纳米技术助力印刷行业实现绿色环保
- 2013-10-10 10:10:041282
在国家政策的推动下，绿色印刷已经印刷行业的发展方向。要实现绿色印刷自然少不了技术的支持。近日，中科纳新研制成功了用金色纳米涂层代替高污染化学腐蚀方式制作印刷版基的技术，经实践证明这可以很大程度的减少废水的排放。
10月，由中关村怀柔园企业中科纳新研发、用金色纳米涂层代替高污染化学腐蚀方式制作印刷版基的技术开始投放市场。这一今年刚刚研发成功的纳米绿色印刷技术，印一版图书就能减排3200升废水，将在北京及周边的3家印刷厂进行试用，明年3月起在全国大规模投入市场。
1㎡纳米涂层减排40升废水
走进中科纳新的实验室，墙边放着几块明晃晃的金色铝片，一旁是大小、厚度相同的几块白色铝片。这些都是可以用来制作印刷所用版基的材料。
别以为它们只是金色与白色的差别，这涂着金色“铠甲”的铝板，每平方米就能减少40升高酸度、高金属污染的废水排出。原来，传统工序制作出的白色铝版基，要从一块0.3毫米的铝片，变成一块有图有文、可以在无数白纸上印上图像的铝版基，需要经历“铝板—去油—酸电解液中电解—酸氧化液中氧化—水洗—封孔”这样一个“千锤百炼”的过程。
终，光滑的铝板变成了摸起来有些摩擦性的铝版基，从高倍放大镜上看过去，铝板上全是密密麻麻、大大小小的坑。“这些坑就是为了增加铝板的摩擦性和亲水性，让它能‘抓’住油墨，做成版基。”北京中科纳新印刷技术有限公司产品部总监贾志梅说。
然而，亲水性、摩擦性是增加了，0.3毫米厚度却缩水成了0.27毫米，这0.03毫米厚度的铝板全都被腐蚀、冲洗，进入了排出的废水中。
“我们擅长的就是用纳米材料来解决各种问题，用化学腐蚀出坑洼才能完成的事，我们要让纳米材料来攻克。”贾志梅回忆。
从2012年初，中科纳新依托的中科院化学所、北京市纳米材料绿色打印印刷工程技术研究中心开始了长达一年半的研发。在无数纳米材料中选择可能起作用的材料组合、复配，数万次的组合测试后，研发人员终于找到了一个的纳米材料“配方”。只要在铝板上涂一层纳米涂层，这铝版基就能像原先化学腐蚀后的坑洞那样产生亲水性，“抓”住油墨了。
贾志梅算了一笔账，一张一平方米左右的铝版基能印刷8页A4大小的纸张，一本160页左右的黑白书籍就需要20平方米铝版基，如果是需要4色套印的彩色书籍，则需要80平方米版基。算下来，印刷一版160页左右的彩色书籍，这一金属纳米涂层就能减排3200升高污染的废水。
高污染工序实现“绿色化”
“现在，印刷中的前两道工序都已经通过我们的纳米材料，成功地‘绿色化’了。”贾志梅自豪地说。
贾志梅介绍，印刷大致分为板材制造、印刷制版、印刷这三个阶段。通俗来讲，步的作用是先制作一块摩擦力大、能印上内容的铝板；第二步则在铝板上印制图像，做成一个“印章”似的模具；第三步，用“印章”盖在一张张白纸上，再装订成册，就变成了一本本普通的图书、杂志。
第二步印刷制版过程需要用到的材料，就是步板材制造阶段的产品——铝版基。
2012年，纳米材料绿色印刷技术新基地在怀柔区雁栖经济开发区落成投产。用含有纳米粒子的墨水直接印在铝板上就能做出一枚“印章”，不再需要高污染的暗室显影，这项新纳米印刷技术通过弃“暗”投“明”，完成了印刷制版这一步的“绿色化”。
成本可同时降低两成多
此后，中科纳新又把“绿色”的目光瞄向了印刷制版的上一步——板材制造。
临河而建的印刷板材厂，往往都有一条怀抱粗的大管子通往它附近的河流。一条生产线，每小时就有几十吨浑浊、酸臭的废水顺着这条管道直接流入河流中。考察了多家板材生产厂后，中科纳新的负责人按捺不住了：“相比暗室显影阶段的污染，做铝板的过程污染更令人触目惊心。”
如今，用纳米涂层取代化学腐蚀方式制作版基，每生产1平方米版基，就能减少40升废水排放。而一个中型板材厂，每年就要生产数百万平方米版基，排放数千万甚*亿升高污染废水。板材制造这道印刷产业的高污染工序，也已经被中科纳新成功“绿色化”。
此外，传统化学腐蚀法制作版基，铝版基多只能回收利用一次就必须报废。而金色纳米涂层的铝版基，每次印完一版图文，只要重新涂上一层金色涂层，就能继续使用。如此往复数十次不成问题。
贾志梅又算了一笔账，一张一平方米的铝版基材料成本为20元左右，而金属纳米涂层方法生产的方式能降低4到5元的成本。一家中型板材生产厂，以每年2百万平方米板材为例，就能节省约千万元人民币。