浅谈纳米技术在印刷行业中的应用圆顶耳蕨

在20世纪50年代.科学家提出了纳米技术构想。20世纪70年代，日本科学家为了研究超微离子的性能在用蒸发法做超微离子实验时发现:一个导电、导热的铜银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质表现出既不导电、也不导热的特殊性能。他们首次引用了“纳米”的概念。2。世纪80年代中后期学术界正式出现了“纳米技术“这一名词，从它诞生起就受到各界研究人员的广泛关注。纳米技术成为一门迅速崛起的崭新的技术。到了90年代中期，国外对于纳米技术的研究已经渐渐步入成熟期众多与印刷有关的高分子纳米复合材料逐步实现了商品化和产业化生产。

如同毫米、微米一样，纳米只是一个尺度概念为十亿分之一米，约为10个原子的尺度。当物质到纳米尺度以后大约是在0.1-100纳米这个范围物质的性能就会发生突变出现特殊性能。这种具有既不同于原来组成的原子、分子也不同于宏观物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料.也不能叫纳米材料。当物质小到1一10。纳米时，由于其t子效应、物质的局域性及巨大的表面和界面效应，使物质的很多性能发生质变呈现许多既不同于宏观物体也不同于单个孤立原子的奇异现象。纳米科技的最终目标是直接以原子、分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学和生物学特性制造出具有特定功能的产品。

纳米技术是正在蓬勃发展的一种高新科技.它是在纳米尺寸范围内认识和改造自然通过直接操纵和安排原子、分子而创造新物质。它的出现标志着人类改造自然的能力已延伸到原子、分子水平.标志着人类科学技术己进入一个新的时代—纳米科技时代;它的出现为当前人类科学技术提供了一个崭新的研究领域，它的初步应用已在当今科技领域取得了理想的成果.在化工‘材料以及机械等行业发挥着极其重要的作用。

在印刷行业中纳米技术的应用主要表现在印刷油墨、印刷设备器件以及包装印刷领域等。

借助高新技术可将油墨中的各种成分(如树脂、颜料、填料等)制成纳米级的原材料.由于这种纳米材料具备的高度微细性.使其具有很好的流动性与润滑性能，从而可获得非常好的分散、悬浮和稳定等效果。纳米颜料具有用量少、遮盖力高、光泽好、树脂粒度细腻成膜连续、均匀光滑、膜层薄、印刷图像更清晰等优点在UV油墨、玻璃陶瓷的印墨、导电油墨以及防伪油墨中都有广泛的应用。作为一种新型印刷材料的纳米油墨.特别是金属纳米油墨最近也登台亮相了.由于这种油墨中的金属粒子具有纳米的尺度和熔点大幅度降低的特性该墨更细腻、更均一、导电性能更好特别适宜于高性能、超精细电子部件的喷墨印刷和网版印刷同时在电子领域的线路(图形)印刷和安装技术两个方面初露锋芒展现出了其诱人的魅力和无可比拟的优越性。

纳米技术在印刷油墨中的应用主要表现在以下几个方面:

纳米技术在印刷油墨中的应用

1.毛臭节草纳米化颜料

颜料是油墨的重要组成部分，油墨的很多性质与颜料有关系.例如油墨的相对密度、透明度、耐光性和对化学药品的耐抗性等。油墨中的颜料必须具有很高的着色力、化学稳定性和耐光性.并在一般油墨连接料中分散能力比较好颗粒要求比较细.加入后不能影响油墨的流动性。在一些特殊油墨中还要求颜料具备一些特殊性能。

颜料经过纳米化处理后由于粒径极小，光散射弱，光谱吸收面积变小，光的反射率在I%以下因此纳米化颜料在其颜瓜子海棠色的外观上就明显比普通颜料深。油墨中加入这种颜料后，着色力明显高于普通油墨。同时由于光吸收特性的改变.使用这种油墨可以使印品层次更加丰富阶调更加鲜明表现图像细节的能力大大增强。

纳米颜料的使用给传统油墨制造业带来了一个巨大的变革。它使得油墨的制造不再仅仅依赖于化学颜料，而是可以通过选择适当体积的纳米材料达到呈现不同颜色的目的。如TiOz,SiO,纳米粒子是白色CrzO。是绿色，量e=q是褐色。像AI20z这类无机纳米材料具有很好的流动性若加入油墨中可以大大提高墨膜的耐磨性。在印刷油墨的制造过程中，只需加入3%-5%的纳米颜料便能迅速改善油墨剑川乌头遮盖力、饱和度以及耐旋光、耐水等性能。

纳米化颜料的应用范围较大，除了应用于印刷油墨、喷墨墨水中之外.还广泛用于涂料、光电显示器等领域。

2.纳米化填料

填充料是一种着色力很低的白色颜料.用做彩色颜料的调色添加物。在油墨制造过程中，填料的使用可以调整油墨固体、液体比例冲淡油墨颜色还可以取代一些高成本颜料从而降低油墨的成本。油墨工业中长期采用的传统填料(即体质颜料)为微米级碳酸钙、氢氧化铝、硫酸钡、铝钡白及高岭土等，随着合成树脂连接料在油墨工业中的推广应用.这些传统的油墨填料已逐渐被纳米碳酸钙替代。

