当纳米技术与印刷工业一

纳米技术与印刷工业(一)

一、前言

印刷所涵盖的范围非常广泛，不仅包含了文化纸类印刷用品，如书籍、杂志、报纸、窗体、型录、传单、海报、卡片、月历、日历…等，并且也应用于包装、广告牌、织品等生活日常用品所需图案的印制，甚至电子业的电路板制造也应用了印刷技术。由于日常生活上应用印刷技术的物品极多，因此吸引众多的应用科学工程业者纷纷进入印刷材料与技术领域，试图开创印刷技术发展新契机。近年来奈米技术在世界所兴起的风潮，的确让很多科学家们跃跃欲试，或已早投入于研发工作之中。但不可否认，对于印刷产业而言，奈米技术仍是一项新颖的科技。印刷工业技术研究中心（以下简称印研中心）为国内印刷技术研究的先驱，自应负起对印刷技术研发工作的；而奈米印刷材料的研发则是今后印研中心的重要工作项目之一。目前奈米技术在国内可能尚未广泛运用于印刷产业，因此，发展印刷奈米技术是非常好的构想。

以下各节将叙述奈米技术在印刷材料上的发展、印研中心在奈米技术研发上的定位、研究方式及未来展望。

二、 奈米技术在印刷材料上的发展

目前奈米技术在印刷材料上已有进展，例如奈米颜料、奈米油墨、奈米纸张等。以国内而言，在印刷相关材料当中，以奈米颜料的研发是近来研发最为人所瞩目的。在2002年台湾国际印刷机材展的研讨会中，徐敬添（2002）提及，目前实验室已开发出来的奈米级颜料，其与传统颜料的主要区别是在于颜料颗粒的大小。张义和、徐敬添与徐世昌于「颜料奈米化、分散及应用」（2002）一文中表示，透过湿式分散技术的改良，使得奈米颜料已于1997年在美问市；而工研院化学工业研究所在颜料微粒化上也已投入奈米技术的研发，并于2001年正式验证在实验室的产制的可大多在转运环节产生行性与再现性。

在油墨上，于1994年，美国的马萨诸塞州XMX公司获得一项用于制造油墨的奈米级均匀微粒原料的专利；此项专利乃是利用「奈米金属微粒能对光波全部吸收而使自身呈现黑色，同时对光又有散射作用」的特性，把此种添加到黑色油墨中，以此提高油墨纯度和密度的方法（齐成，2002a）。另外，奈米油墨也可应用在各方面印刷，例如印刷电路板的导电油墨、静电复印的磁性奈米色粉、含有奈米化树脂的UV油墨、玻璃陶瓷的印墨及运用奈米微粒发光特性的防伪印刷（齐成，2002b）。

在纸张上，目前奈米技术在造纸工业中的利用已开始进入实用性生产，例如：中国大陆的河南银鸽公司和华中师范大学奈米科技研究院研制防水奈米纸张，具有超级疏水性和防潮、提高印刷表面强度、降低伸缩率的特殊性能（齐成，2003）。而在「奈米科技与印刷纸张」（柯丽玲、邱美绮，2003）一文中有提及，奈米级无机材料及澎润性无机层材料已成功在造纸业推广应用。

奈米技术并不仅限于在颜料、油墨、纸张的研发，其它如非纸类被印材、印版也能应用奈米技术。然就目前印研中心的情况而言，实施油墨与纸张检测多年，拥有庞大的油墨与纸张数据数据，对于油墨、纸张的特性分析极有把握，所以先由油墨与纸张导入奈米技术研发工作是最适宜的做法。因此印研中心于92年度与数家财团法人研发单位组成奈米复合材料研发联盟，该联盟即针对奈米油墨进行研发工作。目前国内只有极少数单位或公司在研发奈米级油墨，即使对全世界而言，奈米油墨仍是新颖的产品；相信如能研发成功，将对油墨、印刷产业带来极大的震撼。另外93年度的科专工作也加入有关奈米纸张与奈米油墨的研究，探讨其印刷适性的问题。有关「印刷适性」一词容后解释。

三、 印研中心在奈米研发上的定位

印研中心自八十六年即从事印刷色彩上的研究，至今色彩领域仍为中心的研发主题之一。然而为了扩大印刷产业视野，印刷技术与材料的提升或变革是必要的途径。从印刷产业结构而这容易致使认识上的偏差言，近来国内传统平版印刷的市场占有率已不如以往能有独占鳌头的局面；相反地，各式各样的印刷技术纷纷窜出，应用于各行各业之中。因此，印刷中心对奈米材料的研发在此时的切入时机是极为恰当且必要的。

「奈米时代」（尹邦跃编着，2003）引用美国国家科学基金会在1991年的一段话：「当我们进入21世纪的时候，奈米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大的影响，至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人工合成高分子那样。」从以上这段话可知奈米技术在以后的重要性。另外，「奈米科技在化工及材料之产业调查」（马振基等，2003）一文中指出，国科会针对奈米科技的议题曾做过一份产业调查，在125份受访问卷中接受调查的公司类别，以橡塑料及化工业等传统产业所占比例为大宗，而其中有95%的受访公司表示对奈米有需求。这则讯息令印研中心同仁们对往后奈米材料应用于印刷产业界的前景感到乐观，并且对于印刷用奈米复合材料的研发更具有信心。然而就目前印研中心的状况而言，人力、物力均缺乏，如何独力完成奈米印刷材料的研发？针对此一问题的解决，就必须从中心的定位问题着手。目前印研中心的定位为提升印刷技术、辅导传统产业升级的研发单位，着重于技术应用层面问题的解决；因此对于奈米材料，将以印刷专业观点从事研究分析。印研中心会着重在奈米油墨的粘度、抗分裂力是否适合印刷；也强调其印刷品上的耐候、耐磨擦、抗化学药品、耐高温、高湿根据试件的尺寸选择夹板、高压及色彩的呈现情形；而对奈米纸张则会着重在基重、白度、平滑度、撕裂强度2.5锈性能良好、吸墨性等特性。而在材料上的开发，则由材料界奈米专家们来分担此大任。以此种专业分工的理念从事研究发展工作，是极为符合经济效益的方法。