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磁性油墨印刷,簡稱磁性印刷,是一種特種油墨的防僞印刷技術,在油墨中填加磁性物質進行印刷的方式。磁性印刷屬于磁性記錄技術的範疇,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和印刷技術結合而産生的獨特媒體,其特點是數據能在磁性卡片上寫入、讀出,視覺上能看到文字、圖案和照片。戶外噴繪磁性油墨印刷也是有講究的你知道嗎?
一、磁性印刷基本技術
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的視覺信息的印字層,經模壓加工而成。磁性印刷品的片基,要求有适度的韌性,厚度均勻,表面平滑,溫濕度變化時不易發生伸縮或卷曲,耐水和耐蝕性良好,印刷和加工适性好,價格低廉。常用的材料有膠版紙、塗料紙、浸樹脂紙和聚氯乙烯(PVC)、聚對苯二甲酸酯(PET)等塑料片基及其複合材料,厚度在150~800微米之間。對磁粉的要求是磁飽和度大、顆粒大小均勻、分散性好、穩定、時效長。常用的有磁赤鐵礦、附着鑽鐵的一氧化鐵。以磁粉顔料、連結料、幹燥劑、抗氧劑、濕潤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顔料以得到色彩。
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,而磁性油墨中磁性顔料的含量、顔色的磁性和印刷後油墨膜層的厚度等會影響磁性。磁性印刷品在印刷後,在兩面複膜透明的PVC片,用熱壓機壓合,按規定尺寸進行模切。磁性印刷為了防止僞造和篡改,對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。如在印刷中使用特殊的制版技術和油墨,包括用螢光油墨、熱敏變色油墨、吸收紅外線油墨進行印刷,還用地紋印刷、微縮印刷、彩虹全息等措施,以防止僞造。
二、磁性油墨的發展
20世紀60年代前後,随着電子技術的發展,磁性油墨首先在銀行和郵政的業務中使用。當時使用磁性油墨并非用于防僞,而是主要用于銀行對票據的自動處理、郵政對信件的自動分揀,所以磁性油墨隻用于印刷字母和數字,以能對印件進行自動識别和處理,即磁性油墨字母識别法(MagneticInkCharacterRecognition,MICR)。80年代開始,磁性油墨不再限制在黑色或有限的幾種顔色?圍内,而是擴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數千噸之多,主要用于支票上的符号與字母印刷,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技術情況基本相似的是光學字母識别法(OpticalCharacterRecognition,OCR)。這種技術大約在1952年發明,設備簡稱為閱讀器,亦稱光學掃描器,是一種利用光學原理來辨認字母符号的設備,其輸出系統可以産生磁性或直接輸入算機作數據處理。
用于這種設備上的油墨叫OCR油墨(也叫光學識讀油墨)。一般有兩種類型:非可讀型和可讀型,後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計,例如平印、凸印、凹印和絲印等。非可讀型油墨中的顔料含量一般在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,這是因為OCR信息輸入計算機中的速度比較快。而MICR則主要應用于印刷防僞和信息記錄等方面。
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PVC和尼龍等,而紙張則多選一些上等紙,印刷後進行塗布或覆膜加工,這樣既有好的印刷适應性,又能提高紙張的耐磨等機械性能。
三、磁性油墨的基本結構
磁性油墨基本構成與一般油墨相同,即由顔料、連接料、填充料和輔料組成。
1、顔料
磁性油墨所用的顔料不是普通色料,而是強磁性材料,經過磁場處理後具有保留磁性的能力。磁性油墨中的主要成分是磁性顔料,最好的磁性顔料為氧化鐵黑(Fe3O4)和氧化鐵棕(Fe2O3)。這些顔料大多為小于1μm的針狀結晶,這樣的顆粒大小和形狀使它們極易在磁場中均勻排列,從而得到比較高的殘留磁性。
用于磁性油墨顔料的強磁性材料主要有鐵(Fe)、钴(Co)、鎳(Ni)等磁性元素,含有Fe-Mo和Fe-W強磁性元素的合金,以及具有Mn-Al和Mn-Bi等NiAs型結晶結構的合金等。大多磁性油墨顔料是鐵素體。所謂鐵素體是指一般用XO-Fe2O3表示的無機化合物,其中X為二價的金屬離子,根據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良的耐滲性、耐化學性(酸、鹼)、耐光性,幾乎是無毒性的,分散性在好至優之間。耐熱性能較佳,隻有超過177℃左右時,氧化鐵黑才會氧化成氧化鐵紅。氧化鐵黑的顆粒一緻性比較好,沖淡後其色相帶有幹淨的藍灰色。氧化鐵黑一般是性反應,它們的顆粒形狀一般是立方形或圓球形。
2、連接料
油墨的流動性、粘性、幹性、印刷适性都主要取決于連接料。連結料是油墨中流體組成的部分。而磁性油墨的連結料同樣是油墨質量好壞的基礎。磁性油墨的連結料與一般油墨的連結料相類似,可以選用植物油、動物油、礦物油,但更多地選用合成樹脂作為磁性油墨的連結料。戶外噴繪磁性油墨印刷也是有講究的你知道嗎?
