【溫(wen)變油墨】溫(wen)變油墨原理(li) 溫(wen)變油墨種類有哪些

熱致變(bian)色(se)油(you)墨(mo)(mo)又稱溫變(bian)油(you)墨(mo)(mo)、示溫油(you)墨(mo)(mo)、熱敏油(you)墨(mo)(mo)。它可以(yi)隨環境溫度(du)的變(bian)化而(er)迅(xun)速改變(bian)顏色(se)，從而(er)使被著色(se)物體具有動(dong)態變(bian)化的色(se)彩效果。

熱(re)敏(min)（溫(wen)變(bian)）油(you)墨(mo)的變(bian)色原(yuan)理(li)：熱(re)敏(min)（溫(wen)變(bian)）油(you)墨(mo)是指在溫(wen)度變(bian)化（升溫(wen)或(huo)降溫(wen)）時，所印刷(shua)的圖文信(xin)息能夠根據(ju)不(bu)同的溫(wen)度而(er)表現(xian)出(chu)不(bu)同顏色效果的油(you)墨(mo)。

熱(re)敏油墨的主要組分是變(bian)色顏料(liao)、填料(liao)和連結料(liao)。其(qi)變(bian)色功能主要取(qu)決于變(bian)色顏料(liao)，顏料(liao)加熱(re)前后出(chu)現的顏色變(bian)化截然不同，并以此作(zuo)為(wei)判斷票證真偽的依(yi)據。

眾所周(zhou)知，顏料受(shou)熱發(fa)生(sheng)顏色變化的品種不勝(sheng)枚舉(ju)，但(dan)作為熱敏油墨的顏料必須(xu)具備下列條件(jian)：

1 ）對熱作用要敏感，在常(chang)溫下有固定明顯的顏色(se)，且達(da)到預定溫度(du)時變色(se)迅速(su)；

2 ）有明顯的變色界限，即變色溫度區間要(yao)(yao)窄(zhai)，變色前后(hou)色差 要(yao)(yao)大(da)；

3 ）受外界環境影響要小(xiao)，在光照、潮濕氣(qi)候條(tiao)件下性能(neng)穩定，不(bu)分(fen)解、不(bu)退色(se)；

4）印(yin)刷性(xing)能(neng)好(hao)，如顏色、著色力(li)、迅(xun)速(su)干燥能(neng)力(li)、遮蓋(gai)力(li)、耐光、耐熱、耐酸(suan)、耐堿(jian)、不滲(shen)印(yin)等；

5）檢驗方(fang)便，對(dui)于熱致(zhi)變色防偽標識，檢驗時需要熱源，常見的(de)有(you)打火機(ji)、火柴、手溫(wen)、摩擦(ca)等， 因而(er)變色溫(wen)度要選擇合(he)適。

