纳米印刷技术应用
纳米技术运用于油墨中
纳米材料运用到油墨体系将会给油墨产业带来巨大的推动。1994年，美国的马萨诸塞州XMX公司已成功地获得了一项用于制造油墨用的纳米级均匀微粒原料的专利。而后，XMX公司并准备设计一套商业性的生产系统，利用这项专利，选择适当体积的纳米粉体原料来得到油墨的各种颜料，而不再依靠老传统生产油墨所需要的化学颜料。
我国近来被科技部评为国家重点新产品的纳米级透明氧化铁系列颜料也已开发成功。该材料典型的针状微粒的尺寸，长轴为45纳米，短轴为6～7纳米，具有很好的分散性、结晶性和耐候性、高明度和着色力强的特点。
它的开发成功，对我国传统颜料的更新换代具有重大的意义，尤其可用于制作纳米油墨，更是使油墨质量大为提高。目前，将纳米石墨用于油墨中，改善油墨的导电性，制成导电油墨，制成大容量集成电路，现代接触式面板开关等，将有巨大的发展潜力。
1.纳米石墨用于油墨中
①纳米石墨的性质
碳元素是自然界中存在的与人类最密切相关、最重要的元素之一，它具有多样的电子轨道特性(sp、sp2、sp3杂化)，再加上sp2的异向性而导致晶体的各向异性和其排列的各向异性，因此以碳元素为唯一构成元素的碳材料就具有各式各样的性质，并且，新碳素相和新型碳材料还不断被发现和人工制得。
由于纳米石墨所具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，从而使纳米石墨材料与常规块状石墨材料相比具有更优异的物理化学及表面和界面性质。人们将石墨制成超细纳米颗粒并对其应用研究产生了浓厚的兴趣。
有报道称，碳元素将会被列入铁磁性元素，但关于碳元素磁性的根源仍然有待探索研究。纳米单层石墨由于其特殊的电子结构而显示出多样而独特的磁学性能，它是一种有趣的分子基微观磁性系统。
有理论研究表明，纳米石墨层的特殊磁学性能是由于其边界悬挂7c键的存在，而悬挂π键的状态很大程度上取决于纳米单层石墨的尺寸和边界的形状。
在许多不同的纳米尺度的块状石墨结构中，观察到意想不到的异常磁学特性。这些证据表明，如果能够制出适当的尺寸和结构，石墨结构有可能是一种潜在磁性结构。
纳米石墨的结构和边界强烈地影响着其物理性能。ⅪeiIl研究了zigzag边界，观察到了一种非键合表面的特殊现象，其严重的边界退化可能导致了石墨结构产生的磁性的不稳定。
纳米石墨不仅具有石墨的传统优良性能，还具有纳米粒子的独特效应，在高新技术领域有广泛的应用，在印刷领域，将纳米石墨加入油墨中，可制成导电油墨。
②纳米石墨的制备。
纳米石墨是指纳米尺度大小的石墨或石墨片，其结构为多面体，各面有3～6层、7～8nm大小的石墨片堆叠而成的，目前已制备出的纳米石墨结构主要有纳米石墨薄片，纳米石墨晶体，纳米石墨粉，纳米石墨锥，纳米石墨溶胶等。比较成熟的制备方法有爆炸、超声波、高能球磨、脉冲激光液相沉积、电化学法等。
③纳米石墨改性油墨性能。
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。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，三氧化二铬纳米粉体的光吸收光波有明显的蓝移，二氧化钛纳米粉体吸收光波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粉体的纳米油墨来复制印刷彩色印刷品，能使印刷品层次更加丰富，阶调更加鲜明，极大地增强表现图像细节的能力，从而可得到高质量的印刷品。基于纳米材料的多种特性，将它运用到油墨体系中会给油墨产业带来一个巨大的推动。
2.纳米碳酸钙用于油墨填充料
纳米级碳酸钙的颗粒直径在2～10纳米，用于油墨中的胶质碳酸钙最早是氢氧化钙与碳酸钙沉淀，并经表面改性制取具有良好透明性、光泽性的碳酸钙。用于制造油墨具有良好的印刷适性，将其与一定比例的调墨油研磨后，以具有合适流动性、光泽性、透明度、不带灰色等性状，用于油墨制造。
