《防伪印刷》·第五章 全息印刷技术,《防伪印刷》·第三章 热敏油墨印刷

笔者:张逸新 唐正宁 钱军浩·摘自:《防伪印制》·第三章 热敏油墨印制

小编:张逸新 唐正宁 钱军浩·摘自:《防伪印刷》·第三章 热敏油墨印制

小编:张逸新 唐正宁 钱军浩·摘自:《防伪印制》·第五章 全息印制手艺

时间:2001-1-5

时间:2001-1-5

时间:2001-1-5

其三章 热敏油墨印制

此地说的热敏油墨是生龙活虎种能随着温度的变化而使颜料颜色发生变化的超过常规规油墨。热敏油墨的切磋原来就有50年的野史。早在30年间,大家就起来商量变色涂料,重要用以相纸及蒸煮提示剂。50年份晚期,一些热敏材质被察觉,并赢得普及应用。
热敏质感按连串可分为无机类、有机类、液晶类等三大类。在无机类中,人们钻探多的是Ag2、CuHgI4,由于该资料是重金属盐类,自个儿有较强的毒性,且该资料与油墨连结料结合倒霉,印制适性差,因而在相同防伪印制中反驳采取;今后境内在有机温度材质方面有了新发展。研制出适合印刷、变颜色温度度低又从不毒的有机温变质感。
液晶温发霉感是时下大家感兴趣的,主要透过晶格的变动而引起光学品质的变动。从外表上看,本国商标防伪中有个别洋参丸的封口是周边这种成品。不过那类商标的创设工艺比较复杂,何况要在标识上覆生龙活虎层膜以爱戴标志不被毁坏或揉掉。
由来,热敏油墨在防伪印制中还是占领超大的比重,如万宝路香烟上的防伪标识正是用这种材质制作而成的。这种油墨的印制质量及感温变色效果都以比较杰出的,可以用来三回性使用的物品防伪,这种标识经过一遍检查后即被弄坏,颜色不大概再过来原色,所以成品包装不可重复使用。
在本章中,大家把无机类、有机类热敏油墨反应机理及其印制工艺放在第四节中加以演说,而液晶热敏油墨印制由于在这个时候此刻是较感兴趣且又有口难言通晓的本领,故特此单独放在节先演说之。

其次节 温致变色油墨印制

凡因受热而发出颜色变化的油墨即称温致变色油墨。常用的温致变色油墨的颜色包罗有机变色颜料和无机变色颜料两大类,不过,根据变色类型可分为不可逆变色颜料和可逆变色颜料两大类。温致变色油墨可分为二种等级次序:种是使用化合物随热降解而产生不可逆性颜色的变迁,即冷却时不可能复原者;第两种是利用化合物结晶状态变化而带来可逆颜色变化,即颜色可以复原者,用这种油墨印刷的商标,在一般温度下显示风流倜傥种颜色,加热后随加热的温度改造呈现另后生可畏种颜色,以此鉴定分别商标的真伪。
大家在以下所讲的,不是按有机类、无机类变以颜色的结合、体系等来分别演讲,而是从颜色受热爆发颜色变化的角度出发来分别解说其可逆、不可逆变色类型的机理。

第五章 全息印制工夫

乘胜光学技艺的发展,80年间在印刷工业领域现身了生机勃勃项新的印制工艺,能够在二维载体上精通並且多量地复制出三个维度图像,那项新印制工艺正是全息印制技艺。
全息印制(Hoolgraphic
Printing卡塔 尔(英语:State of Qatar)是以全息水墨画为底工发展兴起的。一九五零年United Kingdom物经济学家丹帕罗奥图·加柏发明了全息术,所谓全息照相正是能记录与再次出现物体三个维度立体音讯的照方法。因为那时候一向不理想的光源,故全息水墨画手艺的升华基本上处于停滞状态。直到一九五七年激光问世未来,由United StatesE·N·Leith和J·V·Pahieta三个人在1962年以激光为光源制作而成世界上张全息照片申明了加柏的争鸣之后,才使全息摄影技能的钻研和费用火速提欢愉起。而本世纪60年份末70年份中的话相继研制作而成的能在当然光照条件下考察重现像的霓虹全息、真彩色三个维度文虹全息和全息模压等技艺为全息印制技能奠定了根基。
全息照相与普通照相不一致。普通照相似过拍照镜头或摄电影放映机镜头把花香鸟语上各点反射来的光记录在感光底片上。感光底片上记录的只是光的强弱。由于光化学效能,使感光底片上的乳胶呈现墨白图像。因为平常照相仅把景点散射光的振幅记录下来,所以博得的是与诚信物体分裂的二维图像。而全息照相是用激光干涉的措施把物体散射光波的振幅和位相全部以干涉条纹的款型记录了下去,将在物体的满贯消息记录在黄金年代种载体上。简单地描写,全息影所拿到的全息图是一张薄片,其上布满了鳞萃比栉引致于人眼不可能分辨清楚的、形状复杂的相间条纹布局,这种条纹布局经常号称光栅。光栅能够有三体系型:透光与不透光相间的条纹:表面上凹凸起伏的路子和物质密度大小相间的晶莹条形物。就是那一个就如毫无准绳的光栅记录着实体的音讯。当光束以一定角度照射在全息图上的光栅处,则物体新闻将以一定光的样式从全息图上释放出来,人眼迎着那一个再次出现光去看,你就如通过窗户见到窗外的山水同样,能够从相片相近种种左边观望到逼真的、立体的和光彩夺指标景的立位图像或色彩可变的图像,这与习认为常照片的平面像有本质的不相同。
全息图的复制有八种办法,个中拷贝法和模压法是全息印制的显要复制方法。极度是模压全息,是选用具备浮雕型光栅的全息图作为压模,在塑性较强的薄膜表面压出浮雕型光栅,进而完结大量复制全息图的技能。
全息印制是把由激光摄影记录下来的全息图像,多量复制在一定的承印材质上的才能。全息印制工艺技术进度流程可用下列框图表示。

