Пигменты со сдвигом цвета в приложениях для защитной печати

Защита печати основана на элементах, которые легко проверить, но трудно подделать. Пигменты с изменяющимся цветом — также известные как оптические переменные пигменты (OVP) или хромашифт-пигменты — стали неотъемлемой частью банкнот, паспортов, налоговых марок, этикеток аутентификации продукции и сертификатов высокой стоимости. Эти пигменты демонстрируют отчетливые цветовые переходы при просмотре под разными углами, создавая динамичный визуальный эффект, который невозможно воспроизвести с помощью обычных копировальных аппаратов, сканеров или цифровых принтеров.

Компания Kolortek производит пигменты с эффектом сдвига цвета, магнитные оптические пигменты с изменяемой интенсивностью цвета (OVMP) и голографические пигменты, используемые в защитных красках для глубокой, трафаретной и офсетной печати. ​​Обладая более чем 20-летним опытом в производстве эффектных пигментов, компания поставляет материалы, отвечающие техническим требованиям типографий, занимающихся защитной печатью, и производителей документов.

Роль оптически изменяемых пигментов в обеспечении безопасности документов

Функции безопасности обычно делятся на три уровня:

• Уровень 1 (Открытый):Признаки, видимые невооруженным глазом, позволяющие провести публичную аутентификацию. К этой категории относятся пигменты, меняющие цвет.
• Уровень 2 (полускрытый):Функции, требующие простых инструментов, таких как УФ-лампы или увеличительные стекла.
• Уровень 3 (Скрытый):Эти признаки можно обнаружить только с помощью специализированного оборудования, используемого центральными банками и правоохранительными органами.

Пигменты, изменяющие цвет, служат элементами защиты первого уровня. Их оптический эффект обусловлен интерференцией тонких пленок, создаваемой несколькими слоями материалов с различными показателями преломления. Когда свет падает на пигментные хлопья под разными углами, определенные длины волн усиливаются или подавляются, вызывая видимое изменение цвета. Это физическое явление трудно воспроизвести без доступа к специализированным технологиям и оборудованию для нанесения покрытий.

Как работают пигменты, меняющие цвет

Пигменты Chromashift состоят из тонких, прозрачных чешуйчатых подложек (обычно слюды или синтетического диоксида кремния), покрытых точно нанесенными слоями таких материалов, как диоксид титана, оксид железа или другие оксиды металлов. Толщина и состав этих слоев определяют характер изменения цвета. Типичная структура включает в себя:

• Отражающий слой (часто оксид металла или полупрозрачный металл).
• Диэлектрический разделительный слой, контролирующий длину оптического пути.
• Дополнительные слои для точной настройки цветовых переходов.

Образующиеся частицы пигмента демонстрируют предсказуемое изменение цвета — например, переход от зеленого к фиолетовому или от золотого к зеленому — в зависимости от угла обзора или освещения. Это зависящее от угла изменение цвета является ключевым признаком аутентификации.

Магнитно-оптические переменные пигменты (OVMP)

Специализированная группа пигментов с эффектом сдвига цвета включает в себя магнитные материалы, встроенные в структуру хлопьев. Эти магнитные пигменты могут выравниваться в процессе печати с помощью внешних магнитных полей, создавая упорядоченные узоры, такие как вращающиеся полосы, трехмерные эффекты глубины или отражения в виде «кошачьего глаза». Магнитное выравнивание обеспечивает дополнительный уровень безопасности:

• Схема выравнивания определяется конкретной конфигурацией магнитного поля, используемой в процессе производства.
• Воспроизвести эту закономерность невозможно без знания точной геометрии поля.
• Сочетание изменения цвета и магнитной юстировки обеспечивает двойную аутентификацию.

К этой категории относятся 3D-пудры для создания эффекта «кошачьего глаза» от Kolortek, обладающие как цветовым переливом, так и магнитной чувствительностью.

