印刷术是中国4大发明之一，雕版印刷、活字印刷代表了中国古代印刷术发展的成就。中国是国际间公认的古代文明中最先使用墨的国家，早在西汉时期(公元前200年)就开始使用墨在竹帛上写字传递信息，其某些功能与当代油墨类比。自古以来，油墨的发展使得印刷品呈现出各种效果。然而随着环保需求的增长，为了代替容易造成严重污染的油墨印刷，需要一种新的无油墨印刷技术。
无油墨印刷技术的发展
2011年7月，欧洲专利局发布了一项专利-一种无油墨印刷设备，该专利设备采用干式工艺，使打印图像时不需要墨粉、墨水等成像材料。但是，他们需要使用特定的承印材料——基板，其原理是在基板上预涂诸如联乙炔之类的感光呈色材料，当这些感光呈色材料曝光于合适的能量源例如激光之下时，就会使基板改变颜色，从而达到无油墨印刷的目的。为了打印所需的图像，应让激光束选择性的直接照射向基板的不同区域，从而使基板产生从无色到任意色彩的变化。
作为承印材料的基板包括底基层和感光呈色层。感光呈色层可以是在联乙炔材料中掺入红外光谱/近红外光谱吸收材料，或者是将联乙炔材料置于红外光谱/近红外光谱吸收材料之上。
2016年底，荷兰代尔夫特理工大学的研究者发明了一种无需油墨的印刷技术，其原理是将红外线通过特定的镜头使纸张“燃烧”，这一过程被称作碳化。这一技术的关键在于针对不同的承印物设置正确强度的紫外线，以免引起承印物真正的燃烧。该技术受到了欧盟气候变化知识与创新团体的资助。
然而该技术也面临一些问题：
● 纸张的印刷内容会随着时间而消失，使其仅仅适用于临时印刷品。对于那些需要永久保存的产品，该技术便显得力不从心；
● 此外，该技术目前仅适用于单色印刷。专家指出，该技术目前还没有可能实现简单的阴影的灰度。针对这一问题，发明无需油墨打印纸研究人员也在研制可适用于这种纸的激光打印机，使其实现全彩打印。
2017年，中国山东大学、美国加州大学河滨分校和劳伦斯伯克利国家实验室的科学家合作发明了一种无需油墨打印纸——light printable纸。这种纸仅通过紫外线进行打印，并且加热至120℃后保持10分钟左右，可擦除之前所打印的内容，该过程可重复试验80余次。
总的来说，上述无油墨印刷方式，一是对于基底材料（通常是纸张）的改进， 在基底材料上预涂感光呈色材料；一是对于能量源的选择，要选择合适能量密度的光源使得基底感光呈色材料能够呈现出色彩图案。
另一种实现无油墨印刷的方式即是从光学角度入手，在日常生活中，我们所看到的大自然的颜色，包含许多光学原理。例如：蓝天白云，是由于空气分子和水分子在不同波长下的散射选择；雨后彩虹是由于水滴产生光的折射呈现出不同颜色的光谱；光盘的色彩是由于数据信息记录轨道产生的衍射。通过在包装制品表面设计各种物理结构产生折射、散射、反射、衍射，从而形成各种色彩，能够免去大部分油墨印刷。
无油墨印刷设备工作原理
在无墨印刷设备中，控制系统采集数字文件信息，微处理器将这些数字文件信息转换为针对每个打印头的一系列发射指令，每个打印头中独立的发射器便接收相应的数据指令，使数字文件中的特定像素映像到基板特定的点或区域，同时确定每个打印头各个发射器所需要的照射持续时间和强度，从而使基板上的每个点或区域的颜色变为与每个图像的颜色相匹配的颜色。
无油墨印刷设备基板标记装置工作示意图
每个打印头阵列中的独立发射器中专用的辐射导向机构使每个发射器发出的辐射光在基板表面形成特定的连续或不连续的照射点。该辐射导向机构由适合于每个发射器的一个或多个透镜和/或一个或多个光导纤维组成。
微处理器则用来操控基板相对于每个打印头的移动。这种运动可以是单方向进行或多方向进行。在整个运动过程中，基板按顺序依次被每个打印头中发射器发出的辐射光照射。感光材料吸收光源，温度升高，材料被激活到高活性状态。当基板再次受到光源照射时，能够引起材料的变色。合理顺序的热辐射和辐射固化，最终使基板产生从无色到任意色彩的变化。可独立控制的打印头发射器使得基板各个区域的具体照射顺序可调，从而形成多样彩色图像。
激光无油墨印刷应用
印刷业务在家用和商用领域都在蓬勃发展，根据国家新闻出版广电总局印刷企业年度统计数据，2011-2015年，我国印刷业总产值稳步增长。2016年我国共有印刷企业10.1万家，印刷业总产值1.15多万亿元，比上一年增长2.7%，资产总额1.29多万亿元，比上一年增长4.4%。
国内已有企业将激光、光学技术应用到印刷领域中，并且能够通过采用激光刻写、全息技术、电子束、超精密数控加工、电化学等微细加工技术，在印刷制品表面形成数码编制的微纳米结构，由此产生光的折射、衍射、反射、散射、波导等光显色现象，显示文字与图案、仿真各种自然纹理、表现动感及三维立体图像。
无油墨印刷包装
国家VOCs（挥发性有机物）治理政策的密集出台、人们对环保的日益重视，使得传统印刷业面临挑战。无油墨印刷能够解决印刷过程中以及印刷包装上的物质造成的环境污染问题，符合国家的环保政策。同时，无油墨印刷产品能够的仿真感、三维感能够生动立体的呈现图像。该领域涵盖无油墨印刷设备制造市场及整个印刷业市场，随着未来技术普及，无油墨印刷将是印刷行业发展的一大趋势。
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