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节 液晶油墨印制

液晶油墨在70年份起原于U.S.A.,随后,液晶油墨印制便在美、日等国飞速发展兴起,其行使范围逐年增加。液晶油墨从构建方式上讲,也归属微胶囊布局油墨类型,但从液晶油墨的性状来说,首固然接纳液晶感温变色的特征。

风流倜傥、温致变色油墨的三结合

温致变色油墨的组合包括变色颜料、填料和连结料。
反目颜料
交恶颜料是温致变色油墨的为主组成都部队分。该油墨受热爆发颜色变化,首要决意于变色颜料。因为这几个颜料加热前后现身的水彩变化楚河汉界,并以此作为判定商标是不是仿制假冒的依照。所以那是配制温致变色油墨的中坚或底子。
分明,颜料受热发生颜色变化的连串多种。但作为温致变色油墨的颜色必得具有下列原则:
①对热意义要灵活,在室温下有定点鲜明的颜料,且当达到预订温度时变色要飞速;
②有明显的变脸界限,即变颜色温度度区间要窄,变色前后色差要大;
③受外部遭受影响要小。在光照、潮湿天气条例.件下质量稳固,不表明、不褪色。
1.不可逆变色颜料
不可逆变色颜料常用的有铅、镍、钴、铁、隔、锶、锌、锰、钼、钡、镁等的硫酸盐、硝酸盐、铁铝酸盐、铬酸盐、硫化学物理、氧化学物理以致偶氮颜料、酞菁颜料、芳基乙烷染料等。那些颜料或染料变色都以来源于其自个儿发生热分解或氧化、化合所引起的,由于是化学变化,由此是不可逆的。当然,一些物理变化也可以有不可逆的。其品种及变颜色温度度列于表3-1。
值得注意的是怀有活性颜料、偶氮染料、分散型染料在60-300℃变色并不刚烈或是因为渐变原因此形成失去利用价值。而有些酸性染料、铬合物及无机盐类在300℃以下存在着变色点,所以可做温致变色颜料。

表3-1 不可逆变化颜料的变脸温度及颜色变化

就色颜料 变颜色温度度/℃ 颜色变化 NiNH4PO4·6H2O 120 亮天蓝→灰浅紫蓝C/CO32·8H2O 140 粉浅绿灰→浅绿色 NH4VO3 150 灰黄→黄色 30PO4·12MoO3 160
白灰→中绿 Cd2 200 灰绿→深湖蓝 Fe4[Fe6]2 250 蓝色→棕色 FeO·OH 280
黄色→红棕色 PbCO2 290 白色→黄色 CoC2O4 300 粉色→黑色 C32H16N8Cu 460
绿色→无色 Pb30O4 600 橙色→黄色 CdSO4 700 白色→棕色 PbCrO4 800 黄色→绿色
CoO+Al2O3 900 灰色→蓝色

不可逆变色颜料的变脸机理:不可逆变色颜料的变脸都以因为变色颜料受热时爆发了物理或化学变化,退换了原先的物理化学品质,进而爆发颜色变化,日常变化类型可分为以下三种情景。
提升具有升高性质的一点变色颜料与填料合作出示黄金时代种颜色,但当加热到早晚温度时,它则由固态分子一向成为气态分子逸出连结料,脱离墨膜,那个时候墨膜只突显填料的颜色,大家可利用这种机理达到温致变色指标,譬喻,选择碧绿作变色颜料,二氧化钛作填料,以有机硅树脂为连结料配成油墨。在240℃±10℃加热洋蓟绿升华,墨膜由蓝变白。升华是生龙活虎种物理变化,因为当墨膜受热时变色颜料逸出墨膜,而提升的颜色的化学组成未有改变。
熔融
熔融型温致变色油墨是基于纯结晶变色颜料具备原则性熔点的规律设计的。结晶变色颜料在自然温度下由有色的固态物质产生透明的液态物质,外观颜色发生变化,起到温致变色的作用,这种熔融必要变色分明。举例使用硬脂酸铅和二十烷粗纤维溶液研磨成大青色浆,喷涂或印制在深色底材上产生粉色涂层,当加热至100℃时,墨蓝硬脂酸铅熔融而成透亮的液体,立时彰显出深色底材的颜色,由此可以规定加热所达到的热度,熔融也是风华正茂种物理变化。
热分解无论是有机物热敏材质照旧无机化合物热敏质感,在定压力和自然温度下,大多数能发出分解反应。这种解释反应破坏了原先的情理构造,降解成品与原本物质的赛璐珞属性天差地别,显示新的颜色。同一时间,伴随分解可有气体放出,如CO2、SO3、H2O、NH3等。因而能够动用这种特征达到温致变色的指标。举个例子以碳酸镉作为变色颜料,以化名环氧树脂为连对料配制成油墨。墨膜有300℃温度下酸镉分解。

