納米科技在印刷行業(yè)的應(yīng)用

王春華

納米技術(shù)是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)，研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，它是現(xiàn)代科學(xué)（混沌物理、量子力學(xué)、介觀物理、分子生物學(xué)）和現(xiàn)代技術(shù)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)）結(jié)合的產(chǎn)物，納米科學(xué)技術(shù)又將引發(fā)一系列新的科學(xué)技術(shù)，例如：納米物理學(xué)、納米生物學(xué)、納米化學(xué)、納米電子學(xué)、納米加工技術(shù)和納米計(jì)量學(xué)等。在印刷行業(yè)，納米科技也有著大舞臺(tái)。納米科技在印刷行業(yè)主要體現(xiàn)在印刷納米材料，本文重點(diǎn)探討一下納米油墨和納米光油的應(yīng)用。

納米油墨

納米油墨的很多性質(zhì)與顏料有關(guān)系，例如油墨的相對(duì)密度、透明度、耐光性和對(duì)化學(xué)藥品的耐抗性等都與顏料有關(guān)。天然的顏料色彩品種較少，而染料則色彩豐富，通常對(duì)染料進(jìn)行改性處理可使其具有顏料的性能而用于油墨中。

在產(chǎn)品包裝印刷中，很多商品都對(duì)除菌、保鮮等都有很高的要求，而傳統(tǒng)的油墨和包裝材料在這方面是一個(gè)空白。如今純天然的擠出材料經(jīng)過納米技術(shù)的改造，再加上應(yīng)用納米油墨印刷，就能發(fā)揮驚人的殺菌效果。納米微粒可以替代化學(xué)顏料來制作印刷油墨，制得的油墨色彩鮮艷、色相純正、無毒無味。納米油墨在膠印、凹印、柔印制作彩色紙箱、紙盒的應(yīng)用前景十分廣泛。此外，納米油墨的使用還在于可以顯著提高印刷產(chǎn)品的質(zhì)量。

在印刷品中，產(chǎn)品質(zhì)量和油墨的細(xì)度、純度有很大的關(guān)系。只有細(xì)度小、純度高的油墨才能印刷出高質(zhì)量的印刷品。所以，提高油墨純度和細(xì)度也是研究新型油墨的一個(gè)重要內(nèi)容。油墨的細(xì)度就是指油墨中顏料（包括填充料）顆粒的大小與其分布于連結(jié)料中的均勻度。它不僅關(guān)系到印品的質(zhì)量，同時(shí)又影響到印版的耐印率。工藝實(shí)踐情況表明，彩印產(chǎn)品用網(wǎng)紋版印刷或?qū)嵉匕婷嬷泻屑?xì)小陰字、陰線印刷過程中易出現(xiàn)糊版、起臟等質(zhì)量故障。表面上看來，可能認(rèn)為是油墨稠度不適、黏度太大、布墨量太大或壓力太大等原因，其實(shí)真正的原因是油墨的顆粒太粗引起的。油墨的細(xì)度與顏料、填充料的性質(zhì)和顆粒的大小有直接的關(guān)系。一般來說，用無機(jī)顏料（不包括炭黑）所制成的油墨細(xì)度不好，這與油墨的軋制工藝有很大的關(guān)系。油墨在軋制工藝過程中研磨的次數(shù)越多，它就越顯得均勻，顏料顆粒與連結(jié)料接觸面也就越大，油墨的顆粒就越細(xì)，其印刷性能也就越好、越穩(wěn)定。此外，油墨的細(xì)度越好其濃度也越大，著色力也越強(qiáng)，印刷質(zhì)量就高。油墨的顆粒粗，印刷過程中摩擦系數(shù)大，印版的耐印率就低。并且顆粒粗的油墨，印刷時(shí)還容易產(chǎn)生糊版和積墨現(xiàn)象，以及傳墨、布墨不均情況。

由于納米材料就是指材料本身是高度超小、超細(xì)的狀態(tài)，基于納米材料的多種特性，將它運(yùn)用到油墨體系中會(huì)給油墨產(chǎn)業(yè)帶來一個(gè)巨大的推動(dòng)。1994年，美國的馬薩諸塞州XMX公司已成功地獲得了一項(xiàng)用于制造油墨用的納米級(jí)均勻微粒原料的專利。而后，XMX公司準(zhǔn)備設(shè)計(jì)一套生產(chǎn)系統(tǒng)利用這項(xiàng)專利，選擇適當(dāng)體積的納米微粒原料來得到油墨的各種顏料。據(jù)報(bào)道，我國近來被科技部評(píng)為國家重點(diǎn)新產(chǎn)品的納米級(jí)透明氧化鐵系列顏料也已開發(fā)成功，該材料典型的針狀微粒尺寸，長軸為45納米，短軸為6～7納米，具有很好的分散性、結(jié)晶性和耐候性、高明度和著色力強(qiáng)的特點(diǎn)。它對(duì)傳統(tǒng)顏料的升級(jí)換代將產(chǎn)生重要的影響。

