本發(fā)明涉及一種適宜激光直接照射印刷的納米材料，同時(shí)本發(fā)明還涉及一種利用該材料無(wú)印刷耗材非接觸式激光直接印刷的方法。

背景技術(shù)：

目前，公知的印刷方法是轉(zhuǎn)移油墨(耗材)的方法，方式很多種，都是把油墨(耗材)轉(zhuǎn)移到被印刷物體的表面的印刷方法，印刷的精度取決于印刷的方式，耐久性取決于油墨(耗材)的表面附著程度，一旦印刷物體表面的油墨脫落或腐蝕，會(huì)令印刷失效，在一些同時(shí)要求防潮或防水，耐刮擦，耐高溫，超強(qiáng)耐候性的場(chǎng)合，普通的印刷方法及材料無(wú)法同時(shí)達(dá)到這些特殊要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的納米材料，利用該材料印刷的圖文具有防潮，防水，耐高溫，防刮擦，耐候性好等特點(diǎn)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的方法，該方法無(wú)需印刷耗材，印刷的圖文具有防潮，防水，耐高溫，防刮擦，耐候性好等特點(diǎn)。

本發(fā)明的目地通過(guò)采取如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的納米材料，其特征在于由塑料或其復(fù)合物基材中混入重量含量為0.02～10％、平均粒度在0.05～3.00μm范圍內(nèi)的著色劑和光催化劑二氧化鈦制成。其中作為著色劑和光催化劑的二氧化鈦的重量含量?jī)?yōu)選為0.052～6％，其組成中微米級(jí)粒度TiO₂占85～95％，納米級(jí)粒度TiO₂占5～15％；所述的塑料為PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC等高分子聚酯材料；所述的塑料復(fù)合物為PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC等高分子聚酯材料中的兩種或兩種以上材料混合而成。

一種非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的方法，其特征在于首先準(zhǔn)備好非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的納米材料，然后將需要在該材料表面印刷的圖文輸入電腦，電腦控制激光器振鏡，利用波長(zhǎng)范圍0.100～10.64μm的激光器產(chǎn)生的強(qiáng)烈脈沖激光照射加熱材料表面即完成印刷，其中激光器產(chǎn)生的脈沖激光優(yōu)選波長(zhǎng)范圍為0.100～0.387μm的紫外激光或波長(zhǎng)范圍為1.064～10.64μm的紅外激光。

本發(fā)明的納米級(jí)二氧化鈦具有光觸酶特性，同時(shí)微米級(jí)二氧化鈦兼具良好的光線散射特性和著色性能，利用激光加熱和誘變反應(yīng)，強(qiáng)烈的激光照射，光線折射進(jìn)入材料內(nèi)，產(chǎn)生加熱及誘變TiO₂強(qiáng)烈分解有機(jī)物，瞬間碳化變色，此波長(zhǎng)的激光不被塑料大量吸收，沒(méi)有改變其物理特征，被有機(jī)物包裹著均勻分布的微量色素微粒TiO₂使包裹有機(jī)物料發(fā)生強(qiáng)烈氧化反應(yīng)，在塑料的內(nèi)部和表面形成碳，改變?cè)兄珓┑谋砻姘袡C(jī)物的顏色，從而達(dá)到深入材料內(nèi)部及表面材料變色而達(dá)到印刷的目的，印刷的圖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，圖文精細(xì)?？刂萍す獾念l率，Q開(kāi)關(guān)脈沖頻率，強(qiáng)度，填充密度，就可以得到顏色的灰度。散射光的強(qiáng)度和空間分布與TiO₂的粒度有關(guān)，與粒徑的6次方成正比，粒度直接影響內(nèi)印刷的深度。由于是非接觸式，可以進(jìn)行實(shí)體物件直印。

本發(fā)明的印刷方法利用波長(zhǎng)范圍0.100～10.64μm的激光器產(chǎn)生的強(qiáng)烈脈沖激光照射加熱，在強(qiáng)烈的光照密度和高溫下活化TiO₂的光觸媒效應(yīng)，結(jié)合材料本身所含的微量水分，使TiO₂納米材料與水組成的光催化體系中產(chǎn)生出氧化能力極強(qiáng)的自由氫氧基和活性氧，具有很強(qiáng)的光氧化還原功能，使材料在光照部分包裹TiO₂微粒表面的有機(jī)物在TiO₂的光觸媒效應(yīng)下發(fā)生強(qiáng)烈氧化還原分解，瞬間碳化變色，達(dá)到印刷目的。本發(fā)明的印刷方法與激光打標(biāo)的最大不同是，激光打標(biāo)是利用激光的高能，把材料表面瞬間融熔或汽化，形成標(biāo)記痕跡。

