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功能印刷

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目錄

什麼是功能印刷

  功能印刷以直接或間接方法,使功能油墨轉移於承印物上,而迅速大量複製的工藝技術。

功能印刷的要素

  1.原稿

  使用某種印刷完成對象複製過程的原始依據,可以是圖文或電子線路、元器件結構等;

  2.功能油墨

  由功能材料、連結料和助劑等組成;

  3.承印物

  能接受或吸附功能油墨的各種物質,如紙張、塑料紡織品、木板、金屬、陶瓷、光碟、亞克力、有機玻璃、EVA、KT板、皮革、硅膠PP、PE、PVC等;

  4.印刷機

  可以是凸版、平版、凹版和絲網印刷機,也可以是噴墨、靜電等新型無版印刷機。

功能印刷的種類

  1.氣味印刷

  印刷技術拓展領域之一是面向嗅覺的技術,即所謂的氣味印刷,也叫香味印刷。早期的氣味印刷是將香料直接加入到油墨中,用凸版或平版印刷,如廣告、撲克、郵票、明信片等,這種氣味印刷品的缺點是香料氣味在印刷品的保留期較短。目前的氣味印刷所用的油墨是將香料加入到微膠囊載體而添加到油墨中,從而形成了各種不同氣味的油墨。香味膠囊是根據乳化的原理,將作為油相的香料芯材分散於親水性的天然或合成高分子樹脂的水相中,如明膠、阿拉伯樹膠、聚乙烯醇等溶劑。經過攪拌使整個體系分散後,通過溫度的變化,並改變PH值或添加鹽和甲醛、明礬等第二聚合物,在水CHiN油相的界面處產生聚合反應,析出殼體物質,分散並吸附在香料液滴粒子周圍從而形成殼體,即包圍油滴錶面的聚合物薄膜,通常該薄膜稱為香味膠囊的壁材。香料被包裹在薄膜內,經凝膠固化生成膠囊,最終便得到了含有香料的微膠囊。香味微膠囊的直徑為10~30m,壁厚為1um左右。為了避免香料油墨中的膠囊受到破壞,主要使用絲網印刷方式,不過近來已開發出專供膠印的特製氣味油墨,可以使用一般的膠印機。這種氣味印刷品用手擦蹭後,油墨中的膠囊破裂,膠囊中的香料便散髮出來,其特點是香料氣味在印刷品中的保留期較長。值得說明的是,由於香味微膠囊非常微小,10~30lZm的直徑可以確保在用手擦拭時,接觸和吸入的數量極少,並不會引起對皮膚和呼吸道的刺激。

  2.電子印刷

  電子印刷就是應用印刷技術的電子元器件和電子產品製作技術,它包括PCB(線路板印刷)、OLED(有機發光二極體)、LCD、LED、TFTC、RFID、太陽能電池板、感測器、塑料記憶體、電腦鍵盤的印刷以及手機外殼的印刷等。電子印刷被認為是太陽能電池電子元件、電子標簽和電子牆紙等電子產品低成本、柔性電子解決方案。

  正是由於電子產品的特殊性,應用在電子印刷上的設備器材和油墨也就有特殊的要求。如電子標簽印刷中使用的功能型導電油墨(也叫做印料),它是在UV油墨、柔性版水性油墨或特殊膠印油墨中加入可導電的金屬粉末、金屬氧化物粉末等載體,使油墨具有導電性。與傳統的印刷油墨相似,印料也有複雜的流變特性,併在很大程度上影響著EHaJ過程。由於生產工藝的特點,印料要耐溶劑、耐光及耐摩擦等。目前在RFID智能標簽生產中主要採用絲網印刷的方法,但最終將會被速度更快的膠印和凹印等工藝所取代。更加精細、導電性更好的新型油墨的研究使用,也使電子標簽印刷採用膠印、柔印的工藝成為可能。

  電子印刷的實際應用至今仍局限於RFID天線、電熱片以及某些感測器,印刷“油墨”主要使用不同種類的印刷銀或其他金屬。但電子印刷領域在不久的將來可望擴展到LED顯示器、電池以及太陽能電池,甚至微處理器最終都可能利用印刷工藝進行生產等,銦錫氧化物(ITO)、polyani1ene、polythiopeae、二氧化錳鋅以及銅銦鎵亞鹽酸等新材料和特殊材料的“油墨”以及透明電極、抗靜電和RF屏蔽等新型承印物將成為電子印刷的主流。與此同時,特殊噴墨印刷等新型印刷方法也將為電子印刷產業採用,如奧地利電子印刷領先廠商Nanoident就已利用基於噴墨印刷技術的生產工藝致力於三個產品領域:面向生物和化學移動分析的Lab—on—a—chip系統,可以集成在手機之中的印刷指紋感測器等安全器件,以及面向工業應用及醫療診斷的大面積光學感測器。而作為薄膜太陽能電池印刷的先行人,PreCo是歐美太陽能薄膜電池印刷的主要供應者。Preco在20年前就開始為線路板印製提供精密絲網印刷機,目前提供的精密絲網印刷機主要應用於需要精度較高的太陽能薄膜電池、電熔式觸摸屏、射頻天線和線路板等的印刷。據美國《科學》雜誌線上新聞報道,科學家已經研究出了一種新的方法,與之前的方法相比,能夠以5倍的精度在襯底上書寫硅墨。與過去的電子印刷技術不同(就像噴墨印表機那樣),研究人員開發的這種新方法能夠使成分依序出現,例如分散的鐵屑會自動地描繪出一幅圖畫。研究小組通過製造一枚頭髮絲粗細的由硅晶體製成的彈性太陽能電池來證明瞭這項自組裝技術。

