淺析新型安全防偽技術在現代證件中的應用

周騰飛王秋菊劉冰冰項洪中
摘要：當今世界，各國都非常重視安全防偽證件的技術領先性、不可復制性。但隨著科學技術的進步，一些傳統防偽技術的防偽周期正走向盡頭。這一方面促使了傳統防偽技術的升級換代，另一方面也促進了各種新型、高效防偽手段的產生和發展。防偽紙張的水印技術由原來單調的黑白水印衍生出了高透光水印技術；防偽油墨的新應用層出不窮，比如紅外配對油墨、磁性光變油墨等；新型聚碳酸酯材料代替紙張作為證件資料頁，并能實現層壓圖文、光柵圖像等獨特的防偽措施。
關鍵詞：水印技術；磁性光變油墨；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
安全防偽證件是國家為控制和管理本國公民或外國公民簽發的具有社會性和安全性、可證明身份和資質的證件，狹義上講，它包括護照、身份證、駕駛證等證件[1]，但廣義上講，不動產證、出生證明、營業執照、各職業等級認證證書、大學畢業證書等均可屬于此范疇。它涉及社會組織和公民活動的方方面面，關系著國家安全和社會穩定。
隨著各國對安全防偽證件的高度重視及科技的不斷進步，證件防偽行業取得了多樣化發展。它一方面促使傳統防偽技術的升級換代，例如新型水印防偽紙、新型安全線防偽紙、無色熒光油墨及其特殊印刷工藝、磁性光變油墨及特殊實現工藝等。另一方面也催生了各種新型、高效的防偽手段，例如采用聚合物材料卡片代替紙張作為證件資料頁，通過鉸鏈將其連接到本式證件中，它除了能沿用傳統防偽技術，如防偽設計（劈線、防復印、浮雕）、彩虹印刷技術、全息膜防偽技術之外[1]，還能實現層壓圖文、激光刻蝕、透明窗口、光柵影像等獨特的安全防偽措施。
1 安全防偽紙張的應用
安全防偽證件使用的紙張一般都是由特定造紙廠生產的專用水印紙。防偽紙的特殊材料、生產工藝、生產技術受到嚴格控制，通常來講，不易被仿造。目前比較常用的防偽紙張主要是水印防偽紙，安全線防偽紙，安全纖維防偽紙[2] 。
【淺析新型安全防偽技術在現代證件中的應用】1.1 水印防偽紙
水印是在造紙過程中通過改變纖維密度而形成的有明暗變化的圖案或文字。紙張纖維密度大的位置透光度低，紙張纖維密度小的位置透光度高[3] 。水印在制作過程中融入了圖案設計、雕模、制網及紙張抄造等復雜的工藝，無法通過儀器掃描、復印的方式仿制[2-3] 。
隨著造假手法的不斷改進，傳統的單密度水印已經被逐步突破，普通的多密度水印也可以使用化學水印仿造，給證件安全帶來很大的挑戰。部分國家使用了新型的水印紙，2016版英國護照資料頁，使用了高透光新型水印技術，如圖1所示。水印特征容易識別、難以仿造，防偽效果更好。

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1.2 安全線防偽紙
安全線是在造紙過程中鑲嵌在紙張中的連續帶狀物[4] 。安全線通常全部或者局部包裹在紙張纖維中，通常與縮微文字、磁性編碼、熒光圖案、全息圖等相結合[4] 。從安全的發展趨勢來看，越來越多的國家采用了新型安全線，2012版瑞典護照中的動態圖像安全線，如圖2所示。2010版俄羅斯護照中的光變安全線，如圖3所示。這些新型安全線易識別，難偽造，是未來安全線的發展方向。

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1.3 安全纖維防偽紙
安全纖維是指在造紙過程中添加的隨機分布的纖維，安全纖維的添加不會影響紙張本身性能，它作為某種特殊的存在，提高了紙張的安全防偽力度[5] 。目前，普通有色纖維及熒光纖維較為常見，已不能滿足高端產品更強的防偽需求，因此部分國外護照紙張中使用了多色段安全纖維、帶縮微文字的安全纖維等。2014版澳大利亞護照使用了多色段安全纖維，如圖4所示。

