CN104497714B - 一种具有导电性能的雕刻凹印油墨及由该油墨印制的防伪文件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有导电性能的雕刻凹印油墨及含有该油墨的防伪文件，油墨的组分及各组分的重量百分含量为：导电材料：10—40％，树脂：20—40％，溶剂：0—10％，其他固体物：20—40％，制得的油墨粘度大于4pa.s。本发明将印钞传统雕刻凹印油墨技术和电容传感技术相结合，开发了新的具有导电性能的雕刻凹印油墨，将防伪信息通过雕刻凹印油墨以凹印方式，在不同区域印刷出不同厚度的导电层在防伪文件上，进而通过电容传感将这种防伪信息与移动设备的触摸屏表面(或电容指纹识别装置)进行数据的匹配，使携带有移动终端的使用者能够真正实现随时随地对票据进行防伪鉴真。本发明的防伪文件防伪效果好，检测方便。

Description

一种具有导电性能的雕刻凹印油墨及由该油墨印制的防伪 文件

技术领域

本发明属于防伪技术领域。具体涉及一种具有导电性能的雕刻凹印油墨，并基于该油墨印刷出的具有雕刻凹印效果的防伪文件及对该文件进行防伪检验的方法。

背景技术

目前，世界各国在防伪文件，诸如票据、证件、钞票等上采取设置水印、紫外荧光等多种手段进行防伪。但从实际应用情况看，这些防伪手段虽然使票据制造成本提高了，但伪造的巨额利润使造假活动依然猖獗。即使是那些如激光全息防伪、光学变色特征、荧光防伪、温变防伪、水印防伪等一线大众防伪技术，在发展初期的确起到了较好的作用，但之后随着相关材料制作工艺的简化，技术含量降低，极易被破译和掌握，导致这类材料在防伪领域的发展遇到了不小的瓶颈。

尤其是对于钞票、证件等高安全级别的产品，这些技术对于大众识别或多或少都具有应用缺陷。现有的防伪手段如光学变色虽然直观，但在特殊的环境下(如深夜)，其辨识度会受到很大的影响；激光全息防伪虽然能够赋予大众较强的视觉变换效果，但是由于其制作工艺简单，变换效果辨识性差，因此对于普通大众来说难以鉴别。同样，包括钞票所使用的一些大众防伪技术，如固定人像水印、缩微文字、隐形面数字、阴阳互补对印图案等在特定观察条件下也存在类似问题。

为了这一理念，有许多将信息数据与移动设备相互结合的方案被提出，同样，这些机读手段目前还未有效地通过一种适合的方法与现有大众防伪识别相结合。特别是现有的对于有价票据，尤其是钞票的防伪机读检验方法和检验装置都具有其已知性差、不适用大众防伪的主要缺点。现有的导电油墨技术通常都基于胶印、凹印(照相凹版印刷)、丝印等技术，这些技术印刷图案厚度一致，图案的局部无法体现差异。对于能够体现墨层厚度的雕刻凹印技术，现有条件下并未开发出具有导电特性的雕刻凹印油墨以适应这种技术的应用。

中国专利CN10162490A公开了一种用于胶印、凹印、丝网印刷的导电高分子印刷油墨，其导电物质采用了基于聚乙烯基二氧噻吩的导电聚合物，该导电油墨含有水性高分子树脂、导电聚合物水分散液、丙三醇、二甲基亚砜、N,N-二甲基亚砜按比例混合，将水性高分子树脂与水性增稠剂按比例混合待用；将混合物调至pH为7.5-9.5；将混合物与水性树脂混合均匀；向混合物中加入丙三醇。该发明优点是：墨膜厚度薄、印刷精度高、印刷速度快。

中国专利CN103436084A公开了一种碳系导电油墨，其原料包括导电碳黑、热固性树脂、溶剂以及助剂，各原料的质量分数组成为：导电碳黑20-30份、热固性树脂20-40份、溶剂40-60份、助剂2-8份。该碳系导电油墨的优点：具有良好的导电性能，与基材结合力强，油墨易固化，耐冲击性高。

传统导电油墨其目的仅仅在于对于电流的传导，一般制作方法也仅仅是用导电银浆或碳浆作为导电填料，采用丝网印刷的方式印刷。这类印刷同样不能够产生类似于雕刻凹印所展现的局部墨层的高低变化，因此无法利用墨层厚度产生电容差异进而编码这一防伪手段的实现。其次，丝网导电油墨成分中一般均含有大量的溶剂，如芳烃类、酯类、醇类、酮类、醇醚类等有机溶剂，不但污染环境，危害工人的身体健康，且丝网印刷方式印刷速度慢，生产效率低，不具大众防伪效果。

