浅析新型安全防伪技术在现代证件中的应用

周腾飞王秋菊刘冰冰项洪中
摘要：当今世界，各国都非常重视安全防伪证件的技术领先性、不可复制性。但随着科学技术的进步，一些传统防伪技术的防伪周期正走向尽头。这一方面促使了传统防伪技术的升级换代，另一方面也促进了各种新型、高效防伪手段的产生和发展。防伪纸张的水印技术由原来单调的黑白水印衍生出了高透光水印技术；防伪油墨的新应用层出不穷，比如红外配对油墨、磁性光变油墨等；新型聚碳酸酯材料代替纸张作为证件资料页，并能实现层压图文、光栅图像等独特的防伪措施。
关键词：水印技术；磁性光变油墨；聚碳酸酯材料
Application of the new Anti-counterfeiting Technology in current Certificate
ZHOU Tengfei，WANG Qiuju，LIU Bingbing，XIANG Hongzhong
（beijing jinchen Civc Security Printing Co.，Ltd，Beijing 100176，China）
Abstract： Currently，countries all over the world attach great importance to the technical leadership and unreplicability of security certificate. But with the progress of science and technology，the cycle of some traditional anti-counterfeiting technologies is coming to the end. On the one hand，it promotes the upgrading of traditional anti-counterfeiting technology，on the other hand，it urges the emergence and development of new and efficient anti-counterfeiting means. The anti-counterfeiting paper watermark technology derives skylight watermark technology and edge-stone watermark technology from the original monotonous black-and-white watermark. New applications of anti-counterfeiting ink emerge one after another，such as infrared matching ink，magnetic optically variable ink，etc. The new polycarbonate material replaces paper as the document data page，which can realize unique anti-counterfeiting measures such as laminated graphics and texts，raster images，transparent windows，etc.
Keywords：Watermark technology； special anti-counterfeiting inks；polycarbonate material
安全防伪证件是国家为控制和管理本国公民或外国公民签发的具有社会性和安全性、可证明身份和资质的证件，狭义上讲，它包括护照、身份证、驾驶证等证件[1]，但广义上讲，不动产证、出生证明、营业执照、各职业等级认证证书、大学毕业证书等均可属于此范畴。它涉及社会组织和公民活动的方方面面，关系着国家安全和社会稳定。
随着各国对安全防伪证件的高度重视及科技的不断进步，证件防伪行业取得了多样化发展。它一方面促使传统防伪技术的升级换代，例如新型水印防伪纸、新型安全线防伪纸、无色荧光油墨及其特殊印刷工艺、磁性光变油墨及特殊实现工艺等。另一方面也催生了各种新型、高效的防伪手段，例如采用聚合物材料卡片代替纸张作为证件资料页，通过铰链将其连接到本式证件中，它除了能沿用传统防伪技术，如防伪设计（劈线、防复印、浮雕）、彩虹印刷技术、全息膜防伪技术之外[1]，还能实现层压图文、激光刻蚀、透明窗口、光栅影像等独特的安全防伪措施。
1 安全防伪纸张的应用
安全防伪证件使用的纸张一般都是由特定造纸厂生产的专用水印纸。防伪纸的特殊材料、生产工艺、生产技术受到严格控制，通常来讲，不易被仿造。目前比较常用的防伪纸张主要是水印防伪纸，安全线防伪纸，安全纤维防伪纸[2] 。
【浅析新型安全防伪技术在现代证件中的应用】1.1 水印防伪纸
水印是在造纸过程中通过改变纤维密度而形成的有明暗变化的图案或文字。纸张纤维密度大的位置透光度低，纸张纤维密度小的位置透光度高[3] 。水印在制作过程中融入了图案设计、雕模、制网及纸张抄造等复杂的工艺，无法通过仪器扫描、复印的方式仿制[2-3] 。
随着造假手法的不断改进，传统的单密度水印已经被逐步突破，普通的多密度水印也可以使用化学水印仿造，给证件安全带来很大的挑战。部分国家使用了新型的水印纸，2016版英国护照资料页，使用了高透光新型水印技术，如图1所示。水印特征容易识别、难以仿造，防伪效果更好。

