納米科技在印刷油墨的應用
納米科技 (1納米 nm = 十億分之一公尺) 是上世紀80年代末誕生並迅速崛起的高新科技，它的基本含義是在納米尺寸（即0.1-100 nm）範圍內認識和改造自然,通過直接操作和安排原子、分子運動規律和特性，創造新物質的技術與方法。這意味著可以生產出極純的材料和豐富多彩的新產品。如今，納米科技主要包括納米物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米加工學、納米力學等。
一、 納米技術的特徵
“納米”(Nano Meter) 是一種度量單位，1納米大約只有45個原子串起來那麼長。1981年掃描隧道顯微鏡發明後，便誕生了一門以0.1到100納米長度為研究分子世界,目標是直接以原子或分子來重構具有特定功能的產品。因此，納米技術其實就是一種用單個原子、分子射程物質的技術。
納米級結構材料簡稱為納米材料，是指其晶粒大小介於0.1-100納米之間。研究表明，當小粒子進入納米數量級時，其本身就具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應。納米粒子具有較大的比表面積、表面原子數、表面能，表面張力隨粒徑的下降而急劇增加，從而導致納米微粒的熱、磁、光敏感特性和表面穩定性等不同于正常的粒子。
由於納米級粒子的尺寸已接近光的波長，加上其具有大表面的特殊效應，因此其所表現的特性，例如熔點、磁性、光學、導熱、導電特性等等，往往不同於該物質在整體狀態時所表現的性質。納米材料具有一定的獨特性，當物質尺度小到一定程度時，則必須改用量子力學取代傳統力學的觀點來描述它的行為，當粉末粒子尺寸由10微米降至10納米時，其粒徑雖改變為1000倍，但換算成體積時則將有109倍之巨，所以二者行為上將產生明顯的差異。
納米粒子異於大塊物質的理由是在其表面積相對增大，也就是超微粒子的表面佈滿了階梯狀結構，此結構代表具有高表能的不安定原子。這類原子極易與外來原子吸附鍵結，同時因粒徑縮小而提供了大表面的活性原子。納米粒子的粒徑小於光波的長，因此將與入射光產生複雜的交互作用。金屬在適當的蒸發沈積條件下，可得到易吸收光的黑色金屬超微粒子，稱為金屬黑，這與金屬在真空鍍膜形成時高反射率光澤面成強烈對比。納米材料因其光吸收率大的特色，可應用於紅外線感測器材料。納米技術的廣義範圍可包括納米材料技術及納米加工技術等。其中納米材料技術著重於材料生產（超微粉、鍍膜等），性能檢測技術（化學組成、微結構、表面形態、物、化、電、磁、熱及光學等性能）。納米加工技術包含精密加工技術（能量束加工等）及掃描探針技術。
二、 納米科技在油墨中的應用
（1）從油墨細度和純度談起
油墨的細度和純度的質量對印刷品質的影響十分敏感。要印刷出高質量的產品，必須要有細度、純度高的油墨作保證。所以，提高油墨純度和細度也是研究新型油墨的一個重要內容。不管是在防偽印刷或普通印刷方面，也不管是膠印機、柔印機、凹印機，基本上都是如此。油墨的細度就是指油墨中顏料（包括填充料）顆粒的大小與顏料、填充料分佈於連結料中的均勻度。所以，油墨的細度如何既反映到印品的質量，同時又影響到印版的耐印率。實際作業情況得知，彩印產品用網點印刷或實地版面中含有細小反白字、線，印刷過程中易出現塞版起髒品質故障，如沒有認真去檢查和分析，可能陷入操作誤區，以為油墨稠度不適、粘度太大、墨量太大或壓力太大而盲目作些錯誤的調整。