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2 安全防偽油墨的新應用
現代安全防偽證件的圖文信息都是通過油墨來呈現到大家眼前，但安全防偽油墨除了這一基本功能外，還會有一種特殊性能來承擔防偽的角色。其防偽原理是采用有特殊功能的顏料，在一定外界條件下會產生顏色變化、光澤等變化，這是現代新型防偽技術的重要手段。目前常見的防偽油墨主要有紫外熒光油墨、紅外配對油墨、光學變色油墨、珠光幻彩油墨、化學加密油墨、熱敏油墨等。
防偽油墨作為防偽技術最為重要的分支之一，它涉及的學科領域很多，例如光學、化學、物理、印刷技術等[5] 。并且很多油墨防偽性能的發揮也需要借助其他學科的技術工藝才能發揮出來，這種防偽油墨結合特殊工藝的新應用，提高了產品偽造的難度，受到相關人員的大力研發。
2.1 紫外熒光油墨
紫外熒光油墨是能被紫外光激發并發出可見熒光的油墨，是熒光油墨的一種。廣義的熒光油墨是指在外來光的照射下被激發、產生與激發光波長不同的熒光的油墨，主要包括紫外激發熒光油墨、紅外激發熒光油墨和磷光油墨[ 5 ] 。
紫外熒光油墨是防偽證件中最為常用的一種油墨。它可分為短波紫外熒光油墨和長波紫外熒光油墨。目前由于紫外熒光油墨的普及，它已經很難起到防偽的作用。因此，紫外熒光油墨的特殊應用工藝成為了防偽的關鍵因素。例如熒光彩虹印刷、熒光精確套印、熒光防偽版紋、專色熒光等。2013版加拿大護照內頁便采用了熒光彩虹印刷、熒光掛網底紋、專色熒光，如圖5所示。

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2.2 紅外防偽油墨
紅外防偽油墨主要有紅外非吸收油墨和紅外吸收油墨兩類。紅外非吸收油墨，在可見光下能夠觀察到痕跡，但通過紅外檢測儀器觀察時無痕跡。紅外吸收油墨，在可見光下無痕跡，但通過紅外檢測儀器，可觀察到相應的或明或暗的圖文。這種油墨常見于各國護照，2012版瑞典護照的封三頁，在紅外光源下，部分圖案消失。這是因為消失的部分采用了紅外非吸收油墨；未消失的部分采用了紅外吸收油墨，如圖6所示。

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2.3 光變油墨
光變油墨是在不同觀察角度下呈現不同顏色的油墨。其易于識別的一線防偽特征，備受人們青睞。隨著光變油墨的普及，它的進階版——磁性光變油墨應運而生。磁性光變油墨是具有動態變色效果的光變油墨[6] 。它是由瑞士SICPA公司研發申請專利并投入生產，最初稱為SPARK技術。我國在2012年簽發的電子普通護照上采用了此種油墨。目前國內許多公司也能生產此種油墨，此類油墨可以通過探索磁定向工藝，實現滾動條、球珠、陰陽變換等特定效果。磁性光變油墨這種直觀的防偽特征具有極高的辨識度，在增加產品美觀度的同時極大提高了產品的防偽力度。2013版愛爾蘭護照應用了此種油墨，如圖7所示。此外光變油墨還可以與激光雕刻個性化手段相結合，實現光變效果和個性化人像信息的雙重防偽，2015版拉脫維亞護照及2013版土庫曼斯坦護照采用了此項技術，如圖8所示。

