CN1927939A

CN1927939A - 一种非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料及其印刷方法

Info

Publication number: CN1927939A
Application number: CN 200610122461
Authority: CN
Inventors: 李向阳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2007-03-14

Abstract

本发明公开一种非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，该纳米材料由塑料或其复合物基材中混入重量含量为0.02～10％、平均粒度在0.05～3.00μm范围内的着色剂和光催化剂二氧化钛制成。本发明还公开了一种非接触式无印刷耗材激光直接印刷的方法，该印刷方法可以在含二氧化钛的塑料及复合物上无任何油墨耗材不接触高精度地印刷具有良好的防潮，防水，耐刮擦，耐磨，耐候性，具有永久性特征的图文。只需控制激光光照，就可以对材料进行直接印刷，具有速度快，精度高，无印刷耗材，永久性图文等特点，可广泛应用各行业，尤其是优质防水，耐刮擦标签，标牌的无耗材即时数码无接触直接印刷，无须制版，成本低廉，方便快捷。

Description

一种非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料及其印刷方法

技术领域

本发明涉及一种适宜激光直接照射印刷的纳米材料，同时本发明还涉及一种利用该材料无印刷耗材非接触式激光直接印刷的方法。

背景技术

目前，公知的印刷方法是转移油墨(耗材)的方法，方式很多种，都是把油墨(耗材)转移到被印刷物体的表面的印刷方法，印刷的精度取决于印刷的方式，耐久性取决于油墨(耗材)的表面附着程度，一旦印刷物体表面的油墨脱落或腐蚀，会令印刷失效，在一些同时要求防潮或防水，耐刮擦，耐高温，超强耐候性的场合，普通的印刷方法及材料无法同时达到这些特殊要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，利用该材料印刷的图文具有防潮，防水，耐高温，防刮擦，耐候性好等特点。

本发明的另一目的是提供一种非接触式无印刷耗材激光直接印刷的方法，该方法无需印刷耗材，印刷的图文具有防潮，防水，耐高温，防刮擦，耐候性好等特点。

本发明的目的通过采取如下的技术方案予以实现：

一种非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，其特征在于由塑料或其复合物基材中混入重量含量为0.02～10％、平均粒度在0.05～3.00μm范围内的着色剂和光催化剂二氧化钛制成。其中作为着色剂和光催化剂的二氧化钛的重量含量优选为0.052～6％，其组成中微米级粒度TiO₂占85～95％，纳米级粒度TiO₂占5～15％；所述的塑料为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC等高分子聚酯材料；所述的塑料复合物为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC等高分子聚酯材料中的两种或两种以上材料混合而成。

一种非接触式无印刷耗材激光直接印刷的方法，其特征在于首先准备好非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，然后将需要在该材料表面印刷的图文输入电脑，电脑控制激光器振镜，利用波长范围0.100～10.64μm的激光器产生的强烈脉冲激光照射加热材料表面即完成印刷，其中激光器产生的脉冲激光优选波长范围为0.100～0.387μm的紫外激光或波长范围为1.064～10.64μm的红外激光。

本发明的纳米级二氧化钛具有光触酶特性，同时微米级二氧化钛兼具良好的光线散射特性和着色性能，利用激光加热和诱变反应，强烈的激光照射，光线折射进入材料内，产生加热及诱变TiO₂强烈分解有机物，瞬间碳化变色，此波长的激光不被塑料大量吸收，没有改变其物理特征，被有机物包裹着均匀分布的微量色素微粒TiO₂使包裹有机物料发生强烈氧化反应，在塑料的内部和表面形成碳，改变原有着色剂的表面包裹有机物的颜色，从而达到深入材料内部及表面材料变色而达到印刷的目的，印刷的图文效果具有良好的防潮，防水，耐刮擦，耐磨，耐候性，具有永久性的特征，图文精细。控制激光的频率，Q开关脉冲频率，强度，填充密度，就可以得到颜色的灰度。散射光的强度和空间分布与TiO₂的粒度有关，与粒径的6次方成正比，粒度直接影响内印刷的深度。由于是非接触式，可以进行实体物件直印。

本发明的印刷方法利用波长范围0.100～10.64μm的激光器产生的强烈脉冲激光照射加热，在强烈的光照密度和高温下活化TiO₂的光触媒效应，结合材料本身所含的微量水分，使TiO₂纳米材料与水组成的光催化体系中产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原功能，使材料在光照部分包裹TiO₂微粒表面的有机物在TiO₂的光触媒效应下发生强烈氧化还原分解，瞬间碳化变色，达到印刷目的。本发明的印刷方法与激光打标的最大不同是，激光打标是利用激光的高能，把材料表面瞬间融熔或汽化，形成标记痕迹。