殊不知，其實真正的原因是油墨細度不好，即油墨的顆粒太粗引起的。油墨的細度與顏料、填充料的性質和顆粒的大小有直接的關係。一般情況來說，用無機顏料（不包括炭黑）所製成的油墨細度不好，顆粒比較粗些，這與油墨的軋製作業有很大的關係。油墨在軋製過程中研磨的次數越多，它就越顯得均勻，顏料顆粒與連結料接觸面也就越大，油墨的顆粒就越細，其印刷性能也就顯得越好、越穩定。很顯然，油墨的細度與印刷品質有著密切的關係，如以網點印刷為例，版面上高調和中間調的1-4成網點不乏有之，要有油墨顆粒與點子面積的比例較接近的話，則容易使網點空虛或起毛，甚至出現點子不結實之印刷弊病，所以，油墨的細度越高，印刷品上的網點也越顯得清晰和飽滿有力。此外，油墨的細度越好其濃度也越大，顯色力也就越強，產品印刷質量越高。油墨的細度不好，顏料的顆粒粗，印刷過程中摩擦係數大，印版的耐印率就低。並且顆粒粗的油墨，印刷時還容易產生糊版和積墨現象，以及傳墨、布墨不均情況。對油墨細度的好壞一般可以用肉眼觀察來判別，即用墨刀刮過的表面，如果呈現光滑。均勻的視覺效果，則說明該油墨的細度好。如果刮過的表面出現小塊狀或顆粒狀的粗糙層，則表面該油墨的細度差。另外，也可以用銅版紙紙片沾上少許的油墨層，爾後用另一片紙拖磨墨層，至油墨層被拖磨到很薄時仍十分光潤，說明該油墨細度好。如果墨層有痕跡出現，很顯然該油墨中顏料、填充料粗顆粒造成的，說明此油墨細度不夠好。當然，以上只是憑經驗判定而已，判別的準確率有一定的局限性。要實現規範化、資料化的判定，惟有依靠細度儀來測定顏料顆粒的大小，才能較精確地檢測出油墨的細度。用細度儀測定油墨細度的具體的做法是，把試樣油墨稀釋到一定的程度，放於細度儀的最深處，然後用刮刀沿凹槽移動（要保持勻速）到最淺處，在凹槽兩邊刻度處即可看出油墨的顆粒大小情況。此外，也可用顯微鏡來觀察油墨顏料顆粒的大小程度。
（2）納米油墨的特性
納米技術是屬於新興的高新科學技術，它研究的物件有主要是納米材料，納米材料是當前的高科技產品，如今已得到了很快的發展，開始向各個領域滲透，成功地獲得了很多高級性能及特殊性能的應用材料，這在材料發展史上可以說是一個新的里程碑。由於納米是一個非常小的長度單位，因此納米材料就意味著材料本身是高度超小、超細的狀態。基於納米材料的多種特性，將它運用到油墨體系中會給油墨產業帶來一個巨大的推動。1994年，美國的麻塞諸塞州XMX公司已成功地獲得了一項用於製造油墨用的納米級均勻微粒原料的專利。爾後，XMX公司又準備設計一套商業性的生產系統，利用這項專利，選擇適當體積的納米微粒原料來得到油墨的各種顏料，而不再依靠老傳統生產油墨所需要的化學顏料。由於納米金屬微粒對光波的吸收不同于普通的材料，納米金屬微粒可以對光波全部吸收而使自身呈現黑色，同時，除對光線的全部吸收作用外，納米金屬微粒對光尚有散射作用。因此，利用納米金屬微粒的這些特性，可以把納米金屬微粒添加到黑色油墨中，製造出納米黑油墨，從而可以極大化地提高黑色油墨的純度和密度。此外，半導體納米粒子由於存在顯著的量子尺寸效應和表面效應，從而使它的光吸收表現出一定的特性。
