Delež titanovega dioksida, ki se uporablja pri izdelavi različnih vrst črnil, je razmeroma velik in se giblje od 25 % do 50 %, nekateri pa tudi večji. Zato ima titanov dioksid ključno vlogo pri kakovosti črnil. V naravi obstajajo tri vrste kristalnega titanovega dioksida, in sicer rutil, anataz in brukit. Ker je kristalna oblika brookita titanovega dioksida izjemno nestabilna, obstajata samo dve vrsti titanovega dioksida, primernega za proizvodnjo črnila, rutil in anataz, in obe sta tetragonalni kristalni obliki. Imajo stabilne fizikalne in kemijske lastnosti, čisto belo barvo, drobne delce in visok lomni količnik. Pri proizvodnji črnil imajo različne vrste izdelkov s črnilom različne zahteve glede kakovosti titanovega dioksida. Praksa je dokazala, da ima rutilni titanov dioksid boljšo zmogljivost uporabe in se lahko široko uporablja pri izdelavi različnih vrst črnil. Iz primerjave kazalnikov učinkovitosti obeh titanovih dioksidov, ne glede na to, ali gre za kristalno obliko, lomni količnik ali barvno moč in indeks fluorescence, je rutilni titanov dioksid boljši od anataznega titanovega dioksida. Zato se rutilni titanov dioksid pogosto uporablja pri proizvodnji črnila. S hitrim razvojem domače in tuje embalaže in tiskarske industrije se bo tržno povpraševanje po črnilih povečevalo iz dneva v dan. Ker je titanov dioksid zelo pomemben beli pigment v črnilih, številnih funkcij in učinkov titanovega dioksida ni mogoče nadomestiti z nobenim drugim materialom.
Glede na različne vrste črnil in različne zahteve glede primernosti tiskanja je razumna izbira titanovega dioksida ključ do izdelave odličnih belih črnil. Če povzamemo zahteve glede kakovosti titanovega dioksida za črnila, so v glavnem naslednje točke:
① Dobra belina, dolgotrajno-ne-porumenelost lahko poskrbi, da barva natisnjenih izdelkov ostane svetla in svetla v različnih okoljih;
② Dobra odpornost na vlago, enostavno brušenje;
③ Majhni delci, ki jih je enostavno enakomerno razpršiti v vezivu črnila;
④ Močna prekrivnost in dobra moč barvanja;
⑤ Dobra vremenska odpornost in toplotna odpornost, stabilne kemične lastnosti;
⑥ Dobra vodoodpornost.
1. Vpliv na pokrivnost črnila
(1) Neenakomernost lomnega količnika kristalov titanovega dioksida bo neposredno vplivala na pokrivnost črnila.
Na splošno je lomni količnik titanovega dioksida najboljši med belimi pigmenti. Pri pripravi belega črnila je treba uporabiti titanov dioksid z visokim lomnim količnikom, da povečamo pokrivnost belega črnila.
(2) Vpliv velikosti delcev titanovega dioksida, strukture delcev in disperzije na pokrivnost belega črnila.
V območju, večjem od 1/2 valovne dolžine vidne svetlobe, manjša kot je velikost delcev, bolj gladka je površina delcev, boljša je disperzija titanovega dioksida v smolnem vezivu in močnejša je njegova pokrivnost. Ker ima sam titanov dioksid pomembno kristalno strukturo, je njegov lomni količnik večji kot pri barvnem razvijalcu in večja ko je razlika v lomnem količniku med obema, močnejša je pokrivnost uporabljenega titanovega dioksida. Praksa je pokazala, da ima rutilni titanov dioksid boljšo pokrivnost od anataznega titanovega dioksida, zato se v proizvodnji črnil bolj uporablja.
