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纳米油墨的特性和应用

1．从油墨细度和纯度谈起

众所周知，油墨的细度和纯度对印刷品的质量至关重要。要印刷出高质量的产品，蒸炒锅必须要有高细度、高纯度的油墨作保证。所以，提高油墨的细度和纯度是研究新型油墨的一个重要内容。 油墨细度是指油墨中颜料(包括填充料)颗粒的大小与颜料。填充料分布于连结料中的均匀度。所以，油墨的细度如何既影响印品的质量，同时又影响印版的耐印率。在工艺实践中，彩印产品用纹版印刷，实地版面中含有细小阴字、阴线，印刷过程中易出现糊版起脏等质量问题，如没有认真检查和分析，很可能陷入操作误区，以为油墨稠度不适、粘度太高、布墨量太大或压力太大而盲目作些错误的调整。殊不知，真正的原因在于油墨细度差。油墨细度与颜料、填充科的性质和颗粒的大小有着直接的联系。通常，用无机颜料(不包括炭黑)所制成的油墨细度不高，颗粒比分路器较粗，这与油墨的轧制工艺有很大的关系。油墨在轧制过程中研磨的次数越多，油墨的颗粒就越细，颜料颗粒与连结料的接触面积也就越大，其印刷性能也就越好。很显然，油墨的细度与印刷品质量有着密切的联系。以印刷纹版为例，若油墨颗粒与点子面积的比例接近，则容易使点空虚或铺展起毛，甚至出现点子不光洁之印刷弊病，所以，油墨的细度越高，印刷品上的点也就越清晰和饱满有力。此外，油墨的细度越好其浓度也就越大，着色力也就越强，产品印刷质量就越高。反之，油墨的细度低，颜料的颗粒粗，印刷过程中摩擦系数大，印版的耐印率就低。并且颗粒粗的油墨，印刷时还容易产生糊版、积墨以及传墨、布墨不均的情况。油墨的细度一般可以用肉眼来观察判别，即用墨刀刮过的表面，如果呈现光滑、均匀的视觉效果，便说明该油墨的细度好。如果刮过的表面出现小块状或颗粒状的粗糙层，则表明该油墨的细度差。另外，可以用铜版纸沾上少许的油墨，再用另一片纸拖磨墨层，若直到油墨层被拖磨成很薄时仍十分光润，则说明该油墨细度好。如果墨层有痕迹出现，很显然该痕迹是由油墨中颜料、填充料的粗颗粒造成的，则说明此油墨细度不够好。 当然，以上只是凭经验判定而已，判别的准确率有一定的局限性。要实现规范化、数据化的判定，惟有依靠细度仪来测定颜料颗粒的大小，才能较精确地检测出油墨的细度。用细度仪测定油墨细度的具体做法是，把试样油墨稀释到一定的程度，放于细度仪的最深处，然后用刮刀将凹槽移动(要保持匀速)至最浅处，在凹槽两边转型升级在化工行业中其实不是新话题刻度处即可看到油墨颗粒的大小情况。此外，也可用显微镜来观察油墨颜料颗粒的大小。

2．纳米油墨的特性

（1）实验证明，纳米金属微粒对光波的吸收不同于普通材料。纳米金属微粒可以全部吸收光波而使自身呈现黑色，同时，纳米金属微粒对光线还具有散射作用。利用纳米金属微粒的特性，把纳米金属微粒添加到黑色油墨中，可以制造出纳米黑油墨，从而极大地提高黑色油墨的纯度和密度。

