油墨知識(shí)：談納米防偽油墨的發(fā)展

油墨知識(shí)：談納米防偽油墨的發(fā)展

1.前言

    防偽油墨是防偽技術(shù)最為重要的技術(shù)分支之一，涉及的學(xué)科領(lǐng)域很多，例如光學(xué)、化學(xué)、電磁學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光譜技術(shù)、印刷技術(shù)等，屬于一門交叉邊緣學(xué)科。其中化學(xué)防偽材料和技術(shù)是防偽油墨的基礎(chǔ)技術(shù)，在研究和應(yīng)用上占據(jù)相當(dāng)重要的地位。在納米尺寸范圍操縱分子，設(shè)計(jì)并組裝出穩(wěn)定的多重花樣，由此創(chuàng)制出具有優(yōu)異功能的新納米精細(xì)化工品、新納米材料，成為一個(gè)前沿領(lǐng)域。如何交叉結(jié)合納米科學(xué)，開(kāi)拓納米材料在納米精細(xì)化工、納米醫(yī)藥、納米食品、納米復(fù)合材料和新能源中的應(yīng)用，成為國(guó)內(nèi)外科學(xué)家競(jìng)相開(kāi)展的研究課題。將納米技術(shù)和防偽技術(shù)相結(jié)合研制開(kāi)發(fā)的納米防偽印刷油墨不僅具有良好的印刷效果，而且可使防偽效果和防偽性能進(jìn)一步改善。

    2.納米油墨的特點(diǎn)

    所謂納米防偽油墨，是在油墨連結(jié)料中加入特殊性能的納米防偽材料，還可用加密手段經(jīng)特殊工藝加工而成的特種印刷油墨。如光致變色、熱致變色及紫外光油墨等，或稱為油墨防偽的“納米化”，主要有以下特點(diǎn)。

    ①耐曬性、耐酸性和粘附性明顯提高。納米油墨兼容，各方面性能超常，由于SiO2、TiO2在納米尺度時(shí)表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗紫外光和催化性能，經(jīng)特殊化學(xué)反應(yīng)工藝合成的納米防偽油墨，其耐曬性一般可提高2～3個(gè)等級(jí)，耐熱性和附著牢度均有明顯提高。

    ②許多普通油墨在制造過(guò)程中都需要添加表面活性劑來(lái)降低連接料的表面張力使得整個(gè)體系的親和性增加。而納米微粒本身就具有很好的表面潤(rùn)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(rùn)濕性提高，并讓油墨的固、液結(jié)構(gòu)達(dá)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。

    ③用添加了特定納米微粒的納米油墨來(lái)復(fù)制印刷彩色印刷品，層次會(huì)更豐富，階調(diào)會(huì)更鮮明，圖像細(xì)節(jié)的表現(xiàn)能力亦大增。

    ④納米微粒若用于UV油墨中，可加速其固化速度，同時(shí)由于填料的細(xì)微均勻分散而消除墨膜的收縮起皺現(xiàn)象。

    ⑤油墨的細(xì)度是衡量油墨質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，由于納米油墨中的各種原材料都是由納米級(jí)微粒構(gòu)成的，各種粒子均勻地分散懸浮，帶來(lái)極高的油墨細(xì)度，將能節(jié)省大量原料并印出更精更美更高質(zhì)量的圖像。

    ⑥高細(xì)度的納米油墨還有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)，那就是增強(qiáng)了印版的耐印力，印版是直接與油墨相接觸的，印版大多為強(qiáng)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(huì)或者說(shuō)是減少了這種情況的發(fā)生。

    3.納米油墨的研究現(xiàn)狀

    發(fā)光顏料可作為一種添加劑，均勻分布在各種透明介質(zhì)中，如油墨、涂料、塑料、橡膠、紙、膠片、印花漿、陶瓷釉料、玻璃、化纖、皮革等，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的自發(fā)光功能，并可顯示出本材料所具有的明亮色彩。其突出特點(diǎn)是對(duì)波長(zhǎng)450納米以下的短波可見(jiàn)光具有很強(qiáng)的吸收能力，吸收儲(chǔ)存各種可見(jiàn)光（日光、熒光、紫外光、燈光等）后，在暗處發(fā)光12～24小時(shí)以上，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(wú)毒、無(wú)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(wú)限次循環(huán)使用。光材料由于納米復(fù)合材料可達(dá)到分子水平相容，且尺寸小于光波長(zhǎng)，因而納米復(fù)合材料較純，聚合物透明性好。用溶膠凝膠法制得的材料一般是高度透明的，選擇Fe2O3、V2O5作無(wú)機(jī)組分或WO2片層無(wú)機(jī)物，會(huì)得到超導(dǎo)、光致變色、電致變色材料。
  

