立体烫印：一种高效防伪技术

烫印防伪技术可以在普通烫印机上（或进行简单改造）完成烫印工艺，不需投入太多的资金，从而有效减少了生产成本。目前，烫印防伪技术已广泛应用于各种烟酒、食品、药品、化妆品等的防伪包装和印刷中，其中，立体烫印技术在防伪包装和印刷产品中的应用中具有明显的优势。

立体烫印技术也称为凹凸烫印技术、三维烫印技术、立体烫金技术等。立体烫印即烫印加工成的图文有明显的高度立体层次，突兀于印刷品表面之上。它既不同于平面烫印，也不同于凹凸压印，实质上是烫印和压凹凸两种技术同时作用于印刷品。因此，立体烫印技术也可以看作是“烫印+凹凸”组合工艺，是烫印技术和凹凸压印技术相结合的一种复合技术，是利用腐蚀或雕刻技术将烫印和压凹凸的图文制作成一个上下配合的阴模凹版和阳模凸版，实现烫印和凹凸压印技术一次完成的工艺过程。这种工艺同时完成烫印和压凹凸，减少了加工工序和套印不准产生的废品，提高了生产率和产品质量。由于立体烫印形成的产品效果是呈浮雕状的立体图案，不能在其上再进行印刷，因此必须采用“先印后烫”的工艺过程，同时由于它的高精度和高质量要求，不太适合采用冷烫印技术，而比较适合用热烫印技术。

1.立体烫印的原理

立体烫印即烫印与压凹凸一次完成，使用烫印版、底模，在一定的压力和温度作用下，使印刷品基材发生塑性形变，同时使电化铝箔转印到印刷品或其他承印物上发生塑性变形的部位，从而对印刷品表面进行艺术加工，立体烫印技术的工作原理示意图如图5-3所示。立体烫印的技术关键在于有制作精密的立体烫印版和与之相对的底膜及易合定位系统（见彩图24珍品“福”软包装小盒防伪技术示意图）。

图5-2　立体烫印实物图　

图5-3　立体烫印原理示意图

2.立体烫印版

立体烫印工艺的关键在于制版。高质量的烫印版是烫印质量的保证。

普通烫印版的制作比较简单，主要采用照相腐蚀制版工艺和电子雕刻制版工艺，常用的版材是铜版或锌版。立体烫印版的制作原理与普通烫印版一样，但要比普通烫印版制版复杂。立体烫印版要形成立体浮雕图案，烫印版一般都是凹下的，而且具有深浅层次变化，深度也比普通烫印版深些，精度更高。立体烫印版的图文部分应该是圆角线条，与普通的平面烫印版的直角线条不同，所以，立体烫印版在腐蚀后需要二次加工，技术难度较大，这也使得立体烫印技术具有较好的防伪功能。

（1）立体烫印版版材的选用。常用的烫印版材有黄铜、红铜、钢、锌、镁等金属，目前国内主要采用的是紫铜版照相腐蚀法制版，而国外已经普遍采用黄铜版电子雕刻法制版。

①腐蚀紫铜版。腐蚀紫铜版厚度一般为2mm，将其铆接到另一块厚铜板或铝板上使用，这种烫印版成本较低，工艺简单，但立体感差，使用寿命短（一般10万印以下），精细图文的烫印质量较差，一般适用于平面烫印和一些对浮雕效果要求不高的包装产品上。

②电雕黄铜版。由于黄铜具有较高的硬度和理想的加工性能，因此成为立体烫印版的首选版材。国外目前普遍使用的是计算机数控雕刻黄铜版，厚度一般可达7mm，通过相关的软件控制，对事先扫描的图像按照客户的要求进行精确的三维立体雕刻。这样制作的烫印版配合预制的底模凸版，适用于立体烫印，可以保证印刷品上细小图案的烫印精度和图文边缘的清晰度。雕刻黄铜版寿命长（可达100万印以上）、生产效率高、重复性好、烫印精度高（尤其是对细小图案的表现）、适于制作复杂的图形、烫印效果十分精美，但其制作成本非常高，一般适用于长版活的立体烫印。

（2）电脑数控雕刻制版。采用电脑数控雕刻制版（CNC），比传统的蚀刻工艺更能满足烫印在层次和细节上的高要求。用扫描仪先将要烫印的图案进行扫描，将数据储存进电脑，然后通过电脑及软件的控制进行立体雕刻，形成有丰富层次立体图案的阴模凹版。由于是用电脑来控制，可形成非常精细的图案，对细微部分的表现更为理想，耐印力可达100万印以上，因此非常适合用来制作要求质量高、印量大的立体烫印阴模凹版。

采用这种方法制作的烫印版和获得的立体烫印产品具有以下特点。

①采用电脑数控雕刻制版，使烫印版和底模易于重复制作，可以使大批量产品立体烫印效果一致好、烫印压凹凸质量稳定。

②有精密确定的切边和准确的定位，可大大缩短开机准备时间，生产效率高，重复生产准确性好。

③起凸边缘采用适应各种加工条件需要的不同的层次过渡形状，可得到精确完美的边角，保证印刷品上的烫印压凹凸图案可获得预期的边缘清晰度。

④印版版基厚度固定（7mm），公差控制严格（小于0.001mm），装版可实现程序化。

⑤按比例缩放图案的能力无可匹敌。(www.xing528.com)

