La percentuale di biossido di titanio utilizzata nella produzione di vari tipi di inchiostri è relativamente elevata, varia dal 25% al 50%, e alcuni sono anche maggiori. Pertanto, il biossido di titanio svolge un ruolo fondamentale nella qualità degli inchiostri. In natura esistono tre tipi di biossido di titanio cristallino: rutilo, anatasio e brookite. Poiché la forma cristallina del biossido di titanio brookite è estremamente instabile, esistono solo due tipi di biossido di titanio adatti alla produzione di inchiostro, rutilo e anatasio, ed entrambi sono forme cristalline tetragonali. Hanno proprietà fisiche e chimiche stabili, colore bianco puro, particelle fini e alto indice di rifrazione. Nella produzione di inchiostri, diversi tipi di prodotti a base di inchiostro hanno requisiti di qualità diversi per il biossido di titanio. La pratica ha dimostrato che il biossido di titanio rutilo ha migliori prestazioni applicative e può essere ampiamente utilizzato nella produzione di vari tipi di inchiostri. Dal confronto degli indicatori di prestazione dei due biossidi di titanio, che si tratti della forma del cristallo, dell'indice di rifrazione o del potere colorante e dell'indice di fluorescenza, il biossido di titanio rutilo è superiore al biossido di titanio anatasio. Pertanto, il biossido di titanio rutilo è ampiamente utilizzato nella produzione di inchiostri. Con il rapido sviluppo delle industrie nazionali ed estere di imballaggio e stampa editoriale, la domanda di mercato di inchiostri aumenterà di giorno in giorno. Essendo un pigmento bianco molto importante negli inchiostri, molte funzioni ed effetti del biossido di titanio non possono essere sostituiti da nessun altro materiale.
A seconda dei diversi tipi di inchiostri e dei diversi requisiti di idoneità alla stampa, la scelta ragionevole del biossido di titanio è la chiave per produrre inchiostri bianchi eccellenti. Riassumendo i requisiti qualitativi del biossido di titanio per gli inchiostri si distinguono principalmente i seguenti punti:
① Un buon punto di bianco, un-non ingiallimento di lunga durata-, possono far sì che il colore dei prodotti stampati rimanga brillante e brillante in vari ambienti;
② Buona resistenza all'umidità, facile da macinare;
③ Piccole particelle, facili da disperdere uniformemente nel legante dell'inchiostro;
④ Forte potere coprente e buon potere colorante;
⑤ Buona resistenza agli agenti atmosferici e al calore, proprietà chimiche stabili;
⑥ Buona resistenza all'acqua.
1. Impatto sul potere coprente dell'inchiostro
(1) L'irregolarità dell'indice di rifrazione dei cristalli di biossido di titanio influirà direttamente sul potere coprente dell'inchiostro.
Generalmente l'indice di rifrazione del biossido di titanio è il migliore tra i pigmenti bianchi. Quando si prepara l'inchiostro bianco, è necessario utilizzare biossido di titanio con un elevato indice di rifrazione per aumentare il potere coprente dell'inchiostro bianco.
(2) L'impatto della dimensione delle particelle di biossido di titanio, della struttura delle particelle e della dispersione sul potere coprente dell'inchiostro bianco.
Nell'intervallo superiore a 1/2 della lunghezza d'onda della luce visibile, minore è la dimensione delle particelle, più liscia è la superficie delle particelle, migliore è la dispersione del biossido di titanio nel legante resinoso e più forte il suo potere coprente. Poiché il biossido di titanio stesso ha una struttura cristallina significativa, il suo indice di rifrazione è maggiore di quello dello sviluppatore del colore e maggiore è la differenza nell'indice di rifrazione tra i due, maggiore è il potere coprente del biossido di titanio utilizzato. La pratica ha dimostrato che il biossido di titanio rutilo ha un potere coprente migliore rispetto al biossido di titanio anatasio, quindi è più ampiamente utilizzato nella produzione di inchiostri.