根据油墨生产程序(准备→配料→搅拌→轧研→检验→装罐)，在油墨生产中，颜料分散性越好，平均粒径越小，越容易在连接料中分散均匀，油墨质量越好，作为油墨中体质颜料的碳酸钙，若达到纳米级，并进行表面改性，使其与连接料有很好的相容性，将对油墨的生产及提高油墨的质量起到很大的作用。
故在油墨制造中要用纳米级碳酸钙作为填充剂。不同类型的油墨纳米级碳酸钙的添加量不同，一般胶印油墨用296#17%，凹印塑料油墨6%，凹印纸张油墨12%，网印硬塑板6.5%～7%。高档油墨填料206#是一种超微细碳酸钙。
3.纳米二氧化钛用于油墨中
纳米二氧化钛除了具有常规二氧化钛的理化特性外，还具有以下特性：①由于其粒远小于可见光波长的一半，故几乎没有遮盖力，是透明的。并且吸收和屏蔽紫外线的能力非常高。②化学稳定性和热稳定性好，完全无毒，无迁移性。③以纳米二氧化钛为填充剂与树脂所制成的油墨，其墨膜、塑膜，能显示赏心悦目的珠光和逼真的陶瓷质感，具有云母钛珠光颜料所有的光学特性，如珠光效应、视角闪色效应、色彩转移效应和附加色彩效应等。并且纳米二氧化钛的颜色随粒径的大小而改变，粒径越小，颜色越深。
在颜料纳米化的实际验证上，纳米颜料外观颜色远比次微米的颜料更为深黑，其主要原因为料的粒子大，光线透过会打碎，因而光线散射出光来，少部分的光则穿透过去。而纳米颜料径小，光散射弱，光谱吸收面积变小，光的反射率小于1%，因此在颜色的外观上就明显较次微米颜料深。
为此，可选择体积适当且粒径均匀的纳米二氧化钛制各种颜色的油墨或涂料，以代替常规的化学颜料配色工艺。纳米颜料的应用范围相当广泛，生活上的实例如喷墨墨水、涂料、油墨、光电显示器等，在产品的制造过程中，加入3%～5%等少许比例的纳米颜料能改善油墨遮蔽率、饱和度、耐光性、耐水性等问题。
纳米粉体的应用在颜料上给油墨制造业带来一个巨大的变革，它不再依赖于化学颜料而是选择适当体积的纳米粉体来呈现不同颜色。
因为有些物质它在纳米级时，粒度不同颜色也不同，或不同物质不同颜色，如二氧化钛、二氧化硅在纳米粒子是白色，三氧化二铬是绿色，三氧化二铁是褐色。还有如纳米三氧化二铝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。
4.纳米金属微粒用于油墨中
由于纳米金属微粒对光波的吸收不同于普通的材料，纳米金属微粒可以对光波全部吸收而使自身呈现黑色，同时，除对光线的全部吸收作用外，纳米金属微粒对光尚有散射作用。因此，利用纳米金属微粒的这些特性，可以把纳米金属微粒添加到黑色油墨中，制造出纳米黑色油墨，从而可以极大地提高黑色油墨的纯度和密度。此外，半导体纳米粒子由于存在显著的量子尺寸效应和表面效应，从而使它的光吸收表现出一定的特性。
我们知道，印刷品，尤其是高档彩色印刷品的质量和油墨的细度、纯度有很大的关系。只有细度小、纯度高的油墨才能印刷出高质量的印刷品。所以，提高油墨纯度和细度也是研究新型油墨的一个重要内容。油墨的细度就是指油墨中颜料(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。
它不仅关系到印品的质量，同时又影响到印版的耐印率。工艺实践情况表明，彩印产品用网纹版印刷或实版面中含有细小阴字、阴线，印刷过程中易出现糊版起脏质量故障，表面上看来，可能认为是油墨稠度不适、粘度太大、墨量太大或压力太大等原因。其实真正的原因是油墨的颗粒太粗引起的，油墨的细度与颜料、填充料的性质和颗粒的大小有直接的关系。
一般来说，用无机颜料(不包括炭黑)所制成的油墨细度不好，颗粒比较粗些，这与油墨的轧制工艺有很大的关系。油墨在轧制工艺过程中研磨的次数越多，它就越显得均匀，颜料颗粒与连结料接触面也就越大，油墨的颗粒就越细，其印刷性能也就显得越好、越稳定。
很显然，油墨的细度与印刷品质量有着密切的关系，如以印刷网纹版为例，版面上高调和中间调的1～4成网点不乏有之，要是油墨颗粒与点子面积的比例较接近的话，则容易使网点空虚或铺展起毛，甚至出现点子不光洁的印刷弊病，所以，油墨的细度越好，印刷品上的网点也越显得清晰和饱满有力。
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