    例如針對(duì)熒光防偽油墨耐光性差、防偽機(jī)理已被破譯而失去防偽功能的現(xiàn)狀，廣州大學(xué)研究成功了近紅外線吸收的納米防偽油墨，其小試樣品的性能在可靠性、安全性、穩(wěn)定性及耐老化性等方面都達(dá)到令人滿意的程度。目前該產(chǎn)品已被應(yīng)用于外包裝，票證防偽以及紅外傳感器等高新技術(shù)領(lǐng)域。

    還有北京大學(xué)防偽研究小組，目前已成功開(kāi)發(fā)出紅外防偽發(fā)光材料，紅外防偽油墨，特別是紅外防偽激光鑒別器開(kāi)發(fā)成功，有力地支持了紅外防偽技術(shù)的高速發(fā)展。紅外發(fā)光材料屬于無(wú)機(jī)稀土發(fā)光材料，是在紅外照射下，發(fā)出刺眼的鮮艷的綠、紅兩種顏色的可見(jiàn)光，該紅外材料主要工作階段在780nm～1200nm。該類發(fā)光材料優(yōu)點(diǎn)為：正常日光下，具有極白的外觀，極易細(xì)化顆粒，是制作防偽產(chǎn)品的特種原料。智能防偽鑒別儀是利用一種新的光譜分析技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的高科技產(chǎn)品，其優(yōu)良的防偽性能和使用的便利，能滿足最高層次防偽方面的需要，居國(guó)際領(lǐng)先水平。

    國(guó)內(nèi)近來(lái)被科技部評(píng)為國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品的納米級(jí)透明氧化鐵系列顏料已開(kāi)發(fā)成功。納米金屬微粒可吸收全部光波而使自身呈黑色，同時(shí)對(duì)光亦有散射作用。將納米金屬微粒添加到黑色油墨中，可提高黑色油墨的純度和密度。另外半導(dǎo)體納米粒子表面經(jīng)化學(xué)修飾后，粒子周圍的介質(zhì)可強(qiáng)烈影響其光學(xué)特質(zhì)，表現(xiàn)為吸收光譜發(fā)生紅移或藍(lán)移。如把它們分別加入黃色和青色油墨中制成納米油墨，可增加黃墨和青墨的純度，令印刷品層次更豐富。

    納米級(jí)碳墨具有導(dǎo)電性，對(duì)靜電具有很好的屏蔽作用，防止電訊信號(hào)受到外部靜電的干擾，若把它加入油墨，可制成導(dǎo)電油墨，用于大容量集成電路、現(xiàn)代接觸式面板開(kāi)關(guān)等。另外，在導(dǎo)電油墨中如將Ag制成納米級(jí)而代替微米級(jí)Ag，可節(jié)省50%的Ag粉，這種導(dǎo)電油墨可直接印在陶瓷和金屬上，墨層均勻光滑，性能很好。若將Cu、Ni材料制成0.1-1um的超微顆粒，它可代替鈀與銀等貴重金屬導(dǎo)電。

    4.結(jié)束語(yǔ)

    現(xiàn)在，雖然納米油墨已經(jīng)有了很大的發(fā)展進(jìn)步，納米油墨的優(yōu)點(diǎn)也有目共睹，但是，納米油墨卻還并不是十分普及。對(duì)納米油墨國(guó)內(nèi)目前基本上還處于中試階段，離廣泛應(yīng)用于油墨制造和印刷工業(yè)之中還有一段距離。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，納米油墨將為油墨制造業(yè)開(kāi)辟一片廣闊的新天地，為世界油墨和印刷技術(shù)帶來(lái)一場(chǎng)新的變革。

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