نسبت دی اکسید تیتانیوم مورد استفاده در تولید انواع مختلف جوهرها نسبتاً زیاد است و از 25٪ تا 50٪ متغیر است و برخی حتی بزرگتر هستند. بنابراین دی اکسید تیتانیوم نقش حیاتی در کیفیت جوهرها دارد. سه نوع دی اکسید تیتانیوم کریستالی در طبیعت وجود دارد که عبارتند از روتیل، آناتاز و بروکیت. از آنجایی که شکل کریستال دی اکسید تیتانیوم بروکیت بسیار ناپایدار است، تنها دو نوع دی اکسید تیتانیوم مناسب برای تولید جوهر وجود دارد، روتیل و آناتاز، و هر دو شکل کریستالی چهار ضلعی هستند. آنها دارای خواص فیزیکی و شیمیایی پایدار، رنگ سفید خالص، ذرات ریز و ضریب شکست بالا هستند. در تولید جوهر، انواع محصولات جوهری دارای الزامات کیفی متفاوتی برای دی اکسید تیتانیوم هستند. تمرین ثابت کرده است که دی اکسید تیتانیوم روتیل عملکرد کاربردی بهتری دارد و می تواند به طور گسترده در تولید انواع مختلف جوهر استفاده شود. از مقایسه شاخص های عملکرد دو دی اکسید تیتانیوم، چه شکل کریستالی، ضریب شکست، یا قدرت رنگ دهی و شاخص فلورسانس، دی اکسید تیتانیوم روتیل نسبت به دی اکسید تیتانیوم آناتاز برتری دارد. بنابراین، دی اکسید تیتانیوم روتیل به طور گسترده در تولید جوهر استفاده می شود. با توسعه سریع صنایع چاپ و بسته بندی داخلی و خارجی، تقاضای بازار برای جوهر روز به روز افزایش می یابد. به عنوان یک رنگدانه سفید بسیار مهم در جوهرها، بسیاری از عملکردها و اثرات دی اکسید تیتانیوم را نمی توان با هیچ ماده دیگری جایگزین کرد.
با توجه به انواع مختلف جوهر و الزامات مختلف مناسب چاپ، انتخاب معقول دی اکسید تیتانیوم کلید ساخت جوهرهای سفید عالی است. با خلاصه کردن الزامات کیفی دی اکسید تیتانیوم برای جوهرها، به طور عمده نکات زیر وجود دارد:
① سفیدی خوب،-دوام طولانی بدون زرد شدن-، می تواند باعث شود رنگ محصولات چاپ شده در محیط های مختلف روشن و روشن باقی بماند.
② مقاومت در برابر رطوبت خوب، آسان برای آسیاب کردن.
③ ذرات کوچک، به راحتی در چسب جوهر پراکنده می شوند.
④ قدرت پوشش قوی و قدرت رنگ آمیزی خوب؛
⑤ مقاومت در برابر آب و هوا و مقاومت در برابر حرارت، خواص شیمیایی پایدار؛
⑥ مقاومت خوب در برابر آب.
1. تاثیر بر قدرت پنهان جوهر
(1) ناهمواری ضریب شکست کریستال های دی اکسید تیتانیوم به طور مستقیم بر قدرت پنهان جوهر تأثیر می گذارد.
به طور کلی، ضریب شکست دی اکسید تیتانیوم در بین رنگدانه های سفید بهترین است. هنگام تهیه جوهر سفید، باید از دی اکسید تیتانیوم با ضریب شکست بالا برای افزایش قدرت پنهان جوهر سفید استفاده شود.
(2) تأثیر اندازه ذرات دی اکسید تیتانیوم، ساختار ذرات و پراکندگی بر قدرت پنهان جوهر سفید.
در محدوده بزرگتر از 1/2 طول موج نور مرئی، هرچه اندازه ذرات کوچکتر باشد، سطح ذرات صاف تر، پراکندگی دی اکسید تیتانیوم در بایندر رزین بهتر است و قدرت پنهان شدن آن قوی تر است. از آنجایی که دی اکسید تیتانیوم به خودی خود ساختار بلوری قابل توجهی دارد، ضریب شکست آن بیشتر از سازنده رنگ است و هر چه تفاوت ضریب شکست بین این دو بیشتر باشد، قدرت پنهان کردن دی اکسید تیتانیوم استفاده شده قوی تر است. تمرین نشان داده است که دی اکسید تیتانیوم روتیل قدرت پنهان کنندگی بهتری نسبت به دی اکسید تیتانیوم آناتاز دارد، بنابراین بیشتر در تولید جوهر استفاده می شود.