Процессы защитной печати и требования к пигментам

Защитные документы изготавливаются с использованием специализированных методов печати, каждый из которых имеет свои особенности в отношении размера частиц пигмента, его дисперсии и состава чернил.

Распределение частиц по размерам влияет как на качество печати, так и на оптические характеристики. Более крупные частицы (25–60 мкм) вызывают более интенсивные цветовые сдвиги из-за большей площади поверхности и более сильного светового взаимодействия, но они могут не проходить через тонкие печатные сетки или пластины. Более мелкие частицы (5–25 мкм) обеспечивают более плавную печать, но могут демонстрировать снижение интенсивности цвета.

Проблемы разработки рецептур защитных чернил

Дисперсия и ориентация

Пигменты, изменяющие цвет, представляют собой частицы в форме хлопьев. Для корректного проявления оптического эффекта хлопья должны лежать относительно ровно и параллельно поверхности подложки после печати. ​​Плохое диспергирование или случайная ориентация снижают интенсивность изменения цвета и могут поставить под угрозу надежность аутентификации. При составлении рецептуры следует учитывать следующее:

• Выбор связующих веществ и смол с соответствующими характеристиками вязкости.
• Использование диспергирующих агентов, которые не препятствуют ориентации чешуек.
• Контроль скорости сушки или отверждения для обеспечения времени выравнивания чешуек.
• Следует избегать высокоскоростного перемешивания, которое может привести к растрескиванию или изгибанию пигментных хлопьев.

Совместимость чернил

Защитные краски изготавливаются с использованием различных связующих веществ в зависимости от процесса печати и материала:

• Чернила на основе растворителей:Широко используется в глубокой и трафаретной печати; требует использования пигментов с хорошей химической стойкостью к растворителям, таким как этилацетат, спирты или гликолевые эфиры.
• Чернила, отверждаемые УФ-излучением:Пигменты используются в трафаретной и офсетной печати; они должны быть устойчивы к воздействию УФ-излучения и совместимы с акрилатными или метакрилатными смолами.
• Чернила на водной основе:Всё чаще используется для соблюдения экологических норм; для предотвращения агломерации может потребоваться обработка поверхности пигментом.

Пигменты хромашифт от Kolortek разработаны для совместимости с различными связующими веществами. Однако для проверки их характеристик рекомендуется провести тестирование с конкретными составами чернил.

Долговечность и химическая стойкость

Документы, обеспечивающие безопасность, должны оставаться читаемыми и поддающимися проверке на протяжении всего срока службы, который может варьироваться от нескольких месяцев (налоговые марки) до десятилетий (банкноты, паспорта). Пигменты, меняющие цвет и используемые в таких документах, должны быть устойчивы к:

• Механический износ от обращения
• Воздействие ультрафиолетового излучения и атмосферных воздействий
• Контакт с маслами, растворителями и чистящими средствами.
• Попытки химического изменения или удаления

Тонкопленочные покрытия на пигментах с эффектом сдвига цвета по своей природе стабильны, но общая долговечность также зависит от связующего вещества, лаков для нанесения отпечатков и качества подложки.

Пигментные технологии Kolortek для защитной печати

Пигменты хромашифта (OVP)

Пигменты Chromashift от Kolortek — это многослойные интерференционные пигменты, демонстрирующие сильные и предсказуемые цветовые переходы. Доступные цветовые переходы включают:

• Зеленый → Оранжевый
• Красный → Зеленый
• Синий → Красный
• Фиолетовый → Жёлтый
• Зеленый → Фиолетовый

Эти пигменты поставляются в двух основных диапазонах размеров частиц:

• 5–25 мкм:Подходит для офсетной и тонкотрафаретной печати.
• 10–60 мкм:Предназначен для трафаретной и глубокой печати, где требуется более высокая интенсивность цвета.

Пигменты идентифицируются по кодам продукции, таким как KT-K15716, KT-K12516 и KT-K17516. Каждый код соответствует определенному изменению цвета и спецификации размера частиц.