⑥铜质立体烫印版经久耐用，尺寸和基本图案精确。

⑦烫印的图文具有明显的立体层次，在印刷品表面形成浮雕效果，并产生强烈的视觉冲击效果，使包装具有一种独特的触感。

由于电脑数控雕刻制版需配备高档的电子雕刻机、扫描仪、电脑及软件、工程技术人员等，其制作成本要比照相腐蚀法高很多。而正是因为其制作复杂、技术难度大、成本高，因此可以较好地防止一些不法厂商的假冒行为，有一定的防伪功能。对一些高质量又要求有防伪功能的长版活，如烟酒包装、保健品包装及贺卡等，较适合采用电脑数控雕刻黄铜版进行立体烫印加工。

3.底模

当压凹凸烫印达到一定深度时，需要有底模凸版与之配合。立体烫印与凹凸压印都需要底模的配合，但二者所需要底模的根本区别在于：立体烫印过程中一直保持加热，这也是立体烫印的首要工作条件。底模主要有两种：①传统的石膏凸模，这种凸模成本低，但强度低、工艺复杂、费时。②新型高分子材料预制凸模。即采用玻璃纤维、聚氯乙烯或聚苯乙烯预先制作凸模的工艺。它是将塑料版材与模具（凹模）重合后，放入具有加热及冷却系统的模压机内，通过调节温度与压力，得到与模具（凹模）形状一样，凹凸正好相反的凸模。

立体烫印过程要一直保持加热，实际加工时，立体烫印版在温度升高时会有一定的膨胀变量，而底模的温度却仍然保持室温，这将造成实际工作过程中烫印版与底模的不配合，致使压碎底模或无法烫印。因此在制作底模凸版时要充分考虑烫印版的膨胀率，要求采用精确的计算和新材料及特殊的底模制作技术，使制作的底模能与热压加工产生膨胀变量的立体烫印版仍有精细完美的匹配。

4.定位系统

相对于凹凸压印，立体烫印的精细度更为严格，效果反映更为明显。为改变压印版和底模装配过程中的反复调整、定位的不便和易产生变动误差，立体烫印一般采用由标识孔及位置显示器组成的易合定位系统，以缩短压凸模具的安装、调整时间，保证加工效果的精美（见彩图25软纸凸印-定位烫印应用实例）。例如，可以采用库尔兹公司研发并取得专利的易合定位系统，有了标示孔及位置显示器，安装烫印版和底模毫不费力，装版时间大大缩短，安装更加快捷。

5.影响立体烫印质量的关键因素

影响立体烫印质量的关键因素主要包括两个方面：设备精度和电化铝箔质量。

（1）设备精度的影响。立体烫印工艺需要凹、凸两个模版，一定要选用精度高的烫印机，否则会造成凸模损坏。圆压平烫印设备虽然精度高，但操作难度较高，需要特别注意滚筒包衬的厚度及下版台的高度，以保证设备运行中线速度一致，否则会造成滑移现象（这也是普通圆压平烫印设备较少用于立体烫印的原因）。大多数平压平烫印设备因为精度问题，二次上版后版位会变动，也很容易造成凸模的损坏。

（2）电化铝箔质量的影响。烫金速度和质量主要受释放涂层和涂胶层的影响，这些涂层对热的敏感程度高，才能提高烫金速度，因此，采用先进胶水配方生产的电化铝箔才能够满足高速烫金的要求，从而降低热烫印成本。

6.立体烫印的发展趋势

烫印是印刷品表面整饰普遍采用的工艺，要达到较好的烫印质量和烫印效果，尤其是高档的商品包装和防伪包装印刷产品，一般主要是采用热烫印技术，尤其是立体烫印技术。随热烫印技术发展而发展立体烫印技术的发展趋势主要体现在以下三个方面。

（1）联机立体烫印。立体烫印箔化学性能的提高，为烫印速度的大幅提升提供了可靠保证，因此，目前立体烫印工艺已经能够联机完成，而且，联机热烫印工艺的应用今后会越来越普遍。此外，单张纸折叠纸盒印刷正朝着卷筒纸印刷方向发展，这也为联机立体烫印工艺创造了条件。

（2）先烫后印。即烫印之后再在烫印箔上进行印刷。先烫后印工艺同样得益于烫印箔化学性能的改善和提高，从而可以采用UV油墨在烫印箔上进行印刷。先烫后印工艺能够提供更好的装饰效果，并提高图像的视觉吸引力。烫印之后再叠印不透明或者透明的彩色油墨，可以实现特殊的效果，尤其是增强其防伪效果（见彩图26先烫后印工艺应用实例）。

（3）提高烫印速度、降低成本。轮转立体烫印滚筒的价格较高，是立体烫印工艺的成本高的因素，而立体烫印滚筒的价格逐渐呈现下降的趋势，为立体烫印成本的降低提供了有利条件。以前，由于立体烫印速度的限制，大部分立体烫印工作都是脱机完成的，而目前不论是平压平烫金机还是圆压平烫金机，速度都能够达到7500～12000张/时。生产速度的不断提高，将极大降低立体烫印的成本。