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变色油墨

“变色”这个术语适用范围很广，凡油墨在用化学方法处理，或者通过改变物理条件，如改变温度、湿度时发生了颜色变化均称为变色。变色油墨具有许许多多用途，其中既可用于工业生产，如用于消毒、温度控制、保安措施，也可用于各新颖物品的生产，如用于儿童玩具和游戏、T恤衫、明信片。因与其它物质发生化学反应或者因受物理影响而改变颜色的化学品有成百上千种，这些化学品种有些是简单的无机化合物，而另外一些则是结构相当复杂的有机分子，但是可以配入各种油墨介质中去的为数并不多。下面将对那学可用的化学品进行评论对某些用途和局限性加以讨论。消毒油墨消毒的定义是杀死或除去各种细菌和微生物的过程。消毒主要用于医药工业以对手术和医疗器械进行灭菌处理。消毒的方法有干热发、湿热发（高压蒸汽消毒），以及气体消毒法或辐射消毒法。假定包装材料能使包内物品保持在无菌的状态下，那么，在象手术室分发手术器械那样的情况下，器械使用者要弄清楚的问题之一就是手术包已被消毒过。一种被广泛采用的方法是使用一种在消毒中能具有不可逆颜色变化的印刷油墨来作指示剂。高压蒸汽消毒法是一种颇受欢迎的技术，它将包装物品在压力下经过100℃以上的高温过热蒸汽消毒处理。这种消毒方法比干热消毒法更有效，因为它所需的温度较低，包装物品在消毒器中的逗留时间较短，细菌对湿热的抵抗力较弱。由于种种原因油墨制造者在可供使用的化学品以及化合作用的种类方面受到极大的限制。由于下墨量少，颜色变化必须相当明显，以便在承印基质上能轻而易举地看到明显地效果。反应只有在高压蒸汽消毒条件下才能发生，而不能在干热时，也不能在湿墨中发生。反应物还必须能分散在有关的油墨解质中形成稳定的油墨。原材料的选择：原材料的选择问题使能用于高压蒸汽消毒的油墨品种明显受到了限制，因此市售的各种体系所利用的往往是某些无色的铝化合物在转变成硫化铝时发生的由白到黑的颜色变化。尽管可以获得在变色时间各不相同的各种体系，但是反应活性越大的品种其稳定性也越差，在干热条件下更容易变色。某些金属碳酸盐也表现出令人满意的颜色变化，现在已有含氰化铁的高压蒸汽消毒油墨问世并投入工业化应用。由于无法将这类油墨配制以用于平版印刷中，同时干胶印的下墨量又太小，使颜色变化难以被察觉出来，因此照相凹版印刷和苯胺印刷是这种油墨优先采用的印刷技术。丝网印刷或许多能解决下墨量问题，但是对于所需的长版活来说，这种印刷方法显得速度太慢。另一种印刷技术，即喷墨印刷，由于使用了一种其内部含有在高压蒸汽消毒条件能渗色的材料的专门油墨，它可用于高速包装生产线。气体消毒法也受到许多类似的限制，气体消毒法的优点是操作能在低温下进行，因而这种消毒方法可用于对热稳定性差的产品进行消毒处理。常用的气体是环氧乙烷，但在使用时需格外留心，因为环氧乙烷能与空气形成一种爆炸性混合物。所用的颜色变化指示剂必须对环氧乙烷发生的反应生产效应，能加进油墨溶剂中去的一种物质是水合氯化镁，在反应期间，所生成的氢氧化镁使酸碱指示剂（如溴酚兰或甲基红）引起颜色变化。建议采用的另一种方法是利用一种在辐射时可产生颜色变化的混合物。这种混合物由一种渗色颜料和一种非渗色颜料组成。证券印刷油墨在证券印刷领域中，变色油墨的应用是屡见不鲜的，然而，出于显而易见的原因，各种技术细节则是不能讨论的。证券印刷领域中使用变色油墨的目的全部都在于使有证券变得更难以伪造，或者是为了防止对证券进行篡改。支票、飞机票和护照的底纹采用各种易褪色的油墨进行印刷就是例证。这些油墨是缓慢挥发的二醇类的凸印油墨介质制造，油墨中含有在用各种有机，无机溶液或溶剂处理时会渗色或变色的可溶性染料：隐显油墨其墨迹在选择得当的物体表面上难以被觉察出来，但是在一些特殊条件下又是可见的。这种原理也许较多地用于儿童画册之中，但已被证明是一种迅速检查出假冒品的有用手段。隐显油墨的显色可通过水下方法来实现。如：微微加热、用水或其它试剂稍加润湿、暴露在特定的蒸汽之中，用软铅笔在表面书写或置于专门的光源下进行观察，具体方法则取决于油墨的配方。