同样，在防伪识别技术领域，中国专利CN1462010公开了一种纸币的防伪及识别技术。通过在纸币制造过程中对纸币进行红外条形码加密并将相关数据输入计算机数据库储存、备查，纸币进入流通后，持币人可以用手机的“纸币真伪识别”功能通过数字移动通信对纸币的真伪进行识别。但是，红外识别设备并非手机等移动设备的主流配置，无法在大众通信领域得到推广应用。

中国专利CN101464627公开了一种用手机识别印刷品中埋有的计算机数据的防伪方法，其特征在于：在印前分色图像Y图像中埋入计算机数据或在印前分色加网Y图像中埋入计算机数据或在C、M、Y、K加网时在加网图像中埋入计算机数据或在C、M、Y、K加网后在加网图像中埋入计算机数据，然后对未加网的CMYK图像加网，对CMYK图像加网图像经出菲林、制版或直接制版、印刷成埋有计算机数据的印刷品；识别时通过手机摄取埋有计算机数据的印刷品为图像并对图像进行识别，识别出的计算机数据与原先埋入的计算机数据比较，两者一致时印刷品所代表产品为真，否则为假。该发明的优点是：识别灵便，防伪信息专有性、安全性强，成本低。

CN101789199A公开了手机识别埋有信息印刷品随机纹理防伪产品及方法，其特征在于：有随机纹理材料的信息载体，信息载体上印刷有埋有信息的印刷品；用图像采集设备该印刷品的信息载体照相，并以与唯一序号一一对应的文件名记录该图像在服务器数据库中；当需要识别时，用带有照相功能的手机对该印刷品的信息载体照相，通过对图像识别得到转换信息，由转换信息得到网址或网址索引值及唯一序号，找到对应网址，在该网址服务器数据库中找到对应的图像文件，并把该图像文件发送到手机显示，通过比较该印刷品的信息载体与手机上此时显示的图像文件是否相符并结合印刷品所在的信息载体上是否有相符的随机纹理材料分布来判断含有该印刷品的信息载体的产品是真还是假。优点是：识别灵便，安全性强，成本低。

中国专利CN101464627和CN101789199A都是基于利用手机所含有的摄像装置对印刷图案信息进行的识别技术，为移动图像识别奠定了基础。但是基于不同手机摄像及感应装置精度的差异，该两项技术需要在全天候条件下满足手机的高精确识别还存在着一定的应用限制。

中国专利CN101315679公开了具有射频辨识及全像的防伪标签。该发明提供了一种具有射频辨识及全像(Hologram)的防伪标签，其主要是由一全像标签本体、一射频辨识模块构成，所述射频辨识模块包含一射频辨识晶粒，将所述射频辨识模块与所述全像卷标本体相结合，利用所述全像标签本体的金属层作为所述射频辨识模块的通讯天线，或者所述射频辨识晶粒先与一导电基材结合为一中间模块，以提高与所述全像标签本体接合的便利性，藉此，将所述卷标贴附于目标对象上，可由所述独特的全像图案及射频辨识模块晶粒通过射频信号自动辨识目标对象位置并获取相关数据，使所述卷标兼具有美观、防伪及追踪管理功能。但是，具有射频辨识及全像的防伪标签在票据、钞票流通领域的应用还存在着一系列问题需要解决。

传统数字防伪方法即使能够满足真假鉴别的功能，如互联网查询、短消息查询等，其中防伪识别的防伪服务费用也是通过这些功能转嫁给了消费者。但是，作为发票、证件、钞票这类面向大众普及使用的社会化产品，其防伪服务进一步关系到国家声誉，目前并未出现一种能满足大众信息化防伪的技术服务手段。

同样，目前也未出现一种采用含有触摸屏的移动设备(如触摸屏手机，IPAD等)，利用触摸屏对防伪文件进行防伪编译识别的方法。特别需要强调的是，如果将移动设备作为防伪识别的终端，由于移动设备在社会活动中的巨大保有量，可极快地实现钞票、证件、票据等社会流通产品的大众化的信息编码防伪，这是包括荧光防伪、磁性防伪、甚至是RFID射频防伪等现有技术均无法超越的。

