1 在日本發(fā)現的光催化劑
 

　　研究發(fā)現，以氧化鈦為代表的光催化劑一旦遇到陽(yáng)光或螢光燈等光照時(shí)，即具有氧化分解能力和很強的親水性能。近年來(lái)，應用這一性能的光催化劑產(chǎn)品在廣泛的領(lǐng)域實(shí)現了商品化，市場(chǎng)得到快速地增長(cháng)。光催化劑是在日本發(fā)現的(1967年，本多•藤島效果)。其產(chǎn)品市場(chǎng)主要在日本形成和發(fā)展，可以說(shuō)是一種出自日本的原創(chuàng )技術(shù)。
 

　　為促進(jìn)光催化劑技術(shù)的全面發(fā)展和普及，在神奈川科學(xué)技術(shù)研究所，由被稱(chēng)為“光催化劑之父”的藤島昭理事長(cháng)提供基金，在使光催化劑開(kāi)放式實(shí)驗室和光催化劑博物館運轉使用的同時(shí)，還進(jìn)行基礎研究和應用研究，并開(kāi)展與企業(yè)聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)。其中，與東京應化工業(yè)株式會(huì )社進(jìn)行了一項聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)，即“運用光催化劑的膠印用ps版開(kāi)發(fā)”。
 

　　2 光催化劑的特性
 

　　光催化劑的定義是:通過(guò)吸收光能，本身不發(fā)生變化，但能引發(fā)各種化學(xué)反應的物質(zhì)�，F在使用最為廣泛的光催化劑是氧化鈦。研究發(fā)現，氧化鈦在光線(xiàn)(陽(yáng)光、螢光燈光)照射下，具有氧化分解能力和很強的親水性能。氧化分解能力可以通過(guò)與植物的光合作用的比較來(lái)說(shuō)明。光合作用是葉子中的葉綠素吸收陽(yáng)光中的能量，將水和二氧化碳合成有機物(淀粉)，再排出氧氣;而氧化鈦等光催化劑通過(guò)吸收太陽(yáng)光等光能，將有機物分解為水和二氧化碳，也即是說(shuō)，光合作用與光催化劑引發(fā)完全相反的反應。葉綠素也可以說(shuō)是光催化劑的一種。
 

　　利用光催化劑的氧化分解功能可將臭氣或voc氣體分解除去，還能將排出的氮氧化物除去實(shí)現空氣的凈化，或者除去水池中的有機污物實(shí)現水的凈化，也能用于病毒、細菌等微生物的抗菌殺菌方面。
 

　　此外，光催化劑還顯示出其另一個(gè)性能，即在光照條件下與水的親和性能——超強的親水性。也即光催化劑在光照條件下，處于光催化劑表面的水會(huì )擴展成很薄的水膜。欲使鏡子不起霧或被油臟污時(shí)，在鏡子上鍍一層氧化鈦，在光照條件下，水會(huì )進(jìn)到油污下面使其浮起并與水一起被沖走。
 

　　利用該超強的親水性能推出了許多應用，如汽車(chē)后視鏡防水霧涂層，大樓或住宅外墻及窗玻璃防臟涂層，防臟屋頂材料(帳篷)等等。
 

　　目前，利用光催化劑所具有的氧化分解能力和超強親水性能，在廣泛的領(lǐng)域正在開(kāi)展應用研究開(kāi)發(fā)。神奈川科學(xué)技術(shù)研究所與東京應化工業(yè)株式會(huì )社攜手，利用光催化劑的性能，致力于膠印方面的應用研究開(kāi)發(fā)。
 

　　3 在膠印ps版上的應用
 

　　普通的膠印印刷，是在涂有光致抗蝕劑的陽(yáng)極氧化鋁板上(ps版)上使用軟片進(jìn)行曝光，由親水部分和斥水部分形成圖像。膠印印刷是將ps版裝到印版滾筒上，通過(guò)印版親水部分著(zhù)水、斥水部分著(zhù)墨，將油墨轉印至橡皮滾筒上進(jìn)行印刷的。
 

　　膠印制版工藝是在曝光以后，進(jìn)行顯影和涂布樹(shù)膠，這個(gè)過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生顯影液和樹(shù)膠廢液而需進(jìn)行處理。此外，印刷之后的ps版由于不能再利用而作廢棄處理，從而產(chǎn)生大量廢棄的鋁板。
 

　　利用氧化鈦光催化劑所具有的氧化分解能力和超強親水性能，神奈川所與東京應化株式會(huì )社進(jìn)行了可以對ps版重復利用的“光催化劑型膠印ps版”研究開(kāi)發(fā)。首先采用傳統的ps版制作工藝和軟片，進(jìn)行了光催化劑親水 / 斥水圖像制作試驗。具體的工藝是:首先在陽(yáng)極氧化鋁板上涂布氧化鈦光催化劑涂料，以替代原來(lái)的光致抗蝕劑;然后在其上制作一層由斥水性有機物質(zhì)構成的自我組織單分子膜sam(self assembled monolayer)。接下來(lái)使用曬版軟片，通過(guò)紫外線(xiàn)照射使其曝光。軟片上允許紫外線(xiàn)通過(guò)部分下方的sam成分在光催化劑氧化分解機理作用下被分解除去，裸露出氧化鈦涂層。該氧化鈦涂層顯示出具有極強的親水性能。此外，被曬版軟片遮擋住紫外線(xiàn)的印版部分的sam則原樣保留下來(lái)，成為斥水部分。這樣一來(lái)，就形成了通過(guò)光催化劑得到的具有親水 / 斥水性的圖像。
 

　　在該工藝中，傳統的曝光之后的顯影、涂膠工藝已無(wú)必要，因而不會(huì )產(chǎn)生相應的廢液。
 

　　對于選用的印刷試驗圖案，在相同條件下與平版印刷進(jìn)行印刷試驗，得到了肯定的結果:使用該印版的印刷完全成功可行。
 

　　接下來(lái)將試驗范圍擴大，進(jìn)行了印刷工廠(chǎng)的卷筒紙膠輪機印刷試驗。該試驗使用570mm×309mm尺寸的印版，進(jìn)行了分辨率為45線(xiàn)/ 英寸的單色印刷試驗。在所進(jìn)行的5000頁(yè)的印刷試驗中，獲得了良好的印刷質(zhì)量。