纳米级Cac03是20世纪so年代发展起来的一种新型超细固体材料，指的是特征维度尺寸在1一l00nm的CaCq颗粒。纳米级IC, aC0。是一种新型高档功能性填充材料由于粒子的超细化其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通CaC03所不具有的t子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应.在磁性、催化性、光热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出优越性能。用于塑料、橡胶和纸张中，具有补强作用。粒径小于20nm的CaCq产品，补强作用可与白炭黑相比。用于油墨/涂料制造中可使油墨/涂料具备良好的光泽、透明、稳定、快干等特性。

纳米CaCO，在树脂型油墨中用作油墨填料时除起到一般油墨填料的作用外.与传统油墨填料相比，还具有以下优点:稳定性好.光泽度高不影响印刷油墨的干燥性能适应性强。透明纳米CaC03主要用于树脂型亮光胶印油墨中.也用于制造冲淡剂。它具有与氢氧化铝几乎同等的透明度而且光泽度高在油墨制造中.能显示优异的弹性和极好的印刷适性，且不影响干燥性能。

3纳米级碳墨

纳米级碳墨具有导电性对静电具有很好的屏蔽作用，可以防止电讯号受到外部静电的千扰。若将纳米级碳墨加入油墨中，就可以获得导电油墨如大容量集成电路、现代接触式面板开关等。另外，在导电油墨中如将Ag制成纳米级而代替微米级Ag可节省50%的Ag粉这种导电油墨可直接印在陶瓷和金属上.墨膜层薄且均匀光滑导电性能很好。若将Cu, Ni材料制成0.1一I N m的超微颗粒它可代替把与银等贵重金属导电。

4.纳米防伪油墨

所谓纳米防伪油墨，是指在油墨连接料中加入特殊性能的纳米防伪材料，或用加密手段通过特殊工艺加工而成的特种印刷油墨。如磁性防伪油墨油墨中加有纳米磁性物质用此油墨印刷的图文用专用检测器可检测出磁信号.用其印制的密码等信息可用解码器读出。

近年来随着纳米技术研究领域的深入.纳米科技在防伪油墨方面的开发应用取得了长足的进展目前开发出来的新型纳米防伪印刷油墨不仅具有良好的印刷性能.而且可以在很大程度上改善防伪效果以及防伪性能。由广州大学研制的近红外线吸收纳米防伪油墨其性能在安全、可靠、稳定及抗老化方面都取得了令人满意的结果。该产品正逐步应用于外包装、票证防伪以及红外传感器等高新技术领域。

纳米技术在印刷设备器件中的应用

1.供墨系统

印刷机的供墨系统是保证正常印刷的重要部件.供墨系统的重要部件为墨辊墨辊的作用是向印版表面传递油墨。因此，墨辊材料的各种性能必将直接影响到印品质量。利用纳米材料制作的墨辊在弹塑性、耐油性、耐酸性、耐溶剂性、抗老化性、亲墨性、传递性和耐磨性等方面比传统墨辊有明显的改善这种纳米材料制作的墨辊的使用可以稳定印刷传递条件。另外.利用纳米材料可以提高印刷橡皮布质且.进而来稳定印刷的压印条件，最终提高印刷质量。

2.纳米磁敏开关及传感器

微晶磁阻抗材料可制成纳米磁敏开关和传感器。现代印刷机上应用了很多传感器.如控制飞达纸堆的自动升降、气泵供气时间检测、合压时间检测、空张检测、膜亮检测控制等。我国已成功研制出纳米微晶磁阻抗材料，巨叶花楸并由它制成纳米磁敏开关和传感器。这种传感器与传统的传感器相比具有灵敏度高、线性度好、稳定性好等优点。美国德克萨斯公司已使用MEMS技术(极小的微电机系统)开发显示视频图像的芯片。在数百万辆汽车上安装一种如头发丝般微细的传感器—传动装置，当其感到汽车被撞击时就会立即释放出气囊。印刷机上安装了这种装置，就可以对压力、速度、位置等进行精确的调控。

3.印刷设备的精度方面

印刷设备的主要问题之一就是机械精度问题。关于影响机械精度的因素一是在制造过程中由于制造技术水平而产生的固有缺陷:二是在印刷生产过程中由于机械磨损而产生的。印刷设备中易磨损的主要部件有:齿轮、凸轮、滚筒的轴颈与轴套(或偏心套}等部件。随着纳米技术的研究深入及纳米材料的使用可以大幅度提高这些关键部件的精度和耐磨损程度.降低维修成本，提高印刷产品的印制质量。

纳术技术在包装印刷领域中的应用

近年采包装对特种功能需求的增加促进了纳米包装技术的发展。纳米包装材料，就是用晶粒尺寸为1一100nm的单晶体或多晶体材料与其他包装材料复合制成的纳米复合包装材料。由于纳米级晶粒比常规材料的晶粒细小因而其晶界上的原子数多于晶粒内部的原子数，形成高浓度晶界.从而赋予纳米材料许多不同常规材料的性能。诸如高强度、高硬度、高电阻率、低热导率、低弹性模量低密度等。这些固有的特性决定了它将有十分广泛的应用逊克电压力锅维修
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