发明内容

针对已有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种具有导电性能的雕刻凹印油墨；

本发明的目的之二在于提供由该雕刻凹印油墨制得的防伪文件；

本发明的目的之三在于提供这种防伪文件的检测方法。

本发明消除了现有机读防伪技术不能适用于大众一线防伪领域的缺陷，并特别提出利用现有触摸屏移动设备来完善对票据、证件、钞票等防伪文件机读检验的大众化防伪要素。

本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的。

一种具有导电性能的雕刻凹印油墨，其组分及各组分的重量百分含量如下：导电材料：10—40％，树脂：20—40％，溶剂：0—10％，其他固体物：20—40％，制得的油墨粘度大于4pa.s，。

所述树脂为聚氨酯改性醇酸树脂、酚醛树脂和植物油的一种或一种以上混合物，所述溶剂为烷烃类溶剂，所述其他固体物为填料、蜡、表面活性剂、颜料中的一种或一种以上混合物。

所述导电材料和其他固体物二者的重量之和为总重量的45—80％，导电材料和其他固体物的重量之和大于树脂的重量。

所述的导电材料可以为金、银、锡、铜、镍、锌、铝、铁、铂、铬、铅等金属粒子及这些金属的合金粒子；氧化锌、铟锡氧化物、铟锡锌氧化物等导电性金属氧化物粒子；聚乙撑二氧噻吩\聚苯乙烯磺酸、聚苯胺等高分子导电物；碳黑、碳粉、石墨烯等碳族颗粒。

在上述物质混合后，采用分散机预混合30分钟，然后将料桶中的混合物在三辊轧墨机上进行轧制三次，制成的油墨在30℃温度条件下，采用锥板粘度计测量，粘度要求大于4pa.s，才能满足雕刻凹版油墨应用要求。

用上述制得的油墨印刷防伪文件，所述防伪文件上的防伪图形信息是用具有导电性能的油墨通过雕刻凹印印刷而成，并通过对雕刻凹印版纹深度的控制，使得印刷出的防伪图形膜层厚度存在差异，不同的膜层厚度产生不同的电阻值。只有雕刻凹印印刷这种印刷方式才能使同一个图案中不同区域具有不同的墨层厚度。

在印刷之前，必须保证印刷的导电性能油墨在印刷干燥后具有5cm长区有不高于200M欧的电阻值，特别优选5cm长区有不高于10M欧的电阻值。如果油墨没有达到这一电阻指标，可以适当往油墨中添加导电填料，如铜粉、银粉、炭黑、聚苯胺或者聚噻吩等有机或无机导电材料，保证油墨性能达到指标。

先设计图案或数据的编码信息图形，图形可以是数字，文字、线条等，也可以是一维条形码、二维码或经过特殊编译的其他防伪信息码，也可以是一种特殊的图案。图形可进一步优选为矢量类文件。矢量类文件无分辨率可言，很难利用数字图像处理技术来识别。

所述防伪图形结构至少有一个可检验的条状、格子或圆形的线条形状，其线条宽度可以任意设置。从编码效果和信息识别的角度考虑，线条宽度优选不大于2mm。在极端情况下，线条宽度也可以根据移动设备的识别精度要求进行重新设计。

为了使编码不易通过墨色的区别被识别，可以制作一些与之颜色相似的油墨同时印刷在文件基材上，然后将防伪信息图案与之相互，形成一种伪装图案，保证编码的隐蔽性。也可以将印刷有相关凹印图案的载体复合入相关材料中。这样即使在相关材料的表面不能检测出电阻值，但是由于在中间载体的电阻的存在，可以同样导致电子传导效应的产生。

进一步，一种优选的方案是将油墨以雕刻凹印接线的方式印刷。雕刻凹印接线的原理和方法是钞票印刷的专用技术。通过配置两种同一颜色的雕刻凹印油墨，其中一种油墨具有以上所述的电阻性能，另一种油墨并不具有这种性能。将这两种油墨通过雕刻凹印的接线方式加以印刷，可以使一个图案内存在两种不同导电性能的信息特征。

通过雕刻凹印版纹深度的控制，印刷的图案会由于膜层厚度的差异产生不同的电阻特征。这一差异特征可以融入防伪编码图案中。导电雕刻凹印油墨印刷的墨层厚度为10-80微米的高度，并可随机在同一图案上产生不同高度。这种高度差异是导电雕刻凹印油墨能进行防伪识别的基础。可以进一步识别出图案中不同高度的油墨层的位置，并以此形成一维甚至多维的编码，达到防伪鉴真的目的。

