试论纳米技术在包装印刷领域的应用研究

　　试论厦门光夏印刷企业有限公司陈希荣纳米技术在包装印刷领域的应用研究究对象，综述了纳米包装材料的主要制备方法，提出了纳米技术在包装印刷领域的应用与发展前景。

　　纳米技术概述纳米0161是种计量物质的长度单位，为109m，用符号为nm，纳米等于十亿分之米，千分之微米，大约是个原子的宽度。从微米科技到纳米科技，是科学发展的必然结果，但不是简单的延伸，在1纳米到100纳米之间度量单位上，物质的物理和结构特性都发生了从量变到质变的变化，纳米科学就是建立在这微小度量区间的技术。

　　纳米技术，160，纪是个含义极其丰富的术语。它的基本涵义是在纳米尺寸，7尺度空间内认识和改造自然，研宄通过直接操作和安排原子分子运动规律和特性，创造新物质。

　　纳米包装材料的发展简史人工制备纳米材料的历史至少可以追溯到1000多年前，如我国古代利用燃烧蜡烛的烟雾制成炭黑作为墨的原料以及用于作色的染料，就是*早的纳米材料。

　　1990年7月在美国巴尔的摩召开了国际第届纳米科学技术学术会议，正式把纳米材料科学作为材料科学的个新的分支公布于世这标志着纳米材料学作为个相对比较独立学科的诞生。此后，这种介于原子分子和宏观物质之间的纳米技术研究便成为世界科技的热点。洛依是十世纪末期*著名的材料专家，他的纳米理论开创了包装材料的纳米新时代纳米包装在纳米理论的指导下，1990年日本首先研制成功纳米复合包装材料，人6，不久纳米液晶复合异，其包装应用指日可待。

　　纳米结构与纳米材料的大效应纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础，按定规律构筑或营造种新的体系，它包括维维维体系。

　　粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，是种典型的介观系统。将普通材料制成纳米量级后，纳米材料具有卓越的光力声电热磁投射吸收等敏感的特殊功能，它就会出现极其特有的大效应①小尺寸效应或称体积效应②面效应与界面效应；量子尺寸效应；宏观量子隧道效应。由于以上个效应，纳米材料呈现如下性能，高强度和高韧性；高热膨胀系数高比热和低熔点；异常的导电率和磁化率极强纳米材料的制备1纳米材料制备方法包括物理法和化学法。物理方法主要有蒸发冷凝法物理粉碎法机械球磨法电爆炸烧结法等离子物理气相合成法蒸气膨胀法自由喷射膨胀法等。化学方法主要有气相化学法沉淀法水热合成法溶胶凝胶法溶剂蒸发法喷雾法种微乳液法电解法聚合物法相转移法等。

　　2纳米复合材料的制备方法1高能球磨法；2燃烧合成法；3化学气相沉积法0；4熔融共混法5扦入法扦层复合技术。

　　3采用直接合成纳米结构的方法是目前获得合成纳米材料材料；4组装合成纳米相5仿丝成纤技术6聚合反应合成超支化或树状高分子；7纺丝成纤技术8生物体内组装纳米相结构物质称仿生纳米合成。

　　4纳米材料的面改性大致可分为六种1面覆盖改性面活性剂覆盖改性；2高能量面改性；3外层膜改性；4局部活性改性5机械化学改性；6利用沉淀反应进行改性。

　　纳米技术必须具备个条件是纳米尺寸，是自然界里所没有的新物性。纳米计测技术归纳起来有以下种技术手段1扫描探针微技术；2光外差干涉技术3，射线干涉显微技术；4j基于FD标准的微微技术。

　　关于纳米包装印刷的命及必要性纳米技术和纳米材料的应用和开发，为中国包装界提供了个千载难逢的大好时机，开展纳米技术在包装印刷领域但是我国的纳米技术在包装印刷中的应用还刚刚起步。

　　纳米包装的定义尽管目前尚无纳米包装的准确定义，但从纳米科学的角度出发，纳米包装是指使用纳米材料纳米技术对包装产品进行纳米合成纳米添加纳米改性，使其具备纳米结构尺度特异功能的包装新物性的总称。

　　纳米包装具备个要素纳米包装材料要素纳米包装容器要素纳米包装技术要素纳米包装信息要素。

　　纳米包装材料就是分散相尺寸为，1纳米颗粒或晶体与其他包装材料合成或添加制成的纳米复合包装材料的体系。

　　纳米包装的研宄对象和任务是研宄纳米包装物在物流过程中的运动状态和规律，纳米包装物的物性功能变化的规律与制备技术；研宄纳米包装与多学科的关系，从而，提出全新的包装概念，改进和创造新的包装技术，包装技术和装璜技术，缩短现有包装企业与纳米包装的工程化，产业化和商品化的进程六纳米包装印刷的应用和研宄随着21世纪包装对特种功能需求的增加，诸如防殉爆包装防电磁包装迷彩包装高阻包装隐身包装防雷达包装等要求的出现，促进了纳米包装技术的发展。由纳米材料复合而成的纳米包装材料就成了我们所需要的类高新材料，它不仅大大提高了原材料的性能并赋予新的功能，而且亦拓展了原材料的应用范围和美好前景，亦节省了稀缺资源。

