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摘要:我国印刷工业是一个快速发展的巨大市场,因此对具有自主知识产权的先进印刷技术需求迫切。纳米材料因其优异特性在生物检测、光学器件和催化反应等方面显示出广阔的应用前景。近年来,纳米科技应用到印刷技术中,推动了传统的印刷技术向绿色化发展。
关键词:纳米科技;传统印刷;绿色印刷
我国已成为世界第三大印刷市场,印刷行业产值逐年递增,且近年来年平均增长率达15%,纳米科技应用于印刷行业具有广阔的应用前景。这一自主创新技术的成功研发,有望带来我国印刷制版方式的根本改变、印刷成本的大幅降低和环境污染的大幅减少,产生显著的经济和社会效益。
一、纳米印刷的原理
激光照排制版类似传统胶卷照相的过程,要经过两步的曝光、冲洗等繁琐工艺,并伴随感光废液和冲洗废水的排放。从原理上讲,所有的信息存储都可以转化为二进制的“0”“1”语言方式,即信息记录区和非记录区要有明显差异的物理化学性质。对于印刷制版过程,若从亲油墨或不亲油墨的性质出发,便可以看作就是为了呈现印刷区(亲油墨,“1”)和非印刷区(不亲油墨,“0”)两种相反性质的区域。对于印版来说,就是呈现图文区(亲油)和非图文区(亲水)两种相反性质。这样,问题的关键就在于如何形成亲水、亲油的微区。通过对印版材料表面进行纳米结构处理,不仅可以实现版材的超亲水,而且可以有效调控图文区域的浸润性,实现其从超亲水到超亲油的转变,避免了图文区和非图文区因反差不够导致的糊版现象。在转印材料中复合纳米粒子,提高了图文区的耐摩擦(耐印)性。
二、納米技术应用于印刷的优势
(一)纳米印刷提高照片分辨率
不同纳米结构有不同的性质,比如亲水性和亲油性,找到纳米结构和表面性质控制的规律。将版基材料制成超亲水性结构,再在上面打印超亲油性的纳米转印材料,制出的印版印刷清晰度就会大幅提高。
(二)纳米印刷成本更低
除了印刷书籍、报纸、杂志,纳米印刷还可以打印灵敏度更高的地铁车票。纳米印刷机可以按程序在纸卡上印刷一圈圈的电路。这是非接触式地铁车票,正在印刷的电路就是天线。如此神奇的材料价格并不贵。随着配套产业的完善和服务体系的健全,在精简了若干个环节后,纳米绿色印刷成本将比现有印刷制版技术成本降低约二分之一。
(三)纳米印刷更环保
以车票为例,现有的车票很难回收利用,而应用纳米绿色印刷技术制造的车票可以重新打浆,纸浆和金属通过重力分离,绝大部分材料可以回收再利用。据数据显示,纳米印刷每年可减排数百万吨废水废液。
(四)纳米印刷应用范围更广
新的纳米绿色印刷技术从制版、油墨、版基三个印刷产生污染的主要环节入手,全面采用纳米绿色印刷技术和环保材料,从根本上消除了印刷过程的污染,并且大大简化了印刷工艺。绿色印刷制造技术是通过印刷的方式在不同的基材表面形成图案,不仅可用于传统印刷行业,还可以用于印制电路、印染和玻璃、陶瓷的图案化,解决严重污染和高能耗问题。
三、纳米印刷的前景
纳米绿色印刷制版技术从材料、设备到软件的开发都是全新的一套技术体系,国内外均没有成熟的技术作为参照,因此从实验室研发、中试试验再到产业化研发都面临诸多方面的挑战。但是纳米绿色印刷技术以其绿色环保、工艺简捷及低成本等突出优势呈现出广阔的产业变革前景,将从根本上颠覆印刷、电子等产业现有的生产方式,最大限度地解决重要产业的环境污染问题。相信在不久的将来,纳米绿色印刷技术作为一种先进制造技术,将在众多传统产业改造和战略新兴产业发展中发挥重要作用,引领印刷技术新时代,形成纳米材料绿色印刷产业技术集群,迎来印刷行业新的辉煌。