各种新颖油墨如前面所述，隐显油墨可用于儿童画册中，它依靠两种化学品之间的反应，其中一种化学品分散在合适的干胶印油墨解质之中，印成所需的图案，另一种用于使图案显色的化学品则可被方便地加进毡尖笔中，幻画册也是利用了某种颜色变化反应，即把一种食用性染料配入渗透干燥型凸印黑墨之中，然后这种黑被印成网目凸版图案，当用水在画册书页上作画时，染料色就会渗入网点周围地区域；从而眼睛看到的图案改变了颜色。另一种有趣的技术是用一种含软硬适度的磨料的隐显油墨进行印刷，墨迹只有在用硬币对其进行摩擦时才能显色。最近，液晶也被用来生产某种有趣的效应。“液晶”这个词组就其字面上的含意来说显得似乎有些互相矛盾，因为，液态分子通常处于一种不规则地构型中，而晶体结构却意味着分子是有序排列的，这种规则地集合结构通常意味着晶体是固体，其分子是不能移动的。液晶表现同样的有序集合形状，但是因为它们是流体，因此，液晶分子自身能够发生扭曲，并且相互间移动。通过对液晶渐渐加热就可生产这种扭曲和移动。此时由于液晶分子的有序排列遭到破坏，引起反射光的波长发生变化，从而使液晶改变了颜色，一旦冷却下来，液晶又可变回原来的颜色。这是对液晶化学的一种极简单的解释，但是之所以液晶在众多需要永久性可逆颜色变化的工业领域和新颖物品生产领域得到应用正是以这种解释为基础的。液晶的某些用途包括数字式温度计、健康诊断，电气元件的质量控制。油墨制造者的兴趣则更多的是在新颖性方面，尽管把液晶配入油墨介质中去绝非易事而且代价很高，但是仍给液晶找到了许多用武之地，例如，人们可以买到放在手背上加热即可显示出隐藏图案的明信片以及可随体温而改变颜色的T恤衬衫，有的甚至在广告画中用液晶来做广告。对于大多数油墨制造者来说，变色油墨还没有引起人们足够的兴趣，但通过细心的研究以及简单或复杂的物理、化学理论的应用，已经出现了许多令人感兴趣的产品，这些产品目前能满足一小部分市场的需求，然而，毫无疑问，市场还将不断地提出种种新的要求向油墨制造者的技能进行挑战的新要求。消毒油墨消毒的定义是杀死或除去各种细菌和微生物的过程。消毒主要用于医药工业以对手术和医疗器械进行灭菌处理。消毒的方法有干热发、湿热发（高压蒸汽消毒），以及气体消毒法或辐射消毒法。假定包装材料能使包内物品保持在无菌的状态下，那么，在象手术室分发手术器械那样的情况下，器械使用者要弄清楚的问题之一就是手术包已被消毒过。一种被广泛采用的方法是使用一种在消毒中能具有不可逆颜色变化的印刷油墨来作指示剂。高压蒸汽消毒法是一种颇受欢迎的技术，它将包装物品在压力下经过100℃以上的高温过热蒸汽消毒处理。这种消毒方法比干热消毒法更有效，因为它所需的温度较低，包装物品在消毒器中的逗留时间较短，细菌对湿热的抵抗力较弱。由于种种原因油墨制造者在可供使用的化学品以及化合作用的种类方面受到极大的限制。由于下墨量少，颜色变化必须相当明显，以便在承印基质上能轻而易举地看到明显地效果。反应只有在高压蒸汽消毒条件下才能发生，而不能在干热时，也不能在湿墨中发生。反应物还必须能分散在有关的油墨解质中形成稳定的油墨。原材料的选择：原材料的选择问题使能用于高压蒸汽消毒的油墨品种明显受到了限制，因此市售的各种体系所利用的往往是某些无色的铝化合物在转变成硫化铝时发生的由白到黑的颜色变化。尽管可以获得在变色时间各不相同的各种体系，但是反应活性越大的品种其稳定性也越差，在干热条件下更容易变色。某些金属碳酸盐也表现出令人满意的颜色变化，现在已有含氰化铁的高压蒸汽消毒油墨问世并投入工业化应用。由于无法将这类油墨配制以用于平版印刷中，同时干胶印的下墨量又太小，使颜色变化难以被察觉出来，因此照相凹版印刷和苯胺印刷是这种油墨优先采用的印刷技术。丝网印刷或许多能解决下墨量问题，但是对于所需的长版活来说，这种印刷方法显得速度太慢。另一种印刷技术，即喷墨印刷，由于使用了一种其内部含有在高压蒸汽消毒条件能渗色的材料的专门油墨，它可用于高速包装生产线。气体消毒法也受到许多类似的限制，气体消毒法的优点是操作能在低温下进行，因而这种消毒方法可用于对热稳定性差的产品进行消毒处理。常用的气体是环氧乙烷，但在使用时需格外留心，因为环氧乙烷能与空气形成一种爆炸性混合物。所用的颜色变化指示剂必须对环氧乙烷发生的反应生产效应，能加进油墨溶剂中去的一种物质是水合氯化镁，在反应期间，所生成的氢氧化镁使酸碱指示剂（如溴酚兰或甲基红）引起颜色变化。建议采用的另一种方法是利用一种在辐射时可产生颜色变化的混合物。这种混合物由一种渗色颜料和一种非渗色颜料组成。