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分解后由天青形成了栗褐,那样改换可起到温致变色的机能。
氧化
氧化反应是少年老成种清汤寡水的赛璐珞变化。不少物质在氧化条件下加热能够生出氧化反应,生成风姿洒脱种与原组成差别的物质,同有时候爆发风流浪漫种新的颜料,到达温致变色的指标。举例,以藏蓝硫化镉为变色颜料制作而成油墨,令其在空气中受热产生氧化反应,生成高粱红的硫酸镉,反应式如下:

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固相反应
固相反应也是变色油墨变色的大器晚成种机理,利用二种或二种以上物质的混合物,在一定温度限定内发生固相间的赛璐珞反应,并生成一、二种或更三种新物质,进而呈现与原本楚河汉界的颜色。举个例子钢浅珍珠红的氧化钴与反动的氧化铝配成天灰的混合物,当加热至1000℃左右,此混合物则生成铅灰的铝酸钴。其反应如下:

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由于固相反应速度远比溶液中的反应速度慢,同一时候随着反应温度的提高或反合时间的拉开,新物质在日益加多。颜色变化是逐年变深的。所以这种涂料变颜色温度度区间较宽,度也低。
2.可逆变色颜色
可逆性别变化色颜料主要选取Ag、Hg、Cu的碘化学物理、络合物或复盐的钴盐、镍盐与六亚十六烷四胺所产生的纯净物等,如表3-2所示。

表3-2 可逆型常用变色颜料变颜色温度度及其颜色变化

成仇颜料 变颜色温度度/℃ 颜色变分 CoCl22C6H12N4·10H2O 35 棕黄→铜锈绿CoBr22C6H12N4·10H2O 40 青白→灰白 CoI22C6H12N4·10H2O 50 青灰→绿
NiBr22C6H12N4·10H2O 60 绿→蓝 NiCl22C6H12N4·10HO 60 绿→黄
CoSO42C6H12N4·10H2O 60 米色→紫 Co2C6H12N4·10H2O 75 青古铜色→绛红 Ag2HgI4 50
黄→橙 CuHgI4 70 浅暗褐→原野绿 HgI2 137 红→蓝

可逆型变色颜料的变脸机理,可逆型变色颜料变色进度,有的是在变脸时失去结晶水,有的则开展晶型转变,有的是PH值变化引起的,均属物理变化,其变化是可逆的。
失掉结晶水
含有结晶水的物质加热到早晚温度后会失去结晶水,进而引起物质颜色变化;风度翩翩经温度下落,该物质又能接到空气中的水汽,逐步上升原本的水彩。例如粉莲红的氯化钴、六亚四十烷四胺,于35℃失去结晶水而产生黛粉青。

CoCl2·2C6H12N4·10H2OCoCl2·2C6H12N4+10H2O

晶型调换有些改换形式颜料是风华正茂种结晶物质,在必然温度效用下其晶格发生位移,即由生机勃勃种晶型转换为别的的风流倜傥种晶型,进而形成颜色的更换。当冷却至室温,晶型复原,颜色也跟着上升。用那颜色制作而成的温致变色油墨是可逆型的。举个例子,正方体当加热至137℃时成为深暗灰斜方晶体。冷却至一般温度后,颜色复原。如图3-5所示。
必需提出,变色颜料的结晶位移变化比温度变化得慢,由此晶型改造所现身的颜料变化滞后于温度变化。而晶型复苏过程要比退换进度中的颜色变化滞后情形尤为确定。如图3-6所示。

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图3-5 晶型转换暗指图

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图3-6 晶型转换进度和回复进程颜色色调与温度对应提到
1-晶型恢复 2-温度变化

图3-6注脚,颜色恢复生机进程所对应的热度,与温度进步所出现肖似颜色时所对应的温度比较,它是偏低的,由此,应用此类型变色油墨必得注意到颜料本人那生龙活虎特征,升温速度不可能过快,不然墨膜颜色与温度之间的照顾关系会见世比较大的误差。
PH值变化
某个物质与游离脂肪酸混合,当加热到自然温度时,酸中离解出的羧酸分子复原,物质颜色亦随之上升,因而,能够行使PH值随温度变化而改动某种物质颜色的规律到达温致变色的指标。举例硬脂酸与溴酚蓝在55℃时颜色由杏黄变蓝,发生变色,冷却至一般温度颜色又卷土而来。
填料
填料在温致变色油墨中是当做风流倜傥种扶持材质情势存在的,有个别填料可使墨膜发色鲜艳牢固,色调均匀,调度变色颜料的变脸温度并能改良墨层的附着力。为此填料选择耐热性较强的反动粉末是适当的,常用的填料如表3-3所示。
其余,填料的档案的次序及用量对变色油墨的变脸品质也会有震慑,其缘由是填料在温度效率下,某个活化成分对变色颜料能起风姿浪漫种催化或禁绝作而成效,因而当进入差异填料时,有导致变颜色温度度上涨或下落的法力,在张罗变色油墨时应重申此难点。

