三、納米包裝印刷技術(shù)溯源
　　1000多年前，我們的祖先就有了制造和使用納米材料的歷史。如我國(guó)古代利用燃燒蠟燭的煙霧制成炭黑，作為墨的原料以及用于作色的染料，就是最早的納米材料。
　　由于科學(xué)技術(shù)的限制，近世紀(jì)實(shí)用的超細(xì)材料一般由微米級(jí)構(gòu)成。當(dāng)超細(xì)材料達(dá)到納米狀態(tài)時(shí)，它將呈現(xiàn)新的特異功能。
　　洛依（Rustun Roy）是二十世紀(jì)末期最著名的材料專家，專門(mén)從事高新材料研究。1984年洛依首先提出納米材料新理論，開(kāi)創(chuàng)了包裝材料的納米新時(shí)代。1989年，美國(guó)IBM公司率先用隧道掃描顯微鏡（STM）探針“移植”氙原子，將其拼成IBM公司的標(biāo)識(shí)，成功地實(shí)現(xiàn)了世界上最小的納米級(jí)商標(biāo)圖案。日本豐田中央研究所應(yīng)用高新技術(shù)研究納米包裝材料。
　　在納米理論的指導(dǎo)下，1990年日本宗部興產(chǎn)公司首先研制成功納米復(fù)合包裝材料PA/Mt（5％）并進(jìn)行工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。不久納米液晶（nmLCP）復(fù)合的PET聚酯材料在美國(guó)問(wèn)世，它的性能比層狀復(fù)合包裝材料優(yōu)異，其包裝應(yīng)用指日可待。
　　1990年，由日本合成企業(yè)以合成法制備環(huán)氧樹(shù)脂/交聯(lián)NBR（-10%），產(chǎn)品具耐沖擊、耐熱性、用作高性能粘接劑。1991年，Amoco公司用合成法制成PA6/PPTA（5%），PPTA（5%），作為高強(qiáng)度包裝材料。1991年至1993年間，日本以合成法制備EPR（30%）即共聚物（60%）/PE/滑石粉（10%），在導(dǎo)彈包裝上應(yīng)用，Hocnse使用熔融共混法，制備TLCP/PA12、TLCP/PEEK、TLCPPA 用于軍品包裝。還用同一方法，生產(chǎn)TLCP/PL其雙軸取向膜用于食品包裝。1994年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO開(kāi)始制訂降解塑料（包裝）材料標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)開(kāi)發(fā)成功PET/LCP納米復(fù)合包裝新材料，商品名為Vectra。1995年，歐盟將“納米新材料”列入“第二大制造業(yè)”。美國(guó)Amoco公司開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)PEN聚酯新包材。1996年，日本一家公司采用直接分散法，制成PE等/超微粒子（碳黑）應(yīng)用于軍品包裝、防電磁包裝。還用同一方法，制備PP等/Tio2（3.5W%），用于防紫外包裝。
　　綜觀國(guó)外，在1996年前，已經(jīng)有眾多與包裝有關(guān)的高分子復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)了商品化和產(chǎn)業(yè)化。1996年來(lái)，我國(guó)中科院化學(xué)所應(yīng)用天然豐產(chǎn)的蒙脫土層狀硅酸鹽作為無(wú)機(jī)分散相，發(fā)明了一步法制備PA6納米塑料（nC—PA6）、PET納米塑料（nc-PET）。
　　2000年，我國(guó)研制成功有機(jī)納米功能材料20納米活性有機(jī)高分子，可望用于導(dǎo)電包裝、隱身包裝等高功能特殊包裝。事實(shí)上，我國(guó)在20世紀(jì)80年代就有人研究開(kāi)發(fā)出了長(zhǎng)軸40nm-60nm，短軸為14nm-16nm的紡錘狀納米Fe2O3，其具有透明、耐候、屏蔽紫外線等特點(diǎn)，應(yīng)用于造幣油墨，以提高其耐沾污性；用于金屬閃光漆，明顯提高涂膜的隨角異色性。
　　納米包裝印刷和其他的納米學(xué)科一樣，并不拘泥于尺寸和尺度上的分界，而是著眼于小尺寸所引起的物質(zhì)的變異行為和新的物性。
