作者:唐琳/整理 来源: 发布时间:2016-3-29 15:13:2
“打印”绿色世界
——纳米绿色打印制版技术

 
不用感光冲洗、不产生废水,就可以打印出报纸和书籍的版样;不用刻蚀就能打印出电脑、手机的线路板。
 
如今,这些看似神奇的技术,在中国科学院化学研究所科研人员的努力下,已经变成现实。
 
印刷行业是对我国国民经济有重要影响的行业。但在传统印刷产业链中,从版基制造、印刷制版到印刷油墨,都面临严峻的环境压力:每年产生的感光冲洗废液达百万吨,有机溶剂排放达数十万吨,电解氧化废液、废水和废渣等达千万吨。
 
同样,传统的印刷电路板行业也对环境产生巨大污染,生产废液中含大量重金属离子,严重污染环境。这些都成为制约印刷行业可持续发展的关键瓶颈。
 
在充分认识到传统印刷行业弊端的基础上,中国科学院化学研究所纳米材料绿色印刷技术团队,以纳米材料的创新研究为基础,建立了包括绿色版基、绿色制版和绿色油墨在内的完整的绿色印刷产业链技术,并将其拓展应用于印刷电子、3D制造等战略新兴产业及绿色印染、建材等重要产业领域。
 
纳米绿色印刷技术的核心理念是将纳米材料和印刷技术相结合,实现印刷产业的绿色化、功能化、立体化和器件化。这种技术,完全不需要暗室和曝光过程,也不产生废水和废液,成本比传统激光照排制版便宜三分之一以上,可谓“物美价廉”。
 
绿色版基
 
绿色版基关键技术突破了国际上通用的电解氧化版基生产工艺,利用纳米功能涂层材料在铝版基表面形成特殊微纳结构和亲水特性,发展了纳米绿色版基制备技术,从根本上解决了电解氧化过程产生的高耗能和高污染问题。
 
这项关键技术不仅突破了纳米粒子制备和稳定分散、纳米涂层材料的规模制备及涂布工艺等关键技术,更建立了系统的检测方法和质量标准。也正因如此,该技术斩获了第二届全国印刷行业重点创新成果奖。
 
绿色制版
 
绿色制版关键技术突破了传统印刷制版感光成像的技术思路,通过纳米转印材料和纳微米结构版材对表面浸润性的调控,实现了纳米版材非图文区亲水、图文区亲油的成像特性,发展出无需曝光冲洗的纳米材料绿色制版技术。
 
这就如同数码照相对胶卷照相的革命一样,纳米绿色制版技术具有工艺简捷、操作方便、成本低廉等多方面优势,已经成为目前最环保的印刷制版技术。
 
不得不提到的是,由联想控股等投资成立的中科纳新印刷技术有限公司致力于绿色印刷技术的产业化,并进一步通过纳米材料与印刷技术的创新,突破了传统印刷技术的精度极限,实现对印刷图案最基本要素点、线、面的精确控制;通过磁悬浮直线电机和大理石平台等技术创新,突破喷墨打印设备输出精度和速度等关键技术,研制出世界最高时速对开报业制版系统样机;建成北京怀柔和密云等绿色制版中心,辐射周边数十家印刷企业,彻底解决了区域性印刷制版污染难题。
 
绿色油墨
 
为解决目前塑料包装印刷使用甲苯等溶剂油墨引起的食品安全问题,技术团队成功开发出环保型塑料凹印油墨,解决了油墨在塑料表面的扩散、干燥、粘附等系列关键技术问题,满足了印刷品的精度、牢度和展色性等要求。
 
技术团队与企业合作开发的绿色油墨产品,获国家环保部“中国环境标志产品”证书和科技部“国家重点新产品”证书,并通过美国PANTON公司检测鉴定,销售额超过7亿元。
 
技术拓展
 
纳米材料绿色印刷制造技术有着广阔的应用前景,是对多个传统行业制造技术的革命,也将催生很多战略新兴产业。这项技术发展成熟后,可以应用在电子纸、电子服装、物联网、柔性显示、电子装饰、太阳能电池、照明导线、传感器等诸多产业。
 
眼下,针对印刷产业的未来发展,中科院化学所研究人员通过纳米材料和印刷技术的创新研究,实现了纳米尺度精细图案和功能器件的印刷制备,进一步将绿色印刷技术从传统的纸质产品拓展到印刷电子、光子器件,发展出系统的纳米绿色印刷制造技术。
 
如印制的电子票卡在全国科技活动周、APEC会议等实现了成功应用;采用绿色印刷工艺制造的绿色地铁票通过全部考核并已投入使用。
 
纳米材料绿色印刷制造技术将从根本上解决传统制造行业由于曝光蚀刻工艺造成的严重环境污染,推动众多重要产业的技术变革和绿色发展,迎来印刷产业的新辉煌。■
 
《科学新闻》 (科学新闻2016年3月刊 硕果)
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