表3-3 变色油墨中常用填料

填料名称 分子式 填料名称 分子式 氧化锌 ZnO 碳酸钡 BaCO3 氧化铝 CaO碳酸镁 MgCO3 二氧化硅 Al2O3 碳酸钙 CaCO3 氧化锑 Sb2O3 硫酸钡 BaSO4 二氧化钛
TiO2 偏硼酸钡 BaB2O4 三氧化二铁 4Fe2O3·22CaO·SiO2·SiO2·二氧化硅 高岭土 铁铝酸四钙·2SiO2·2H2O 二氧化锆 ZrO2
山碱皂粉 3MgO·43CaO·Al2O3·H2O 氧化镁 MgO 氟化钡 BaF2

连结料
在变脸油墨中,除变色颜料外,连结料也是第大器晚成的组成都部队分。因为不但能够依靠连结料来黏连颜料均匀展色,并且能使墨膜稳定地随着于承印物上。所以连结料具备的原则应当是耐温性好,附着力强,颜色浅而且不应与颜料组分起化学反应。连结料所选用的树脂有密胺树脂或丙酮。比方虫胶清漆、醇酸树脂、脲醛树脂、氨基树脂、甲烷酸树脂以至环加氢苯类树脂作低温度变色示温变色油墨的连结料;而选拔环氧树脂、有机硅树脂、丙酮可作高浊变色油墨的连结料。
树脂的项目对颜料示温效果也不如,如树脂对颜料的分散性、耐潮性和变颜色温度度都有必然影响。因而要依附对油墨的汇总质量选拔变色油墨的连料。家喻户晓,在60-70℃五个变色点中采取8羟基喹啉酮及钛白作变色颜料时,树脂区别则得的变脸温度也分化。又如水草绿在虫胶木脂中分散均匀,呈色鲜艳,但在环氧改性有机硅树脂中却不显色。总的来说,为获得预期作用的变脸油墨,树脂的取舍是不可能贫乏的,如表3-4。

表3-4 含CuHgI4的水彩中连结料对耐久性的震慑

连结料体系 耐用时间/h 90℃ 110℃ 甲苯矿物质腊克 8 2 硝基纤维腊克 100 25
醇酸树脂腊克 20 4 醇酸改性有机硅腊克 20 4 三氯聚氰胺腊克 25 5
脲醛树脂腊克 25 6 环氧树脂腊克 80 15 氯乙基-乙酸环叠氮化氢共聚树脂腊克 20 5
芳烃酸甲醋-两烯酸脂97:3卡塔 尔(英语:State of Qatar)共聚树脂 70 45
十九烷酸甲醋-乙酸加氢苯共聚树脂 >1000 300

树脂选取合适,但用量差异对变色也可以有料定的影响。对相近树脂来讲,用量大,变颜色温度度就高,那是出于颜料粒子在量大的连结料中被互相隔开分离,裁减了它们的情理或化学变化程度,进而使变颜色温度度升高。0
2.溶剂
反目油墨选择合适的溶剂目的在于调整油墨理想的粘度,以利于印制。选拔溶剂必需思忖它对树脂的溶解性、安全性、挥发速度及价格等。若是溶剂挥发太快,油墨超级快变稠,那样流平性就差,轻便干版,无法印制。反之若是溶剂挥发太慢,墨膜干燥时间延长,进而形成墨层内的水彩填料组分之间分层沉淀,相似影响显色,所以对溶剂的选用不能不理。

