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才能真正实现大规模的产业化和推广

文章来源: 更新时间:2019-01-16 15:06

  近日,中科院化学所纳米材料绿色印刷制版技术中试线家来自北京、广东的企业与中科院化学所在该所中试基地签署了《纳米材料绿色印刷制版产业技术创新战略联盟》意向书,这标志着这一绿色、低成本印刷制版技术规模产业化蓄势待发。

  9月6日,中科院常务副院长白春礼在秘书长李志刚、副秘书长何岩等的陪同下,对中试线的版材涂布车间、墨盒车间、制版车间进行了调研。他指出:“如果激光照排技术让中国印刷业‘告别铅与火,迎来光与电’,那么这一自主创新的纳米材料绿色制版技术的成功研发,有可能让印刷业‘弃暗投明’。”

  据了解,计算机直接制版(Computer To Plate,CTP)技术已成为取代当前普遍使用的激光照排技术的典型代表。但CTP技术和激光照排技术均要使用感光材料,存在感光、显影、定影、冲洗等复杂过程和避光操作等烦琐工艺,同时还因化学品清洗引起严重的环境污染问题。

  白春礼指出,当前,即使声称已经过环保优化的CTP制版机,在冲洗每平方米版材时也需要化学品约300毫升。虽然废液通常是在中和后被排放,但仍会造成严重的环境污染和资源浪费。因此,研制出更加环保的绿色直接制版技术,将在未来印刷技术竞争中掌握主动。中科院化学所通过多年基础研究积累研发的“纳米材料绿色印刷制版技术”摒弃了感光成像的技术思路,从而有可能从根本上消除感光化学过程带来的避光操作和废液排放问题。

  科研人员认为,从原理上讲,所有的信息存储和显示都可以转化为二进制的“0”、“1”方式,这要求信息记录区和非记录区要有明显差异的物理化学性质。对印刷过程而言,就是要很好地呈现出印刷区(亲油墨)和非印刷区(亲水,不亲油墨)两种相反性质的区域。印刷技术的关键问题就是:如何才能形成亲水、亲油的微区,以及如何在版材上得到精细的图文区。

  近年来,中科院化学所在纳米界面材料制备及超亲水/超疏水浸润性研究,为有效控制印版表面微区的浸润性提供了坚实基础。而“十五”期间,宋延林课题组承担的“863”课题“纳米颜料粒子制备及其应用”解决了打印精细图案的材料和技术问题。在此基础上开展的纳米材料绿色制版技术研发工作进一步得到中科院和科技部的大力支持。

  课题组负责人、中科院化学所研究员宋延林表示,这一技术省去了感光预涂层及化学品冲洗步骤,在根本消除环境污染的同时大大降低了成本;大大简化了制版流程,无须暗室避光操作,并省去曝光、冲洗、晒版等环节。不仅如此,直接在印版上打印图文,减少了图像转移次数,图像再现性好,无须拼版、修版,图文质量大大提高。

  白春礼指出,纳米材料绿色制版技术的研发过程表明:“提高自主创新能力,最关键的还是原始创新,而加强基础研究是提高原始创新能力的重要措施之一。尽管不能把所有的创新都归结到基础研究,但是没有很好的基础研究积累,原始创新都是空话,最终只能是模仿、只能是引进。没有基础研究的长期储备和雄厚积累,技术创新与突破、应用与开发就成为无源之水,就难以有核心知识产权。创新型国家今天在高技术领域取得的成功,大多可以溯及其对基础研究的昨天甚至前天作出的战略部署;而今天对基础研究的投资和支持,则为未来占领高技术发展制高点奠定基础。”

  印刷术作为我国古代的四大发明之一,为人类进步和文明传播作出了巨大贡献。但随着西方基于感光材料的照相制版、激光照排等技术的发展,我国印刷技术的发展远远落后于世界先进水平。

  王选院士主持开发的汉字激光照排技术引发了我国印刷业的一场技术革命。近年来,数字化、网络化的快速环保印刷技术成为印刷行业的发展趋势,但取代激光照排的代表性的计算机直接制版技术(CTP)却被国外企业垄断,设备和耗材价格昂贵,让大多数中国企业望而却步。

  白春礼指出,国内虽然有不少研究单位开展相关研究工作,但主要是以国外的技术路线、设备和材料为跟踪模仿对象,走仿制、替代和国产化的道路。这不仅存在知识产权问题,而且由于国外大型跨国公司拥有雄厚的研发力量和技术储备,每当国内的仿制接近国外水平时,国外企业就会推出新的替代技术和产品,因而国内的研发长期处于被动跟踪阶段而难以得到推广应用。目前,我国印刷制版行业主要采用激光照排制版系统,而从国外引进的CTP系统也逐年增多。

  据了解,目前中国印刷业已经发展成为对我国国民经济有重要影响的行业之一,2007年我国印刷工业总产值达到4600亿元,且在1995~2007年间,中国印刷行业总产值平均年增长率为16.7%。这样快速发展的巨大市场对具有自主知识产权的先进印刷技术提出了迫切需求。

  宋延林带领的科研团队瞄准我国对先进印刷技术的需求,开展了纳米材料绿色打印制版技术的研发工作。经过项目组成员的努力,该课题组已申请发明专利10项,授权专利5项,并有2项发明专利申请了《专利合作条约》(PCT)国际专利,初步形成较系统的自主知识产权。

  白春礼指出,我国要实现从制造业大国向制造业强国的转变,从“中国制造”向“中国创造”的跨越,必须发展一批突破国际产业巨头的技术框架体系和发展路径,摆脱以往不断“跟踪—模仿—引进—落后”,被国外技术牵着鼻子走的发展方式。

  白春礼特别强调,纳米材料绿色制版技术是国家重大需求驱动技术成果转移转化的成功案例。作为国立科研机构,中科院就要提炼出产业、行业以及社会发展等方面亟待解决的关键科学问题,深入开展基础科学研究,提出新原理,发展新方法,创造新技术,努力解决瓶颈问题,为全面建设小康社会提供坚实的科学基础。

  9月6日,中科院、深圳市和北京市怀柔区等有关领导见证了《纳米材料绿色印刷制版产业技术创新战略联盟》意向书的签订。深圳市常务副市长许勤表示:“‘珠三角’地区占据着中国印刷业30%的市场份额,深圳市非常愿意这一先进印刷技术落户。”而北京市各级领导也在不同场合表达了北京市希望成为纳米材料绿色印刷制版技术产业化基地的愿望。

  中科院化学所所长万立骏表示,目前,化学所正在和企业、投资公司及地方政府探讨产业化方案。同时,在印刷试验及产业化方面积极与相关企业开展合作,以期在更广的范围内集成和借鉴国内有关单位和企业的技术及产业基础,尽快实现从技术创新到产业化的突破。通过与企业的紧密合作,这种非感光、无污染、低成本的绿色制版技术将很好地解决我国印刷制版行业的环境污染和资源浪费问题,为提升我国近10万家印刷企业的技术水平和竞争力发挥重要作用,促使印刷制版行业“告别污染,走向绿色”。

  白春礼在调研该技术中试线时还表示,希望研究人员进一步提高打印精度和耐印力,并尽快在系统中试和示范的过程中解决批量和规模生产的稳定性和操作规程等工程化技术的问题。他指出,只有解决了这些问题,形成可复制的规模化生产工艺包,才能真正实现大规模的产业化和推广。他同时希望中科院化学所发挥纳米材料制版技术绿色环保和低成本的显著优势,进一步加强企业化和市场化运作,并争取各地方政府产业政策的支持,形成系统的产业链和战略产业联盟布局。



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