(作者单位:包头轻工职业技术学院)
关键词:纳米科技;传统印刷;绿色印刷
我国已成为世界第三大印刷市场,印刷行业产值逐年递增,且近年来年平均增长率达15%,纳米科技应用于印刷行业具有广阔的应用前景。这一自主创新技术的成功研发,有望带来我国印刷制版方式的根本改变、印刷成本的大幅降低和环境污染的大幅减少,产生显著的经济和社会效益。
一、纳米印刷的原理
激光照排制版类似传统胶卷照相的过程,要经过两步的曝光、冲洗等繁琐工艺,并伴随感光废液和冲洗废水的排放。从原理上讲,所有的信息存储都可以转化为二进制的“0”“1”语言方式,即信息记录区和非记录区要有明显差异的物理化学性质。对于印刷制版过程,若从亲油墨或不亲油墨的性质出发,便可以看作就是为了呈现印刷区(亲油墨,“1”)和非印刷区(不亲油墨,“0”)两种相反性质的区域。对于印版来说,就是呈现图文区(亲油)和非图文区(亲水)两种相反性质。这样,问题的关键就在于如何形成亲水、亲油的微区。通过对印版材料表面进行纳米结构处理,不仅可以实现版材的超亲水,而且可以有效调控图文区域的浸润性,实现其从超亲水到超亲油的转变,避免了图文区和非图文区因反差不够导致的糊版现象。在转印材料中复合纳米粒子,提高了图文区的耐摩擦(耐印)性。
二、納米技术应用于印刷的优势
(一)纳米印刷提高照片分辨率
不同纳米结构有不同的性质,比如亲水性和亲油性,找到纳米结构和表面性质控制的规律。将版基材料制成超亲水性结构,再在上面打印超亲油性的纳米转印材料,制出的印版印刷清晰度就会大幅提高。
(二)纳米印刷成本更低
除了印刷书籍、报纸、杂志,纳米印刷还可以打印灵敏度更高的地铁车票。纳米印刷机可以按程序在纸卡上印刷一圈圈的电路。这是非接触式地铁车票,正在印刷的电路就是天线。如此神奇的材料价格并不贵。随着配套产业的完善和服务体系的健全,在精简了若干个环节后,纳米绿色印刷成本将比现有印刷制版技术成本降低约二分之一。
(三)纳米印刷更环保
以车票为例,现有的车票很难回收利用,而应用纳米绿色印刷技术制造的车票可以重新打浆,纸浆和金属通过重力分离,绝大部分材料可以回收再利用。据数据显示,纳米印刷每年可减排数百万吨废水废液。
(四)纳米印刷应用范围更广
新的纳米绿色印刷技术从制版、油墨、版基三个印刷产生污染的主要环节入手,全面采用纳米绿色印刷技术和环保材料,从根本上消除了印刷过程的污染,并且大大简化了印刷工艺。绿色印刷制造技术是通过印刷的方式在不同的基材表面形成图案,不仅可用于传统印刷行业,还可以用于印制电路、印染和玻璃、陶瓷的图案化,解决严重污染和高能耗问题。
三、纳米印刷的前景
纳米绿色印刷制版技术从材料、设备到软件的开发都是全新的一套技术体系,国内外均没有成熟的技术作为参照,因此从实验室研发、中试试验再到产业化研发都面临诸多方面的挑战。但是纳米绿色印刷技术以其绿色环保、工艺简捷及低成本等突出优势呈现出广阔的产业变革前景,将从根本上颠覆印刷、电子等产业现有的生产方式,最大限度地解决重要产业的环境污染问题。相信在不久的将来,纳米绿色印刷技术作为一种先进制造技术,将在众多传统产业改造和战略新兴产业发展中发挥重要作用,引领印刷技术新时代,形成纳米材料绿色印刷产业技术集群,迎来印刷行业新的辉煌。
(作者单位:包头轻工职业技术学院)