节 全息商标的防伪性

何奇之有所指的全息防伪标志,正是记录有表示某种商品的一定图案及文字的全息图,全息图能起到防伪效果的要害缘由为:
,全息图的制作和复制本事含量高,需专门人才,工艺复杂且设备昂贵。全息照相本身归属生龙活虎种高新,它不只要求高水平的防震台、激光器和各个光学器件以至特意的化学物品,更主要的是索要有掌握精晓技艺、有丰裕的涉世的正儿八经人士实行操作,才干制出合格的全息图母版。全息图上的光栅密度平时为1000线/mm,起伏高度零点几μm,因而供给电铸工艺极为爱慕。而要将这样娇小的光栅通过模压遏抑在塑膜上或拷贝法大批量复制,未有高精度、高水平的模压设备和全息图片拷贝机,更是无从提起。其余大器晚成套模压全息分娩线的投资是极大的。由此从技能、人员、工艺、设备及投资数据的角度来看,制作全息商标的难度是非常的大。与仅靠简陋的装置用手工操作也能临蓐出产品的常常印制工夫相比较,全息印制品制止了轻便被人复制的久治不愈的病痛。
其次,全息图自个儿性子决定其具有难以仿制的特色。将来大多模压防伪标志是有关多少个或多个二维平面图案的彩霓全息图利用全息图可复出三个维度立体图像的性状,能够将八个平面图案沿纵向分层记录在全息图中,那样重现的是分裂深度上的平面图像,相互间有遮挡的关联。由于彩霓全息图具有再次出现图像颜色可变的性格,能够动用假彩色编码本领,使分化图案或同等图案中不相同部分再次出现出差别的颜色。因为全息图自己是密度相当的高的复杂性光栅,因而即便是同一位在外边用同风华正茂的图画也不可能律制度出光栅完全相通的两块全息图,而各异的人就更无法构建出来。这种差为鲜明的变现为复发图像分层深度和色彩分布的不一致,池然也包括衍射功能、视角和信噪比等目标的两样。所以即便是有了合套设备及手艺,仿制别家的模压全息防伪标志,也是风度翩翩件不轻巧的政工。不过,麻烦的专业是伪品与真品的歧异不时很难用人眼观望出来,因而要求大家亟须使用更的全息照相工夫。
其三,加密全息、三个维度全息和真彩色全息等才干的引入。利用新鲜的光学编码本事能够在全息图中开展加密,那么些全息图也许能够使再次出现物体的高低随人眼到全息图的间隔改造而调换,恐怕在全息图的某一点上囤积其余的音讯,大概全息图自身由微型机制图而成,等等。用特意的三维物人体模型型作为对象的全息图,重现的是与原物完全相仿的方体图。真彩然全息则足以再南与合理物体颜色雷同的二维或三个维度图像。由于上述每一项的技巧含量更高,因而更科学被仿制。
地方大家仅从全息照相工艺的角度深入分析了全息图的不错仿制性。然则,现实个中有这么的豆蔻年华种做法,即用揭下的模压全息图上去掉铝层的薄膜作为母版,电铸出金属模版,然后上机进行模压复制。尽管,如此做成的模压全息图其衍射功效、信噪比等指标与真品相经会有所减弱,但结局是,即使在全息照相时用足了防仿花招,也难逃被人轻松仿制出来的厄运。为领悟决这么些题目大家创立了下述方法。
第四,用防揭型和烫印型二种电化铝薄膜制作模压全息图。防揭型模压全息图的主旨结构为:中心很薄的树脂层的下表面镀有铝层,它们经模压变产生为光栅的载体:树脂层上表面与上层的聚酯材质薄膜之间分为离层,涂在铝层下表面包车型大巴压敏胶可将全方位模压全息图也经受物粘贴在同步。当全息图被揭时,上层聚酯材质薄膜将与树脂层分离而被剥落下来,同不常间将粘下一些铝层。揭下的聚酯材质膜上一直未曾光栅,而留在承担物上的全息图历支离破碎已遭损坏,因而根本无法进和仿制。烫印型全息图布局与防揭型基本等同,分歧的是前边三个的上层聚酯质地膜与树脂层间的告辞在烫印遇热时产生很好的分离性,而涂在尾部的势敏胶在遇热受压时则发出很强的粘接性,那样含有光栅的铝层及树脂层将牢牢完整地粘在负责物上,并且根本无法被揭下。可惜的是烫印型电化铝膜在本国尚无法批量坐蓐。
地点大家扼要地演说了全息防伪效果。可是,从教育学的角度来说,世界上既不设有昂首挺胸的矛,也一纸空文攻不可破的盾,像拥有其余东西相像,防伪与假冒之间平昔存在此样大器晚成种冲突的涉及。要使全息印制包装具有比用别样印制格局高得多的防伪质量,就须求在全息制版、印制工艺、材料创设等各个区域面不断研商和开拓新手艺,研制新付加物。当然临盆全息防伪标记的商家信守职业道德,完善法律意识,抓实管理,是叁个极其重中之重的方面。

大器晚成、液晶的归类

平时,固体加热至熔点就成液体。然则,有个别成员布局非凡的物质不是平素从固体转换为液体,而是先要经过生龙活虎种中间状态,然后才转换成液体。这种不归属经常固体、液体和气体的其余意气风发种的中间状态被称为物质的第四态。其外观便是流动性的混浊液体,同偶然间又有光学各向异性晶体所特有的双折射度。这种能在有些温度限定内兼液体和晶体二者天性的物质就称为液晶。
液晶受自然光和人工白光照射,以至某波长的色光由于折射现象滋长反射,随着温度的提升,由长波长的颜色变为波长的颜色。其液晶的材质机理是出于液晶对一定波长的光有选取性的反射而产生的,液晶必需印在黑以或暗色的底色上。未来液晶能反映-100-+700的温度,精度是0.50。
液晶通常分为四类,即向列型、近晶型、胆甾型和异型型。一九二三年法兰西共和国Fried在行使特地的偏光显微镜观望液晶状态的光学图案的底子上,建议了向列型、近晶型和胆甾型两种分类法的命名。
向列型,用偏光显微镜观看,可以观看众多肖似丝状的光学图案,向列型黄金时代词来源于马耳他语,意思是丝状。
近晶型:近晶型风华正茂词来源于斯洛伐克语,意思是润滑脂或泥土。呈现独特的偏肖显微镜图案像润滑脂同样粘稠。
胆甾型:大好些个是由胆汁醇衍生而来的化合物,故以胆甾命名。
进入70年后,人们又相继发现了重入液晶和园盘型液晶,被统称为异型液晶,即第种种档期的顺序:
重入液晶:在相变进程中又再度现身相仿相的液晶被叫做重入液晶。
圆盘型液晶:分子布局呈圆盘状的液晶。如以秦皇岛苯基核和苯环为大旨的醚类和酯类分子,即为圆盘型液晶,如图3-1所示。