Пигменты серии «Хамелеон»

Серия «Хамелеон» состоит из пигментов, меняющих цвет, на основе прозрачных хлопьев, покрытых диоксидом титана. Эти пигменты характеризуются многоцветными переходами, видимыми в широком диапазоне углов обзора. Примеры:

• Сине-зелёный → Синий → Фиолетовый → Красный
• Синий → Фиолетовый → Красный → Оранжевый
• Жёлтый → Жёлто-зелёный → Зелёный → Синий

Предлагается более 150 вариантов продукции и вариантов размера частиц, начиная от... <Серия Chameleon, охватывающая диапазон размеров от 15 мкм до 250 мкм, обеспечивает гибкость для различных требований к защитной печати. ​​Более тонкие сорта (например, <Частицы размером 15 мкм используются, когда желательны гладкие поверхности для печати и едва заметные цветовые переходы, в то время как более крупные частицы (до 250 мкм) добавляются в этикетки и покрытия, где необходимы впечатляющие визуальные эффекты.

3D магнитные хромастифт-порошки «кошачий глаз» (OVMP)

Эти пигменты сочетают в себе оптические свойства, изменяющие цвет, с магнитной чувствительностью. При воздействии магнитного поля во время или сразу после печати хлопья пигмента выравниваются, создавая визуальные узоры, такие как:

• Эффект «скользящей полосы» (яркая линия, которая перемещается при наклоне документа).
• Трехмерное восприятие глубины
• Отражения, напоминающие кошачий глаз (резкая, сфокусированная полоса света, похожая на драгоценные камни хризоберилл).

Доступные варианты изменения цвета включают: пурпурно-красный → золотисто-зеленый, зеленый → пурпурно-красный и синий → фиолетовый → красный. Размер частиц варьируется от 5–15 мкм до 20–50 мкм, что позволяет использовать различные методы печати.

Магнитный компонент, помимо визуальной проверки, обеспечивает машиночитаемую аутентификацию, что делает эти пигменты подходящими для применения в системах повышенной безопасности, таких как банкноты и удостоверения личности.

Голографические пигменты

Голографические пигменты создают дифракционные цветовые эффекты, а не сдвиги цвета, основанные на интерференции. Они представляют собой рельефные микроструктуры на отражающих чешуйках, создающие радужные узоры и эффекты движения света. В отличие от пигментов, изменяющих цвет под воздействием света, голографические пигменты используются в защитной печати для:

• Этикетки и пломбы с защитой от вскрытия
• Патчи аутентификации в сертификатах
• Декоративные элементы защиты на упаковке

Компания Kolortek поставляет голографические пигменты с размером частиц от 10 мкм до более 1000 мкм, включая голографические серебряные, золотые и голографические варианты с эффектом изменения цвета.

Руководство по выбору пигментов для применения в системах безопасности.

Практические рекомендации по составлению рецептур

Уровни загрузки

Концентрация пигмента, изменяющего цвет, в защитных красках обычно колеблется от 5% до 25% по весу, в зависимости от процесса печати и желаемой интенсивности эффекта:

• 5–10%:Незначительные цветовые переходы; используются, когда защитный элемент должен быть ненавязчивым или сочетаться с другими печатными элементами.
• 10–15%:Стандартная загрузка для однозначной аутентификации; подходит для большинства задач защитной печати.
• 15–25%:Эффекты высокой интенсивности; используются в основных элементах защиты, таких как полосы на банкнотах или большие патчи аутентификации.

Увеличение содержания пигмента повышает как интенсивность изменения цвета, так и стоимость чернил. Оптимальное содержание пигмента следует определять путем предварительного тестирования, чтобы найти баланс между производительностью, удобством печати и экономической эффективностью.