2. تاثیر بر قدرت رنگ آمیزی جوهر
قدرت رنگ دهی دی اکسید تیتانیوم به توانایی آن در پراکندگی نور مرئی بستگی دارد و تأثیر مستقیمی بر قدرت رنگ آمیزی جوهر دارد. هرچه ضریب پراکندگی بزرگتر باشد، قدرت رنگ آمیزی قوی تر است. هر چه ضریب شکست دی اکسید تیتانیوم بیشتر باشد، قدرت رنگ دهی قوی تر است. دی اکسید تیتانیوم محصولی با بالاترین ضریب شکست در بین رنگدانه های سفید است و ضریب شکست دی اکسید تیتانیوم روتیل بالاتر از دی اکسید تیتانیوم آناتاز است. بنابراین هنگام انتخاب دی اکسید تیتانیوم باید دی اکسید تیتانیوم با قابلیت پراکندگی قوی و ضریب شکست بالا را انتخاب کنید.
3. تاثیر بر عملکرد پراکندگی.
یکنواخت بودن شکل ذرات دی اکسید تیتانیوم و بازتاب نور مستقیماً بر عملکرد پراکندگی دی اکسید تیتانیوم تأثیر می گذارد. اعتقاد بر این است که اگر سطح ذرات دی اکسید تیتانیوم صاف و انعکاس یکنواخت باشد، پراکندگی آن خوب است و براقیت و سفیدی جوهر سفید آماده شده نیز خوب است. در مقابل، اگر سطح ذرات ناهموار باشد و بازتاب منتشر افزایش یابد، براقیت بسیار کاهش می یابد، و پراکندگی ضعیف خواهد بود، که مستقیماً بر سفیدی و عملکرد انتقال جوهر سفید تأثیر می گذارد. به همین دلیل دی اکسید تیتانیوم قبل از استفاده باید فرآوری شود.
علاوه بر این، در طول فرآیند تولید جوهر، دی اکسید تیتانیوم با عملکردهای مختلف باید با توجه به ویژگی ها و نیازهای خاص جوهرهای مختلف انتخاب شود.
(1) چاپ افست بر اساس اصل دفع روغن-آب است. بنابراین، چسب رزین مورد استفاده در جوهر چاپ افست باید دارای عملکرد ضد امولسیون عالی و آبگریزی عالی باشد، در غیر این صورت، جوهر سفید افست به راحتی امولسیون می شود. علاوه بر این، جوهر سفید افست مورد استفاده برای محصولات چاپی که برای مدت طولانی در فضای باز قرار می گیرند، مستلزم آن است که دی اکسید تیتانیوم آن دارای مقاومت عالی در برابر نور و مقاومت در برابر آب و هوا باشد، در غیر این صورت جوهر سفید زرد یا پودر می شود.
(2) برای جوهر فیلم کامپوزیت گراور، برای اینکه محصولات چاپ شده روشن و زیبا شوند، ابتدا از جوهر سفید به عنوان پایه استفاده می شود و سپس چاپ رنگارنگ انجام می شود. به همین دلیل دی اکسید تیتانیوم برای داشتن قدرت رنگ دهی و قدرت پنهان عالی لازم است.
4. تأثیر بر سفیدی جوهر
(1) تأثیر شکل، اندازه و توزیع ذرات دی اکسید تیتانیوم بر سفیدی.
ذرات عالی دی اکسید تیتانیوم ظاهری صاف و بدون لبه های تیز دارند. در صورت استفاده از دی اکسید تیتانیوم با لبه های تیز بر روی سطح ذرات، اثر بازتاب نور به شدت ضعیف شده و از سفیدی جوهر کاسته می شود. اندازه ذرات دی اکسید تیتانیوم باید در 0.2 ~ 0.4μm کنترل شود که معادل حدود 1/2 طول موج نور مرئی است تا توانایی پراکندگی بالایی داشته باشد و رنگ سفیدتر به نظر برسد. وقتی اندازه ذرات کمتر از 0.1μm باشد، کریستال شفاف است. اگر اندازه ذرات از 0.5 میکرومتر بیشتر شود، توانایی رنگدانه در پراکندگی نور کاهش مییابد و بر سفیدی جوهر تأثیر میگذارد. به همین دلیل، اندازه ذرات دی اکسید تیتانیوم باید مناسب و به طور یکنواخت توزیع شود تا سفیدی عالی را نشان دهد.
(2) تأثیر ناخالصی های موجود در دی اکسید تیتانیوم بر سفیدی جوهر.
به طور کلی، اگر مقدار کمی ناخالصی مانند آهن، کروم، کبالت و مس با دی اکسید تیتانیوم مخلوط شود، جوهر آماده شده دارای انحراف رنگ و کاهش سفیدی خواهد بود. زیرا یون های ناخالص موجود در دی اکسید تیتانیوم، به ویژه یون های فلزی، ساختار کریستالی دی اکسید تیتانیوم را مخدوش کرده و تقارن را از دست می دهند. دی اکسید تیتانیوم روتیل به ناخالصی ها حساس تر است. به عنوان مثال، هنگامی که محتوای اکسید آهن در دی اکسید تیتانیوم روتیل بیشتر از 0.003٪ باشد، رنگ را نشان می دهد، در حالی که محتوای آن در دی اکسید تیتانیوم آناتاز بیشتر از 0.009٪ باشد، واکنش رنگی رخ می دهد. بنابراین، انتخاب دقیق دی اکسید تیتانیوم بدون ناخالصی بسیار مهم است.