　　自1981年Gleiter等人率先制得納米材料以來(lái)，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，納米材料有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。如今納米材料種類較多，在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用，例如納米高阻隔密封包裝材料、納米防靜電包裝材料既有比原材料好的高性能，又可以在常規(guī)下進(jìn)行加工，還具有高的表面光澤度。納米材料由于納米級(jí)晶粒、高濃度晶界和晶界的原子狀況三方共同造就了其性能優(yōu)于一般材料的優(yōu)點(diǎn)。
　　四、納米技術(shù)對(duì)包裝印刷業(yè)帶來(lái)的影響
　　（一）、納米包裝材料
　　納米包裝材料指分散相尺寸為1~100nm粉體與其他包裝材料合成或添加，或?qū)�傳統(tǒng)包裝材料進(jìn)行納米化改性后制成的新型包裝材料，也指納米材料中可用于包裝產(chǎn)品的部分，它們可分別稱為納米復(fù)合包裝材料、納米改性包裝材料和純納米化包裝材料。納米材料是早期納米技術(shù)在包裝工業(yè)中最先突破和最有前景的領(lǐng)域。納米材料具有與傳統(tǒng)包裝材料明顯不同的特征。研究人員發(fā)現(xiàn)，在某種條件下，具有不同甚至是相反的理化性質(zhì)的納米相區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)相互間的協(xié)同作用。也就是說(shuō)，利用特殊的納米技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的材料進(jìn)行處理，形成相互交錯(cuò)混雜的具有相反特性的二維納米相區(qū)，使原來(lái)無(wú)法兼容的特性，通過(guò)它們的相互協(xié)同作用表現(xiàn)出來(lái)。在傳統(tǒng)相圖中根本不共溶的2種元素或化合物，在納米狀態(tài)則可形成共溶體，制造成新材料或復(fù)合材料，為此，納米體系大大豐富了21世紀(jì)包裝印刷材料的改造和制造出新型的包裝材料的應(yīng)用研究范圍。
　　納米技術(shù)在材料和制造方面的應(yīng)用包括：使用同時(shí)具有染料和顏料最好性能的納米粒子，提高彩色印刷水平；納米材料的顏色隨粒徑尺寸不同而改變，粒徑越小，則顏色越深，為此，可選擇體積適當(dāng)且粒徑均勻的納米材料制備各種顏色的印刷油墨，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學(xué)顏料配色工藝。納米級(jí)活性碳酸鈣可用于高檔油墨，可以提高油墨隨著力，適于高速印刷；將納米尺度粘接和涂覆的碳化物材料和納米涂層用于切割工具及電子、化工等方面；建立納米測(cè)量新標(biāo)準(zhǔn)；在芯片上進(jìn)行具有較高復(fù)雜性和功能化的納米加工等。
　　（二）、在傳統(tǒng)的印刷行業(yè)中，可以預(yù)見(jiàn)納米技術(shù)將會(huì)有廣泛的應(yīng)用
　　出現(xiàn)新材料的印刷。當(dāng)采取某種特殊的表面加工處理后，在介質(zhì)上能形成交錯(cuò)混合的兩種性質(zhì)不同的二維表面，而每個(gè)相面的表面積，以及兩相構(gòu)造的“界面”就會(huì)是超親水性和超親油性界面。可以想象，今后的印刷品的分辨率將會(huì)更高。
　　由于印版的發(fā)展，對(duì)油墨的要求也必然會(huì)相應(yīng)提高。目前，用直流電弧等離子方法生產(chǎn)超細(xì)金屬材料“納米金屬微粉”的技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。納米材料工程從金屬、半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展到紛繁多樣的有機(jī)領(lǐng)域是一個(gè)必然的趨勢(shì)。當(dāng)建立了超細(xì)材料的有效制備方法，并解決了有機(jī)材料中普遍存在的穩(wěn)定性問(wèn)題后，油墨的性能必定會(huì)有一個(gè)飛躍。包裝印刷材料主要是指PS版、紙張、油墨。由于納米技術(shù)的特性，將極大地改變它們的印刷適性，更好地與印刷條件相匹配。印刷存在的耐印力不高，粗糙度不勻不細(xì)、感光液的性能等問(wèn)題都隨著納米技術(shù)的應(yīng)用迎刃而解。納米科技是“創(chuàng)造”高性能、高效比、高功能等新包裝的最新技術(shù)，因此納米復(fù)合包材有著強(qiáng)勁的發(fā)展動(dòng)力和廣闊的應(yīng)用前景。例如在高分子聚合物中加入10%的納米（熱致液晶聚合物）就會(huì)使材料的拉伸強(qiáng)度提高到476Mpa，從而大大拓展包裝材料的用途。
