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title: 未來的印刷材料，可能先在食物上被試出來
lang: zh-Hant
source: https://mindsprt.dev/zh-TW/knowledge/research-brief-3d-food-printing-material-printability/
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# 未來的印刷材料，可能先在食物上被試出來

*麥策研究室 · 10 分鐘閱讀 · 2026-09-01*

> 一份用銀耳多醣調豌豆蛋白凝膠的食品 3D 列印研究，看起來跟印刷無關，其實講的是同一件事：材料怎麼在「流得出去」跟「站得住」之間找到窗口。這篇把它翻譯成印刷人聽得懂的語言，順便談談可食包裝、生物基材料這類非傳統基材，未來要怎麼判斷「可不可印」。

**快速解答:** 一份用銀耳多醣調豌豆蛋白凝膠的食品 3D 列印研究，看起來跟印刷無關，其實講的是同一件事：材料怎麼在「流得出去」跟「站得住」之間找到窗口。

## 概覽

客戶帶了一份提案來，說想做一款「可以吃的內襯」，包裝拆開後那層墊片直接是零食，上面還要印 logo。你腦中第一個問題大概不是設計稿怎麼排，而是：這東西到底能不能印？印上去會不會糊掉、放三天會不會塌？

這種問題近幾年越來越常出現，而且不只出現在食品業。永續分解材、生物基塗層、厚膜功能性油墨，全都在問同一句話，當基材或材料本身不再是紙、不再是塑膜、不再是我們熟悉的四色油墨，「可印性」還能怎麼定義？

目前最能回答此問題的研究，大多出現在食品工程而非印刷相關的期刊中。所以想弄懂未來的特殊材質怎麼判斷可不可印，不妨先去看食品 3D 列印的人怎麼調配方。

## 為什麼一篇食品期刊的論文，值得印刷人讀？

因為食品 3D 列印把「可印性」這件事，逼到了最赤裸的物理層面。

有一份發表於《Journal of Food Engineering》的研究，用銀耳多醣（Tremella fuciformis polysaccharide）去調整豌豆蛋白與 κ-carrageenan 複合水凝膠的流變學、結構穩定性與可列印性 [1]。這項研究面對的挑戰，正是如何讓材料軟到足以擠出，同時又夠硬而不至於在堆疊時崩塌。

這不就是印刷人每天在處理的事嗎。網版的油墨太稠推不動，太稀就滲網；厚片上光要有厚度堆疊感，但流平不夠就是橘皮；UV 厚膜印刷要一次成型出立體觸感，堆太厚固化不完全，堆太薄客戶說沒感覺。

食品 3D 列印與傳統製程最大的不同，在於完全沒有基材可提供輔助。紙張會吸墨、會提供毛細作用，讓一支不太完美的配方也印得出來。食品列印是材料自己撐自己，配方稍微不對，整個結構就是一坨。這種「沒有基材可依賴」的極端條件，反而讓材料本身的流變窗口被完整暴露出來，對想理解特殊材質的人來說，這是很乾淨的參考模型。

食品 3D 列印形同特殊材質可印性的極端壓力測試環境。凡是在那裡被證明有效的配方邏輯，拿回印刷產線通常只會更寬鬆，不會更嚴苛。

## 「可印性」到底是什麼？三個必須同時成立的條件

可印性不是單一數值，是三個彼此拉扯的條件同時成立的那個交集。

從上述研究的處理邏輯看，可以拆成三道關卡 [1]：

・擠得出去：材料在受剪切時要能流動。這對應到印刷端的黏度與剪切稀化行為，油墨過刮刀、過網孔、過噴頭那一瞬間的表現。

・停得下來：離開噴頭後要快速恢復結構，不能繼續攤平。這對應印刷的流平與回彈平衡，也就是點子印下去之後會擴散到什麼程度。

・撐得住：堆疊或靜置一段時間後，形狀要保得住。這對應厚膜印刷的堆疊穩定性，也對應可食／可分解基材放在倉庫三個月後還在不在。

有意思的是第三關。傳統印刷的「撐得住」多半靠固化，UV、熱固、氧化聚合，用外力把材料鎖死。食品 3D 列印很多時候不能這樣做，因為加熱或加光引發劑會破壞可食性，所以只能從配方本身找答案：靠多醣、蛋白質、膠體的網絡結構自己形成支撐 [1]。

