油墨作為印刷的主要材料之一,如今隨著科學技術的不斷發展以及人們對印刷產品的更高需求,在不同的印刷領域發揮著巨大的作用。下面就介紹幾種有著很好發展前景的特種油墨。
一、生物油墨
美國科學家早就致力于一種名為菌視紫質的蛋白分子的研究。天然物料往往可以演示諸如半導體之類制成物料所不能輕易獲得的復雜功能。菌視紫質是在一種生長在鹽堿沼澤中被稱為“鹽制品嗜鹽桿菌”體上的強度紫色細胞膜中被發現的。照射其蛋白質,就能引發一個光化學反應圈。其原理是:該光化學反應沿著環繞細胞膜的通道運送質子。此細胞膜的紫色源自被稱為“視網膜”的菌視紫質成分。細胞膜通道中的胺酸與“視網膜”牢固結合。
而溶解狀態下的“視網膜”與胺酸不結合,并呈淡黃色。
將不同波長的兩組激光,交替照射到此種蛋白結構與黃色結構之間進行前后的轉換。正是它的這種習性,激發了人們對菌視紫質的研究和利用。它可用作模擬視網膜中的敏元件,也可用作朊基處理裝置中的存存儲元件或者是光學計算機中的存儲元件。菌視紫質的薄膜還能依照外部電場的轉換而改變基顏色。在常規菌視紫質中,在不同的電場作用下,會形成從紫色到藍色的低對比度色彩變化。但由某種突變菌生成的菌視紫質結構,在強電場的作用下,會從藍色變換為淡黃色。將這種蛋白薄膜夾在組合了大量電極的透明板中,即可制成一張顯示版。對此薄膜的不同部位施用各自適當的電壓,就能在顯示版面上“寫入”一頁文稿或“置入”一幅圖像。
同紙上的油墨一樣,菌視紫質顯示版上的圖像也能在普通光線下看清。該蛋白薄膜也提供了高對比度的優點。而且,色彩的轉變時間還能加快到200μs。目前,整個研制工作面臨的主要困難是需要耗用數百伏功率的電場來激發其色彩的變換。研究人員正努力進行這一項目的研究,以在獲得一個對外部電場高度敏感的色彩方面取得突破性進展。
二、靜電調色油墨
用于電子照相、靜電記錄等靜電圖像形成技術的材料,被稱為靜電調色油墨,具備有選擇地附著于靜電潛像、進行物理顯像的功能。此外還有很多叫法,諸如電子調色劑、電子印刷油墨、顯影劑等等。一般靜電調色油墨是在被稱為載體的媒介中分散后的狀態下使用。
把這種分散物叫做顯影劑,根據載體的種類,可大體分為:氣體(空氣)、液體(絕緣性有機液體)和固體(玻璃球、鐵粉)。從靜電調色油墨的整體質量考慮,它通常是和圖像形成技術一起研究。
在實用上,多分為對應于液體和固體的液體調色油墨(顯影劑)粉體調色油墨(顯影劑)。對調色油墨要求的一般特性是:(1)高速、長期使用的質量穩定性;(2)圖像質量尤其是中間調的再現性;(3)彩色(多色)圖像再現性。而對粉體調色油墨、液體調色油墨和彩色調色油墨來說,它們都有自身的要求特性,一般如下。
1、粉體調色油墨
通常是一種顏料、染料等調色劑和樹脂等粘合劑及助劑混為一體的微粒粉體,附著在玻璃球、鐵粉等載體表面、在帶電荷的狀態下使用。使用粉體調色油墨的主要是靜電印刷、間接電子照相機、靜電記錄以及電子傳真方式的制版和復印等,已受到人們的廣泛注意,目前正在研究粉體調色油墨的新的制造方法:
。1)用加熱滾筒、加熱輥和融解等方法混合各種必要成分,制成均勻分散物,冷卻后進行微粒粉碎。這是最一般的方法。
。2)把用溶劑在常溫下混合的物質涂布在平板上做成成型薄膜,干燥固化后進行微粒粉碎。它的缺點是容易殘留溶劑,只適于少量生產。
。3)把前項的混合分散物做噴霧干燥。
。4)把聚合性單體和著色劑及其他成分混合,使之懸濁聚合后微;。
。5)把用(2)項混合的溶劑分散物用溶劑溶解,混合并投入不溶解各成分的大量的非溶劑中,使之做為不溶性微粒子析出。
。6)把分散物在融解狀態下混合在非溶劑中,使之做為球狀粒子分散,原物冷卻凝固后進行固、液分離。
這樣得到的粉體調色油墨,通常以下述性質作為評價質量的主要指標: 1)帶電性:帶電量、極性、穩定性、電荷保持性;顆料性: 2)顆粒形狀、最大(最。┝、粒度分布; 3)顯影性:密度、糊版、重影、拖尾、光澤、色調; 4)定影性:融溶溫度、溶解性、附著強度; 5)圖像質量:分辨力、反差; 6)強度:疲勞現象、粉化。
