当发光颜料分子被光能量兴奋,使他们兴奋,更高的单线态能级,然后恢复到原来的基态通过发射部分吸收能量。如果衰变是直接从S2 S0然后荧光发生;如果能量消散的三重态(T1或2),然后磷光现象发生。

图2 /组件荧光

荧光染色剂

当某些化合物吸收光线,一个电子是兴奋到更高的振动能量的状态。振动能量的分子然后失去多余的碰撞或红外或微波发射光子的乐队和落在最低能量状态的振动水平。另外,几乎所有分子占领一个能级高于第二个接受内部转换和传递的最低振动能级上到一个更高的振动水平较低的状态,都有相同的能量。从那里,分子再次失去能量,直到第一激发态的能量最低水平。从这个层面上,分子可以回到基态的振动水平,排放能源以荧光的形式。显示荧光分子通常是两种类型的有机化合物与高度的共轭不饱和现象和扩展p -云结构,或无机化合物,它是相对容易促进电子空能级更高(通常是一个d -或f -级别),和分子可能会兴奋到更高的振动和转动能量状态。发射光的光谱称为发射光谱。由于能量守恒,发出的光几乎总是在更高的波长。

图3 /荧光样品矿物质-萤石

一个物体的反射率决定了颜色。荧光分子,光子仍然吸收了但他们立即回到原来的能量状态下降,消散的能量以热的形式或只是发射光子的波长。结果是一个典型的吸收光谱,因为吸收仅仅是日志(1 / R)。如果有分子发出荧光的着色剂混合,得到的频谱是许多因素的组合,包括反射non-fluorescing材料、荧光材料的吸光度,由于电子的激发到一个更高的能量状态,和荧光发射光谱的材料。188金宝搏bet官网真的一团糟解释因为吸收和荧光取决于所使用的光源的光谱功率分布。

萤石在紫外线

Willemmite

萤光颜料

最初,这些新的颜色和效果发现进入魔术表演,舞台演出和电影宣传海报。1936年,他们成为与公司在克利夫兰,产生电影海报,从加利福尼亚搬到克利夫兰。

在第二次世界大战期间,他们的焦点转移到明亮的信号板的生产使用的军队。战争结束后,这项技术被用在户外广告牌的消息“跳下来。”

荧光颜料在极性树脂载体固体染料的解决方案。荧光染料在未解除的状态不发出荧光。一旦这些染料溶解在热塑性或热固性树脂载体,磨成细粉,他们成为荧光颜料。只有少数商业化可制成荧光染料,颜料。一些最重要的染料使用基于罗丹明B(1877年发明的)。最常用的荧光染料如表1所示。

Willemmite紫外线下

• 热塑性塑料颜料(三聚氰胺甲醛类型)载体树脂的一个最古老的类型是基于对甲苯磺酰胺(PTSA)——三聚氰胺甲醛、完全凝聚树脂和融化在导弹的射程为115 - 135摄氏度,是清晰的,脆弱,容易粉色素形成。(用于印刷油墨。)

• 热固性涂料(三聚氰胺甲醛类型)
  这些类型的发展。通过后固化和化学改性的PTSA-MF树脂耐溶剂性增加,软化温度提高到175度c(用于印刷油墨。)

• 热固性涂料(Benzoguanamine甲醛类型)一个新的类型,三聚氰胺成分的PTSA-MF Benzoguanamine所取代。这个结果在一个球形颗粒大小而不是粗糙的边缘。(用于印刷油墨。)

• 热固性涂料(Benzoguanamine甲醛类型)
  这些是专门为塑料镀最小化开发其他类型的趋势。他们只包含benzoguanamine甲醛类型矩阵。(可用于印刷油墨。)

• 热塑性塑料颜料(聚酰胺类型)这些类型是用于开发的塑料。它们是基于脂肪族二元胺和间苯二甲酸与熔点110 - 150摄氏度,这取决于应用程序。

• 热塑性塑料颜料(聚酯类型)这些也开发了用于塑料。它们是基于多重的乙二醇和邻苯二甲酸酐。他们有低软化点(约90摄氏度),被认为是比爸爸更少的热量稳定类型。它们不包含任何甲醛。

• 热塑性塑料颜料(乙烯基或丙烯酸型)这些是主要用于蜡光乙烯和矩阵是根据PVC或丙烯酸树脂。它们不包含任何甲醛和显示很高的颜色强度。

• 水性分散体(丙烯酸类型)这是一个新开发荧光色素制造,专门为印刷和书写墨水。他们制造将荧光染料加入丙烯酸单体聚合,从而创建彩色乳胶粒子(珠)。他们是甲醛自由和有一个非常细粒度(亚微米),这是非常适合墨水制造。(用于印刷油墨)

