Mực, lớp phủ và vecni – khám phá sự an toàn

Trong số tất cả các thiết bị in liên quan đến bảo mật có sẵn để bảo vệ thương hiệu và bảo vệ bao bì và nhãn khỏi các mối đe dọa làm giả, giả mạo và thay đổi thông tin quan trọng như ngày bán, mã nhận dạng và dữ liệu chuỗi cung ứng thay đổi, mực là thành phần linh hoạt nhất trong kho vũ khí của máy in và bộ chuyển đổi.

Bất kể quy trình in nào, dù là in thạch bản, in letterpress, in flexo, in lõm hay in lụa, đều có nhiều loại mực có thể đóng vai trò là dấu hiệu xác thực, chỉ báo về sự thay đổi và sứ giả bí mật có thể được sử dụng để che giấu thông tin ẩn mà chỉ những người có kiến ​​thức và thiết bị mới có thể tiết lộ bí mật của họ mới có thể biết được.

Bản thân mực là một mặt hàng đa năng, có thể được điều chỉnh để mang các tính năng bảo mật đủ nhạy để phản ứng với các kích thích bên ngoài như ánh sáng và nhiệt. Nếu được sử dụng đúng cách, những phản ứng này sẽ cho thấy một gói hàng đáng tin cậy hoặc nhãn mác không hoàn toàn đúng như những gì nó thể hiện.

Để bảo vệ mực in bảo mật khỏi việc sử dụng trái phép, ngành công nghiệp cần phải xác định rằng họ đang giao dịch với những máy in thực sự đáng tin cậy trước khi cung cấp sản phẩm cho bất kỳ máy in hoặc bộ chuyển đổi nào.

Đây là điều kiện tiên quyết cần thiết của bất kỳ vật liệu nào được sử dụng để bảo vệ sản phẩm và cũng áp dụng cho giấy, bìa cứng và giấy bạc. Việc bảo quản các vật tư này trong khi chúng còn trong kho hoặc đang chờ chuyển đổi cũng là một trách nhiệm quan trọng của thợ in.

Vì các nhà chuyển đổi bao bì và nhãn có xu hướng tạo ra sản phẩm bằng quy trình in bốn màu nên cần lưu ý rằng để đảm bảo an ninh, bắt buộc phải cung cấp mực in an ninh sử dụng màu đặc biệt và điều này đòi hỏi phải có thêm các trạm in tùy thuộc vào số lượng màu cần thiết ngoài màu lục lam, đỏ tươi, vàng và đen (CMYK).

Bản thân điều này không phải là trở ngại đối với hầu hết các nhà cung cấp vì họ đã có sẵn thiết bị có khả năng cung cấp nhiều màu bổ sung ngoài CMYK, nhưng đối với những nhà cung cấp chỉ có giới hạn bốn màu cơ bản hoặc những nhà cung cấp chỉ có thiết bị in kỹ thuật số, Mực bảo mật cho công việc xác thực chính sẽ yêu cầu chạy thêm qua máy in hoặc sử dụng các thiết bị bảo mật thay thế nếu chỉ có phương pháp sản xuất kỹ thuật số.

Như đã đề cập trước đó, có rất nhiều loại mực bảo mật, tất cả đều được thiết kế để tạo ra các phản ứng cụ thể nhằm bảo vệ chống lại một loạt các mối đe dọa tiềm ẩn. Các mối đe dọa này bao gồm từ sao chép trái phép cho đến phát hiện các cuộc tấn công thay đổi và thay thế.

Các trường hợp bao gồm mã in có thể bị xóa hoặc thay thế để che giấu sản phẩm lỗi thời hoặc đánh lừa người tiêu dùng bằng cách chỉ ra rằng một thành phần phù hợp cho mục đích sử dụng cụ thể trong khi thực tế không phải vậy.

Một ví dụ về " thay đổi mục đích sử dụng " là khi mã trên nhãn sản phẩm điện ghi rõ sản phẩm đó an toàn cho mục đích công nghiệp trong khi trước đó nó chỉ được phép sử dụng trong gia đình. Những thay đổi như vậy sẽ ngay lập tức làm tăng " giá trị " của sản phẩm chỉ bằng cách thay đổi hoặc sửa đổi mã nhận dạng trên nhãn.