這個限制反而給了我們啟發。當永續要求越來越高、可用的固化手段越來越受限（低遷移、無光引發劑、可堆肥），印刷業遲早也要學會「不靠固化，靠配方支撐」這條路。食品業已經被迫先走了一段。

## 那印刷業累積的品質判準，還有用嗎？

有用，而且是新材料最缺的那一塊，量化的品質語言。

食品 3D 列印研究在講可印性時，多半停在「形狀保真度」「擠出連續性」這類相對描述。而印刷業在這件事上其實走得很前面。柔版印刷的品質研究長期在建立印刷參數與可量測品質指標之間的關係，包括網點增大、印刷壓力、油墨轉移量對最終品質的影響 [4]。相關的印刷品質評估方法在《Journal of Graphic Engineering and Design》這類期刊裡也有持續的方法學累積 [3]。

而在材料端，包裝與紙業的標準化體系（如 ASTM 的包裝與紙業標準）提供了另一種價值：讓「這批材料合不合格」有共同語言，而不是各家憑手感 [2]。

所以兩邊其實是互補的：

・食品科學那邊有的是配方調控的方法論，怎麼用一個添加物系統性地移動流變窗口。

・印刷產業這邊有的是品質量測與標準化的傳統，怎麼把「好不好」變成可重複、可驗收的數字。

我認為未來特殊材質的可印性評估，會是這兩套東西的合流。也就是結合食品科學的材料配方設計，並導入印刷產業的品質驗收標準。目前真正卡住的，是中間缺一組專門給非傳統基材用的評估標準，現有的紙張與塑膜標準，測不出可食膜、生物基塗層在真實流通條件下的行為。

## 打樣現場，該怎麼問這種材料？

從你要求供應商回答的問題開始，不是從你的機器開始。

面對一個沒做過的特殊材質，我習慣用三個問題把風險攤開來問，順序不能顛倒：

第一，必須確認該材料的流變窗口，找出能讓其維持穩定行為的剪切速率與溫度區間。上述研究之所以要系統性調整多醣添加，正是為了把這個窗口拉寬、拉穩 [1]。窗口窄的材料不是不能用，是要接受良率會低、環境控制成本會高。

第二，它的「站住」靠什麼機制？ 靠固化、靠溶劑揮發、還是靠材料本身的網絡結構？機制不同，你要控的變數完全不同。靠網絡結構的材料對時間和溫度極度敏感，打樣當下漂亮不代表兩週後還漂亮。

第三是確立量測與驗收標準，這往往是實務上最容易疏忽且引發爭議的環節。特殊材質報價前若沒有講定量測方法與允收標準，後面爭議一定發生在「你覺得塌了、我覺得沒塌」。印刷業既有的品質參數量化傳統，在這裡是可以直接借用的資產 [3][4]。

實務上我會建議：任何非傳統材質的案子，把打樣拆成「印得出來」與「放得住」兩次驗收，中間隔至少兩到四週的環境放置。因為這類材料的失敗，八成不是印壞，是印完之後慢慢壞。

## 收尾：現在該做什麼

短期內，可食包裝和生物基基材不會變成印刷廠的主力產品線，這點要說清楚。但值得現在就做的有三件事：

一是把材料流變資料納入供應商評估項目，而不是只看色域和價格。二是為非傳統基材建立自己的內部允收方法，哪怕只是一套土法煉鋼的放置測試與影像比對。三是持續讀食品工程與材料科學的文獻，那裡正在發生的配方工程，五到十年後會以某種形式落到你的產線上。