　　（三）、在納米尺度上，通過(guò)精確地控制尺寸和成分來(lái)合成材料單元，制備更輕、更強(qiáng)和可設(shè)計(jì)的材料，同時(shí)具有長(zhǎng)壽命和低維修的特點(diǎn)
　　以新的原理和結(jié)構(gòu)在納米層次上構(gòu)筑物性質(zhì)的材料或自然界不存在的材料，實(shí)現(xiàn)材料破壞過(guò)程中納米級(jí)損傷的修復(fù)。國(guó)外現(xiàn)今用于包裝的新型高分子納米復(fù)合包裝材料已有多種，國(guó)內(nèi)也在積極研制。納米對(duì)包裝材料的改進(jìn)，必然帶來(lái)包裝印刷工藝和技術(shù)的變革。
　　目前納米技術(shù)已經(jīng)滲透到某些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中，如染料、涂料、食品、印刷材料、包裝材料等。通過(guò)對(duì)納米材料的研究，在化纖制品中加入納米微粒，可以除味，殺菌，通過(guò)納米技術(shù)的運(yùn)用，使涂層材料的耐洗刷性由原來(lái)的1000多次提高到1萬(wàn)多次，老化時(shí)間也延長(zhǎng)了兩倍多。這種對(duì)傳統(tǒng)材料進(jìn)行納米改性的技術(shù)，企業(yè)應(yīng)用的投入不大，而且市場(chǎng)前景廣闊。
　　（四）、納米對(duì)包裝印刷設(shè)備的影響
　　印刷機(jī)的供墨系統(tǒng)是保證正常印刷的重要部件。墨輥?zhàn)饔檬窍蛴“姹砻鎮(zhèn)鬟f油墨，墨輥材料對(duì)印刷質(zhì)量的影響十分重要。利用納米材料可以改變墨輥的彈塑性、耐油性、耐酸性、耐溶劑性、抗衰老化性和親墨性、傳遞性、耐磨性，進(jìn)而來(lái)穩(wěn)定印刷傳遞條件。同樣，利用納米材料可以提高印刷橡皮布質(zhì)量，進(jìn)而來(lái)穩(wěn)定印刷的壓印條件，提高印刷質(zhì)量。納米技術(shù)在傳動(dòng)上也將得到應(yīng)用。如極小的微電機(jī)系統(tǒng)（MEMS）。微電子系統(tǒng)能在一個(gè)硅晶片上放置100萬(wàn)個(gè)微型機(jī)器，每臺(tái)機(jī)器都有電子控制系統(tǒng)。美國(guó)德克薩斯公司已使用MEMS技術(shù)開(kāi)發(fā)顯示視頻圖像的芯片。印刷機(jī)上安裝了那么細(xì)的傳感器——傳動(dòng)裝置，這種裝置可以十分精確地對(duì)壓力、速度、位置等進(jìn)行調(diào)控。印刷設(shè)備的主要問(wèn)題是機(jī)械精度問(wèn)題。機(jī)械精度問(wèn)題的產(chǎn)生，一是由于在制造過(guò)程中制造技術(shù)水平的局限而產(chǎn)生的，二是在印刷生產(chǎn)過(guò)程中由于機(jī)械磨損而產(chǎn)生的。印刷設(shè)備中易磨損的主要部件有：齒輪、凸輪、滾筒的軸頸與軸套（或偏心套）等部件。隨著納米技術(shù)的運(yùn)用，可以大幅度提高這些關(guān)鍵部件的精度和耐磨損程度，降低維修成本，提高印刷產(chǎn)品的印刷質(zhì)量。
　　通過(guò)納米技術(shù)，我們可以開(kāi)發(fā)出納米包裝系統(tǒng)。進(jìn)入納米技術(shù)領(lǐng)域后，把微米級(jí)的各種不同類型的添加劑制成納米級(jí)的產(chǎn)品，就會(huì)使傳統(tǒng)的包裝印刷產(chǎn)品更新?lián)Q代。同時(shí)，納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)將通過(guò)納米粉末和薄膜的制造和應(yīng)用，把精密制造技術(shù)推廣到整個(gè)包裝印刷產(chǎn)業(yè)中去。