文章插图
1.2 安全线防伪纸
安全线是在造纸过程中镶嵌在纸张中的连续带状物[4] 。安全线通常全部或者局部包裹在纸张纤维中，通常与缩微文字、磁性编码、荧光图案、全息图等相结合[4] 。从安全的发展趋势来看，越来越多的国家采用了新型安全线，2012版瑞典护照中的动态图像安全线，如图2所示。2010版俄罗斯护照中的光变安全线，如图3所示。这些新型安全线易识别，难伪造，是未来安全线的发展方向。

文章插图
1.3 安全纤维防伪纸
安全纤维是指在造纸过程中添加的随机分布的纤维，安全纤维的添加不会影响纸张本身性能，它作为某种特殊的存在，提高了纸张的安全防伪力度[5] 。目前，普通有色纤维及荧光纤维较为常见，已不能满足高端产品更强的防伪需求，因此部分国外护照纸张中使用了多色段安全纤维、带缩微文字的安全纤维等。2014版澳大利亚护照使用了多色段安全纤维，如图4所示。

文章插图
2 安全防伪油墨的新应用
现代安全防伪证件的图文信息都是通过油墨来呈现到大家眼前，但安全防伪油墨除了这一基本功能外，还会有一种特殊性能来承担防伪的角色。其防伪原理是采用有特殊功能的颜料，在一定外界条件下会产生颜色变化、光泽等变化，这是现代新型防伪技术的重要手段。目前常见的防伪油墨主要有紫外荧光油墨、红外配对油墨、光学变色油墨、珠光幻彩油墨、化学加密油墨、热敏油墨等。
防伪油墨作为防伪技术最为重要的分支之一，它涉及的学科领域很多，例如光学、化学、物理、印刷技术等[5] 。并且很多油墨防伪性能的发挥也需要借助其他学科的技术工艺才能发挥出来，这种防伪油墨结合特殊工艺的新应用，提高了产品伪造的难度，受到相关人员的大力研发。
2.1 紫外荧光油墨
紫外荧光油墨是能被紫外光激发并发出可见荧光的油墨，是荧光油墨的一种。广义的荧光油墨是指在外来光的照射下被激发、产生与激发光波长不同的荧光的油墨，主要包括紫外激发荧光油墨、红外激发荧光油墨和磷光油墨[ 5 ] 。
紫外荧光油墨是防伪证件中最为常用的一种油墨。它可分为短波紫外荧光油墨和长波紫外荧光油墨。目前由于紫外荧光油墨的普及，它已经很难起到防伪的作用。因此，紫外荧光油墨的特殊应用工艺成为了防伪的关键因素。例如荧光彩虹印刷、荧光精确套印、荧光防伪版纹、专色荧光等。2013版加拿大护照内页便采用了荧光彩虹印刷、荧光挂网底纹、专色荧光，如图5所示。

文章插图
2.2 红外防伪油墨
红外防伪油墨主要有红外非吸收油墨和红外吸收油墨两类。红外非吸收油墨，在可见光下能够观察到痕迹，但通过红外检测仪器观察时无痕迹。红外吸收油墨，在可见光下无痕迹，但通过红外检测仪器，可观察到相应的或明或暗的图文。这种油墨常见于各国护照，2012版瑞典护照的封三页，在红外光源下，部分图案消失。这是因为消失的部分采用了红外非吸收油墨；未消失的部分采用了红外吸收油墨，如图6所示。

文章插图
2.3 光变油墨
光变油墨是在不同观察角度下呈现不同颜色的油墨。其易于识别的一线防伪特征，备受人们青睐。随着光变油墨的普及，它的进阶版——磁性光变油墨应运而生。磁性光变油墨是具有动态变色效果的光变油墨[6] 。它是由瑞士SICPA公司研发申请专利并投入生产，最初称为SPARK技术。我国在2012年签发的电子普通护照上采用了此种油墨。目前国内许多公司也能生产此种油墨，此类油墨可以通过探索磁定向工艺，实现滚动条、球珠、阴阳变换等特定效果。磁性光变油墨这种直观的防伪特征具有极高的辨识度，在增加产品美观度的同时极大提高了产品的防伪力度。2013版爱尔兰护照应用了此种油墨，如图7所示。此外光变油墨还可以与激光雕刻个性化手段相结合，实现光变效果和个性化人像信息的双重防伪，2015版拉脱维亚护照及2013版土库曼斯坦护照采用了此项技术，如图8所示。

