光干涉變色油墨

光干涉變色油墨（簡稱光變油墨、又稱光學變色油墨）是二十世紀九十年代才問世的具有動態變色效果的新型油墨。用它印刷的圖文，從不同的角度觀察能變幻出不同的顏色。特別在0°左右觀察與在60°左右觀察時將呈現出兩種非常明顯的截然不同的顏色。這種變色效果來自于油墨中的光干涉顏料。

　　何為光干涉顏料？這要從自然界的顏色講起。眾所周知：顏色是眼睛和大腦對可見光譜（波長范圍400～700nm）的感光反應。當白光（如：自然光）照在物體上時，我們感受到的只是該物體表面被反射波長的光（“反射色”），其余的波長被物體吸收而感受不到。不同的物體對光波的吸收和反射是千差萬別的，世間萬物因此各具特色。“反射色”由物體內在特性所決定，無論觀察的角度和光源的方向怎樣變化，物體的顏色保持不變。“干涉色”與此相反，它不屬于物體本身的特性，是由于光干涉的物理作用而呈現出的顏色。如，肥皂泡不吸收光，本身是無色透明的，但當它的厚薄滿足光干涉條件時，就會呈現出彩虹般的五顏六色。“干涉色”可隨光線入射角和觀察角度的變化而發生變色，這是“反射色”所無法達到的。

　　光干涉顏料是人類模仿大自然的杰作。

　　建立在平行平板多光束干涉原理基礎上的薄膜光學，是人造“干涉色”的理論基礎。薄膜光學實現了人類對物體表面反射光譜及光學性能進行控制和選擇的愿望。圖1為一多層光學薄膜結構（膜厚以納米為單位）示意圖（在此只討論與我們有關的反射光及相關的物理量，略去復雜的薄膜計算表達式）。由薄膜光學理論得知入射光在各層薄膜界面上的反射光之振幅矢量分別為：r1、r2e -2iδ1、……、rk+1e -2i（δ1＋δ2＋……＋δk），其中r1、r2、……、rk+1分別是界面兩邊的折射率N0與N1、N1與N2、……、Nk+1與Nk的函數，稱為反射系數。

　　δ為各反射光之間的位相差：

　　δ1 = 2π/λ·Ｎ1ｄ1cosθ1、……、δk = 2π/λ·Ｎkｄkcosθk

　　式中：λ為入射光波長，ｄ1、ｄk分別為第一層薄膜及第k層薄膜的厚度，θ1、θk分別為光在第一層和第k層薄膜的入射角（θ1、θ2、……、θk由θ0和N0、N1、……、Nk決定）。

　　多層光學薄膜的反射率R是各反射系數r（也即N1、……、Nk）和位相差δ（也即λ、θ0和ｄ1、…、ｄk）的函數。據此我們分析如下：

　　① 對于一個確定（按需要設計成型）的膜系結構來看，其膜層的材料N和厚度d及入射介質N0均為已知的定數，其表面反射率R就只是入射光波長λ和入射角θ0的函數。給定一個θ0，便可得到該膜系在這一θ0條件下按波長分布的反射光譜曲線。即：每個確定的膜系都具有特定的反射光譜。而這反射光譜將隨入射角θ0的改變而變化。這就是人造膜系產生的"干涉色"可隨光線入射角和觀察角度的變化而發生變色的緣由。

　　② 我們可根據需要進行膜系設計，合理計算選配膜層材料及膜層厚度，改變N、d值，來達到預定的反射光譜及光學性能指標。實現人們對物體表面反射光譜及光學性能進行控制和選擇的愿望。

　　光干涉顏料就是將具有干涉結構的光學薄膜經粉碎、分級、表面處理等一系列顏料化處理后生成的。它成功地利用了光學薄膜能產生各種動態干涉色之特性。這種別具一格的片狀顏料保持了光學薄膜的所有光學特性，只要觀察角度和光線入射角不同，每片顏料就會向鏡面一樣反射出繽紛的變化色彩。準確地運用光干涉技術，�臆S�确地控制颜色抵\浠��?BR>　　光學薄膜是按膜系結構的要求，在高真空條件下把不同折射率的材料依次交替淀積在同一載體上形成。材料是以分子或原子的形式被蒸發到載體上，為保證膜層的均勻性和致密性，必須嚴格控制蒸發速率的一致性；而為了控制膜系的顏色指標，必須將膜層厚度的誤差控制在埃（1埃=10-1納米=10-7毫米）的范圍內。由此可見光學薄膜生產的精密性和特殊性。

　　膜系設計在滿足光譜要求的前提下，膜層數應盡可能少，以降低生產成本。目前較理想的光干涉顏料膜系為圖2所示的5層對稱式結構，膜系厚度在1微米左右，中間是不透明的反射層（可視作上下兩部干涉腔的共用基底），兩邊是對稱的透明無色介質層和半透明金屬層，使膜片上下兩面都具有同樣的干涉色。改變透明介質層的厚度，就能改變膜系的顏色以獲得各種顏色的光干涉顏料。由于膜系在高真空下制成，使用的全是無色或透明的無機材料，生成的光干涉顏料性能穩定、結構致密、不會褪色、耐候性極強、抗剪切性好、可按油墨對粒徑的要求任意粉碎。

　　目前國際上還有利用天然云母片和金屬鋁片為基底，用化學包覆的方法來制取的干涉顏料；也有利用液晶片的特性制取的干涉顏料。但從顏色種類到物理特性都無法同光干涉顏料相比。它們主要用在涂料行業，難以滿足印刷油墨對片狀顏料的苛刻要求。

　　光變油墨的印制品所具有的動態變色效果無法用高清晰度掃描儀、彩色復印機及其他設備進行復制；加之其設計和生產技術極具專業性；制作工藝復雜；投資巨大；難以仿制，因此它被世界上七十多個國家用于貨幣的防偽。自99版100元人民幣使用以來，該防偽標記在假幣上至今未被仿制，成為報刊上辨認真假人民幣的重要宣傳標記。此外還可廣泛用于各類有價證券、著名商標、證件票據、產品包裝等印刷品的防偽。

　　目前國際上只有美國能生產薄膜光干涉顏料，采用美國顏料生產光變油墨的公司也屈指可數。國內惠州市華陽光學技術有限公司已成功自主研制并規模化批量生產光干涉顏料和光變油墨，產品具有國際先進水平。目前已使用在多家著名卷煙包裝和重要證件的防偽印刷上。模切刀 壓痕條 刀版彈墊 補底紙 膠條 海綿條 補底紙 壓痕模 壓痕線