熱敏性油墨的兩個有代表性的例子是液晶和白染料性熱敏油墨。熱敏性油墨比較常用的是液晶型的，目前液晶被應用在很多產品上，包括魚缸里的溫度計、壓力測試計、體溫計。但是液晶型的油墨生(sheng)(sheng)產(chan)很(hen)(hen)難控制(zhi)，而且還要求很(hen)(hen)高的(de)專(zhuan)業操手(shou)。我們來看一下(xia)另外一種熱(re)敏(min)(min)性油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)—白(bai)(bai)(bai)染(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)性熱(re)敏(min)(min)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)。白(bai)(bai)(bai)染(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)性熱(re)敏(min)(min)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)由(you)于改(gai)變(bian)(bian)(bian)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)的(de)方式很(hen)(hen)獨特，它(ta)們的(de)應用也很(hen)(hen)廣(guang)泛，其(qi)中有(you)安全印刷(shua)，新(xin)型圖文標(biao)簽(qian)、產(chan)品(pin)商標(biao)、專(zhuan)用廣(guang)告以及紡(fang)織品(pin)。另外它(ta)還有(you)很(hen)(hen)多別的(de)用途，例如(ru)用在一些(xie)特殊(shu)功能印刷(shua)上。當(dang)糖漿被(bei)加(jia)(jia)熱(re)到(dao)一定溫(wen)(wen)度時，糖漿的(de)標(biao)簽(qian)就(jiu)會(hui)(hui)有(you)特殊(shu)的(de)變(bian)(bian)(bian)化(hua)。白(bai)(bai)(bai)染(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)性熱(re)敏(min)(min)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)在正(zheng)(zheng)常(chang)溫(wen)(wen)度下(xia)，它(ta)顯現(xian)的(de)是(shi)一種顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)，當(dang)被(bei)加(jia)(jia)熱(re)以后，它(ta)就(jiu)會(hui)(hui)變(bian)(bian)(bian)成無(wu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)。3~6 ℃改(gai)變(bian)(bian)(bian)就(jiu)會(hui)(hui)產(chan)生(sheng)(sheng)一個顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)變(bian)(bian)(bian)化(hua)，這樣白(bai)(bai)(bai)染(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)就(jiu)適合了(le)一些(xie)新(xin)的(de)項目以及不要求顯示精確(que)溫(wen)(wen)度變(bian)(bian)(bian)化(hua)數據的(de)產(chan)品(pin)。正(zheng)(zheng)是(shi)由(you)于這個原(yuan)因，液晶熱(re)敏(min)(min)性油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)而不是(shi)白(bai)(bai)(bai)染(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)性油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)被(bei)應用在溫(wen)(wen)度計(ji)生(sheng)(sheng)產(chan)中。一些(xie)產(chan)品(pin)用白(bai)(bai)(bai)染(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)熱(re)敏(min)(min)性油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)印刷(shua)會(hui)(hui)從(cong)一個顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)變(bian)(bian)(bian)到(dao)另外一種顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)，而不是(shi)從(cong)有(you)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)過渡到(dao)無(wu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)，通常(chang)通過一個由(you)白(bai)(bai)(bai)染(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)性油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)和不變(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)的(de)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)組(zu)(zu)分(fen)組(zu)(zu)成的(de)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)就(jiu)可以達(da)到(dao)這個要求。例如(ru)，油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)制(zhi)造商通過把一個藍色(se)(se)(se)(se)(se)(se)白(bai)(bai)(bai)染(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)性油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)加(jia)(jia)入到(dao)黃色(se)(se)(se)(se)(se)(se)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)中就(jiu)可以得(de)到(dao)綠色(se)(se)(se)(se)(se)(se)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)。在正(zheng)(zheng)常(chang)狀態下(xia)，印刷(shua)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)的(de)表層是(shi)綠色(se)(se)(se)(se)(se)(se)的(de)，而當(dang)加(jia)(jia)熱(re)時，它(ta)就(jiu)變(bian)(bian)(bian)為黃色(se)(se)(se)(se)(se)(se)了(le)，白(bai)(bai)(bai)染(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)組(zu)(zu)分(fen)則(ze)變(bian)(bian)(bian)成無(wu)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)了(le)。白(bai)(bai)(bai)染(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)油(you)(you)(you)(you)(you)(you)墨(mo)(mo)(mo)可以在不同溫(wen)(wen)度范圍內(nei)改(gai)變(bian)(bian)(bian)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)，從(cong)-25~66 ℃，而且它(ta)呈現(xian)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)(se)的(de)范圍也很(hen)(hen)廣(guang)泛。