本發(fā)明是對(duì)塑料及其復(fù)合物進(jìn)行表面及母材本體內(nèi)進(jìn)行印刷的新方法，把誘變產(chǎn)生的碳粒色素微粒鎖定在塑料及復(fù)合物類制品的內(nèi)部的一定深度內(nèi)(深達(dá)1mm)，利用塑料本身優(yōu)異的物理特性，達(dá)到解決防水，耐高溫，防刮擦，耐候性佳的印刷目的，壽命等同于被印刷物材料本身，即使被印刷表面被刮削掉一層，也能保證印刷的內(nèi)容不受損，達(dá)到防刮擦，耐磨的目的，在航空，軍事，工業(yè)，商業(yè)有廣泛的用途，特別適合塑料類制品，如薄膜，板材，注塑產(chǎn)品，復(fù)合材料等無(wú)制版印制永久性圖文。由于著色劑鈦白粉TiO₂的精細(xì)程度和良好的分布特性，因此可以控制精細(xì)激光光斑的照射，可以很方便得到非常精細(xì)的印刷效果，大大增加印刷信息量，或植入物件后進(jìn)行后印刷，達(dá)到防偽及物流跟蹤的目的。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：可以在含二氧化鈦的塑料及復(fù)合物上無(wú)任何油墨耗材不接觸高精度地印刷具有良好的防潮，防水，耐刮擦，耐磨，耐候性，具有永久性特征的圖文，圖文表面光滑有光澤，清晰。印刷表面被刮削掉一層(0.1mm)后，圖文仍完整清晰保留。只需控制激光光照，就可以對(duì)材料進(jìn)行直接印刷，具有速度快，精度高，無(wú)印刷耗材，永久性圖文等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用各行業(yè)，尤其是優(yōu)質(zhì)防水，耐刮擦標(biāo)簽，標(biāo)牌的無(wú)耗材即時(shí)數(shù)碼無(wú)接觸直接印刷，無(wú)須制版，成本低廉，方便快捷。同時(shí)，由于鈦白粉TiO₂的精細(xì)程度和良好的分布特性，因此可以精細(xì)控制激光的照射，得到精細(xì)的清晰的印刷效果，在防偽，信息載體，物流跟蹤應(yīng)用廣闊。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有的印刷方法示意圖；

圖2為本發(fā)明的印刷方法示意圖。

具體實(shí)施方式

下面列舉一部分具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，有必要在此指出的是以下具體實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，不代表對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。其他人根據(jù)本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的修改和調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例之非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的納米材料，由塑料或其復(fù)合物基材中混入重量含量為0.052％、平均粒度為0.85μm的著色劑和光催化劑二氧化鈦制成。其中二氧化鈦的組成中微米級(jí)粒度TiO₂占85％，納米級(jí)粒度TiO₂占15％；塑料為PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料；塑料復(fù)合物為PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料中的兩種或兩種以上材料混合而成。

本發(fā)明實(shí)施例之非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的方法，首先準(zhǔn)備好通過(guò)上述工藝制成的非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的納米材料，然后將需要在該材料表面印刷的圖文輸入電腦，電腦控制激光器振鏡，利用波長(zhǎng)范圍0.100～0.387μm的激光器產(chǎn)生的強(qiáng)烈脈沖紫外激光照射加熱材料表面即完成印刷，如圖2所示。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例之非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的納米材料，由塑料或其復(fù)合物基材中混入重量含量為3％、平均粒度在1.05μm范圍內(nèi)的著色劑和光催化劑二氧化鈦制成。其中二氧化鈦的組成中，微米級(jí)粒度TiO₂占85％，納米級(jí)粒度TiO₂占15％；塑料為PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料；塑料復(fù)合物為PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料中的兩種或兩種以上材料混合而成。

本發(fā)明實(shí)施例之非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的方法，首先準(zhǔn)備好通過(guò)上述工藝制成的非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的納米材料，然后將需要在該材料表面印刷的圖文輸入電腦，電腦控制激光器振鏡，利用波長(zhǎng)范圍1.064～10.64μm的激光器產(chǎn)生的強(qiáng)烈脈沖紅外激光照射加熱材料表面即完成印刷，如圖2所示。

實(shí)施例3

本發(fā)明實(shí)施例之非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的納米材料，由塑料或其復(fù)合物基材中混入重量含量為6％、平均粒度在2.05μm范圍內(nèi)的著色劑和光催化劑二氧化鈦制成。其中二氧化鈦的其組成中，微米級(jí)粒度TiO₂占95％，納米級(jí)粒度TiO₂占5％；塑料為PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料；塑料復(fù)合物為PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料中的兩種或兩種以上材料混合而成。

本發(fā)明實(shí)施例之非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的方法，首先準(zhǔn)備好通過(guò)上述工藝制成的非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的納米材料，然后將需要在該材料表面印刷的圖文輸入電腦，電腦控制激光器振鏡，利用波長(zhǎng)范圍0.100～0.387μm的激光器產(chǎn)生的強(qiáng)烈脈沖紫外激光照射加熱材料表面即完成印刷，如圖2所示。

實(shí)施例4

本發(fā)明實(shí)施例之非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的納米材料，由塑料或其復(fù)合物基材中混入重量含量為9％、平均粒度在2.85μm范圍內(nèi)的著色劑和光催化劑二氧化鈦制成。其中二氧化鈦的組成中微米級(jí)粒度TiO₂占90％，納米級(jí)粒度TiO₂占10％；塑料為PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料；塑料復(fù)合物為PC、ABS、PE、PS、PET、BOPP或PVC高分子聚酯材料中的兩種或兩種以上材料混合而成。

本發(fā)明實(shí)施例之非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的方法，首先準(zhǔn)備好通過(guò)上述工藝制成的非接觸式無(wú)印刷耗材激光直接印刷的納米材料，然后將需要在該材料表面印刷的圖文輸入電腦，電腦控制激光器振鏡，利用波長(zhǎng)范圍1.064～10.64μm的激光器產(chǎn)生的強(qiáng)烈脈沖紅外激光照射加熱材料表面即完成印刷，如圖2所示。