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钛白粉在油墨工业中的应用

2017-7-7 9:46:17

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详细介绍
钛白粉在油墨工业中的应用

钛白粉在油墨工业中的应用

  钛白粉为多晶型化合物,分子式为TiO2,白度高,颗粒细小,粒径大小为0.1~0.7μm,折射率为2.72,吸油量为45%~48%,并且具有很强的着色力和光扩散性。二氧化钛分散在介质中时,可增强油墨的遮盖力,达到45~75g/m2。另外,钛白粉还具有良好的耐光性、耐热性、耐碱性、耐候性和憎水性(疏水性),因此,在高质量的白色油墨中应用效果尤佳,是目前油墨工业中不可缺少的重要原材料之一。

    油墨用钛白粉的类型和要求

    1.类型

    自然界中存在着3种结晶型的钛白粉,即金红石型、锐钛型和板钛型。由于板钛型钛白粉晶型极不稳定,因此适于油墨生产的钛白粉只有金红石型和锐钛型两种,且皆为四方晶型。它们具有稳定的物理、化学性能,而且颜色纯白,颗粒细小,折射率高。

    2.技术要求

    在油墨生产中,不同类型的油墨产品对钛白粉的质量要求也各不相同。实践证明,金红石型钛白粉具有较理想的应用性能,可广泛用于各种类型的油墨配制。表1为两种钛白粉性能指标的对比。

    从表中不难看出,无论是结晶形状、折射率,还是着色力、荧光性指数,金红石型钛白粉都优于锐钛型钛白粉,因此,金红石型钛白粉在油墨生产中被广泛采用。此外,在油墨配制过程中还要依据各类油墨的具体特点和要求选择具有不同性能的钛白粉。

    (1)胶印依据的是油水相斥的原理,因此,胶印油墨所用树脂连结料除了要具有良好的抗乳化性能外,还要有优良的憎水性,否则,胶印白墨易乳化;另外,长期放置于户外的印刷品所使用的胶印白墨,要求其配制用钛白粉必须具有良好的耐光性和耐候性,否则白墨就会变黄或粉化。

    (2)对于凹印复合薄膜油墨,为了使印品色彩鲜艳、美观,都先用白墨打底,然后再进行彩色印刷。为此,要求钛白粉必须具有优良的着色力和遮盖力。

    (3)对于烘烤型印铁白墨,其印后烘烤温度在180℃左右,且烘烤时间长达120分钟左右。

    因此,印铁白墨中的钛白粉必须具有优良的耐热性,否则,白墨在高温烘烤中就会变黄,失去光泽,严重时还会造成印品的报废。

    因此,根据不同类型的油墨及不同印刷适性的要求,合理选用钛白粉是制造优良白色油墨的关键。综合油墨用钛白粉的质量要求,主要有以下几点:

    ①白度好,耐久不泛黄,能使印品的颜色在各种环境下保持鲜艳、光亮;

    ②润湿性好,易研磨;

    ③颗粒小,易均匀分散于油墨连结料中;

    ④遮盖力强,着色力好;

    ⑤耐候性、耐热性好,化学性能稳定;

    ⑥抗水性好。

    钛白粉质量对油墨的影响

    钛白粉在各种类型的油墨制造中,用量比例相对较大,在25%~50%之间,有的甚至更大。因此,钛白粉对油墨的质量起着至关重要的作用。

    1.对油墨白度的影响

    (1)钛白粉中的杂质对油墨白度的影响。一般来说,如有微量的铁、铬、钴、铜等杂质混入钛白粉中,制备的油墨会产生色偏,白度降低。这是由于钛白粉中的杂质离子,尤其是金属离子,使钛白粉的晶体结构扭曲,失去对称性而造成的。金红石型钛白粉对杂质更为敏感,如氧化铁在金红石型钛白粉中的含量大于0.003%时就会呈现出色彩,而其在锐钛型钛白粉中的含量大于0.009%时才会产生显色反应。因此,选择精细、无杂质的钛白粉非常重要。

    (2)钛白粉颗粒的形状、大小和分布对白度的影响。优质的钛白粉颗粒外形光滑、无棱角,若使用颗粒表面带棱角的钛白粉,会大大消弱对光的反射作用而降低油墨的白度。钛白粉粒子的大小应控制在0.2~0.4μm,即相当于可见光波长1/2左右,才可以获得高散射能力,使其颜色显得更白。当粒径小于0.1μm时,晶体是透明的,若粒径超过0.5μm,就会降低颜料对光的散射能力,影响油墨的白度。为此,要求钛白粉的颗粒大小适宜、分布均匀,以显示良好的白度。

    2.对油墨遮盖力的影响

    (1)钛白粉晶体自身折射率的高低会直接影响油墨遮盖力的大小。通常,钛白粉的折射率在白色颜料中是最好的,制备白色油墨时,应多选用折射率高的钛白粉,以增强白墨的遮盖力。

    (2)钛白粉的颗粒大小、颗粒结构及分散性对白墨遮盖力的影响。通常,在大于可见光波长1/2的范围内,粒径越小,颗粒表面越光滑,钛白粉在树脂连结料中的分散性越好,其遮盖力也就越强。由于钛白粉自身有明显的晶体结构,所以其折射率比展色剂大,且两者的折射率相差越大,所用钛白粉的遮盖力就越强。实践证明,金红石型钛白粉比锐钛型钛白粉的遮盖力好,所以,在油墨制造中的应用更为广泛。

    3.对油墨着色力的影响

    钛白粉着色力取决于钛白粉对可见光的散射能力,且其对油墨的着色力有直接影响,散射系数越大,着色力越强;钛白粉的折射率越高,着色力也越强。钛白粉在白色颜料中是折射率最高的产品,且金红石型钛白粉的折射率比锐钛型钛白粉还要高。因此,选用钛白粉要选择散射能力强且折射率高的钛白粉。

    4.对分散性能的影响

    钛白粉颗粒形状及光反射是否均匀,直接影响钛白粉的分散性能。如果钛白粉颗粒表面光洁、反射均匀,其分散性就好,所制备的白墨光泽度和白度也较好;反之,颗粒表面粗糙,漫反射增加,就会大大降低光泽度,分散性也差,直接影响白墨的白度和转印性能。为此,钛白粉必须进行处理,方可使用。

    综上所述,随着国内外包装和出版印刷业的快速发展,油墨的市场需求量将日趋增大,作为油墨中非常重要的白色颜料,钛白粉的许多性能和作用是其他任何材料不能替代的。因此,钛白粉在油墨中的使用量将逐年增大,市场应用前景将非常广阔。


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