在粉體調色油墨范圍進行的研究,基本上都是以上述性質即整體的性能為中心內容。
對調色油墨的組成成分,例如對用作粘合劑的樹脂和各種添加劑做了大量的研究。即:染色后的無水硅酸微細粉末;做為接受體/給予體的多核碳氫化鹵素附加物;次核酸/次碳酸的聚酯;表示磁性載體和相反極性融點鮮明的聚酸胺;聚二醇或其共聚物;玻璃轉移點不同的兩種樹脂的混合物;乙烯樹脂/磷苯二甲酸酯/聚溶已酯/磺酸酸胺/氯化聚體基化合物等,這些主要都是與粘合劑有關的物質。
添加劑是在潤滑油、凝聚劑等油性物質載體和調色劑的表面上被覆高級脂肪酸、鹽等。此外,從整體考慮,還可以熔點100°C以上的顆粒為核心,外表面被覆100°C以下和介電物質的記錄用粉末;正極性有機調色劑和負極性有機調色劑的混合物;正極性調色劑是有—NH2、—OH、—COOH等的齊聚物;負及性調色劑是有—NO2、鹵素的齊聚物;電場不同時的轉印比例極大或極小、阻塞少的調色油墨;把親油性調色劑/載體極性化后,配以相反極性的親水性樹脂粉末的制版劑等等。通常為了控制摩擦帶電性,要對載體顆粒的表面進行處理。
2、液體調色油墨
這是把染料、顏料等調色劑和樹脂、帶電控制劑粘合劑分散在高絕緣性液體載體中制成的,主要用于電子傳真。把有靜潛像的表面浸漬于調色劑的分散物,再分散稀釋于過剩的液體載體中——液體顯影劑中或把顯影劑在滾筒上涂覆,則調色油墨有選擇地附著于潛像。然后,除去過剩的顯影油墨,使液體載體蒸發后,圖像在表面定影。
因采用以上步聚,所以對液體調色油墨,必須注意下述性質: 1)分散性:長期保存、繼續使用時的分散穩定性; 2)帶電性:帶電量、極性、穩定性; 3)顯影性:密度、糊版、色調、光澤; 4)定影性:干燥性、粘結強度; 5)圖象質量:分辯力、反差; 6)安全性:毒性、引火性、臭氣。
尤其是液體調色油墨和載體的關聯性,造成分散性和帶電性等一些問題,正在以此為中心進行新的組成方式的研究。
從主要成分的化學結構測定分散和帶電的穩定性,有下述方法: 1)把極性不同、有相溶性的共聚物混合在一起,測定顏料分散和整體的分散; 2)應用使極性基和油溶性基平衡的長鏈共聚合體; 3)利用羰基和胺的反應生成物; 4)把覆上了亞麻仁油的顏料和聚丙烯酯混合調配; 5)使兩種以上的顏料平衡; 6)顏料和凝聚的松香和被覆表面后成為穩定溶膠的松香混合物; 7)二甲笨樹脂:高級烷基丙烯酯聚合物: 8)聚乙烯醚; 9)丙烯共聚體; 10)加壓反應醇酸等等。
另外,使用了特殊添加成分的范例,已發表的有;1)使用幫助液體連結料和顯影材料分散的可溶化劑;2)使用聚異氨酸脂和油性物質;3)樹酯酸鈷;4)柴油機油;5)瀝青/脂肪酸;6)3價或4價的金屬鹽和胺的混合物;7)水溶對氮苯黑、炭黑和絡化活性劑;8)烷基丙烯磺酸鹽;9)市售潤滑油;10)磷酸酯;11)香茅醇;12)鋁或鈦的乙醇化合物;13)含有給予體的樹脂和IV族以上的金屬鹽的混合物等。
以同樣的目的,除聚合性單體和顏料等的接技、共聚物之外,還在研究瀝青芳香族物質的硫化交聯生成物。在帶電控制方面,負極性調色劑尤其受到注意,據說改變共聚物的極性基或者炭墨含有的發揮成分能夠控制帶電性。
3、彩色調色油墨
迄今為止,靜電調色劑幾乎都是以炭黑或水溶對氮苯黑作為調色劑的黑色調色油墨,目前對于彩色調色劑的要求非常強烈,正在積極進行這方面的研究。但是實際上,這要通過如何廉價地制造彩色復制裝置來決定,所以也可以說目前還處在基礎的階段。關于彩色調色油墨,特別是與電泳方式有關的調色油墨很多,這里只就除此而外的其他有關方面作一敘述。
用過去的方式所能使用的彩色調色油墨有: 。1)染料的胺基和脂肪酸、樹脂酸的鹽; 。2)酸膠; 。3)有苯環的顏料和丙烯單體的接枝; 。4)三氯間二氮苯基和長鏈胺的反應生成物; 。5)結合了長鏈烯基的偶氮、蒽醌類染料等。
此外,據說還可以把以鉻和鈷為配位鍵的絡體染料,金屬的硫代硫雜蒽、次硫代甲氨酯等做為調色劑使用。還有靜電凹印、轉印、通過電流使隱色化合物成色;通過偏壓調節,順次顯影;依靠染料增感來修正圖像表面等新方法。
|