图4 a /添加剂颜色

紫外荧光颜料

这些化学物质包括各种发光的化学物质如灯、电视和CRT荧光粉,但本文将介绍只有在“颜色”中使用的油墨,涂料,塑料,和类似的应用程序。

与有机化合物发光本质上是基于局部有机分子内的电子系统。然而,与无机化合物发光是由他们的晶格结构,因此发光晶体结构改变或完全消失,当他们以任何方式改变(融化、分解或断裂)(见图4 a-4b)。4

经典的ifp来说都是基于硫化锌和硫化镉锌。这些无机荧光色素(如(锌、Cd) S掺杂(激活)与银、铜、锰)今天被认为是“有毒”(因为镉的内容)。所使用的催化剂类型和数量决定了荧光的颜色。例如,当铜作为催化剂可以不同的颜色从绿色到深红色,而当使用银时,荧光颜色范围从深蓝到深红色。

图4 b /减法的颜色

因此,一个特殊范围的无机发光颜料(其中一些基于稀土元素和一些相当复杂的晶体结构),是专门为方便印刷,表面处理已经被开发以满足印刷行业的需求。这些色素发现使用,特别是在安全印刷行业,他们设计这个特定行业的需求。

这些颜料是由微晶主机(或矩阵)基于稀土催化剂,即。,少量的故意添加杂质原子分布在基质晶体。一些这样的矩阵:氧化物,硫化物的硫氧化物和稀土元素,和碱土金属铝酸盐类。

一个重要的使用这些颜料是在文档安全的应用程序。必须考虑安全印刷行业的严格要求,它使用的颜料。除了尽可能“伪造证据”,最终产品也应该通过其他质量和耐久性的要求。这些包括以下。

• 颜料应具备优良的耐光。
  
• 它必须有优越的摩擦牢度(干和湿)。
  
• 其色牢度不同溶剂和化学品必须优秀,即。、乙酸乙酯、乙醇、丙酮、三氯乙烯、苯、二甲苯、漂白的解决方案,烧碱,乙酸,盐酸、汗水、肥皂、洗涤剂等。
  
• 它必须有一个粒子尺寸小到可以打印所有的印刷流程。

图5 a /在正常光

紫外荧光颜料的用户必须意识到自己的缺点。这些可以概括如下。

• 粒子尺寸:平均粒径大于有机颜料,即。、亚微米与大于2 - 4微米。他们应该也不会太细的余辉依赖于它们的晶体结构。一旦坏了,他们不发光。

• 研磨:它们基于无机分子(有些人甚至基于铝酸盐类)他们可以相当粗鲁。因此,用户应该小心破坏凹印辊和偏移量。

• 颜色强度:颜色形成完全依赖荧光组件,超过正常数量可能需要为了能够得到足够明亮的颜色。

• 加色概念:记住,这些颜色是添加剂,红色、蓝色和绿色的结果在一个白人,而不是黑人。因此,如果打印必须忠于他们的颜色,应该使用不同的过滤器。

图5 b /紫外线照射下

图6 /在正常光线下(左)和紫外线

光学增白剂代理(OBA)

这些产品的另一个用途是印刷隐形标记在安全应用,类似于紫外荧光颜料。(示例图6中最有可能已经生产使用OBA)。

在正常光

红外荧光颜料(Anti-Stokes)

这些产品也可以用于印刷油墨在ifp来说采取同样的措施。为了检测到它们需要特殊的近红外激光或发光二极管。

紫外线照射下

磷光颜料

在完全黑暗

后来,通过改善生产过程,硫化锌:铜掺杂(硫化锌:铜)类型磷光颜料余辉特性获得强大到足以被可用的安全标识。这些颜料有一个绿色的余辉峰值在520海里(参见图7)。

这些色素(仍然)也用于玩具,新奇产品,纺织印刷。然而,他们的主要缺陷是:

• 他们的粒度太大,除了丝网印刷(平均25毫米);

• 获得体面的余辉,很厚一层含有大量色素是必需的;

• 余辉依赖于粒子的大小,大的粒子有光明的余辉。

这个新类的发明和进一步发展的颜料以多种方式打开新的可能性,因为一个可接受的水平的余辉是可能通过使用更少的色素和余辉时间大大增加了。

这些AEA颜料也制造蓝绿(水)和紫余辉颜色。图8显示了硫化锌的激发和发射曲线:铜和绿色和蓝色绿色排放AEA颜料。这些新发明的最初颜料有自己的问题,主要是:

