印刷術是中國4大發明之一，雕版印刷、活字印刷代表了中國古代印刷術發展的成就。中國是國際間公認的古代文明中最先使用墨的國家，早在西漢時期(公元前200年)就開始使用墨在竹帛上寫字傳遞信息，其某些功能與當代油墨類比。自古以來，油墨的發展使得印刷品呈現出各種效果。然而隨著環保需求的增長，為了代替容易造成嚴重汙染的油墨印刷，需要一種新的無油墨印刷技術。
無油墨印刷技術的發展
2011年7月，歐洲專利局發佈了一項專利-一種無油墨印刷設備，該專利設備採用乾式工藝，使打印圖像時不需要墨粉、墨水等成像材料。但是，他們需要使用特定的承印材料——基板，其原理是在基板上預塗諸如聯乙炔之類的感光呈色材料，當這些感光呈色材料曝光於合適的能量源例如激光之下時，就會使基板改變顏色，從而達到無油墨印刷的目的。為了打印所需的圖像，應讓激光束選擇性的直接照射向基板的不同區域，從而使基板產生從無色到任意色彩的變化。
作為承印材料的基板包括底基層和感光呈色層。感光呈色層可以是在聯乙炔材料中摻入紅外光譜/近紅外光譜吸收材料，或者是將聯乙炔材料置於紅外光譜/近紅外光譜吸收材料之上。
2016年底，荷蘭代爾夫特理工大學的研究者發明了一種無需油墨的印刷技術，其原理是將紅外線通過特定的鏡頭使紙張“燃燒”，這一過程被稱作碳化。這一技術的關鍵在於針對不同的承印物設置正確強度的紫外線，以免引起承印物真正的燃燒。該技術受到了歐盟氣候變化知識與創新團體的資助。
然而該技術也面臨一些問題：
● 紙張的印刷內容會隨著時間而消失，使其僅僅適用於臨時印刷品。對於那些需要永久保存的產品，該技術便顯得力不從心；
● 此外，該技術目前僅適用於單色印刷。專家指出，該技術目前還沒有可能實現簡單的陰影的灰度。針對這一問題，發明無需油墨打印紙研究人員也在研製可適用於這種紙的激光打印機，使其實現全綵打印。
2017年，中國山東大學、美國加州大學河濱分校和勞倫斯伯克利國家實驗室的科學家合作發明了一種無需油墨打印紙——light printable紙。這種紙僅通過紫外線進行打印，並且加熱至120℃後保持10分鐘左右，可擦除之前所打印的內容，該過程可重複試驗80餘次。
總的來說，上述無油墨印刷方式，一是對於基底材料（通常是紙張）的改進， 在基底材料上預塗感光呈色材料；一是對於能量源的選擇，要選擇合適能量密度的光源使得基底感光呈色材料能夠呈現出色彩圖案。
另一種實現無油墨印刷的方式即是從光學角度入手，在日常生活中，我們所看到的大自然的顏色，包含許多光學原理。例如：藍天白雲，是由於空氣分子和水分子在不同波長下的散射選擇；雨後彩虹是由於水滴產生光的折射呈現出不同顏色的光譜；光盤的色彩是由於數據信息記錄軌道產生的衍射。通過在包裝製品表面設計各種物理結構產生折射、散射、反射、衍射，從而形成各種色彩，能夠免去大部分油墨印刷。
無油墨印刷設備工作原理
在無墨印刷設備中，控制系統採集數字文件信息，微處理器將這些數字文件信息轉換為針對每個打印頭的一系列發射指令，每個打印頭中獨立的發射器便接收相應的數據指令，使數字文件中的特定像素映像到基板特定的點或區域，同時確定每個打印頭各個發射器所需要的照射持續時間和強度，從而使基板上的每個點或區域的顏色變為與每個圖像的顏色相匹配的顏色。
無油墨印刷設備基板標記裝置工作示意圖
每個打印頭陣列中的獨立發射器中專用的輻射導向機構使每個發射器發出的輻射光在基板表面形成特定的連續或不連續的照射點。該輻射導向機構由適合於每個發射器的一個或多個透鏡和/或一個或多個光導纖維組成。
微處理器則用來操控基板相對於每個打印頭的移動。這種運動可以是單方向進行或多方向進行。在整個運動過程中，基板按順序依次被每個打印頭中發射器發出的輻射光照射。感光材料吸收光源，溫度升高，材料被激活到高活性狀態。當基板再次受到光源照射時，能夠引起材料的變色。合理順序的熱輻射和輻射固化，最終使基板產生從無色到任意色彩的變化。可獨立控制的打印頭髮射器使得基板各個區域的具體照射順序可調，從而形成多樣彩色圖像。
激光無油墨印刷應用
印刷業務在家用和商用領域都在蓬勃發展，根據國家新聞出版廣電總局印刷企業年度統計數據，2011-2015年，我國印刷業總產值穩步增長。2016年我國共有印刷企業10.1萬家，印刷業總產值1.15多萬億元，比上一年增長2.7%，資產總額1.29多萬億元，比上一年增長4.4%。
國內已有企業將激光、光學技術應用到印刷領域中，並且能夠通過採用激光刻寫、全息技術、電子束、超精密數控加工、電化學等微細加工技術，在印刷製品表面形成數碼編制的微納米結構，由此產生光的折射、衍射、反射、散射、波導等光顯色現象，顯示文字與圖案、仿真各種自然紋理、表現動感及三維立體圖像。
無油墨印刷包裝
國家VOCs（揮發性有機物）治理政策的密集出臺、人們對環保的日益重視，使得傳統印刷業面臨挑戰。無油墨印刷能夠解決印刷過程中以及印刷包裝上的物質造成的環境汙染問題，符合國家的環保政策。同時，無油墨印刷產品能夠的仿真感、三維感能夠生動立體的呈現圖像。該領域涵蓋無油墨印刷設備製造市場及整個印刷業市場，隨著未來技術普及，無油墨印刷將是印刷行業發展的一大趨勢。
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