油墨用发光颜料的光学特征简析 (1)

　　发光颜料与一般颜料的区别，就在于前者能将吸收的一定形式的能，在热发射中转变成有发射能的光子，从而有发光现象。而对一般颜料来说，它们在可见区或近可见区只能将吸收的能都转变成热，所以没有发光现象。

　　一般颜料的颜色，在可见光谱区只有选择性的反射。这种选择性的吸收和反射，就使一般颜料具有了颜色。有的吸收这种光谱反射那种光谱，有的吸收那种光谱反射这种光谱，从而组成了无数的色彩。而发光颜料的颜色则能全部发射出射线或与其它发射的射线组合在一起，它在可见光谱区是无多大吸收效应的。

　　将一般颜料的蓝色和黄色相等混合时，就可得到绿色（红和蓝被减掉）。而将蓝色和黄色的发光颜料适当混合时，就会得到白或高度饱和的色光了。

　　有一些物质以紫外光照射后，能发射出可见光，并有辉煌的彩色感。这种将不可见光吸收掉，而发射出可见的长波长光的现象，叫做冷发光现象。当（紫外）光停止照射后，停止发光的物质就叫荧光（体）物质，继续发光的就叫磷光（体）物质。

　　发光颜料（LuminescentPigments）有时音译成流明颜料。一般分有机及无机的两大类，前者主要指日光荧光颜料，后者则指硫化锌、硫化镉类颜料。

　　日光荧光颜料现已被广泛地应用于油墨及涂料工业。

　　一、有机发光颜料

　　有机发光颜料目前主要指日光荧光颜料。

　　荧光颜料具有在特殊频率内吸收光，并在低顿率(长波长)情况下再放出这些吸收能的特性。许多天然产品如奎宁和各种矿物荧光体，仅仅对紫外光有感应，而许多合成的有机化合物和无机颜料，也只有在强紫外光的激发下，才能在可见光谱区产生闪亮的荧光色。

　　这里要讨沦的，是在紫外区和可见光谱区激发后都能产生荧光的颜料。就日光荧光颜料而言，由于它的发射光中还包括(附加)有一般的反射颜色，从而加强了它的发射范围(能量)，所以看上去就比日光还要强烈。

　　（一）组成特性

　　发光颜料所以能提高亮度和可见度是由于荧光的缘故。它们在吸收能量后，所有的分子几乎都在低能态(基态)受到激发。由于在紫外区和可见区发射的量子的吸收作用，时间十分短(约10秒～5秒)，结果使电子跃迁到较高能级的轨道。当这种转变发生时，就可说分子处于激发(状)态。一种分子可有许多激发态，而每种激发态都有一定的振动形式。一个分子对发射能的吸收作用是个量子作用的过程。光量子(光子)的能量可定义为E＝hv，E是能量，h是普朗克常数，v是吸收光的频率。吸收的能量是与一个分子的态的变化相对应的，它必然严格地相等于光量子的能量。对一个既定分子而言，它只能吸收一定频率的量子，而物质的分子结构则决定着这些频率。对许多分子而言，包括日光荧光颜料在内，它们的吸收带是很宽的。

　　在激发态中，振动松弛比光发射要快，故由于邻近分子的碰撞而振动能会立即消失，直至分子进入第一激发态的低振动水平时止。大多数分子在达到第一激发（单重）态的较低振动水平后，就失去它们的剩余电子和振动能（由于内转换和其它减活化过程）。当发生这种情况时，分子就落入基能态而不发生发射。所以，在这个过程中分子如能选择性地吸收一部分入射光而反射出一部分剩余光时，就形成了颜色。例如当一束白光落在非荧光（一般）的橙色颜料上时，只反射橙色波长，而剩余的光则披吸收而转变成热。

　　也可能是有些激发的分子会失掉它们的振动能，然后遇到发射转移而达基态，这就可形成荧光或磷光，它取决于分子是处于激发的单重态或三重态(TripletState)。三重态这个术语是用以叙述一种电子状态的，它是指一个分子中所有电子的旋转都是成对的。由于大多数分子是处于基态能量水平的单重态，故如果

　　在吸收过程中电子的旋转并不改变，则激发态仍是单重态。而当一个分子随光子的发射而直接从激发的单重态进入基态时时，就发生荧光现象。这些从激发单重态至基单重态的发射寿命为10－9～10－7秒。这些荧光光谱经常是长波长吸收带的一个镜面图象。

　　荧光发射比起激发发射来，波长是较长的，这是由于分子遇到振动减活化（过程）先于荧光发射之故。按照普朗克关系，发射光只有很少能量，并且是低频率（长波长）的。

　　如果激发分子遇到激发三重态的电子倒转，则它将由于发射过程(磷光)而趋向基态。由于需要改变旋转，故磷光的发射寿命远远长于荧光，有机磷光化合物的发射寿命可由10－4至数秒钟。无机的多晶颜料则具有更长的寿命，这些颜料包括锌、镉、钡、锶的硫化物或硅酸盐类。大部分结晶磷光物都掺有少量活化剂，如铜、铝、银等。这些无机磷光物质的发光时间比有机磷光物质的要长得多，有时可达12小时。

来源：中华有机颜料网