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  • 用不使用墨水的OM技术制作的“神奈川海上浪里”的示意图
  • 用OM技术印刷的维米尔“戴珍珠耳环少女”
  • 用OM技术制作的产生结构色的多层结构的聚合物的截面图
  • 构造色CD的彩虹色

October 2020

不使用墨水实现高精细、全彩印刷的新技术

用不使用墨水的OM技术制作的“神奈川海上浪里”的示意图

京都大学的研究小组开发了一种新技术,不使用墨水而成功地再现印刷了高精细、全彩浮世绘等美术作品。目前,为了推动实用化正在进行进一步的技术开发。

用OM技术印刷的维米尔“戴珍珠耳环少女”

光盘(CD)其本身没有颜色,但会根据光线的照射角度表面呈现彩虹色。这是因为在CD的表面,光照射到为了记录数据而规则排列的细微的凹凸上,反射出光的波长互相“干涉*”,呈现红、蓝等颜色的光。由于颜色是由凹凸等表面构造而成的,所以被称为“结构色”。金花虫身体有光泽的绿色、红色、孔雀羽毛的眼珠等也是结构色的代表性例子。金花虫其身体的表面重叠了多个膜的层,通过各层反射的光干涉,看起来表面上有颜色。

京都大学的西瓦尼亚·伊桑教授和伊藤真阳特定助教等研究小组,开发了人工制作这个结构色的新技术,实现了不使用墨水也可以印刷出彩色超高精细作品。

研究小组使用新技术,制作全彩世界名画之一浮世绘葛饰北斋的《神奈川冲浪里》。实物长25.7厘米×宽37.9厘米的版木上,用白色和蓝色表现的汹涌和三艘船,以及描绘富士山的构图豪放的作品。

为了产生结构色,需要如CD和金花虫那样,在物质表面人工地制作将光反射各种颜色的凹凸或多层结构。为此,研究小组开发了应用“裂纹”技术。所谓裂纹,就是对塑料等聚合物(高分子)施加压力后其内部产生裂纹,在其内部形成被称为“小纤维”的纳米(百万分之一毫米)规模的纤维状结构。举个身边的例子,将塑料的透明文件夹折叠后弯曲的部分变白就是裂纹。变白并不是因为弯曲部分的塑料色素变成了白色,而是由于裂纹产生的纤维,弯曲部分变成了反射白色光的构造。

用OM技术制作的产生结构色的多层结构的聚合物的截面图

研究小组开发的被称为“OM(微动)”技术是将LED的光照射到聚合物上引起裂纹,将产生结构色的多层结构的纤维形成在聚合物上的技术。如果使用该技术,还可以在特定的地方制造出反射红、蓝等各种光的结构的纤维。

在通常的印刷中,使小点集成来表示图像。小点越多的话,可以实现更精细的印刷。这次,研究小组再现的作品,也是使用产生结构色的点集成起来表现图像。

“为了制作出更细致的图像,我很努力地将点缩小。最终实现了14000dpi(1英寸中有14000小点)的图像分辨率。结构色是由光的细腻控制而发色,根据观察角度的不同颜色也会发生变化,可以表现出墨水无法表现的光和颜色的效果。另外,因为不使用作为化学物质的墨水,所以不会因为时间而退色,还能抑制墨水制造和印刷时产生的废弃物的排出,可以说很环保”。

构造色CD的彩虹色

现在,研究小组面向实用化,致力于裂纹的光照射装置的大型化。现在的装置只能照射10厘米见方的大小,如果将其扩展到几米见方,则可以进行大型、高精细的印刷。

伊藤表示,“我们的目标是将OM技术应用于防伪印刷领域。因为作为聚合物内部裂纹的纤维很难被模仿,所以我认为可以应用于商品券和身份证等防伪上”。

* 所谓光的干涉,是指多个光的波长重叠,使光变强、变弱的现象。