植物油的基本化學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生成的産物。如果将油脂薄薄地鋪于玻璃上,一定時間後,這薄層油膜會由于吸收空氣中的氧而逐漸變稠、有彈性,最後形成固态。這就是油脂的幹燥過程。這個過程越短,油的幹性就越好。油脂的幹性好壞,主要取決于油脂結構中的不飽和雙鍵數與位置情況。可用碘值來測定油脂的不飽和程度。一般來說,碘值在140~200之間為幹性油,在100~140之間為半幹性油,低于100的為不幹性油。可以看出,不飽和雙鍵越多,則幹性越好。也就說,不飽和脂肪酸越多則幹性越好。合成樹脂在油墨工業中的應用越來越廣泛,所以各種類型的樹脂型連結料,就成了目前主要的研究内容。樹脂的特性決定了連結料的特性。純亞麻油制的植物油型連結料,其主要缺點是相對分子質量小,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,使印刷不能順利進行,印刷效果不好。而樹脂型連結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量。 醇酸樹脂應用在漿狀油墨中時,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,故也可調節油墨的幹性及固?時間。在油型油墨中使用醇酸樹脂時,一般應考慮到它與顔料的反應性、與硬樹脂的反應性以及它的成膜性能。異苯二甲酸醇酸樹脂的潤濕性則更為顯着。以醇酸樹脂與硬樹脂制造的連結料配制油墨時,對選用的顔料應加注意,如果顔料過度吸收低分子量的連結料時,就要注意連結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油(65%)醇酸樹脂。油性長油一般溶解性也比較好,因此,它在絲網(網孔)版油墨中也廣有應用。這類樹脂用在印鐵油墨中時具有良好的顔色保留性,亮光好,粘附性優良。為了達到快幹、亮光,磁性油墨中樹脂含量要高,固速度要快,以便更多的連接料留在表面,并要求連接料有較好的抗水性及顔料的潤滑性。填充料在磁性油墨中同樣可減少顔料用量,降低成本,又可調節油墨的性質,如稀稠、流動性等,也提高了配方設計的靈活性,還有磁性油墨中的附加料可以是顔料的附加部分,連結料的附加部分也可以作為油墨成品的附加部分,主要視産品的特點要求而定。
四、磁性印刷的應用目前,磁性印刷在很多領域都得到應用,例如車票、月票、印花、銀行存折、身份證等均可采用磁卡形式;價目表示卡上采用了磁性膜;資料登記表、支票上也可用磁性油墨印刷。日本應用磁性油墨印刷日元,但這種油墨用在何處,用量多少絕對保密。經有關專家檢測面值1萬元的日元紙币,其磁性油墨在右上角,該油墨可檢出的元素有14種之多,其中帶磁性的金屬是鐵、钴、鎳。紙制磁場強度為12高斯,比地磁高一個數量級。磁性材料容易獲得,加之磁性油墨印到産品上易受外界摩擦等作用而導緻磁性減低甚至消失,影響其防僞效果。據報道,用電磁波激發後而顯現特征的防僞油墨在國内已研制成功。
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