特種油墨領域中,液晶溫變材料是目前人們最感興趣的。它主要通過晶格的變化而引起光學性能的變化。
一.液晶的組成及特點
一般固體物質加熱至熔點就變成液體,然有些分子結構特殊的物質不是直接從固體變為液體,而是先要經過一種中間狀態。這種不屬於普通固體、液體和氣體的任何一種中間狀態被稱為物質的第四態,其外觀是流動性的混濁液體,具液體的流動性及表面張力,同時又有晶體所特有的光學各向異性的雙折射性。這種能在某個溫度范圍內兼液體和晶體二者特性的物質就叫做液晶,一般分向列型、近晶型、膽甾型和異型型。
液晶是某些有機物質在一定的溫度范圍內,所呈現的一種中間狀態。在這種狀態下,由於分子排列有特殊取向,分子運動也有特定規律,如濕度高於液晶相溫度的上限,液晶就變成普通透明液體,失去光學性質,如溫度低於液晶相溫度的下限,它就會變成普通晶體,失去流動性。
二.液晶特種油墨的組成及工藝
液晶油墨於二十世紀七十年代源於美國。后來隨著其技術逐漸成熟和印刷市場的不斷拓展,液晶油墨印刷便在美國、日本等國家迅速發展起來,應用范圍也日益擴大。液晶油墨從制作方式上看,屬於微膠囊結構油墨類型,從應用上看,屬於印刷防偽油墨上熱敏性的溫變油墨范疇,但從液晶油墨的特點來講,主要利用液晶感溫變色的特點。
液晶油墨主要由水溶性樹脂、液晶膠囊、助劑、連結料、消泡劑組成,是將封閉在微膠囊中的液晶及助劑等分散在連結料中配制而成的。它是以墨層中的液晶感溫而引起有序排列分子方向的改變,從而有選擇性地反射特定波長的可見光,吸收其他波長光的光學特性呈現色彩變化,而不是以墨層顏料構成彩色圖文的。
由於液晶是介於液體與晶體間的有機化合物,它不能像普通防偽油墨般,直接加入連接料中。為免液晶被其化物質污染,以保證呈色效果,故需將液晶包裹在微球狀膠囊,再與連接料混合制作所謂’微膠囊’型油墨。
液晶油墨中的微膠囊與發泡、香味油墨中的微膠囊不同。發泡油墨的微膠囊內是發泡劑(或低沸點液化氣體),經加熱,微膠囊內的發泡劑放出大量氣體(或低沸點液化氣體膨膠)使微囊體積增大起發泡作用。