2. Impatto sul potere colorante dell'inchiostro
Il potere colorante del biossido di titanio dipende dalla sua capacità di diffondere la luce visibile e ha un impatto diretto sul potere colorante dell'inchiostro. Maggiore è il coefficiente di dispersione, maggiore è il potere colorante; maggiore è l'indice di rifrazione del biossido di titanio, maggiore è il potere colorante. Il biossido di titanio è il prodotto con il più alto indice di rifrazione tra i pigmenti bianchi e l'indice di rifrazione del biossido di titanio rutilo è superiore a quello del biossido di titanio anatasio. Pertanto, quando si sceglie il biossido di titanio, è necessario scegliere il biossido di titanio con una forte capacità di dispersione e un elevato indice di rifrazione.
3. Impatto sulle prestazioni di dispersione.
L'uniformità della forma delle particelle di biossido di titanio e della riflessione della luce influisce direttamente sulle prestazioni di dispersione del biossido di titanio. Si ritiene che se la superficie delle particelle di biossido di titanio è liscia e la riflessione è uniforme, la sua dispersione è buona e anche la lucentezza e il candore dell'inchiostro bianco preparato sono buoni; al contrario, se la superficie delle particelle è ruvida e la riflessione diffusa aumenta, la lucentezza sarà notevolmente ridotta e la dispersione sarà scarsa, il che influenzerà direttamente il candore e le prestazioni di trasferimento dell'inchiostro bianco. Per questo motivo il biossido di titanio deve essere lavorato prima di poter essere utilizzato.
Inoltre, durante il processo di produzione dell'inchiostro, è necessario selezionare il biossido di titanio con diverse funzioni in base alle caratteristiche e ai requisiti specifici dei vari inchiostri.
(1) La stampa offset si basa sul principio della repulsione all'olio-acqua. Pertanto, il legante in resina utilizzato nell'inchiostro da stampa offset deve avere un'eccellente funzione anti-emulsificante e un'eccellente idrofobicità, altrimenti l'inchiostro bianco offset è facile da emulsionare; inoltre, l'inchiostro bianco offset utilizzato per i prodotti stampati posti all'aperto per lungo tempo richiede che il suo biossido di titanio abbia un'ottima resistenza alla luce e agli agenti atmosferici, altrimenti l'inchiostro bianco ingiallirà o polverizzerà.
(2) Per l'inchiostro di pellicole composite per rotocalco, per rendere i prodotti stampati luminosi e belli, viene utilizzato prima l'inchiostro bianco come base, quindi viene eseguita la stampa colorata. Per questo motivo è necessario che il biossido di titanio abbia un ottimo potere colorante e coprente.
4. Influenza sul candore dell'inchiostro
(1) L'influenza della forma, dimensione e distribuzione delle particelle di biossido di titanio sul bianco.
Le eccellenti particelle di biossido di titanio hanno un aspetto liscio e senza spigoli vivi. Se si utilizza biossido di titanio con bordi taglienti sulla superficie delle particelle, l'effetto di riflessione della luce sarà notevolmente indebolito e il candore dell'inchiostro sarà ridotto. La dimensione delle particelle di biossido di titanio deve essere controllata a 0,2~0,4μm, che equivale a circa 1/2 della lunghezza d'onda della luce visibile, per ottenere un'elevata capacità di diffusione e far apparire il colore più bianco. Quando la dimensione delle particelle è inferiore a 0,1μm, il cristallo è trasparente. Se la dimensione delle particelle supera 0,5μm, la capacità del pigmento di diffondere la luce verrà ridotta, influenzando il candore dell'inchiostro. Per questo motivo, la dimensione delle particelle del biossido di titanio deve essere appropriata e distribuita uniformemente per mostrare un eccellente punto di bianco.
(2) L'influenza delle impurità nel biossido di titanio sul candore dell'inchiostro.
In generale, se tracce di impurità come ferro, cromo, cobalto e rame vengono mescolate nel biossido di titanio, l'inchiostro preparato presenterà una deviazione del colore e un bianco ridotto. Questo perché gli ioni impurità nel biossido di titanio, in particolare gli ioni metallici, distorcono la struttura cristallina del biossido di titanio e perdono la simmetria. Il biossido di titanio rutilo è più sensibile alle impurità. Ad esempio, quando il contenuto di ossido di ferro nel biossido di titanio rutilo è maggiore dello 0,003%, mostrerà colore, mentre il suo contenuto in biossido di titanio anatasio è maggiore dello 0,009%, si verificherà una reazione cromatica. Pertanto, è molto importante selezionare biossido di titanio di precisione senza impurità.
