一种胆甾相液晶结构色材料及其制备方法和在图文印刷上的应用技术

一种胆甾相液晶结构色材料，胆甾相液晶结构色材料是胆甾相液晶均匀分散在聚乙烯醇和阳离子淀粉溶胶体系中所形成的溶胶乳液。本发明专利技术还提供上述胆甾相液晶结构色材料的一种制备方法。本发明专利技术还提供上述胆甾相液晶结构色材料在图文印刷上的应用。本发明专利技术的胆甾相液晶结构色材料能够形成均匀分布的液晶溶胶乳液体系，制备工艺较为简单，成本较低，应用在油墨中能够使油墨具有优良的印刷适性和成膜特性。能够使油墨具有优良的印刷适性和成膜特性。

【技术实现步骤摘要】
一种胆甾相液晶结构色材料及其制备方法和在图文印刷上的应用


[0001]本专利技术涉及结构色油墨，具体涉及一种胆甾相液晶结构色材料及其制备方法和在图文印刷上的应用。

技术介绍

[0002]结构色材料广泛存在于自然界中，颜色源自光子晶体结构对可见光发生布拉格衍射和选择性反射等作用结果，通过现有技术手段可以实现光子晶体微结构的构建，从而将图文信息以一种新颖的方式呈现。这类结构色材料在印刷包装领域具有极大的应用前景，国内专利文献（公开号CN1808214A、CN108530583A等中国专利技术申请说明书）报道了常见胶体光子晶体在印刷包装中的应用，但这类材料的加工成本较高，油墨液化困难，难以大规模的应用和推广。
[0003]胆甾相液晶是一种具有微纳结构的光子晶体材料，介晶相液晶分子可沿着垂直轴旋转排列，拥有周期性的螺距结构，当螺距与可见光的波长相当时，材料通过选择性反射一定波长范围内的光波来显示对应的颜色。在介晶态胆甾相液晶通常具有较好的流动性，难以稳定存在并实现颜色等信息的有效输出。
[0004]现有技术往往需要先通过微胶囊化处理，利用聚合物材料来包裹住胆甾相液晶，以形成更加稳定的核壳结构微球，现有专利文献（公开号CN107312123 A、CN108786676 A、CN111205701A等中国专利技术申请说明书）报道了这类核壳结构液晶微球及薄膜的制备方法。胆甾相液晶结构色材料大多在此基础上，再通过将液晶微胶囊均匀分散于油性或者水性的连接料中，制备得到可印刷的油墨。但是，所得胆甾相液晶结构色材料中液晶微球的尺寸大小，目前缺少简单易行的方法得以有效控制，其大小均一性较差；而且微球聚合物的壳材厚度需要控制得足够薄，才能满足胆甾相液晶芯材对可见光的选择性吸收和反射，确保颜色的饱和度和呈现效果。上述微胶囊化胆甾相液晶自身所存在的问题，无疑极大地限制了胆甾相液晶结构色材料的制备与应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种胆甾相液晶结构色材料及其制备方法和在图文印刷上的应用，这种胆甾相液晶结构色材料能够形成均匀分布的液晶溶胶乳液体系，制备工艺较为简单，成本较低，应用在油墨中能够使油墨具有优良的印刷适性和成膜特性。采用的技术方案如下：一种胆甾相液晶结构色材料，其特征在于所述胆甾相液晶结构色材料是胆甾相液晶均匀分散在聚乙烯醇和阳离子淀粉溶胶体系中所形成的溶胶乳液。
[0006]本专利技术还提供上述胆甾相液晶结构色材料的一种制备方法，其特征在于包括下述步骤：（1）将聚乙烯醇和阳离子淀粉一起溶解于水中，得到聚乙烯醇和阳离子淀粉水溶
液；（2）将聚乙烯醇和阳离子淀粉水溶液调节至设定温度，再将胆甾相液晶加入到聚乙烯醇和阳离子淀粉水溶液中，并搅拌均匀，得到白色溶胶乳液，该白色溶胶乳液为所需的胆甾相液晶结构色材料。
[0007]上述白色溶胶乳液为胆甾相液晶均匀分散在聚乙烯醇和阳离子淀粉溶胶体系中所形成的溶胶乳液。
[0008]步骤（2）得到白色溶胶乳液后，可向白色溶胶乳液中加入乳液稳定剂，混合均匀后在室温下静置保存。优选上述乳液稳定剂为羧甲基纤维素钠，乳液稳定剂的加入量为白色溶胶乳液重量的0.05
‑
0.3%。
[0009]优选步骤（1）中，将聚乙烯醇和阳离子淀粉加入到水中后，加热到92
‑
97℃并保温20
‑
50分钟，同时利用机械搅拌装置进行持续搅拌，得到均匀的聚乙烯醇和阳离子淀粉水溶液。优选上述持续搅拌的转速为500
‑
1000rpm。
[0010]优选步骤（1）所得的聚乙烯醇和阳离子淀粉水溶液中，聚乙烯醇的重量百分比含量为8
‑
15%，阳离子淀粉的重量百分比含量为1
‑
5%。
[0011]优选步骤（1）中，所用的水为去离子水。
[0012]步骤（1）中，所用的聚乙烯醇可为PVA1788型或PVA1799型。