Методы дисперсии

Правильное распределение дисперсии имеет решающее значение для достижения стабильных оптических характеристик:

1. Предварительное увлажнение:Добавьте пигмент в небольшое количество связующего вещества для чернил (раствор смолы или лак) и аккуратно перемешайте, чтобы смочить все поверхности частиц.
2. Смешивание при малом сдвиговом напряжении:Для предотвращения разрушения пигментных хлопьев используйте планетарные мешалки или диспергаторы с низкой скоростью вращения; избегайте высокоскоростных гомогенизаторов.
3. Деаэрация:Для предотвращения дефектов печати удалите захваченный воздух с помощью вакуумного перемешивания или выдержки в течение определенного времени.
4. Просеивание:Пропустите готовые чернила через соответствующие сита для удаления любых сгустков.

Защита от перепечатки

Эффекты изменения цвета часто защищают прозрачными лаками для дополнительной печати, чтобы повысить долговечность и предотвратить механические повреждения. Слой дополнительной печати должен:

• Обладать химической совместимостью с защитными чернилами.
• Затвердевание или сушка без миграции пигмента.
• Эффект изменения цвета существенно не уменьшается из-за чрезмерного рассеивания.

Обычно используются УФ-отверждаемые или сольвентные лаки для печати. ​​Рекомендуется провести тестирование, чтобы убедиться, что лак не ухудшает оптические характеристики.

Реальные примеры применения защитной печати

Валюта и банкноты

Во многих национальных валютах в качестве основного элемента защиты используются чернила, меняющие цвет. Обычно их наносят методом глубокой печати на полосы, цифры или защитные нити банкнот. Изменение цвета служит мгновенным сигналом аутентификации для населения и лиц, работающих с наличными. Пигменты Chromashift от Kolortek в диапазоне 10–35 мкм подходят для этого применения, обеспечивая четкие цветовые переходы, такие как зеленый → оранжевый или синий → красный, которые остаются видимыми при различном освещении.

Паспорта и удостоверения личности

Биометрические паспорта часто содержат элементы, изменяющие цвет, на страницах с данными, ламинированных накладках или защитных нитях. Оптический эффект должен быть достаточно тонким, чтобы не мешать читаемости документа, и при этом обеспечивать четкую аутентификацию. Для офсетной или флексографической печати на таких документах подходят частицы более мелкого размера (5–15 мкм) из серии Chameleon.

Налоговые марки и акцизные этикетки

На гербовых марках на алкогольную, табачную и фармацевтическую продукцию используются пигменты с изменяющимся цветом для предотвращения подделок и обеспечения соблюдения налогового законодательства. Эти этикетки обычно изготавливаются методом трафаретной печати с размером частиц в диапазоне 15–25 мкм. Сочетание голографических и хромоизменяющихся пигментов в одном дизайне этикетки обеспечивает многоуровневую аутентификацию.

Этикетки аутентификации продукции

Производители предметов роскоши, электроники и фармацевтических препаратов используют защитные этикетки с пигментами, меняющими цвет, для борьбы с подделками. Эти этикетки могут наноситься на упаковку, корпуса продукции или документацию. Часто этикетки разрабатываются с использованием запатентованных комбинаций цветов и магнитных схем выравнивания, которые трудно восстановить.

Сертификаты и юридические документы

Сертификаты высокой стоимости (дипломы, свидетельства о праве собственности, акции) содержат элементы защиты, в том числе чернила с изменяющимся цветом. Эти документы обычно печатаются офсетным или глубокопечатным способом. Магнитные пигменты OVMP обеспечивают дополнительный уровень аутентификации, поскольку магнитные изображения можно проверить с помощью портативных считывателей.

Контроль качества и стабильность партий

Для печати защитной продукции требуется исключительная стабильность от партии к партии. Даже незначительные изменения цвета могут поставить под угрозу протоколы аутентификации и вызвать опасения по поводу подлинности документа. Компания Kolortek поддерживает контроль качества посредством:

• Точный контроль толщины покрытия в процессе производства пигментов.
• Спектрофотометрическое измерение углов сдвига цвета и оттенков
• Анализ размера частиц для обеспечения узкого распределения
• Проверка химической чистоты для подтверждения отсутствия примесей.
• Образцы для хранения с целью обеспечения прослеживаемости и сравнения.