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3 聚碳酸酯材料的應用
聚碳酸酯材料（PC）最早起源于歐洲，與紙張相比，聚碳酸酯材料受環境溫濕度影響較小，使用過程中受損的可能性較低，且封裝于其內部的芯片不易被破壞、剝離或篡改，對芯片起到很好的保護作用。與其他聚合物材料（如PET及PVC）相比，聚碳酸酯材料需要更高的溫度壓制，其制作成本高難以仿制，安全性更高。近年來，許多發達國家的身份證、駕駛證均采用了聚碳酸酯材料，如德國身份證、歐盟駕駛證等。很多歐洲國家還將卡體工藝與本式證件融合，將聚碳酸酯材料作為護照資料頁代替紙質資料頁，提升了護照防偽水平。
采用聚碳酸酯材料，不但可以沿用傳統的防偽技術，如防偽設計（浮雕、劈線、防復印）、彩虹印刷技術、防偽油墨印刷技術（熒光油墨、紅外油墨、光變油墨等）、全息膜防偽技術，還能實現紙質基材不能實現的層壓圖文、光柵圖像、激光穿孔、透明窗口等獨特的新型安全防偽措施，能有效地防止證件的復制及偽造。
3.1 層壓圖文
層壓圖文是指在聚合物材料上通過熱壓等方式使其表面的材料按照層壓板的形態而制成的浮雕圖文。層壓板是通過特殊設備加載精細防偽圖文，可以在聚碳酸酯卡體上實現縮微文字、扭索線條、動畫等效果。2015版馬來西亞護照資料頁采用了此項技術，將漸變縮微文字、扭索線條等融入層壓圖案，形成一幅精美構圖，如圖9所示。

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3.2 光柵圖像
卡式證件表面通過特殊工藝處理，形成光柵結構。可以呈現立體、縮放或內容變換效果，形成光柵圖文，易于識別，難以仿造。圖像既可以在層壓前通過印刷的方式實現，也可以在成卡后通過激光雕刻的方式實現。德國護照資料頁采用了此項技術，可以實現出生日期和頭像的變換效果，如圖10所示。

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3.3 激光穿孔
采用激光在卡式證件打上連續的小孔，由小孔組成特定的號碼或者圖案。正常光源觀察，圖案不明顯，不會影響證件表面的圖案和信息。只有當透射光觀察時，即可清晰觀察到由孔洞組成的號碼或圖案。2015版泰國護照資料頁采用了此項技術，如圖11所示。

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3.4 透明窗口
透明窗口是指卡式證件預留的類似于窗戶的透明區域[6] 。它一方面可以防止造假者復印掃描偽造，另一方面可以與其他元素相結合，達到更高的防偽力度。德國2017版護照資料頁采用了異形窗口，且窗口與光柵圖像區域部分重疊，可以透過重疊區域觀察到部分出生日期；瑞典2012版護照資料頁的視窗可以作為解碼透鏡，解鎖相鄰頁個性化頭像中的數字水印，如圖12所示。

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4 結語
證件的安全防偽緊跟科技前端的技術，它的唯一性、尖端性是保障防偽證件不能被偽造、仿制、篡改的有效手段。現代安全防偽證件是一個涉及設計、色彩、印刷、裝訂、制卡、激光、全息等多領域的綜合產品，也是代表一個國家科學技術發展水平的重要標志。只有將各個領域的先進技術與工藝，在安全防偽證件中做到協調統一，我國現代證件的安全防偽性才能更上一層樓，達到世界一流先進水平。
參考資料
[1] 王永捷，王秋菊，張海濤，周騰飛.淺談聚碳酸酯材料在防偽證件中的應用[J].中國防偽報道，2019（01）：60-62.
[2] GB/T 22467.1-2008，防偽材料通用技術條件第一部分：防偽紙[S]
[3] 劉冰冰，呂丹，王秋菊.防偽紙簡介及其應用[J]. 中國防偽報道，2021（8）：88-90.
[4] 蔡文平，盛云云，李崇偉，王立江，鞏文靈，鞏守峰.微縮二維碼信息安全線及雙信息安全線防偽紙[J].印刷工業，2021（05）：60-62.
[5] 湯偉沖等.淺談防偽油墨技術的現狀及發展[J].中國防偽報道2021（12）：102-104.
[6] 科思創PC和TPU材料：打造全新透明窗口解決方案[J].塑料科技，2018，46（12）：109.