  3.3D印刷

  3D印刷即立體印刷,有立體、動畫、異變圖三種。立體印刷是印刷工藝的一個分支,它把三維立體成像技術與印刷工藝精華融為一體,使平面印刷圖像呈現立體動畫和異變圖的奇特視覺感受,從根本上打破了傳統印刷品平面、靜態、單一的局面,完全不同於傳統的印刷。立體印刷通過柱透鏡光柵板使經過特殊處理的平面圖像呈現出立體的感覺,產生圖像的深度感,使觀察者產生身臨其境的感覺。立體印刷能夠逼真地再現物體的立體感,圖像清晰、層次豐富。立體印刷所用的原稿通常是立體照片或平面合成,承印物一般選擇柱鏡光柵板或優質的銅版紙和耐高溫油墨印刷,所以光澤度好,顏色鮮艷,不易褪色。立體印刷利用的是人視差原理,人的立體視覺是由於雙目在觀察物體時產生的雙目視差,經過大腦處理後而產生的感覺。由於雙眼之間具有一定的距離,觀看同一個物體時,雙眼觀察物體時所呈現的角度和距離也不同,在雙眼上所成像的視角或投影角存在差別,所有這些信息經過大腦處理後就產生了物體空間分佈的立體感覺。

  立體變畫印刷是普通立體印刷的延伸,只要變化觀察角度即可產生動感的變畫效果。立體變畫產品的原稿來源於一組相關實體的立體拍攝或合成。將數幅組合位錯圖像對應於每個透鏡的寬度,分別按順序排列印刷在光柵透鏡的焦平面上。平視立體印刷產品,兩眼看到的是同一個圖像。要使畫面進行變圖,人的視點或畫面必須有一個產生移動,當雙眼與光柵的角度發生變化時,將看到一個接一個的連續圖像,即看到一個動畫或變畫的效果。當光柵柵線為垂直方向時,一般是通過人的視點位移來產生變畫效果的(稱為水平變畫);當光柵柵線為水平方向時,一般是將畫面進行上下移動,來達到變畫效果的(稱為垂直變畫)。立體變畫印刷品的製作方法與普通立體印刷方法基本相同,但在原稿的製作過程中,原圖像素材的色彩、明暗度、對比度、飽和度等因素都會影響到輸出後變畫的觀看效果。

  立體印刷品表現形式新穎,具有很強的立體感,能逼真再現實物意境,有極強的視覺衝擊力,可以更深層次、更形象地傳達信息,可以應用於廣告、包裝、防偽等諸多領域,尤其是在戶外廣告和高檔產品包裝上更有獨特的優勢,在今後的印刷領域中會有更廣闊的應用空間與發展前景。

  4.數字水印

  數字水印概念首見於Tirke1等人在1993年發表的名為“Electronic Watermark”的文章,數字水印是一種新興的、有效的數字產品版權保護和數據安全維護的技術,是近幾年來國際信息安全界興起的一個前沿研究課題,它與信息安全信息隱藏、數據加密等均有密切關係。其在知識產權保護、保密通信與內容鑒別、追蹤打擊智力侵權犯罪活動等領域都具有廣泛的應用價值。數字水印用於防偽印刷領域中,有效地剋服了目前諸多防偽技術科技含量不高、升級慢、隨機性差的弊端,徹底更新了防偽印刷的傳統觀念。

  數字水印在防偽方面特別突出了防偽的唯一性和不可仿製性,具有高保密性和隨機性,以及不改變原印刷品的視覺形象,不改變成熟的印刷工藝,不改變印刷材料與設備,不增加印刷成本的特點。

  數字水印主要包括水印信息的嵌入和水印信息的檢測兩部分。水印的嵌入是在印前系統中實現的,首先根據印刷品的特性為它設計一套專門的嵌入軟體,在製版或印前圖像處理過程中利用軟體將用密鑰控制的水印信息加入在原稿中。在檢測水印時,用掃描儀把印刷品掃描出來,然後通過專門的軟體和檢測器就可以提取出水印信息。

  可以看出,數字水印將傳統的視覺傳達拓展到“機器視覺”,它所傳遞的信息具有人眼不可感知的隱蔽性,在版權標識、網路安全、隱藏標識和篡改提示、數據防偽上具有不可替代的作用。

參考文獻

  • 管力明,包紅.功能印刷——印刷業的第三次革命(A).印刷雜誌.2010,6
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