[0013]步骤（1）中，所用的阳离子淀粉可为叔氨基或季铵基醚化的淀粉。
[0014]优选步骤（2）中所述的设定温度比胆甾相液晶的清亮点温度高10
‑
15℃。
[0015]优选步骤（2）中，加入胆甾相液晶后继续搅拌8
‑
15小时，再逐渐降温至20
‑
30℃，降温速率为30
‑
60℃/min，得到白色溶胶乳液。
[0016]优选所述胆甾相液晶由向列相液晶材料和手性掺杂剂按照向列相液晶材料5
‑
50%、手性掺杂剂95
‑
50%的重量比例混合而成。更优选所述向列相液晶材料为4
‑
氰基
‑4’‑
戊基联苯、4
‑
氰基
‑4’‑
己基联苯、4
‑
氰基
‑4’‑
庚基联苯和4
‑
氰基
‑4’‑
辛基联苯中的一种或者其中多种的混合物。更优选所述手性掺杂剂是甲酸胆固醇酯、醋酸胆固醇酯、戊酸胆固醇酯、庚酸胆固醇酯、正辛酸胆固醇酯、癸酸胆固醇酯和碳酸胆固醇酯中的一种或者其中多种的混合物。当改变上述胆甾相液晶的组成时，颜色信息也随之发生改变（从红到紫发生改变）。
[0017]优选所述胆甾相液晶的加入量为聚乙烯醇重量的3
‑
8倍，以保证液晶材料在白色溶胶乳液中有较高的分布密度。
[0018]上述白色溶胶乳液的体系黏度通常为1
‑
6 Pa
·
s。
[0019]上述胆甾相液晶结构色材料在图文印刷上的应用，其特征在于包括以下步骤：（1
’
）室温条件下（20
‑
30℃），将胆甾相液晶结构色材料（即上述白色溶胶乳液）搅拌均匀，再将消泡剂加入到胆甾相液晶结构色材料中并搅拌均匀，得到水性墨水；（2
’
）室温条件下（20
‑
30℃），将水性墨水印刷转移到承印基材的表面，形成印刷墨层，静置等待印刷墨层所含水分充分挥发，使印刷墨层充分干燥成膜。
[0020]胆甾相液晶结构色材料制备完成后，即可用于步骤（1
’
）中调配水性油墨。
[0021]步骤（2
’
）中，可将水性墨水通过具有特定图文信息的印刷丝网印刷转移到承印基材的表面，形成印刷墨层，静置等待印刷墨层所含水分充分挥发，当印刷墨层充分干燥后，形成特定颜色的图文信息。所述印刷丝网可采用50
‑
150目的印刷丝网。
[0022]优选方案中，上述消泡剂是乙醇、正丙醇或异丙醇，消泡剂的加入量为胆甾相液晶结构色材料重量的0.2
‑
1%。
[0023]另外，可根据用途需要，向胆甾相液晶结构色材料中添加适量的黏度调节剂，以减少体系的黏度和表面张力。黏度调节剂可以为乙醇。
[0024]所述承印基材可以是纸张、聚合物薄膜、玻璃或纺织品。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胆甾相液晶结构色材料，其特征在于所述胆甾相液晶结构色材料是胆甾相液晶均匀分散在聚乙烯醇和阳离子淀粉溶胶体系中所形成的溶胶乳液。2.权利要求1所述的胆甾相液晶结构色材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：（1）将聚乙烯醇和阳离子淀粉一起溶解于水中，得到聚乙烯醇和阳离子淀粉水溶液；（2）将聚乙烯醇和阳离子淀粉水溶液调节至设定温度，再将胆甾相液晶加入到聚乙烯醇和阳离子淀粉水溶液中，并搅拌均匀，得到白色溶胶乳液，该白色溶胶乳液为所需的胆甾相液晶结构色材料。3.根据权利要求2所述的胆甾相液晶结构色材料的制备方法，其特征是：步骤（1）中，将聚乙烯醇和阳离子淀粉加入到水中后，加热到92
‑
97℃并保温20
‑
50分钟，同时利用机械搅拌装置进行持续搅拌，得到均匀的聚乙烯醇和阳离子淀粉水溶液。4.根据权利要求2或3所述的胆甾相液晶结构色材料的制备方法，其特征是：步骤（1）所得的聚乙烯醇和阳离子淀粉水溶液中，聚乙烯醇的重量百分比含量为8
‑
15%，阳离子淀粉的重量百分比含量为1
‑
5%；步骤（1）中，所用的水为去离子水；步骤（1）中，所用的阳离子淀粉为叔氨基或季铵基醚化的淀粉。5.根据权利要求2所述的胆甾相液晶结构色材料的制备方法，其特征是：步骤（2）中所述的设定温度比胆甾相液晶的清亮点温度高10
‑
15℃；步骤（2）中，加入胆甾相液晶后继续搅拌8
‑
15小时，再逐渐降温至20
‑
30℃，降温速率为30
‑
60℃/min，得到白色溶胶乳液。6.根据权利要求2所述的胆甾相液晶结构色材料的制备方法，其特征是：所述胆甾相液晶由向列相液晶材料和手性掺杂剂按照向列相液晶材料5

【专利技术属性】
技术研发人员：汤树海，朱琦，陈广学，李仁爱，
申请(专利权)人：广东壮丽彩印股份有限公司，
类型：发明
国别省市：