Удео титанијум диоксида који се користи у производњи различитих врста мастила је релативно велик, креће се од 25% до 50%, а неки су и већи. Стога, титанијум диоксид игра виталну улогу у квалитету мастила. У природи постоје три врсте кристалног титанијум диоксида, а то су рутил, анатаз и брукит. Пошто је кристални облик броокит титанијум диоксида изузетно нестабилан, постоје само две врсте титанијум диоксида погодне за производњу мастила, рутил и анатаз, и оба су тетрагонални кристални облици. Имају стабилне физичке и хемијске особине, чисту белу боју, фине честице и висок индекс преламања. У производњи мастила, различите врсте производа од мастила имају различите захтеве квалитета за титанијум диоксид. Пракса је показала да рутил титан диоксид има боље перформансе примене и да се може широко користити у производњи различитих врста мастила. Из поређења индикатора перформанси два титанијум диоксида, било да се ради о облику кристала, индексу преламања или моћи бојења и индексу флуоресценције, рутил титан диоксид је супериорнији од анатаз титанијум диоксида. Због тога се рутил титанијум диоксид широко користи у производњи мастила. Са брзим развојем домаће и иностране амбалажне и издавачке штампарске индустрије, потражња за бојама на тржишту ће се повећавати из дана у дан. Као веома важан бели пигмент у мастилима, многе функције и ефекти титанијум диоксида не могу се заменити никаквим другим материјалима.
У складу са различитим типовима мастила и различитим захтевима за прикладност за штампу, разуман избор титанијум диоксида је кључ за прављење одличних белих мастила. Сумирајући захтеве квалитета титанијум диоксида за мастила, углавном постоје следеће тачке:
① Добра белина, дуготрајна-не-жута боја, може учинити да боја штампаних производа остане светла и светла у различитим окружењима;
② Добра отпорност на влагу, лако се меље;
③ Мале честице, лако се равномерно распршују у везиву за мастило;
④ Јака моћ покривања и добра моћ бојења;
⑤ Добра отпорност на временске услове и отпорност на топлоту, стабилна хемијска својства;
⑥ Добра водоотпорност.
1. Утицај на моћ скривања мастила
(1) Неуједначеност индекса преламања кристала титанијум диоксида директно ће утицати на моћ скривања мастила.
Генерално, индекс преламања титанијум диоксида је најбољи међу белим пигментима. Када се припрема бело мастило, треба користити титанијум диоксид са високим индексом преламања да би се повећала моћ скривања белог мастила.
(2) Утицај величине честица титанијум диоксида, структуре честица и дисперзије на моћ скривања белог мастила.
У опсегу већем од 1/2 таласне дужине видљиве светлости, што је мања величина честица, што је површина честица глаткија, то је боља дисперзија титанијум диоксида у везиву смоле и јача је његова моћ скривања. Пошто сам титанијум диоксид има значајну кристалну структуру, његов индекс преламања је већи од индекса преламања боје, а што је већа разлика у индексу преламања између та два, то је јача моћ скривања коришћеног титанијум диоксида. Пракса је показала да рутил титан диоксид има бољу покривну моћ од анатаз титан диоксида, па се више користи у производњи мастила.
2. Утицај на моћ бојења мастила
Моћ бојења титанијум диоксида зависи од његове способности да расипа видљиву светлост и има директан утицај на моћ бојења мастила. Што је већи коефицијент расејања, то је јача моћ бојења; што је већи индекс преламања титанијум диоксида, то је јача моћ бојења. Титанијум диоксид је производ са највећим индексом преламања међу белим пигментима, а индекс преламања рутил титан диоксида је већи од индекса преламања анатаз титанијум диоксида. Стога, када бирате титанијум диоксид, требало би да изаберете титанијум диоксид са јаком способношћу расејања и високим индексом преламања.
3. Утицај на перформансе дисперзије.
Да ли су облик честица титанијум диоксида и рефлексија светлости уједначени директно утиче на перформансе дисперзије титанијум диоксида. Верује се да ако је површина честица титанијум диоксида глатка и рефлексија уједначена, његова дисперзија је добра, а сјај и белина припремљеног белог мастила су такође добри; напротив, ако је површина честица храпава и дифузна рефлексија се повећава, сјај ће бити знатно смањен, а дисперзија ће бити лоша, што ће директно утицати на белину и перформансе преноса белог мастила. Из тог разлога, титанијум диоксид се мора обрадити пре него што се може користити.
Поред тога, током процеса производње мастила, титанијум диоксид са различитим функцијама треба одабрати према специфичним карактеристикама и захтевима различитих мастила.
(1) Офсет штампа се заснива на принципу одбијања уља-воде. Због тога везиво смоле које се користи у офсет штампарским мастилом мора да има одличну функцију против-емулговања и одличну хидрофобност, иначе се офсет бело мастило лако емулгује; поред тога, офсет бело мастило које се користи за штампане производе постављене на отвореном дуже време захтева да његов титанијум диоксид има одличну отпорност на светлост и временске услове, у супротном ће бело мастило постати жуто или ће постати прах.
(2) За дубоко композитно филмско мастило, како би штампани производи били светли и лепи, прво се користи бело мастило као основа, а затим се врши шарена штампа. Из тог разлога, од титанијум диоксида се захтева да има одличну моћ бојења и моћ скривања.
4. Утицај на белину мастила
(1) Утицај облика, величине и дистрибуције честица титанијум диоксида на белину.
Одличне честице титанијум диоксида имају глатки изглед и без оштрих ивица. Ако се користи титанијум диоксид са оштрим ивицама на површини честица, ефекат рефлексије светлости ће бити знатно ослабљен и белина мастила ће бити смањена. Величина честица титанијум диоксида треба контролисати на 0,2 ~ 0,4 μм, што је еквивалентно око 1/2 таласне дужине видљиве светлости, да би се постигла висока способност расејања и да би боја изгледала беље. Када је величина честица мања од 0,1 μм, кристал је провидан. Ако величина честица прелази 0,5 μм, способност пигмента да расипа светлост ће бити смањена, што утиче на белину мастила. Из тог разлога, величина честица титанијум диоксида мора бити одговарајућа и равномерно распоређена како би се показала одлична белина.
(2) Утицај нечистоћа у титанијум диоксиду на белину мастила.
Уопштено говорећи, ако се у титанијум диоксид помеша количина нечистоћа у траговима као што су гвожђе, хром, кобалт и бакар, припремљено мастило ће имати одступање у боји и смањену белину. То је зато што јони нечистоћа у титанијум диоксиду, посебно метални јони, искривљују кристалну структуру титанијум диоксида и губе симетрију. Рутил титанијум диоксид је осетљивији на нечистоће. На пример, када је садржај гвожђе оксида у рутил титанијум диоксиду већи од 0,003%, показаће се боја, док је његов садржај у анатаз титанијум диоксиду већи од 0,009%, доћи ће до реакције боје. Због тога је веома важно одабрати прецизан титанијум диоксид без нечистоћа.