Для типографий, занимающихся печатью защищенной полиграфической продукции, и производителей документов рекомендуется создавать утвержденные партии пигментов и поддерживать эталонные стандарты. Компания Kolortek может оказать техническую поддержку в вопросах квалификации партий и постоянной проверки качества.

Вопросы регулирования и соблюдения нормативных требований

Защитные пигменты, используемые в документах или продуктах, контактирующих с кожей или пищевыми продуктами, должны соответствовать соответствующим стандартам безопасности. Хотя пигменты Kolortek в первую очередь предназначены для печати и нанесения покрытий (в данном контексте не для приема внутрь или использования в косметических целях), могут применяться следующие стандарты:

• Регламент ЕС (REACH):Компания Kolortek обеспечивает соответствие требованиям регламента REACH в отношении пигментов, экспортируемых на европейские рынки.
• Содержание тяжелых металлов:Пигменты, изменяющие цвет, на основе диоксида титана и кремнезема, обычно имеют низкое содержание тяжелых металлов, но по запросу доступны подтверждающие испытания.
• Миграционная проверка:В случаях, когда документы или этикетки контактируют с пищевыми продуктами или фармацевтическими препаратами, может потребоваться тестирование на миграцию в соответствии с соответствующими стандартами.

Компания Kolortek имеет сертификат ISO 9001 и сотрудничает с независимыми испытательными лабораториями, включая SGS и TÜV SÜD, для проведения проверки. Для проектов, соответствующих требованиям, могут быть предоставлены специальные протоколы испытаний и сертификаты анализа.

Интеграция пигментов, изменяющих цвет, с другими функциями безопасности.

Пигменты, меняющие цвет, наиболее эффективны при использовании в составе многоуровневой системы безопасности. Распространенные комбинации включают:

Почему принтеры для защиты данных совместимы с Kolortek

Компания Kolortek более 17 лет поставляет эффектные пигменты для индустрии защитной печати. ​​Позиции компании в этом секторе подкрепляются следующими факторами:

• Масштабы производства:Компания Kolortek, являясь одним из крупнейших экспортеров пигментов в Китае, поддерживает производственные мощности, позволяющие удовлетворять потребности как пилотных, так и полномасштабных проектов в области защитной печати.
• Технические возможности:Собственные научно-исследовательские разработки позволяют настраивать распределение частиц по размерам, параметры изменения цвета и методы обработки поверхности.
• Системы качества:Сертификация ISO 9001 и независимые лабораторные испытания гарантируют согласованность и прослеживаемость.
• Глобальное распространение:Развитые логистические сети, охватывающие более 100 стран, обеспечивают надежные поставки для предприятий, занимающихся печатью защитной продукции, в Европе, Северной Америке и других регионах.
• Конфиденциальность:Компания Kolortek уважает деликатный характер проектов по защитной печати и придерживается строгих протоколов конфиденциальности.

Компания сотрудничает с типографиями, занимающимися защитой документов, производителями чернил и изготовителями бумаги для разработки пигментных решений, отвечающих конкретным требованиям аутентификации. Техническая поддержка включает в себя рекомендации по составлению рецептур, тестирование совместимости и помощь в подготовке нормативной документации.

Протоколы тестирования и проверки

Перед началом полномасштабного производства производители защитной полиграфической продукции обычно проводят валидационные испытания характеристик пигментов. Рекомендуемые испытания включают:

Оптические характеристики

• Измерение угла сдвига цвета с помощью спектрофотометрии
• Визуальная оценка при стандартном освещении (D65, A, TL84)
• Цветопередача в зависимости от угла обзора (гониофотометрия)
• Сравнение с эталонными стандартами

Возможность печати