- 技術原理 -
15.Apr.2014
熱分析-DSC DSC熱分析應用-感溫變色墨水
變色油墨是一種透過物理性質而改變原有顏色的特殊油墨，最常用於印刷業、防偽、高溫電器商品、玩具、禮品、服裝、工藝品、藝術品等產業。而變色油墨又分為幾大類: 感溫變色油墨、紫外線感光變色油墨、紫外螢光變色油墨、紅外線變色油墨、遇水變色油墨、化學變色油墨、光學變色油墨…等。
而我們要討論的部分為”感溫變色油墨”又稱熱敏變色油墨，是一種能隨溫度變化而發生顏色改變的特殊油墨，油墨在常溫下顯示原本的墨水顏色，加溫後改變為另外一種顏色，可稱為「可逆溫變色油墨」或是另一種「可逆溫消色油墨」變化過程是經加溫後顏色消失變為無色的墨水。市面上能區分為七大類:可逆消色、可逆顯色、可逆變色，記憶型、區間顯色、不可逆顯色、不可逆變色。
為了瞭解油墨與溫度變化的差異，選擇逆溫消色油墨，使用DSC 7020示差掃描熱量計來實驗，本次實驗採樣了三種油墨:
- 水性墨水（綠色）
- 油性油墨（綠色）
- 可逆溫消色油墨（綠色）
測量條件
- 油墨樣品量：5mg
- 升降溫速率：5℃/min
- 溫度範圍：-10〜70℃
- 環境氣體：氮氣
圖一、三種類型墨水的升溫反應
從DSC訊號圖圖一可發現只有”逆溫消色油墨”在56.5℃時有吸熱反應，油性及水性墨水都無任何反應產生，從此實驗可得知，DSC偵測能量變化特性，能瞭解不同種的油墨對於熱的反應，可利應用於研發階段，改變油墨配方比例，包括顏料、樹脂、填充料、溶劑、乾燥劑及其他有機溶劑，等相關添加劑對於墨水的變色區間的差異，借由瞭解墨水的變色區間，或者適用于控管產品的品質穩定度，也有相當的幫助。
圖二、可逆溫消色油墨DSC曲線
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| 降溫經過-2℃的放熱峰後，墨水的顏色 | 升溫經過吸熱峰後56℃左右，墨水已失去原有顏色 |
DSC並可透過加裝一個CCD觀測鏡頭(Real View)，直接觀察試料升降溫過程中發生的狀態變化，物質性變化、形狀變化及色彩變化，還能夠作為畫面資料進行記錄，提供最直接的觀測方式。由圖二可見，可逆溫消色油墨再過了降溫反應峰後，顏色呈現墨綠色；反之，過了升溫吸熱峰後，墨水顏色變為白色，透過此裝置除了得知樣品的能量變化反應，並同時得知樣品在不同氣氛環境下實體的變化狀況。
▲RV-DSC
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