[发明专利]静电射流柔性转移印刷方法

说明书

本发明属于印刷技术领域，具体涉及一种静电射流柔性转移印刷方法。即利用静电射流制备结构可控柔性承印物的同时，实现基底图案的转移印刷。本发明的方法可实现但不限于抗腐蚀、透气、柔性的异质图案化纳米纤维膜材料的制备、荧光图案的印刷。静电射流柔性转移印刷方法工艺简单、成本低。

技术领域

本发明属于印刷技术领域，具体涉及一种静电射流柔性转移印刷方法。

背景技术

柔性转移印刷技术指利用柔性图章，将基底上的图案转移到柔性承印物的过程。柔性转移印刷技术在现代个性化、智能化复合材料制备方面有着广泛的应用。目前，人们用到的图章材料包括聚二甲基硅氧烷、柔性胶带等，柔性承印物包括纸张、织物、PET等。传统转印技术，通常是基于结构既定的柔性承印物材料，很难实现对承印物结构的设计和调控。

随着纳米纤维膜等新型材料的迅速发展，采用静电射流原理制备多孔微/纳米膜材料成为研究热点之一。静电射流过程中，在高分子聚合物液喷头与接收器间建立一个高压静电场，当电场的强度超过临界值时，喷头处流出的聚合物液或熔体在电场力作用下克服自身的表面张力而形成一股带电喷射细流。在静电排斥作用下，带电射流会发生高速弯曲或鞭动，并随着溶剂的挥发或熔体的冷却，最终落在接收器上形成柔性多孔微/纳米纤维膜或具有高比表面积的粒子簇。根据射流在接收器上形成的产物形貌的区别，可将静电射流分为静电喷雾(简称电喷)和静电纺丝(简称电纺)两种形式。电喷或电纺通过聚合物液、静电射流设备的工艺参数及环境控制等多方面的协同调控和参数设计，能便捷实现柔性膜材料的低成本、高度可控制备。在一些实际应用中或出于器件组装的需要，需对膜材料进行图案化设计。目前，对电纺纤维膜的同质图案化的研究比较多，通常是采用化学刻蚀、光刻胶或设计特殊的接收器等方法制备。当前对电纺纤维进行异质图案化方面的研究较少。比如，中科院北京纳米能源与系统研究所李从举研究员和胥伟华研究员课题组结合丝网印刷，制备了阵列化的纳米纤维透气型压力传感器（Yang W, Li N, Zhao S, 等. AdvancedMaterials Technologies. 2017, 3）。Hu等通过光刻设备将电纺纳米纤维毡制成了具有亲水区和疏水区的图案化印版，水性油墨可选择性地透过亲水性图案区，据此在超薄的电纺纳米纤维毡上构筑了pH传感器和葡萄糖传感器（Hu H, Buddingh J, Wang Z,等. Journalof Materials Chemistry C. 2018, 6:808-813）。此外，Yuan等采用喷墨打印直接在电纺纤维上打印水，实现了彩色图案、各种字母及快速反应代码的灵活地设计与印刷制备（YuanS, Meng W, Du A,等. Chinese Journal of Polymer Science. 2019, 37:729-736）。

上述这些异质图案化方法对开发基于电纺纤维的功能复合材料和器件有重要意义。然而，电纺技术结合上述图案化方法都需要配备额外的设备，光刻工艺也十分复杂，设备成本及其昂贵，丝网印刷还需要特制的模板。因此传统柔性转移印刷技术，存在承印物结构固定、材料选择受限的缺点。实现柔性薄膜材料的低成本、异质图案化设计是一个挑战，具有重要研究意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的柔性印刷方法，利用静电射流制备结构可高度调控柔性承印膜的同时，实现基底图案的柔性转移印刷。本技术方案制备过程简便、成本低，在图案化功能薄膜、功能及特种印刷、柔性电子器件、气体传感器、能源器件等方面有着广泛的应用前景。

为实现上述目的，采取以下技术方案：

一种静电射流柔性转移印刷方法，具体是利用基底/图案/承印物多相界面沾湿、浸润、粘附、吸附或扩散作用，实现图案从基底到柔性承印膜的转移印刷。

进一步，所述静电射流柔性转移印刷方法包括如下步骤:

（1）在基底上制备墨水图案；

（2）将墨水图案干燥；