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图3-1 圆盘型液晶的成员布局与成员排列
分子排列

二、标准温致变色油墨配方及质量

可逆性别变化色油墨配方1
碘化银、硫化锌和碘化钾按表3-5所示的组成比配成混合物各50g,各自放置在石英玻璃上,放入电炉中通氮在650℃加热10min后抽出,所得的块状物在球磨机中经40h打碎石,将这种粉末与同量的连结料混炼后就可以用作变色没墨。

表3-5 颜料组成对颜色变化的影响

款式 颜料组成 常温时色调 150℃时的颜色 AgI Ag2S ZnS AgCl KT 1 98 2 - -
- 绿桔黄 青黛色 2 95 5 - - - 驼灰色 金黄 3 91 9 - - - 深青莲 海螺红 4
90 10 - - - 黑古铜色 中绿褐 5 90 5 5 - - 墨色 雪白 6 85 5 10 - - 灰绿暗深褐 7 90 5 - 5 - 高粱红 中灰 8 86 2 2 - 10 霁藏玫瑰紫红 翠绿

可逆性别变化色油墨配方2
用作金属提醒剂的没食子酸5份,作为金属离子的铁矾5份,作为金属离子密闭剂的EDTA5份与色素15份,三三十烷二胺20份,氯化铵30份,聚乙二醇300份,水200份联合溶解制作而成涂层,参见表3-6。
上述组成物质的涂层在30℃以下是浓的黄色色,随着温度上涨渐渐变淡,到80℃变为淡乳白色,即使将它冷却又还原为浓米白色。假使在上述组成物中加1份亚甲绿,在30℃以下是大青的,升到80℃变为黑古铜色。
不可逆变色示温油墨配方1
参见表3-7。
不可逆多变色示温油墨配方2
多变颜色温度致变色油墨的组成人中学,含有二种变脸颜料。它们在差别的热度阶段一而再开展着物理化学变化,展现不相同的颜料,当前航空工业应用广的SW-D-I,组分内含5训颜料,在400-600℃范围内冒出5训颜色,起到优越的示温效果,参见表3-8所示。

表3-6 金属提醒剂及金属离子对颜色变化影响

五金提醒剂 金属离子 金属离子密封剂 颜色变化 低温时
高温时
邻苯二酚紫 Fe3+ EDTA 蓝 黄 吡啶偶氨奈酚 Cu2+ EDTA 红 黄 试铁灵 Fe3+ EDTA
绿 灰绿 溴代苯三酚红 Fe3+ EDTA 蓝 红

表3-7 不可逆变色示温油墨配方1

版号 组分 用量 变色质量 SW- 酸性玛瑙红 0.1 Y- 二氧化钛 1000 80℃→90℃ 9
虫胶液 781 蓝灰暗蓝→天青色 S- 浅桔黄 1 650℃→660℃ WY- 黄铜色粉 0.6
威尼斯绿→深紫灰 39 HW-28树脂 0.96

表3-8 不可逆变色示温油墨配方2

组分 品质比 变色质量 酞菁绿 0.4 豉豆红 2 400℃驼色青色 中性碳酸铅 2
450℃砖深灰 草青 1 500℃酱青绿 三氧化二铝 1 550℃浅玉卡其色色 HW-28树脂 3.84
600℃菜紫铜色

二、液晶的成员排列

此处重要介绍两种。在近晶型液晶中,棒状分子产生层状构造,各样成员都垂直于层面或与范围成必然角度排列,如图3-2。何况无论是哪豆蔻梢头种排列,分子之间都以互为平行地排列的。这种排列的分子层之间作用力相比弱,互相之间轻巧滑动,因此近晶型液晶展现二维流体性质。在此种液晶中,光沿着与层垂直的矛头通过的进度要比与层平行方向通过的速度慢。这里所谓的沿分子轴方向的透光速度慢,是指在光学上海展览中心示正的双折射性。其余,与数见不鲜的液体相比较,近晶型液晶具备高粘度的特征。
向列型液晶的棒状分子也依然保持着与成员轴方向平行的排列状态,如图3-2。但从未近晶型液晶中这种层状布局。此种液晶还是显得正的折射率。其他,与近晶型液晶比较,向列型液晶的粘度小,富于流动性。发生这种流动性的来由,重借使出于向列型液晶各种成员轻松顺着长轴方向自由移动。
胆甾型液晶[图3-2]和近晶型液晶相仿具备层状布局,但层内的积极分子排列却与向列型液晶相仿,各层的成员轴方向与邻接层的成员轴方向都略有偏移,而液晶全体变成螺旋布局。螺距的尺寸是可知光波长的数目级。胆甾型液晶的旋光性、接收性光散射和圆偏振光生龙活虎色性等光学性质,正是由这种奇特的螺旋构造引起的。何况,其光学性质与近年来型和向列型液晶亦有所区别,具备双折射度质。