研究表明，納米半導體粒子表面經化學修飾後，粒子周圍的介質可以強烈地影響其光學性質，表現為吸收光譜產生紅移或藍移。實驗證明，Cds納米微粒的光吸收邊有明顯的藍移，Ti02納米微粒吸收邊出現較大幅度的紅移。據此，如果把它們分別加入到黃色油墨和青色油墨中制在納米油墨，就可以在很大程度上增加黃油墨和青油墨的純度。用添加了特定的納米微粒的納米油墨來複製印刷彩色印刷品，能使印刷品層次更加豐富，階調更加鮮明，極大地增強表現圖像細節的能力，從而可得到高質量的印刷品。
如今，借助高新技術可以將油墨中的各種成份（如樹脂、顏料、填料等）制成納米級的原材料，這樣，由於它們的高度微細而具有很好的流動與潤滑性，可以達到更好的分散懸浮和穩定，顏料用量少反而遮蓋力高，光澤好，樹脂粒度細膩，成膜邊緣鮮銳，均勻光滑，膜層很薄，使印刷的圖像清晰，若用在UV油墨中，可能導致更快地固化速度，同時由於填料的細微均勻分散而消除墨膜的收縮起皺現象。在玻璃陶瓷的印墨中，若無機原料構成為納米級的細度，那將會節省大量的原料並印出更精更美更高質量的圖像。在顏料上給油墨製造帶來一個巨大的變革，它不再依賴於化學顏料而是選擇適當體積的納米微粒來呈現不同的顏色。因為有些物質它在納米級時，粒度不同顏色也不同，或不同物質不同顏色，如Ti02、Si02在納米粒子是白色，Cr203是綠色，Fe203是褐色。還有如納米A1203這類無機納米材料具有很好的流動性，若加入油墨中可以大大提高墨膜的耐磨性。納米級碳墨具有導電性，對靜電具有很好的遮罩作用，防止電信號受到外部靜電的干擾，若把它加入油墨就可以製成導電油墨，如大容量積體電路，現代接觸式面板開關等。另外，在導電油墨中如將Ag製成納米級而代替微米級Ag，可以節省50%的Ag粉，這種導電油墨可以直接印在陶瓷和金屬上，墨膜層薄且均勻光滑，性能很好。若將Cu、Ni材料製成0.1-1um的超微顆粒,它可以代替鈀與銀等貴重金屬導電。因此，將納米技術與防偽技術結合，將會開闢出防偽油墨的另一個廣闊的天地。
此外，有些納米粉微粒自身具有發光基團，可能自己發光，如“-N≡N-”納米微粒。用添加有這種的納米微粒的油墨印出的印品不需要外來光源的照射靠自身發光就能被人眼識別，用於防偽印刷也可以達到很好的一條防偽線效果；用於戶外大型廣告噴繪或夜間閱讀的圖文印刷品，就不再需要外來光源，不但可以節省能源，而且大大方便了使用者。
另外，由於納米微粒具有很好的表面濕潤性，它們吸附於油墨中的顏料顆粒表面，能大大改善油墨的親油和可潤濕性，並能保證整個油墨分散系的穩定，所以添加有納米微粒的納米油墨的印刷適性能得到較大的改善。相信隨著納米材料技術的進一步發展，會有更多的具有不同特性的納米材料會被人們所認識和利用，把這些納米材料應用到油墨製造中，可以獲得具有不同用用途的特種油墨，用於機密文件印刷、多種防偽印刷及各種工藝品的印刷，都能獲得非同一般的良好效果。
在靜電複印中，用磁性納米色粉代替現在廣泛的使用的無磁性色粉，就可省卻了在無磁性色粉中加入鐵磁顆粒作載體，而製成單組影印用顯影劑，可以節約原材料，並能提高複印質量。
至於納米材料的來源，實際上，獲得納米材料的方法很多，有高溫燒結法（如碳納米管的燒結技術）、沈澱法、高溫水溶解法、化學氣相凝聚或近代的等離子能量聚合法。綜上所述，油墨的細度和純度如何，對印刷品的質量十分敏感。要印刷出高品質的產品，必須要有細度高純度好的油墨作保證。所以，正確認識油墨細度、純度與印刷品質的關係，加強對納米油墨的更深瞭解，研製出更高水準的納米油墨，對印刷領域來說具有十分重要的意義。