　　纳米型抗菌包装材料抗菌包装材料己成为热门话。日本在包装材料中添加种新型无机抗菌剂，在聚烯烃薄膜中加入抗菌剂和，效剂制成的。目前应用较广的是抗菌薄膜。纯天然的基础材料在纳米技术的改造下，能够发挥出惊人的杀菌效果，抗菌无菌包装，能使菌体变性或沉淀，旦遇到水，便会对细菌发挥更强的杀伤力，且吸附能力强，渗透力也很强，多次洗涤后也还有较强的抗菌作用。

　　纳米功能智能包装材料目前研制的智能包装材料，通常是用光电温敏湿敏等功能材料与包装材料复合制成的，它可以识别和指包装空间的温度湿度压力以及密封的程度时间等些重要参数，这是种很有发展前景的功能包装材料，有防止变色型防绣型防霉型保鲜型，且部分采用复合功能材料比全部使用复合功能包装材料好，为了使用方便，通常制成功能袋或片材。

　　纳米包装材料的改性技术纳米粒子添加到塑料中不仅起到补强作用，而且具有许多新的特性。纳米，2因其透光粒度小可使塑料变得致密，从而使塑料薄膜的透明度强度和韧性防水性都大大提高，因此可作为特殊用途的高级塑料包装薄膜。

　　有的国家把纳米氧化铝加入到橡胶中，从而大幅度地提高了橡胶的耐磨性和介电特性，使用寿命明显延长，性能大为提高。日本还试验把氧化铝入12，3纳米颗粒加入到普通玻璃中，从而明显改善了玻璃的脆性。纳米氧化铝弥散到透明的玻璃中既不影响透明度又提高了高温冲击韧性；半导体纳米微粒砷化镓锗硅放入玻璃中或有机高聚物中，提高了价非线性系数。

　　纳米涂层材料元协同纳米界面材料是力求将元协同推广到纳米界面，研讨新型界面物性，超双疏界面物性材料，或称超双亲纳米材料其基本原理是在特定的面上建造纳米尺寸几何形状互补的如凸与凹相间界面结构，其低凹的面可使吸附气体原子分子稳定存在，在宏观面上相当于有层稳定的气体薄膜，使油或水无法与材料的面直接接触，从而使材料的面呈现超常的双疏性。这时水滴或油滴与界面的接触角趋于*大值。在包装材料领域，纸张制品纸箱薄膜等也都获得奇异完全的纳米涂覆材料现已在军事上有所应用，借助于传统统的涂层的功能得到升级，添入纳米材料可提高硬度减少摩擦形成的自润化性，并提高耐高温抗氧化和抗老化性。还可产生抗菌保洁效果。

　　纳米粘合剂和密封胶粘合剂和密封胶是包装领域中的重要产品，使用范围很广。国外己将纳米，2作为添加剂加入到粘合剂和密封胶中，使粘合剂的粘结效果和密封胶的密封性都大大提高，其作用机理是在纳米3，2的面包覆层有机材料，使之具有亲水性。

　　纳米磁性材料纳米液体材料是十分典型的纳米颗粒的应用，是由超顺磁性的纳米微粒包覆层长键的有机面活性剂高度弥散于定基液中，而构成稳定的具有磁性的液体。其饱和磁化强度可比前者高4倍。磁性液体的可能应用面十分广。如射流印刷用体还有其他许多用途如仪器仪中的阻尼器，无声快速的磁印刷，医疗中的造影剂等等。

　　纳米基板包装材料饮料罐所用铁板己经经历了马口铁镀锡无锡钢板3的发展历程，目前己发展到所谓第代纳米级材料，为了改善13的焊接密封性能，如今研制成功的第3代超微米锡了3板材，纳米锡粒直径为10，镀锡量100啤12，体积率12，镀锡体积和用量大为减少，新板材既安全且性能又好，容易加工成型，操作参数范围放宽，特别是焊接密封性提高，使其成为高级金属罐板材。例如焊接电流范围宽达300600人，更适于制作饮料包装容器。

　　纳米发光材料与防伪印刷新型纳米发光材料，经几分钟的光照就能在黑暗中自行发光1224小时以上，其发光强度和维持时间是传统荧光材料的30倍以上，且材料本身无毒无害不含任何放射性元素，其稳定性和耐候性优良。并可无限次循环使用。