Trước khi quyết định sử dụng mực in như một phương pháp bổ sung tính năng bảo mật cho in ấn, cần đánh giá khả năng bảo vệ khỏi các rủi ro tiềm ẩn mà giải pháp này mang lại. Cần đưa ra quyết định liên quan đến việc liệu cần bảo vệ tại điểm bán hàng hay xuyên suốt chuỗi cung ứng.

Ngoài ra, việc xác định xem mực in sẽ được sử dụng làm đặc điểm nhận dạng chính, phụ hay pháp y, hoặc có thể là cả ba, là rất quan trọng. Các nhà thiết kế nên lưu ý rằng nếu họ cũng kết hợp các thiết bị bổ sung như ảnh ba chiều hoặc mã tuần tự, thì cần phải cân nhắc xem tất cả chúng bổ sung cho nhau như thế nào trong hệ thống và liệu có gặp phải bất kỳ sự trùng lặp chức năng không cần thiết nào không.

Ví dụ, đây là sự trùng lặp chức năng nếu sử dụng ảnh ba chiều để nhận dạng chính và kết hợp với một tính năng quang học khác như mực đổi màu có thể nhìn thấy được. Đối với mức độ bảo mật từ thấp đến trung bình, những sự kết hợp như vậy có thể làm tăng đáng kể chi phí sản phẩm cuối cùng mà không mang lại nhiều lợi ích bổ sung.

Dưới đây là danh mục các loại mực in và chất tạo màu phù hợp cho các ứng dụng đóng gói và dán nhãn an ninh. Danh sách này không đầy đủ vì các loại mực in và chất tạo màu mới cho các ứng dụng này vẫn đang được cải tiến và phát triển liên tục.

MỰC CÓ THỂ ĐƯỢC SỬ DỤNG CHO MỤC ĐÍCH XÁC NHẬN CHÍNH

Những loại mực này được thiết kế để cung cấp dấu hiệu ban đầu về nguồn gốc có thể nhận biết bằng mắt thường chỉ trong vài giây.

Véc ni trong suốt hoặc có thể thay đổi quang học

Việc sử dụng vecni trong in ấn tạo ra hiệu ứng mờ/bóng có khả năng chống quét và ăn mòn cao thông qua việc sử dụng máy in laser và máy in phun mực ' văn phòng tại nhà ' thường được dùng để sao chép nhãn mác và bao bì giả giá rẻ như thùng carton nhỏ.

Việc bổ sung sắc tố chuyển màu vào vecni có thể tăng cường độ an toàn hơn nữa. Trong hình minh họa (Hình 4.1), cần lưu ý rằng chữ nổi cũng có trên hộp, như một điều kiện tiên quyết về yêu cầu dược phẩm đối với những người cần xác nhận bằng xúc giác trên hộp vì họ có thể bị khiếm thị.

Do kích thước của các hạt sắc tố chuyển màu trong mực nên không phải lúc nào cũng có thể sử dụng một số kỹ thuật in như in thạch bản và in flexo để tạo ra lớp vecni biến đổi quang học trên một số vật liệu.

Mực quang học biến đổi

Đúng như tên gọi, mực quang học biến đổi (OVI) có thể thay đổi màu sắc rõ rệt khi người quan sát nghiêng mực để tạo ra sự thay đổi dễ nhận biết về mặt hình thức.

Sự thay đổi màu sắc được tạo ra bởi hàng triệu hạt phản xạ ánh sáng nhỏ phân bố bên trong mực. Những chất sáng bóng này tạo ra sự thay đổi màu sắc rất rõ nét khi nghiêng và được sử dụng rộng rãi trong bảo vệ sản phẩm, như có thể thấy trong Hình 4.2.

Loại mực này ban đầu được thiết kế để bảo vệ tiền giấy và dễ hiểu là chúng đang được cải tiến và phát triển liên tục.

OVI cơ bản để bảo vệ thương hiệu chỉ dành cho các nhà cung cấp chuyên biệt và chỉ những sản phẩm có độ bảo mật cao nhất mới được sử dụng trong các ứng dụng tiền tệ.

