色温度;t(min)为加热时间;a、b为某一实测的油墨常数。由公式中可以看出变色温度与加热时间成对数的正比关系,加热时间长,变色温度就高。

不可逆变色颜料常用的有:铅、钴、镍、铁、镉、锶、锌、锰、钼、钡和镁等硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、铬酸盐、硫化物、氧化物、以及偶氮颜料、酞菁颜料、芳基甲烷染料等,其主要变色机理是颜料或染料自身发生热分解或氧化、化合反应而引起,由于是化学反应,故是不可逆的。可逆的变色颜料有Ag、Hg、Cu的碘化物、络化物或复盐的钴盐、镍盐与六亚甲基四胺所形成的化合物,其主要变色机理是颜料有的失去结晶水,有的进行晶型转化,有的是pH值的变化,均属物理变化,其变化是可逆的。

(2) 光敏变色油墨

光敏变色油墨是在油墨中加入一定的光致变色的有机物,其可分为光氧化还原型化合物和光异化化合物。会发生的现象有:顺式转变异性化现象,互变异性化即H—移动现象,异质解裂即离子解离现象,同质解裂即游离基的光解离现象,光氧化还原现象,开环、闭环现象。常见的光致色变材料有偶氮染料和靛类染料、螺环苯并吡喃、三芳甲烷染料、1,4—二羟基蒽醌等。其主要机理是物体在一定波长的照射下,化学结构发生变化,进而发生颜色的改变,可以从无色到有色,或从一种颜色变为另一种颜色。可逆的光致色变过程分为成色于消色。物质A吸收光子hν1,从基态跃迁到激发态,然后发生光化学反应,变为B物质,这是成色反应。B物质吸收光子hν2或吸收热,发生热变反应,由基态直接变为A物质或由基态跃迁到激发态,发生光变色反应,再回到物质A。

2.3 荧光油墨和蓄光油墨

荧光油墨中的主要成分是荧光颜料,属于功能性发光颜料,根据分子结构分为有机和无机荧光颜料。主要是染有荧光染料的合成树脂固溶体,通常使用的合成树脂有:聚甲基丙稀酸脂、聚氯乙烯、醇酸树脂、尿酸树脂、苯乙烯树脂以及他们的共聚物等,作为荧光染料的是硫代亮黄色素FF、氟代金光氯、亮黄6G、若丹明B等。其主要机理是当日光照射时发出普通颜色以外的高亮度可见光,紫外光含量愈高,它放出的荧光愈强,或在紫外光的照射下,根据颜料中金属硫化物和活化剂的种类、含量的不同,呈现各种颜色的光谱。蓄光油墨是荧光油墨的一种,蓄光颜料中含有磷光效果的某些硫化物/铜荧光物、硫化钙/铋荧光物等,其机理与荧光油墨相似。

2.4 其他防伪油墨

除了上述所说的以外,还有其他不同功能的防伪油墨,如反应变色油墨中的压敏变色油墨,在油墨中加入一定的化学物质,按压时即可发生颜色的改变;还有最新研制和开发的智能防伪油墨,防伪材料是由多种可变的化学物质构成;纳米油墨中的树脂、颜料及其他材料均制成纳米材料,油墨不依赖于化学颜料来显色,而是靠选择适当体积的纳米微粒而呈现不同的颜色;液晶油墨是液晶在微弱电流和温度的作用下,晶格发生变化可显示出明暗图文与色彩,且图文可随四季温度的变化而呈现不同的颜色,其在食品包装上的应用是不可估量的;生化反应油墨是在油墨中加入了能产生生物化学反应的物质,采用微热、润湿、摩擦等方法,图文就可显示出;薄膜光干涉变色油墨是利用油墨中光的干涉颜料产生光的干涉现象,使印刷图文从不同的角度观察能变换出不同的颜色。上述油墨均可以用于食品的防伪印刷,起到一定的防伪作用。

3 印刷工艺的防伪

3.1 全息印刷技术

全息印刷是把由激光摄影记录下来的全息图像,大量复制在特定的呈印材料上。由于全息图的制作和复制的技术含量高,全息图的光栅密度为10000线/mm,起伏高度为零点几微米,而且由于全息图本身的特性,其很难伪造,故具有很好的防伪性。另外,利用通过设计防揭型和烫印型,也加强了全息印刷的防伪性。

3.2 特殊光泽印刷技术

特殊光泽印刷技术是近年来,在食品包装界较为流行的新型印刷技术。特殊光泽印刷主要有金属光泽印刷、珠光印刷、珍珠光泽印刷、折光印刷、荧光印刷、可变光泽印刷、结晶体光泽印刷、仿金属蚀刻印刷和亚光印刷等。不同的特殊光泽印刷使用不同方法,如金属光泽印刷利用铝箔类金属复合纸,着以透明油墨后形成金属光泽;珠光印刷首先在印刷品的表面铺以银浆,再着以透明油墨后形成珠光效果;珍珠光泽印刷是在油墨中加入云母颗粒以形成珍珠贝壳的光泽;亚光印刷是利用亚光油墨或普通油墨印刷后铺以消光膜。

3.3 雕刻凹版印刷技术

雕刻凹版印刷是利用手工雕刻的、机械雕刻的和电子雕刻的凹版,由于凹版的深浅表示了图案的阶调层次以及墨色的浓淡程度,从而可以实现彩虹印刷、接线印刷、花纹对接印刷、多色叠印和隐性图案的印刷等,进而达到防伪的目的。

3.4 其他防伪印刷技术

印刷工艺的防伪就是将自己的包装在印刷中增加难度,比普通的包装印刷更精美、图案更复杂、色彩更鲜艳,图案色彩更分明和华丽,并具有特殊的工艺,一般的印刷工艺难以完成。除了上述食品包装防伪印刷工艺外,还有许多也应用到食品包装防伪上,如激光喷码技术、电脑刻花技术、缩微印刷技术、多色叠印技术等。实际食品包装印刷中,是多种印刷技术的结合,加强了防伪的能力,加大了防伪的力度。

4 包装材料的防伪

许多食品的防伪是通过包装材料实现的,常用的防伪措施是在包装

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