液晶油墨的特点及类型_印花材料_印花技术

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液晶油墨的特点及类型

集萃印花网 2009-06-26

【集萃网观察】液晶油墨于20世纪70年代起源于美国，而后，随着其技术逐渐成熟和印刷市场的不断拓展，液晶油墨印刷在美国、日本等国家迅速发展起来，应用范围也日益扩大。从制作方式上看，液晶油墨属于微胶囊结构油墨类型；从应用上看，属于防伪印刷油墨中热敏性温致变色油墨范畴；但从特征来讲，主要是利用了液晶感温变色的特点。提起液晶，大家会想起计算器、笔记本电脑、电÷视机等等，它的应用领域已十分广泛。要了解液晶÷油墨，应先了解液晶的组成特点。我们知道，一般固体物质加热至熔点就变成液体。然而，有些分子结构特殊的物质不是直接从固体转变为液体，而是先要经过一种中间状态，然后才转变成液体。这种不属于任何一种普通固体、液体和气体的中间状态被称为物质的第四态。其外观是流动性的混浊液体，具有液体的流动性和表面张力，同时又有晶体所特有的光学各向异性的双折射性。这种能在某个温度范围内兼液体和晶体二者特性的物质就叫做液晶，液晶一般分为向列型、近晶型、胆甾型和异。型液晶。

(1)向列型。向列型一词表示丝状，用偏光显微镜观察，可以看到许多类似丝状的光学图案。向列型液晶的棒状分子也仍然保持着与分子轴方向平行的排列状态，没有近晶型液晶中那种层状结构，此种液晶仍然显示正的折射性。此外，与近晶型液晶相比，向列型液晶的黏度小，富有流动性。产生这种流动性的原因主要是由于向列型液晶各个分子容易顺着长轴方向自由移动。

(2)近晶型。近晶型一词来源于希腊语，意思是润滑脂或黏土，用偏光显微镜观察，图案像润滑脂一样黏稠。在近晶型液晶中，棒状分子形成层状结构，每个分子都垂直于层面或与层面成一定角度，并且无论是哪一种排列，分子之间都互相平行。这种分子层之间的作用力比较弱，相互之间容易滑动，因而近晶型液晶呈现二维流体性质。在这种液晶中光沿着与层垂直的方向通过的速度要比沿着与层平行的方向通过的速度慢，这里所谓的沿分子轴方向的透光速度慢是指在光学上显示正的双折射性。此外，与通常的液体相比，近晶型液晶具有高黏度的特性。

(3)胆甾型。大多数是由胆甾醇衍生而来的化合物，故以胆甾命名。胆甾型液晶和近晶型液晶一样具有层状结构，但层内的分子排列却与向列型液晶类似，各层的分子轴方向与邻接的分子轴方向都略有偏移，而液晶整体形成螺旋结构，螺距的长度是可见光波长的数量级。胆甾型液晶的旋光性、选择性光散射和圆偏振光二色性等光学性质，就是由这种特殊的螺旋结构引起的。并且其光学性质与近晶型和向列型液晶亦有所不同，具有双折射性质，它是制造液晶油墨的主要类型。作为制作液晶油墨的胆甾型液晶，其主要有以下一些光学性质。首先，它有选择性光散射与旋光性的特点。胆甾型液晶由于具有螺旋状的分子排列，因而表现出各种特异的光学性质，其中一种特异的性质就是导致生成彩虹辉光的选择光散射现象。当光平行于平面排列的螺旋轴方向入射时，就被分成右旋光和左旋光这两种圆偏振光，其中一种成分的光被透射，另一种成分的光贝U全被反射。这种现象称为圆偏振光二色性。在胆甾型液晶选择性光散射频带两侧的波长区域内，具有很强的旋转性，并且在光散射频带左右旋光的方向各不相同。因为大多数胆甾型液晶的螺距对温度都有很强的依赖性，所以，只要温度稍有变化，选择性散射光的波长(颜色)就会发生很大的变化。根据这一特征，胆甾型液晶膜可用于测定温度的高低及分布。其次，温度变化可引起颜色变化，能够呈现胆甾相的很多种物质只有在比较高的温度区域内才能显示液晶相，而在常温下能显示液晶相的物质为数不多。因此，通常要把数种胆甾型液晶混合起来，调制成适合在常温下使用的、显色温度范围为1～10℃的各种混合液晶。测量温度用的各种胆甾型混合液晶的色相—温度特性显示，从红色到紫色变化的温度范围是0—15℃和40～55℃，共有30℃的变化范围，通过对色相的观察，大致可以判断出0．5℃的温度变化。任何胆甾型液晶都能因小的温度变化而从红色变成绿色，但从绿色变成紫色时的温度变化却比较大，由此推出色相变化与温度变化并不成线性关系。为了改善这些不足之处，研究人员已尝试往胆甾型混合液晶中添加少量的向列型液晶，以拓宽从红色变为绿色的温度区域。一般胆甾型混合液晶，当温度由低温升到高温时，其色相将按照红、橙、黄、绿、蓝、紫的顺序变化。对于一种组成物而言，其显色温度区域只有一个。对于在胆甾醇酯掺入了酯系的向列型液晶后所形成的胆甾型混合液晶，其显色温度区域可有两个或三个，而且在各个区域上色相变化的顺序也不尽相同。液晶油墨的产生正是利用了胆甾型液晶的这种光学性质。

(4)异型液晶。它分为重入液晶和圆盘型液晶。重入液晶是在相变过程中又再次出现相同相的液晶；圆盘型液晶是分子结构呈圆盘状的液晶，如以三亚苯基核和苯环为核心的醚类和酯类分子。

液晶是某些有机物质在一定的温度范围内所呈现的一种中间状态。在这种状态下，由于分子排列有特殊的取向，分子运动也有特定的规律：如温度高于液晶相温度的上限，液晶就变成普通的透明液体，失去光学性质；如温度低于液晶相温度的下限，液晶就变成普通晶体，失去流动性。

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