Vì các loại mực này có hàm lượng sắc tố cao để tạo hiệu ứng chuyển dịch quang học, nên có thể cần sử dụng các quy trình in được thiết kế để chịu được trọng lượng mực lớn như in lụa. Khuyến nghị nên tham khảo ý kiến ​​kỹ lưỡng với nhà sản xuất mực trước khi thực hiện công việc OVI.

Mực óng ánh 

Tương tự về mặt hình ảnh với vecni biến đổi quang học, mực óng ánh tạo ra nhiều màu sắc với hiệu ứng tương tự như hiệu ứng quan sát được trên lông chim hoặc cánh bướm.

Loại mực này rất phổ biến và chủ yếu được sử dụng để trang trí các sản phẩm mỹ phẩm và chăm sóc cơ thể. Trừ khi loại mực này được phát triển đặc biệt để tạo ra vẻ ngoài độc đáo, nó chỉ nên được cân nhắc sử dụng cho mục đích trang trí và bảo vệ ở mức độ rất thấp.

Mực nhiệt sắc

Các sản phẩm này phản ứng với những biến đổi nhiệt độ cụ thể và chủ yếu được sử dụng để báo hiệu tạm thời mức độ lạnh nhất định đã đạt được trước khi uống đồ uống như bia, hoặc ngược lại, đồ uống ấm như cà phê vẫn còn quá nóng để uống. Việc giao tiếp được thực hiện bằng cách chuyển màu ngắn gọn từ trong suốt sang các sắc thái xanh đậm hơn trong trường hợp lạnh và chuyển sang cam và đỏ trong trường hợp cảnh báo nhiệt độ cao.

Các sản phẩm nhiệt sắc cũng hữu ích khi cần ghi chép vĩnh viễn về mức độ tiếp xúc với nhiệt độ. Trong những trường hợp này, việc thay đổi màu sắc được thiết kế để chỉ ra rằng bao bì hoặc nhãn sản phẩm đã tiếp xúc quá lâu với ngưỡng nhiệt độ cụ thể khiến sản phẩm không an toàn hoặc không sử dụng được. Trong các ứng dụng y tế, sản phẩm này hữu ích như một công cụ để đo nhiệt độ hấp tiệt trùng chính xác đã đạt đến.   

Trong các ứng dụng bảo mật sản phẩm, mực in nhiệt sắc được sử dụng để đánh dấu tính xác thực vì chúng có thể được điều chế để phản ứng với nhiệt độ cơ thể dưới dạng áp lực từ ngón tay cái hoặc ngón tay trỏ và chuyển từ màu sang trong suốt hoặc ngược lại từ trong suốt sang màu. Ngoài ra, loại mực này cũng có thể phản ứng với nhiệt sinh ra do ma sát khi cọ xát mực bằng vật cứng như đồng xu hoặc móng tay cái. (Lưu ý: một số quy trình đóng gói mực cũng mang lại kết quả tương tự)

Người ta cũng có thể nhúng các đặc tính nhiệt sắc vào các hộp đựng và nắp đậy bằng nhựa, giúp tăng cường khả năng sử dụng của chúng hơn nữa.

Phản ứng tia cực tím là một dạng phát quang. Tuy nhiên, phản ứng này sẽ dừng lại ngay khi nguồn sáng UV tắt.

Một phản ứng bổ sung, được gọi là phát quang, có thể được thực hiện để tạo ra ánh sáng huỳnh quang tiếp tục phát sáng sau khi nguồn sáng UV đã tắt. Cường độ phát quang được hiển thị bởi hình ảnh in sau đó giảm dần theo thời gian có thể đo lường chính xác. Vì lý do này, loại mực này rất hữu ích cho máy in bảo mật vì chúng có thể được điều chỉnh cả về màu sắc và thời gian giảm dần. Những đặc tính này tạo nên các thiết bị xác thực lý tưởng. 

Mực Metameric

Hiện tượng đồng phân màu (metameraism) là một hiện tượng dùng để mô tả sự thay đổi màu sắc xảy ra ở một số loại mực được pha chế đặc biệt khi nhìn dưới các nguồn sáng khác nhau. Ví dụ, dưới ánh sáng ban ngày tự nhiên, một cặp mực có màu sắc trùng khớp sẽ trông giống hệt nhau. Khi chiếu hai loại mực này vào một nguồn sáng khác, hình ảnh sẽ rất khác biệt.