由于納米金屬微粒可以對(duì)光波全部吸收而使自身呈現(xiàn)黑色，另外它對(duì)光有散射作用。因此，利用納米金屬微粒的這些特性，可以將其添加到黑色油墨中，制造出納米黑油墨，從而可以極大地提高黑色油墨的純度和密度。此外，半導(dǎo)體納米粒子由于存在顯著的量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，從而也使它的光吸收表現(xiàn)出一定的特性。研究表明，納米半導(dǎo)體粒子表面經(jīng)化學(xué)修飾后，粒子周圍的介質(zhì)可以強(qiáng)烈地影響其光學(xué)性質(zhì)，表現(xiàn)為吸收光譜發(fā)生紅移或藍(lán)移。據(jù)此，如果把它們分別加入到黃色油墨和青色油墨中制成納米油墨，就可以在很大程度上增加黃油墨和青油墨的純度。用添加了特定的納米微粒的納米油墨來復(fù)制印刷彩色印刷品，能使印刷品極大地增強(qiáng)表現(xiàn)圖像細(xì)節(jié)的能力，從而可得到高質(zhì)量的印刷品。

此外，有些納米粉微粒自身具有發(fā)光基團(tuán)，比如“-N=N-”納米微粒等。這些材料經(jīng)幾分鐘的光照就能自行發(fā)光12～24小時(shí)，其發(fā)光強(qiáng)度和維持時(shí)間是傳統(tǒng)熒光材料的30倍以上，且材料本身無毒、無害、不含任何放射性元素，其穩(wěn)定性和耐候性優(yōu)良，并可無限次循環(huán)使用。用添加有這種納米微粒的油墨印出的印品不需要外來光源的照射，僅靠自身發(fā)光就能被人眼識(shí)別。用于戶外廣告噴繪或夜間印刷品，就不再需要外來光源，不但可以節(jié)省能源，而且方便了使用者。相信隨著納米材料技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，會(huì)有更多的具有不同特性的納米材料被應(yīng)用到油墨制造中，可以獲得不同用途的特種油墨。

在實(shí)際驗(yàn)證中，納米化顏料的外觀顏色遠(yuǎn)比次微米的顏料更為深黑，其主要原因?yàn)轭伭系牧Ｗ哟?，光線透過會(huì)打碎，因而光線散射出光來，少部分的光則穿透過去。而納米顏料粒徑小，光散射弱，光譜吸收面積變小，因此在顏色的外觀上就明顯較次微米顏料深。此外，在普通和彩色激光打印機(jī)中，碳粉顆粒的粗細(xì)是決定輸出質(zhì)量優(yōu)劣的一個(gè)重要因素，也是能否再提高打印機(jī)分辨率的一個(gè)關(guān)鍵。因此，用納米材料來制造碳粉用于激光打印，尤其是彩色激光打印，可大大提高輸出的質(zhì)量。

納米UV上光油

紙包裝制品表面光澤處理的技術(shù)正逐步向紫外線固化UV上光方向發(fā)展，納米級(jí)UV上光油使彩色瓦楞紙箱具有耐摩擦、耐指劃、防潮、高光澤度等性能。納米UV上光油主要由納米齊聚物（如環(huán)氧丙烯酸等）、活性稀釋劑、光引發(fā)劑及其他助劑組成。UV上光的方式很多，可上光機(jī)與印刷機(jī)上光、輥涂上光活印刷上光。

可以預(yù)計(jì)，當(dāng)不斷完善的納米技術(shù)在瓦楞紙箱印刷中得到廣泛應(yīng)用后，其分辨率將會(huì)更高、效果更好。瓦楞紙箱的制造離不開包裝印刷，在包裝印刷行業(yè)中，納米微粒扮演著越來越重要的作用。

納米科技就是伴隨著人們孜孜不倦的探索未知世界而攀上更高的巔峰，正在開拓?zé)o窮無盡的全新境界。納米科技將加速人類文明發(fā)展，改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)生活方式和思維方式。希望在不久的將來，越來越多的納米技術(shù)能進(jìn)入有益的實(shí)用階段。endprint