在检测防伪文件的真假时，采用移动设备(如触摸屏手机，IPAD等)，移动设备的触摸屏进一步限制为电容式触摸屏或者是指纹识别装置。电容式触摸屏由多个彼此相邻的发送电极和一个与这些相邻排列要素相平行的接收电极组成。在其表面上具有一层透明的特殊金属导电物质。当带电体触摸在金属层上时，触点的电容就会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。特别是带有特定电阻或电容的物体，如人的手指，硬币等，都能使电容式触摸屏产生相应的独特反馈。这种识别可以达到99％的精确度，具备小于3ms的响应速度。

作为一种移动设备使用的电容式触摸屏，相对于其他类型电极面大的电容的优点是，这种触摸屏的电极面很小，在各电极之间存在的电容耦合很小，构成了一个微小的电容性扫描结构。可以保证扫描出较复杂的编码结构。这种通过电容式触摸屏的触摸检测方法中还可以进一步包括分别对触摸屏电容矩阵的行和列进行的扫描。在对触摸屏电容矩阵的行进行扫描的一种方式是每次同时扫描两行或两列，获取两行或两列的电容差值，或每差次扫描一行或一列，获取行或列与基准电容的电容差值；然后对获取的电容值数据进行处理。

电容屏优选为可实现多点触控的屏幕。通过增加互电容的电极，就是将屏幕扫描区域进行分类，在每一个区域里设置一组互电容模块都是独立工作，所以电容屏就可以独立检测到各区域的触控情况，进行处理后，简单地实现多点触控。通过多点触控可以进一步使相关区域内的部分编码图案被精确扫描出来。将每一个区域内所扫描出的编码信息加以整合，可以得到一个完整的编码图形。这种整合方式可以通过移动设备的内置软件加以完成。

将软件预先内置于移动设备内，可以实现移动设备对防伪文件的全天候的随时验证，进一步实现了防伪文件的大众信息化防伪识别。本发明将印钞传统雕刻凹印油墨技术和电容传感技术相结合，开发了新的具有导电性能的雕刻凹印油墨，利用凹印印刷能够印出高度有差异的图案这一独特高度差异性能，有效解决了以上所涉及的缺陷，提出了一种将防伪信息通过雕刻凹印油墨以凹印方式，在不同区域印刷出不同厚度的导电层在防伪文件上，进而通过电容传感将这种防伪信息与移动设备(如触摸屏手机，IPAD等)的触摸屏表面(或电容指纹识别装置)进行数据的匹配，使携带有移动终端的使用者能够真正实现随时随地对票据进行防伪鉴真的方法。同样使用电容型指纹识别装置也是一种优选的技术方案。附图说明

图1是本发明实施例1中黑色导电雕刻凹印油墨与实施例4高电阻黑色雕刻凹印油墨以接线雕刻凹印的形式进行印刷得到的图案；

图2是本发明图1通过电容屏的感应识别出图案；

图3是将本发明实施例2红色导电雕刻凹印油墨以精细雕刻凹印印刷成的图案文件覆盖在电容感应指纹识别装置上的示意图；

图4是将本发明实施例1黑色导电雕刻凹印油墨与实施例4高电阻油墨以精细雕刻凹印结合接线凹印技术印刷的手感线图案文件覆盖于移动设备的电容感应指纹识别装置上的示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例进一步说明本发明是如何实现的。

实施例1

黑色导电雕刻凹印油墨：

制备工艺为：在料桶中称入上述比例的物质，采用分散机预混合30分钟，然后将料桶中的混合物在三辊轧墨机上进行轧制三次，产品经检测粘度为10.1pa.s，达到雕刻凹版油墨应用技术指标。油墨在印刷干燥后在5cm长区具有13.6M欧的电阻值。

实施例2

红色导电雕刻凹印油墨：

制备工艺为：在料桶中称入上述比例的物质，采用分散机预混合30分钟，然后将料桶中的混合物在三辊轧墨机上进行轧制三次，产品经检测粘度为7.3pa.s，达到雕刻凹版油墨应用技术指标。油墨在印刷干燥后在5cm长区具有8.3M欧的电阻值。

实施例3

白色导电雕刻凹印油墨：

制备工艺为：在料桶中称入上述比例的物质，采用分散机预混合30分钟，然后将料桶中的混合物在三辊轧墨机上进行轧制三次，产品经检测粘度为11.5pa.s，达到雕刻凹版油墨应用技术指标。油墨在印刷干燥后在5cm长区具有27.1M欧的电阻值。