　　采用美国新型宽幅激光全息防伪及包装膜材料与制造技术，研发及工业生产适合中国市场的高性能防伪及包装膜产品，市场潜力极大，设备成本与投资适中。

　　纳米包装机械零件与器件碳纳米管还具有高的机械强度和高的热导率，由于具有非常大的长度直径比，可以制造出任何复杂形状的零件，是复合材料理想的增强纤维。目前，用价格低廉的纳米塑料制成的齿轮陶瓷轴承纳米陶瓷纹辊电雕辊等印刷包装机械零件已走进企业，开始代替金属材料。

　　现代胶印机上应用着很多传感器，如控制飞达纸堆的自动升降气泵供气时间检测合压时间检测空张检测墨量控制等。国内已经有几家胶印机制造企业应用纳米磁敏开关和传感器，与过去所用的干簧管式传感器霍尔传感器相比，它有很多优点。

　　目前半导体工业还不能制造出小于1的元件，必须要使用纳米科技才能突破此界限。今后将致力于93的平板印刷技术。人们正在注视半导体工业制造技术上将要采取线平板印刷；3电子束印刷。

　　这些新的光刻印刷技术对光刻胶的性能和功能提出了许多新的要求，这都是化学家们感兴趣的问，也是今后十年面临的研宄课。

　　七可能率先实现纳米包装产业化的课世界上每年消耗的包装材料用去大量的资源，为此，在提高包装材料性能的同时，努力寻求降低材料消耗和减少加工成本始终是包装印刷制造行业追求的目标。我们的切入点是腓性能高效率低成本产业化。

　　近期，可能率先在包装印刷企业推广应用的纳米技术有纳米级透明氧化铁系列颜料已开发成功，被国家科技部评为国家重点新产品，该材料典型的针状微粒的尺寸，长轴为45纳米，短轴为67纳米，具有很好的分散性结晶性和耐候性，高透明度和着色力强的特点，可应用于纳米油墨，纳米水性涂料等。

　　肘00系列纳米高性能无机抗菌剂，是以肘，活性基因及无机纳米银化合物为主要活性抗菌成份，是种特效无毒的广谱抗菌剂，可耐高温，适用广泛，抗菌性能以52的添加量的包装产品，其抗菌率可达99.9，可应用于牛奶饮料抗菌包装，塑料制品，功能性涂料及专用纸张等。

　　纳米碳酸钙制备技术和工艺己成功开发纳米级轻质碳酸钙，具有高比面高活性填补强增初等特殊性能，添加后能够有效地提高产品性能。主要应用于高档油墨高挡塑料造纸专用纸张和橡胶制品。

　　聚酰胺6纳米塑料即犯6具有拉伸强度高耐磨性优异，抗冲击韧性好，耐化学药品和耐油性突出，是工程塑料中应用*广的品种。入6薄膜的氧气透过率与，入6相比降低了半，水蒸气的透过率也降低了分之以上，肥入6是比，入6更加优良的高档包装膜材料。可用于食品包装。

　　聚脂，1和，81纳米塑料，具有阻燃性能，阻隔性较纯，优异的加工性能和制品性能，代替价格昂贵的聚对笨甲酸丁醇酯，树脂符合食品包装要求，可直接用来吹制啤酒化妆品的包装瓶。填补我国的空白。

　　气相法白炭黑是目前世界上能大规模工业化生产的唯纳米材料，具有粒径小小于100nm，比面积大t般大于lOOMVnm化学纯度高，分散性能好等特征，又以其优越的稳定性补强性粘稠性和触变性而在造纸塑料高级涂料粘合剂和密封剂特种油墨化妆品食品保鲜功能复印纸张的擦亮剂消防灭火剂等诸多工业领域得到广泛应用。

　　7中空纳米材料属无机化合物纳米材料，其特点为中空棱状，晶隙孔径0.10.2纳米，晶粒2040纳米。在涂料油漆中加入本纳米材料14后，涂膜更丰满平整陶瓷中添加10后碎硬的瓷器变成可拉可弯的弹性体而不失其硬度；聚丙烯，加入4的中空纳米材料，其电阻率吸水率屈挠度刚性均过到或超过尼龙，人6工程塑料。中空纳米材料的比面积达500，2，是各种催化剂*好的载体。还可应用于纸张等包装制品。

　　纳米技术在包装印刷上的应用远远不止提到的这些，纳米技术的发展，将极大地改变传统行业，可以预，在不远的将来，纳米技术会给包装印刷行业带来巨大的变化，那时我们就定能在世界纳米包装印刷的新技术浪潮中占有席之地。

(完)