從熱力學角度，可將熱敏（溫變(bian)）油墨分為(wei)不可逆和可逆2 類。

1 . 1 不可逆熱敏（溫變）油墨的變色原理

不(bu)可逆熱(re)(re)敏(min)（溫(wen)變(bian)(bian)(bian)）油(you)(you)墨(mo)(mo)（irreversible thermosensitiveink）是指材(cai)料加熱(re)(re)至一定(ding)溫(wen)度，印(yin)刷的(de)(de)(de)(de)圖文(wen)顏(yan)色(se)發生(sheng)變(bian)(bian)(bian)化，冷卻后不(bu)能恢(hui)復到原色(se)的(de)(de)(de)(de)油(you)(you)墨(mo)(mo)。不(bu)可逆熱(re)(re)敏(min)變(bian)(bian)(bian)色(se)顏(yan)料種類(lei)繁多，常用(yong)的(de)(de)(de)(de)有鎘、鍶、鈷、鉛、鎳、鉻、鋅、鐵、鎂、鋇、鉬、錳等(deng)(deng)的(de)(de)(de)(de)硝酸鹽(yan)(yan)(yan)(yan)、硫酸鹽(yan)(yan)(yan)(yan)、磷酸鹽(yan)(yan)(yan)(yan)、氧化物(wu)、硫化物(wu)以(yi)及甲基紫、苯(ben)酚化合物(wu)等(deng)(deng)。其變(bian)(bian)(bian)色(se)原理主要(yao)有：熱(re)(re)分(fen)解、氧化、熱(re)(re)升(sheng)華(hua)、固(gu)相反應、熔融反應等(deng)(deng)。這些熱(re)(re)敏(min)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)色(se)溫(wen)度高，且大部分(fen)含有重(zhong)金屬元素，不(bu)符(fu)合HJ/T 370—2007《環境標志(zhi)產品技術要(yao)求膠印(yin)油(you)(you)墨(mo)(mo)》與HJ/T371 —2007《環境標志(zhi)產品技術要(yao)求凹印(yin)油(you)(you)墨(mo)(mo)和柔印(yin)油(you)(you)墨(mo)(mo)》的(de)(de)(de)(de)環保標準(zhun)，因此，不(bu)適合作熱(re)(re)敏(min)（溫(wen)變(bian)(bian)(bian)）油(you)(you)墨(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)顏(yan)料。能用(yong)于熱(re)(re)敏(min)（溫(wen)變(bian)(bian)(bian)）油(you)(you)墨(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)顏(yan)料主要(yao)是銨鹽(yan)(yan)(yan)(yan)、碳(tan)酸鹽(yan)(yan)(yan)(yan)、草酸鹽(yan)(yan)(yan)(yan)及含有易揮發的(de)(de)(de)(de)小分(fen)子配體(ti)（NH3，CO 和O2）的(de)(de)(de)(de)有色(se)金屬配合物(wu)或可脫(tuo)結晶水(shui)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)敏(min)無(wu)機材(cai)料，其熱(re)(re)分(fen)解會生(sheng)成新的(de)(de)(de)(de)有色(se)物(wu)質，導(dao)致顏(yan)色(se)發生(sheng)改變(bian)(bian)(bian)。

1 . 2 可逆熱敏（溫變）油墨的變色原理

可(ke)逆(ni)熱敏（溫(wen)變(bian)）油墨(mo)（reversible thermosen-sitiveink）是指材(cai)料加熱到某(mou)一溫(wen)度(du)時(shi)，印刷的圖文顏色(se)(se)(se)發生(sheng)明(ming)顯變(bian)化（產生(sheng)新(xin)的顏色(se)(se)(se)），而(er)當溫(wen)度(du)降至原始溫(wen)度(du)時(shi)，又能恢復(fu)到原來顏色(se)(se)(se)的油墨(mo)。根(gen)據變(bian)色(se)(se)(se)顏 料的成分差異，可(ke)逆(ni)熱敏（溫(wen)變(bian)）油墨(mo)可(ke)分為(wei)無機可(ke)逆(ni)、有機可(ke)逆(ni)與液(ye)晶可(ke)逆(ni)3 種。

1.2.1 無機可逆熱敏油墨的變色原理

早期無(wu)機(ji)可(ke)(ke)逆(ni)熱(re)(re)敏變(bian)(bian)色(se)材料(liao)多(duo)選用金屬(shu)(shu)(shu)和金屬(shu)(shu)(shu)鹵(lu)化(hua)物(wu)(wu)（如(ru)Ag，Cu，Zn 及(ji)(ji)HgI，Pb2HgI4，Ti2HgI4等）、金屬(shu)(shu)(shu)氧化(hua)物(wu)(wu)的(de)(de)多(duo)晶體(ti)(ti)（如(ru)Fe2O3，PbO，HgO，VO2 等）。適用于作低溫(wen)可(ke)(ke)逆(ni)熱(re)(re)敏變(bian)(bian)色(se)顏(yan)(yan)料(liao)的(de)(de)主要(yao)有銀(yin)、汞、銅的(de)(de)碘(dian)化(hua)物(wu)(wu)、鉻合物(wu)(wu)及(ji)(ji)復(fu)鹽類等。引起無(wu)機(ji)可(ke)(ke)逆(ni)熱(re)(re)敏材料(liao)變(bian)(bian)色(se)的(de)(de)原因主要(yao)有：晶型轉變(bian)(bian)，如(ru)在(zai)溫(wen)度達344 K時，紅(hong)色(se)CuHgI4 四(si)方晶系變(bian)(bian)為(wei)黑(hei)色(se)Cu2HgI4 立方晶系，即(ji)(ji)因晶型的(de)(de)改變(bian)(bian)而(er)發(fa)生了顏(yan)(yan)色(se)的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)；得失結(jie)晶水，如(ru)在(zai)溫(wen)度達314 K 時，紅(hong)色(se)CoCl2·6H2O失水后變(bian)(bian)為(wei)天藍色(se)的(de)(de)CoCl2，即(ji)(ji)是由(you)于失水而(er)導致的(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)變(bian)(bian)化(hua)；配位體(ti)(ti)幾何(he)構(gou)型變(bian)(bian)化(hua)，如(ru)在(zai)溫(wen)度達316 K時，【（C2H5）2NH2】2CuCl4的(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)在(zai)綠色(se)和黃色(se)之間(jian)可(ke)(ke)逆(ni)變(bian)(bian)化(hua)，這主要(yao)是由(you)于結(jie)構(gou)或配位數的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)而(er)引起的(de)(de)。