• 他们有大粒径:> 20微米(为塑料工业开发);

• 他们硬和研磨(6.8 -7.0姆欧);

• 他们失去了发光的能力后,潮湿的(在粉末形式)。

图10 /三层OVP

图12 / SEM照片

光学可变的颜料

口服脊髓灰质炎疫苗的颜色变化的能力是基于物理的现象称为Fabry P ?腐烂的干扰原理,首次发现于1897年(这个方法最初是用于确定光的波长)。

ovp多层半透明的电影反射器(金属)和介电材料。188金宝搏bet官网这些可以由三层(如图10所示),或第二个类型,一个核心的反光材料进而覆盖弱对称系统的折射和部分反光层,总共五层(如图11)。

在这个第二种OVP,中心“内心的反射器”层通常是铝的,和“低折射”层可以是二氧化硅或MgF2或Fe2O3;和“部分反射”外层可以,Cr、二硫化钼、Fe2O3.10这些层都没有自己的任何颜色,但当他们彼此投入密切接触,他们产生灿烂的颜色,因为组件的选择性的破坏性和建设性干涉interfaces.11光反射

ovp整个颜色和通常玩看不到失败运动特征的金属颜料。极端的照明和观察位置,脸角和掠射角,需要看到所有的颜色深浅的颜料。

变化干扰层的厚度变化观察到的颜色。通常的变化是洋红色的绿色;绿色,蓝色;绿色和金色。通常他们用凹版印刷机印刷的雕刻深度50 - 70微米的规律。总共12颜料通常1微米厚度和公差非常严格控制(参见图12)13

OVP的一些示例输出中可以看到人民币样品在你的口袋里(寻找新的100美元,50美元,20美元,10美元和5美元的账单),如图13所示。

图13 /各种样品的OVP使用打印

光致变色色素

嗪的无色的形式包含了斯皮罗碳原子。这个碳原子SP3杂化和服务分离分子成两半。每一半由苯环型的杂环的pi系统正交和不共轭spirocarbon原子。因为本地化π系统由这个SP3杂化碳,所有吸收紫外光谱的一部分,不可见的。因此,分子无色的未激活的形式出现。

暴露于紫外线辐射后,斯皮罗之间的债券和氧嗪破裂,以及分子发生几何重排。在这个新的“开环”形式,π沿着整个系统连接和共轭分子,这几乎是平面。这降低了能源的过渡,因此,分子吸收长波长,即。在可见光谱。蓝色的光色材料,这个吸收约610纳米。红色的吸收光子从白光留下剩余的颜色是蓝色的。这是相同的解释为什么天空是蓝色的。

清除紫外线源,原来的几何构象分子放松——封闭的斯皮罗形成碳氧键的改革。网络观察回到无色状态。这个键断裂和改革过程结合,形成一个循环,从封闭的无色斯皮罗形式和开放的彩色merocyanine形式。这些光致变色染料,无论是嗪或naphthopyran,在同样的way.14函数

四个基本颜色通常可用:紫色,蓝色,黄色和红色。这些色素可以混合过程的颜色做出一些新颜色这种通过混合蓝色和黄色绿色,等等。这些着色剂可以很容易地用最常见的墨水混合溶剂,但有时最好使用“色素”的形式,是由microencapsulating制造染料载体树脂。粒度分布通常是1 - 6微米之间,这有助于使用大多数印刷系统是否采取适当的预防措施。这些色素有良好的天气能力和耐光性,和其他一些很差光和化学级。最好是与供应商讨论之前使用它们

热变色色素

有机分子的热变色机制不同的无机物。这些分子可以定制生产的大部分工作在不同的温度范围。例如,一个制造商提供了九个不同的颜色和温度范围从-15摄氏度至70摄氏度。

这些色素是最好的用于乳剂形式或一种准色素(microencapsulated)和粒子大小是1 - 6微米之间,和可以使用的最常见的印刷方法:这些t恤或咖啡杯从屏幕上墨,以抵消平安全应用程序。这些染料对光线很敏感,一些化学物质和之前与供应商讨论是明智的使用它们。

结论

本文是基于一个演讲在2001年NPIRI夏季课程高级主题:原材料和添加剂的专业油墨和涂料。188金宝搏bet官网

在特殊效果颜料的更多信息,联系a Nurhan Becidyan,美国矿产化工股份有限公司800-777-0505或电子邮件anbecidyan@umccorp.com。

引用