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图3-2 三种液晶相中的分子排列

由上述可以见到,液晶的分子排列并不像晶体构造那样稳定,所以相当轻便遭受电场、磁场、温度、应力以至吸附杂质等外界剌激的影响,使其各类光学性质产生变化。液晶油墨便是利用了液晶所具备的这种性情。

三、温致变色油墨印刷工艺

温致变色油墨印制早先多选择丝网印制,后来又多使用凹版印制,其它,随着柔性印刷才具的迈入,胶印工艺也将成大器晚成种首要印制手腕。
丝网印制
宜用尼龙丝网或不锈钢丝等,网线目数<250目。由于比网印刷适应的承印物的普及性,所以凡对供给运用温致变色油墨的承印物均可进展丝网印制。目前丝印是在平常的温度下进行的,印制速度也不爽,干燥难点相比好清除。对于批量一点都不大,但装有局地出奇形状的承印物,尤其适用丝网印制。
别的,在张开丝网印制时,应小心墨层的厚薄与感温变色的魔法的涉嫌。因而提出在大气丝印前,要规定相应的网目线数,网版与承印物相隔的中度间隔,感光胶涂层的厚薄以至承印物的外表脾性等。同期,还要思虑油墨的粘度、挥发度等,因为那么些特征,既影响印制工艺技术进度,同样也影响显色效果。印制后干燥要小心0,不可加热过度,好利用不加热的点子。
凹版印制
宜用175线/25.4m/m,版深同平日胶印版,不宜用铜版印制,同有的时候间,应镀铬避防墨色变暗,可用聚甲烷为内衬或不锈钢墨槽。长期采用的刮墨刀的刀口应镀镍、铬。印制面触及的导辊也宜镀铬。不宜在铝箔上直接印制,可在纸及塑料上印制。调墨用的溶剂及稀释剂均应专项使用,印墨尽量搅动后纳入墨槽内,浅印观看色相后方可正式印制。需冷风干燥,加热应适用以防变色质量破坏而不能够恢复生机。
柔性版印制
是因为柔性版印制用墨供给流动性好、干燥快、牢度非凡、光泽鲜艳等质量,别的,柔性版印制因为运用橡皮凸版或树脂凸版,所以不像柔印用墨那样对溶剂可自由选拔。
在实行柔性版印制时,要消除好溶剂含量过高而影响干燥速度及印制适性与柔性版印制干燥快、速度高之间的争论。同一时候要思考温度的供给,如因高温易孳生承印物变形或温致变色油墨的呈色效果。
对此批量大、不因高温而引起自个儿变形等反应的承印物,以致产生感温变色效果必要不很严峻的承印物,宜利用柔性版印刷。

三、胆甾型液晶的光学性质

因为适用于营造液晶油墨的非常重要是胆甾型液晶,所以本节重要介绍胆甾型液晶的光学性质。
筛选性光散射与旋光性
胆甾型液晶由于全部螺旋状的分子排列,由此显示出各样特别的光学性质。在那之中豆蔻年华种奇特的性质正是引致生成虹霓辉光的选项光散射现象,如图3-3所示。当光平行于平面排列的螺旋轴方向入射时,就被分成左旋光和左旋光那二种圆偏振光,个中意气风发种成份的光被透射,另生机勃勃种元素的光则全被反射。这种气象称为圆偏振光二色性。这里设圆偏振光方向为入射光方向,则与胆甾型液晶螺旋轴具备近似旋光方向圆偏振光就被选择地散射反射。大的取舍光散射的波长为

λ0=n·p

式中,p是螺距,n是垂直于螺旋轴平面内的平分光滑度/2。
那个时候散射光的频带宽度△λ可用下式表示

△λ=△n·pnn-n1

式中,△n=nn-n1,另一面,绝对于平面排列的螺旋方向偏斜入射光的精选散射光的波长为λφ:

λφ=npcos1/2[sin-1+sin-1]

式中φi和φs分别是光相对于螺旋轴的入射角和散射角。从式可以知道,λφ移到比λ0波长短的那边,由此包蕴了频频散射光。
如图3-3中虚线所示,在胆甾型液晶采取光散辐射电磁频率带两侧的波长区域内,具有很强的旋转性,何况在光散射频带的左右旋光的倾向各不相像。

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图3-3 右旋性胆甾型液晶的偏排光光学个性
(以入射到右旋性液晶的圆偏振光为例卡塔 尔(英语:State of Qatar)

