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浅谈液晶印刷工艺

资料来源:《广东印刷》2009年第4期 作者:牛一帆 更新日期:2010-03-10

液晶印刷(liquid crystal printing)是用掺加液晶的油墨,使印成品有可逆反应或不可逆反应的印刷方式。
一、液晶印刷的原理
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。在此状态下,由于分子排列有特殊取向,分子运动也有特定规律,从而令液晶既具有液体的流动性和表面张力,又呈现某些晶体的光学性质,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。液晶中的向列型液晶,在电子工业中作为显示材料,胆甾型液晶可用于温度指示。
液晶受自然光和人工白光照射,及某波长的色光由于折射现象加强了反射,随着温度上升,由长波长的颜色变为短波长的颜色(即由红色→绿色→青色的变化),其液晶的成色机理是由于液晶对特定波长的光有选择性的反射而形成的。液晶必须印在黑色或暗色的底色上,现在液晶能在-10℃~+70℃之间反应,精度是+/-0.5℃。
印刷时,将液晶封入微胶囊中,掺加油墨印刷,可防止液晶自身的污染,能起到保护作用,延长保护寿命,便于长期保存,能提高印刷适性。油墨中加入液晶量为总油墨量的40%,做胶囊的直径在10~30微米之间。
二、液晶油墨的构成
液晶油墨中加入了具有结晶性能的化合物。液晶在微弱电流和温度的影响下,因晶格发生变化而显示出明暗图案与色彩。用这种油墨印出的包装装潢品可随着温度的变化产生反应,如果用于印刷日历,将会随着四季温度变化而呈现不同色彩。
液晶油墨主要由水溶性树脂、液晶胶囊、助剂、连结料、消泡剂组成。
三、液晶印刷工艺
采用丝网印刷或凹版印刷均可,使用液晶油墨时应该根据使用目的确定变色温度范围和根据用途考虑液晶的耐用性。
液晶印刷技术的关键是:能够在不同温度下显示出鲜艳色彩的液晶,而且在色域值上要成系列;液晶微胶囊的制作技术也是关键。微胶囊要做得小而匀,囊衣透明且薄,掺入油墨要求耐溶剂、稳定、可靠、长寿命;印刷过程中,还要保证液晶微胶囊不被压破;表面覆盖保护膜等。液晶油墨印刷大部分采用丝网印刷,丝网印刷工艺如下:
1.制丝网印刷版
一般丝网可用尼龙丝网或涤纶丝网。如果印版上需要载墨量大时,可用不锈钢网制版。丝网目数一般为100-175目。微胶囊的直径一般在10-30μm 之间。制版时采用耐水性强的感光乳剂。
2.丝网印刷液晶油墨要求
就其功能而言,液晶印刷主要用于温度湿度,颜色变化两大方面。
①印版上要一次装有足够墨量,中途最好不要补墨,以防起泡。
②由于微胶囊油墨易将版堵塞,印刷中发现堵网、起泡时,要立即停止排除,用醇水彻底洗净。
③印刷时应注意给墨均匀、充足,印刷承印物上的墨量不足,会影响发色效果。
④印刷压力不可过大,以防压破液晶胶囊,也会降低发色效果。
⑤印刷底色要选用黑色或深色调。底色可用水溶性油墨,也可用有机溶剂油墨。印刷后必须充分干燥,墨膜不得残留有机溶剂。
⑥印刷墨层要平滑光洁,墨层厚度要控制到15-35μm,墨层不平整或过薄会降低色效果。
⑦印刷顺序可先用黑色(或深颜色)油墨印刷底色,再用液晶油墨印刷所需图案;也可先用液晶油墨印刷薄底子,再用水性墨色(或深颜色)油墨印刷所需阴图图案进行覆盖,可提高发色效果。
⑧印刷品表面最好涂布罩光漆或黏贴保护膜以保护墨层光泽和提高耐磨性、耐温性。
3.印后干燥
①干燥方式最好为自然干燥,也可用40℃左右温风烘干,千万不可高温急剧加热。
③印刷品堆放时不要重压,裁切时也不宜加压力。
四、液晶印刷的特点和主要用途
液晶油墨不使用颜料,具有触变性小,流平性好等特点。主要用于温度计、温度自动记录仪、检测仪等有温度显示要求的承印物的印刷。在广告、商标标签、工艺美术品等装饰品需要颜色变化的承印物方面应用也很广泛,印成日历画片,画面在一年四季不同温度下会变幻出不同的色彩;贴在一些怕热的产品上,可根据图案色彩的变化,了解内装物品的质量变化,如糖果包装纸上鲜艳的画面变灰暗,就应尽快将糖果吃掉;液晶印刷也可作为保存温度的提示卡。国外还用液晶印刷纸带作为一次性的体温测试计。随着社会的发展,液晶印刷将会有更广阔的应用领域。