1.2.2 有機可逆熱敏油墨的變色原理

有(you)機(ji)可逆熱(re)(re)敏(min)變色(se)(se)顏(yan)料(liao)按組(zu)(zu)分可分為(wei)(wei)2 類：一(yi)類是由一(yi)種化(hua)(hua)合(he)物(wu)受(shou)熱(re)(re)后發(fa)生組(zu)(zu)分或結構改變而(er)導致變色(se)(se)，為(wei)(wei)單一(yi)組(zu)(zu)分變色(se)(se)材料(liao)，可直接作為(wei)(wei)熱(re)(re)敏(min)變色(se)(se)顏(yan)料(liao)； 另一(yi)類為(wei)(wei)一(yi)些受(shou)熱(re)(re)時本身(shen)并不變色(se)(se)的化(hua)(hua)合(he)物(wu)，當(dang)它與(yu)其他合(he)適(shi)的化(hua)(hua)合(he)物(wu)混合(he)后，發(fa)生化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)而(er)產生熱(re)(re)敏(min)變色(se)(se)現象，稱為(wei)(wei)多組(zu)(zu)分復配變色(se)(se)顏(yan)料(liao)。有(you)機(ji)可逆熱(re)(re)敏(min)顏(yan)料(liao)的變色(se)(se)機(ji)理為(wei)(wei)：

1）電子轉移（得失）機理。

體系(xi)主要由發(fa)色(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)、顯色(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)和溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)3 種成分組成。發(fa)色(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)是(shi)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)材(cai)(cai)料(liao)中的(de)(de)(de)電子供(gong)體，向電子受體給出電子，是(shi)熱(re)敏(min)(min)(min)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)色(se)(se)(se)(se)基(ji)(ji)，決(jue)定復配物(wu)(wu)(wu)體系(xi)的(de)(de)(de)顏色(se)(se)(se)(se)，其本(ben)身不能(neng)直接產生(sheng)熱(re)敏(min)(min)(min) 變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)現(xian)象(xiang)。常用(yong)的(de)(de)(de)發(fa)色(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)有(you)(you)結(jie)晶紫內酯(zhi)、孔(kong)雀綠內酯(zhi)、甲(jia)基(ji)(ji)紅(hong)等(deng)。顯色(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)是(shi)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)材(cai)(cai)料(liao)中的(de)(de)(de)電子受體，是(shi)引起(qi)熱(re)敏(min)(min)(min)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)的(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)化合(he)物(wu)(wu)(wu)，是(shi)能(neng)否使(shi)材(cai)(cai)料(liao)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)及顏色(se)(se)(se)(se)變(bian)(bian)(bian)(bian)化深淺的(de)(de)(de)決(jue)定因素，它接受發(fa)色(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)提供(gong)的(de)(de)(de)電 子而產生(sheng)顏色(se)(se)(se)(se)變(bian)(bian)(bian)(bian)化反(fan)應。常用(yong)的(de)(de)(de)顯色(se)(se)(se)(se)劑(ji)(ji)(ji)有(you)(you)：酚(fen)羥基(ji)(ji)化合(he)物(wu)(wu)(wu)及其衍生(sheng)物(wu)(wu)(wu)，如雙酚(fen)A、月桂(gui)醇(chun)(chun)(chun)酸酯(zhi)、8- 羥基(ji)(ji)喹啉、對(dui)羥基(ji)(ji)苯甲(jia)酸芐酯(zhi)、4- 羥基(ji)(ji)香豆素、α- 萘酚(fen)、β-萘酚(fen)等(deng)；羧基(ji)(ji)化合(he)物(wu)(wu)(wu)及其衍生(sheng)物(wu)(wu)(wu)，如硬脂酸、 己(ji)酸、對(dui)苯二甲(jia)酸、辛酸等(deng)。溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)決(jue)定著(zhu)熱(re)敏(min)(min)(min)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)溫度，一般通過改(gai)變(bian)(bian)(bian)(bian)所用(yong)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)來改(gai)變(bian)(bian)(bian)(bian)熱(re)敏(min)(min)(min)變(bian)(bian)(bian)(bian)色(se)(se)(se)(se)溫度。常用(yong)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)為醇(chun)(chun)(chun)類(lei)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)，如正(zheng)(zheng)(zheng)十(shi)二醇(chun)(chun)(chun)、正(zheng)(zheng)(zheng)十(shi)四醇(chun)(chun)(chun)、正(zheng)(zheng)(zheng)十(shi)六(liu)醇(chun)(chun)(chun)、正(zheng)(zheng)(zheng)十(shi)八醇(chun)(chun)(chun)等(deng)，醇(chun)(chun)(chun)類(lei)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)具有(you)(you)熔點較(jiao)(jiao)低、價格便(bian)宜(yi)、性(xing)能(neng)穩(wen)定等(deng)優點。相較(jiao)(jiao)而言，以(yi)上4 種醇(chun)(chun)(chun)類(lei)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)中，正(zheng)(zheng)(zheng)十(shi)六(liu)醇(chun)(chun)(chun)性(xing)能(neng)最(zui)優。