本发明是对塑料及其复合物进行表面及母材本体内进行印刷的新方法，把诱变产生的碳粒色素微粒锁定在塑料及复合物类制品的内部的一定深度内(深达1mm)，利用塑料本身优异的物理特性，达到解决防水，耐高温，防刮擦，耐候性佳的印刷目的，寿命等同于被印刷物材料本身，即使被印刷表面被刮削掉一层，也能保证印刷的内容不受损，达到防刮擦，耐磨的目的，在航空，军事，工业，商业有广泛的用途，特别适合塑料类制品，如薄膜，板材，注塑产品，复合材料等无制版印制永久性图文。由于着色剂钛白粉TiO₂的精细程度和良好的分布特性，因此可以控制精细激光光斑的照射，可以很方便得到非常精细的印刷效果，大大增加印刷信息量，或植入物件后进行后印刷，达到防伪及物流跟踪的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以在含二氧化钛的塑料及复合物上无任何油墨耗材不接触高精度地印刷具有良好的防潮，防水，耐刮擦，耐磨，耐候性，具有永久性特征的图文，图文表面光滑有光泽，清晰。印刷表面被刮削掉一层(0.1mm)后，图文仍完整清晰保留。只需控制激光光照，就可以对材料进行直接印刷，具有速度快，精度高，无印刷耗材，永久性图文等特点，可广泛应用各行业，尤其是优质防水，耐刮擦标签，标牌的无耗材即时数码无接触直接印刷，无须制版，成本低廉，方便快捷。同时，由于钛白粉TiO₂的精细程度和良好的分布特性，因此可以精细控制激光的照射，得到精细的清晰的印刷效果，在防伪，信息载体，物流跟踪应用广阔。

附图说明

图1为现有的印刷方法示意图；

图2为本发明的印刷方法示意图。

具体实施方式

下面列举一部分具体实施例对本发明进行说明，有必要在此指出的是以下具体实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。

实施例1

本发明实施例之非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，由塑料或其复合物基材中混入重量含量为0.052％、平均粒度为0.85μm的着色剂和光催化剂二氧化钛制成。其中二氧化钛的组成中微米级粒度TiO₂占85％，纳米级粒度TiO₂占15％；塑料为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料；塑料复合物为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料中的两种或两种以上材料混合而成。

本发明实施例之非接触式无印刷耗材激光直接印刷的方法，首先准备好通过上述工艺制成的非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，然后将需要在该材料表面印刷的图文输入电脑，电脑控制激光器振镜，利用波长范围0.100～0.387μm的激光器产生的强烈脉冲紫外激光照射加热材料表面即完成印刷，如图2所示。

实施例2

本发明实施例之非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，由塑料或其复合物基材中混入重量含量为3％、平均粒度在1.05μm范围内的着色剂和光催化剂二氧化钛制成。其中二氧化钛的组成中，微米级粒度TiO₂占85％，纳米级粒度TiO₂占15％；塑料为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料；塑料复合物为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料中的两种或两种以上材料混合而成。

本发明实施例之非接触式无印刷耗材激光直接印刷的方法，首先准备好通过上述工艺制成的非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，然后将需要在该材料表面印刷的图文输入电脑，电脑控制激光器振镜，利用波长范围1.064～10.64μm的激光器产生的强烈脉冲红外激光照射加热材料表面即完成印刷，如图2所示。

实施例3

本发明实施例之非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，由塑料或其复合物基材中混入重量含量为6％、平均粒度在2.05μm范围内的着色剂和光催化剂二氧化钛制成。其中二氧化钛的其组成中，微米级粒度TiO₂占95％，纳米级粒度TiO₂占5％；塑料为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料；塑料复合物为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料中的两种或两种以上材料混合而成。

实施例4

本发明实施例之非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，由塑料或其复合物基材中混入重量含量为9％、平均粒度在2.85μm范围内的着色剂和光催化剂二氧化钛制成。其中二氧化钛的组成中微米级粒度TiO₂占90％，纳米级粒度TiO₂占10％；塑料为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料；塑料复合物为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料中的两种或两种以上材料混合而成。

Claims

1.一种非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，其特征在于：该纳米材料由塑料或其复合物基材中混入重量含量为0.02～10％、平均粒度在0.05～3.00μm范围内的着色剂和光催化剂二氧化钛制成。

2.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于：所述的塑料为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料。

3.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于：所述的塑料复合物为PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料中的两种或两种以上材料混合而成。

4.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于：所述的二氧化钛的组成中微米级粒度TiO₂占85～95％，纳米级粒度TiO₂占5～15％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的二氧化钛的重量含量为0.052～6％。

6.一种权利要求1所述的纳米材料的非接触式无印刷耗材激光直接印刷的方法，其特征在于：首先准备好非接触式无印刷耗材激光直接印刷的纳米材料，然后将需要在该材料表面印刷的图文输入电脑，电脑控制激光器振镜，利用波长范围0.100～10.64μm的激光器产生的强烈脉冲激光照射加热材料表面即完成印刷。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的激光器产生的脉冲激光为波长范围为0.100～0.387μm的紫外激光。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的激光器产生的脉冲激光为波长范围为1.064～10.64μm的红外激光。