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无墨喷水打印技术再获进展

时间:2018-11-22     【转载】   来自:化学工程与装备

       吉林大学张晓安教授科研团队日前在无墨喷水打印方面再获突破性进展。该团队开发出二元体系的黑色水致变色可重复打印纸,制备出高强度、强耐水性的水致变色可重复擦写纸,显著提高了纸张循环使用性能,并可实现大规模的机械化生产。此举可大大降低无墨打印的成本,使绿色环保无墨打印技术距离应用更近一步。

  无墨喷水打印技术是以水代墨实现打印的技术,技术核心是打印纸,它具有水致变色可重复擦写性质,从而实现了纸张的循环使用。2014年1月,国外杂志首次报道了张晓安团队的无墨喷水打印技术,引起海内外的广泛关注。该技术不仅有助于解决目前喷墨打印面临的墨盒堵塞、更换频繁、价格昂贵的问题,还有助于减少环境污染和资源浪费。

  然而,由于之前的水致变色可重复打印纸都是基于单一的水致变色染料体系,每当需要一种新的颜色的可重复打印纸时,往往需要设计、合成新的水致变色染料,随之而来的是较复杂的合成技术、较高的成本以及较长的周期。其中,对于黑色水致变色染料开发尤其困难,因此,最常用的黑色喷水打印还未有报道。此外,字迹保留时间短,以及基材的耐水性也是制约该项技术实际应用的技术瓶颈。

  张晓安科研团队受生命体系的启发,巧妙地将单一水致变色染料体系扩展为由酸致变色染料和显色剂构筑的双分子水协同变色体系,遇水前染料和显影剂不发生显色,遇水后显影剂与染料发生作用而显示颜色。通过选用不同颜色的酸致变色染料,便可实现不同颜色的水显色,使可重复擦写纸的颜色拓展简单化。由于所用到的酸致变色染料及显影剂大多已实现工业化生产,可以直接购买,免去了繁复的合成过程,大大降低了水致变色可重复擦写纸制备成本。尤其通过购买市售的黑色染料,便可非常简单地实现人们期盼已久的黑色喷水打印显示。

  这种基于二元体系所制备的黑色水致变色可重复打印纸,经喷水打印所获得的黑色的色彩度和色纯度非常高,基本可以与现有的黑色喷墨打印相媲美,字迹保留时间长达几个月至半年。当然,这期间,也可以随时通过打印机的加热程序对信息进行擦除。

  为了快速推进无墨喷水打印技术的产业化进程,张晓安科研团队与相关企业从2016年5月便开展了深度合作,借助对方在涂布方面的优势,制备出高强度、强耐水性的水致变色可重复擦写纸。




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