因为好些个胆甾型液晶的螺距p对温度都有很强的信赖,所以,只要温度稍有变动,选拔散射光的波长就能发出十分的大的扭转。依据那风度翩翩特色,胆甾型液晶膜可被用于测定温度的高低及分布。
温度变化引起颜色变化
能够显现胆甾相的比比较多样物质唯有在可比高的温度区域内工夫显示液晶相,而在平常的温度下能展现液晶相的物质却为数非常的少。由此,平时要把数种胆甾型液晶混合起来,调制作而成相符在一般温度下使用的、显颜色温度度节制在1~10的各个混合液晶。
图3-4是测温用的各样胆甾型混合液晶的色相-温度本性。从浅深紫到杏红变化的温度约束是0~15℃和40~55℃,共有30℃的扭转范围,通过对色相的观望,大概可以确定出0.5℃的热度变化。但对图3-4相应注意的是,任何胆甾型液晶都能因小的热度变化而从革命产生血牙红,但从花青产生土色是的温度变化却非常的大,所以色相变化与温度变化并不成线性关系。为了改良这几个破绽,近有人尝试往胆甾型混合液晶中加多少些的向列型液晶,以松手从甲子革命变为杏红的温度区域。

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图3-4 有三段显色区域的胆甾型混合液晶
(胆固醇壬酸酯/戌氧基山梨酸丁氧二苯酯混合物卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎

此外,因为红、橙、黄等颜色的散射光谱强度比较弱,有人正尝试在胆甾型混合液晶中投入对弱散射光有外色作用的染料或颜料,以改过那蓬蓬勃勃缺欠。
诚如胆甾型混合液晶,当温度由低温升到高温时,其色相将安分守己红、橙、黄、绿、蓝、紫的顺序生成。对于风度翩翩种组成物来说,其显颜色温度度区域唯有二个,可是对于在胆汁醇脂中掺入了脂系的向列型液晶后所摇身生机勃勃变的胆甾型混合液晶,其显颜色温度度区域可有三个或四个,何况在每种区域上色相变化的种种也不尽相近,如图3-4所示。液晶油墨的发生就是利用了胆甾型液晶的这种光学性质。

四、液晶油墨的结合及工艺

液晶油墨是将密封在小小胶囊中的液晶及助燃剂等分散在连结料中配制而成的。液晶油墨的主要成分如下:
①水溶性树脂 十五烷酸共聚乳液等;
②微细胶囊液晶 胆固醇苯甲酸钠酯等;
③消泡剂 甘油等。
这种油墨不行使颜料,触变性这,流平性好,粘度为4~6Pa·s。在制作油墨时,因液晶与别的物质反应而被传染,因而要先用天然聚合物明胶或阿拉伯树胶等将液晶进行密封,制作而成直径5~30μm的小小胶囊。这样,不仅能够免止液晶被污染,使其维持透明,并具备能够的发色效果。其余,连结料大都选拔水溶性树脂溶剂型,连结料易浸伤胶囊壁,招致液晶污损,严重影响发色效果,近年来超级少使用。
配方比方:
水溶液配比: 明胶1份,蒸馏水12.1份:
胆汁醇壬醇盐 70份
胆汁醇氯化锂 25份
胆固醇大红袍酸盐 5份
阿拉伯树胶 1份
蒸馏水 95.6份
戌二醇水溶液 25份
聚叠氮化氢醇水溶液 10份

五、液晶油墨印制的需求

液晶油墨印制宜采取丝网印制工艺。
制版
相符丝网版可用尼龙网或化学纤维网。若是印版上急需载墨量大时,可用不锈钢网排版。丝网目数日常为100-175目,依照油墨微细胶囊直径和墨层厚度的渴求来采摘。微胶囊的直径经常在10-30μm之间。制版时应选用耐水性强的感光乳剂。
印刷
液晶油墨印制有以下需要。
印版上要一次具备丰硕墨量,中途好永不补墨,防止起泡。
由于微胶囊油墨易将版阻塞,印制中发觉堵网、起泡时,要登时停机杀绝,用醇水通透到底洗净。
印制压力不足过大,以免压破液晶胶囊。
为使印制部分发色显然,印制底色要接收白灰或深色调。底色可用水溶性油墨,也可用有机溶剂油墨。印刷方法可用网印、胶印、胶印。当用有机溶剂油墨时,印刷后必得充足干燥,墨膜不得余留有机溶剂,不然会与液晶反应,影响发色效果。
印制墨层要平滑光洁,墨层厚度要调节到20-30μm,墨层不平整或过薄会减弱色效果。
印制顺序
可先用碳灰油墨印刷底色,再用液晶油墨印制所需图案;也可先用液晶油墨印满底工,再用水溶性黄铜色油墨印制所需阴图图案进行覆盖。
干燥
干燥要注意以下事项。
干燥情势好为本来干燥,也可用40℃左右温风烘干,万万不可高温小幅度加热。
干燥后尽量不要重叠聚积,断裁时也不当加压力。
其余使用液晶油墨时应基于使用指标分明变色温度节制和依照用处考虑液晶的耐用性。为了加强墨层表面耐磨性、耐温性、隔气性以致保证其光芒性,表面可涂布罩光漆或贴珍惜膜。
液晶印制的尤为重固然,能够在不一样温度下显得出鲜艳色彩的液晶,而且在颜色温度域值上要成类别;液晶微胶囊的成立本事也是注重,微胶囊要做得小而匀,囊皮透明并且薄,掺入油墨,须要耐溶剂、稳固、可相信、长寿命;印刷进程中还要确定保证液晶微胶囊不被压破;表面覆盖尊崇膜等。

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