文章插图
3 聚碳酸酯材料的应用
聚碳酸酯材料（PC）最早起源于欧洲，与纸张相比，聚碳酸酯材料受环境温湿度影响较小，使用过程中受损的可能性较低，且封装于其内部的芯片不易被破坏、剥离或篡改，对芯片起到很好的保护作用。与其他聚合物材料（如PET及PVC）相比，聚碳酸酯材料需要更高的温度压制，其制作成本高难以仿制，安全性更高。近年来，许多发达国家的身份证、驾驶证均采用了聚碳酸酯材料，如德国身份证、欧盟驾驶证等。很多欧洲国家还将卡体工艺与本式证件融合，将聚碳酸酯材料作为护照资料页代替纸质资料页，提升了护照防伪水平。
采用聚碳酸酯材料，不但可以沿用传统的防伪技术，如防伪设计（浮雕、劈线、防复印）、彩虹印刷技术、防伪油墨印刷技术（荧光油墨、红外油墨、光变油墨等）、全息膜防伪技术，还能实现纸质基材不能实现的层压图文、光栅图像、激光穿孔、透明窗口等独特的新型安全防伪措施，能有效地防止证件的复制及伪造。
3.1 层压图文
层压图文是指在聚合物材料上通过热压等方式使其表面的材料按照层压板的形态而制成的浮雕图文。层压板是通过特殊设备加载精细防伪图文，可以在聚碳酸酯卡体上实现缩微文字、扭索线条、动画等效果。2015版马来西亚护照资料页采用了此项技术，将渐变缩微文字、扭索线条等融入层压图案，形成一幅精美构图，如图9所示。

文章插图
3.2 光栅图像
卡式证件表面通过特殊工艺处理，形成光栅结构。可以呈现立体、缩放或内容变换效果，形成光栅图文，易于识别，难以仿造。图像既可以在层压前通过印刷的方式实现，也可以在成卡后通过激光雕刻的方式实现。德国护照资料页采用了此项技术，可以实现出生日期和头像的变换效果，如图10所示。

文章插图
3.3 激光穿孔
采用激光在卡式证件打上连续的小孔，由小孔组成特定的号码或者图案。正常光源观察，图案不明显，不会影响证件表面的图案和信息。只有当透射光观察时，即可清晰观察到由孔洞组成的号码或图案。2015版泰国护照资料页采用了此项技术，如图11所示。

文章插图
3.4 透明窗口
透明窗口是指卡式证件预留的类似于窗户的透明区域[6] 。它一方面可以防止造假者复印扫描伪造，另一方面可以与其他元素相结合，达到更高的防伪力度。德国2017版护照资料页采用了异形窗口，且窗口与光栅图像区域部分重叠，可以透过重叠区域观察到部分出生日期；瑞典2012版护照资料页的视窗可以作为解码透镜，解锁相邻页个性化头像中的数字水印，如图12所示。

文章插图
4 结语
证件的安全防伪紧跟科技前端的技术，它的唯一性、尖端性是保障防伪证件不能被伪造、仿制、篡改的有效手段。现代安全防伪证件是一个涉及设计、色彩、印刷、装订、制卡、激光、全息等多领域的综合产品，也是代表一个国家科学技术发展水平的重要标志。只有将各个领域的先进技术与工艺，在安全防伪证件中做到协调统一，我国现代证件的安全防伪性才能更上一层楼，达到世界一流先进水平。
参考资料
[1] 王永捷，王秋菊，张海涛，周腾飞.浅谈聚碳酸酯材料在防伪证件中的应用[J].中国防伪报道，2019（01）：60-62.
[2] GB/T 22467.1-2008，防伪材料通用技术条件第一部分：防伪纸[S]
[3] 刘冰冰，吕丹，王秋菊.防伪纸简介及其应用[J]. 中国防伪报道，2021（8）：88-90.
[4] 蔡文平，盛云云，李崇伟，王立江，巩文灵，巩守峰.微缩二维码信息安全线及双信息安全线防伪纸[J].印刷工业，2021（05）：60-62.
[5] 汤伟冲等.浅谈防伪油墨技术的现状及发展[J].中国防伪报道2021（12）：102-104.
[6] 科思创PC和TPU材料：打造全新透明窗口解决方案[J].塑料科技，2018，46（12）：109.