Do đó, mực metameric cần được "ghép đôi" để hoạt động hiệu quả. Một cặp metameric cũng có thể được định nghĩa là hai màu có thành phần quang phổ khác nhau tạo ra cùng một kích thích màu trong một số điều kiện nhất định như ánh sáng, kích thước và góc nhìn hoặc độ nhạy màu của người quan sát. Trên thực tế, chúng ta nói về một cặp metameric vì hiệu ứng này thể hiện rõ khi so sánh ít nhất hai mẫu màu.

Các loại mực này có nhiều sự kết hợp khác nhau và vì không phải lúc nào cũng có thể thấy rõ các loại mực này được ghép nối theo kiểu đồng đẳng trên một bản in bảo mật nên có thể cung cấp tính năng xác thực cực kỳ bí mật có thể hoạt động như một biện pháp phát hiện hàng giả hiệu quả.

Mực quang sắc

Quang sắc là khả năng phản ứng của một chất hóa học với ánh sáng và thể hiện phản ứng này dưới dạng thay đổi màu sắc. Trong trường hợp kính râm, các chất hóa học này phản ứng với cường độ ánh sáng bằng cách chuyển sang màu tối hơn khi mặt trời sáng hơn.

Ngành công nghiệp in ấn liên quan đến an ninh từ lâu đã thử nghiệm những phản ứng như vậy và đã thử nghiệm các hợp chất này nhiều lần. Khi được đưa vào mực, các hóa chất quang sắc (spiropyran) cho đến nay chỉ có thể phản ứng với ánh sáng cường độ cao như đèn flash máy ảnh, và một hạn chế nữa là chúng bị ảnh hưởng bởi ánh sáng ban ngày, khiến độ bền màu giảm dần theo thời gian.

Phản ứng thay đổi màu sắc của mực quang sắc có thể đảo ngược và một khi sự thay đổi diễn ra, nó sẽ kéo dài lâu hơn nhiều so với những thay đổi quan sát được khi ánh sáng lân quang không còn kích thích nữa.

Một trường đại học ở Anh hiện đang tiến hành nghiên cứu để cải thiện phạm vi màu sắc có sẵn và kết quả cho đến nay hứa hẹn sẽ sớm đưa ra giải pháp cho những vấn đề này.

Nếu thành công, hy vọng mực phản ứng quang sắc sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong tương lai.

Mực dẫn điện         

Những sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trên thị trường thiết bị điện tử in, vượt xa phạm vi tham chiếu của nghiên cứu này.

Tuy nhiên, một số phát triển nhất định trong lĩnh vực này lại liên quan đến vấn đề bảo mật sản phẩm vì một nghiên cứu gần đây ở Đức đã tạo ra loại mực dẫn điện có thể tương tác với màn hình điện thoại thông minh.

Một mẫu in vô hình được dán lên thẻ, nhãn hoặc bảng dùng trong bao bì cho mục đích quảng cáo và xác thực.

Mẫu này hoạt động như một ' con trỏ ' hoặc bộ kích hoạt để khi bề mặt của vật phẩm in được chạm vào màn hình điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng, nó sẽ can thiệp vào chức năng cảm ứng điện dung và hoạt động giống như cách ngón tay được sử dụng để chạm hoặc điều hướng hệ thống. Mã có thể khác nhau và khi được kích hoạt, nó có thể " hầu như" đưa người dùng đến một trang web nơi có thể xác thực sản phẩm. Chúng cần hoạt động cùng với một ứng dụng cần được cài đặt trước khi chạm bản in vào màn hình máy tính bảng hoặc điện thoại thông minh.

Mực có thể đọc được bằng máy

Để loại bỏ bất kỳ sự mơ hồ nào có thể tồn tại khi xác thực mực và quyết định tính xác thực của chúng theo cách thủ công, một số công nghệ tự động hiện nay tồn tại dưới dạng các thiết bị cầm tay nhỏ có thể nhận dạng các dấu hiệu hóa học cụ thể và phản hồi bằng tín hiệu âm thanh hoặc hình ảnh để xác nhận hoặc từ chối nguồn gốc của mực.