2）pH 值變化機理。

此體系(xi)的(de)發色(se)劑主要是酸(suan)(suan)堿指示劑，如酚酞、酚紅等。顯色(se)劑為(wei)使pH 值發生變(bian)化(hua)(hua)的(de)羧酸(suan)(suan)類(lei)及胺類(lei)的(de)熔融性化(hua)(hua)合(he)物。化(hua)(hua)合(he)物隨(sui)著(zhu)溫度變(bian)化(hua)(hua)而熔化(hua)(hua)或(huo)凝(ning)固時，由(you)于介質的(de)酸(suan)(suan)堿變(bian)化(hua)(hua)或(huo)受熱引(yin)起分子(zi)結構(gou)變(bian)化(hua)(hua)，從(cong)而引(yin)起顏(yan)色(se)的(de)可逆變(bian)化(hua)(hua)。

3）分子結構變化機理。

當溫(wen)度變(bian)(bian)化(hua)(hua)時，體系由閉環變(bian)(bian)成開環和分(fen)子結構(gou)(gou)(gou)異(yi)(yi)(yi)構(gou)(gou)(gou)（順反異(yi)(yi)(yi)構(gou)(gou)(gou)、互變(bian)(bian)異(yi)(yi)(yi)構(gou)(gou)(gou)、構(gou)(gou)(gou)象異(yi)(yi)(yi)構(gou)(gou)(gou)），引起(qi)顏(yan)色發生變(bian)(bian)化(hua)(hua)。體系分(fen)子中(zhong)含有多個雜(za)(za)環和芳(fang)環結構(gou)(gou)(gou)的螺環化(hua)(hua)合物(wu)，如螺吡喃(nan)類、螺嗪類衍生物(wu)，俘精酸酐類、二(er)芳(fang)雜(za)(za)環基乙烯類、吲哚(duo)啉唑烷類衍生物(wu)偶(ou)氮(dan)類、席夫堿類和色酮(tong)類化(hua)(hua)合物(wu)等。這些(xie)化(hua)(hua)合物(wu)性(xing)能穩定，耐熱性(xing)能好，變(bian)(bian)色明(ming)顯，變(bian)(bian)色溫(wen)度較低(di)。

1.2.3 液晶可逆熱敏油墨的變色原理

液晶可分為近晶液晶、向列液晶和膽甾液晶3類。熱敏變色液晶主要是膽甾醇及其衍生物，因此，熱敏變色液晶通常是指膽甾液晶，它主要依靠溫度使其變色，其分子呈扁平狀，排列成層，層內分子相互平行，分子長軸平行于層面。多層分子逐漸扭轉成螺旋線，并沿著層的法線方向排列成螺旋狀結構，其周期性的層間距稱為螺距，螺距起衍射光柵的作用。螺旋結構還能選擇性地反射光的偏振組分，給出彩虹圖像。隨著溫度升高，螺距逐漸變小，散射光波長向短波移動，顏色相應從紅色變為紫色，當溫度降低時，顏色又從紫色變為紅色，這就是膽甾液晶的熱變色機理。

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