实施例4

高电阻黑色雕刻凹印油墨：

制备工艺为：在料桶中称入上述比例的物质，采用分散机预混合30分钟，然后将料桶中的混合物在三辊轧墨机上进行轧制三次，产品经检测粘度为8.6pa.s，达到雕刻凹版油墨应用技术指标。油墨在印刷干燥后在5cm长区具有超过200M欧的高电阻值。

实施例5

将实施例1黑色导电雕刻凹印油墨与实施例4高电阻黑色雕刻凹印油墨以接线雕刻凹印的形式进行印刷，形成完整黑色图案，如图1所示。将图1的文件覆盖于移动设备的电容屏上，通过电容屏的感应，识别出图案，如图2所示，图2中区域1和区域2为不同导电性能的雕刻凹印油墨接线印刷后形状，达到防伪鉴真的目的。

实施例6

将实施例2红色导电雕刻凹印油墨以精细雕刻凹印印刷图案.凹印的墨层高度为12微米和30微米。将图案的文件覆盖于移动设备的电容感应指纹识别装置上，如图3所示，通过电容的感应，识别出图案不同的高度，阴影区域和空白区域为不同雕刻凹印油墨墨层高度，达到防伪鉴真的目的。

实施例7

将实施例1黑色导电雕刻凹印油墨与实施例4高电阻油墨以精细雕刻凹印结合接线凹印技术印刷出一个完整的手感线图案，形成特定的三维编码方式，黑色导电雕刻凹印的墨层高度为12微米至30微米，高电阻油墨印刷厚度为24微米。将含有手感线图案的文件覆盖于移动设备的电容感应指纹识别装置上，如图4所示，通过电容的感应，识别出图案中的三维编码，达到防伪鉴真的目的。

Claims (11)

1.一种具有导电性能的雕刻凹印油墨，其组分及各组分的重量百分含量如下：导电材料：10—40％，树脂：20—40％，溶剂：0—10％，其他固体物：20—40％，制得的油墨粘度大于4pa.s；所述树脂为聚氨酯改性醇酸树脂、酚醛树脂和植物油的一种或两种以上混合物，所述溶剂为烷烃类溶剂，所述其他固体物为填料、蜡、表面活性剂、颜料中的一种或两种以上混合物。

2.根据权利要求1所述的一种具有导电性能的雕刻凹印油墨，其特征在于：所述导电材料和其他固体物二者的重量之和为总重量的45—80％，且导电材料和其他固体物的重量之和大于树脂的重量。

3.一种采用权利要求1-2中任意一项所述具有导电性能雕刻凹印油墨制得的防伪文件，其特征在于，所述防伪文件上的防伪图形信息是用具有导电性能的油墨通过雕刻凹印印刷而成，并通过对雕刻凹印版纹深度的控制，使得印刷出的防伪图形膜层厚度存在差异，不同的膜层厚度产生不同的电阻值。

4.根据权利要求3所述的防伪文件，其特征在于，在印刷之前，保证印刷的导电性能油墨在印刷干燥后具有5cm长区有不高于200M欧的电阻值。

5.根据权利要求4所述的防伪文件，其特征在于，在印刷之前，保证印刷的导电性能油墨在印刷干燥后具有5cm长区有不高于10M欧的电阻值。

6.根据权利要求3所述的防伪文件，其特征在于，所述防伪图形为一维条形码、二维码、经过特殊编译的其他防伪信息码，或者是一种特殊的图案。

7.根据权利要求6所述的防伪文件，其特征在于，所述防伪图形为矢量类文件。

8.根据权利要求3所述的防伪文件，其特征在于，所述防伪图形结构至少有一个可检验的条状、格子或圆形的线条形状。

9.根据权利要求3所述的防伪文件，其特征在于，在所述防伪文件的基材上印刷有与防伪图形颜色相似的油墨。

10.权利要求3-9任意一项所述的防伪文件检测方法，包括如下步骤：1)、将防伪文件的防伪图形部分放在移动设备的电容式触摸屏上；2)、通过电容式触摸屏上的多点触控使相关区域内的部分编码图案被精确扫描出来，将每一个区域内所扫描出的编码信息加以整合，整合方式通过移动设备的内置软件完成，可以得到一个完整的编码图形。

11.根据权利要求10所述的防伪文件检测方法，其特征在于，所述电容式触摸屏为电容型指纹识别装置。