Các dấu hiệu hóa học độc đáo được tạo ra từ một số vật liệu ' đất hiếm ' sau đó được nhúng vào một lượng nhỏ trong mực in hoặc vecni.

Các hạt này, vô hình với mắt thường, sẽ phát sáng rực rỡ khi được chiếu sáng bằng các tần số ánh sáng cụ thể. Những hạt này có thể dễ dàng được sản xuất và tích hợp vào nhiều loại vật liệu kết tinh, đồng thời có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt, tiếp xúc với ánh nắng mặt trời và chịu được sự mài mòn mạnh.

Những tinh thể này được pha tạp các nguyên tố như ytterbi, gadolini, erbi và thuli, sau đó phát ra các màu sắc khả kiến ​​dưới ánh sáng cận hồng ngoại. Bằng cách thay đổi tỷ lệ của các nguyên tố này, có thể điều chỉnh các tinh thể để phát ra một số màu sắc trong quang phổ khả kiến.

Những vật liệu như vậy sau đó được thiết kế để tạo ra các phản ứng có tính đặc hiệu cao có thể được sử dụng trong hàng triệu ứng dụng khác nhau, do đó bảo vệ tính toàn vẹn của từng hệ thống khỏi quá trình kỹ thuật đảo ngược.

Các thiết bị đọc có thể nhận dạng được những chữ ký này bao gồm từ các thiết bị cầm tay nhỏ giá rẻ chạy bằng pin cho đến các máy móc tự động tốc độ cao được sử dụng để xác nhận các lô tiền giấy trước khi đưa chúng trở lại lưu thông sau khi nhận được tại quầy.

MỰC ĐƯỢC THIẾT KẾ ĐỂ PHÁT HIỆN VÀ NGĂN CHẶN SỰ LÀM GIẢ MẠO

Mực chống giả mạo đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ để bảo vệ tài liệu tài chính khỏi các cuộc tấn công sửa đổi và tẩy xóa. Chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong việc chế tạo nhãn chống giả mạo để hiển thị các thông báo như " đã mở " và "vô hiệu" nhằm cảnh báo rằng nhãn được sử dụng làm khóa có thể hiển thị thông báo cảnh báo và bị hủy trong quá trình mở.

Gần đây, với sự phổ biến của mã hóa sản phẩm, việc bảo vệ các sản phẩm có mã ngày và mã sản phẩm, số sê-ri và dữ liệu lô cụ thể khỏi các hành vi thay đổi và/hoặc xóa là điều cần thiết.

Điều này là do các mã này có giá trị tiềm ẩn, vì chúng được sử dụng để xác định thời điểm sản phẩm nên được thu hồi khỏi thị trường do đã đến hạn sử dụng. Việc bảo vệ các mã được sử dụng để xác định hiệu suất của sản phẩm cũng có giá trị, và việc đánh dấu lại các sản phẩm có thông số kỹ thuật thấp để ngụy trang thành sản phẩm có chức năng cao hơn cũng mang lại lợi nhuận. Một ví dụ minh họa cho điều này là việc đánh dấu lại các thành phần bộ xử lý máy tính hoặc card đồ họa để chúng trông giống như những mặt hàng có giá cao hơn.

Do đó, mực dùng để mã hóa cần phải bền lâu và cũng cần có nền tảng hoặc đế an toàn để lưu trữ.

Đặt một lớp mực có thể xóa được bên dưới mã sẽ mang lại một mức độ bảo vệ nhất định, có thể được tăng cường hơn nữa bằng cách thêm một mức độ nhạy cảm với hóa chất vào mực để bảo vệ chống lại các cuộc tấn công bằng dung môi hoặc thuốc tẩy nhằm mục đích xóa mã để dữ liệu mới có thể được đặt xuống hoặc mã gốc bị thay đổi để truyền tải một thông điệp khác.

Phản ứng tia cực tím là một dạng phát quang. Tuy nhiên, phản ứng này sẽ dừng lại ngay khi nguồn sáng UV tắt.

