六、噴墨紡織品印刷
常見的紡織品(布料)印刷(有稱印花)(Inkjet Printed Textiles)有四種的印刷方式,為網版印刷、直噴印刷、熱轉印及熱昇華。目前不論是大量或個性化的紡織品以數位噴墨最具發展的一種技術,目前國際生產數位印刷設備知名廠商有以下:Agfa(台灣愛克發)、Barberán、Canon Océ、Durst、EFI(台灣華旭代理)、Epson(台灣愛普生)、Fujifilm、HP(台灣惠普)、Hymmen、Industrial Inkjet(IIJ)、Kodak(台灣華旭代理)、Koenig & Bauer、Mimaki(台灣御牧)、RICOH(理光)、Mutoh、Padaluma Inkjet (Palis)、Roland DG(樂蘭)、SPG Prints等(資料來源為Smithers公司出版“The Future of Functional & Industrial Printing to 2024”)。在國內或國外當然還有許多噴墨廠商,除了噴印紡織品外,還有太多的商品不同的材質可以噴印,而且是速度越來越快,品質越來越高,價格越來越低,這代表這個市場是競爭非常激烈,如何在這個噴墨紡織品印刷領域獲取更多的商機,除了選擇適合的設備需符合開發商品,最重要是結合創意。
本段落就針對噴墨紡織品印刷為主介紹,各家生產數位噴墨機研發過程中有兩個主要核心技術,噴頭與墨水,所以有專為紡織印刷而設計的墨水,紡織印刷墨水的特性就是耐洗性、耐酸鹼汗漬性及耐光性(不褪色),不論是直噴或熱昇華轉印紙需提供鮮豔的色彩,能夠快速附著、容易轉印並具有優異的耐光性、耐洗性及高延展性,而且墨水需無毒性材料。
目前噴墨機有平台與捲筒印刷機,直接噴印設備朝向被印材無需於印製前進行化學處理,印製後亦無需進行熱壓,可直接噴印於棉、紡織、聚脂纖維及各種混紡材質,而且有效降低工時、提高產能。除了紡織品材質外,大部分噴墨印刷機可使用於玻璃板或玻璃瓶、塑膠或木製等不吸收材質。墨水的顏色從基本的四色外,現在除了白墨加透明墨外,其他的特殊墨水也越來越多,當然噴頭的數目也需越多,噴頭越多價格越高,所以採購時就需考量商品的應用。(見圖7)
七、電子產品印刷
在功能性印刷技術方面,利用不同印刷方法印製的部份零件(例如天線、傳感器和電池等)“電子產品印刷(Electronics Printing)”與傳統的電子相結合,逐漸受到相關行業的重視,這技術涉及到有源和無源的電子功能性載體的印刷。目前主要是利用網版、凹版、樹酯凸版和噴墨印刷等技術,可以大量來印製這些電子零件,這個電子零件的體系很大,例如開關、電子電路、電池、天線、感測器、顯示器和光伏元件等,有些高精密電子產品印刷需要精細的網目,例如圖8為高階的網版網目。
國外有關電子產品印刷知名的公司,有德國Hyprint公司致力於印刷和混合的電子產品的服務和解決方案,以功能化包裝(智慧包裝)為例,為客戶增值服務的領域有機構設計、圖形和功能印刷,以及具有任何功能(數位安全標識)的傳統電子產品,Hyprint官網:https://hyprint.de/en/。最特殊的德國海德堡印刷機公司已經投入電子產品印刷多年,主要投資有電子感測器的生產線,研製用於牙科醫療技術的電感測器,並利用現代印刷技術生產數位應用的感測器醫療保健和物流,以及零售商或汽車行業的感測器。另外投入在印刷工業用新型智慧產品,例如導電油墨和功能性材料於智能產品上,特別是消費性電子產品(屬於綠色環保電子產品)。
根據Markets & Markets公司的一份報告顯示,2020年全球導電油墨、膠黏劑及相關材料的市場規模為20億美元,在2021年市場規模將達39.1億美元,該報告指出:導電油墨在太陽能電池板、汽車電路和電子電氣設備中廣泛應用,有望推動全球導電油墨市場的發展。Brewer科技公司認為與汽車行業類似的醫療行業,也是推動柔性電子產品發展的重要因素,可穿戴設備和監測設備也是醫療行業最有發展前途的領域。目前以醫療診斷和患者追蹤技術的領域最受到矚目,例如血糖和心臟功能的無創監測。知名ChemCubed公司也一直在測試用於數位印刷電路的銀質導電油墨和電介質,計劃用於牙科、內科的傳感器和醫療器械的監測設備,檢測血流(如葡萄糖)或皮膚(如汗液),關於醫療藥物應用領域的研究也在增加。醫療行業未來會有更多使用印刷電子產品的機會,例如使用RFID技術的血糖檢測儀到溫度、脈搏和血壓感測器,印刷電子產品在為病人檢測方面應用很廣泛。
在電子產品印刷領域中軟性電子印刷技術被開發出來,有些技術直接將導電油墨印刷至基材上,有些技術則是將軟性電子元件基板從玻璃基板上取下,每項技術各有其優點與競爭力。將導電油墨或絕緣油墨直接印刷至基材上,是一項環保與較低成本的製程。近年來軟性印刷電子的優勢與競爭力得到業界許多的關注,軟性電子的應用方式眾多,舉凡像是軟性感測器、穿戴裝置、智慧包裝、軟性OLED照明、金屬導電網格等等,皆已受到許多應用市場的矚目。依據IDTechEx數據統計,2025年軟性電子產業的成長預估將達到730億美元。在軟性電子領域方面,國內坤裕精機公司提供相關製程設備,其中包括柔版印刷機、凹版印刷機、塗佈機、貼合機、軟性基板取下設備等,並提供與客戶合作開發、實驗測試等客製化的相關服務。坤裕精機官網:https://www.kymc.com/webls-zh-tw/Flexible-and-Printed-Electronics-Application.html。
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