隨著科技的不斷發(fā)展，“納米”以及由其衍生出來的“納米技術(shù)”、“納米材料”這幾個詞頻繁地出現(xiàn)在大家的日常生活中，納米給大家?guī)淼乃枷霙_擊以及科技進步已經(jīng)很大程度影響了工業(yè)界，而由其引起的納米技術(shù)在橡膠、塑料、玻璃鋼、涂料、陶瓷、粘結(jié)劑、密封膠、拋光漿料以及醫(yī)學(xué)、冶金、印刷等諸多行業(yè)中更是應(yīng)用廣泛。
自從1994年美國的馬薩諸賽州XMX公司成功申請了用于制造油墨用的納米級均勻微粒
原料的專利后，納米技術(shù)在油墨領(lǐng)域掀起波瀾。油墨是由作為分散相的顏料和作為連續(xù)相的連接料組成的一種穩(wěn)定的粗分散體系。那么，什么是納米油墨呢?我們將納米微粒添加進油墨中去，或者將制造油墨的原材料(如樹脂、顏料、填料、連接料等)制成納米級大小，這樣生產(chǎn)出來的油墨就是納米油墨。納米油墨本身具備了普通油墨所不能比擬的許多優(yōu)點，給油墨界帶來了巨大的變革。
我們先來看使用納米級原料制成的油墨它所具備的優(yōu)點。我們知道，許多普通油墨在制造過程中都需要添加表面活性劑來降低連接料的表面張力，使得整個體系的親和性增加。而納米微粒本身就具有很好的表面潤濕性，它們吸附在油墨中顏料顆粒的表面，使得油墨的親油以及潤濕性提高，并讓油墨的固、液結(jié)構(gòu)達到穩(wěn)定，所以，添加了納米微粒的油墨都能在很大程度上提高其印刷適性。
眾所周知，油墨的細(xì)度是衡量油墨質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，工藝實踐表明：高細(xì)度油墨著色力強、光澤度高、高光部分完整而且整個印品清晰飽滿；低細(xì)度油墨則會引起很多印刷故障，例如在平版印刷中會引起毀版、堆墨、糊版等；溶劑型油墨則會引起毀版、油墨沉降等。一般說來，印刷網(wǎng)線越高，對油墨的細(xì)度要求越高。我們在印刷過程中經(jīng)常會遇到版面上中高調(diào)的1～4成網(wǎng)點，這個時候，納米油墨的優(yōu)點便一覽無余。由于納米油墨中的各種原材料都是由納米級微粒構(gòu)成的，其流動性和潤濕性就較之普通油墨大大增加，各種粒子均勻地分散懸浮，帶來極高的油墨細(xì)度，輕易就在極大程度上避免了上述普通油墨遇到而不能克服的缺陷。
高細(xì)度的納米油墨還有一個顯著的優(yōu)點，那就是增強了印版的耐印力，大家都知道，印版是直接與油墨相接觸的，印版大多為強度不是很高的多層金屬板構(gòu)成，如果油墨顆粒粗大，在印刷滾筒的作用下，摩擦系數(shù)也必然很大，這樣就極易磨損印版。造成印版的損壞。而顆粒微小均勻的納米油墨則不會或者說是減少了這種情況的發(fā)生。
那么，在油墨中添加納米粒子又有什么優(yōu)點呢?在油墨中添加的納米粒子可以是金屬粒子及其氧化物粒子，也可以是非金屬粒子；可以是有機粒子，也可以是無機粒子。添加的粒子不同，所構(gòu)成的油墨特性也就不同。比如說納米金屬微粒，它本身對光波的吸收就不同于一般材料，它可以將各種波長的光線全部吸收而使自身呈現(xiàn)黑色，同時還對光有散射作用，因此，添加了金屬納米粒子的油墨就具有更高的純度和密度。再比如說CdS納米微粒和TiO2納米微粒，它們屬于半導(dǎo)體微粒，表面經(jīng)過化學(xué)修飾后，粒子周圍的介質(zhì)可以強烈影響其化學(xué)性質(zhì)。前者表現(xiàn)為光吸收邊有明顯的藍移現(xiàn)象，后者則表現(xiàn)為光吸收邊有明顯的紅移現(xiàn)象，因此，將它們分別添加到黃色油墨和青色油墨中去制成納米油墨，則可增強黃色和青色的色彩表現(xiàn)力，使得印刷品層次更豐富，階調(diào)更鮮明，極大地增強了圖像的細(xì)節(jié)表現(xiàn)力。還有一些物質(zhì)，當(dāng)它們處于納米級的時候，本身就會呈現(xiàn)不同的顏色，如Cr2O3是綠色的，F(xiàn)e2O3是褐色的，因此我們并不唯一地依賴化學(xué)顏料來表現(xiàn)油墨的色彩，而可以用特定的納米粒子來取代。還比如，SiO2和TiO2等粒子它們在納米級時表現(xiàn)出很強的抗紫外線能力和抗催化能力，這就使得添加了它們的納米油墨的抗老化性、抗曬性顯著增強，而且由于它們本身很微小，比表面極大(5nm的顆粒表面積百分比占50％，2nm的顆粒表面積百分比增加到80％)，在油墨干燥的時候便能很快地形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加了油墨的強度和光潔度。還有一些微粒本身具有發(fā)光基團，它們在接受很短時間的光照后就能夠持續(xù)發(fā)光，比如說[-N≡N-]納米微粒，添加了這種微粒的油墨它的發(fā)光時間和發(fā)光強度均為普通傳統(tǒng)熒光油墨的30倍以上，且材料本身無毒無害無污染，用于夜間閱讀的印刷品來說，既方便又實用，所以是一種很好的特種油墨。
由于粒子自身具有的性質(zhì)不同，添加后所制成的油墨的性質(zhì)也不同。添加具有導(dǎo)電性的粒子可以屏蔽靜電，制成導(dǎo)電油墨；添加具有很好流動性的粒子就可以提高膜層的耐磨性?，F(xiàn)在，納米油墨更是運用到了防偽印刷中，其獨特的機理不僅能取得良好的印刷效果，而且防偽效果和防偽性能更是不言而喻。因此我們可以根據(jù)實際的要求來選擇所需要的納米油墨進行生產(chǎn)，使得印刷出來的成品具備獨特的性能。
現(xiàn)在，雖然納米油墨已經(jīng)有了十多年的發(fā)展進步，納米油墨的優(yōu)點也是有目共睹，但是，納米油墨卻還并不是十分普及。這是因為納米油墨在制造過程中還存在一些技術(shù)瓶頸，比如說納米化分散技術(shù)，這又包含兩個問題，即將粒子粉碎到納米級以及將納米級的離子分散開來。用于制造傳統(tǒng)油墨的球磨機是很難將原料磨到納米級的，而且即使?jié)M足了納米級的要求，由于粒子微小，比表面極高，粒子很容易就聚集在一起形成大顆粒。因此，我們必須發(fā)展新的碾磨分散技術(shù)來達到對原料大小的要求，研究新的納米分子包覆技術(shù)來防止其團聚。
盡管前進的路上有很多困阻，但是，由于納米油墨其具備的不可替代的優(yōu)點，使得我們將繼續(xù)在這條路上探索，我們相信未來的油墨行業(yè)，納米油墨必將是領(lǐng)導(dǎo)發(fā)展的主流。 ■
作者單位：江南大學(xué)信息工程學(xué)院◎
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