【集萃網(wǎng)觀察】液晶油墨于20世紀70年代起源于美國，而后，隨著其技術逐漸成熟和印刷市場的不斷拓展，液晶油墨印刷在美國、日本等國家迅速發(fā)展起來，應用范圍也日益擴大。從制作方式上看，液晶油墨屬于微膠囊結構油墨類型；從應用上看，屬于防偽印刷油墨中熱敏性溫致變色油墨范疇；但從特征來講，主要是利用了液晶感溫變色的特點。提起液晶，大家會想起計算器、筆記本電腦、電÷視機等等，它的應用領域已十分廣泛。要了解液晶÷油墨，應先了解液晶的組成特點。我們知道，一般固體物質(zhì)加熱至熔點就變成液體。然而，有些分子結構特殊的物質(zhì)不是直接從固體轉變?yōu)橐后w，而是先要經(jīng)過一種中間狀態(tài)，然后才轉變成液體。這種不屬于任何一種普通固體、液體和氣體的中間狀態(tài)被稱為物質(zhì)的第四態(tài)。其外觀是流動性的混濁液體，具有液體的流動性和表面張力，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(nèi)兼液體和晶體二者特性的物質(zhì)就叫做液晶，液晶一般分為向列型、近晶型、膽甾型和異。型液晶。
(1)向列型。向列型一詞表示絲狀，用偏光顯微鏡觀察，可以看到許多類似絲狀的光學圖案。向列型液晶的棒狀分子也仍然保持著與分子軸方向平行的排列狀態(tài)，沒有近晶型液晶中那種層狀結構，此種液晶仍然顯示正的折射性。此外，與近晶型液晶相比，向列型液晶的黏度小，富有流動性。產(chǎn)生這種流動性的原因主要是由于向列型液晶各個分子容易順著長軸方向自由移動。
(2)近晶型。近晶型一詞來源于希臘語，意思是潤滑脂或黏土，用偏光顯微鏡觀察，圖案像潤滑脂一樣黏稠。在近晶型液晶中，棒狀分子形成層狀結構，每個分子都垂直于層面或與層面成一定角度，并且無論是哪一種排列，分子之間都互相平行。這種分子層之間的作用力比較弱，相互之間容易滑動，因而近晶型液晶呈現(xiàn)二維流體性質(zhì)。在這種液晶中光沿著與層垂直的方向通過的速度要比沿著與層平行的方向通過的速度慢，這里所謂的沿分子軸方向的透光速度慢是指在光學上顯示正的雙折射性。此外，與通常的液體相比，近晶型液晶具有高黏度的特性。
(3)膽甾型。大多數(shù)是由膽甾醇衍生而來的化合物，故以膽甾命名。膽甾型液晶和近晶型液晶一樣具有層狀結構，但層內(nèi)的分子排列卻與向列型液晶類似，各層的分子軸方向與鄰接的分子軸方向都略有偏移，而液晶整體形成螺旋結構，螺距的長度是可見光波長的數(shù)量級。膽甾型液晶的旋光性、選擇性光散射和圓偏振光二色性等光學性質(zhì)，就是由這種特殊的螺旋結構引起的。并且其光學性質(zhì)與近晶型和向列型液晶亦有所不同，具有雙折射性質(zhì)，它是制造液晶油墨的主要類型。作為制作液晶油墨的膽甾型液晶，其主要有以下一些光學性質(zhì)。首先，它有選擇性光散射與旋光性的特點。膽甾型液晶由于具有螺旋狀的分子排列，因而表現(xiàn)出各種特異的光學性質(zhì)，其中一種特異的性質(zhì)就是導致生成彩虹輝光的選擇光散射現(xiàn)象。當光平行于平面排列的螺旋軸方向入射時，就被分成右旋光和左旋光這兩種圓偏振光，其中一種成分的光被透射，另一種成分的光貝U全被反射。這種現(xiàn)象稱為圓偏振光二色性。在膽甾型液晶選擇性光散射頻帶兩側的波長區(qū)域內(nèi)，具有很強的旋轉性，并且在光散射頻帶左右旋光的方向各不相同。因為大多數(shù)膽甾型液晶的螺距對溫度都有很強的依賴性，所以，只要溫度稍有變化，選擇性散射光的波長(顏色)就會發(fā)生很大的變化。根據(jù)這一特征，膽甾型液晶膜可用于測定溫度的高低及分布。其次，溫度變化可引起顏色變化，能夠呈現(xiàn)膽甾相的很多種物質(zhì)只有在比較高的溫度區(qū)域內(nèi)才能顯示液晶相，而在常溫下能顯示液晶相的物質(zhì)為數(shù)不多。因此，通常要把數(shù)種膽甾型液晶混合起來，調(diào)制成適合在常溫下使用的、顯色溫度范圍為1～10℃的各種混合液晶。測量溫度用的各種膽甾型混合液晶的色相—溫度特性顯示，從紅色到紫色變化的溫度范圍是0—15℃和40～55℃，共有30℃的變化范圍，通過對色相的觀察，大致可以判斷出0．5℃的溫度變化。任何膽甾型液晶都能因小的溫度變化而從紅色變成綠色，但從綠色變成紫色時的溫度變化卻比較大，由此推出色相變化與溫度變化并不成線性關系。為了改善這些不足之處，研究人員已嘗試往膽甾型混合液晶中添加少量的向列型液晶，以拓寬從紅色變?yōu)榫G色的溫度區(qū)域。一般膽甾型混合液晶，當溫度由低溫升到高溫時，其色相將按照紅、橙、黃、綠、藍、紫的順序變化。對于一種組成物而言，其顯色溫度區(qū)域只有一個。對于在膽甾醇酯摻入了酯系的向列型液晶后所形成的膽甾型混合液晶，其顯色溫度區(qū)域可有兩個或三個，而且在各個區(qū)域上色相變化的順序也不盡相同。液晶油墨的產(chǎn)生正是利用了膽甾型液晶的這種光學性質(zhì)。
(4)異型液晶。它分為重入液晶和圓盤型液晶。重入液晶是在相變過程中又再次出現(xiàn)相同相的液晶；圓盤型液晶是分子結構呈圓盤狀的液晶，如以三亞苯基核和苯環(huán)為核心的醚類和酯類分子。
液晶是某些有機物質(zhì)在一定的溫度范圍內(nèi)所呈現(xiàn)的一種中間狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，由于分子排列有特殊的取向，分子運動也有特定的規(guī)律：如溫度高于液晶相溫度的上限，液晶就變成普通的透明液體，失去光學性質(zhì)；如溫度低于液晶相溫度的下限，液晶就變成普通晶體，失去流動性。
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