必須釐清的是，若製程許可，傳統 UV 或熱固系統的固化控制仍是最可靠的作法，無需硬套新配方。此外，食品級材料的法規與衛生門檻極高，實務上也不能單憑可印性來評估。

## 重點整理

・可印性不是單一數值，而是「擠得出去、停得下來、撐得住」三個條件同時成立的交集。

・食品 3D 列印沒有基材可依賴，材料自己撐自己，因此是特殊材質可印性最乾淨的壓力測試場。

・銀耳多醣調控豌豆蛋白凝膠的研究顯示，可印性可以透過添加物系統性移動流變窗口，而不只靠設備參數 [1]。

・印刷業的量化品質傳統（柔版參數與品質關係、包裝紙業標準）是新材料最缺的驗收語言 [2][4]。

・非傳統材質打樣應拆成「印得出來」與「放得住」兩次驗收，中間隔兩到四週環境放置。

## 延伸思考

對印刷製造而言，真正的機會不在買新設備，而在建立材料流變資料庫，把每一種特殊材質的黏度曲線、恢復時間、放置衰退記錄下來，形成報價與良率預測的依據，這是設備買不到的資產。對設計端來說，需要提早學會用「材料行為」而非「視覺效果」跟客戶溝通，因為新材料的限制往往不在能不能做出來，而在能不能撐到消費者手上。AI 導入的切入點很明確：流變參數與成品良率之間是典型的多變數非線性關係，樣本累積到一定量後，用模型預測「這批配方在這台機器上的可印窗口」比老師傅試料更快，但前提是資料要先被記錄成結構化格式，這也正是多數印刷廠目前完全空白的部分。至於 SaaS，最現實的產品形態不是全自動配方推薦，而是打樣履歷系統：把每次打樣的材料批號、環境條件、量測結果與放置後追蹤串成可查詢的歷史，讓「上次那個客戶的可食內襯是怎麼調的」不再只存在某個師傅的腦子裡。待解的問題仍然是標準：在非傳統基材的允收標準成形之前，所有的數據累積都會面臨跨廠不可比的困境。

## 參考文獻

[1] Rasheed、Wu、Rehman（2027）. [Tailoring the rheology, structural stability and printability of pea protein，κ-carrageenan hydrogels with Tremella fuciformis polysaccharide for 3D food printing](https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2026.113299). Journal of Food Engineering. DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2026.113299

[2] [ASTM International：ASTM包裝紙業標準頁](https://store.astm.org/products-services/standards-and-publications/standards/paper-standards-and-packaging-standards.html). ASTM International

[3] [Journal of Graphic Engineering and Design：JGED柔版印刷品質論文](https://jged.uns.ac.rs/index.php/jged/article/view/425). Journal of Graphic Engineering and Design

[4] [DiVA Portal / Karlstad University：柔版印刷品質與參數關係博士論文(PDF)](https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:5784/FULLTEXT01.pdf). DiVA Portal / Karlstad University

## FAQ / 常見問題

### 什麼是「可印性」（printability）？

可印性指材料能否在特定製程下順利成形並維持品質，通常包含三個條件：受剪切時能流動、離開噴頭或網版後能快速停止流動、以及成形後能維持結構穩定。它不是單一數值，而是流變性質、製程參數與後續穩定性的交集。

### 食品 3D 列印跟印刷產業有什麼關係？

兩者共享同一個核心技術矛盾，材料要夠軟才能擠出，又要夠硬才能維持形狀。食品 3D 列印因為沒有基材輔助、且常無法使用高溫或光固化，材料的流變窗口被完整暴露，因此是研究特殊材質可印性的理想參考模型。

### 銀耳多醣在食品 3D 列印中的作用是什麼？

有研究以銀耳多醣（Tremella fuciformis polysaccharide）調整豌豆蛋白與 κ-carrageenan 複合水凝膠的流變學、結構穩定性與可列印性，屬於用添加物系統性調控材料流變窗口的作法 [1]。

### 印刷廠評估新的特殊材質時該問什麼？

三個問題依序問，這個材料的流變窗口（剪切速率與溫度範圍）在哪裡、它維持形狀靠的是固化還是自身網絡結構、以及用什麼方法量測與允收。第三個問題最常被跳過，也最常導致後續爭議。

### 可食包裝現在適合一般印刷廠承接嗎？

短期內不建議作為主力產品線。可食性應用的法規與衛生要求遠高於一般印刷材料，不能只用可印性思維評估；建議先從材料流變資料的累積與內部允收方法的建立著手。


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