（2）研究表明，纳米半导体粒子表面经化学修饰后，粒子周围的介质可以强烈地影响其光学性质，表现为吸收光谱发生红移或蓝移。实验证明，CdS纳米微粒的光吸收边有明显的蓝移，TiO2纳米微粒则出现较大幅度的红移。据此，如果把它们分别加入到黄色油墨和青色油墨中制成纳米油墨，就可以在很大程度上增加黄油墨和青油墨的纯度。用添加了特定的纳米微粒的纳米油墨来印刷彩色印刷品，能使印刷品层次更加丰富，阶调更加鲜明，极大地增强图像细节的表现力，从而得到高质量的印刷品。如今，借助高新技术可以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，这样，由于它们的高度微细而具有良好的流动性与润滑性，可以达到更好的分散悬浮和稳定性装配线，颜料用量少，遮盖力高，光泽好，树脂粒度细腻，成膜连续，光滑均匀，膜层簿，使印刷的图像清晰。若用在UV油墨中，能使固化速度加快，同时由于填料均匀分散而消除墨膜的收缩起皱现象。

（3）在玻璃陶瓷的印墨中，若无机原料的构成为纳米级的细度，将节省大量的原料并能印制出更加精美的高质量图像。纳米技术在颜料上给油墨制造业带来一个巨大的变革，使油墨不再依赖于化学颜料而是选择适当体积的纳米微粒来呈现不同的颜色，如TiO2、SIO2的纳米粒子是白色，Cr2O3是绿色，Fe2O3是褐色。像Al2O3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。纳米级碳墨具有导电性，对静电具有很好的屏蔽作用，防止电信号受到外部静电的干扰，若把它加入油墨就可以制成导电油墨，如大容量集成电路，现代接触式面板开关等。另外，在导电油墨中若将Ag制成纳米级而代替微米级Ag，便可以节省50％的Ag粉，这种导电油墨可以直接印在陶瓷和金属上，墨膜层薄且均匀光滑。若将Cu、Ni材料制成0.1～1μm的超微颗粒，它可以代替钯与银等贵重金属导电。因此，将纳米技术与防伪技术结合，将会开辟出防伪油墨的另一片广阔天地。

（4）此外，有些纳米微粒具有发光基团，如"一N≡N一"纳米微粒可以自己发光。用添加有这其次种纳米微粒的油墨印出的印品不需要外来光源的照射靠自身发光就能被人眼识别，用于防伪印刷也可以达到很好的一线防伪效果；用于户外大型广告喷绘或夜间阅读的图文印刷品，也不需要借助外来光源，既节省了能源，又大大方便了使用者。

（5）由于纳米微粒具有很好的表面湿润性，它们吸附于油墨颜料颗粒的表面，能大大改善油墨的亲油性和可润湿性，并能保证整个油墨分散系统的稳定，所以添加有纳米微粒的纳米油墨的印刷适性得到较大的改善。相信随着纳米材料技术的进一步发展，将有更多的具有改性塑料在汽车内饰用料中所占的比例已增加到了60%以上不同特性的纳米材料被人们所认识和利用，把这些纳米材料应用到油墨制造中，可以获得具有不同用途的特种油墨，用于机密文件印刷、多种防伪印刷及各种工艺品的印刷，都能获得非同一般的效果。在静电复印中，用磁性纳米色粉代替现在广泛使用的无磁性色粉，就可省却了在无磁性色粉中加入铁磁颗粒作载体，从而制成单组分复印用显影剂，可以节约原材料，并能提高复印质量。至于纳米材料的来源，实际上，获得纳米材料的方法很多，有高温烧结法(如碳纳米管的烧结技术)、沉淀法、高温水溶解法、化学气相凝聚法及近代的等离子能量聚合法。

3．纳米防伪油墨的应用

纳米科技应用于油墨的开发生产目前已取得了可喜的成果，尤其是在防伪油墨方面的应用，将纳米技术和防伪技术相结合，研制开发的纳米防伪印刷油墨，不仅具有良好的印刷效果，而且可使防伪效果和防伪性能进一步改善。例如，针对荧光防伪油墨耐光性差、防伪机理已被破译而失去防伪功能的现状，由广州大学研究成功的近红外线吸收的纳米防伪油墨，其小试样品的性能在可靠、安全、稳定及耐老化等方面都达到令人满意的程度。目前该产品已被应用于外包装，票证防伪以及红外传感器等高新技术领域。