Một phản ứng bổ sung, được gọi là phát quang, có thể được thực hiện để tạo ra ánh sáng huỳnh quang tiếp tục phát sáng sau khi nguồn sáng UV đã tắt. Cường độ phát quang được hiển thị bởi hình ảnh in sau đó giảm dần theo thời gian có thể đo lường chính xác. Vì lý do này, loại mực này rất hữu ích cho máy in bảo mật vì chúng có thể được điều chỉnh cả về màu sắc và thời gian giảm dần. Những đặc tính này tạo nên các thiết bị xác thực lý tưởng. 

Mực Metameric

Hiện tượng đồng phân màu (metameraism) là một hiện tượng dùng để mô tả sự thay đổi màu sắc xảy ra ở một số loại mực được pha chế đặc biệt khi nhìn dưới các nguồn sáng khác nhau. Ví dụ, dưới ánh sáng ban ngày tự nhiên, một cặp mực có màu sắc trùng khớp sẽ trông giống hệt nhau. Khi chiếu hai loại mực này vào một nguồn sáng khác, hình ảnh sẽ rất khác biệt.

Do đó, mực metameric cần được "ghép đôi" để hoạt động hiệu quả. Một cặp metameric cũng có thể được định nghĩa là hai màu có thành phần quang phổ khác nhau tạo ra cùng một kích thích màu trong một số điều kiện nhất định như ánh sáng, kích thước và góc nhìn hoặc độ nhạy màu của người quan sát. Trên thực tế, chúng ta nói về một cặp metameric vì hiệu ứng này thể hiện rõ khi so sánh ít nhất hai mẫu màu.

Các loại mực này có nhiều sự kết hợp khác nhau và vì không phải lúc nào cũng có thể thấy rõ các loại mực này được ghép nối theo kiểu đồng đẳng trên một bản in bảo mật nên có thể cung cấp tính năng xác thực cực kỳ bí mật có thể hoạt động như một biện pháp phát hiện hàng giả hiệu quả.

Mực quang sắc

Quang sắc là khả năng phản ứng của một chất hóa học với ánh sáng và thể hiện phản ứng này dưới dạng thay đổi màu sắc. Trong trường hợp kính râm, các chất hóa học này phản ứng với cường độ ánh sáng bằng cách chuyển sang màu tối hơn khi mặt trời sáng hơn.

Ngành công nghiệp in ấn liên quan đến an ninh từ lâu đã thử nghiệm những phản ứng như vậy và đã thử nghiệm các hợp chất này nhiều lần. Khi được đưa vào mực, các hóa chất quang sắc (spiropyran) cho đến nay chỉ có thể phản ứng với ánh sáng cường độ cao như đèn flash máy ảnh, và một hạn chế nữa là chúng bị ảnh hưởng bởi ánh sáng ban ngày, khiến độ bền màu giảm dần theo thời gian.

Phản ứng thay đổi màu sắc của mực quang sắc có thể đảo ngược và một khi sự thay đổi diễn ra, nó sẽ kéo dài lâu hơn nhiều so với những thay đổi quan sát được khi ánh sáng lân quang không còn kích thích nữa.

Một trường đại học ở Anh hiện đang tiến hành nghiên cứu để cải thiện phạm vi màu sắc có sẵn và kết quả cho đến nay hứa hẹn sẽ sớm đưa ra giải pháp cho những vấn đề này.

Nếu thành công, hy vọng mực phản ứng quang sắc sẽ được sử dụng rộng rãi hơn trong tương lai.

Mực dẫn điện         

Những sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trên thị trường thiết bị điện tử in, vượt xa phạm vi tham chiếu của nghiên cứu này.

Tuy nhiên, một số phát triển nhất định trong lĩnh vực này lại liên quan đến vấn đề bảo mật sản phẩm vì một nghiên cứu gần đây ở Đức đã tạo ra loại mực dẫn điện có thể tương tác với màn hình điện thoại thông minh.

Một mẫu in vô hình được dán lên thẻ, nhãn hoặc bảng dùng trong bao bì cho mục đích quảng cáo và xác thực.

Mẫu này hoạt động như một ' con trỏ ' hoặc bộ kích hoạt để khi bề mặt của vật phẩm in được chạm vào màn hình điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng, nó sẽ can thiệp vào chức năng cảm ứng điện dung và hoạt động giống như cách ngón tay được sử dụng để chạm hoặc điều hướng hệ thống.