2. Vpliv na barvno moč črnila
Moč barvanja titanovega dioksida je odvisna od njegove sposobnosti razprševanja vidne svetlobe in neposredno vpliva na moč barvanja črnila. Večji ko je koeficient sipanja, močnejša je barvna moč; višji kot je lomni količnik titanovega dioksida, močnejša je barvna moč. Titanov dioksid je produkt z najvišjim lomnim količnikom med belimi pigmenti, lomni količnik rutilnega titanovega dioksida pa je višji od indeksa anataznega titanovega dioksida. Zato morate pri izbiri titanovega dioksida izbrati titanov dioksid z močno sposobnostjo sipanja in visokim lomnim količnikom.
3. Vpliv na zmogljivost disperzije.
Ali sta oblika delcev titanovega dioksida in odboj svetlobe enotna, neposredno vplivata na učinkovitost disperzije titanovega dioksida. Menijo, da če je površina delcev titanovega dioksida gladka in je odsev enakomeren, je njegova disperzija dobra, sijaj in belina pripravljenega belega črnila pa sta tudi dobra; nasprotno, če je površina delcev hrapava in se difuzni odboj poveča, bo sijaj močno zmanjšan, disperzija pa bo slaba, kar bo neposredno vplivalo na belino in prenos belega črnila. Zaradi tega je treba titanov dioksid pred uporabo predelati.
Poleg tega je treba med postopkom proizvodnje črnila izbrati titanov dioksid z različnimi funkcijami glede na posebne značilnosti in zahteve različnih črnil.
(1) Ofsetni tisk temelji na principu odbijanja olja-vode. Zato mora imeti smolno vezivo, ki se uporablja v črnilu za ofsetni tisk, odlično funkcijo proti-emulgiranja in odlično hidrofobnost, sicer je belo ofsetno črnilo enostavno emulgirati; poleg tega mora imeti ofsetno belo črnilo, ki se uporablja za tiskane izdelke, ki so dolgo časa na prostem, njegov titanov dioksid odlično odpornost na svetlobo in vremenske vplive, sicer bo belo črnilo postalo rumeno ali prašno.
(2) Za gravurno kompozitno filmsko črnilo, da bi bili tiskani izdelki svetli in lepi, se kot osnova najprej uporabi belo črnilo, nato pa se izvede barvno tiskanje. Zaradi tega mora imeti titanov dioksid odlično barvno in pokrivno moč.
4. Vpliv na belino črnila
(1) Vpliv oblike, velikosti in porazdelitve delcev titanovega dioksida na belino.
Odlični delci titanovega dioksida so gladkega videza in brez ostrih robov. Če uporabimo titanov dioksid z ostrimi robovi na površini delcev, bo učinek odboja svetlobe močno oslabljen in belina črnila bo zmanjšana. Velikost delcev titanovega dioksida je treba nadzorovati na 0,2 ~ 0,4 μm, kar je enako približno 1/2 valovne dolžine vidne svetlobe, da bi dosegli visoko sposobnost sipanja in naredili barvo bolj belo. Če je velikost delcev manjša od 0,1 μm, je kristal prozoren. Če velikost delcev presega 0,5 μm, se sposobnost pigmenta za sipanje svetlobe zmanjša, kar vpliva na belino črnila. Zaradi tega mora biti velikost delcev titanovega dioksida ustrezna in enakomerno porazdeljena, da se pokaže odlična belina.
(2) Vpliv nečistoč v titanovem dioksidu na belino črnila.
Če v titanov dioksid vmešate sledove nečistoč, kot so železo, krom, kobalt in baker, bo na splošno prišlo do barvnega odstopanja in zmanjšane beline pripravljenega črnila. To je zato, ker ioni nečistoč v titanovem dioksidu, zlasti kovinski ioni, popačijo kristalno strukturo titanovega dioksida in izgubijo simetrijo. Rutilni titanov dioksid je bolj občutljiv na nečistoče. Na primer, ko je vsebnost železovega oksida v rutilnem titanovem dioksidu večja od 0,003%, bo pokazal barvo, medtem ko je njegova vsebnost v anataznem titanovem dioksidu večja od 0,009%, bo prišlo do barvne reakcije. Zato je zelo pomembno izbrati natančen titanov dioksid brez primesi.
