Требования к диоксиду титана при производстве различных красок

Доля диоксида титана, используемого в производстве различных видов красок, относительно велика и составляет от 25 до 50 %, а в некоторых случаях даже больше. Поэтому диоксид титана играет важную роль в качестве красок. В природе существует три типа кристаллического диоксида титана: рутил, анатаз и брукит.

Поскольку кристаллическая форма диоксида титана брукита крайне нестабильна, для производства чернил подходят только два типа диоксида титана - рутил и анатаз, причем оба они имеют тетрагональную кристаллическую форму. Они обладают стабильными физическими и химическими свойствами, чистым белым цветом, мелкими частицами и высоким коэффициентом преломления. При производстве чернил для разных видов продукции предъявляются разные требования к качеству диоксида титана.

Практика показала, что рутиловый диоксид титана обладает лучшими эксплуатационными характеристиками и может широко использоваться в производстве различных видов чернил. Если сравнивать показатели двух диоксидов титана, будь то форма кристаллов, коэффициент преломления, сила окраски и индекс флуоресценции, то рутиловый диоксид титана превосходит анатазный диоксид титана.

Поэтому рутиловый диоксид титана широко используется в производстве чернил. С быстрым развитием отечественной и зарубежной упаковочной и издательской полиграфической промышленности, рыночный спрос на чернила будет расти день ото дня. Как очень важный белый пигмент в чернилах, многие функции и эффекты диоксида титана не могут быть заменены никакими другими материалами.

В соответствии с различными типами красок и различными требованиями к пригодности печати, разумный выбор диоксида титана является ключом к созданию превосходных белых красок. Если обобщить требования к качеству диоксида титана для красок, то в основном они сводятся к следующему:

• Хорошая белизна, длительное отсутствие желтизны, позволяет цвету печатной продукции оставаться ярким и светлым в различных условиях;
• Хорошая влагостойкость, легко измельчается;
• Мелкие частицы, легко равномерно диспергируются в связующем веществе чернил;
• Сильная кроющая способность и хорошая окрашивающая способность;
• Хорошая погодоустойчивость и жаропрочность, стабильные химические свойства;
• Хорошая водонепроницаемость.

1. Влияние на кроющую способность чернил

- Неравномерность показателя преломления кристаллов диоксида титана напрямую влияет на кроющую способность чернил

Как правило, показатель преломления диоксида титана является лучшим среди белых пигментов. При приготовлении белой краски следует использовать диоксид титана с высоким коэффициентом преломления, чтобы повысить кроющую способность белой краски.

- Влияние размера частиц диоксида титана, структуры частиц и дисперсности на кроющую способность белых чернил

В диапазоне, превышающем 1/2 длины волны видимого света, чем меньше размер частиц, чем более гладкая поверхность частиц, тем лучше дисперсия диоксида титана в смоляном связующем, и тем сильнее его кроющая способность. Поскольку сам диоксид титана имеет значительную кристаллическую структуру, его коэффициент преломления больше, чем у проявителя цвета, и чем больше разница в коэффициенте преломления между ними, тем сильнее кроющая способность используемого диоксида титана. Практика показала, что рутиловый диоксид титана обладает лучшей кроющей способностью, чем анатазный диоксид титана, поэтому он более широко используется в производстве чернил.

2. Влияние на красящую способность чернил

Окрашивающая способность диоксида титана зависит от его способности рассеивать видимый свет, а это напрямую влияет на окрашивающую способность чернил. Чем больше коэффициент рассеивания, тем сильнее окрашивающая способность; чем выше коэффициент преломления диоксида титана, тем сильнее окрашивающая способность. Диоксид титана - продукт с самым высоким коэффициентом преломления среди белых пигментов, причем коэффициент преломления рутилового диоксида титана выше, чем у анатазного диоксида титана. Поэтому при выборе диоксида титана следует выбирать диоксид титана с сильной рассеивающей способностью и высоким коэффициентом преломления.

3. Влияние на дисперсионные характеристики

От того, насколько равномерны форма частиц диоксида титана и отражение света, напрямую зависит эффективность диспергирования диоксида титана. Считается, что если поверхность частиц диоксида титана гладкая и отражение равномерное, дисперсия хорошая, а блеск и белизна готовых белых чернил также хорошие; напротив, если поверхность частиц шероховатая и диффузное отражение увеличивается, блеск будет значительно снижен, а дисперсия будет плохой, что напрямую повлияет на белизну и перенос белых чернил. По этой причине диоксид титана должен быть обработан перед использованием.

Кроме того, в процессе производства чернил диоксид титана с различными функциями должен быть выбран в соответствии со специфическими характеристиками и требованиями различных чернил.

- Офсетная печать основана на принципе отталкивания масла от воды. Поэтому смола связующего, используемого в офсетной печати краски должны иметь отличную функцию анти-эмульгирования и отличную гидрофобность, в противном случае, офсетная белая краска легко эмульгировать; кроме того, офсетная белая краска используется для печатной продукции размещены на открытом воздухе в течение длительного времени требует его диоксида титана, чтобы иметь отличную светостойкость и погодоустойчивость, в противном случае белая краска будет желтеть или порошок.

- Для краски для глубокой печати по композитной пленке, чтобы сделать печатные изделия яркими и красивыми, сначала используется белая краска в качестве основы, а затем выполняется цветная печать. По этой причине диоксид титана должен обладать отличной красящей способностью и кроющей способностью.

4. Влияние на белизну чернил

- Влияние формы, размера и распределения частиц диоксида титана на белизну

Отличные частицы диоксида титана имеют гладкий вид и не имеют острых краев. Если использовать диоксид титана с острыми краями на поверхности частиц, эффект отражения света будет значительно ослаблен, а белизна чернил снизится. Размер частиц диоксида титана должен контролироваться на уровне 0,2~0,4 мкм, что эквивалентно примерно 1/2 длины волны видимого света, чтобы получить высокую рассеивающую способность и сделать цвет более белым. При размере частиц менее 0,1 мкм кристалл прозрачен. Если размер частиц превышает 0,5 мкм, способность пигмента рассеивать свет снижается, что влияет на белизну чернил. По этой причине размер частиц диоксида титана должен быть соответствующим и равномерно распределенным, чтобы обеспечить отличную белизну.

- Влияние примесей в диоксиде титана на белизну чернил

Как правило, если в диоксид титана примешивается небольшое количество примесей, таких как железо, хром, кобальт и медь, готовые чернила будут иметь отклонения в цвете и пониженную белизну. Это связано с тем, что ионы примесей в диоксиде титана, особенно ионы металлов, искажают кристаллическую структуру диоксида титана и теряют симметрию. Рутиловый диоксид титана более чувствителен к примесям. Например, при содержании оксида железа в рутиловом диоксиде титана более 0,003 % он окрашивается, а при содержании его в анатазном диоксиде титана более 0,009 % происходит цветная реакция. Поэтому очень важно выбрать точный диоксид титана без примесей.