钛酸酯在背喷灯箱片中作用

随着数码相机的迅速发展，对数码影像的输出需求越来越高，而喷墨打印技术凭借其成本低，打印质量高等优点，已成为办公、家庭、尤其是广告领域的主要选择。喷墨打印市场的增大，促使各种喷墨打印接收介质得到迅速增长。在各种喷墨打印接收介质中，背喷灯箱片是喷墨技术中所用到的层次高, 生产制作困难的产品，其构造为在透明聚酯(PET)片基上进行涂布加工而成，主要包括白层(也叫遮盖层)和吸墨显色层，而白层的研发制作无疑又是背喷灯箱片生产中的关键技术，本文就白层研发中的关键技术进行了讨论。众所周知，白层涂液是钛白粉微粒和水溶性树脂的一种悬浮液，其性质很不稳定，极易形成沉淀，如何让钛白粉微粒稳定分散在树脂中，一直是灯箱片生产中难以克服的瓶颈。我们通过相关文献的查阅，并配合手涂实验和打印测试，成功研发出具有良好的透墨性与光扩散效果的白层配方，在该配方中我们所用的关键的一种试剂就是钛酸酯。

1 实验方法及结果

1.1 钛白粉颗粒的分散 将钛白粉、水和活性剂按一定比例配置成悬浮液，高速搅拌15~20分钟，使钛白粉颗粒充分分散，使颗粒在微米量级尺寸上尽可能小以增强其在涂液中的分散性能，从而减少其沉积，将分散好的悬浮液在常温下保存好备用。

1.2 白层涂液的配置 将一定量的PVA 加入水中搅拌均匀，在搅拌同时加入适量表面活性剂，搅拌20分钟左右，开始缓慢加入上步中分散好的钛白粉悬浮液，继续搅拌15分钟，然后加入钛酸酯偶联

剂，再继续搅拌40分钟左右，同时加入适量的表面活性剂和消泡剂，完成白层涂液的配置。

1.3 实验结果

1.3.1 通过对比实验发现，未加入钛酸酯的涂液在高温下(32°C～34°C)仅保存半天便会出现沉淀现象，而加入钛酸酯的涂液能在同样条件下保存2~3天，这在生产中有非常重要的实际意义;

1.3.2 通过显微镜观察涂层的表面结构发现，未加钛酸酯的涂层有颗粒堆积表观不均匀的现象，说明钛白粉颗粒分散不够充分，有堆积现象，而加入钛酸酯的涂层表观的均匀度有了明显的改善，而且白层厚度也可减小，这有助于增强白层的透墨性;

1.3.3 各种打印测试都表明加入钛酸酯的背喷灯箱片具有干墨速度快，打印密度高，色彩鲜艳，图像分辨率高，粘连性好等优点，且适用于爱普生、惠普等各种型号喷墨以及水性染料墨。

2 理论分析

在配方溶液中加入钛酸酯之所以能够使提高白层悬浮液的稳定性，提高白层表观的均匀度及白层的透墨性，从理论上要归结到钛酸酯本身的化学结构。钛酸酯偶联剂是70年代后期由美国肯利奇石油化学公司开发的一种偶联剂。这类偶联剂可用通式：(RO)m-Ti-(OX-R′-Y)n表示，其中“RO-”是可水解的短链烷氧基(-OCH3、-OC2H5);“OX-”连接钛中心的基团，可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，这些基团决定钛酸酯所具有的特殊功能，通过 OX-的选择，可以使钛酸酯兼具偶联和其他特殊性能;“R′-”是长碳键烷烃基，“Y-”是连

接在钛酸酯分子末端的聚合物的反应基团。分析钛酸酯的化学结构可以得到钛酸酯在白层配方中的作用如下：

2.1 钛酸酯中的短链烷氧基RO-水解后能和白层涂液中钛白粉表面的羟基之间产生牢固的键合作用从而使钛白粉微粒尽可能的分散开来，不易相互靠近而发生团聚，增强悬浮液的稳定性;

2.2 钛酸酯中的长碳键烷烃基R′-，是钛酸酯分子中的有机骨架，它比较柔软，能和白层涂液中水溶性树脂进行物理缠结，从而使钛白粉和树脂的相容性得到改善，并提高白层涂层的抗冲击强度;

2.3 钛酸酯中的聚合物的反应基团Y-，连接在钛酸酯分子的末端，可以与白层涂液中的树脂进行化学反应而结合在一起，可使钛白粉得到活化处理，从而提高其填充量，减少树脂用量，降低制品成本，而且树脂用量减少的另一个重要作用就是减弱了白层涂层的致密性，增强了其透墨性;

2.4 钛酸酯的引入不会给白层涂液引入其他杂质，因为其中心原子是钛，这样就避免了因杂质而产生的不良后果。以上理论分析可知经钛酸酯处理后的钛白粉微粒，既抑制了其本身的团聚，又增强了其在树脂中的可溶性，使其能较好的分散在树脂当中，而且还增强了其在树脂中的填充量，形成稳定的悬浮液